JP2015520843A - 軸受監視方法およびシステム - Google Patents

Abstract

軸受（１２）の残存耐用期間を予測するための方法が、当該軸受（１２）の残存耐用期間に影響を及ぼす１つまたは複数の因子に関するデータを取得するステップと、当該軸受（１２）を一意に識別する識別データ（１６）を取得するステップと、当該軸受（１２）の残存耐用期間に影響を及ぼす１つまたは複数の因子に関する当該データと当該識別データ（１６）を記録データとしてデータベース（２０）に記録するステップと、当該記録データと数学的残存耐用期間予測モデルを用いて当該軸受（１２）の残存耐用期間を予測するステップとを含む。

Description

本発明は、転がり要素軸受の残存耐用期間を予測する、即ち、転がり要素軸受をいつ提供、取換えまたは改造（再製造）する必要があるかまたはそうするのが望ましいかを予測するための方法、システムおよびコンピュータ・プログラム製品に関する。

転がり要素軸受はしばしば、稼働中に故障するとエンド・ユーザに多大な商業的損失をもたらす重大な場面で使用されている。したがって、稼働中の故障を回避するように介入を計画しつつ、軸受を交換するため問題の機械を停止することから生じうる損失を最小限にするために、軸受の残存耐用期間を予測できることが重要である。

転がり要素軸受の残存耐用期間は一般に、使用中の繰返し応力の結果生ずる動作面の疲労によって決まる。転がり要素軸受の疲労破壊は、転がり要素軸受の表面および対応する軸受レースの表面の進行的な剥離または孔食から生ずる。この剥離と孔食は転がり要素軸受のうち１つまたは複数の突発的な障害の原因となるおそれがあり、それが過度の熱、圧力、および摩擦を生じさせうる。

軸受は、それが使用される場面での期待されるサービス・タイプと互換性ある計算または予測された期待残存耐用期間に基づいて、特定の場面に対して選択される。軸受の残存耐用期間の長さを、速度、支持負荷、潤滑状態等を考慮した名目的な動作条件から予測することができる。例えば、所謂「Ｌ−１０ライフ」は、特定の負荷条件下で１群の特定の軸受の少なくとも９０％が依然として稼働中である平均余命時間である。しかし、幾つかの理由のため、この種の寿命予測は保守計画の目的には不十分である。

１つの理由は、実際の動作条件は名目的な条件と大きく異なる可能性があることである。別の理由は、軸受の残存耐用期間は根本的に、過負荷、潤滑障害、取付け誤差等のような、短期事象または計画外事象から構成されうることである。さらに別の理由は、名目的な動作条件が正確に稼働中に再現されたとしても、本質的にランダムな性質の疲労過程のため、実質的に同一の軸受の実際の残存耐用期間に大きな統計的変動が生じうることである。

保守計画を改善するために、軸受が動作中に受ける振動や温度に関連する物理量の値を監視して、切迫した障害の最初の兆候を検出できるようにするのが一般的なプラクティスである。この監視はしばしば「状態監視」と呼ばれる。

状態監視は様々な利点をもたらす。第１の利点は、ユーザが軸受の状態の悪化を制御された形で警告され、商業的な影響が最小化されることである。第２の利点は、状態監視により、不十分な取付けまたは不十分な動作プラクティス、例えば、不整合、不均衡、高振動等を特定するのが支援されることである。当該不十分な取付けまたは不十分な動作プラクティスは、これらが較正されないままである場合は軸受の残存耐用期間が減る。

特許文献１は、軸受のような機械部品の異常の存在または不存在のような、状況を監視するための状態監視システムの１例を開示している。

欧州特許出願公開第１ １６４ ５５０号明細書

本発明の目的は、軸受の残存耐用期間を予測するための改善された方法を提供することである。

本発明の目的は、軸受の残存耐用期間に影響を及ぼす１つまたは複数の因子に関するデータを取得するステップと、軸受を一意に識別する識別データを取得するステップと、軸受の残存耐用期間に影響を及ぼす１つまたは複数の因子に関するデータと当該識別データを記録データとしてデータベースに記録するステップと、当該記録データと数学的残存耐用期間予測モデルを用いて当該軸受の残存耐用期間を予測するステップとを含む方法によって実現される。

