DE4333286C2 - Verfahren und Vorrichtung zur Diagnose von Maschinenstörungen - Google Patents
Verfahren und Vorrichtung zur Diagnose von MaschinenstörungenInfo
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf ein Diagnoseverfahren und eine
Diagnosevorrichtung nach den Oberbegriffen der Ansprüche 1
und 7. Insbesondere bezieht sie sich auf ein Diagnoseverfah
ren und eine Diagnosevorrichtung mit Expertensystemen, wobei
das Anwendungswissen und die Hilfsinformation physikalisch
vom Expertensystem getrennt sind.
Bei Architekturen herkömmlicher Expertensysteme, wie sie in
Fig. 1 dargestellt werden, sind das Anwendungswissen und die
Hilfsinformation in das Expertensystem eingebettet. Für ein
fache Anwendungen oder Anwendungen einer Art ist dies ange
messen. Die Anwendbarkeit üblicher Software-Bauteile (das
heißt Benutzerschnittstellen, Experten-Shell-Rules) für ande
re ähnliche Anwendungen wird jedoch eingeschränkt.
Das im Namen von Hardy et al. erteilte US-Patent 4 648 044
offenbart ein Wissensaufbauwerkzeug zum Bau eines Wissens-
oder Expertensystems. Das Wissenssystem enthält eine Wissens
bank in einer Tatsachen, Regeln und Meta-Tatsachen ausdrüc
kenden Sprache zur Spezifizierung der Anwendung der Regeln
auf das Lösen eines bestimmten Problems. Zur allgemeinen An
wendbarkeit werden in den Regeln Variable gebraucht. Diese
machen jedoch nur eine bestimmte Regel partiell dynamisch.
In dem Aufsatz "Generic Expert System For Equipment Fault
Diagnosis" von K Wescourt, c. Powell, C. Pickering und D.
Whitehead, herausgegeben von der IEEE und bezeichnet mit CH
2331 - 7/86/0000/0489, wird die Verwendung von Variablen in
Regeln ebenfalls erörtert.
Der Aufsatz "Portable Knowledge-based Diagnostic and Main
tenance System" von J. Darvish und N. Olson, herausgegeben
1989 von SPIE, Band 1095 APPLICATIONS OF ARTIFICIAL INTELLI
GENCE, V 11, Seiten 357-59, offenbart generische Software
werkzeuge und die Anwendung von Hilfszeichnungen in einem Ex
pertensystem.
Der Aufsatz "A Diagnostic Aid To Pulp Production" von A. Ko
walski und J. Lebnsold, herausgegeben 1989 von SPIE, Band
1095 APPLICATIONS OF ARTIFICIAL INTELLIGENCE, V 11, Seiten
858-66, offenbart Datenbanken, die zum Speichern von sich
auf eine Diagnosesitzung beziehenden Tatsachen verwendet wer
den. Die Datenbank wird nicht zum Speichern von Wissens-
oder Regelinhalten verwendet. Der Aufsatz offenbart ein Bei
spiel eines über eine Schnittstelle mit einer relationalen
Datenbank zusammengeschalteten Expertensystems.
Der Aufsatz "The Design And Implementation Of A Relation Ma
terials Property Database" von J. S. Colton, herausgegeben
in ENGINEERING WITH COMPUTERS, Band 4, Seiten 87-99 (1988),
offenbart Software für ein Expertensystem, die eine relatio
nale Datenbank zum Speichern und Heraussuchen von sich auf
Materialeigenschaften beziehenden Informationen verwendet.
Das im Namen von Tou et al. erteilte US-Patent 4 930 071 of
fenbart ein Verfahren zum Integrieren eines eine Wissensbank
enthaltenden Systems mit einem beliebigen Datenbanksystem.
Das im Namen von Bajpai et al. erteilte US-Patent 4 985 857
offenbart ein Verfahren und ein Gerät zur Diagnose von Ma
schinen. Das Patent lehrt die Anwendung eines Expertensy
stems zur Diagnose von Störungen der Maschinen. Das System
enthält eine Datenbank mit Maschineninformationen und eine
einen Sensoreingang aufweisende Datenbank, die durch ein Ex
pertensystem zu verwendende Daten speichert.
Das im Namen von Kondo erteilte US-Patent 5 021 992 offen
bart ein Verfahren zum Übertragen von Daten von einer Wis
sens- auf eine Datenbank.
Ein anderes eine Datenbank enthaltendes System wird in dem
im Namen von Thompson et al. erteilten US-Patent 4 649 515
und in dem im Namen von Erman et al. erteilten US-Patent
4 658 370 offenbart.
Aus der WO 92/14207 A1 ist eine Vorrichtung und ein Verfahren
zur automatischen Diagnose einer Störung an einer Maschine
unter Verwendung eines Computersystems mit einem Expertensy
stem und einem Wissensdatensatz bekannt, wobei eine vom Ex
pertensystem getrennte Datenbank für den Wissensdatensatz
verwendet wird.
In der US 4 949 278 wird ein Expertensystem beschrieben, das
auf beliebige externe Datenbanken zugreifen kann.
Die EP 0 499 567 A2 beschreibt ein Verfahren und eine Vor
richtung für eine variable Benutzer-Schnittstelle in einem
Datenverarbeitungssystem. Die Benutzer-Schnittstelle kann den
Fähigkeiten des Benutzers angepaßt werden.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein
gattungsgemäßes Verfahren und eine gattungsgemäße Vorrichtung
so zu verbessern, daß die Diagnose von Maschinenstörungen unter Ver
wendung eines ein Expertensystem enthaltenden Computersystems
einfacher und zuverlässiger wird.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe bei einem Verfahren und
einer Vorrichtung der eingangs genannten Art durch die kenn
zeichnenden Merkmale des Anspruches 1 bzw. 7 gelöst.
