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    • 专利摘要:
    Bereitgestellt wird eine Technik für das Planen und Entwerfen von Wartungsmodellen (64) für Komponenten (38), Funktionen (38), Subsysteme (36) und austauschbare Einheiten (40) in einem komplexen Maschinensystem (12). Auf Komponenten- oder Elementebene identifiziert jedes Modell verschiedene Elemente, Fehlermodi (129, 168) usw., die die Hauptursache für antizipierte wartungsfähige Ereignisse oder Fehler sein können. Die Planungstools erlauben die Verwendung mehrerer Schnittstellen (70) für die Planung von Wartungsmodellen und für die Bewertung des Grads, bis zu dem die Modelle Funktionen für die Erkennung und Isolation der Hauptursachen für wartungsfähige Ereignisse und Fehler erfüllen.
    公开号:DE102004015400A1
    申请号:DE200410015400
    申请日:2004-03-26
    公开日:2004-10-21
    发明作者:Jieqian Cathy Palo Alto Chen；Catherine Mary Graichen；Amey Sudhakar Bangalore Joshi；Mark David Osborn；Vrinda Rajiv；Sreevidya Chennai Sambasivan；Rasikal Punjalal Shah；Ernest Joseph Sussex Waldron
    申请人:GE Medical Systems Inc；
    IPC主号:G05B23-02
    专利说明:
    [0001] Dievorliegende Erfindung betrifft im Allgemeinen den Bereich der Mechanismenfür dasIdentifizieren von Fehlern und wartungsbedürftigen Problemen in komplexenSystemen. Genauer ausgedrücktbetrifft die vorliegende Erfindung Techniken für das Verbessern der Erkennung,Isolation und Wartung von Fehlern oder wartungsfähigen Ereignissen sowie Wartungsmodelle,die fürdas Erkennen und Korrigieren von Fehlern und wartungsfähigen Ereignissenverwendet werden.
    [0002] ImBereich komplexer Maschinensysteme wurden verschiedenste Technikenfür dasErkennen von Fehlern oder wartungsfähigen Problemen sowie für ihre Korrektureingesetzt. Bei den frühenTechniken handelte es sich einfach um reaktive und manuelle Techniken.Daher führtenTechniker oder Wartungsmitarbeiter beim Auftreten einer Fehlerbedingungoder eines Fehlers manuelle Operationen zur Fehlerbehebung aus,um die möglicheFehlerquelle zu identifizieren und die Funktionsstörung zukorrigieren. Diese Systeme, die zwar allgemein für einfache Systeme geeignetsind, stellen jedoch keine hoch zuverlässige und erweiterbare Wartungsstrategiezur Verfügung.Darüberhinaus sind solche Ansätzeabhängigvon Erfahrungsstand, Know-how,Intuition und Wissen der Techniker und Wartungsmitarbeiter, diesowohl zwischen Individuen als auch hinsichtlich der Zeit sehr unterschiedlichstark ausgeprägt seinkönnen.
    [0003] Eswurden Ansätzeentwickelt, um Fehler und wartungsfähige Probleme analytischerund wiederholbar auf reaktive und proaktive Weise zu identifizieren.Den vorhandenen Ansätzen liegtjedoch üblicherweisekeine systematische Strategie fürdas Erzeugen eines Wartungsmodells oder -systems, das ImplementierendesModells oder Systems sowie für dasKorrigieren des Modells oder Systems nach der Implementierung zuGrunde. Es besteht daher ein erheblicher Bedarf an verbessertenSystemen fürdie Wartung komplexer Systeme. Es besteht vor allem ein Bedarf aneinem allgemeinen Wartungsstrategieansatz, der auf komplexe Maschinensystemeunterschiedlichster Typen angewendet werden kann, die aus vielenverschiedenen Subsystemen, Komponenten, Funktionen, vor Ort austauschbarenEinheiten usw. bestehen. Der Technik ist die erfolgreiche Entwicklungeines umfassenden Ansatzes fürden Planung, die Implementierung und die Verbesserung der Wartungsfähigkeitbisher noch nicht gelungen.
    [0004] Dievorliegende Erfindung stellt eine neue Technik für das Planen und Bewerten vonWartungsmodellen zur Verfügung,die den o.g. Bedarf erfüllen. DieTechnik lässtsich fürein beliebiges System aus einer Vielzahl unterschiedlicher komplexerSysteme verwenden und ist besonders gut für Systeme geeignet, in denenwartungsfähigeEreignisse oder Fehler auftreten können, die mit Hilfe von Indikatoreneinzeln erkannt und isoliert werden können. Die Indikatoren dienenals Grundlage fürdas Identifizieren verschiedener Elemente, Fehlermodi usw. der unterschiedlichenKomponenten, Funktionen, Subsysteme und vor Ort austauschbaren Einheiten.Die Erkennbarkeit und der Isolationsgrad der Hauptursachen für wartungsfähige Ereignisseund Fehler kann durch die vorliegende Technik vor der eigentlichen Implementierungdes Wartungsmodells bewertet werden. Mehrere Schnittstellen können zurVerfügunggestellt werden, um das Erzeugen und das Bewerten der Modelle zuer leichtern. Durch das Generieren von Scorecards oder das Formulieren ähnlicherBerichte ist es möglich,den Geltungsbereich des Modells widerzuspiegeln und das komplexeSystem zu verbessern, um die Identifizierung, Erkennung und Isolationder Hauptursachen fürwartungsfähigeEreignisse und Fehler zu erleichtern.
    [0005] Dievorliegende Technik stellt ein Verfahren zur Verfügung, mitdem ein Wartungsmodell fürein komplexes System entwickelt werden kann. Gemäß dem Verfahren wird eine Schnittstellefür dieDefinition des Wartungsmodells angezeigt. Anschließend wird über dieseSchnittstelle eine Vielzahl von Fehlermodi identifiziert, die für das komplexeSystem definiert sind. Eine Vielzahl von Indikatoren, die Betriebszustände vonKomponenten des komplexen Systems darstellen, wird ebenfalls über dieSchnittstelle identifiziert. Außerdemwird eine Vielzahl von Wartungsaktionen identifiziert, die zur Anwendungauf die Fehlermodi bestimmt sind. Über die Schnittstelle wirdanschließendeine Darstellung der Erkennbarkeit einer Vielzahl von Fehlermodizusammen mit den zugeordneten Indikatoren angezeigt.
    [0006] Gemäß einemanderen Aspekt der vorliegenden Technik umfasst ein Verfahren für die Entwicklungeines Wartungsmodells das Anzeigen einer Schnittstelle für die Definitiondes Wartungsmodells. Überdie Schnittstelle wird eine Reihe von Elementen identifiziert, darunterein interessierender Abschnitt eines komplexen Systems, eine Vielzahlvon Fehlermodi fürden identifizierten interessierenden Abschnitt und eine Vielzahlvon Indikatoren fürdie Darstellung von Betriebszuständendes komplexen Systems. Anschließendwird auf der Grundlage des identifizierten interessierenden Abschnitts,der Fehlermodi und der Indikatoren ein Wartungsmodell erzeugt. Über dieSchnittstelle wird anschließendeine Darstellung der Fähigkeit desModells angezeigt, die Fehlermodi zu erkennen und zu isolieren.
    [0007] Gemäß einemweiteren Aspekt der vorliegenden Technik umfasst ein Verfahren für die Entwicklungeines Wartungsmodells das Identifizieren einer Komponente, einerFunktion, eines Subsystems oder einer vor Ort austauschbaren Einheitvon Interesse aus einem komplexen System. Wiederum wird eine Reihevon Elementen identifiziert, darunter eine Vielzahl von Fehlermodifür dieidentifizierte Komponente oder Funktion bzw. für das identifizierte Subsystemoder die vor Ort austauschbare Einheit, Indikatoren für die Darstellungvon Betriebszuständendes komplexen Systems und eine Vielzahl von Wartungsaktionen zurAnwendung auf die Fehlermodi. Auf der Grundlage der identifiziertenKomponente, Funktion bzw. des identifizierten Subsystems oder dervor Ort austauschbaren Einheit, der Fehlermodi und der Wartungsaktionenwird anschließendein Wartungsmodell erzeugt. Das Verfahren ermöglicht dann die automatischeBewertung der Fähigkeitdes Modells, die Fehlermodi überdie Indikatoren zu erkennen und zu isolieren.
    [0008] Dievorliegende Technik stellt auch Systeme und Computerprogramme für das Ausführen von Funktionenzur Verfügung,die den oben im Zusammenhang mit den verschiedenen Verfahren erwähnten Funktionen ähneln.
    [0009] DasVorhergehende sowie andere Vorteile und Merkmale der Erfindung werdenbeim Lesen der folgenden detaillierten Beschreibung und durch Bezugnahmeauf die Zeichnungen verständlich:
    [0010] 1 ist eine Diagrammdarstellungeines Wartungssystems fürdie Modellierung bestimmter Fehlerbedingungen oder Ereignisse ineinem komplexen Maschinensystem gemäß Aspekten der vorliegendenTechnik;
    [0011] 2 ist eine Diagrammdarstellungbestimmter funktionaler Komponenten aus dem System für die Planungund Implementierung von Wartungsmodellen des in 1 dargestellten allgemeinen Wartungssystems;
    [0012] 3 ist eine Diagrammdarstellungbestimmter funktionaler Komponenten in einem Entwicklungs- und Bewertungssystemdes in 2 dargestelltenSystems;
    [0013] 4 ist eine Diagrammdarstellungeines Modellauswahlsystem fürdie Wartungsbereitstellung in einem komplexen Maschinensystem;
    [0014] 5 ist eine Diagrammdarstellungbestimmter funktionaler Komponenten in einem Modellanalyse- undModellbewertungsmodul fürdas Bewerten und Verbessern der Leistungsfähigkeit des allgemeinen Systemsund der von dem System eingesetzten Modelle;
    [0015] 6 ist eine Darstellung einerexemplarischen Schnittstelle fürdas Entwerfen eines Wartungsmodells anhand der in 3 aufgeführten Komponenten;
    [0016] 7 ist eine weitere exemplarischeSchnittstelle fürdas auf eine alternative Weise erfolgende Entwerfen des Modells,die zusammen mit der in 6 dargestelltenSchnittstelle verwendet werden kann;
    [0017] 8 ist eine exemplarischeImplementierung einer Analyse-Scorecard für das Bewerten eines Wartungsmodellswährendeiner Planungsphase dar;
    [0018] 9 ist eine exemplarischeImplementierung eines analytischen Diagnose-Tools für das Bewertenvon Wartungsmodellen in der Validierungs- und Diagnosephase;
    [0019] 10 ist eine exemplarischeDarstellung einer Scorecard fürWartungsrückmeldungen,die eine Zusammenfassung der Effektivität und Genauigkeit bestimmterModelle sowie auf der Grundlage der Modelle erteilte Wartungsempfehlungenzur Verfügungstellt; und
    [0020] 11 ist eine Scorecard, dieder in 10 dargestelltenScorecard ähnelt,aber zusätzlicheDetails zu einzelnen Ereignissen enthält, die zu der Wartung führten, aufder die Scorecard basiert.