かかる方法により、軸受の履歴と利用の包括的視点を提供する情報に基づいて当該軸受の残存耐用期間の定量的予測を行うことができる。軸受の残存耐用期間に影響を及ぼす１つまたは複数の因子に関するデータを蓄積して、当該軸受の履歴ログを数学的残存耐用期間予測モデルとともに使用して、その残存耐用期間をそのライフサイクルにおける任意の時点で予測する。より多くのデータを蓄積するときに、当該残存耐用期間予測をそのライフサイクルにおける任意の後続の時点で更新してもよい。

本発明の１実施形態によれば、軸受の残存耐用期間に影響を及ぼす１つまたは複数の因子に関するデータを取得するステップは、軸受の製造中、軸受の製造後かつ軸受の使用前、軸受の使用中、軸受が使用されていない期間中、軸受の輸送中のうち１つの期間の少なくとも一部において実行される。

本発明の別の実施形態によれば、当該軸受の残存耐用期間に影響を及ぼす１つまたは複数の因子に関するデータは、振動、温度、転がり接触力／応力、高周波数の応力波、潤滑油状態、転がり面の損傷、動作速度、支持負荷、潤滑状態、湿度、水滴またはイオン流体への露出、機械的衝撃への露出、腐食、疲労損傷、摩耗のうち少なくとも１つに関するデータを含む。

本発明の別の実施形態によれば、識別データを取得するステップは、当該識別データを軸受に関連付けられた機械読取可能識別子から取得するステップを含む。

本発明の１実施形態によれば、電子手段がデータをデータベースに記録するステップで使用される。

本発明の別の実施形態によれば、当該方法は、１つまたは複数の同様なまたは実質的に同一の軸受に関するデータを用いて当該数学的残存耐用期間予測モデルを改良するステップを含む。

本発明の別の実施形態によれば、当該方法は、拡張期間にわたる記録値のような複数の軸受から収集したデータを用いて、かつ／または、類似のまたは実質的に同一の軸受に対する試験に基づいて当該数学的残存耐用期間予測モデルを改良するステップを含む。

本発明の１実施形態によれば、当該数学的残存耐用期間予測モデルは疲労および／または腐食の基礎となる科学に基づく。

本発明の別の実施形態によれば、当該数学的残存耐用期間予測モデルは、当該識別データに基づいて複数の数学的残存耐用期間予測モデルから選択される。当該識別データが、適切な数学的残存耐用期間予測モデルとマッチしうる軸受タイプに関する情報を提供するのが好ましい。

本発明の別の実施形態によれば、当該方法は、当該軸受の残存耐用期間を予測するために使用される数学的残存耐用期間予測モデルの１つまたは複数のパラメータを変更するステップまたは当該軸受の残存耐用期間を予測するために使用される数学的残存耐用期間予測モデル選択を変更するステップを含む。同一の軸受を、その残存耐用期間における様々な時点の様々なライフサイクル・モデルに関して評価してもよい。例えば、軸受の改造の前後に使用されるライフサイクル・モデルは、当該軸受が使用される場面が異なれば、異なる可能性がある。モデルの変更は問題ない。なぜならば、当該軸受の一意な識別データにより、当該軸受の完全な履歴が既知でありそれにアクセス可能であるからである。

本発明の１実施形態によれば、当該軸受は転がり要素軸受である。当該回転軸受は、円筒ころ軸受、球面ころ軸受、トロイダルころ軸受、テーパころ軸受、円錐ころ軸受、またはニードルころ軸受のうち何れか１つであってもよい。

本発明はまた、コンピュータ可読媒体または搬送波に格納された、本発明の実施形態の何れか１つに記載の方法のステップをコンピュータまたはプロセッサに実行させるように構成したコンピュータ・プログラム・コード手段を含むコンピュータ・プログラムを備える、コンピュータ・プログラム製品に関する。

本発明はさらに、当該軸受の残存耐用期間に影響を及ぼす１つまたは複数の因子に関するデータを取得するように構成された少なくとも１つのセンサを備えた軸受の残存耐用期間を予測するためのシステムに関する。当該システムはまた、当該軸受を一意に識別する識別データを取得するように構成された少なくとも１つの識別センサと、当該軸受の残存耐用期間に影響を及ぼす１つまたは複数の因子に関するデータおよび当該識別データを記録データとしてデータベースに記録するように構成されたデータ処理ユニットと、当該記録データと数学的残存耐用期間予測モデルを用いて当該軸受の残存耐用期間を予測するように構成された予測ユニットも備える。

