JP2004530233A

JP2004530233A - メンテナンス作業の時刻および範囲の規定方法

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Publication number: JP2004530233A
Application number: JP2003505186A
Authority: JP
Inventors: ローベルト・ヘーフラッハー; ライナー・カウフマン; ヴァルター・コステレツキー; クルト・ライ; ルパート・ライガー
Original assignee: Daimler AG
Current assignee: Mercedes Benz Group AG
Priority date: 2001-06-19
Filing date: 2002-06-13
Publication date: 2004-09-30
Also published as: EP1397274B1; DE50205653D1; DE10129457C1; EP1397274A1; WO2002102627A1; US7286916B2; US20050080525A1; ES2256482T3

Abstract

本発明は、システムに対してメンテナンス作業の時刻および度合いを決定する方法に関する。このシステムは、複数のメンテナンス位置を有し、各位置における作業は対応する許容範囲内で実行されなければならず、最小メンテナンス間隔が、連続するメンテナンス作業間で事前に定められている。本発明によれば、メンテナンス作業の時刻を、遅くとも、最小メンテナンス間隔を維持する一方で、メンテナンス時刻に対応するメンテナンス位置の許容範囲終点うちの最初のものとして、先行するメンテナンス作業に続く許容範囲終点に、条件付きで固定する。実行中のメンテナンス作業の範囲は、少なくともメンテナンス位置から成り、その許容範囲終点は、予定されるメンテナンス時刻よりも前に位置する。本発明の方法は、たとえば車両のメンテナンスに適用することができる。

Description

【技術分野】
【０００１】
本発明は、システムに対してメンテナンス作業の時刻および範囲を規定する方法に関する。このシステムは、複数のメンテナンス項目を有し、各項目を、対応するフレキシブルなメンテナンス間隔および許容範囲内で行なわなければならず、連続するメンテナンス作業間の最小メンテナンス間隔が事前に規定されている。
【背景技術】
【０００２】
このような方法は、たとえば自動車のメンテナンスの場合に、通例となっている。この用途ではこれまで、一定のメンテナンス間隔が、対応する時間間隔または走行キロ数間隔の形態で事前に規定されている。加えて通常は、どのメンテナンス項目を個々のメンテナンス作業中に行なうべきかを固定された事前規定としている。この方式の自動車の事前規定されたメンテナンスによって、個々の車両コンポーネントは、一定の間隔で、その実際の磨耗の激しさとは関係なくメンテナンスされるが、実際の磨耗は、たとえば運転スタイルが異なるために、車両ごとにかなり変化することが考えられる。
【０００３】
特許文献１では、自動車に対するメンテナンス時刻を規定する方法が記載されている。この方法では、参照変数（たとえばブレーキライニングの状態またはエンジンオイルの状態）が、決定されたものとして定められ、参照変数の対応するメンテナンス値が事前に規定され、参照変数の実際の値が、車両が実際に動いている間に連続的に検知されるとともに、メンテナンス値と比較される。実際の値がメンテナンス値に達するとすぐに、メンテナンス作業を行なうべきとの表示がなされる。磨耗の関数としてメンテナンスすべきさらなる動作変数（たとえばクラッチ、キャブレタ設定、スパークプラグ、イグニション時間、およびバッテリ電圧）に対しては、それらの実際の値も、時間ごとに検知されるとともに、記憶されている磨耗限界値と比較される。そして磨耗状態に応じて、個々の動作変数を、参照変数によって決定されるメンテナンス作業に割り当てることを、走行キロ数、燃料消費量、時間、またはこれらの変数の組み合わせの関数として形成される許容範囲内で行なう。ここで、メンテナンス時刻は、許容範囲内において範囲上限または下限の方向に、参照変数および個々の動作変数の評価を参照することによって、規定される。加えて、車両の負荷が同じ状態のままであると仮定すれば、方法を実行する計算装置から磨耗限界を推定することができる。車両の負荷に対して決定される動作変数値に対して、負荷ダイアグラムを作成することができる。負荷ダイアグラムから、車両が主に部分負荷モードで動作中なのか全負荷モードで動作中なのかを、検出することができる。
【０００４】
