EP1259941A1 - Verfahren und vorrichtung zur ermittlung der verbleibenden betriebsdauer eines produktes - Google Patents

Verfahren und vorrichtung zur ermittlung der verbleibenden betriebsdauer eines produktes

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EP1259941A1
EP1259941A1 EP01913549A EP01913549A EP1259941A1 EP 1259941 A1 EP1259941 A1 EP 1259941A1 EP 01913549 A EP01913549 A EP 01913549A EP 01913549 A EP01913549 A EP 01913549A EP 1259941 A1 EP1259941 A1 EP 1259941A1
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EP
European Patent Office
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product
operating
company
operating time
sizes
Prior art date
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EP01913549A
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English (en)
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EP1259941B1 (de
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Markus Klausner
Wolfgang Grimm
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Robert Bosch GmbH
Original Assignee
Robert Bosch GmbH
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Publication date
Application filed by Robert Bosch GmbH filed Critical Robert Bosch GmbH
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Application granted granted Critical
Publication of EP1259941B1 publication Critical patent/EP1259941B1/de
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Expired - Lifetime legal-status Critical Current

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    • G07—CHECKING-DEVICES
    • G07C—TIME OR ATTENDANCE REGISTERS; REGISTERING OR INDICATING THE WORKING OF MACHINES; GENERATING RANDOM NUMBERS; VOTING OR LOTTERY APPARATUS; ARRANGEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS FOR CHECKING NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • G07C5/00—Registering or indicating the working of vehicles
    • G07C5/08—Registering or indicating performance data other than driving, working, idle, or waiting time, with or without registering driving, working, idle or waiting time
    • G—PHYSICS
    • G07—CHECKING-DEVICES
    • G07C—TIME OR ATTENDANCE REGISTERS; REGISTERING OR INDICATING THE WORKING OF MACHINES; GENERATING RANDOM NUMBERS; VOTING OR LOTTERY APPARATUS; ARRANGEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS FOR CHECKING NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • G07C3/00—Registering or indicating the condition or the working of machines or other apparatus, other than vehicles
    • G07C3/02—Registering or indicating working or idle time only
    • G—PHYSICS
    • G07—CHECKING-DEVICES
    • G07C—TIME OR ATTENDANCE REGISTERS; REGISTERING OR INDICATING THE WORKING OF MACHINES; GENERATING RANDOM NUMBERS; VOTING OR LOTTERY APPARATUS; ARRANGEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS FOR CHECKING NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • G07C3/00—Registering or indicating the condition or the working of machines or other apparatus, other than vehicles
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    • G—PHYSICS
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    • G07C5/00—Registering or indicating the working of vehicles
    • G07C5/02—Registering or indicating driving, working, idle, or waiting time only