Die vorliegende Erfindung bildet ein Verfahren und eine Vor
richtung zur Diagnose von Maschinenstörungen unter Verwendung eines
ein Expertensystem enthaltenden Computersystems aus, das ge
nerische Regeln einsetzen kann und einen physikalisch ge
trennten Wissensdatensatz verwendet, durch den die Architek
tur zum Ermöglichen verschiedener relationaler Datenbankda
teien modular ist.
Erfindungsgemäß ist also
ein automatisiertes Verfahren zur Diagnose einer Störung an
einer Maschine mit mehreren ein Computersystem verwendenden
Bauteilen fit einem Expertensystem und einem Wissensdaten
satz vorgesehen. Das Verfahren schließt die Stufe der Ausbil
dung einer vom Expertensystem getrennten Datenbank zum Ab
speichern des Wissensdatensatzes ein. Der Wissensdatensatz
enthält ein Mittel zum Bezeichnen der durch das Expertensy
stem verarbeitbaren Regelinformation. Das Verfahren enthält
auch die Stufe des Empfangens eines Anfangsbefehls und die
Stufe des dynamischen Herausfindens der Regelinformation aus
der Datenbank nach Maßgabe des Anfangsbefehls. Das Experten
system wird zum Verarbeiten der Regelinformation zum Identi
fizieren der Störung verwendet. Auf diese Weise wird das Ex
pertensystem von den Daten geführt.
Der Wissensdatensatz enthält vorzugsweise spezifische Regel
informationen. Die Datenbank ist vorzugsweise eine relationa
le Datenbank.
Zum Lösen der obigen Aufgabe der vorliegenden
Erfindung ist auch eine Vorrichtung zum Durchführen jeder der obi
gen Verfahrensstufen vorgesehen.
Die obige und andere Aufgaben, Merkmale und Vorteile der vor
liegenden Erfindung ergeben sich ohne weiteres aus der fol
genden ins einzelne gehenden Beschreibung der besten Art und
Weise zum Durchführen der Erfindung, wenn diese in Verbin
dung mit den beiliegenden Zeichnungen genommen wird.
In den Zeichnungen ist:
Fig. 1 ein schematisches Blockschaubild der Architektur ei
nes herkömmlichen Expertensystems,
Fig. 2 ein schematisches Blockschaubild der erfindungsgemä
ßen, durch Daten geführten Architektur,
Fig. 3 ein anderes schematisches Blockschaubild der erfin
dungsgemäßen Systemarchitektur,
Fig. 4 ein schematisches Blockschaubild mit Darstellung der
generischen Regeln des Systems,
Fig. 5 eine schematische Ansicht der Hardware-Konfiguration
des Systems,
Fig. 6 eine schematische Ansicht eines Maschinen-Auswahlbild
schirms,
Fig. 7 ein Ablaufplan mit der Darstellung des Informations
flusses für den Bildschirm von Fig. 6,
Fig. 8 eine schematische Darstellung eines Symptom-Bild
schirms,
Fig. 9 ein Ablaufplan mit der Darstellung des Informations
flusses des Bildschirms von Fig. 8,
Fig. 10 eine schematische Darstellung eines Maschinen-ID-Aus
wahlbildschirms,
Fig. 11 eine schematische Darstellung eines Maschinen-ID-In
formationsbildschirms,
Fig. 12 eine schematische Darstellung eines Maschinen-ID-Ver
laufbildschirms,
Fig. 13 eine schematische Darstellung eines Symptom-Untergrup
pen-Auswahlbildschirms,
Fig. 14 eine schematische Darstellung eines Hauptsymptom-Aus
wahlbildschirms,
Fig. 15 eine schematische Darstellung eines Frage-und-Ant
wort-Bildschirms,
Fig. 16 ein Ablaufplan mit der Darstellung des Informations
flusses des Bildschirms von Fig. 15,
Fig. 17 eine schematische Darstellung eines Antwort-Auswahl
bildschirms,
Fig. 18 eine schematische Darstellung eines Teilelisten-Bild
schirms,
Fig. 19 eine schematische Darstellung eines Diagnoseverlauf-
Bildschirms,
Fig. 20 eine schematische Darstellung eines Springsymptom-
Bildschirms und
Fig. 21 ein Ablaufplan mit der Darstellung des Informations
flusses des Bildschirms von Fig. 20.
Fig. 2 zeigt eine von Daten geführte Architektur, bei der
das erfindungsgemäße Expertensystem vom Anwendungswissen und
der Hilfsinformation des Expertensystems (das heißt dem Wis
sensdatensatz des Expertensystems) physikalisch getrennt
ist. Damit steuert der Wissensdatensatz die Anwendung, oder
anders gesagt, "das System wird von den Daten geführt". Mit
dieser durch Daten geführten Architektur ist der Expertensy
stemanteil durch Zugabe verschiedener Wissensdatensätze wie
derverwendbar. Die Entwicklung generischer Regeln ist zur
weiteren Verbesserung dieses Konzepts vorgesehen. Dies ermög
licht die Wiederverwendung der Regeln in dem Expertensystem
und die Möglichkeit des Erzielens von Informationen über den
Regelgehalt aus dem Wissensdatensatz, wie dies nachstehend
im Detail und mit Bezug auf deren Anwendung auf ein Diagnose
system für eine Werkzeugmaschine, wie zum Beispiel eine
Stanzpresse, beschrieben wird.