特許文献２では、自動車に対するメンテナンス時刻を規定する方法が開示されている。この方法では、メンテナンスすべきコンポーネントの現時点の磨耗および車両の運転時間または走行キロ数、エンジン速度、および冷却水の温度が測定され、現時点の磨耗を事前規定可能な磨耗限界値と比較して、そこから個々のコンポーネントの予想される耐用年数を計算する。そして、モニタされる複数のコンポーネントが、事前に規定可能な最大の許容範囲内で摩耗をする最も短い時間間隔または距離が表示されるか、または他のコンポーネントよりも前に事前規定の許容範囲を超えて磨耗されるコンポーネントに対する距離が表示される。
【０００５】
【特許文献１】
独国特許出願公開第３１１０７７４Ａ１号明細書
【特許文献２】
独国特許出願公開第３２３４７２７Ａ１号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、最初に述べた方法、すなわちメンテナンス作業の時刻および範囲を、複数のメンテナンス項目を有するシステムに対して、比較的信頼性が良く、フレキシブルで、費用効果的なやり方で規定できる方法を、提供するという技術的な課題に基づいている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明では、請求項１の特徴を有する方法を提供することによって、この問題を解決する。この方法では、一方で個々の次のメンテナンス作業（すなわち後続のメンテナンス作業）に対する最小メンテナンス間隔、他方でメンテナンス項目に対するフレキシブルなメンテナンス間隔および許容範囲が事前規定され、メンテナンス間隔変数とメンテナンス項目に対するメンテナンス間隔および許容範囲とを、別々に事前規定することができる。最適化するために、この可変のメンテナンス間隔に渡って反復処理することができる。さらに、全てのメンテナンス項目のうちの少なくとも一部を、メンテナンス時刻に関係するメンテナンス項目として取り扱い、また以下では、メンテナンス時刻を規定する際に考慮される制御機能メンテナンス項目と言うことにする。具体的には、先行するメンテナンス作業の後、少なくとも最小メンテナンス間隔に等しい期間が経ってから行なわれる個々の後続のメンテナンス作業に対する時刻は、ここでは少なくとも、メンテナンス時刻に関係するメンテナンス項目の許容範囲終点のうち、最小メンテナンス間隔を満たす一方で先行のメンテナンス作業に続く直近の（最も早い）許容範囲終点に、予測によって固定される。この予測された、目標とされる後続のメンテナンスの時刻より前に許容範囲終点が起こる全てのメンテナンス項目は、先行するメンテナンス作業の範囲に含まれる。
【０００８】
この手順によって、摩耗をするコンポーネントを十分迅速に、したがって非常にフレキシブルな方法で信頼性良くメンテナンスすることが、最小メンテナンス間隔の固定または可変の事前規定、および各メンテナンス項目に対して個別に選択することができるメンテナンス間隔および許容範囲の固定または可変の事前規定を用いて、可能となる。ここで、メンテナンス間隔および許容範囲は、現時点の状態（特に個々のメンテナンス項目の作用を受けるシステムコンポーネントの現時点の測定または予測される磨耗）の関数として可変な方法で選択することができ、種々のシステムコンポーネントの現時点の磨耗状態に後続のメンテナンス作業を適応させることを、さらに改良することができる。したがって自動車に応用する場合には、運転スタイルに依存して異なる磨耗度を、有利なメンテナンス時刻に達する際に考慮することができる。
【０００９】
したがって本発明による方法では、磨耗したシステムコンポーネントが迅速にメンテナンスされるように各メンテナンス項目についての作業を十分な頻度で行なえる一方、他方で、相応に長い最小メンテナンス間隔を選択することによってメンテナンス作業の頻繁すぎる実行を回避することが、保証される。
【００１０】
請求項２に記載される方法には、メンテナンス項目を１つまたは複数の個々のメンテナンス二次項目に分類することが含まれる。そしてメンテナンス作業のシーケンスを作成したときに、メンテナンス作業において処理されるべきメンテナンス項目のメンテナンス二次項目を、それらを併合できるかどうかについて試験する。こうすることによって、できるだけ各メンテナンス二次項目の実行を一度だけとするようにメンテナンス二次項目が併合されて処理される効果的なメンテナンスシーケンスが可能になる。
【００１１】
請求項３に記載されるように、本方法の１つの有利な展開においては、メンテナンスの複雑さを最適化すべきいわゆる費用関数とする最適化アルゴリズムが用いられる。ここではメンテナンスの複雑さを、たとえば特定の額の金銭または費用値として列挙することが考えられる。
【００１２】
