JP2021073014A - 電気式のコーヒーマシン及びその動作方法 - Google Patents

Abstract

【課題】飲料製造機のコンポーネントのメンテナンス要件をより柔軟に評価し、コンポーネントのための最適なメンテナンス期限を計算または予知する。【解決手段】電気式コーヒーマシンである、電動式の飲料製造機は、損傷を受けメンテナンスに関連する少なくとも１つのコンポーネントを有し、メンテナンス関連コンポーネントの実際の損傷を特徴付ける少なくとも１つの負荷パラメータが決定され得、メンテナンス関連コンポーネントの特定の負荷パラメータを考慮して、メンテナンス関連コンポーネントの少なくとも１つの信頼性パラメータが計算され得る。【選択図】図２

Description

本発明は、請求項１の前文に記載の電気式のコーヒーマシンに関する。さらに、本発明は、このような電気式のコーヒーマシンを動作させる方法に関する。

従来技術（state of the art）によれば、飲料製造機（beverage maker）のメンテナンスに関連する部品またはコンポーネントは、それぞれのコンポーネントについて決定された稼動時間またはサイクル数（後者は、例えば、飲料製造機としてのコーヒーマシンにおいて、すでにそれぞれのコンポーネントによって共同で行われているいくつかの抽出（brewing）プロセスで表現される）の後に交換される。したがって、稼働時間またはサイクル数に基づいて、正当な支出（justifiable expenditure）を考慮して飲料製造機（その後、一般機械とも呼ばれる）が可能な限り高い信頼性を有するように、メンテナンス期限が設定され得る。これにより、典型的な稼働時間は、実地評価または耐久性データ（endurance data）に基づくことができ、サイクルまたは稼働時間の関数として典型的な故障数（例えば、２％）に基づいて定義される。これらのサイクルまたはコンポーネントの稼動時間は機械上でカウントされ、時刻ｘに必要なメンテナンスが表示される。例：特定数の抽出サイクル後のコーヒーマシンの抽出ユニットのメンテナンス。これにより、「インテリジェント」機械は、しばしば、特定のコンポーネントのメンテナンスが必要である旨の表示の特定の「オーバーライド」を可能にする。これは、例えば、このコンポーネントがシステム自体によってブロックされ、及び／又は（and/or）強制的なコンポーネント交換が要求される前（このコンポーネントがシステム自体によってブロックされ且つ強制的なコンポーネント交換が要求される前、又は、このコンポーネントがシステム自体によってブロックされるか又は強制的なコンポーネント交換が要求される前）に、実際にメンテナンス表示が提示されるが、特定のサイクル数または特定の稼働時間が可能であることを意味する。

国際公開第２０１３／１１７３６２号

この従来技術から、本発明の目的は、飲料製造機のコンポーネントのメンテナンス要件をより柔軟に評価することである。さらに、そのようなより柔軟な評価から、コンポーネントのための最適なメンテナンス期限を計算または予知することが目的である。

本発明の考察の出発点は、従来技術から知られている比較的柔軟性のないシステム（relatively rigid system）では、飲料製造機のコンポーネントが飲料製造機の場所及び／又は稼働条件（場所及び稼働条件の両方又はいずれか一方）に応じて異なる実負荷を受けるという事実をしばしば考慮しないことである。それ故、稼働時間またはサイクル数によってのみ示されるよりも、コンポーネントの動作が長くなる可能性がある（または顧客がメンテナンス費用を節約するためにある程度の品質損失に同意している可能性がある）。同様に、別のコンポーネントが次のメンテナンスまで持ちこたえる可能性があるかどうかを、既知の柔軟性のないシステムで評価することは困難である。したがって、本発明は、メンテナンスの目的とすべきは必ずしも最良の品質でなくてもよく、最適化されたコストで確実に十分な品質を確保することもメンテナンスの目的であり得るという考えから始まる。

これらの目的は、請求項１にかかる電動式飲料製造機によって、また請求項１０にかかる方法によっても達成される。有利な実施形態の変形は、従属請求項からそれぞれ導き出され得る。

続いて、本発明は、実施形態を参照して、まず一般的に、その後詳細に説明される。

本発明にかかる電動式飲料製造機は、請求項１から導き出され得る。

続いて、飲料製造機は、代替的に機械と呼ばれ、特にコーヒーマシンの例で説明される。しかしながら、本発明にかかる飲料製造機は、同様に、他のホットドリンク（例えば、紅茶、ホットチョコレートまたは飲料スープ）に関係し得るし、または冷飲料（例えば、シロップベースの飲料）を調製するための飲料製造機にも関係し得る。

「負荷パラメータ（load parameter）」の用語は、以下で、代わりに「負荷因子（load factor）」とも呼ばれる。したがって、これは個々のパラメータに関係し得るが、コンポーネントの負荷パラメータは、検討対象のコンポーネントの実際の損傷（wear and tear）の、個々の、それぞれ異なる複数の態様を含むこともあり（例えば、コーヒーマシンのシールが機械の動作時間の過程で受ける、温度経過（temperature course）に起因する損傷及び圧力経過（pressure course）に起因する損傷）、または、同じ特性値（characteristic number）の異なるコンポーネント（例えば、そのような温度経過及び／又は圧力経過（温度経過及び圧力経過又はこれらのいずれか）がそれぞれ経時的に検出される複数のシーリング部品）を含むこともある。

負荷パラメータはまた、１つ以上の経過曲線及び／又はそこから導出される特性値の形態で決定され得る（例えば、２つの挙動曲線として、定義された持続時間にわたる電流消費および電圧消費があり、これにより、これらの挙動曲線からコーヒーマシンの粉砕機のモータの負荷パラメータまたは負荷因子として、マイクロコントローラとして構成される機械の中央制御ユニットを用いてモータの実際になされた電気的仕事を決定または計算することができる）。請求項１に記載のコンポーネントは、一般に、飲料製造機のコンポーネントに関するものであるが、飲料製造機に接続され、所望の飲料の製造のために後者と協働する飲料製造機の外部のユニットのコンポーネントにも関係してもよい。