    [0021] Eswird nun auf die Zeichnungen und zuerst auf 1 Bezug genommen, in der anhand einesDiagramms ein Wartungssystem 10 für die Leistungsbewertung unddas Erteilen von Wartungsempfehlungen und die Wartung eines komplexenMaschinensystems 12 veranschaulicht ist. In der gesamtenvorliegenden Beschreibung wird auf das Maschinensystem 12 undauf die Wartung dieses Maschinensystems Bezug genommen. Viele verschiedeneUmgebungen könnenvon Aspekten der vorliegenden Technik profitieren, wobei die Technik,wie nachfolgend beschrieben, besonders gut für das Bewerten von Funktionenund Komponenten einschließlich Systemen,Subsystemen, vor Ort austauschbaren Einheiten usw. eines komplexenMaschinensystems geeignet ist. Unter dem Begriff "komplexes Maschinensystem" ist zu verstehen,dass die vorliegende Technik nicht auf herkömmliche mechanische Geräte beschränkt ist,obwohl diese Geräteund Systeme natürlichmithilfe der vorliegenden Techniken bewertet und gewartet werdenkönnen.Der Begriff schließt vielmehrjedes komplexe System aus stationären und mobilen Komponenten,Funktionen, Subsystemen und austauschbare Einheiten ein, die alsHardware, Software, Firmware oder in beliebiger anderer Form vorliegen.An einigen Stellen in der vorliegenden Beschreibung wird beispielsweiseauf bildgebende Systeme Bezug genommen, wie sie beispielsweise imKontext der medizinischen Diagnostik verwendet werden. Wie für den Fachmannnachzuvollziehen ist, enthalten diese Systeme eine große Zahlvon Subsystemen und Komponenten, die innerhalb bestimmter Parameterdie gewünschteFunktionsfähigkeitermöglichensollen. Im Kontext der medizinischen Diagnostik werden beispielsweiseverschiedene Modalitätssystemewie bildgebende Magnetresonanzsysteme, Computertomographiesysteme,Radiologiesysteme, Ultraschallsysteme, Systeme für die Positronen-Emissions-Tomographieusw. eingesetzt. Diese und andere Systeme können gemäß den vorliegenden Technikenso modelliert und gewartet werden, dass ihre Funktionalität und Funktionsfähigkeit erhaltenbleibt.
    [0022] Wienachfolgend noch ausführlicherbeschrieben wird, enthältdas System 10 ein System für die Planung und Implementierungvon Wartungsmodellen, das durch die Referenznummer 14 allgemein dargestelltwird. Das System fürdie Planung und Implementierung von Wartungsmodellen ermöglicht die Entwicklungspezifischer Wartungsmodelle fürdas komplexe Maschinensystem und dessen Subsysteme. Wie ebenfallsnachfolgend noch ausführlicher beschriebenwird, könnendie Modelle hinsichtlich Vollständigkeit,Genauigkeit, wiederholter Verwendbarkeit, Erkennbarkeit bestimmterFehlermodi usw. getestet werden. Das System 14 für die Planungund Implementierung von Wartungsmodellen ermöglicht außerdem die eigentliche Implementierungder entwickelten Wartungsmodelle. Während dieser Implementierungwerden mit Hilfe verschiedener Mittel Informationen entweder automatisiertoder manuell gesammelt und ein oder mehrere Wartungsmodelle werdenautomatisch ausgewählt,um empfohlene Wartungsmaßnahmenfür dieidentifizierten Systeme, Subsysteme, Komponenten oder Funktionalitäten zu bestimmen.Das System 14 ermöglichtaußerdem über diegesamte Lebensdauer des Systems eine periodische Analyse zur Bewertungder Effektivitätdes implementierten Wartungsmodells. Wenn detailliertere oder empirischeInformationen fürdie erforderliche Wartung des Systems verfügbar sind, werden diese Informationendaher in die Wartungsmodelle integriert, um deren Genauigkeit undLeistungsfähigkeit beider Vorhersage und Behandlung von wartungsfähigen Problemen und Ereignissenzu verbessern, wenn oder bevor diese auftreten.
    [0023] Daskomplexe Maschinensystem 12 wird von einem Datenerfassungsmodulbedient, das in einer beliebigen geeigneten Form vorliegen kann.Das Datenerfassungsmodul 16 kann im Allgemeinen Software,Hardware oder Firmware fürdie automatische oder manuelle Erfassung von Datenpunkten, Parameterwerten,Ereignisprotokollen usw. enthalten, die für die Bewertung des Betriebszustandsdes Maschinensystems benötigtwerden. Das Datenerfassungsmodul kann diese Daten in Echtzeit, periodischwährendautomatisch oder manuell gestarteten Datenerfassungen oder auf einebeliebige andere geeignete Weise erfassen. Die erfassten Daten können ineinem Speichermodul 18 gespeichert werden. Sowohl das Datenerfassungsmodul 16 alsauch das Speichermodul 18 können entweder lokal im Maschinensystem 12 oderan einem oder mehreren fernen Standorten angeordnet sein. Das Datenerfassungsmodulist an ein Kommunikationsmodul 20 gekoppelt, das die Übertragungvon Daten zum und vom Datenerfassungsmodul und dadurch auch zumund vom Speichermodul 18 sowie zum und vom komplexen Maschinensystem 12 erleichtert.Das Kommunikationsmodul 20 kann einen oder mehrere verschiedeneMedientypen fürdie Datenübertragungenthalten und gemäß einembeliebigen gewünschtenProtokoll, wie z. B. Internetprotokollen, betrieben werden. Dementsprechendkann das Kommunikationsmodul 20 Router, Server, Firewalls,Sicherheitsvorrichtungen und eine beliebige andere gewünschte Schaltlogikfür die Übertragungund die Gewährleistungder Sicherheit der zu übertragendenDaten enthalten. Ein Netzwerk 22 erleichtert den Austausch vonDaten zwischen dem Kommunikationsmodul 20 und dem System 14 für die Planungund Implementierung von Wartungsmodellen.
    [0024] DasSystem 14 fürdie Planung und Implementierung von Wartungsmodellen kann eine Reihe vonComputerressourcen und Schaltkreisen an einem oder mehreren Standortenenthalten. Es versteht sich vor allem, dass das System 14 umfassendeFunktionalitätfür diePlanung, den Test, die Implementierung sowie für die eventuelle Bewertungund Optimierung von War tungsmodellen zur Verfügung stellt. Obgleich bestimmteSysteme und Module im vorliegenden Patent in Form von Diagrammenoder auf analytische Weise beschrieben werden, ist für den Fachmannentsprechend nachvollziehbar, dass in diese Module viele Routinenund Funktionen eingebettet sein können, von denen einige im vorliegendenPatent beschrieben werden, und dass die Module diese Funktionenauf vielerlei Weise überNetzwerke, auf lokalen Workstations, durch interaktive Rechenressourcenusw. ausführenkönnen.
    [0025] Wiein 1 dargestellt, enthält das System 14 für die Planungund Implementierung von Wartungsmodellen ein Analyse-/Wartungsmodul 24,das überdas Netzwerk 22 Informationen vom Maschinensystem 12 empfängt. DasModul 24, das wiederum verschiedene Softwareroutinen undHardware- oder Firmwareschaltkreise enthalten kann, dient zur Analyseder empfangenen Daten und veranlasst die Übertragung der erforderlichenDaten fürdie vom System ausgeführtenFunktionen zur Entwicklung, Modellierung und Optimierung des Modells.Das Modul 24 ist mit einem Entwicklungs-/Bewertungssystem 26 verbunden,das bei der Entwicklung von Wartungsmodulen für das Maschinensystem sowiebei der Bewertung und Optimierung dieser Module Unterstützung leistet.Verschiedene, nachfolgend noch detaillierter beschriebene und in 1 durch die Referenznummer 28 allgemeindargestellte Berichterstellungsmodule werden für die in allen Betriebsphasendes Systems 14 erfolgende Generierung von Berichten zurVerfügunggestellt. Die Berichterstellungsmodule ermöglichen beispielsweise dasErstellen von Berichten zu Bewertungen, die während der Planungsphasen anbestimmten Modellen vorgenommen wurden, und das Erstellen von Berichtenund Empfehlungen fürdie Wartung währendder eigentlichen Implementierung der Modelle. Darüber hinaus können dieBerichterstellungsmodule 28 Berichte bereitstellen, dieauf der Grundlage der tatsächlichen Wartungdes Systems auf die tatsächlicheim Laufe der Zeit gezeigte Leistungsfähigkeit der Modelle schließen lassen.Diese und andere Berichte können vomSystem entweder periodisch oder auf Anfrage des Benutzers erstelltwerden. Das Modul 24, das System 26 und die Berichterstellungsmodule 28 können miteiner Datenbank 30 oder einer beliebigen anderen geeignetenSpeichereinheit verbunden sein. Während die Datenbank 30 in 1 zum Zweck der Veranschaulichungdargestellt ist, enthalten die Systeme und Module der eigentlichenImplementierung im Allgemeinen jeweils einen separaten Speicherfür dasAusführenihrer Funktionen, das Speichern von Parametern und Daten, das Speichernvon Modellen, das Speichern von Wartungsanfragen, das Speichernvon Wartungsempfehlungen und Wartungshistorien usw. Bei diesen Speichernkann es sich um Speicher eines beliebigen Typs handeln und weitere Speicherund Datenbanken könnenmit den vorhandenen verbunden und bereitgestellt werden, um das Austauschenvon Daten, das Archivieren von Daten usw. zu erleichtern. Beispielsweisewird es bei der eigentlichen Implementierung wahrscheinlich üblich sein,eine Reihe verschiedener Speicherpositionen zur Verfügung zustellen, die Software und Daten für die Ausführung der verschiedenen Einzelfunktionen speichern,die nachfolgend beschrieben werden. Es wird außerdem vorweggenommen, dassdieser Speicher verbunden oder redundant gestaltet werden kann,um den Online- oder Offlinebetrieb bestimmter funktionaler Komponentenund Funktionalitätenzu erleichtern, die im vorliegenden Patent beschrieben werden. Dementsprechendwird eine Workstation 32, wie in 1 dargestellt, mit dem Entwicklungs-/Bewertungssystem 26 verbundenund umfasst in einer herkömmlichenKonfiguration einen Computer, einen. Bildschirm, Eingabegeräte, Ausgabegeräte usw. Wiedurch die Referenznummer 34 allgemein für einzelne Client-Rechner oderWorkstations dargestellt, können ähnlicheWorkstations könnenmit dem System 26, mit dem Modul 24, mit den Berichterstellungsmodulen 28 undmit anderen Komponenten verbunden werden, die im System 14 für die Planung undImplementierung von Wartungsmodellen zur Verfügung gestellt werden.
    [0026] Wiebereits oben erwähnt,kann das komplexe Maschinensystem 12 eine große Anzahlvon Komponenten und Funktionen sowie Subsysteme, vor Ort austauschbareEinheiten usw. umfassen. Einige dieser Merkmale sind in 1 dargestellt. Im dargestelltenSystem 12 enthältein Subsystem 36 verschiedene Komponenten oder Funktionen 38.Die Komponenten oder Funktionen enthalten jeweils vor Ort austauschbareEinheiten (Field Replaceable Units, FRUs) 40. Es gilt zubeachten, dass der Begriff vor Ort austauschbare Einheit gemäß seinemGebrauch im vorliegenden Patent verschiedene Komponenten oder Teilesowie Komponenten- oder Teilegruppen bezeichnen kann, die entwedergemeinsam oder eher separat nützlicheFunktionen ausführenkönnen.Wie fürden Fachmann nachvollziehbar ist, kann und wird üblicherweise an der gewünschtenPosition in komplexen Systemen eine beliebige Anzahl an Subsystemennach Kriterien wie Funktionalität,Interdependenz, Herstellbarkeit oder Wartungsfähigkeit usw. angegeben. AustauschbareEinheiten können gleichermaßen so entworfenwerden, dass durch den einfachen Austausch von paketierten Teilen,Routinen usw. die Wartung erleichtert wird. Wie nachfolgend detaillierterbeschrieben wird, ermöglichtein Aspekt der vorliegenden Technik die Planung oder die Verknüpfung vonvor Ort austauschbaren Einheiten gemäß der Erkennbarkeit oder Isolationvon wartungsfähigenProblemen oder Fehlerbedingungen, gemäß der Kosten für wartungsfähige odereinfach austauschbare Elemente usw.