ここでは、最適化アルゴリズムから引き出される制御機能を有するメンテナンス位置を用いてメンテナンス時刻を決定することができるが、一方では、他は単にメンテナンスパッケージに付加されるにすぎない。固定された期限、たとえばＴＵＥＶ［ドイツ標準試験局（Ｇｅｒｍａｎｓｔａｎｄａｒｄｓｔｅｓｔｉｎｇａｕｔｈｏｒｉｔｙ）］、ＡＳＵ［ドイツ排気ガス試験（Ｇｅｒｍａｎｅｘｈａｕｓｔｇａｓｔｅｓｔ）］、および作業場への予定外の訪問を、考慮に入れることができる。また最適化プロセスには、試験ベースで後続のメンテナンス位置を、すなわち標準的な方法の基準により後続のメンテナンス時刻まで作業されない予定のメンテナンス位置を、先行するメンテナンス作業まで繰り上げることも含まれており、満たすべき個々に事前規定される最小メンテナンス間隔は、最適化プロセスの二次条件として機能する。この方策を用いれば、１つまたは複数のメンテナンス項目の実行を繰り上げることによって全体としての複雑度が低くなるかどうか、したがって繰り上げを薦めるべきかどうかを、決定することができる。
【００１３】
実際には、メンテナンスすべきコンポーネントの磨耗は、時間間隔または距離間隔に依存することが考えられ、負荷集合体またはセンサデータから計算することができる。プログラム内部において、計算を１つの単位（時間または距離）のみで実行することが好ましく、そして結果を再び両方の単位で示すことができる。こうするために磨耗を決定するための種々のモデルを取り入れることによって、フレームワークアルゴリズムの設定が保証される。こうすることによって、特に、供給業者の磨耗モデルを取り入れて試験することができる。実用性の理由から、最適解を手動で訂正する備えがシステムにあることが好ましい。これはたとえば、さらに最適解を下回る、対応するメンテナンス期限、メンテナンスの度合いおよび費用、加えて後続のメンテナンスの期限および費用を有するものを実行するためである。こうしてユーザは、２つのメンテナンス期限間の時間間隔を、妥当な範囲で、および費用または時間の点でより大きく最適化される制御重み付けで、事前に規定することができる。
【００１４】
本方法の有利な実施形態を、図面に例示するとともに、以下に説明する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
図１に、車両メンテナンス機能７の範囲における、自動車のメンテナンス作業の時刻および度合いの最適な規定に適する有利な方法について、本原理に基づく具体例を示す。このようにするために、図１から明らかなように、車両全体に対する診断アルゴリズム５が設定されている。前記アルゴリズムは、３つのモジュールへのアクセスが可能である。具体的には、移動データメモリ１、遠隔診断結果２（本方法を行なうシステムに供給される）、およびフレームワークアルゴリズム３である。フレームワークアルゴリズム３は、モデル４_１、．．．、４_ｎ（ｎ＞１）を有する。これらのモデルは、メンテナンスすべき多数ｎの車両コンポーネントたとえばエンジンオイル、エンジンオイルフィルタ、スパークプラグ、トラッキングロッド／縦ロッド、ブレーキ液、ブレーキディスク、およびブレーキライニングの磨耗を診断して予測するためのものである。種々のメンテナンス項目モデル４_１、．．．．、４_ｎは、従来の方法（したがってここではこれ以上説明しない）で、対応するセンサ、比較的簡単なアルゴリズム、または比較的複雑な磨耗判断アルゴリズムを用いて形成しても良い。これらはたとえば、負荷集合体に基づいて動作するもの、およびそれぞれが自身の測定または計算結果をフレームワークアルゴリズム３に適用するものである。診断方法レベル５は、通例のマンマシンインターフェース（ＭＭＩ）６を介して車両メンテナンス機能７に接続されており、ユーザからの入力、得られた結果のユーザへの表示ができるようになっている。
【００１６】
図２に、連続メンテナンス作業の時刻および範囲の規定についての本方法による基本原理を、時刻表または距離表の実例で例示する。自動車では通例であるように、摩耗をする車両搭載コンポーネントをメンテナンスするための多数ｍのメンテナンス項目Ｗ_１、．．．、Ｗ_ｍ（ｍ＞１）が存在する。これらにはそれぞれ、個々に規定可能な許容範囲Δを有するメンテナンス間隔が割り当てられている。このことを図２に、メンテナンス項目Ｗ_５の例として示す。この間隔内で、個々のメンテナンス項目を行なわなければならない。全てのメンテナンス項目Ｗ_１、．．．、Ｗ_ｍのうちの少なくとも一部が、メンテナンス時刻の規定に対して制御機能を有する（すなわち関連していると考えられる）個々の制御機能メンテナンス項目として選択される。個々の許容範囲Δは、共通する最小間隔であっても良い。
【００１７】