本発明の１実施形態によれば、軸受の残存耐用期間に影響を及ぼす１つまたは複数の因子に関するデータを取得するように構成された少なくとも１つのセンサは、軸受の製造中、軸受の製造後かつ軸受の使用前、軸受の使用中、軸受が使用されていない期間中、軸受の輸送中のうち１つの期間の少なくとも一部においてデータを取得するように構成される。それにより、軸受の完全な履歴ログを生成することができる。したがって、その製造時から現時点まで残存耐用期間を軸受の寿命にわたって蓄積した結果として、そのライフサイクルにおける任意の時点で個々の軸受の残存耐用期間をより正確に予測することができる。適用する具体的な数学的ライフサイクル・モデルに応じて、エンド・ユーザに、いつ軸受を取換えまたは改造するのが望ましいかを含む関連事実を通知する。

本発明の別の実施形態によれば、軸受の残存耐用期間に影響を及ぼす１つまたは複数の因子に関するデータは、振動、温度、転がり接触力／応力、高周波数の応力波、潤滑油状態、転がり面の損傷、動作速度、支持負荷、潤滑状態、湿度、水滴またはイオン流体への露出、機械的衝撃への露出、腐食、疲労損傷、摩耗のうち少なくとも１つに関するデータを含む。

本発明の別の実施形態によれば、上記少なくとも１つの識別センサは、識別データを軸受に関連付けられた機械読取可能識別子から取得するように構成された読取器を備える。機械読取可能識別子を、軸受の製造中に当該軸受に適用してもよい。

本発明の１実施形態によれば、上記データ処理ユニットはデータを電子的に記録するように構成される。

本発明の別の実施形態によれば、当該予測ユニットは、１つまたは複数の類似のまたは実質的に同一の軸受に関する記録データを用いて当該軸受の残存耐用期間を予測するように構成される。

本発明の別の実施形態によれば、当該方法は、拡張期間にわたる記録値のような複数の軸受から収集したデータを用いて、かつ／または、類似のまたは実質的に同一の軸受に対する試験に基づいて、当該数学的残存耐用期間予測モデルを改良するステップを含む。

本発明の別の実施形態によれば、当該予測ユニットは、拡張期間にわたる記録値のような複数の軸受から収集したデータを用いて、かつ／または、類似のまたは実質的に同一の軸受に対する試験に基づいて数学的残存耐用期間予測モデルを改良するように構成される。

本発明の１実施形態によれば、当該数学的残存耐用期間予測モデルは疲労および／または腐食の基礎となる科学に基づく。

本発明の別の実施形態によれば、当該数学的残存耐用期間予測モデルは、当該軸受を一意に識別するデータに基づいて複数の数学的残存耐用期間予測モデルから選択される。

本発明の別の実施形態によれば、当該予測ユニットは、数学的残存耐用期間予測モデルの１つまたは複数のパラメータ、数学的残存耐用期間予測モデルの選択結果のうち少なくとも１つに関する入力を受信するように構成される。

本発明の１実施形態によれば、当該軸受は転がり要素軸受である。当該回転軸受は、円筒ころ軸受、球面ころ軸受、トロイダルころ軸受、テーパころ軸受、円錐ころ軸受、またはニードルころ軸受のうち何れか１つであってもよい。

本発明に従う方法、システムおよびコンピュータ・プログラム製品を、自動車、航空産業、鉄道、鉱業、風力、船舶、金属製造および高い摩耗耐性および／または改善された疲労強度と引張強度を必要とする他の機械的応用で使用される少なくとも１つの軸受の残存耐用期間を予測するために使用してもよい。

以降で、添付図面を参照して本発明を非限定的な例によりさらに説明する。

本発明の１実施形態にシステムを示す図である。 本発明の１実施形態に従う方法のステップを示す流れ図である。 本発明の１実施形態に従うシステムまたは方法を用いてその残存耐用期間を予測できる転がり要素軸受を示す図である。