    [0027] BestimmteKomponenten oder Funktionen des Systems 10 können jedochweder in zugeordneten vor Ort austauschbaren Einheiten noch in angegebenenSubsystemen, Komponenten oder Funktionen enthalten sein. In 1 sind zusätzlichevor Ort austauschbare Einheiten dargestellt, die sich außerhalbder logischen Verknüpfungdes Subsystems 36 befinden und in keiner spezifischen Komponente oderFunktion enthalten sind. Obwohl dies in 1 nicht ausdrücklich dargestellt ist, können vorOrt austauschbare Einheiten gleichermaßen von individuellen Subsystemengetrennt existieren usw. Es gilt zu beachten, dass die verschiedenenvor Ort austauschbaren Einheiten, Komponenten, Funktionen, Subsystemeusw. sich an einem einzigen oder an mehreren physischen Standortenbefinden können. Dementsprechendist das System 12 nicht auf einen bestimmten physischenStandort begrenzt, sondern kann zugeordnete Komponenten, Funktionen,Subsysteme usw. an unterschiedlichen Standorten umfassen.
    [0028] DieKomponenten und Funktionen von System 12 sind für die Erfassungvon Daten ausgestattet, was fürdas Identifizieren des Systembetriebszustands sowie für das Identifizierenund Diagnostizieren von Fehlerbedingungen nützlich ist. Die erfassten Datenwerden, wie oben erwähnt,in Verbindung mit Wartungsmodellen für die einzelnen Komponenten oderFunktionen bzw. in Verbindung mit Modellen für vor Ort austauschbare Einheitenoder sogar Subsysteme verwendet. Als Erstes werden jedoch Datenfür dieAnwendung der Modelle erkannt oder erfasst. Diese Funktion lässt sichauf vielerlei Weise ausführenund wird auf vielerlei Weise an unterschiedlichen separaten Komponentenund Funktionen des Systems ausgeführt.
    [0029] Inder in 1 dargestelltenAusführungsformwerden den verschiedenen vor Ort austauschbaren Einheiten 40 dieSensoren 42 bereitgestellt. Die Art der verwendeten Sensorenist dabei natürlich vonder Art der einzelnen erkannten Parameter abhängig. Im Allgemeinen werdenParameter erkannt, die auf den Betriebszustand der einzelnen Komponenteoder Funkti on hinweisen. Ein oder mehrere Sensoren können dieseAufgabe ausführenund die Sensoren könnenentweder der Aufgabe direkt zugewiesen werden oder allgemein eineBetriebsfunktion innerhalb des Systems ausführen. Dedizierte Wandler können Komponentenbeispielsweise fürdas Erkennen von Parametern wie Strom, Spannung, Temperatur, Geschwindigkeit,Schwingung, chemische Eigenschaften oder eine beliebige Anzahl anderer Betriebsparameterbereitgestellt werden. Indikatoren für den Betriebsstatus von Softwarewerden im vorliegenden Kontext ebenfalls als Sensoren angesehen. Angeeigneter Stelle könnendie Sensoren bereits für dasAusführender Funktionen bereitgestellt werden, die für den Normalbetrieb des Systemsnützlichsind. Dort, wo diese Parameter benötigt und nicht von den vorhandenenSystemkomponenten bereitgestellt werden, sorgt die vorliegende Technikfür dasHinzufügendieser Sensoren mit dem Ziel, die Fähigkeit der Wartungsmodellehinsichtlich Erkennung und Isolation zu erweitern. Es gilt außerdem zubeachten, dass die Sensoren zwar als mit den vor Ort austauschbarenEinheiten 40 verknüpftdargestellt werden, aber allgemein auf verschiedenen Ebenen im Systembereitgestellt werden können,wie z. B. auf der Komponenten- oder Funktionsebene, auf der Subsystemebeneusw.
    [0030] Wienachfolgend noch ausführlicherbeschrieben wird, könnenbestimmte Parameter oder Feststellungen nicht ohne Weiteres automatischerfasst werden. Diese Eingaben könnenfür Erkennungszweckevielmehr die Intervention durch den Menschen oder spezielle Maschinenerforderlich machen. Zwei der in 1 dargestelltenaustauschbaren Einheiten 40 (siehe FRU8 und FRU9) sindnicht mit Sensoren ausgestattet, sondern erfordern solche manuellenoder halbautomatischen Rückmeldungen. Dementsprechendwerden die in 1 enthaltenen Sensoren 42 sodargestellt, dass sie dem Datenerfassungsmodul 16 Daten über beliebigegeeignete Kommunikationsverbindungen 44 liefern, während durchdie Darstellung gestrichelter Linie 46 im Diagramm angezeigtwerden soll, dass bestimmte Daten oder Feststellungen auf die genanntemanuelle oder halbautomatische Weise übertragen werden können. Esgilt außerdemzu beachten, dass bedarfsgesteuerte Diagnosetests und -routinenebenfalls Indikatorinformationen liefern können, die von den Modellen genutztwerden. Wie fürden Fachmann nachzuvollziehen ist, können viele Systeme mit Routinenausgestattet werden, die durch den Benutzer gestartet werden können, umden Betriebszustand des Systems oder seiner Komponenten zu bestimmen,indem Parameterdaten entweder erfasst und sogar analysiert werden,und zwar entweder in Echtzeit oder aus Ereignisprotokollen und dergleichenoder durch beides. Gleichermaßenkann eine Wartungs-Workstation 48 oder ein ähnlichesSchnittstellengerätmit dem System verbunden werden, um Daten und Feststellungen zuliefern, die in den verschiedenen nachfolgend beschriebenen Wartungsmodellenals Indikatoren dienen können. Über dieseWorkstations 48 ist es außerdem möglich, Wartung anzufordern,Modelle zu kompilieren und zu optimieren, Berichte und Wartungsempfehlungenzu empfangen oder anzufordern usw.
    [0031] 2 veranschaulicht bestimmtefunktionale Komponenten des oben beschriebenen Systems 14 für die Planungund Implementierung von Wartungsmodellen. Es werden vor allem Komponentendes Entwicklungs-/Bewertungssystems 26 sowie Komponentendes Analyse-/Wartungsmoduls veranschaulicht. Diese dargestelltenKomponenten sind so ausgestattet, dass sie Daten untereinander undmit einem Modelloptimierungsmodul 50 austauschen können. Wienachfolgend näherbeschrieben wird, erleichtert das Modelloptimierungsmodul 50 dieOptimierung der Wartungsmodelle für das komplexe Maschinensystemauf der Grundlage der tatsächlichen Wartungserfahrungen.
    [0032] DasEntwicklungs-/Bewertungssystem 26 kann Komponenten enthalten,die in einer vorliegenden Ausführungsformals eine Kausalitäts-Engine beschriebenwerden und die Erzeugung, Definition und Optimierung von Modellenvor der Implementierung erleichtern. Im Allgemeinen stellt ein Authoring-Modul 52 Softwareund Schnittstellen zur Verfügung,um die eigentliche Planung eines Wartungsmodells zu erleichtern,das Betriebsbedingungen einer oder mehrerer Komponenten oder Funktionen desMaschinensystems währenddes Betriebs bewerten kann. Das Authoring-Modul 52 istmit einem Modellerzeugungsmodul 54 verbunden, das Softwarefür daseigentliche Kompilieren des Wartungsmodells aufruft. Das Modellerzeugungsmodul 54 istwiederum mit einem Modul 56 für die Modellentwurfsbewertungverbunden, das das Modell hinsichtlich der Erkennbarkeit und Isolationbestimmter Fehler oder Fehlermodi analysiert, wie nachfolgend nochdetaillierter beschrieben wird. Die Module 52, 54 und 56 arbeitenim Allgemeinen auf der Grundlage einer Systemdefinition, wie siedurch die Referenznummer 58 allgemein dargestellt wird.Die Systemdefinition kann zu einzelnen austauschbaren Einheiten,Komponenten, Funktionen, Subsystemen usw. Spezifikationen und Definitionenenthalten, die beide tatsächlichin einem Maschinensystem oder in Planungsphasen implementiert sind.Wie nachfolgend noch ausführlicher beschriebenwird, erleichtern die Module des Entwicklungs-/Bewertungssystems 26 die Planungund den Entwurf der Wartungsmodule sowie Verbesserungen am eigentlichenSystem. In den Fällen,in denen sich bestimmte Fehler oder Probleme nicht genau erkennenoder isolieren lassen, könnendaher zusätzlicheSensoren oder Indikatoren angegeben und zur Verfügung gestellt werden.
    [0033] DasAnalyse-/Wartungsmodul 24 implementiert effektiv die vonSystem 26 entwickelten Wartungsmodelle. Das Modul 24 enthält im Wesentlichen einIndikatoranalysemodul 60, das Daten empfängt undanalysiert. Da die Daten eine umfangreiche Anordnung von Datenpunkten,Werten, Bereichen, Zählständen usw.umfassen können,wird ein Modul 62 fürdie flexible Modellauswahl bereitgestellt, das ein oder mehrereModelle durch die Bewertung des potenziellen Wartungsbedarfs auswählt. Wienachfolgend noch ausführlicherbeschrieben wird, erleichtert das Modul 62 nicht nur dieAuswahl eines oder mehrerer Modelle, wobei es sich auf ein odermehrere Subsysteme, Komponenten oder Funktionen, austauschbare Einheitenusw. konzentriert, sondern das Modul 62 ermöglicht außerdem dieperiodische Aktualisierung oder Änderungder verwendeten Kriterien fürdie Auswahl des einzelnen Modells oder der Modelle. Auf der Grundlagedes Betriebs von Modul 62 werden anschließend einoder mehrere Modelle 64 für die Analyse und zur Bestimmungvon Empfehlungen des Systems ausgewählt. Verglichen mit dem System 26,das allgemein auf der Grundlage einer Systemdefinition 58 arbeitet,arbeiten die Module und Modelle von Modul 24 mit Datenaus einem funktionierenden System, das in 2 durch die Referenznummer 66 allgemeindargestellt wird.
    [0034] Wienachfolgend noch ausführlicherbeschrieben wird, dient das Modelloptimierungsmodul 50,das ebenfalls mit Daten aus einem tatsächlichen funktionierenden System 66 arbeitet,zur Bestimmung der Gültigkeit,Genauigkeit und der allgemeinen Leistungsfähigkeit eines oder mehrerereinzelner Modelle. Dies bedeutet, dass auf der Grundlage tatsächlicherEreignisse und der am System ausgeführten Wartungsaktionen dieunter Verwendung von System 26 entwickelten und durch Modul 24 implementiertenModelle optimiert werden können,um die Funktionalitätzu erweitern, Kosten zu senken, größere Zuverlässigkeit zu erzielen, die Erkennungund Isolation von Fehlern oder wartungsbedürftigen Problemen zusätzlich zuverbessern usw.