現在時刻ｔ_０から始まって、次に、制御機能メンテナンス項目の全ての許容範囲終点のうち現在時刻ｔ_０に最初に続く許容範囲終点Ｅ_ａを、次の次に予定されるメンテナンス作業に対する時刻ｔ_ａとして用いる。また、連続する各２つのメンテナンス作業間の最小メンテナンス間隔ａ_ｍｉｎを好ましくは、システムまたはユーザによって、可変の方法で予め規定する。次に、次に予定されるメンテナンス作業に対する時刻ｔ_ａよりも遅くにこの最小メンテナンス間隔ａ_ｍｉｎに等しい間隔で来る時刻ｔ_ｇによって、次のメンテナンス作業（すなわち後続のメンテナンス作業）に対する直近の時刻候補が形成される。また後続のメンテナンス作業を好ましくは、メンテナンスの費用を減らすために、この時刻ｔ_ｇから始まる遅い方向にできるだけ移動させる。次に、制御機能メンテナンス項目の全ての許容範囲終点のうち、直近の後続のメンテナンス時刻候補ｔ_ｇに続く最初のものであるかまたは時刻ｔ_ｇに対応する許容範囲終点Ｅ_ｆを、最も遅い後続のメンテナンス時刻候補ｔ_ｆとして規定する。この最も遅い後続のメンテナンス時刻候補ｔ_ｆが、後続のメンテナンス作業の予想される望ましい時刻として規定される。
【００１８】
次に、スケジュールされた後続のメンテナンス時刻ｔ_ｆよりも前に許容範囲終点が来る少なくとも、全てのメンテナンス項目（図２の例においては、これらは特にメンテナンス項目Ｗ_１〜Ｗ_５である）を行なうことが、次に予定されるメンテナンス作業の度合いとして規定される。許容範囲終点が、スケジュールされた後続のメンテナンス時刻ｔ_ｆであるかまたはそれよりも後であるメンテナンス項目は、次の後続のメンテナンス作業の範囲かまたはもっと遅いメンテナンス作業の範囲に含めることができる。図２の例では、これらはメンテナンス項目Ｗ_６〜Ｗ_９である。後のことは、図２のメンテナンス項目Ｗ_６の場合のように、次に予定されるメンテナンス時刻ｔ_ａとスケジュールされたメンテナンス時刻ｔ_ｆとの間の範囲全体が許容範囲に含まれるメンテナンス項目にも適用される。
【００１９】
特別な取り扱いを、たとえばＴＵＥＶ［ドイツ標準試験局］監視および排気ガス監視（ＡＳＵ）などの法的な要求によって決められる特定の特別なメンテナンス項目に対して、設けることができる。このような特別なメンテナンス項目が、前述したルールに基づいてメンテナンス時刻を決めるメンテナンス項目である場合には、他のメンテナンス項目は普通、特別なメンテナンス項目の対応する時刻まで、すなわち、最も遅くて、特別なメンテナンス項目の許容範囲終点の時刻（特別なメンテナンス項目に対して存在するならば）まで、遅れる。普通のメンテナンス時刻を決めるメンテナンス項目が特別なメンテナンス項目でない場合には、次のメンテナンス作業に繰り上げられているメンテナンス項目の中に特別なメンテナンス項目があるかどうかがチェックされる。この場合、特別なメンテナンス項目に別個の取り扱いを設ける。たとえばＴＵＥＶ［ドイツ標準試験局」審査を行なうことが意図される許容範囲「デルタＴＵＥＶ［ドイツ標準試験局］」は一般に小さく、それを行うことは一般に付随する費用のため、ユーザにとっては望ましくない。したがって個々の特別なメンテナンス項目の許容範囲が、前述のように決定されるメンテナンス時刻とオーバーラップしない場合には、本方法では、特別な取り扱いとして、特別なメンテナンス項目に対して独自の別個のメンテナンス期限を、できるだけその許容範囲の最後において、割り当てる（図２に鎖線で示す）。
【００２０】
図３に、現在使用される典型的なメンテナンス項目構造を例示する。各メンテナンス項目Ｗ_ｉは、１つまたは複数のメンテナンス二次項目Ｕ_ｉ１、Ｕ_ｉ２、．．．．、Ｕ_ｉｋ（それぞれ、特定のメンテナンス作業ステップを示す）からなる。したがって、たとえばメンテナンス項目「ブレーキライニングを交換する」は、３つのメンテナンス二次項目、「ブレーキを開ける」、「ブレーキライニングを交換する」、および「ブレーキを閉じる」からなり得る。メンテナンス二次項目Ｕ_ｉ１、．．．．、Ｕ_ｉｋしたがってまた個々のメンテナンス項目Ｗ_ｉには、メンテナンス関係のパラメータ（たとえば実施に必要な作業時間、それに付随する作業価値、すなわち実施にかかる費用）が割り当てられる。残存実行時間（ｒｅｓｉｄｕａｌｒｕｎｎｉｎｇｔｉｍｅ）パラメータは、メンテナンス項目Ｗ_ｉの実行を引き続きどのくらい長く待つことが可能と予想されるのかを示す。
【００２１】
本方法によれば、このメンテナンス項目構造を用いて、個々のメンテナンス作業の度合いおよびシーケンスを規定する間に、含まれるメンテナンス項目を実行することで、メンテナンス項目が共通のメンテナンス二次項目を含むかどうかが、また複数のメンテナンス項目で生じるメンテナンス二次項目の実行をできるだけ一度だけとするようにメンテナンス項目を併合できるかどうかが、およびそれらの度合いが、決定される。図４に、第１のメンテナンス項目「ブレーキングライニングを交換する」（メンテナンス二次項目「ブレーキを開ける」（Ａ）、「ブレーキライニングを交換する」（Ｙ）、および「ブレーキを閉じる」（Ｂ）からなる）と、第２のメンテナンス項目「ブレーキディスクを交換する」（メンテナンス二次項目「ブレーキを開ける」、「ブレーキディスクを交換する」（Ｘ）、および「ブレーキを閉じる」からなる）との例を用いるこの方策を、例示する。同時にこの例を用いて、ブレーキライニングをそのメンテナンス二次項目の作業シーケンスＡＹＢによって交換することは実際には、後続のメンテナンス作業の間まで必要ないが、最適化作業内における次に予定されるメンテナンス作業まで試験ベースで繰り上げられる場合が例示されている（後で詳細に説明する）。前記メンテナンス作業には、ブレーキディスクをそのメンテナンス二次項目のシーケンスＡＸＢによって交換することが含まれる。ここで、図４の用語「サービス」は、用語「メンテナンス作業」の同義語として用いる。