図面は正しい縮尺で描かれておらず、特定の機能の大きさは明確さのため誇張して描かれていることに留意されたい。

さらに、本発明の１実施形態の任意の機能を、矛盾がない限り本発明の他の任意の実施形態の他の任意の機能と組み合わせることができる。

図１は、使用中の複数の軸受１２の残存耐用期間を予測するためのシステム１０を示す。図示した実施形態は、２つの転がり要素軸受１２を示すが、本発明に従うシステム１０を使用して任意の種類の１つまたは複数の軸受１２の残存耐用期間を予測してもよい。当該１つまたは複数の軸受１２は必ずしも全てが同じ種類または大きさではない。システム１０は、各軸受１２の残存耐用期間に影響を及ぼす１つまたは複数の因子に関するデータを取得するように構成された複数のセンサ１４を備える。センサ１４を軸受１２と統合してもよく、軸受１２の近傍に配置するかまたは当該軸受から遠隔に配置してもよい。１つの軸受１２からのデータを、１つまたは複数のセンサ１４を用いて自動的に取得してもよい。

例えば、転がり接触力を、当該軸受の外輪の外面もしくは外側、または、当該軸受の内輪の内面もしくは内側に配置した引張センサ１４により記録してもよい。かかる引張センサ１４が、抵抗型のものであってもよく、軸受１２内部に埋め込んだ光ファイバの引張を利用してもよい。

センサ１４を、当該軸受の輪に埋め込んでもよく、または、潤滑油状態を監視するために当該軸受の筐体の外部に取り付けてもよい。潤滑油は、汚染により様々な形で劣化しうる。例えば、潤滑油膜が、その含水量、または、例えば酸、塩等といった腐食材料の混入のため、軸受１２を腐食から保護できない場合がある。別の例として、潤滑油膜が、当該軸受の軌道に対して摩耗効果を有する固体材料で汚染されることがある。潤滑油膜が、過負荷、低粘度の潤滑油、または微粒子材料による潤滑油の汚染、または潤滑油の不足により危険に晒されることがある。潤滑油膜の状態を、潤滑油膜の破壊時に当該軸受の輪および周囲構造物を伝わる高周波の応力波を検出することによって評価することができる。

システム１０は、各軸受１２を一意に特定する識別データ１６を取得するように構成された少なくとも１つの識別センサも備える。識別データ１６を、軸受１２に関連付けられた機械読取可能識別子から取得してもよく、好ましくは、軸受１２が別の場所に移動した場合または軸受１２が改造された場合でも軸受１２に留まるように識別データ１６が軸受１２自体に提供される。かかる機械読取可能識別子の例は、軸受に彫刻、接着、物理的に統合、もしくは別の方法で固定された模様、または、当該軸受に設けた凹凸もしくは他の変形のパターンである。かかる識別子が、機械により、機械的に、光学的に、電気的に、または別の方法で読取可能であってもよい。識別データ１６は、例えば、軸受１２に安全に取り付けた、ＲＦＩＤ（Ｒａｄｉｏ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ Ｉｄｅｎｔｉｆｉｃａｔｉｏｎ）タグのようなシリアル番号または電子装置であってもよい。当該ＲＦＩＤタグの回路が、その電力を、データ処理ユニット１８またはデータ処理ユニット１８により制御される別の装置（図示せず）のような外部源により生成した入射電磁放射から受電してもよい。

ＩＥＥＥ８０２．１５．４に規定されているような適切な無線通信プロトコルを使用する場合には、オンサイトで取り付けた新たな軸受がその存在を通知し、この目的のために開発されたソフトウェアがその一意なデジタルＩＤを送信する。次に、適切なデータベース機能が当該デジタルＩＤと位置を当該軸受の過去の履歴と関連付ける。

かかる識別データ１６により、軸受１２のエンド・ユーザまたは供給者は、特定の軸受が真正品か偽装品かを検証することができる。軸受の不法な製造者は例えば、偽の商標を付したパッケージで低品質の軸受を供給することでエンド・ユーザまたはＯＥＭ（Ｏｒｉｇｉｎａｌ Ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ Ｍａｎｕｆａｃｔｕｒｅｒ）を欺いて、当該軸受が信頼できる供給源からの真正品であるとの印象を与えようとするかもしれない。摩耗した軸受が、それが改造されたことが示されずに改造され販売されるかもしれず、古い軸受が、購買者が当該軸受の実際の使用期間を知ることなく洗浄され研磨されるかもしれない。しかし、軸受に誤ったアイデンティティが与えられた場合には、本発明に従うシステムのデータベースをチェックすることにより相違点を示すことができる。例えば、偽装品のアイデンティティはデータベースに存在しないか、または、その識別データのもとに取得された残存耐用期間データが、チェックされている偽の軸受と一貫しない。本発明に従うシステムのデータベースは、正当な軸受ごとに、その使用期間と、当該軸受が改造されているかどうかとを示す。したがって、本発明に従うシステムにより軸受の認証が容易になる。