    [0035] Diein 2 als Bestandteiledes Entwicklungs-/Bewertungssystems 26 dargestellten allgemeinenKomponenten werden in 3 detaillierter dargestellt.In dem Gesamtschema fürdie Wartungsmodellerstellung und Wartungsbereitstellung kommt dasEntwicklungs-/Bewertungssystem in einer vorliegenden Ausführungsformwiederum währendder frühenPhasen der Modellentwicklung ins Spiel und ist dann an der eigentlichenImplementierung des Wartungsmodells beteiligt. Das Authoring-Modul 52 stellt verschiedeneSchnittstellentypen zur Verfügung,die von Designern, Entwicklern, Außendiensttechnikern und Wartungsmitarbeiternfür dieAnalyse und die Planung sowohl der Wartungsmodelle als auch des komplexenMaschinensystems selbst verwendet werden können, um die Erkennung, Isolationund Wartung von Fehlern und wartungsfähigen Ereignissen zu erleichtern.In einer vorliegenden Ausführungsformwerden vor allem zwei unterschiedliche Schnittstellen im Authoring-Modul 52 bereitgestellt. Zudiesen gehöreneine erweiterte Fehlermodus- und Einflussanalyse (Failure Mode EffectAnalysis, FMEA) in Form einer recht übersichtlichen und leicht verständlichenComputerschnittstelle sowie einer unterstützenden Software für die Definitioneinzelner Aspekte des Wartungsmodells. Wie nachfolgend in Bezugauf 6 noch detaillierterbeschrieben wird, ermöglichtdie erweiterte FMEA-Schnittstelle 68 beispielsweise dieDefinition des Systems, des Subsystems, der Komponente und verschiedeneElemente und Fehlermodi Wartungsaktionen und Indikatoren, die denElementen oder Fehlermodi zugeordnet sind. Gleichermaßen können eineoder mehrere zusätzlicheSchnittstellen, wie z. B. eine Schnittstelle für die Fehleranzeige und Wartungsaktionen(Failure Indicator and Service Actions, FISA) zur Verfügung gestellt werden.Diese oder andere Schnittstellen sind besonders nützlich für die Bereitstellungvon Eingabedaten in einem anderen Format, das dem von der erweitertenFMEA-Schnittstelle 68 be reitgestellten Format ähnelt. Inder Tat erlauben in der vorliegenden Ausführungsform beide Schnittstellendie Definition der gleichen Informationen und stellen hierfür einfach unterschiedlicheFormate bereit, die von verschiedenen Benutzern leichter verstandenund verwendet werden können.
    [0036] EinSchnittstellenübersetzungsmodul 72 erleichtertden Austausch von Daten zwischen den Schnittstellen 68 und 70.Vor allem weil überjede Schnittstelle dieselben oder ähnliche Informationen eingegebenwerden, ist die Anzeige dieser Informationen und die Interaktionmit ihnen je nach den verfügbarenInformationen oder den Benutzereinstellungen über die andere Schnittstellemöglich.Das Schnittstellenmodul kommuniziert anschließend mit dem Modelldefinitionsmodul 74.Das Modelldefinitionsmodul bedient sich der Modellierungssoftware 76,die im Handel erhältlichsein kann, um beispielsweise bestimmte Modelltypen zu kompilieren.In einer vorliegenden Ausführungsformimplementiert das Modelldefinitionsmodul 74, das über dieSchnittstellen 68 und 70, die über das Schnittstellenübersetzungsmodul 72 koordiniertwerden, zugänglichist, auf der Grundlage der eingegebenen Informationen Software für die Definitioneines Bayesianischen Netzes. Diese Software ist im Handel bei mehreren Quellenerhältlich,so z. B. bei Hugin Expert A/S aus Dänemark.
    [0037] Wienachfolgend unter Bezugnahme auf die 6 und 7, die die Schnittstellen 68 und 70 veranschaulichen,noch detaillierter beschrieben wird, wird für die Definition jedes Modellsein Informationsbereich bereitgestellt. In einer vorliegenden Ausführungsformwerden genügendDetails und Definitionen bereitgestellt, um Fehler oder wartungsfähige Ereignissein einzelnen austauschbaren Einheiten, Komponenten oder Funktionenoder in einzelnen wartungsfähigenSubsystemen zu erkennen und zu isolieren. Daraus folgt, dass aufder Modell ebene einzelne Modelle, die jedoch einen gewissen Gradder Wechselseitigkeit oder Interdependenz aufweisen können, dieIdentifizierung der austauschbaren Einheit, Komponente, Funktionbzw. des Subsystems oder dergleichen erlauben, die bzw. das am besten für die Erfüllung einesbestimmten Wartungsbedarfs geeignet ist, sobald dieser auftritt.
    [0038] DieGruppe der überdas Modell-Authoring-Modul 52 entworfenen Modelle bildeteine Modulbibliothek, wie z. B, ein Modell eines BayesianischenNetzwerks 54. Es gilt zu beachten, dass das im vorliegendenPatent beschriebene Bayesianische Netz einem Spezialfall des Modellerzeugungsmoduls 54 aus 2 entspricht. Obwohl dasdargestellte Bayesianische Netz in der vorliegenden Ausführungsformbevorzugt wird, könnenin der Tat andere Typen von Modellen, Netzen und dergleichen eingesetztwerden. Wie fürden Fachmann nachzuvollziehen ist, bieten Bayesianische Netze bestimmteMöglichkeitenund Vorteile, wie z. B. die Möglichkeit,potenzielle Ereignisse und ihre Ursachen zu identifizieren sowiestatistische Prognosen oder Korrelationen zwischen verschiedenenEreignissen und Ursachen zu erstellen.
    [0039] DasModul 56 fürdie Modellentwurfsbewertung dient zum Bewerten der Leistungsfähigkeitjedes Modells, das vom Authoring-Modul 52 entwickelt wurdeund vor der Anwendung Teil des Moduls 54 ist. Das Modul 56 für die Modellentwurfsbewertungunterstütztvor allem bei der Bestimmung, ob bestimmte Fehlermodi, Ereignisse,wartungsfähigeProbleme und dergleichen erkannt und voneinander isoliert werdenkönnen.Damit dem komplexen System die effizienteste Wartung zuteil wird,ist es wünschenswert,dem Wartungssystem zu ermöglichen,die Fehlerquelle von verschiedenen wartungsfähigen Ereignissen oder Funktionsstörungen zuerkennen und Wartungssysteme oder Wartungsmitarbeiter genau undschnell auf diese Ursachen auf merksam zu machen. Die Bewertung derUrsache und die Bestimmung der Empfehlung können jedoch auf unterschiedlichstenKriterien basieren, beispielsweise auf der Minimierung der Ausfallzeit,der Minimierung der Kosten usw. Das Modul 56 für die Modellentwurfsbewertungunterstütztbei der Bereitstellung von Rückmeldungenzur Effektivitätder Modelle in Bezug auf diese Kriterien. Ein Scorecard-Modul 78 für Analysen dientdaher zum Erstellen einer Scorecard oder zum Dokumentieren der Bewertung.Gleichermaßendient ein Diagnose- oder Modellvalidierungsmodul 82 zum Simulierender Reaktion des Modells auf wartungsfähige Ereignisse und zum Diagnostizierenbestimmter Probleme oder verbesserungsbedürftiger Bereiche des Modells.In einer vorliegenden Implementierung erstellt das Scorecard-Modul 78 für Analysenanschließendeine Scorecard 84, währenddas Diagnose- oder Validierungsmodul 82 einen Validierungsbericht 86 erstellt.Weitere Informationen zur Scorecard 84 und zum Validierungsbericht 86 enthält die nachfolgendeBeschreibung der 8 und 9.
    [0040] DasEntwicklungs-/Bewertungssystem 26 dient zum Erstellen desWartungsmodells füreine oder mehrere Komponenten oder Funktionen des komplexen Maschinensystems 12.Im Anschluss an diese Entwicklung implementiert das Wartungssystem 10 jedochdie Modelle fürdie in Echtzeit oder periodisch erfolgende Bewertung des Wartungsbedarfs, wenndieser auftritt oder auf der Grundlage einer Prognose. 4 stellt diese Implementierungin einer vorliegenden Ausführungsformanhand eines Diagramms dar. Wie in 4 dargestelltliefert das komplexe Maschinensystem 12 bezüglich desBetriebs verschiedener Komponenten und Funktionen Daten, die vonSensoren 42 erfasst oder durch manuelle oder benutzerdefinierteDatenübertragungen 46 bereitgestelltwerden. Im Allgemeinen definieren die vom System gelieferten Datenverschiedene Indikatoren, die bestimmte austauschbare Einheiten,Komponenten, Funktionen, Subsysteme usw. identifizieren, die fehlerhaftsein könnenoder eine sofortige oder zukünftigeWartung benötigenkönnen.Wie nachfolgend unter Bezugnahme auf die erweiterte FMEA-Schnittstelleund die FISA-Schnittstelle, die in den 6 und 7 dargestelltsind, noch ausführlicher beschriebenwird, kann auf diese Weise ein großer Bereich von Elementen undFehlermodi identifiziert werden. Bei der Entwicklung der Modellewird versucht, die Erkennbarkeit der verschiedenen Fehlermodi zugewährleistensowie die Möglichkeitzu eröffnen,die einzelnen Komponenten, Funktionen, Subsysteme oder austauschbarenEinheiten zu isolieren, die im Verdacht stehen, die Fehlermodi verursachtzu haben. Idealerweise lässtsich jeder Fehlermodus eindeutig identifizieren und die Ursachefür dieFehlermodi isolieren, damit spezifische Wartungsempfehlungen bereitgestelltwerden können.Diese Wartung kann je nach Art der austauschbaren Einheit, Komponente,Funktion bzw. je nach Art des Subsystems oder sogar des allgemeinenSystems in einer beliebigen geeigneten Form erfolgen. Bei der Wartungkann es sich beispielsweise um das Rekalibrieren von Komponenten,das Zurücksetzenvon Komponenten, das erneute Initialisieren von Komponenten undSoftware, das erneute Installieren von Software, das Ersetzen vonKomponenten einschließlich einzelnerKomponenten und austauschbarer Einheiten usw. handeln. Die Priorisierungder Empfehlungen kann sich nach statistischen Wahrscheinlichkeitswertenrichten, die beispielsweise durch ein Bayesianisches Netz definiertwerden, und kann zusätzlichoben beschriebene Faktoren wie Ausfallzeit, Ersatzteilkosten, Kostenfür dieInanspruchnahme von Wartung durch Außendiensttechniker und Wartungsmitarbeiter,Transport- und Lagerkosten usw. berücksichtigen.
    [0041] Dasin 4 anhand eines Diagrammsveranschaulichte System ermöglichtanschließenddie intelligente Angabe des Wartungsmodells, das für das Bestimmender geeigneten Wartungsempfehlung in Betracht gezogen werden soll.Insbesondere weil viele dieser Modelle existieren und entweder sofortoder im Laufe der Zeit in einem komplexen Maschinensystem implementiertwerden können,besteht eine erste Herausforderung in der Bestimmung des Modells,das dem aufgetretenen oder dem eventuell noch auftretenden wartungsfähigen Ereignisam effizientesten begegnen könnte.Dementsprechend empfängtdas Indikatoranalysemodul 60 Daten aus dem komplexen System 12 entwederautomatisch oder indem es das Senden der Daten aus den einzelnenKomponenten oder aus dem Speichermodul 18 veranlasst. Indieser Phase könnendie Daten als Indikatoreingabedaten aufgefasst werden, die in 4 durch die Referenznummer 88 allgemeindargestellt werden. Wie oben erwähnt,könnenbestimmte Daten mit Sensoren erfasst werden, während andere Daten manuelloder durch ein halbautomatisches System eingegeben werden können. Insbesondereweil nicht alle Indikatoren genau mit dem Sensor erfasst werdenkönnen,erfordern bestimmte Indikatoren Beurteilungen, visuelle Prüfungen,akustische Prüfungen, vomBenutzer gestartete Erkennungs- und Analyseroutinen usw. Gleichermaßen können dieIndikatoreingabedaten von einer Wartungs-Workstation 48 odereinem ähnlichenEingabegerätempfangen werden. Folglich könnenAußendiensttechniker,Operatoren, Benutzer oder andere Personen auf einfache Weise Rohdatenzur Verfügungstellen, Optionen aus einem Menü auswählen sowieBeschreibungen usw. zu Aspekten wie dem Aussehen von Komponenten, Gerüchen, Abgasenoder jeglichen Anomalien bereitstellen, die als ein Indikator für einenFehler oder ein wartungsfähigesEreignis angesehen werden können.