【００２２】
併合できるかどうかを試験する考え方に従って、個々のメンテナンス作業で行なうべきメンテナンス項目のメンテナンス二次パッケージＡＸＢ、ＡＹＢ、．．．．を、できるだけ組み合わせて併合し、その後で、多重の名称の同じメンテナンス二次項目を削除する。すなわち、併合されていない作業シーケンスＡＸＢ＋ＡＹＢを単純化して、併合されたシーケンスＡＸＹＢを形成することができる。メンテナンス二次項目の多重の実行を削除することによって実現できる最適化という点での費用利得は、状況に依るが、メンテナンス項目を繰り上げることに付随するマイナスの費用効果を超えることが考えられる。結果として、このようにメンテナンス項目を繰り上げることは、ある場合においては、全体として有利であると考えられる。
【００２３】
最適化プロセスに対して使用される費用関数は、特に、個々のメンテナンス作業ステップに結び付けられた特定の金額の金銭または送り状金額であると考えられる。繰り上げる結果としてのマイナスの費用効果は、メンテナンス項目の見積もり残存実行時間を使用しないことから生じ、たとえば、メンテナンス二次項目レベルでこのために事前に規定されたメンテナンス項目費用に関連して１００％から０％まで見積もられる。このことは前の図３に関して説明している。次に、メンテナンス作業に対する全体のメンテナンス費用を、行なうべき全てのメンテナンス二次項目の費用の合計として単純に決定し、最適化プロセスにおいて最小にすべき費用関数を形成する。
【００２４】
図５に、使用される最適化プロセスを例示する。ここでの出発点は、最初に、全てのメンテナンス項目の完全なリストＬ１、現時点で次に予定されるメンテナンス作業において行なうべき全てのメンテナンス項目およびそれらのメンテナンス二次項目のリストＬ２、ならびに後続のメンテナンス作業で行なうべきメンテナンス項目およびそれらの二次項目のリストＬ３、Ｌ４である。現時点のメンテナンス作業および後続のメンテナンス作業に対する初期リストＬ２〜Ｌ４は、図２に関して前述した手順により作成される。
【００２５】
図６に、本方法を概略的なフローチャートで示す。要求される初期変数は、最初の初期化段階Ｓ１で規定される。これには、メンテナンス項目リストの初期化が含まれる。
【００２６】
さらに、直近に予定される制御機能メンテナンス項目を参照して次のメンテナンス時刻が規定され、次に予定されるメンテナンス作業へのおよび後続のメンテナンス作業へのメンテナンス項目の初期割り当てが、最初の最適化プロセスにより行なわれる（ステップＳ２）。
【００２７】
この最適化の間、最小メンテナンス間隔ａ_ｍｉｎに渡って（たとえば月毎のステップで）反復が行なわれる。図５に、反復ステップの状態、すなわち特定の最小メンテナンス間隔値ａ_ｍｉｎで反復を行った状態を示す。どのメンテナンス項目をどの領域で行なうかがここで決定され、作業ステップのリストが形成され、多重発生するステップが削除され、費用と削除に起因する費用節減とが計算され、メンテナンス項目が個々の期限まで繰り上げられ、使用する可能性を利用しないことによるする損失の計算が行なわれる。
【００２８】
次に、メンテナンス項目をより早い期限まで繰り上げることに依る利得によって節約ができるかどうかを決定するさらなる試験を行う（図６からのステップＳ３を参照）。作業量の多いメンテナンス項目と仮定すると、好ましくは比較的小さな最小メンテナンス間隔ａ_ｍｉｎのときに、さらなる利得をここで実現することもできる。
【００２９】
リストの要素は、リストを通過するときにどのメンテナンス項目においても利得が無くなるまで、「繰り上げ可能性」について試験される。メンテナンス項目を繰り上げることができる場合には、リストが一旦終了したら再び最初から開始される。というのは、すでに試験された項目をこの新しいメンテナンス項目と満足に併合することが、繰り上げ作業の後にできるからである。
【００３０】
固定されたメンテナンス間隔ａ_ｍｉｎに対する実際の費用は、作業ステップ費用（図５参照）プラス定常費の合計から生じる。定常費は、固定された費用要素と時間依存性の要素とから構成される。メンテナンス期限の期間は、作業ステップの期間の合計から計算される（図５参照）。
【００３１】