また、以後、信頼性パラメータは、代わりに「信頼性レベルまたは品質レベル」とも呼ばれる。信頼性パラメータは、コンポーネント（又はこれと同じコンポーネント）の瞬間的に与えられた信頼性及び／又は瞬間的に与えられた品質に関する情報、及び／又はコンポーネントの予知された潜在的な信頼性及び／又は品質に関する情報を提供するパラメータ（個々の特性値または個々の数値、複数ｎの数値、または１つまたは複数の挙動曲線の形で）に関する。したがって、信頼性パラメータは、コンポーネントの損傷またはコンポーネントの使用状態に関するコンポーネントの状態を記述することができる。それにより、信頼性パラメータ、または信頼性レベル又は品質レベルを、複数の（例えば、１からｘの）段階に分けることができる。

また、信頼性パラメータは、数値として表されてもよいし、例えば、時間間隔当たりの瞬間的に与えられた故障確率（または、例えば、メンテナンス要件が表示される時間といった、計算された時間までの故障確率）の数値であってもよい。信頼性パラメータは、経時的な故障確率経過の形態をとることもできる（特に、単位時間当たりの（予知された）故障確率が時間とともにどのように変化するか、すなわち増加するか）。したがって、信頼性パラメータは、経時的に増加するメンテナンスの複雑さを特徴付ける挙動曲線の形態をとることもできる（例えば交換対象のコンポーネントの多くの部分で表現される）。負荷パラメータと同様に、信頼性パラメータも複数の個別特性値（individual characteristic numbers）を含み得る。例えば、（例えば、故障する可能性のある抽出グループのような、コンポーネントの異なる部分に関する）コンポーネントの故障の異なる理由を考慮した複数の特性値である。また、メンテナンス関連コンポーネントの信頼性パラメータの計算に、１つ以上の他のメンテナンス関連コンポーネントの１つ以上の特定の負荷パラメータが含まれていてもよい。

そのような信頼性パラメータから、関連するコンポーネントのメンテナンスのための要件に関連するさらなるパラメータを決定してもよい。
ここでの一例は、このコンポーネントの時間間隔当たりの故障確率が第１の所定値を超える場合にこのコンポーネントの緊急のメンテナンスの時間を決定すること、又は、このコンポーネントの単位時間当たりの故障確率が第２の所定値（第１の所定値は第２の所定値よりも大きい）を超える場合にこのコンポーネントの推奨されるメンテナンスの時間を決定することである。これに関しては、後の例も参照されたい。

本発明によれば、用語「メンテナンス関連（maintenance relevance）」によって、飲料製造機の完全な機能性または少なくとも特定の最小限の機能性を再現するため、（一般に、機械から解体または除去された後の）対応するコンポーネントが、修理によって維持されることを意図されていること、または、対応するコンポーネントの新たな部品と交換されることを意図されていることが、理解される。飲料製造機は、マイクロプロセッサベースの中央制御ユニットを有してもよく、これにより、メンテナンス関連コンポーネントの負荷パラメータ及び／又は信頼性パラメータが計算され得る。メンテナンス関連には、システムの清掃または個々のコンポーネントの清掃のような、機械のケアのためにオペレータによって実施され得るメンテナンス作業も含まれる。したがって、本発明によれば、メンテナンスまたはメンテナンス関連よって、対応するコンポーネントの正確な機能を再現または維持するために必要または有用であるものが、理解される。

有利なことに、本発明にかかる飲料製造機の達成可能な特徴は、請求項２から推論され得る。

実際の動作継続時間（後に代わりに稼働時間とも称される）によって、考慮中のコンポーネントが実際にどれだけ動作していたかを示す合計時間長（例えば、動作の間のその実際の電流消費および電圧消費に関わらず実際にモータが動作していた時間長、又は、加えられた圧力の具体的なレベルに関わらずシールに圧力が加えられた時間）が、理解される。動作継続特性値（operational duration characteristic number）によって、例えば、考慮されている機械のコンポーネントが実際に経過しなければならない、飲料製造機としての電気式コーヒーマシンの抽出サイクル数（この数は、後に代わりにサイクル数と称される）が、理解され得る。

負荷パラメータとは対照的に、動作継続時間又は動作継続時間特性値又は稼働時間又はサイクル数は、このようなコンポーネントの実際の損傷を正確に特徴づけるわけではなく、単に、そのコンポーネントが実際に動作していた時間長を特徴づける（これにより、このコンポーネントの実際の損傷の単純化された大まかな推定のみが可能になるだろう）。

本発明のさらに有利な達成可能な特徴は、請求項３から推論され得る。請求項３に記載の特徴は、請求項２の特徴に関係なく達成され得る（このことは、後で説明する全ての従属請求項の特徴に対しても当てはまる）が、請求項２と組み合わせても達成され得る。

規定された特性（prescribed properties）（以後「コンポーネント設定」とも呼ばれる）は、特に、測定可能な技術的（例えば、機械的、電気的または電子的）特性に関係し得る。例は、例えば使用される粉砕ディスク材料または粉砕ディスクの硬度で表現される、コーヒーマシンの粉砕機の粉砕ディスクの品質である。しかしながら、測定可能な技術的特性ではなく、例えば使用されるシールの品質等級又は水フィルタの種類（タイプ又は機能的本質）等のこのような所定の特性が、規定され得る。

さらに有利に達成可能な特徴が、請求項４から推論され得る。

動作パラメータは、機械の動作中に決定される（及び、例えばそれらの時間依存性の経過（time-dependent course）と共に、機械のデータメモリに共に書き込まれる）パラメータであってもよい。この例は、コーヒーマシンの粉砕機のモータの電流消費量および電圧消費量である：既に述べたように、実際にモータによってなされる電気的仕事は、これから計算され、このモータの信頼性パラメータの計算に使用され得る。同様に、飲料製造機のディスプレイの（瞬間的な）輝度（brightness）は、光センサによって検出され得、その結果、ディスプレイの背景照明の損傷の程度（例えば、汚れ及び／又は光度の低下によるもの）が判定され得る。圧力センサまたはパワーセンサは、コンポーネントまたはコンポーネントの部品の機械的負荷（または経時的な負荷経過）を検出することができ、その結果、例えば時間と共に増加する破損確率の形態で、実際の損傷の程度が判定され得る。