    [0042] DasIndikatoranalysemodul 60 kompiliert diese Daten und sendetdie Daten an ein Modellauswahlmodul 62. Wie durch Referenznummer 30 allgemeindargestellt, bezieht das Modellaus wahlmodul 62 Daten auseinem Speicher und speichert Daten in diesem. Das Modellauswahlmodul 62 kann,wie durch Referenznummer 64 dargestellt wird, auf ein odermehrere Modelle zugreifen, die wiederum einer oder mehreren Komponenten,Funktionen, Subsystemen oder austauschbaren Einheiten zugeordnet sind,die die Hauptursache fürein wartungsfähiges Ereignissein könnten.Das Modellauswahlmodul 62 wählt eines oder mehrere dieserModelle als Basis für dieKompilierung von Wartungsempfehlungen aus. In der in 4 veranschaulichten Implementierung werdenflexible Kriterien 90 fürdie Verwendung durch das Modellauswahlmodul 62 bestimmtund gespeichert. Ein Vorteil der flexiblen Kriterien 90 ergibtsich aus der Möglichkeit,verschiedene Modelle zu implementieren, die wiederum selbst im Laufeder Zeit wie nachfolgend beschrieben optimiert werden können, undeine Auswahl unter den Modellen auf der Grundlage von Kriterienzu treffen, die wiederum selbst mit der Zeit weiter entwickelt undoptimiert werden können.
    [0043] Dieflexiblen Modellauswahlkriterien 90 können durch einen beliebigengeeigneten Computercode implementiert werden. Im Allgemeinen können einfacheoder hoch komplexe Kriterien angewendet werden. In einer vorliegendenAusführungsformwerden beispielsweise einzelne Indikatoren, die identifizierbareund isolierte Hauptursachen fürwartungsfähigeEreignisse darstellen, mit der vom Indikatoranalysemodul 60 erfasstenIndikatoreingabe verglichen. Anschließend wird das Eingabeset überprüft und mit denIndikatoren verglichen, die mit den verschiedenen Wartungsmodellen 64 verknüpft sind.Korrelationen zwischen dem Eingabeset und den Indikatoren werdenermittelt, indem beispielsweise einfach die Anzahl der im Eingabesetenthaltenen Indikatoren (die sich hinsichtlich Status, Wert, Bereichusw. entsprechen) abgeglichen wird. Das Modell oder die Modellewerden anschließendauf der Grundlage dieser Übereinstimmungenaus der verfügbarenGruppe von Modellen ausgewählt.Alternative Techniken für dieVerwendung der flexiblen Kriterien 90 können das Gewichten bestimmterIndikatoren umfassen, um beispielsweise eine bessere Fehlerlokalisierung, eineMinimierung der mit spezifischen Indikatoren verbundenen Kosten,eine Minimierung der mit dem aus der Modellauswahl resultierendenTyp der Flächen-[sic!muss heißen:Wartungs-] empfehlung verbundenen Kosten, eine Minimierung der mitdem Ersetzen spezifischer Komponenten oder Funktionen verbundenenKosten, eine schnellere Wartung usw. zu erzielen. Andere flexibleKriterien könnenKriterien umfassen, denen Annahme-basierte Auswahlsysteme und komplexereAuswahlalgorithmen zu Grunde liegen. Die flexiblen Kriterien 90 werdenvorzugsweise durch austauschbaren Computercode oder austauschbareCodesegmente definiert, damit das Anpassen oder Ersetzen von Kriterienleichter fällt, wenndie Kenntnis überdas System zunimmt oder Wartungstrends erkannt werden.
    [0044] Aufder Grundlage der Kriterien 90 arbeitet das Modellauswahlmodul 62 vorzugsweisevoll automatisch, um unter den verfügbaren Wartungsmodellen 64 eineAuswahl fürdie Implementierung einer Wartungsstrategie zu treffen. Wie für den Fachmann nachzuvollziehenist, verbessert im Vergleich zu manuellen oder halbautomatischenSystemen bei zunehmender Modellanzahl und Systemkomplexität die Verwendungeines automatisierten und mit flexiblen Kriterien arbeitenden Modellauswahlmoduls 62 die IdentifizierungmöglicherHauptursachen fürwartungsfähigeEreignisse erheblich. Nach der Auswahl des Modells oder der Modelledurch das Modellauswahlmodul 62 implementiert ein Modellanwendungsmodul 92 dasModell, um eine oder mehrere Wartungsempfehlungen zu generieren.Bei den Wartungsempfehlungen kann es sich um beliebige oder um alleder oben beschriebenen verschiedenen Empfehlungstypen handeln, diezur Anwendung auf das wartungsfähigeEreignis in einer priorisierten Liste aufgeführt sein können. Das Modul 92 erstelltanschließendEmpfehlungen oder einen Bericht 94, bei dem es sich allgemeinum den nachfolgend unter Bezugnahme auf 9 beschriebenen Validierungsbericht 86 handelnkann. Die Empfehlungen und der Bericht können lokal an einem Standortausgegeben werden, an dem das Modellanwendungsmodul ausgeführt wird,oder übereine Netzwerkverbindung an einen Außendiensttechniker oder aneinen Standort gesendet werden, an dem Wartungsarbeiten oder die Zuweisungvon Wartungsarbeiten ausgeführtwerden können.Darüberhinaus versteht es sich, dass durch beliebige geeignete Medien "Berichte" in beliebiger FormeinschließlichBenachrichtigungen überdie Ergebnisse der Modellanalyse bereitgestellt werden können, indenen beispielsweise die Durchführung vonWartungsaktionen, die Inanspruchnahme von Wartung, der Austauschvon Teilen, die Bestellung von Teilen, der Versand von Teilen, diezeitliche Planung der Wartung usw. für notwendig erachtet werden.Folglich kann diese Benachrichtigung Kunden, Wartungsmitarbeitern,Serviceanbietern, Lieferanten usw. bereitgestellt werden. Als Medienfür die Übertragungdieser Berichte und Benachrichtigungen können herkömmliche telefonische oder schriftliche Benachrichtigungen,elektronische Nachrichten, Benachrichtigungen durch persönliche digitaleAssistenten und dergleichen dienen.
    [0045] Wieoben erwähnt,ermöglichendie vorliegenden Techniken auch die Optimierung und Bewertung derLeistungsfähigkeitder verschiedenen entwickelten und implementierten Modelle. 5 bietet einen Überblick über verschiedeneFunktionalitäten desoben unter Bezugnahme auf 2 beschriebenenModuls fürdie Analyse und Bewertung von Modellen. Das Modul 50 ermöglicht dieErmittlung der Genauigkeit oder Leistungsfähigkeit der verschiedenen Modelleund Empfehlungen, die vom Wartungssystem bereitgestellt werden.Im Allgemeinen wird die Analyse auf der Grundlage von Empfehlungen desModells ausgeführt,die durch das oben unter Bezugnahme auf 4 beschriebene System bestimmt werden.Die Empfehlungen der einzelnen Modelle werden einem Analysemodul 96 bereitgestellt,in dem auf der Grundlage zusätzlicherInformationen Vergleiche durchgeführt werden, die auf die Genauigkeitoder Zuverlässigkeitdes Modells im implementierten Zustand schließen lassen können. Ineiner vorliegenden Implementierung können diese zusätzlichenEingabedaten beispielsweise aus Ereignis- oder Konfigurationsprotokollen 98 stammen,die in einzelnen Systemkomponenten, Subsystemen, austauschbarenEinheiten oder verschiedenen Systemspeichereinheiten wie dem in 1 dargestellten Speichermodul 18 gespeichertsind. In komplexen Systemen könnenviele dieser Ereignis- oder Konfigurationsprotokolle verfügbar sein,auf die zugegriffen werden kann, um zu ermitteln, ob es zu Folgeereignissengekommen ist, ob Konfigurationen nachfolgend geändert wurden, ob Konfigurationen während derInanspruchnahme einer Wartung auf der Grundlage der Empfehlungengeändertwurden usw. Als Alternative oder als Ergänzung des Ereignis- oder Konfigurationsprotokolls 98 können, wiedurch Referenznummer 100 dargestellt, Rückmeldungen von Außendiensttechnikernoder Servicetechnikern eingeholt werden. Diese Rückmeldungen können ähnlicheInformationen zu ausgeführtenTests, geändertenKonfigurationen, ersetzten Elementen usw. enthalten. Schließlich können, wiedurch Referenznummer 102 angezeigt, Folgeprotokolle konsultiert werden,die mit den Ereignis- und Konfigurationsprotokollen 98 übereinstimmenoder diesen ähnlichsein können.Diese Folgeprotokolle könnenInformationen zur Verfügungstellen, die auf einen erforderlich gewesenen zusätzlichenWartungsbedarf, auf durchgeführtezusätzlicheKonfigurationsänderungenusw. hinweisen.
    [0046] DasAnalysemodul 96 vergleicht diese Eingaben und ermittelt,ob die Modelle die wartungsfähigenEreignissen zu Grunde liegenden Ursachen präzise schildern. Wie nachfolgendunter Bezugnahme auf die 10 und 11 noch detaillierter beschrieben wird,sind nicht alle Empfehlungen erforderlich oder richtig um der einemwartungsfähigenEreignis zu Grunde liegenden Ursache zu begegnen. Wenn beispielsweiseein Fehler auftritt, der auf eine andere zu Grunde liegende Ursachezurückzuführen istals die von dem Modell prognostizierte, können diese Informationen vomAnalysemodul 96 beispielsweise durch die Analyse andereroder zusätzlicherWartungsaufgaben identifiziert werden, die von Wartungsmitarbeiternzur Lösungdes wartungsfähigen Ereignissesausgeführtwurden. Auf der Grundlage der vom Modul 96 ausgeführten Analysekönnenein Bericht oder eine Scorecard 104 kompiliert werden. Dievom Analysemodul erstellten Berichttypen werden wiederum nachfolgendunter Bezugnahme auf die 10 und 11 detaillierter beschrieben.Im Allgemeinen könnendie von der Scorecard 104 dargestellten Ausgabedaten oderBerichte jedoch Empfehlungen zu Änderungenin den Modellen, Rückmeldungsstatistiken,Aussagen zu der Wahrscheinlichkeit, mit der Indikatoren oder Kombinationenvon Indikatoren aus bestimmten Elementen, Komponenten, Funktionen,Subsystemen austauschbaren Einheiten oder dergleichen resultieren,usw. enthalten. Diese Hinweise könnenin einer beliebigen geeigneten Form bereitgestellt und beispielsweisedurch die in 5 enthalteneeinfache Auflistung 106 dargestellt werden.