システム１０は、各軸受１２の残存耐用期間に影響を及ぼす１つまたは複数の因子に関するデータおよび識別データ１６を記録データとしてデータベース２０に電子的に記録するように構成された少なくとも１つのデータ処理ユニット１８を備える。

データベース２０を、軸受１２の製造者により保守してもよい。したがって、類似または実質的に同一の軸受１２から成る１群の各軸受１２を追跡することができる。軸受１２の全体に関してデータベース２０に収集された残存耐用期間データにより、製造者はさらなる情報、例えば、利用タイプまたは利用環境と残存耐用期間の変化率との関係に関する情報を抽出して、エンド・ユーザに対するサービスをさらに向上させることができる。

データベース２０が、軸受の製造後かつ軸受の輸送中の期間に取得された少なくとも１つのセンサ１４から得たデータを含んでもよい。少なくとも１つのセンサ１４（軸受１２が使用中に利用される少なくとも１つのセンサ１４とは必ずしも同一でない）が、当該期間中に軸受が受けた応力の大きさ、化学物質の種類と濃度、湿度レベル等を登録してもよい。

当該システムはまた、当該記録データおよび数学的残存耐用期間予測モデルを用いて各軸受１２の残存耐用期間を予測するように構成された予測ユニット２２を備える。

必ずしもシステム１０の構成要素の全てを軸受１２の近傍に配置する必要はないことに留意されたい。システム１０の構成要素が、有線手段もしくは無線手段またはそれらの組合せで通信してもよく、任意の適切な位置に配置されてもよい。例えば、記録データ２０および複数の数学的残存耐用期間予測モデルを含むデータベースを遠隔位置に配置してもよく、当該データベースが、例えばサーバ２４を利用して、軸受１２と同一または別の位置に配置された少なくとも１つのデータ処理ユニット１８と通信してもよい。

少なくとも１つのデータ処理ユニット１８が、場合によっては、センサ１４から受信した識別データ１６と信号を前処理する。当該信号を変換し、再フォーマットし、または別の方法で処理して、検出した規模を表すサービス寿命データを生成してもよい。少なくとも１つのデータ処理ユニット１８を、例えば電気通信ネットワークまたはインターネットのような通信ネットワークを介して識別データ１６と残存期間データを送信するように配置してもよい。サーバ２４は、識別データ１６と関連するデータをデータベース２０に記録し、サービス寿命データを長期にわたって蓄積することで軸受１２の履歴を構築してもよい。

少なくとも１つのデータ処理ユニット１８、予測ユニット２２および／またはデータベース２０、２５が必ずしも別個のユニットである必要はなく、任意の適切な方式で組み合せてもよいことに留意されたい。例えば、パーソナル・コンピュータを使用して、本発明に関する方法を実行してもよい。

センサ１４は、軸受１２の残存耐用期間に影響を及ぼす１つまたは複数の因子に関するデータを取得するように構成される。例えば、センサ１４を、振動、温度、転がり接触力／応力、高周波数の応力波、潤滑油状態、転がり面の損傷、動作速度、支持負荷、潤滑状態、湿度、水滴またはイオン流体への露出、機械的衝撃への露出、腐食、疲労損傷、摩耗のうち少なくとも１つに関するデータを取得するように構成してもよい。

センサ１４を、軸受の製造中、軸受の製造後かつ軸受の使用前、軸受の使用中、軸受が使用されていない期間中、軸受の輸送中のうち１つの期間の少なくとも一部においてデータを取得するように構成してもよい。データを、定期的に、実質的に連続的に、要求時にランダムに、または任意の適切な時点に取得してもよい。さらに、データ処理ユニット１８が、軸受１２の残存耐用期間に影響を及ぼす１つまたは複数の因子に関するデータを、当該システムのセンサ１４のうち１つ以外のソースから、例えば当該軸受のユーザまたは製造者から、取得してもよい。