さらに有利に達成可能な特徴が、請求項５及び６から推論され得る。

請求項６によれば、メンテナンス命令は、特に、メンテナンス時間、メンテナンス勧告及び／又は飲料製造機自体に向けられたメンテナンスコマンドであり得る（またはこれらを含み得る）。メンテナンス時間は、特に、予知された故障確率経過としてコンポーネントについて計算された信頼性パラメータが、所定値をとるか、それを超えるか、またはそれを下回る時間であってもよい。例えば、飲料メーカーのディスプレイに、付属のメンテナンス勧告として、「コンポーネント・・・［コンポーネントの説明］が次の［計算されたメンテナンス時間］稼動時間内に故障することが予想されます。このコンポーネントを緊急に／早急に／・・・［計算された時間に応じて］交換することが推奨されます」と、表示されてもよい。

メンテナンスコマンドとして、例えば、「さらに・・・［まだ許容された所定数の飲料］が飲まれた後、飲料製造機［又は関連するコンポーネント］を切断します」といったタイプのコマンドが生成され又はコード化（codified）されてもよいが、このようなコマンドは、メンテナンス勧告として追加で表示され得る：このような場合、影響を受ける飲料サイクル数がカウントされ、対応するコンポーネントが交換、修理、手入れまたは清掃されるまでこの数が達すると、機械（又は関連するコンポーネント）が自動的に切断される。

また、メンテナンス時間として計算された「警告時間」と、これらの時間に対応するメンテナンス勧告が、具体的なメンテナンスコマンドが生成またはコード化されることなく、表示されてもよい（例えば、「コンポーネント・・・［関連コンポーネント］が間もなく老朽化（worn out）します」）。これにより、コンポーネントが実際は既に老朽化していても、コンポーネントのオーバーランニング、つまり特定の時間期間またはサイクル数にわたるこのコンポーネントのさらなる使用が可能になる。したがって、コンポーネントの信頼性および品質がより低い（すなわち、コンポーネントの故障確率がより高い）ほど、このコンポーネントがオーバーランする時間が長くなる。

本発明によれば、「メンテナンス要件」という用語は、このコンポーネントの信頼性パラメータまたは信頼性レベルまたは品質レベルがもはや達成されない定義された状態であると理解され得る。

メンテナンス関連コンポーネントは、特に、飲料製造機の信頼性および品質を保証するために定期的なメンテナンスを必要とする、飲料製造機のコンポーネント、個々の部品または機能群であってもよい。例えば、水フィルタ、粉砕機、ポンプ、ファン、シール、表示エレメント、操作エレメント、排水口（outlet）などである。本発明によれば、メンテナンスとは、機械の安全性および機械の品質を維持するためにサービス技術者（またはオペレータ）による介入であると理解され得る。

さらに有利に達成可能な特徴が、請求項７から推論され得る。

環境条件は、飲料製造機の実際のまたは計画された設置場所を特徴付けるパラメータである。これらは、物理的パラメータ（例えば、シール、バルブ、ファンまたは分割エレメントの信頼性パラメータの計算に含まれ得る空気湿度または温度、または、信頼性パラメータとして機械のディスプレイがまだ有していなければならない最小表示輝度に含まれ得る環境輝度）であってもよく、または、化学的パラメータ（例えば、脂っぽく湿気の多い環境が存在する大きなキッチンまたは食堂における機械の使用、または、非常に浸食性がありシールやその他の素材を攻撃し得る低ミネラルウォーターがあるエリアでの機械の使用）であってもよい。

したがって、飲料製造機は、そのようなパラメータを検出するための対応するセンサ（例えば、周囲温度センサまたは圧力センサ）を有してもよい。

さらに有利に達成可能な特徴が、請求項８から推論され得る。

外部のコンピュータ装置は、以後、代替的に、アウトソースされたシステム、（外部）コンピュータまたは（外部）サーバとも呼ばれる。

さらに有利に達成可能な特徴が、請求項９から推論され得る。

負荷パラメータの決定および信頼性パラメータの計算が、この請求項に記載された（飲料製造機としてのコーヒーマシンの）メンテナンス関連コンポーネントのそれぞれに対して行われることが好ましい。

続いて、以下の図１〜図８ｂにかかる実施形態を参照して本発明を詳細に説明する。
本発明にかかるコーヒーマシンの基本構造を示す図である。 信頼性パラメータを決定するときの本発明にかかる手順を示す。 段階分割を有するコンポーネントのメンテナンス要件の、本発明にかかる評価の一例を示す図である。 対応するコンポーネントの動作時間に応じた単位時間当たりの故障確率の形態での、本発明にかかる信頼性パラメータの一例を示す図である。 メンテナンスプロセスに応じて様々なメンテナンス範囲を有するメンテナンス間隔の固定された時間間隔を有する、本発明にかかる可能なメンテナンスイベントの一例を示す図である。 メンテナンス手順に従ってメンテナンスまたはメンテナンス範囲が厳密にそれぞれ規定されるさらなる例を示すが、個々のメンテナンス手順間の時間間隔は、本発明によれば、（決定された負荷パラメータから開始して）メンテナンス要件に従って異なるように計算される（動的メンテナンス）。 図５ｂにおける第１の固定されたタイムスパンの評価後の次のメンテナンス時間の計算の一例を示す図である。 個々のメンテナンス手順の時間間隔およびそのメンテナンス範囲の両方が計算または変更される、本発明にかかるメンテナンス手順の計算を示す図である。 本発明による、コンポーネントの信頼性パラメータを計算する際に考慮され得る様々なコンポーネントの動作時間の関数としての時間間隔当たりの故障確率の例を示す図である。 コンポーネントの信頼性パラメータを計算する際に考慮され得るメンテナンス関連コンポーネントの基本指標の例を示す図である。 コンポーネントの信頼性パラメータを計算する際に考慮され得るメンテナンス関連コンポーネントの基本指標の例を示す図である。 本発明にかかる計算された信頼性パラメータの例、及び、そこから導出されたユーザ固有またはデバイス固有のパラメータの例を示す図である。 本発明にかかる計算された信頼性パラメータの例、及び、そこから導出されたユーザ固有またはデバイス固有のパラメータの例を示す図である。