一方でメンテナンス項目の併合による費用節減の合計と、他方で定常費プラスメンテナンス項目の繰り上げにより浪費される金額とは、２つのメンテナンス期限間の事前規定された最小間隔の周辺条件に関する最適条件を決める変数である。
【００３２】
反復を最小メンテナンス間隔ａ_ｍｉｎに渡って（たとえば月毎のステップで）行なえば、また前述の変数を最小メンテナンス間隔ａ_ｍｉｎに対して「時間単位ごとに」プロットすれば、その結果、このマップまたはこの費用関数の最小値によって、最適なメンテナンス範囲が提供され、またａ_ｍｉｎを用いて、後続のメンテナンスの最適な期限および範囲が提供される。「時間単位ごとの」変数では、たとえば、年ごとの高価な１つのメンテナンス手順の方が、安価な２つのメンテナンス作業よりも有利であり得る場合を考慮に入れる。したがって最適条件を決める前述の変数は、時間単位ごとに正確に取られる、すなわちａ_ｍｉｎによって割られることになる。
【００３３】
極地（ここでは最小値）の位置は、費用関数にとって極めて重要である。「各メンテナンス項目の費用を、このメンテナンス項目の現時点の個々のメンテナンス間隔で割ったもの」の合計（すなわち「メンテナンス項目ごとの費用／時間」の合計）の一定値を、前述の費用関数に加えても、費用関数の絶対最小値の位置は変化しないままであり、したがって同じ最適な結果が得られる。しかし費用関数の関数値によって、併合の訂正と繰り上げおよび中断時間に起因する損失とを含む個々の結果ａ_ｍｉｎに対するメンテナンスの実際の費用も、時間単位当たりで提供される。
【００３４】
メンテナンス項目のメンテナンス間隔は、ここでは現在時刻でのみ一定と考えるべきである。と言うのは、メンテナンス間隔は、負荷集合体またはセンサシステムの結果であり、したがってフレキシブルであると考えられるからであり、したがって、また、たとえば運転行為の変化の結果、変化するものと考えられるからである。これは、人物が特定されるメンテナンスまたは運転行為が特定されるメンテナンスの基礎である。
【００３５】
曲線は、絶対最小値だけでなく、さらなる相対最小値（問題の最適解を下回る）を、またはさらなる対象点を有することが考えられる。これには、メンテナンスの度合い、メンテナンス費用、作業ステップなどの表示を含むａ_ｍｉｎを手動で入力する可能性が必要とされる（図１２を参照）。
【００３６】
図７〜１４に、グラフィックスクリーンインターフェースを用いて本方法を具体化する方法を例示する。図７は、メンテナンス項目エディタを示している。メンテナンス項目エディタでは、たとえばメンテナンス項目「リアディスクブレーキ」がメニュー項目「名前」において呼び出される。このメニュー項目には、作成された全てのメンテナンス項目の完全なリストが収容されている。メンテナンス項目は、メンテナンス項目エディタを用いて編集または新しく作成することができる。左側下方の窓に記載される作業ステップを、各メンテナンス項目に割り当てることができる。右側下方の窓には、個々のメンテナンス項目に割り当てられた作業ステップが示されている。さらに、各メンテナンス項目には、属性「制御機能」、「さらなるメンテナンス項目」、または「モニタリングのみ」に加えて、メンテナンス項目のメンテナンス間隔および許容範囲を走行キロ数、時間、または作業数の単位で入力する可能性が含まれている。個々のメンテナンス間隔は、調整可能な幅「デルタ」を有する。この幅内でメンテナンスを行なうことが、制御機能を有するメンテナンス項目の場合には必要とされる（許容範囲）。１つのオプション「接続」によって、メンテナンス項目（たとえばブレーキディスク）が、他のメンテナンス項目（たとえばブレーキライニング）と一緒に行なうことを常に必要とするかどうかを規定することができる。この参照は、片側で規定することが考えられる。すなわち、逆についても次にはっきりと指定しなければならない。逆については、常に適用できるわけではないからである。
【００３７】
図８に、対応するメンテナンス二次項目エディタまたは作業ステップエディタを示す。これを用いて、メンテナンス二次項目を編集および作成することができる。各メンテナンス二次項目には、パラメータ「作業価値」（すなわち費用）と、「作業時間」とが含まれる。
【００３８】
図９に、選択された各メンテナンス項目の現時点の磨耗度を、即時記録で示す。メンテナンス項目が、負荷集合体またはセンサシステムによってまだ感知されていない場合には、加速または減速された磨耗を、典型的または類別的な運転手プロファイルまたは運転スタイルプロファイルの要因を用いて感知する。反対に、後者を、感知または計算された磨耗から求めることができる。
【００３９】
図１０に、メンテナンス項目の個々の磨耗度およびメンテナンス間隔および許容範囲を用いた、時間軸上での選択された全てのメンテナンス項目の現時点の磨耗度のスクリーン表示を示す。
【００４０】
図１１に、選択された全てのメンテナンス項目の現時点の磨耗度を、時間当たりに移動した平均キロメータ数を用いて走行キロ数または移動距離に変換したスクリーン表示を示す。