それにより、軸受の完全な履歴ログを生成することができる。したがって、その製造時から現時点まで残存耐用期間を軸受の寿命にわたって蓄積した結果として、そのライフサイクルにおける任意の時点で個々の軸受の残存耐用期間をより正確に予測することができる。適用する具体的な数学的ライフサイクル・モデルに応じて、エンド・ユーザに、いつ軸受を取換えまたは改造するのが望ましいかを含む関連事実を通知する。

本発明の１実施形態によれば、予測ユニット２２を、１つまたは複数の類似のまたは実質的に同一の軸受１２に関する記録データを用いて、軸受１２の残存耐用期間または軸受の種類を予測するように構成してもよい。これにより、軸受１２の平均的な残存耐用期間または軸受の種類を取得することができる。

予測ユニット２２を、数学的残存耐用期間予測モデルおよび軸受１２の残存耐用期間に影響を及ぼす１つまたは複数の因子に関する新規データおよび／または１つまたは複数の類似のまたは実質的に同一の軸受１２に関する新規データを用いて、当該新規データが少なくとも１つのセンサ１４により取得されかつ／またはデータ処理ユニット１８により記録されたときに、残存耐用期間予測を更新するように構成してもよい。かかる更新を、定期的に、実質的に連続的に、要求時にランダムに、または任意の適切な時点に行ってもよい。

本発明の１実施形態によれば、疲労および／または腐食の基礎となる科学に基づく数学的残存耐用期間予測モデルを使用して軸受１２の残存耐用期間を予測してもよい。システム１０を、軸受１２を一意に特定するデータ１６に基づいて、例えばデータベース２５に格納された、特定の数学的残存耐用期間予測モデルを複数の数学的残存耐用期間予測モデルから選択するように配置してもよい。追加的にまたは代替的に、予測ユニット２２を、数学的残存耐用期間予測モデルの１つまたは複数のパラメータ、例えばユーザまたは別の予測ユニットから選択された数学的残存耐用期間予測モデル、のうち少なくとも１つに関する入力受信するように構成してもよい。

残存耐用期間の予測を行ったら（２６）、それをユーザ・インタフェースに表示し、かつ／または、ユーザ、軸受の製造者、データベースおよび／または別の予測ユニット２２に送信してもよい。システム１０により監視されている１つまたは複数の軸受１２をいつ提供、取換え、または改造するのが望ましいかの通知を、例えば通信ネットワーク、電子メールもしくは電話、手紙、ファクシミリ、警告信号、または製造者の代表訪問者を介してのように、任意の適切な方式で行ってもよい。

軸受１２の残存耐用期間の予測（２６）を使用して、ユーザが軸受１２をいつ取り換るべきかを当該ユーザに知らせてもよい。軸受１２を取り換えるための介入は、（例えばプラント出力の作業、材料、および損失を含む）当該介入のコストが継続動作に含まれるリスク・コストの削減によって正当化されるときに、正当化される。当該リスク・コストを、一方ではサービスにおける障害確率の積として、他方ではサービスにおけるかかる障害から生ずる賠償金として計算してもよい。

本発明の１実施形態によれば、軸受１２の実際の残存耐用期間に関するデータを例えばユーザから取得し、当該データを数学的残存耐用期間予測モデルの開発者に軸受１２の残存耐用期間の予測２６とともに送信して、数学的残存耐用期間予測モデルに対する改善または変更を行いうるように、当該システムを配置してもよい。

図２は、本発明の１実施形態に従う方法の諸ステップを示す。当該方法は、軸受を一意に識別する識別データを取得するステップと、軸受の残存耐用期間に影響を及ぼす１つまたは複数の因子に関するデータを取得するステップと、当該データを記録するステップと、当該記録データと数学的残存耐用期間予測モデルを用いて当該軸受の残存耐用期間を予測するステップとを含む。上記ステップを必ずしも図２に示した順序で実行する必要はなく、任意の適切な順序で実行してもよいことに留意されたい。例えば、当該軸受の残存耐用期間に影響を及ぼす１つまたは複数の因子に関する任意のデータを取得および／または格納する前に、識別データを記録してもよい。当該軸受の残存耐用期間の予測を行うのに使用される数学的残存耐用期間予測モデルを選択または変更してもよく、予測を任意の適切な時点に更新してもよい。