図１は、本発明にかかるコーヒーマシン１の構造を簡略化した図で示している。本発明に関係しない、本発明にかかるコーヒーマシン１の基本的な要素は、ＷＯ ２０１３／１１７３６２ Ａ１の第９頁から第１１頁に記載されているので、これらの３つの説明ページは、それらの開示内容全体と共に、本願の実施形態に併せて含まれる。これにより、本実施形態に記載される、損傷（wear and tear）を受ける本発明のメンテナンス関連コンポーネントは、粉砕機（grinder）２ａ（ＷＯ ２０１３／１１７３６２ Ａ１の粉砕機２１に対応）、粉砕機２ａの駆動モータ２ｂ（ＷＯ ２０１３／１１７３６２ Ａ１の参照番号２２に対応）、コーヒーマシン１のボイラ２８用のポンプ２ｃ（ＷＯ ２０１３／１１７３６２ Ａ１の参照番号３１に対応）、光学ディスプレイ２ｄ（ＷＯ ２０１３／１１７３６２ Ａ１のディスプレイ２７に対応）、および、コーヒーマシン１の押しボタン２ｅを備えた操作ユニット（ＷＯ ２０１３／１１７３６２ Ａ１の操作ユニット２６に対応）である。メンテナンス関連コンポーネント２ｄまたはディスプレイは、ここでは参照番号６と並行して提供されているが、一方では、それ自体がメンテナンス関連コンポーネントであるが、他方では、全てのメンテナンス関連コンポーネント２ａ〜２ｅについてメンテナンス指示を発行するように働く。ディスプレイ２ｄまたは６および操作ユニット２ｅを含むユニットは、参照番号２５で特徴付けられる。

本発明にとって重要ではないコンポーネント（ＷＯ ２０１３／１１７３６２ Ａ１の第９頁〜第１１頁を参照）は、こし器支持体１１、こし器支持体取付部１２、こし器支持体１１のハンドル１３、こし器支持体１１の吐出開口部１４、抽出チャンバ１５、挽かれたコーヒー粉１６（こし器支持体１１内）、こし器支持体ロック１８、豆容器２０、コーヒー粉砕機アセンブリ１９（粉砕機２ａと、これの駆動モータ２ｂと、豆容器２０とを有する）、粉砕機２ａからこし器支持体１１へのシュート２３、ピストン３３のような分配こしき器エレメント、エレメント３３の駆動ユニット３２、温水調整器２８、及び、参照番号２９で示される機械１の冷水接続部である。

本発明によれば、メンテナンス関連コンポーネント２ａ〜２ｅに加えて重要なものとして、以下に説明するコーヒーマシン１の特徴３〜７があり、コーヒーマシンの外部のコンピュータ装置８も重要であり、この外部コンピュータ装置８をコーヒーマシン１の中央制御ユニット７に接続する双方向データライン８ａ（したがってこの接続はインターネットを介して達成され得る）もある。これにより、中央制御ユニット７は、本発明にかかる対応するハードウェア要素およびプログラムによって拡張されたＷＯ ２０１３／１１７３６２ Ａ１の中央制御器２４に対応する。参照番号３は、コンポーネント２ａ〜２ｅの実際の損傷を特徴付ける負荷パラメータを示す。参照番号４は、メンテナンス関連コンポーネント２ａ〜２ｅのそれぞれの負荷パラメータ３を考慮して制御ユニット７により算出されるコンポーネント２ａ〜２ｅの信頼性パラメータを示す。参照番号５は、メンテナンス関連コンポーネント２ａ〜２ｅの実際の稼働時間（考慮されたコンポーネントのそれぞれの稼働時間で表される、コンポーネント２ａ〜２ｅの動作継続時間の特性値（operational duration characteristic numbers）５で特徴付ける）を示す。負荷パラメータ３、信頼性パラメータ４、及び動作継続時間特性値５は、制御ユニット７によって検出又は算出され、制御ユニット７の図示しないデータメモリに記憶される。

本発明にかかる駆動モータ２ｂの負荷パラメータ３として、例えば、モータ２ｂの動作継続時間にわたる実際の電流消費及び電圧消費から算出されたモータ２ｂの実際になされた電気的仕事（electrical work）が使用される。これにより、電流消費及び電圧消費は、機械１の動作中に制御ユニット７のメモリに常時一緒に記録される動作データとして使用される。電気的仕事は、モータ稼働時間と、この稼働時間の間の電流消費と、この稼働時間の間の電圧消費とから算出される。モータ２ｂの信頼性パラメータ４として、本発明によれば、例えば、制御ユニット７を用いて、モータ２ｂの稼働時間を通じて、モータ２ｂの前述の負荷パラメータ３から、モータ２ｂの単位時間当たりの（時間依存の）故障確率（breakdown probability）が、常時算出される。単位時間当たりの故障確率が所定の値を超えると直ちに、対応する警告通知がディスプレイ６に与えられる（例えば、「粉砕機の駆動モータが消耗しました。メンテナンスサービスにお知らせください」）。

さらなる例は、時間の経過と共に輝度が低下するディスプレイ２ｄである。ここで、ディスプレイ２ｄの背景照明の明るさ（luminosity）は、フォトダイオード（図示せず）によってディスプレイ２ｄの負荷パラメータ３として測定される。あるいは、この明るさは、スイッチオン時間およびユーザによって調整された輝度値からも算出され得る。この負荷パラメータは、ディスプレイ２ｄのエイジングプロセス（ageing process）を特徴付ける。したがって、ディスプレイ２ｄの負荷パラメータ３は、ディスプレイ２ｄの信頼性パラメータ４として直接使用することができ、非常に一般的には、メンテナンス関連コンポーネントの場合、信頼性パラメータ４は、観測されたメンテナンス関連コンポーネントの負荷パラメータ３と同じであってもよい。ディスプレイ２ｄの負荷パラメータ３または信頼性パラメータ４が所定の値（最小輝度）を下回るとすぐに、ディスプレイ２ｄまたは６に、メンテナンス勧告「ディスプレイユニットが消耗しました、コンポーネントを交換してください」を発行してもよい。

同様に、コーヒーマシン１の適切なセンサ（図示せず）を用いて、操作ユニット２ｅのボタン（例えば騒音センサ付き）およびポンプ２ｃ（例えば圧力センサ付き）の損傷状態を測定して、これらのコンポーネント２ｃ，２ｅの適切な負荷パラメータ３を判定することができ、これにより、これらの２つのコンポーネント２ｃ，２ｅについての適切な信頼性パラメータ４が計算され得る。粉砕機２ａについても同様であり、粉砕機２ａの損傷状態は、例えば光学センサ（図示せず）によって粉砕ディスクの状態に関して測定することができる。粉砕機２ａの場合、検出された測定値に加えて、粉砕ディスクの品質（例えば、材料品質）が、粉砕機２ａの負荷パラメータ３に含まれ得る。同様に、抽出圧力および抽出時間の測定も可能である：これらが増加すると、挽いたコーヒーの細かい塵成分が増加し、これは粉砕ディスクの損傷の指標となる。