    [0047] Nachdem Schließender Schleife fürden gesamten Zyklus der Wartungsmodellentwicklung können anschließend über dasEntwicklungs-/Bewertungssystem 26 Änderungen an den Modellen vorgenommenwerden. In einem allgemeinen Sinn können diese Änderungen die Änderungder Modelle selbst einschließen,beispielsweise durch das Einschließen oder Ausschließen einer odermehrerer Fehlermodi oder eines oder mehrerer Indikatoren. Andere Änderungenan den Modellen können Änderungenan den Wahrscheinlichkeitswerten für das Vorkommen bestimmterEreignisse oder Indikatoren, Änderungenin Kostenstrukturen usw. einschließen. Es gilt ebenfalls zu beachten,dass in dieser Phase bestimmte Änderungenauch an den flexiblen Kriterien vorgenommen werden können, die,wie oben unter Bezugnahme auf 4 beschrieben,für dieModellauswahl verwendet werden. Diese Änderungen können durch automatisierte,halbautomatisierte oder manuelle Verfahren realisiert werden.
    [0048] Wieoben beschrieben, ermöglichendie vorliegenden Techniken die Planung der Wartungsfähigkeiteines komplexen Systems sowohl währendals auch nach der Systemplanung.
    [0049] 6 veranschaulicht eine exemplarische Schnittstellefür dasDefinieren eines Wartungsmodells gemäß Aspekten der vorliegendenTechnik, die von dem oben beschriebenen System implementiert werdenkann. Die Darstellung in 6 zeigteine erweiterte FMEA-Schnittstelle 68. Die Schnittstelle kannin einer beliebigen geeigneten Computerroutine, beispielsweise ineinem herkömmlichenTabellenkalkulationsprogramm, definiert werden. Das Schnittstellenübersetzungsmodul 72 unddas Modelldefinitionsmodul 74 (siehe 3) ermöglichen die Anzeige der Daten,die mithilfe von Modellierungssoftware über die Schnittstelle definiertwurden, um das Modell auf der Grundlage der Daten zu kompilieren.In der in 6 veranschaulichtenImplementierung werden Felder fürdie Angabe der Komponente oder Funktion bereitgestellt, auf diedas Modell im System Bezug nimmt. In dem veranschaulichten Beispielkann in einem Modalitätsfeld 110 eineSystemmodalitätangegeben werden, die beispielsweise im Kontext der medizinischenDiagnostik verwendet wird. Feld 112 enthält die Bezeichnungdes Systemmodells, während dieFelder 114 und 116 eine spezifi schere Bezeichnungeines Subsystems und einer Komponente oder Funktion enthalten. Eskönnenweitere oder andere und ähnlicheBezeichnungsfelder fürSysteme, Subsysteme, Komponenten, Funktionen und austauschbare Einheitenbereitgestellt werden.
    [0050] DieSchnittstelle enthältaußerdemeine Reihe von Feldergruppen fürdie Angabe relevanter Informationen, die für die Definition des einzelnenModells verwendet werden. Beispielsweise werden in der dargestelltenAusführungsformInformationen überdas Element 118, der Fehlermodus 120, die Wartungsaktionen 122 unddie Indikatoren 124 bereitgestellt. Die Elemente stellen,ausgehend von der Komponentenebene, eine Aufgliederung der einzelnenAspekte, Merkmale oder Subkomponenten dar, bei denen es sich umdie Hauptursache fürein wartungsfähigesEreignis handeln kann. Fürjedes dieser Elemente kann eine Reihe von Fehlermodi definiert werden.Für dieseFehlermodi könnenWartungsaktionen definiert werden, die den einzelnen Fehlermodi begegnen.Die entsprechenden Elemente, die wartungsfähige Ereignisse auslösen können, sowiedie einzelnen Fehlermodi könnenanschließenddurch einen oder mehrere Indikatoren charakterisiert werden. Wiederumbeziehen sich die Indikatoren allgemein auf Daten, die in einemSystem sensorisch gemessen oder erfasst bzw. manuell oder halbautomatisch eingegebenwerden können.
    [0051] Beierneuter Bezugnahme auf die Elementinformationen ist festzustellen,dass in der in 6 veranschaulichtenAusführungsformdie Elementdaten 118 eine Kennung für ein bestimmtes Element, ein bestimmtesMerkmal oder eine bestimmte Subkomponente sowie einen mit dem Elementverknüpften Wahrscheinlichkeitswertenthalten. Der anfänglich vomSystem- oder Wartungsmodellplaner zugewiesene Wahrscheinlichkeitswertstellt die Wahrscheinlichkeit dar, mit der das entsprechende Elementmit einem wartungsfähigenEreignis fürdie Komponente verknüpftwerden kann, fürdie das Wartungsmodell definiert wird. Wie nachfolgend erwähnt, können dieseWahrscheinlichkeitswerte fortwährendgeändert undgemäß Aspektender vorliegenden Technik und auf der Grundlage der oben beschriebenenRückmeldungenund Bewertung im Laufe der Zeit verbessert werden. Folglich können dieanfänglichenWahrscheinlichkeitsdaten auf der Grundlage der Erfahrungen optimiertwerden, die im Laufe der Zeit mit den gleichen oder ähnlichenSystemen gewonnen wurden.
    [0052] Die über dieSchnittstelle bereitgestellten Fehlermodusdaten 120 enthaltengleichermaßen eineBezeichnung 130 fürjeden Fehlermodus und können,wie durch Referenznummer 132 dargestellt, einen Hinweiszur Wertigkeit oder Dringlichkeit des Fehlermodus enthalten. DieWertigkeitsinformationen könnendie Auswahl eines bestimmten Modells beim Bewerten des Wartungsbedarfsbeeinflussen und könnenin anderen Kontexten verwendet werden, beispielsweise um empfohleneWartungsstrategien zur Anwendung auf die entsprechenden Fehlermodizu definieren. Darüberhinaus könnenschwer wiegende Fehlermodi den Designer dazu veranlassen, dafür zu sorgen,dass zusätzlicheSensoren oder Indikatoren ein hohes Maß an Zuverlässigkeit bei der Erkennungund Lokalisierung dieser Fehlermodi bieten. Die Wertigkeitsfaktorendie, wie durch Referenznummer 134 dargestellt, an Wahrscheinlichkeitswertedes entsprechenden Fehlermodus gekoppelt sind, der einem Problemmit einem bestimmten Element zu Grunde liegt, können als Basis für die Planungder Austauschbarkeit einzelner Komponenten dienen, wie sie in vorOrt austauschbaren Einheiten usw. vorkommen. Die in Bezug auf dieverschiedenen Fehlermodi ermittelten Wahrscheinlichkeitswerte können anfänglich vomSystemplaner eingegeben werden, wie dies bei den Wahrscheinlichkeitswerten 128 derFall ist. Diese Wahrscheinlichkeitswerte können natürlich im Laufe der Zeit optimiert werden,wenn zusätzliche Informationenoder Erfahrungen gesammelt werden. Es gilt außerdem zu beachten, dass dieWahrscheinlichkeitswerte 134 den einzelnen Fehlermodi zugeordnetsind, wobei pro angegebenem Element mehrere Fehlermodi möglich sind.
    [0053] DieInformationen 122 zu Wartungsaktionen enthalten Definitioneneinzelner Aktionen, die zur Anwendung auf verschiedene wartungsfähige Ereignisseund insbesondere zur Anwendung auf die Fehlermodi ausgeführt werdenkönnen.Wie oben erwähnt, zählen zuden Wartungsaktionen die Kalibrierung, das Zurücksetzen von Systemen und Software,das erneute Laden von Software und der Austausch von Komponenten,um nur einige zu nennen. Neben der Wartungsaktion 136 können diemit der Aktion verbundenen geschätztenKosten, wie durch Referenznummer 138 dargestellt, angegebenwerden. Diese Kosten könnenals Grundlage dienen, um bestimmte Empfehlungen zu bewerten, umden Zeitpunkt für denAustausch von Komponenten zu austauschbaren Einheiten zu definieren,um Wartungskosten zu überwachen,um Wartungsvertragsgebührenzu berechnen usw.
    [0054] Schließlich stellendie Indikatordaten 124 einen Bereich an Spezifikationenfür dieeinzelnen Datenpunkte bereit, die zur Auswahl des entsprechendenModells verwendet werden, das fürdie Anwendung auf ein wartungsfähigesEreignis von Interesse ist. Die Daten stellen außerdem eine Grundlage für das Erkennenund Lokalisieren potenzieller Fehler und für das Priorisieren von Wartungsaktionendar. Hinzu kommt, wie nachfolgend beschrieben, dass die Indikatorendem Designer eine überprüfbare Grundlagefür dieEinschätzungbieten, ob bestimmte Fehlermodi erkannt werden können und in welchem Umfangbei einer möglichenErkennung die Isolation und die Lokalisierung einzelner Elementein Fehlermodi erleichtert wird. In der veranschaulichten Ausführungsformenthalten die Indikatordaten 124 eine Nachricht-ID 140,sofern eine vorhan den ist, und eine Quelle 142, soferndie Nachricht-ID ermittelt werden kann. In vielen komplexen Systemenkönnenbeispielsweise aus Komponenten und Systemen Protokollinformationenabgeleitet werden, die die Grundlage für spezifische Identifizierungenvon Fehlern und Ereignissen bilden. Es haben jedoch nicht alle Elementeoder Fehlermodi einen Bezug zu diesen Protokollen und bestimmteIndikatoren sind in diesen Protokollen möglicherweise nicht verfügbar. EinNamensfeld 144 enthältdie Bezeichnung des entsprechenden Indikators. Wie oben erwähnt, können mehrereIndikatortypen bereitgestellt werden, darunter Indikatoren, dieim Normalbetrieb des Systems verfügbar sind, die in 6 als „Laufzeit"-Indikatorenbezeichnet werden, sowie Indikatoren, die vom Benutzer gestarteteAbläufeerfordern und Indikatoren, die eine manuelle Intervention oder Eingabeerfordern. Fürdie letzten beiden Indikatortypen kann, wie durch Referenznummer 146 dargestellt,eine Erfassungszeit ermittelt werden, und der entsprechende Indikatortypkann unter Referenznummer 148 ermittelt werden. Diese Informationenkönnenzusätzlichin einer Planungsphase verwendet werden, um im Prozess oder SystemPunkte zu identifizieren, an denen Detektoren oder Sensoren angeordnetwerden können,um die Wartungsintervalle auszudehnen und die Isolation einzelnerFehlermodi und Elemente auf der Grundlage des Indikatortyps zu verbessern.