Die Diagnosevorrichtung für eine Stanzpresse (SPDS) beruht auf
der durch Daten geführten Architektur nach Fig. 3 und verwen
det eine relationale Datenbank 20 zum Speichern der Informa
tion des Wissensdatensatzes.
Das Expertensystem enthält vorzugsweise die folgenden Bautei
le:
- - Clips 22, eine von der NASA entwickelte, in C programmier te Expertensystem-Shell für integrierte Produktionssysteme für die Inferenzeinheit und Definition von generischen Re geln. Es sei jedoch darauf hingewiesen, daß zum Durchfüh ren der Erfindung auch andere Expertensystem-Shells verwen det werden können,
- - eine menügeführte Anwenderschnittstelle 24,
- - I/O-Treiber 26 (I/O = Eingabe/Ausgabe) zum Kommunizieren mit den PLCs (speicherprogrammierbaren Steuergeräten der Stanzpresse und
- - Multimedia-Unterstützung 28 und andere erforderliche Hilfs programme.
Die Datenbank 20 enthält sich auf die Presse beziehende (das
heißt Multimedia-) und vom Expertensystem zum Durchführen
seiner Betriebsabläufe benötigte Diagnoseregel-Informatio
nen. Das DBASE III+-Datenbankpaket wird vorzugsweise zum Un
terstützen des Datenbankteils der Software verwendet. Das Ex
pertensystem und die Datenbank sind miteinander verbunden,
aber nicht ineinander eingebaut.
Bei Eingabe eines Pressenstörungsmodus beginnt entweder der
Operator oder das Expertensystem auf der Grundlage der PLC-
Information den Diagnosevorgang. Das notwendige Wissen und
die Regeln werden der Datenbank 20 entnommen und zur Wirkung
gebracht. Bis zur Identifizierung der Ursache des Problems
fragt die Vorrichtung zusätzliche Symptome oder eine Statusinfor
mation vom Operator und/oder ab. Die PLC-System-
Störungsinformation verbessert die Vorrichtung außerordentlich
durch Minimierung des Diagnose-Suchvorganges und vermeidet
damit unnötige Vorgänge und einen Anwenderdialog.
Bei Identifizierung des Störungsmechanismus oder der Störung
wird der Operator auf die geeigneten Reparaturverfahren hin
gewiesen.
Zur weiteren Unterstützung bei der Diagnose und der visuel
len Konzeption der Reparaturvorgänge wird die Multimedia-Un
terstützung 28 (Text, Bewegt- und Standbild-Videobilder,
Skizzen, Zeichnungen und Klang) verwendet.
Die Wissensbankinformation wird mit einer getrennten unabhän
gigen Anwender-Entwicklungsschnittstelle generiert. Die Be
nutzeroberfläche der Datenbank ist anwenderfreundlich und so
aufgebaut, daß sich eine vernünftige Wissensdarstellung der
Vorrichtung ergibt.
Die Anwendungen herkömmlicher Expertensysteme schließen eini
ge hundert sich überlappende Regeln ein. Zum Herabsetzen der
Redundanz und Verbessern einer Wiederanwendbarkeit erzeugt
die SPDS-Vorrichtung wenige für die gesamte Anwendung geltende Re
geln. Das, was die generische Regel auszeichnet, ist ihr In
halt, der dynamisch aus der Datenbank herausgeholt wird.
Gemäß der Darstellung in Fig. 4 und zur Demonstration dieses
Konzepts sagt der Operator der Vorrichtung zuerst, welche Pressen
vorrichtung (?Vorrichtung = PTO) fehlerhaft ist und welches
hauptsächliche Symptom (?Symptom = heiß) vorliegt. Diese In
formation wird in die linke Seite der Regel eingegeben,
falls (Vorrichtung ?Vorrichtung)
(Symptom ?Sym).
(Symptom ?Sym).
Damit diese Regel zur Wirkung kommt, wird eine Suche in ei
ner Datenbankspalte durchgeführt, um festzustellen, ob eine
Übereinstimmung bezüglich Gerät = PTO und Symptom = heiß vor
liegt. Das System findet eine Übereinstimmung und führt die
Ursache "keine Schmierung" auf die rechte Seite der Regel zu
rück. Die Regel arbeitet dann und zeigt diese Information
dem Operator an.
Gemäß der Darstellung in Fig. 4 liegen in der Datenbank vier
Vorrichtung/Symptom-Möglichkeiten vor, die mit der gezeigten
generischen Regel zusammenarbeiten. Bei tatsächlichen Anwen
dungen ist die Anzahl der Vorrichtung/Symptom-Möglichkeiten
unbegrenzt.
Generische Regeln können viele Funktionen ausüben. Sie kön
nen zum Beispiel eine Navigation durch die Datenbankinforma
tion durchführen, eine Aktion ausführen oder neue Informatio
nen anfordern. Viele generische Regeln können auch mit der
Information im gleichen linken Teil der Regel zur Wirkung
kommen.
Allgemein liegt das Ziel der Stanzpressen-Diagnosevorrichtung
(SPDS) in der Bestimmung der Ursache einer Maschinenstörung.
Von jeder Ursache nimmt man an, daß sie sich in Form von
Symptomen darstellt, die mit Hilfe von an der Maschine durch
zuführenden Versuchen identifiziert werden können. Von der
Vorrichtung werden die Symptome in zwei Gruppen eingeteilt: primä
re und besondere.