【００４１】
図１２に、２つのメンテナンス時刻間の事前規定された時間距離に対する最適なメンテナンスパッケージを、対応するメンテナンス項目、作業ステップ、および併合によって節約された作業ステップとともに示す。時間距離（すなわち時間単位の最小メンテナンス間隔）を可変に事前規定することによって、費用がより最適化された変形（短時間距離）または時間がより最適化された変形（長時間距離）の間で無限に可変な方法で存在するかのように選択することができ、また図１３および１４により、ａ_ｍｉｎの計算された最適値を設定することもできる。ここで、併合に起因する費用利得とメンテナンスパッケージを形成するためのメンテナンス項目の繰り上げに起因するマイナス費用効果とに加えて、固定された定常費および時間当たりの定常費が、考慮される。計算金額、月ごとの所定の最小メンテナンス間隔に対する最適解の費用、および比較のための費用、個々のメンテナンス項目が月ごとに予定されているときに各メンテナンス作業を行なった場合の費用が、表示される。後のことは仮説である。というのは、実際には、メンテナンス項目が予定されているときに即座に作業場を探し求めることが、常にできるわけではないからである。
【００４２】
図１３および１４に、最適化の結果のスクリーン表示を示す。最適化は、反復によって取得され、何ヶ月にも渡ってプロットされ、２つの異なる表示の時間スケールとなっている。これらの表示は、好適な最小メンテナンス間隔を設定するための決定支援として有用である。最小メンテナンス間隔を長くすると、あるメンテナンス項目が後続のメンテナンス時刻に達しない場合が起こり得る。結果としてこれらは繰り上げられ、それらに付随する損失によって、最適解の費用曲線が急上昇する。したがって最適なメンテナンス間隔を下回るものは、費用曲線の局所的な最小値であるとみなさなければならず、前述した費用曲線の突然の段差の前に起こることが好ましい。最適なメンテナンス間は、費用曲線の絶対最小値である。
【００４３】
車両で用いる場合、説明した方法は、少数のメンテナンス項目および簡単なモデル（たとえば線形な磨耗および運転手プロファイルの影響を受ける磨耗）を有する小さい解から、４０以上のメンテナンス項目と、対応して負荷集合体および一体化されたセンサシステムを有する大きなモデルとを有する大きな解まで、柔軟な方法で構成することができる。また全てのメンテナンス項目を常に具体化しておき、リストのための図９〜１４によるスクリーン表示内でチェックを入れることによって、関連する個々の項目のみを実施することもできる。特定の車両の場合には、入力したメンテナンス項目を、同じ型式の他の車両に移すことも困難なくできる。またグラフィックオペレータ制御インターフェースのエディタを用いて、同様の型式の車両に対する変形を作成することも簡単にできる。非常に明瞭に組織化されているために便利な簡単化されたディスプレイインターフェースが、車両内のシステムユーザにとって利用できるようになっており、またこのインターフェースを用いて、決定された最適メンテナンス時刻および個々のメンテナンス作業の度合いがその選択に対して表示される。
【００４４】
以下のようなアプローチが選択されることが好ましい。全体の定常費を、メンテナンス期間ごとまた故障時間単位ごとに一度合計した後、メンテナンス期間に渡って考慮されること、最適化の間に項目を繰り上げることで金銭が浪費され、このことが最適化アルゴリズムにおいて考慮されること、メンテナンスパッケージの費用が、個々のメンテナンス項目の費用から計算されること、多重の作業ステップを削除することによってメンテナンス項目を併合することで、項目の繰り上げを部分的に補償できる費用節減となることが、考慮されること。したがってこのことから、一方で時間単位ごとのメンテナンス項目の併合による費用節減の合計（負の値）と、他方で時間単位ごとの全体の定常費プラス時間単位ごとのメンテナンス項目の繰り上げにより必要な金銭とは、２つのメンテナンス期限間の事前規定された最小間隔の周辺条件に関する最適条件を決める変数である、ということになる。反復を２つのメンテナンス期限間の事前規定された最小間隔に渡って（たとえば月毎の間隔で）行なえば、時間単位ごとの費用のマップが得られ、最小間隔に対してプロットされる。この最小間隔の最小値は、各場合において、メンテナンス期限の時刻および度合い、後続のメンテナンスの期限、費用の点で最適なメンテナンス度合いおよび後続のメンテナンス度合いを構成する。ここで、変数：「メンテナンス項目ごとの費用／時間」の合計（現在時刻において一定）を、費用関数に加えることもできる。
【００４５】