    [0055] Wieoben erwähnt,könnenzusätzliche Schnittstellenbereitgestellt werden, um die Wartungsmodelle gemäß Aspektender vorliegenden Technik zu definieren. 7 stellt eine zusätzliche Schnittstelle diesesTyps dar. Die Schnittstelle 70 enthält Informationen, die den Informationen ähneln, die vonder in 6 dargestelltenSchnittstelle 68 bereitgestellt werden, aber ein anderesFormat aufweisen, an das Wartungsmitarbeiter möglicherweise eher gewöhnt sind.Folglich könnenInformationen, die Angaben zu einer Modalität, einem System, einem Subsystem,einer Komponente usw. liefern, wie durch die entsprechenden Referenznummern 110, 112, 114 und 116 dargestelltbereitgestellt werden. Zusätzlich werdenInformationen 120 zur Identifizierung des Fehlermodus zusammenmit Wartungsaktionsdaten 122 bereitgestellt. Gleichermaßen werdenInformationen 118 zur Elementidentifizierung bereitgestellt. Wieim Fall der Schnittstelle 68 aus 6 enthalten die Elementinformationensowohl die Daten 126 für dieElementidentifizierung als auch die Wahrscheinlichkeitsschätzwerte 128.Gleichermaßenenthalten die Fehlermodusdaten 120 eine Bezeichnung 130 desFehlermodus, eine Wertigkeitsklassifizierung 132 und einenWahrscheinlichkeitsschätzwert 134. Darüber hinauswerden bestimmte Indikatoren für spezifischeUrsachen fürwartungsfähigeEreignisse angegeben und zu den einzelnen Wartungsaktionen, Fehlermodiund Elementen in Beziehung gesetzt. In der in 7 dargestellten Ausführungsform wird, wie durchReferenznummer 150 dargestellt, ein gerundetes Produktder Wahrscheinlichkeitsschätzwerte 128 und 134 bereitgestellt.
    [0056] Inder in 7 enthaltenenDarstellung der Schnittstelle 70 tritt die Interdependenzzwischen den einzelnen Indikatoren und den Fehlermodi, Wartungsaktionenund Elementen deutlicher zutage. Das in 7 dargestellte Beispiel enthält insbesondere siebenseparate Indikatoren und neun potenzielle Fehlermodi. Es lässt sichbeispielsweise feststellen, dass der Indikator 3 sowohlmit dem Fehlermodus 3 als auch mit dem Fehlermodus 9 verknüpft istund dass diese Korrelationen in den durch die Referenznummer 152 gekennzeichnetenBlöckenvon 7 zusammengefasstsind. Die Auswahl von Indikatoren kann daher während der Systemplanung soerfolgen, dass einzelne Fehlermodi eindeutig zu spezifischen Indikatorenin Beziehung gesetzt werden können, unddass im Fall von nicht eindeutig unterscheidbaren oder isoliertenFehlermodi die Verwendung zusätzlicherIndikatoren gerechtfertigt sein kann. Darüber hinaus ist es in den Fällen, indenen Kostenschätzungenergeben, dass Wartungsaktionen wirtschaftlich kombiniert werdenkönnen,möglich,Indikatoren gleichermaßenzu kombinieren oder zu eliminieren. Folglich ermöglicht sowohl die Hinzufügung vonIndikatoren (z. B. durch das Hinzufügen von Sensoren) als auchdie potenzielle Verringerung von Indikatoren (z. B. durch das Verringernder Anzahl der erforderlichen Sensoren). Gleichermaßen ermöglicht dasSystem dem Designer, den Systemplanern Feedback hinsichtlich derIntegration von Komponenten oder Funktionen in kombinierte austauschbareEinheiten zu erteilen, die beim Auftreten spezifischer Fehlermodioder Elemente wirtschaftlich ersetzt werden können.
    [0057] Wieoben erwähnt,wird auf der Grundlage der Modelldefinition, die von den in 6 und 7 dargestellten Schnittstellen bereitgestelltwird, sowie auf der Grundlage des Modelldefinitionsmoduls und der Software,die oben unter Bezugnahme auf 3 beschriebenwurde, ein Modell entwickelt, das bewertet werden kann. In einervorliegenden Ausführungsform wirdeine Analyse-Scorecard 84 wie in 8 dargestellt entwickelt. In der veranschaulichtenAusführungsformliefert die Scorecard, wie durch die Referenznummern 110, 112, 114 und 116 dargestellt, Identifizierungsinformationenzu dem entsprechenden Modell, die den vom Designer eingegebenenInformationen entsprechen. Eine allgemeine Zusammenfassung 154 derModellanalyse und der Ausgabe wird ebenfalls angegeben. In dem dargestellten Beispielwerden entsprechend dem Modell, das durch die Schnittstellen 68 und 70 inden 6 bzw. 7 definiert wird, zwei einzelneElemente (siehe Daten 126 in 6 und 7) sowie neun separate Fehlermodi (sieheDaten 130 in 6 und 7) auf der Grundlage vonsieben separaten Indikatoren (siehe Daten 144 in 6 und 7) analysiert. Diese Elemente werden,wie durch die Referenznummern 160, 162 und 164 in 8 angezeigt, in einer Zusammenfassungangegeben. Darüberhinaus werden die vom Modell verwendeten Indikatortypen in einerZusammenfassung angegeben.
    [0058] DieScorecard fasst außerdemdie Erkennbarkeit der verschiedenen Elemente und Fehlermodi zusammen.Die in 8 unter der Referenznummer 156 zusammengefassteErkennbarkeit umfasst, wie durch die Referenznummer 166 angezeigt,eine Zusammenfassung der Anzahl der involvierten Elemente und denprozentualen Anteil der Elemente, für die ein Fehler erkennbarist, sowie eine unter der Referenznummer 168 zusammengefasstetabellarische Aufstellung der Anzahl der involvierten Fehlermodi undden Prozentsatz ihrer Erkennbarkeit. Die in 8 dargestellte Ausführungsform enthält, wie durchdie Referenznummer 170 angezeigt, zusätzlich eine Übersicht über dieIndikatortypen, die am Erkennen der Fehlerhaftigkeit von Elementenund der Fehlermodi im Modell beteiligt sind.
    [0059] Inder veranschaulichten Ausführungsform gibtdie Scorecard ferner den Grad an, bis zu dem gemäß dem Modell die Isolationder Elementefehler und des Vorkommens der Fehlermodi vorgenommen werdenkann. Die in 8 durchdie Referenznummer 158 dargestellte Isolationszusammenfassung enthält in derveranschaulichten Ausführungsform, wiedurch die Referenznummer 172 angezeigt, eine Übersicht über dieentsprechenden involvierten Elemente, ihre unterschiedlichen Fehlermodiund die für ihreIsolation erforderlichen Indikatortypen. Die in der Zusammenfassung 172 enthaltenenElemente und Fehlermodi ermöglicheneine präziseFehlerisolation. Darüberhinaus werden, wie durch die Referenznummer 176 angezeigt,Zusammenfassungen der einzelnen nicht präzise isolierbaren Elementeund ihrer Fehlermodi zusammen mit Angaben zur Wahrscheinlichkeitdes Vorkommens, sowie zu Wertigkeit, Kosten und Wartungsakti onen,wie durch die Referenznummer 178 angezeigt, über dieModellentwurfsschnittstelle bereitgestellt.
    [0060] Esgilt zu beachten, dass die Analyse und Bewertung, die dank der vorliegendenTechniken verfügbarsind, informationsbasierte Entscheidungen hinsichtlich der Empfehlungvon Wartungsaktionen sowie hinsichtlich der Planung des Systemsselbst ermöglichen.Wie in dem in 8 dargestelltenBeispiel festgestellt werden kann, wird beispielsweise den Fehlermodi 7 und 8 (FM7und FM8) mit der Wartungsaktion 7 begegnet, die beispielsweiseden Austausch eines Teils einer austauschbaren Einheit umfassenkann. Wenn dies der Fall ist, erkennt der Systemplaner möglicherweise,dass die Isolation der Fehlermodi 7 und 8 nichterforderlich ist (da die Reaktion auf beide Möglichkeiten dieselbe ist).Die für dieseIsolation vorgesehenen Indikatoren und die mit ihnen verknüpften Sensorenkönntendann, zumindest was den Wartungsbedarf betrifft, eliminiert werden(die von diesen Sensoren erfassten Informationen können natürlich ausanderen Gründenfür das Systemnützlichsein). Obgleich die Fehlermodi 3 und 9 isoliertund ihnen unterschiedliche Wartungsaktionen zugeordnet sind, kannangesichts der relativ niedrigen Kosten für diese Maßnahmen (siehe Spalte ICV derin 8 dargestellten Schnittstelle)in beiden Fällendie Empfehlung erteilt werden, durch beide Wartungsaktionen zu reagieren(z. B. beide Teile gegen Ersatzteile einsenden). In diesen Fällen kanndie Lieferung eines potenziell nicht benötigten Teils angesichts dessenKosten gerechtfertigt sein, die im Vergleich zu den potenziellenKosten fürdas Bereitstellen eines Indikators und eines zugehörigen Sensorsfür diegegenseitige Isolierung der Fehlermodi relativ niedrig sind. Andererseitskann bei höheren Kostenund größeren Kostendifferenzendie Verwendung des zusätzlichenIndikators und Sensors gerechtfertigt sein.
    [0061] DieAnalyse-Scorecard kann zusammen mit anderen Berichten und Ausgabedokumentenverwendet werden, um zu ermitteln, ob das Modell einzelne Hauptursachenfür wartungsfähige Ereignisse ausreichendcharakterisiert und isoliert. Ein zweites Ausgabeformat ist in 9 in Form eines Diagnoseberichtsdargestellt. Der Validierungsbericht 86 identifizierteeinen bestimmten Versand- oder Wartungsauftrag 180. Aufder Grundlage der fürdas entsprechende Wartungsmodell bewerteten Indikatoren und aufder Grundlage der Verknüpfungdieser Indikatoren mit den einzelnen identifizierten Elementen und Fehlermodi,wird, wie durch die Referenznummer 182 in 9 angezeigt, eine wahrscheinliche Ursachefür einwartungsfähigesEreignis ermittelt. Wie oben erwähnt,werden diese Ursachen anschließend mitWartungsaktionen verknüpft,deren Empfehlung unter Referenznummer 184 angegeben wird.Sofern erwünscht,kann eine Liste möglicherWartungsaktionen dieses Typs zusammen mit entsprechenden Ursachenzur erstellt werden. Die Liste kann auf der Grundlage von Faktorenwie Wahrscheinlichkeit, bisheriger Erfahrung, Kosten Wartungsdurchlaufzeit usw.auch priorisiert werden.
    [0062] DieDarstellung enthältdie Bezeichnung des entsprechenden Modells, das für die Analyseverwendet wird, und darauf folgend im Modellentwurf festgelegteBezeichnungen. In der veranschaulichten Ausführungsform, umfassen diese,wie durch die Referenznummern 110, 112, 114 und 116 angezeigt,die Bezeichnung einer Modalität,eines Systems, eines Subsystems und einer Komponente. Es können natürlich weitereBezeichnungstypen fürModell- oder Systemkomponenten verwendet werden. Da üblicherweiseverschiedene Indikatoren mit unterschiedlichem Status vorhandensind, werden ferner die Status dieser Indikatoren, wie durch Referenznummer 186 dargestellt,durch eine Auflistung der Indikatoren aufgeführt. Wie oben erwähnt, können dieseIndikatoren in einer vorliegenden Aus führungsform als „Laufzeit"-Indikatoren, ausdenen im Normalbetrieb des Systems Daten erfasst werden können, oderals Indikatoren bezeichnet werden, die Benutzeraktionen und manuelleEingaben erfordern. In der veranschaulichten Ausführungsformweist ein einziger Indikator 1001 den Status „Ein" auf, während alleanderen Indikatoren entweder inaktiviert oder negativ sind.
    [0063] DerValidierungsbericht 86 kann während der ersten Planung desWartungssystems fürden Test oder die Analyse der Leistungsfähigkeit von verschiedenen Wartungsmodellenverwendet werden. Darüberhinaus könnendie gleichen oder ähnliche Berichteals ein Ergebnis der Erkennung von wartungsfähigen Ereignissen generiertwerden. Diese Ereignisse könnenwährendder Lebensdauer des Systems eintreten und die Analyse lässt sichauf verschiedene Weise auslösen:beispielsweise automatisch, durch Intervention des Benutzers, periodisch usw.Im Allgemeinen werden diese Diagnoseberichte generiert, um die Empfehlungenzusammenzufassen, die nach der Erkennung spezifischer Indikatoren,nach der Auswahl eines oder mehrerer Wartungsmodelle, nach der Anwendungdes Wartungsmodells auf die Indikatoreingabedaten und nach der darauffolgenden und mithilfe der oben beschriebenen Verfahren ausgeführten Analyse,erteilt werden.