Primäre Symptome sind Probleme, die jeder Operator sofort er
kennt. Besondere Symptome sind Probleme, die erst nach Versu
chen mit der Maschine erkennbar werden. Zum Beispiel sinkt
der hydraulische Druck bei einem Leck im Ölsystem. Dies
führt dazu, daß der Motorabtrieb außer Eingriff steht. Der
Operator kann dieses primäre Symptom, die Tatsache, daß der
Motorabtrieb außer Eingriff steht, erkennen. Ein Versuch
führt zum Erkennen eines besonderen Symptoms des niedrigen
hydraulischen Druckes. Ein weiterer Versuch würde zum Erken
nen der Ursache dieser Störung, dem Leck im Ölsystem, füh
ren.
Zu jedem Symptom gehört eine Reihe von Versuchen. Diese Ver
suche werden in Form von Multiple-Choice-Fragen aufgeschrie
ben. Wenn der Operator die angegebenen Versuche durchführt
und die Fragen der Vorrichtung, wie sie sich gemäß der folgenden
Einzeldarstellung auf dem Bildschirm zeigen, beantwortet, er
hält er mehr Informationen über die Situation. Schließlich
kann das die Vorrichtung entweder ein besonderes Symptom oder die Ur
sache der Störung identifizieren. Dann wird der Operator ent
weder eine weitere Reihe von Fragen beantworten oder den Ver
lauf der Reparatur auf dem Bildschirm ablesen.
In Fig. 5 wird die bevor Ausstattung der Vorrichtung mit
Hardware dargestellt. Die Vorrichtung enthält:
- - einen Computer 32 wie ein IBM AT/PS-2-kompatibles 286- oder 386- oder 486-Gerät,
- - einen Speicher wie einen Direktzugriffsspeicher (RAM) mit 640 kB und einen erweiterten RAN mit 3 MB,
- - einen Speicher wie eine 20-MB-Festplatte (Minimum),
- - einen Monitor 34 wie eine VGA(video graphics adaptor/Farb bildschirm-Grafik-Adapter) -Farbdisplay-Einrichtung (640* 480),
- - Betriebssystem/Shell wie Microsoft Window 3.0 und DOS 3.3 (Minimum) und
- - eine Maus 36 wie eine serielle oder eine Bus-Maus (Bauart mit zwei Knöpfen).
Es gibt drei grundlegende, bei der Erfindung anwendbare Maus
techniken: Auf etwas Zeigen, etwas Anklicken und etwas Aus
wählen.
Die Maus 36 steuert einen Cursor oder "Pointer" auf dem Bild
schirm. Man bewegt den Pointer auf dem Bildschirm durch Ver
schieben der Maus 36 über einen Desk Top in der Richtung, in
der man den Pointer verschieben will. Die Maus 36 kann zum
Verschieben des Pointers an eine bestimmte Stelle auf dem
Bildschirm verwendet werden oder um auf etwas auf dem Bild
schirm zu zeigen.
Klicken bedeutet Drücken und dann schnelles Loslassen eines
Mausknopfes. Bei dieser Erfindung wird immer der linke Knopf
zum Klicken verwendet. Wenn man auf etwas auf dem Bildschirm
zeigt und dann den linken Mausknopf klickt, hat man das aus
gewählt, was sich gerade unter dem Pointer auf dem Bild
schirm befindet.
Schritt 1: Anschalten des Computers.
Schritt 2: Betreiben des SPDS: bei C:< Eingabeaufforderung
WIN SPDS und Drücken der ENTER-Taste.
Schritt 3: Nach kurzer Zeit erscheint das Anfangs-SPDS-Bild.
Weiteres Vorgehen wie nachstehend beschrieben.
Schritt 1: Klicke die Box in der oberen linken Ecke des Bild
schirms an. Dies führt zu einem hell aufleuchten
den Fenster. In diesem erscheint eine Liste mit
Optionen. Wähle die "Close"-Option.
Schritt 2: Klicke das Programm-Manager-Ikon in der unteren
linken Ecke auf dem Bildschirm an. Wähle die
"Close"-Option in dem aufleuchtenden Menü, das er
scheint.
Schritt 3: Ein Verifikationsfenster leuchtet auf. Wähle die
Save-Konfiguration und klicke dann die "OK"-
Schaltfläche an. Dies führt die Vorrichtung sofort zur
C:<-Eingabeaufforderung zurück.
Gemäß der Darstellung in Fig. 6 ist eine Bildschirmdarstel
lung mit dem Beginn der Diagnose vorgesehen. Die fehlerhafte
Maschine, die Geschicklichkeit des Operators und der Grad
der Geschicklichkeit werden hier eingegeben. Gemäß der Dar
stellung in den Fig. 6 und 7 wird der für den Maschinen
auswahlbildschirm erforderliche Informationsfluß gezeigt. Zu
erst wird die fehlerhafte Maschine, dann die Geschicklich
keit des Operators und schließlich der Grad der Geschicklich
keit des Operators ausgewählt.
- 1. Auswahl der Maschine - Die Maschinen-Auswahl-Ikons werden am oberen Ende des Bildschirms angeordnet. Das Ikon der fehlerhaften Maschine wird ausgewählt. Das ausgewählte Ma schinen-Ikon leuchtet auf.
- 2. Auswahl der Geschicklichkeit - Wähle eine Geschicklich keits-Box aus. Die ausgewählte Geschicklichkeits-Box er scheint dann doppelt umrandet.
- 3. Auswahl des Grades der Geschicklichkeit - Wähle eine Ge schicklichkeitsgrad-Box aus. Auch diese ausgewählte Box erscheint doppelt umrandet.