有利な典型的な実施形態の前述の説明によって、以下のことが明らかである。本発明による方法は、摩耗をする個々のシステムコンポーネントのモニタリングに基づいて、メンテナンスすべきシステムに対して、メンテナンス作業の最適なメンテナンス時刻および個々の度合いを、最適化プロセスを用いて予め規定することについて適しており、またシステムユーザは、手動の補正によって最適解を下回るものを用いて、より費用指向またはより時間指向の最適化を選ぶことができる。メンテナンス費用は、個々に基づいて計算することができる。フレームワークアルゴリズムを用いて、このメンテナンス作業の規定の中にシステムコンポーネントを個別に含むことができる。そのため特に磨耗モデル（コンポーネント供給業者によって利用可能となる）を、考慮することもできる。特別なメンテナンス作業（たとえば、法的な要求によるもの）を考慮することができる。メンテナンス項目の併合による費用の点の利得の、最適化プロセスにおける計算が、メンテナンスパッケージを形成するためのメンテナンス項目の繰り上げによるマイナスの費用効果とともに、また中断時間の費用に起因するマイナスの費用効果とともに、なされる。本発明による方法は、車両のメンテナンスだけでなく、複数のメンテナンス項目を有する定期的なメンテナンスを必要とするどのシステムのメンテナンスにも適していることは言うまでもない。
【図面の簡単な説明】
【００４６】
【図１】自動車用のメンテナンス作業の時刻および範囲の最適な決定を行なうための方法の基本的な具体化を示すブロックダイアグラムである。
【図２】時刻表または距離表を種々のメンテナンス位置とともに示す概略図であり、直近のメンテナンス作業および後続のメンテナンス作業の時刻ならびに直近のメンテナンスの範囲の本方法による規定を示す。
【図３】メンテナンス項目のより精密な構造を示すブロックダイアグラムである。
【図４】図３のメンテナンス項目構造に基づいて例として与えられた２つのメンテナンス項目のメンテナンス二次項目を併合する可能性を試験する作業を示す例図である。
【図５】メンテナンス項目が試験ベースで繰り上げられる個々のメンテナンス作業の度合いを規定するための最適化作業を示す概略図である。
【図６】本方法の概略的なフローチャートである。
【図７】本方法の作業項目エディタのグラフィックオペレータ制御インターフェースを示す図である。
【図８】本方法の作業ステップエディタのグラフィックオペレータ制御インターフェースを示す図である。
【図９】メンテナンス項目の状態のパーセント、時間関連、または走行キロ数関連のグラフィックディスプレイである。
【図１０】メンテナンス項目の状態のパーセント、時間関連、または走行キロ数関連のグラフィックディスプレイである。
【図１１】メンテナンス項目の状態のパーセント、時間関連、または走行キロ数関連のグラフィックディスプレイである。
【図１２】最小メンテナンス間隔を手動で事前に規定するためのならびに最適化作業およびメンテナンスパッケージ形成の結果を表示するためのグラフィックオペレータ制御インターフェースおよびディスプレイインターフェースを示す図である。
【図１３】最小メンテナンス間隔に渡って反復することによる最適化結果のグラフィックディスプレイである。
【図１４】最小メンテナンス間隔に渡って反復することによる最適化結果のグラフィックディスプレイである。

Claims

複数のメンテナンス項目（Ｗ_１、．．．、Ｗ_ｍ）を有するシステムに対してメンテナンス作業の時刻および度合いを決定する方法であって、
前記メンテナンス項目を実施するために、対応するメンテナンス間隔および許容範囲が事前に規定され、
個々の次に予定されるメンテナンス作業と後続のメンテナンス作業との間の最小メンテナンス間隔（ａ_ｍｉｎ）が事前規定され、
個々の後続のメンテナンス作業の時刻（ｔ_ｆ）を、遅くとも、メンテナンス時刻に関するメンテナンス項目の許容範囲終点のうちの、前記最小メンテナンス間隔（ａ_ｍｉｎ）を満たす一方で先行のメンテナンス作業の時刻（ｔ_ａ）に続く最初のものである許容範囲終点（Ｅ_ｆ）に、予測によって固定し、
少なくとも、前記予測された後続のメンテナンス時刻より前に許容範囲終点が起こるメンテナンス項目を、前記次に予定されるメンテナンス作業中に行なうべきメンテナンス項目として規定することを特徴とする方法。
前記メンテナンス項目（Ｗ_ｉ）がそれぞれ、１つまたは複数のメンテナンス二次項目（Ｕ_ｉ１、．．．、Ｕ_ｉｋ）からなり、個々のメンテナンス作業に対するメンテナンスシーケンスを作成したときに、含まれる前記メンテナンス項目の前記メンテナンス二次項目を、併合できるかどうか試験することを特徴とする請求項１に記載の方法。
個々に事前規定された最小メンテナンス間隔（ａ_ｍｉｎ）を満たすという二次条件を有し、最適化すべき費用関数としてメンテナンス費用の金額を有する試験ベースで、メンテナンス項目を後続のメンテナンス作業からそれより以前のメンテナンス作業へ繰り上げることを含む最適化アルゴリズムを、前記メンテナンス作業の範囲を規定するために行なうことを特徴とする請求項１あるいは２に記載の方法。