    [0064] Wieoben erwähnt,ermöglichendie vorliegenden Techniken im Laufe der Zeit auch die Verbesserungder Wartungsmodelle und des allgemeinen Wartungssystems. Insbesondereweil zusätzlicheErfahrungen durch das tatsächlicheWarten des Systems gesammelt werden, werden diese Informationenzusammengetragen, um die Genauigkeit und Effektivität der vorhandenenModelle zu analysieren und um die vorhandenen Modelle oder das Maschinensystemmit dem Ziel der Verbesserung der Wartungsfähigkeit zu ändern. 10 veranschaulicht eine exem plarischeScorecard fürWartungsrückmeldungen,die durch verschiedene Module generiert wird, die oben unter Bezugnahmeauf 3 beschrieben sind.In der veranschaulichten Ausführungsformenthältdie Scorecard 188 die Bezeichnung des entsprechenden bewertetenModells, beispielsweise in Form der oben erwähnten Felder 110, 112, 114 und 116.Da die Rückmeldungenauf der Grundlage der tatsächlichvorgenommenen Wartung erfolgen, wird, wie durch Referenznummer 190 angezeigt,ein Datumsbereich angegeben. Wie in 10 dargestellt,werden verschiedene im Modell mögliche Wartungsaktionenzusätzlichzu Fehlermodi, Entwurfsinformationen, Wahrscheinlichkeitswertenusw. angezeigt. Diese Informationen enthalten im allgemeinen dieInformationen, die, wie oben beschrieben, für die Erstellung des Modellsverwendet werden. Zusätzlichwerden jedoch auch aktuelle oder tatsächliche Daten bereitgestellt,die sich auf die an einem System vorgenommene Wartung beziehen. Rückmeldungsdaten 194 werdenin verschiedenen Feldern bereitgestellt. Wie durch Referenznummer 196 dargestellt,wird beispielsweise die Anzahl der innerhalb des Datumsbereichsliegenden Empfehlungen füreine spezifische (Fehlermodi von spezifischen Elementen zugeordnete)Wartungsaktion angezeigt. In der veranschaulichten Ausführungsform wurdendrei Empfehlungen fürden Datumsbereich von Wartungsaktion 1 erteilt. Ein Prozentsatzdes tatsächlichenVorkommens wird, wie durch Referenznummer 198 dargestellt,aufgeführt,wobei in der veranschaulichten Ausführungsform alle Vorkommen dieWartungsaktion 1 einbezogen haben. Die Rückmeldungenenthalten, wie durch die Referenznummern 200 und 202 dargestellt,außerdemeine Anzeige, wie häufigdie Empfehlung korrekt war, und wie häufig die Empfehlung nicht korrektwar. Auf der Grundlage dieser Zählstände wirdunter Referenznummer 204 eine prozentuale Genauigkeit desModells angegeben. Im Allgemeinen liefert die Scorecard eine Zusammenfassungder Wartungsaktionen, die auf der Grundlage des betrachteten spe zifischen Modellsausgeführtwurden. In den Fällen,in denen die ausgeführtenAktionen mit den üblicherweisevon Wartungsmitarbeitern ermittelten erforderlichen Aktionen übereinstimmten,werden alle Vorkommen als korrekt angezeigt. Wenn jedoch Vorkommenals nicht korrekt angezeigt werden, kann dies als Hinweis gewertetwerden, dass einige Änderungenam Modell erforderlich sind, beispielsweise das Identifizieren andererHauptursachen fürwartungsfähigeEreignisse, das Unterscheiden zwischen Ursachen für diese Ereignisse,eine verbesserte Isolation der einzelnen Hauptursachen usw.
    [0065] Sofernerwünscht,könnendetailliertere Informationen durch detaillierte Scorecards des in 11 dargestellten Typs bereitgestelltwerden. Auf der durch Referenznummer 206 allgemein dargestelltendetaillierten Scorecard werden, wie durch die Felder 110, 112, 114 und 116 dargestellt, ähnliche Bezeichnungender Systemkomponenten angegeben. Wie durch Referenznummer 190 dargestellt, wirdebenfalls ein Datumsbereich fürWartungsaktivitätenangegeben, und zwar auf ähnlicheWeise wie der in 10 veranschaulichteBereich. Die detaillierte Scorecard 206 enthält jedochInformationen zu den im Datumsbereich erteilten spezifischen Wartungsempfehlungen.In der veranschaulichten Ausführungsformlässt sichfeststellen, dass Wartungsaktion 1, wie durch die Zifferin Spalte 196 von 10 angezeigt,dreimal innerhalb des Datumsbereichs empfohlen wurde. Auf der in 11 enthaltenen detailliertenScorecard werden die gleichen drei Begebenheiten anschließend indie Einträge 208 aufgegliedert.Die Einträgeenthalten detaillierte Angaben zu Datum und Uhrzeit, zur Versandnummer,zur Wartungsaktion und zum behandelten Fehlermodus. Wie durch Referenznummer 210 angezeigt,geben die Informationen ferner an, ob die Wartungsaktion korrekt war.Des Weiteren wird die korrekte Aktion, wie durch Referenznummer 212 dargestellt,angegeben. Diese Informationen sind sehr nützlich bei der Bewertung, obdas Wartungsmodell den Fehlermodus korrekt identifiziert und denFehlermodus mit der erforderlichen Wartungsaktion verknüpft hat.Wiederum kann die korrekte Wartungsaktion entweder durch eine von einerPerson, wie z. B. einem Außendiensttechniker, vorgenommeneEingabe oder durch die automatische Erkennung von Änderungenin Systemkonfigurationen identifiziert werden, die an geänderte Ausstattungangepasst wurde, usw. Wie durch Referenznummer 214 zusammenfassenddargestellt wird, enthältdie detaillierte Scorecard in der veranschaulichten Ausführungsformauch die Angabe der entsprechenden pro Fall vorhandenen Indikatorenund ihren Status. Diese Informationen können als Grundlage für die Einschätzung dienen,ob ein zusätzlicheroder ein anderer Fehlermodus und eine ihn begleitende Wartungsaktionangegeben werden kann, oder ob die vorhandenen Definitionen korrigiertoder geändertwerden können.Die Rückmeldungenkönnen auchden Hinweis enthalten, dass die vorhandenen Modelle eine unzureichendeErkennung oder Isolation ermöglichenund dass ein oder mehrere zusätzlicheIndikatoren oder Modelle bei der Bereitstellung der gewünschtenWartung nützlichwären.Gleichermaßenkönnendie Informationen den Hinweis enthalten, ob die vom Modell verwendetenWahrscheinlichkeitswerte präzisesind, die als Grundlage fürdie Bewertung dienen, welcher Fehlermodus eher auf einzelne Elementeoder Komponenten zutreffen. Im Laufe der Zeit stellen die Übersichts-und Detail-Scorecards ein äußerst nützlichesTool fürdie Verbesserung von Wartungsmodellen und die Auswahl dieser Modelledar.
    [0066] Obgleichdie Erfindung offen fürverschiedenste Modifikationen und alternative Ausgestaltungen seinkann, wurden spezifische Ausführungsformenin Form von Beispielen in den Zeichnungen dargestellt und im vorliegendenPatent detailliert beschrieben. Es versteht sich jedoch, dass die Erfindungnicht auf die entsprechenden offenbarten Ausgestaltungen beschränkt seinsoll. Vielmehr soll die Erfindung alle Modifikationen, Äquivalenteund Alternativen einschließen,die dem Geist und dem Geltungsbereich der Erfindung entsprechen,die durch die folgenden beigefügtenAnsprüchedefiniert werden.
    权利要求:
    Claims (10)
    [1] Verfahren fürdie Entwicklung eines Wartungsmodells für ein komplexes System, dasFolgendes umfasst: Anzeigen einer Schnittstelle (70)für dieWartungsmodelldefinition; überdie Schnittstelle erfolgendes Identifizieren einer Vielzahl vonFehlermodi (120, 168) für ein komplexes System (12); über dieSchnittstelle erfolgendes Identifizieren einer Vielzahl von Indikatoren(88, 170), die Betriebszustände von Komponenten (36, 38, 40)des komplexen Systems darstellen; über die Schnittstelle erfolgendesIdentifizieren einer Vielzahl von Wartungsaktionen (122, 184)zur Anwendung auf die Fehlermodi; und über die Schnittstelle erfolgendesAnzeigen einer Darstellung der Erkennbarkeit (156) einerVielzahl von Fehlermodi, die überdie Indikatoren verknüpft sind.
    [2] Verfahren nach Anspruch 1, bei dem die Indikatoren(88, 170) Betriebszustände einschließen, die über Sensoren(42) im komplexen System (12) erkennbar sind.
    [3] Verfahren nach Anspruch 1, bei dem die Indikatoren(88, 170) Betriebszustände einschließen, die über manuelleBeobachtung des komplexen Systems erkennbar sind.
    [4] Verfahren nach Anspruch 1, bei dem die Indikatoren(88, 170) Betriebszustände einschließen, die über diebedarfsgesteuerte Ausführungvon Diagnosetests erkennbar sind.
    [5] Verfahren nach Anspruch 1, das das Identifiziereneiner Vielzahl von Komponenten oder Funktionen (38) deskomplexen Systems (12) und einer Vielzahl von Fehlermodi(120, 168) der Komponenten oder Funktionen umfasst,wobei die Indikatoren auf der Grundlage der Fehlermodi die Isolationvon wartungsfähigenEreignissen ermöglichen.
    [6] Verfahren nach Anspruch 1, das das Identifizierenvon Wahrscheinlichkeitswerten (128) für das Vorkommen der Fehlermodiumfasst.
    [7] Verfahren nach Anspruch 1, das das Identifizierender Kosten (138) von Wartungsaktionen für die Korrektur der Fehlermodiumfasst.
    [8] Verfahren nach Anspruch 1, das das Erzeugen einesWartungsmodells (64) auf der Grundlage der identifiziertenFehlermodi (120, 168) und Indikatoren (88, 170)umfasst.
    [9] Verfahren nach Anspruch 1, das das über die Schnittstelleerfolgende Anzeigen einer Darstellung (214) der Fähigkeitumfasst, einzelne Fehlermodi (120, 168) einerVielzahl von Fehlermodi zu isolieren, die über die Indikatoren verknüpft sind.
    [10] Verfahren nach Anspruch 1, das das Identifiziereneiner Komponente (38), einer Funktion (38), einesSubsystems (36) oder einer austauschbaren Einheit (40)des komplexen Systems (12) umfasst, und bei dem die Indikatoren(88, 170) und Fehlermodi (120, 168)für dieidentifizierte Komponente, Funktion, oder austauschbare Einheitoder fürdas identifizierte Subsystem identifiziert werden.
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    同族专利:
    公开号 | 公开日
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    引用文献:
    公开号 | 申请日 | 公开日 | 申请人 | 专利标题
    法律状态:
    2011-06-22| R005| Application deemed withdrawn due to failure to request examination|Effective date: 20110329 |
    优先权:
    申请号 | 申请日 | 专利标题
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