Gemäß der Darstellung in Fig. 8 ermöglicht ein Symptom-Bild
schirm dem Operator das Eingeben der ID(ldentifikations)-Num
mer der Maschine und die Wahl des primären Maschinensymp
toms. Fig. 9 zeigt den für die Symptom-Bildschirme erforder
lichen Informationsfluß. Zuerst wird die ID-Nummer der Ma
schine, dann die Symptomgruppe und schließlich das primäre
Symptom ausgewählt. Nach Kennzeichnen dieser Information
wird die "OK"-Schaltfläche angeklickt, um diesen Bildschirm
zu verlassen und zum nächsten Bildschirm zu kommen. Auch bei
Wahl der ID-Nummer der Maschine kann zusätzliche Information
über die Maschine gesehen werden.
Klicke die "ID-Menü"-Schaltfläche auf dem Bildschirm von
Fig. 10 an. Dies aktiviert das die Maschinen-ID anzeigende
Fenster. Sämtliche zu dieser Bauart der bestimmten Maschine
gehörenden IDs werden angezeigt. Die ID der fehlerhaften Ma
schine wird ausgewählt. Anschließend wird die "OK"-Schaltflä
che angeklickt. Dies führt einen zu dem Hauptsymptom-Bild
schirm zurück, und die neugewählten Maschinen-ID wird in der
ID-Menü-Displaybox angezeigt. Bei Bedarf an zusätzlicher Ma
schineninformation wird die "History"- oder die "Info"-
Schaltfläche gewählt.
Klicke die "Info"-Schaltfläche auf dem Maschinen-ID-Auswahl
bildschirm von Fig. 11 an. Dies führt zu einer Information
über die betreffende Maschine. Die angezeigte Information
zeigt die Maschinen-ID, die Bauart der betreffenden Maschi
ne, ihre Leistung, das Datum ihrer Aufstellung in der Fabrik
und bei welcher Gesellschaft und welcher Fabrik diese beson
dere Maschine aufgestellt ist. Zur Rückkehr zum vorhergehen
den Bildschirm wird die "OK"-Schaltfläche angeklickt.
Klicke die "History"-Schaltfläche auf dem Maschinen-ID-Aus
wahlbildschirm von Fig. 12 an. Wie oben gezeigt, führt dies
zur Wiedergabe sämtlicher vorhergehender Maschinenprobleme.
Das Datum und die grundlegende Beschreibung des Problems wer
den angezeigt. Auswahl eines Zeileneintrags führt zur Anzei
ge der Ursache des Problems und des eingeschlagenen Weges.
Dieses wird im unteren Teil des aufleuchtenden Fensters ge
zeigt. Zur Rückkehr zum vorhergehenden Bildschirm von Fig.
11 wird die "OK"-Schaltfläche angeklickt.
Klicke die "Symptom-Menü"-Schaltfläche auf dem Symptom-Bild
schirm von Fig. 13 an. Dies führt zur Anzeige einer Liste ei
ner Symptom-Untergruppe. Wähle die sich auf den gegenwärti
gen Fehler beziehende Symptomgruppe. Zum Verlassen dieses
Bildschirms und Eintreten in den Bildschirm zur Wahl des pri
mären Symptoms wird dann die "OK"-Schaltfläche angeklickt.
Nach dem Herausgehen aus dem Symptomgruppen-Auswahlbild
schirm von Fig. 13 wird gemäß der Darstellung in Fig. 14 ein
neues aufleuchtendes Fenster gezeigt. Für die besondere Symp
tomgruppe zeigt dieses Fenster sämtliche Primärsymptome. Wäh
le das Primärsymptom und klicke die "OK"-Schaltfläche zum
Verlassen des Bildschirms und Rückkehr zum Symptom-Bild
schirm von Fig. 8 an.
Nach Erkennen der Maschine und des Primärsymptoms werden ge
mäß der Darstellung in Fig. 15 die zugehörigen Frage-und-Ant
wort-Gruppen angezeigt. Durch Wahl und Beantwortung der zu
der Ursache gehörenden richtigen Fragen wird ein neuer Fra
gensatz (nächstes Symptom) hervorgerufen oder die Ursache an
gegeben. Nicht sämtliche Fragen müssen zum Herausfinden ei
ner Ursache beantwortet werden. Falls zu irgendeinem Zeit
punkt während des Fragedialoges die falsche Antwort oder Fra
ge gewählt wurde, kann der Operator zum vorhergehenden Symp
tom zurückgehen. Fig. 16 zeigt den für die Frage-und-Ant
wort-Bildschirme erforderlichen Informationsfluß.
Zum Auslösen des Fragedialoges wird gemäß der Darstellung in
Fig. 15 eine Liste von Fragen gezeigt. Jede Frage muß zum Be
antworten derjenigen Frage(n), die dem Problem mit größter
Wahrscheinlichkeit zugeordnet werden kann (können), sorgfäl
tig geprüft werden. Zum Beantworten einer Frage muß die Fra
gebox, die sich gerade links von der Frage befindet, ange
klickt werden. Dies bewirkt die Anzeige des Fensters. Sämtli
che beantworteten Fragen zeigen ihre aktuelle Antwort auf
der rechten Seite der Frage/Antwortbox an.
Bei jedem Beantworten einer Frage oder Ändern einer Antwort
sucht die Vorrichtung nach neuen Symptomen und/oder Ursachen. Bei
Auftauchen eines neuen Symptoms wird dies in der oberen Box
unter "nächstes Symptom" angezeigt. Die Schaltfläche "näch
stes Symptom" wird zum Springen auf das nächste Symptom aus
gewählt. Bei Erkennen einer Ursache wird sie in der oberen
Box unter "Ursache" angezeigt. Zur Anzeige von Einzelinforma
tion über diese Ursache wird die Schaltfläche "Ursachenanzei
ge" ausgewählt. Falls in der oberen Box ein nächstes Symptom
oder eine Ursache nicht angezeigt wird, löst ein Auswählen
eines der beiden Schalter "nächstes Symptom" oder "Ursachen
anzeige" eine Fehlermeldung aus.