図２は、メンテナンス関連コンポーネント２ａ〜２ｅの、決定された負荷パラメータ３およびそこから計算された信頼性パラメータ４に基づいて、図１にかかる機械（図２の中央の欄）のように、本発明にかかる、メンテナンス計画、故障予知、瞬時に存在する（instantaneously present）コンポーネント品質を特徴づけるための品質レベル等が構築され得ることを示す。また、（制御ユニット７で検出された対応する計器レベルを介して）個々のコンポーネントの実際の動作継続時間または実際に通して稼働した（run-through）動作サイクルが、メンテナンス計画、予兆及び／又は品質レベルの構築（establishment）に含まれ得る（図２の破線矢印）。図２によれば、例えばコンポーネントのメンテナンス計画を構築する際にその実際の動作継続時間のみを考慮することも容易になる（図２の左側の列）：これは、従来技術から既に知られているものに対応する。

本発明によれば、メンテナンス期限を計画および予測することができ、またはメンテナンス期限の計画および予測のための方法を実施することができる電動式飲料製造機を製造することが可能となる。全ての計算（例えば、場合によってはコンポーネント２ａ〜２ｅの動作継続時間特性値５も考慮に入れた、負荷パラメータ３および信頼性パラメータ４）が、機械１自体の制御ユニット７に実装され得る。しかしながら、基本データのみが機械１自体によって検出され、双方向データライン８ａを介して（例えば、インターネットを介して）アウトソースされたシステム（中央サーバ８）に送信されることも、同様に可能である。システム８では、対応する計算が次に実行され、計算結果、特に計算された信頼性パラメータから決定されたメンテナンス命令が、双方向データライン８ａを介して機械１に戻ってそのディスプレイ６に表示される。これにより、信頼性パラメータの計算、またはそれから導かれるメンテナンス情報又はメンテナンス予測の計算が、外部サーバ８上の最新の知識に従って、機械１の中央制御ユニット７のプログラミングが機械１の設置場所に応じて変更されることを要することなしに適合され得るという利点をもたらす。（もちろん、機械１の双方向データライン８ａを介して遠隔メンテナンスによってこのプログラミングを変更することも可能であるが。）

したがって、本発明によれば、コンポーネント２ａ〜２ｅのメンテナンス要件は、例えば、損傷関数（wear and tear functions）の形式で、それぞれの実際の負荷によって計算され得る。メンテナンス関連コンポーネントのメンテナンス要件は、コンポーネントに割り当てられた１つまたは複数の信頼性パラメータによって個別に計画され得る。メンテナンスコスト及び／又は信頼性要件（例えば、機械１の累積信頼性レベルまたは品質レベル）の目標仕様によって、メンテナンス範囲及び／又はメンテナンス頻度が確立され得る。コンポーネントの信頼性パラメータの計算のために、適切な曲線関数が使用され得る。

本発明によれば、故障予測及び／又はメンテナンス時間の計算は、機械１自体で、または外部システム８を用いて可能である。計算されたメンテナンス時間とメンテナンス範囲は、サービス間隔を計画すること、及び、販売されたコーヒーマシン１のサービスネットワークを計画することに、使用され得る。また、以前に検出された動作データは、補間によって将来のメンテナンス計画に含めることができる。予測を提供する場合にも、変更された使用行動が考慮され得る（例えば、夏半期および冬半期におけるコーヒーマシンの異なる動作）。異なるメンテナンス関連コンポーネントの計算された信頼性パラメータから、異なるメンテナンス命令が生成され得る：例えば、建物の内部に設置されたコーヒーマシンの操作ユニットに対して、外部に設置されたコーヒーマシンとは異なるメンテナンス命令が生成され得る。仮定されたメンテナンス期限の場合、異なるコンポーネントの（または装置１全体の）、信頼性パラメータまたは信頼性レベルまたは品質レベルの計算が行われ得る。特に、メンテナンス関連コンポーネントの実際の損傷を検出するために、センサ（例えば、騒音センサ、圧力センサなど）が使用され得る。

したがって、本発明によれば、例えば、粉砕機２ａのメンテナンスは、この粉砕機の実際の負荷（機械１の他のコンポーネントとは異なる可能性がある）を考慮して行われ得る：したがって、例えば、粉砕機又はミルの負荷は、一方で、粉砕機が実際にどれだけの頻度で使用されるかに依存し（多くの場合、複数の粉砕機２ａが機械１に組み込まれ、したがって、複数の粉砕機２ａは、飲料の提供に応じた異なる稼働時間を有する）、他方では、粉砕機がどれだけの時間で実際にどれだけの電力（電流消費量×電圧消費量）で稼働したか（例えばＷｈで示される）にも依存する。粉砕機の負荷パラメータに関する他の特性値、例えば使用される豆の種類（硬質、異質体含有量、豆品質）も、粉砕ディスクの損傷に影響を及ぼすので、共に考慮に入れられ得る。

本発明によれば、飲料製造機のメンテナンス関連コンポーネントの信頼性パラメータの決定は、コンポーネントの負荷因子（load factors）に基づいて行われ得る（例えば、センサによって決定され得、又は、機械の動作データが読み出され得る）。これに加えて、単純に計器レベル又は繰り返し数も考慮に入れられ得る：例えば、抽出サイクル数、粉砕バッチ数、バルブのサイクル数、モータの稼働時間、ドリンクメータレベルなどが挙げられる。負荷パラメータを決定するとき、または信頼性パラメータを計算するときに、固定値（例えば、粉砕ディスクの品質、使用される水フィルタのタイプなど）を考慮に入れることもできる。これらの固定値は、機械設定（machine setup）とも呼ばれ得る。