図３は、本発明の１実施形態に従うシステムまたは方法を用いてその残存耐用期間を予測できる軸受１２の１例を概略的に示す。図３は、内輪２８、外輪３０および１組の転がり要素軸受３２を備えた転がり要素軸受１２を示す。本発明の１実施形態に従うシステムまたは方法を用いてその残存耐用期間を予測できる軸受１２の内輪２８および／または外輪３０は任意の大きさであってもよく、任意の負荷容量を有してもよい。内輪２８および／または外輪３０は、例えば、高々数メートルの直径を有してもよく、何千トンもの負荷容量を有してもよい。

諸請求項の範囲における本発明のさらなる修正は当業者には明らかであるはずである。諸請求項は、軸受の残存耐用期間を予測するための方法、システム、およびコンピュータ・プログラム製品に関するけれども、かかる方法、システム、およびコンピュータ・プログラムを、歯車のような回転機械の他の何らかの構成要素の残存耐用期間を予測するために使用してもよい。

１２ 軸受
１４ センサ
１５ 筐体
１６ 識別データ
１８ データ処理ユニット
２０ データベース
２２ 予測ユニット
２４ サーバ
２５ データベース

Claims (23)

1. 軸受（１２）の残存耐用期間を予測するための方法であって、
   前記軸受（１２）の残存耐用期間に影響を及ぼす１つまたは複数の因子に関するデータを取得するステップと、
   前記軸受（１２）を一意に識別する識別データ（１６）を取得するステップと、
   前記軸受（１２）の残存耐用期間に影響を及ぼす１つまたは複数の因子に関するデータおよび前記識別データ（１６）を記録データとしてデータベース（２０）に記録するステップと、
   前記記録データと数学的残存耐用期間予測モデルを用いて前記軸受（１２）の残存耐用期間を予測するステップと、
   を含む、方法。
2. 軸受（１２）の残存耐用期間に影響を及ぼす１つまたは複数の因子に関するデータを取得するステップは、前記軸受の製造中、前記軸受の製造後かつ前記軸受の使用前、前記軸受の使用中、前記軸受（１２）が使用中でない期間中、前記軸受（１２）の輸送中、のうち１つの期間の少なくとも一部において実行される、請求項１に記載の方法。
3. 前記軸受（１２）の残存耐用期間に影響を及ぼす１つまたは複数の因子に関する前記データは、振動、温度、転がり接触力／応力、高周波数の応力波、潤滑油状態、転がり面の損傷、動作速度、支持負荷、潤滑状態、湿度、水滴またはイオン流体への露出、機械的衝撃への露出、腐食、疲労損傷、摩耗のうち少なくとも１つに関するデータを含む、請求項１または２の何れか１項に記載の方法。
4. 前記識別データ（１６）を取得するステップは、前記識別データ（１６）を前記軸受（１２）に関連付けられた機械読取可能識別子から取得するステップを含む、請求項１乃至３の何れか１項に記載の方法。
5. 電子手段をデータベース（２０）に前記データを記録するステップで使用する、請求項１乃至４の何れか１項に記載の方法。
6. １つまたは複数の同様なまたは実質的に同一の軸受に関するデータを用いて前記数学的残存耐用期間予測モデルを改良するステップを含む、請求項１乃至５の何れか１項に記載の方法。
7. 複数の軸受から収集したデータを用いて、かつ／または、類似のまたは実質的に同一の軸受に対する試験に基づいて、前記数学的残存耐用期間予測モデルを改良するステップを含む、請求項６に記載の方法。
8. 前記数学的残存耐用期間予測モデルは疲労および／または腐食の基礎となる科学に基づく、請求項１乃至７の何れか１項に記載の方法。
9. 前記数学的残存耐用期間予測モデルは前記識別データ（１６）に基づいて、複数の数学的残存耐用期間予測モデルから選択される、請求項１乃至８の何れか１項に記載の方法。
10. 前記軸受（１２）の残存耐用期間を使用する数学的残存耐用期間予測モデルの１つまたは複数のパラメータを変更するか、または、前記軸受（１２）の残存耐用期間を予測するのに使用される数学的残存耐用期間予測モデルの選択結果を変更するステップを含む、請求項１乃至９の何れか１項に記載の方法。
11. 前記軸受（１２）は転がり要素軸受（１２）である、請求項１乃至１０の何れか１項に記載の方法。