Falls eine Frage in einer vorhergehenden Gruppe erschien und
beantwortet wurde, wird diese Frage bei einem ersten Aufkom
men einer Fragengruppe in (grauer) Farbe angezeigt. Diese
Antwort kann nicht geändert werden, es sei denn, daß man zu
der ursprünglichen Stelle, von der die Frage kam, zurück
geht.
Gemäß der Darstellung in Fig. 17 gibt es in der Antwortbox
mehrere Optionen, die man untersuchen und durchführen kann.
Zum Beantworten der Frage wird die richtige Antwort gewählt.
Dies bewirkt ein Aufleuchten der die Antwort enthaltenden
Zeile. Zum Verlassen des Fensters und zum Sichern der Ant
wort wird die "OK"-Schaltfläche angeklickt. Bei Bedarf an zu
sätzlicher Information wird die "Zeige Bild"-Schaltfläche an
geklickt. Dann zeigt sich ein sich auf diese Frage beziehen
des Grafikbild. Nicht sämtliche Fragen weisen ein zugehöri
ges Grafikbild auf. Deshalb kann eine KEIN-BILD-Nachricht an
getroffen werden.
In dem Frage-und-Antwort-Bildschirm von Fig. 15 kann die Li
ste der Teile oder Bauteile, die das aktuelle Symptom verur
sachen können, aufgelistet werden. Durch Anklicken der "Tei
leliste"-Schaltfläche wird das "Teileliste"-Fenster gemäß
der Darstellung in Fig. 18 angezeigt. In dem Fenster werden
die Maschine und das aktuelle Symptom im oberen Bereich des
Fensters angezeigt. Name und Zweck des Teiles und die verbin
dende Vorrichtung werden im unteren Bereich des Fensters an
gezeigt.
Zum Laden eines Bildes für ein bestimmtes Teil (bestimmte
Teile) wählt man den Zeileneintrag für dieses Teil und dann
die "Zeige Bild"-Schaltfläche. Das zugehörige Grafikbild
wird dann angezeigt. Falls es für dieses bestimmte Teil kein
Bild gibt, wird die Nachricht "für dieses Teil kein Bild ver
fügbar" angezeigt.
Zu dem Primärsymptom von Fig. 15 gehörende historische Infor
mation kann aufgerufen werden. Die "Diagnoseverlauf"-Schalt
fläche aus dem Frage-und-Antwort-Bildschirm von Fig. 15 wird
angeklickt, und das Diagnoseverlauf-Fenster zeigt das Primär
symptom, die endgültigen Ursachen und ihre Frequenzen an.
Ein Beispiel dieses besonderen Bildschirms wird in Fig. 19
gezeigt.
Vorhergehendes Symptom: Durch Anklicken der "Vorhergehendes
Symptom"-Schaltfläche kann das System zu dem vorhergehenden
Symptom zurückgeführt werden. Die sich auf das vorhergehende
Symptom beziehenden Fragen werden angezeigt.
Neustart: Zum Neustart des gesamten Diagnoseablaufs wird die
"Neustart"-Schaltfläche angeklickt. Dies führt zu der anfäng
lichen Bildschirmdarstellung zurück. Bei Wahl dieser Option
geht sämtliche von den vorhergehenden Fragen abgeleitete In
formation verloren.
Das Springsymptom von Fig. 20 ist ausschließlich für einen
Operator mit einem hohen Grad an Geschicklichkeit bestimmt.
Bei Wahl eines hohen Grades an Geschicklichkeit auf der an
fänglichen Bildschirmdarstellung wird der Vorrichtung signali
siert, daß es die Bildschirmdarstellungen mit den Standard
Fragen und -Antworten umgehen soll. Einem erfahrenen Opera
tor hilft dies beim Umgehen der Anfangsfragen, falls er oder
sie bereits eine allgemeine Idee vom Fehler im System hat.
Wenn der Operator die die Störung beschreibenden Symptome
wählt, wird ein Grafik-Symptom-Pfad im oberen Bereich des
Bildschirms angezeigt. Zu jedem Zeitpunkt während dieses Ab
laufes kann man den Standard-Frage-und-Antwort-Ablauf auslö
sen und damit die Ursache einengen. Fig. 21 zeigt den Infor
mationsfluß für die Bildschirmdarstellungen der Symptome, zu
denen gesprungen werden kann.
Nach Feststellen des primären Symptoms werden die verbunde
nen Symptome, zu denen gesprungen werden kann, gemäß der Dar
stellung in Fig. 20 angezeigt. Zum Auswählen des nächsten
Symptoms, das am besten zur aktuellen Störung paßt, wird ei
ne der Symptomboxen unter der Sprungsymptomspalte ange
klickt. Das nächste Symptom ist an den Grafik-Symptom-Pfad
im oberen Bereich des Bildschirms angebunden. Nach jeder
Symptomwahl wird eine neue Gruppe von Symptomen angezeigt.
Zur Rückkehr zu einem vorhergehenden Symptom wird dieser
Symptomblock im oberen Bereich des Bildschirms angeklickt.
Falls zum Beispiel A →÷ B→ C auf der oberen Hälfte des
Bildschirms gezeigt wird, und durch Wahl von B, gibt die Vor
richtung C frei und der Bildschirm ändert sich wie folgt: A →
B.
Eine Liste mit möglichen unmittelbar einschlägigen Ursachen
wird auf der rechten Seite des Bildschirms angezeigt. Durch
Wahl einer der Ursache kann zusätzliche Detailinformation in
Form eines Bildes betrachtet werden.