本発明によれば、コンポーネントの信頼性パラメータ（例えば、品質レベル）の計算において、メンテナンス関連コンポーネントの実際の損傷を特徴付ける負荷パラメータ（負荷因子）が考慮される。例えば、シールは、温度上昇に伴って著しく早く老朽化する。シール上の経時的な（測定されたまたは間接的に決定された）温度経過を経て、この因子またはこの負荷パラメータは、シールの信頼性パラメータの計算において、メンテナンス関連コンポーネントとして考慮され得る。シールの負荷パラメータに関与する更なる要因として、信頼性パラメータの計算において、時間の経過とともにシールに実際にかかる圧力を考慮することができる。また、苛性溶液または酸（例えば、洗浄中）は、シールを損傷する。シールの負荷パラメータの追加因子として、クリーニングの持続時間及び頻度が、シールの信頼性パラメータの計算において同様に考慮され得る。（例えば粉砕機２ａの）モータの場合、純粋にスイッチオン時間（稼動時間）に加えて、本発明によれば、電流監視および電圧監視が考慮され得る：これにより、モータの実際に稼働した電気仕事量が結果的に得られ得る。さらに、例えば、モータの負荷パラメータのさらなる因子として、モータの始動電流をモータの信頼性パラメータの計算に含めることもでき、これによりモータ状態を最適に評価することができる。

このような負荷パラメータの因子又は負荷パラメータは、しばしば、機械１の動作データから（例えば中央制御ユニット７の適切なデータメモリから）読み出され得、特に測定値（例えば、粉砕機の稼働時間に電流と電圧を乗算したもの）にも関連し得る。前述したように、コンポーネントの信頼性パラメータの計算式には、コンポーネントの負荷パラメータの様々な要素が含まれ得る。例えば、粉砕ディスクが実際に抽出中に経た動作サイクル数５に加えて、粉砕機２ａの粉砕ディスクの負荷パラメータ、さらに、飲料１つ当たりの割合（粉砕機稼働時間）、豆の種類（硬質／軟質／異物充填）と粉砕ディスクの品質（良好、高品質）を一緒に考慮に入れることができる。最新の知識によれば、負荷パラメータまたは同じ負荷パラメータの因子は、負荷パラメータまたは同じ負荷パラメータの因子の曲線関数（時間経過）のように、適応され得る：したがって、外部サーバ８上でデータ処理を実施すること（つまり、例えば、サーバ８の負荷パラメータから信頼性パラメータを計算すること）が有利であり、その後、計算された信頼性パラメータ（特に、対応するメンテナンス命令）からの結論を機械１のディスプレイ６に表示することが有利である。

本発明によれば、コンポーネントのメンテナンス要件の評価のために、コンポーネントの状態または信頼性パラメータが、複数の段階に分割され得る。コンポーネントをいつ交換するべきかに関する１つの基準は、別々に選択され得る。特定のコンポーネントの場合、信頼できる機械的機能が優先され（例えば、シールの場合）、これにより、単位時間当たりの低い故障割合（breakdown quota）または故障確率のみが認められ得る。他のコンポーネントは、損傷の現象（例えば、粉砕機２ａ内の粉砕ディスク）により飲料品質に潜在的な影響を及ぼす可能性があり、品質の一定の許容範囲では、最初は厳しい故障基準（breakdown criterion）を示さない。他のコンポーネント（例えば、水フィルタ）は、最初は長期にわたって比較的確実に機能し、比較的急に故障する。

したがって、縦座標（信頼性パラメータ）は、横座標（時間）にわたるいくつかの段階（phases）、つまりコンポーネントの信頼性パラメータ経過（reliability parameter course）に分割され得、これらの段階はコンポーネントの異なる交換基準（exchange criteria）を定義することができる。この点に関しては、図４に示した経時的な単位時間当たりの故障確率の経過を、図３に示した関連する段階分割（０〜ｚ１の時間間隔に存在する段階Ａは、段階Ｂに合流（merge into）し、最後に段階Ｃに合流する）と共に参照されたい。例えば、シール（図３の３行目）の段階Ａの経過中の時間ｚ１において、メンテナンス勧告としての第１の警告（「シールが摩耗し始めました」）が、ディスプレイ６に出され得る。時刻ｚ２、つまり段階Ｂの終了後、より緊急のメンテナンス勧告（「シールに検出可能な摩耗が出ています。交換してください。」）が、ディスプレイ６に出され得る。時刻ｚ３、つまり段階Ｃにおける特定の時点又は段階Ｃの後で、機械の自動切断が、もはや許容されないシールの磨耗に基づいてなされ得る：したがって、機械１の機能を切断する、対応するメンテナンスコマンドが、制御ユニット７で生成され得る、そして、同時に、メンテナンス「勧告」として、ディスプレイ６に以下のことが出され得る：「シールが磨滅しました。機械を再び動作させるには、シールを交換する必要があります。」。

このような段階またはセクションの細分化によって、メンテナンスは、クライアントの要求に適切に適応され得る。図３は、メンテナンス関連コンポーネントの例（３行目以降の左側の列）を使用して、さまざまな段階の分類提案を示す。本発明によれば、コスト最適化されたメンテナンス計画（単位時間当たりのサービスデッドライン数が少ない）が生成され得る。これは、メンテナンス関連コンポーネントのうちの第１のコンポーネントが段階Ｃに入ったときのデッドラインの予測（projection）によってなされ得る。次に、その後のデットライン（例えば１年）の提案が作成され得る。そのようなコスト最適化メンテナンスでは、どのコンポーネントが段階Ｂに入り、これらのコンポーネントがどのフェーズに達するかが示されている。段階Ｃに達すると、それぞれのコンポーネントが交換され、段階Ｂに依然として存在するコンポーネントが残り得る。

同様に、信頼性を最適化したメンテナンスを伴うメンテナンス計画が生成され得る。ここで、デッドラインの予測は、メンテナンス関連コンポーネントのうちの第１のコンポーネントが段階Ｂに到達したときに行われ得る。次に、その後のデットライン（例えば１年）の提案が作成され得る。信頼性が最適化されたメンテナンスについては、ここからどのコンポーネントが段階Ｂに入るかが示されている。また、これらのコンポーネントは、コスト最適化メンテナンスとは異なり、一緒に交換される。

図５ａは、固定されたメンテナンス間隔の例を示している：個々のメンテナンス期限の時間間隔は厳密に規定されており、メンテナンス範囲は本発明に従ってそれぞれ計算されている。

図５ｂは、第１のメンテナンスが厳密に規定され、その後のメンテナンス期限またはメンテナンス間隔が本発明に従って動的に計算される、さらなる例を示す。最初の（固定された）メンテナンス間隔の評価後、次のメンテナンスの範囲及び時間が計算される。図５ｃの例とも比較されたい。これに対応して、第２のメンテナンス間隔（図５ｂの「動的」）の評価後、メンテナンス範囲および次のメンテナンス時間などがそれぞれ計算等され得る。