12. コンピュータ可読媒体または搬送波に格納された、請求項１乃至１１の何れか１項に記載の方法のステップをコンピュータまたはプロセッサに実行させるように構成したコンピュータ・プログラム・コード手段を含むコンピュータ・プログラムを備える、コンピュータ・プログラム製品。
13. 軸受（１２）の残存耐用期間を予測するためのシステム（１０）であって、
    前記軸受（１２）の残存耐用期間に影響を及ぼす１つまたは複数の因子に関するデータを取得するように構成された少なくとも１つのセンサ（１４）と、
    前記軸受（１２）を一意に識別する識別データ（１６）を取得するように構成された少なくとも１つの識別センサ（１４）と、
    前記軸受（１２）の残存耐用期間に影響を及ぼす１つまたは複数の因子に関するデータおよび前記識別データ（１６）を記録データとしてデータベース（２０）に記録するように構成されたデータ処理ユニット（１８）と、
    前記記録データと数学的残存耐用期間予測モデルを用いて前記軸受（１２）の残存耐用期間を予測するように構成された予測ユニット（２２）と、
    を備える、システム（１０）。
14. 前記軸受（１２）の残存耐用期間に影響を及ぼす１つまたは複数の因子に関するデータを取得するように構成された前記少なくとも１つのセンサ（１４）が、前記軸受の製造中、前記軸受の製造後かつ前記軸受の使用前、前記軸受の使用中、前記軸受（１２）が使用中でない期間中、前記軸受（１２）の輸送中のうち１つの期間の少なくとも一部において、前記データを取得するように構成された、請求項１３に記載されたシステム（１０）。
15. 前記軸受（１２）の残存耐用期間に影響を及ぼす１つまたは複数の因子に関する前記データは、振動、温度、転がり接触力／応力、高周波数の応力波、潤滑油状態、転がり面の損傷、動作速度、支持負荷、潤滑状態、湿度、水滴またはイオン流体への露出、機械的衝撃への露出、腐食、疲労損傷、摩耗のうち少なくとも１つの規模および／または重大度に関するデータを含む、請求項１３または１４に記載のシステム（１０）。
16. 前記少なくとも１つの識別センサ（１４）は、前記識別データ（１６）を前記軸受（１２）に関連付けられた機械読取可能識別子から取得するように構成された読取器を備える、請求項１３乃至１５の何れか１項に記載のシステム（１０）。
17. 前記データ処理ユニット（１８）は前記データを電子的に記録するように構成された、請求項１３乃至１６の何れか１項に記載のシステム（１０）。
18. 前記予測ユニット（２２）は、１つまたは複数の同様なまたは実質的に同一の軸受に関するデータも用いて前記軸受（１２）の残存耐用期間を予測するように構成された、請求項１３乃至１７の何れか１項に記載されたシステム（１０）。
19. 前記予測ユニット（２２）は、拡張期間にわたる記録値のような複数の軸受から収集したデータを用いて、かつ／または、類似のまたは実質的に同一の軸受に対する試験に基づいて前記数学的残存耐用期間予測モデルを改良するように構成された、請求項１３乃至１８の何れか１項に記載されたシステム（１０）。
20. 前記数学的残存耐用期間予測モデルは疲労および／または腐食の基礎となる科学に基づく、請求項１３乃至１９の何れか１項に記載されたシステム（１０）。
21. 前記数学的残存耐用期間予測モデルは、前記軸受（１２）を一意に識別する前記データに基づいて複数の数学的残存耐用期間予測モデルから選択される、請求項１３乃至２０の何れか１項に記載されたシステム（１０）。
22. 前記予測ユニット（２２）は、数学的残存耐用期間予測モデルの１つまたは複数のパラメータ、数学的残存耐用期間予測モデルの選択結果のうち少なくとも１つに関する入力を受信するように構成された、請求項１３乃至２１の何れか１項に記載されたシステム（１０）。
23. 前記軸受（１２）は転がり要素軸受（１２）である、請求項１３乃至２２の何れか１項に記載のシステム（１０）。

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