Begin Q (Anfang der Fragen und Antworten): Beim Anklicken
der "Begin Q"-Schaltfläche wird ein Frage-und-Antwort-Ab
lauf vom aktuellen Symptom ausgelöst. Eine weitere Defini
tion dieses Vorganges gibt es in dem Frage-und-Antwort-Ab
schnitt.
Teileliste: Die gleiche Definition wie im Frage-und-Antwort-
Abschnitt beschrieben.
Verlauf: Die gleiche Definition wie im Frage-und-Antwort-Ab
schnitt beschrieben.
Neustart: Die gleiche Definition wie im Frage-und-Antwort-Ab
schnitt beschrieben.
Vorstehend sind das erfindungsgemäße Verfahren und die Vor
richtung zur Diagnose von Störungen bei einer Maschine, wie zum
Beispiel einer Stanzpresse, beschrieben worden. Es leuchtet
jedoch ein, daß die vor Erfindung bei einer weiten
von Diagnosevorrichtung angewendet werden kann, um die
se Vorrichtung modular und im wesentlichen wiederverwendbar zu
machen. Die Erfindung senkt auch die Maschinenausfallzeit.
Claims (12)
1. Verfahren zur Diagnose einer Störung an einer Maschine
mit einer Vielzahl von Bauteilen unter Verwendung eines
Computersystems mit Ein- und Ausgabemitteln, einem Exper
tensystem und einem Wissensdatensatz, mit den folgenden
Schritten:
Ausbilden einer vom Expertensystem getrennten Datenbank zum Speichern des Wissensdatensatzes, wobei Diagnose-In formation, die durch die Ausgabemittel einem Anwender des Systems darstellbar ist, sowie Regelinformation, die durch das Expertensystem verarbeitbar ist, gespeichert wird,
Empfangen eines Anfangsbefehls, mit dem die fehlerhafte Maschine identifiziert wird,
Weiterleiten von diese Maschine betreffende Diagnose-In formation zu den Ausgabemitteln zwecks Darstellung für den Anwender des Systems in Antwort auf den Anfangsbe fehl,
Empfangen von sich auf diesen Teil der Diagnose-Informa tion beziehenden Anwenderbefehlen von den Eingabemitteln, und
Auslesen der Regelinformation aus der Datenbank in Ant wort auf die Anwenderbefehle,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Schritt des Empfangens des Anfangsbefehls ergänzt wird um das Abfragen der Geschicklichkeit und des Grades der Geschicklichkeit des Anwenders, wobei die Anzahl der zu empfangenden Anwenderbefehle bei hohem Geschicklich keitsgrad reduziert wird,
daß der Schritt des Empfangens der Anwenderbefehle das Abfragen von primären Symptomen, die an der Maschine un mittelbar erkennbar sind, und von besonderen, nicht un mittelbar erkennbaren Symptomen beinhaltet,
und daß das Weiterleiten von die Maschine betreffende Diagnose-Information beinhaltet das Weiterleiten einer Liste der Bauteile, die das aktuelle Symptom verursachen können,
das Weiterleiten von Hinweisen auf geeignete Reparatur verfahren sowie
das Unterstützen von Multimedia-Einrichtungen zur Erzeu gung von Text, Bewegt- und Standbildern oder Klang.
Ausbilden einer vom Expertensystem getrennten Datenbank zum Speichern des Wissensdatensatzes, wobei Diagnose-In formation, die durch die Ausgabemittel einem Anwender des Systems darstellbar ist, sowie Regelinformation, die durch das Expertensystem verarbeitbar ist, gespeichert wird,
Empfangen eines Anfangsbefehls, mit dem die fehlerhafte Maschine identifiziert wird,
Weiterleiten von diese Maschine betreffende Diagnose-In formation zu den Ausgabemitteln zwecks Darstellung für den Anwender des Systems in Antwort auf den Anfangsbe fehl,
Empfangen von sich auf diesen Teil der Diagnose-Informa tion beziehenden Anwenderbefehlen von den Eingabemitteln, und
Auslesen der Regelinformation aus der Datenbank in Ant wort auf die Anwenderbefehle,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Schritt des Empfangens des Anfangsbefehls ergänzt wird um das Abfragen der Geschicklichkeit und des Grades der Geschicklichkeit des Anwenders, wobei die Anzahl der zu empfangenden Anwenderbefehle bei hohem Geschicklich keitsgrad reduziert wird,
daß der Schritt des Empfangens der Anwenderbefehle das Abfragen von primären Symptomen, die an der Maschine un mittelbar erkennbar sind, und von besonderen, nicht un mittelbar erkennbaren Symptomen beinhaltet,
und daß das Weiterleiten von die Maschine betreffende Diagnose-Information beinhaltet das Weiterleiten einer Liste der Bauteile, die das aktuelle Symptom verursachen können,
das Weiterleiten von Hinweisen auf geeignete Reparatur verfahren sowie
das Unterstützen von Multimedia-Einrichtungen zur Erzeu gung von Text, Bewegt- und Standbildern oder Klang.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
die Regelinformation eine generische Regelinformation
ist.
3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
die Datenbank eine relationale Datenbank ist.
4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
die Datenbank eine objektorientierte Datenbank ist.
5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
sich das Computersystem mindestens an ein Steuergerät
der Maschine ankuppeln läßt und der Anfangsbefehl sich
auf die Steuergeräte-Information mindestens eines Steuergeräts
stützt.
6. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
sich der Anfangsbefehl auf ein vom Anwender gegebenes
Eingangssignal stützt.