図５ｄは、すべてのメンテナンス間隔が動的に設定される本発明のメンテナンス計画の生成を示す。使用の開始時に、それぞれ次のメンテナンス時間およびそれぞれの次のメンテナンス範囲を決定するための稼働予測（running projection）を行うことができる。

図６は、コンポーネントに適合した適切な曲線関数をコンポーネントの信頼性パラメータの計算に含めることができることを示す（実際の条件の最適化）。ここでの背景は、すべてのメンテナンス関連コンポーネントがその品質（例えば、縦座標上の単位時間当たりの故障確率として表される）に関して直線的に振る舞うわけではない、ということである。したがって、時間（横座標）またはサイクル数の関数として、異なる形状の曲線関数が、メンテナンス関連コンポーネントの信頼性パラメータの計算に含まれ得る。既に説明したすべての要素、負荷パラメータ、動作データ、動作継続時間、およびセンサシステムが、曲線関数の成分（component）となり得る。図６に示す曲線関数の２次元の例に加えて、３次元以上の多次元曲線関数も考慮に入れることができる。図６は、コーヒーマシン１の様々なメンテナンス関連コンポーネントの典型的な曲線関数の例を示す。

機械１の中央制御ユニット７のプロセッサだけでなく、外部からの（データライン８ａを介しての接続）外部委託システム８でも、信頼性パラメータ（および、例えばメンテナンス命令のように、それから得られる可能性のあるパラメータ）の計算がなされ得る。したがって、例えば、本発明にかかる方法の負荷パラメータ３の決定ステップは、機械１の制御ユニット７によってなされ得るが、一方、信頼性パラメータ４の計算ステップおよびメンテナンス命令の生成ステップは、外部システム８においてなされ得る。例えば、メンテナンス時間、表示されるメンテナンス勧告、または機械に向けられるメンテナンスコマンドといった生成されたメンテナンス命令は、外部システム８からデータライン８ａを介して中央制御ユニット７に伝達され得る。したがって、システム８は、適切なインターフェースを介して機械１と通信することができる。例えば、本発明にかかる方法の本質的なステップは、機械１または複数の機械１のメンテナンスに割り当てられた中央サーバ８上のアプリケーションとして設けられ得る。機械１のデータは、ＲＤＡモジュール、イーサネット（登録商標）、またはさらに通常のネットワーク通信インターフェースを介して、サーバ８に送信され得る。交換されるコンポーネントのメンテナンスの間の故障データ、動作パラメータ、負荷パラメータ、検出された摩耗データ等は、サーバ８上の外部データバンク内の特定の機械１（または複数のそのような機械を含む機械群）について格納され、統計的に評価もされ得る。これは、個々のコンポーネントのメンテナンスデータの将来の計算（評価）のためのデータの最適化及び更新に役立つ。メンテナンス期限の計画及び予測は、機械１の利用行動（use behaviour）の特定の知識を必要とすることがある。過去のコンポーネントについて検出されたそのようなデータは、メンテナンス関連コンポーネントの実際の損傷の判定のためにコンポーネント毎に（例えば、サーバ８上のデータバンク内に）収集され得、将来の機械１の負荷またはそのコンポーネント２ａ〜２ｅの負荷が過去のパターンに従うという仮定で、将来に外挿され（extrapolated into the future）得る。

ここで、機械１が過去とはまったく異なって使用されるケースが生じた場合（例えば、アイスクリーム売店は、夏期では高負荷であり、９月のメンテナンス後の今度の冬期では、アイスクリーム売店は予定された訪問のためだけに開かれているので、低負荷であると予想される）、これも考慮に入れることができる：推定される（extrapolated）パラメータ（例えば、予想される１ヶ月あたりの抽出サイクル数、１カ月当たりのコーヒー豆使用量など）は、予想される負荷の変化に対応して操作または適合され得、様々なコンポーネント（将来の負荷）で予想される摩耗の計算に考慮され得、または、予想される負荷を対応して計算することができる。

実際には、これは、有用な基本指標（base indicator）に割り当てられた各メンテナンス関連コンポーネントの、信頼性パラメータまたは曲線関数（図４および図６参照）の横座標によって実施され得る。そのような基本指標の割り当ての例を図７ａに示す。このような基本指標は、機械データで検出され、将来に外挿され得る。基本指標は、有利には、稼働日数、抽出サイクル、水消費量である。これにより、図７ｂの例を参照するように、基本指標が線形に相関され得る。

様々なコンポーネントの様々な基本指標が既知の相関関係にあるので、あり得る基本指標（例えば、稼働日数、水消費量、抽出サイクル）の入力により、機械１のすべてのコンポーネントの信頼性パラメータの予測を行うことができる。

設置場所または機械１のユーザに応じて、メンテナンス関連コンポーネントに対して異なる要件を完全に設定することができる。したがって、第１の所有者（顧客Ａ）は、暗いディスコで機械１を操作する第２の所有者（顧客Ｂ）よりも、非常に明るい環境における設置場所について、表示輝度（display brightness）に関して非常に高い品質レベルを、要求することができる。図８ａを参照のこと。

コンポーネントごとに、顧客固有のテーブルのデバイスに特有の、希望する（品質レベルの）信頼性パラメータが割り当てられ得る。図８ｂの例を参照のこと。

計画されたメンテナンス期限を設定することにより、個々のコンポーネントの信頼性レベルまたは品質レベルそれぞれに関するデータの補間によって、結論を将来的に引き出すことができる（したがって、機械１全体の信頼性パラメータについても同様である）。

固定された動作データまたは機械１から読み取られ得る動作データに加えて、特に、摩耗指標は、メンテナンス関連コンポーネントの実際の負荷を決定し、またはコンポーネントの信頼性パラメータの計算に寄与することができる。一例として、表示輝度の測定によって、ディスプレイの背景照明（background illumination）の実際の状態について結論を出すことができる。パワーセンサ（power sensors）は、コンポーネントの負荷を決定できる（例えば、曲げ荷重を受けるコンポーネントに適用されるひずみゲージ）。

Claims (9)

1. 損傷を受けメンテナンスに関連する少なくとも１つのメンテナンス関連コンポーネント（２ａ、２ｂ、・・・）を有する電気式のコーヒーマシンであって、
   前記メンテナンス関連コンポーネント（２ａ、２ｂ、・・・）の実際の損傷を特徴付ける少なくとも１つの負荷パラメータ（３）を決定することが可能であり、
   前記メンテナンス関連コンポーネントの少なくとも１つの負荷パラメータ（３）に加えて、前記メンテナンス関連コンポーネントの実際の動作継続時間又はこの実際の動作継続時間を特徴付ける動作継続特性値（５）を、前記コーヒーマシンによって決定することが可能であり、
   （ｉ）前記メンテナンス関連コンポーネント（２ａ、２ｂ、・・・）の特定の負荷パラメータと、
   （ｉｉ）前記決定された実際の動作継続時間又は動作継続特性値（５）と
   を考慮して、前記メンテナンス関連コンポーネント（２ａ、２ｂ、・・・）の少なくとも１つの信頼性パラメータ（４）を計算することが可能であり、
   前記メンテナンス関連コンポーネントの少なくとも１つの信頼性パラメータは、前記メンテナンス関連コンポーネントの損傷又は使用状態に関する前記メンテナンス関連コンポーネントの状態を記述する、
   コーヒーマシン。
2. 前記メンテナンス関連コンポーネントの前記負荷パラメータ（３）を決定するとき、及び／又は、前記メンテナンス関連コンポーネントの前記信頼性パラメータ（４）を計算するときに、前記メンテナンス関連コンポーネントの１つ又は複数の所定の特性を考慮することが可能である、
   請求項１に記載のコーヒーマシン。
3. 前記メンテナンス関連コンポーネントの前記負荷パラメータは、前記コーヒーマシンによって検出された１つ又は複数の動作パラメータに基づいて決定されることが可能であり、
   及び／又は
   前記メンテナンス関連コンポーネントの前記負荷パラメータは、前記コーヒーマシンの１つ又は複数のセンサに基づいて決定されることが可能である、
   請求項１又は２に記載のコーヒーマシン。
4. 複数のメンテナンス関連コンポーネント（２ａ、２ｂ、・・・）それぞれについて、それぞれの前記メンテナンス関連コンポーネント（２ａ、２ｂ、・・・）を特徴付ける１つ又は複数の負荷パラメータ（３）が決定され得、それぞれの前記メンテナンス関連コンポーネント（２ａ、２ｂ、・・・）の１つ又は複数の信頼性パラメータが、前記決定された負荷パラメータ（３）から計算され得る、
   請求項１から３のいずれか１項に記載のコーヒーマシン。
5. 前記メンテナンス関連コンポーネント（２ａ、２ｂ、・・・）の少なくとも１つについて、このメンテナンス関連コンポーネントの少なくとも１つのメンテナンス命令を、前記メンテナンス関連コンポーネントの前記計算された信頼性パラメータから生成することが可能である、
   請求項１から４のいずれか１項に記載のコーヒーマシン。
6. 前記少なくとも１つの前記メンテナンス関連コンポーネント（２ａ、２ｂ、・・・）の前記信頼性パラメータ（４）の計算は、１つ又は複数の環境条件を考慮する、
   請求項１から５のいずれか１項に記載のコーヒーマシン。
7. １つ又は複数のメンテナンス関連コンポーネント（２ａ、２ｂ、・・・）の前記負荷パラメータ（３）の決定、及び／又は、１つ又は複数のメンテナンス関連コンポーネント（２ａ、２ｂ、・・・）の前記信頼性パラメータ（４）の計算は、前記コーヒーマシン自体で行われ、
   又は、
   １つ又は複数のメンテナンス関連コンポーネント（２ａ、２ｂ、・・・）の前記負荷パラメータ（３）の決定、及び／又は、１つ又は複数のメンテナンス関連コンポーネント（２ａ、２ｂ、・・・）の前記信頼性パラメータ（４）の計算について必要なデータの外部コンピュータ装置（８）への送信が行われ、前記送信の後、１つ又は複数のメンテナンス関連コンポーネント（２ａ、２ｂ、・・・）の前記負荷パラメータ（３）の決定、及び／又は、１つ又は複数のメンテナンス関連コンポーネント（２ａ、２ｂ、・・・）の前記信頼性パラメータ（４）の計算が、前記決定の結果及び／又は前記計算の結果の前記コーヒーマシンへの送信の前に、この外部コンピュータ装置で行われる、
   請求項１から６のいずれか１項に記載のコーヒーマシン。
8. １つ又は複数の粉砕機（２ａ）、
   １つ又は複数のモータ（２ｂ）、
   １つ又は複数のポンプ（２ｃ）、
   １つ又は複数のシール、
   １つ又は複数のバルブ、
   １つ又は複数の表示エレメント（２ｄ）、
   １つ又は複数の操作エレメント（２ｅ）、
   １つ又は複数の水フィルタ、
   １つ又は複数の冷却エレメント、及び、
   １つ又は複数の排水口、
   の、１つ、いくつか、又は全てのメンテナンス関連コンポーネント（２ａ、２ｂ、・・・）を有する、
   請求項１から７のいずれか１項に記載のコーヒーマシン。
9. 損傷を受けメンテナンスに関連する少なくとも１つのメンテナンス関連コンポーネント（２ａ、２ｂ、・・・）を有する電気式のコーヒーマシンを動作させる方法であって、
   前記１つ又は複数のメンテナンス関連コンポーネント（２ａ、２ｂ、・・・）について、前記１つ又は複数のメンテナンス関連コンポーネント（２ａ、２ｂ、・・・）それぞれの実際の損傷を特徴付ける少なくとも１つの負荷パラメータ（３）が計算され、
   前記メンテナンス関連コンポーネントの特定の負荷パラメータ（３）に加えて、前記メンテナンス関連コンポーネントの実際の動作継続時間又はこの実際の動作継続時間を特徴付ける動作継続特性値（５）が、前記コーヒーマシンによって決定され、
   前記１つ又は複数のメンテナンス関連コンポーネント（２ａ、２ｂ、・・・）のそれぞれについて、
   （ｉ）前記メンテナンス関連コンポーネント（２ａ、２ｂ、・・・）の特定の負荷パラメータと、
   （ｉｉ）前記決定された実際の動作継続時間又は動作継続特性値（５）と、
   を考慮して、少なくとも１つの信頼性パラメータ（４）が計算され、
   前記少なくとも１つの信頼性パラメータは、前記メンテナンス関連コンポーネントの損傷又は使用状態に関する前記メンテナンス関連コンポーネントの状態を記述する、
   方法。

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