7. Vorrichtung zur Diagnose einer Störung an einer Maschine
mit einer Vielzahl von Bauteilen in einem Computersystem
mit Eingabe- und Ausgabemitteln, einem Expertensystem und
einem Wissensdatensatz, mit
einer vom Expertensystem getrennten Datenbank zum Spei chern des Wissensdatensatzes, der durch die Ausgabemittel einem Anwender des Systems darstellbare Diagnose-Informa tion und durch das Expertensystem verarbeitbare Regelin formation enthält, und mit
Mitteln zum Empfangen eines Anfangsbefehles, mit dem die fehlerhafte Maschine identifizierbar ist, wobei das Ex pertensystem diese Maschine betreffende Diagnose-Informa tion zu den Ausgabemitteln zwecks Darstellung für den An wender des Systems in Antwort auf den Anfangsbefehl wei terleitet und wobei das Expertensystem sich auf diesen Teil der Diagnose-Information beziehende Anwenderbefehle von den Eingabemitteln empfängt und die Regelinformation aus der Datenbank in Antwort auf die Anwenderbefehle aus liest,
dadurch gekennzeichnet
daß die Mittel zum Empfangen des Anfangsbefehls Einrich tungen zum Abfragen der Geschicklichkeit und des Grades der Geschicklichkeit des Anwenders sowie zum Reduzieren der Anzahl der zu empfangenden Anwenderbefehle bei hohem Geschicklichkeitsgrad aufweisen,
daß Einrichtungen vorgesehen sind, die in Verbindung mit dem Empfangen der Anwenderbefehle primäre Symptome, die an der Maschine unmittelbar erkennbar sind, und beson dere, nicht unmittelbar erkennbare Symptome abfragen, und daß ferner Einrichtungen vorgesehen sind, die in Verbin dung mit dem Weiterleiten von die Maschine betreffende Diagnose-Information eine Liste der Bauteile, die das ak tuelle Symptom verursachen können, und Hinweise auf ge eignete Reparaturverfahren weiterleiten sowie Multimedia- Einrichtungen zur Erzeugung von Text, Bewegt- und Stand bildern oder Klang unterstützen.
einer vom Expertensystem getrennten Datenbank zum Spei chern des Wissensdatensatzes, der durch die Ausgabemittel einem Anwender des Systems darstellbare Diagnose-Informa tion und durch das Expertensystem verarbeitbare Regelin formation enthält, und mit
Mitteln zum Empfangen eines Anfangsbefehles, mit dem die fehlerhafte Maschine identifizierbar ist, wobei das Ex pertensystem diese Maschine betreffende Diagnose-Informa tion zu den Ausgabemitteln zwecks Darstellung für den An wender des Systems in Antwort auf den Anfangsbefehl wei terleitet und wobei das Expertensystem sich auf diesen Teil der Diagnose-Information beziehende Anwenderbefehle von den Eingabemitteln empfängt und die Regelinformation aus der Datenbank in Antwort auf die Anwenderbefehle aus liest,
dadurch gekennzeichnet
daß die Mittel zum Empfangen des Anfangsbefehls Einrich tungen zum Abfragen der Geschicklichkeit und des Grades der Geschicklichkeit des Anwenders sowie zum Reduzieren der Anzahl der zu empfangenden Anwenderbefehle bei hohem Geschicklichkeitsgrad aufweisen,
daß Einrichtungen vorgesehen sind, die in Verbindung mit dem Empfangen der Anwenderbefehle primäre Symptome, die an der Maschine unmittelbar erkennbar sind, und beson dere, nicht unmittelbar erkennbare Symptome abfragen, und daß ferner Einrichtungen vorgesehen sind, die in Verbin dung mit dem Weiterleiten von die Maschine betreffende Diagnose-Information eine Liste der Bauteile, die das ak tuelle Symptom verursachen können, und Hinweise auf ge eignete Reparaturverfahren weiterleiten sowie Multimedia- Einrichtungen zur Erzeugung von Text, Bewegt- und Stand bildern oder Klang unterstützen.
8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß
die Regelinformation eine generische Regelinformation ist.
9. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß
die Datenbank eine relationale Datenbank ist.
10. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß
die Datenbank eine objektorientierte Datenbank ist.
11. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß
die Maschine von mindestens einem Steuergerät gesteuert
wird und das Computersystem sich an das mindestens eine
Steuergerät anschließen läßt und der Anfangsbefehl sich
auf die Steuergerät-Information von dem mindestens einen
Steuergerät stützt.
12. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß
sich der Anfangsbefehl auf ein vom Anwender gegebenes
Eingangssignal stützt.
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US95221192A | 1992-09-28 | 1992-09-28 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE4333286A1 DE4333286A1 (de) | 1994-04-28 |
DE4333286C2 true DE4333286C2 (de) | 1998-02-26 |
Family
ID=25492664
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE4333286A Expired - Fee Related DE4333286C2 (de) | 1992-09-28 | 1993-09-25 | Verfahren und Vorrichtung zur Diagnose von Maschinenstörungen |
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KR (1) | KR940007704A (de) |
CA (1) | CA2104306A1 (de) |
DE (1) | DE4333286C2 (de) |
GB (1) | GB2271004A (de) |
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- 1993-09-07 GB GB9318535A patent/GB2271004A/en not_active Withdrawn
- 1993-09-21 JP JP5235056A patent/JPH06208465A/ja active Pending
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- 1993-09-25 DE DE4333286A patent/DE4333286C2/de not_active Expired - Fee Related
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GB9318535D0 (en) | 1993-10-20 |
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KR940007704A (ko) | 1994-04-27 |
CA2104306A1 (en) | 1994-03-29 |
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