Definitions

  • the present invention relates to a method and a device for determining the remaining operating time of a product; the invention further relates to methods and a device for recording operating times up to the technical failure of the product as well as methods and a device for determining
  • Operating time threshold values of products as a function of certain time-varying operating sizes for monitoring the reliability of products and finally the invention also relates to a device arranged in a product whose reliability is to be monitored, for comparing the actual operating time of the product with operating time threshold values in accordance with the preambles of independent claims.
  • a method for determining the service life is known from DE 195 16 481 AI.
  • a control device for a motor vehicle is described which has an operating data memory in which the operating sizes of the motor vehicle are stored, which can provide information on the probability of failure or the future reliability of the control device.
  • Operating data memories are used to store essential data relating to the life history of a control unit in order to be able to make a statement as to the reliability of the control unit if necessary.
  • the object of the present invention is to enable the most accurate possible, non-model-based life expectancy for any products that have an operational data memory or have such access. Another task is the optimal acquisition of data and storage in an operating data memory in order to be able to use the memory optimally, in particular in order to save storage space.
  • the invention proposes, starting from a method for recording operating times up to the technical failure of a product, that values of specific operating sizes are recorded, the range of values of the individual operating sizes is divided into classes and the operating times depending on the class in that the recorded value of the company size falls.
  • the invention proposes a method and a device for determining the remaining operating time of a product until technical failure, values of a value range of at least one company size of the product being recorded, the value range of the company size being divided into classes and for each Class determines an operating time of the product and stores it in an operating data memory assigned to the product, the operating times being assigned predeterminable weighting factors and thus at least one weighted, cumulative operating time for the product is determined, the weighted, cumulative operating time being compared with at least one predeterminable operating time threshold value and the remaining operating time of the product being determined therefrom.
  • the product is designed, for example, as a control device or a subsystem (e.g. brake, engine, transmission, steering, etc.) of a motor vehicle.
  • the products have or are assigned to an operating data memory, in which the recorded operating variables or the operating times can be stored and called up again as required.
  • the operating data memory preferably has a non-volatile memory (for example an EEPROM or a flash EEPROM) as well as means for detecting the operating sizes or the operating times.
  • the operating data memory can be implemented, for example, in one or more control units.
  • the operating data memories are used to record discrete system states (e.g. number of start processes, number of emergency starts, number of thermal shutdowns, etc.) and the time-varying operating variables. For example, sensor data such as temperature, current, voltage, pressure, etc. a. detected.
  • a linear or non-linear subdivision of the value range m into several classes is carried out in each case in the value range of the operating variables which is permissible under operating conditions. Extreme values that lead to the immediate destruction of the product are outside the permissible value range.
  • the class assignment is based on the division of the entire value range into relevant load groups. The individual classes have a different influence on the aging / wear of the product.
  • Operating data memory is used to record the operating time of the product for each operating size in each class.
  • the determination of the individual technical operating time of a product and the calculation of the degree of wear at any given time is carried out on the basis of n classes of operating sizes. Due to the classified operating sizes, a particularly reliable and precise determination of the operating time of a product is possible, the storage requirement for the operating data memory being minimized, since it is not necessary to record the time course of the operating sizes. This enables particularly reliable preventive maintenance / repair shortly before the end of the technical operating life.
  • the values of the company sizes are recorded at regular time intervals and a class number of a certain class is increased if the value of a company size falls into this class.
  • each operating size of a specific product can thus be assigned an operating time histogram, from which the operating time of the product results for the operating size within a specific class.
  • the size of the operational data memory in bytes required for the operational data storage results from the product of the number of operational sizes, the average number of classes per operational size and the average number of bytes per class number.
  • the individual classes have a different influence on the aging / wear of the products. For this reason, the classes of company size are assigned weighting factors that determine the relative influence of a particular one
  • the invention provides for determining the weighting factors from a subset K of the products and then applying them to the subset Z of the products. As a result, the critical weighted cumulative operating times of the sizes for series production can be determined for the products from the subset S, and when they are reached, an end to the technical operating time can be concluded.
  • Is weighting factor assigned to class j of company size i and t_ijk is the service life of the product k for class j of company size i.
  • the correlation between the farm sizes can be taken into account, for example, by determining the weighting factors from an equation system in which the weighted cumulative operating times for each farm size are linked to one another by means of operators.
  • the operators can, for example, represent an AND operation (product formation), an OR operation (sum formation) or a fuzzy operation (e.g. an intermediate state between AND and OR).
  • the critical cumulative operating times for the individual operating sizes are to be determined, when they are reached it can be concluded that the technical operating time has ended.
  • a number of Z products are operated with the help of K products until technical failure, whereby the weighting factors calculated from the K products are applied to the classified operating sizes of the Z products.
  • the need for repair, replacement or maintenance by the product can be signaled for all series products equipped with operating data memories shortly before the critical threshold value is reached.
  • the company sizes saved in the product are evaluated as part of regular product maintenance.
  • a_ ⁇ j is the weighting factor assigned to class j of company size 1
  • t_ ⁇ Nk is the operating time of the product k for class j of company size 1.
  • the weighting factors come from the solution of the optimization problem
  • the correlation between the individual farm sizes is taken into account. It is assumed that several Large companies together lead to the technical destruction of the product.
  • the company sizes are linked to one another by means of pure AND operations (product formation). The weighting factors are determined in such a way that the weighted class sums of each product linked by the AND operator have a minimal "distance" from one another.
  • a link between several company sizes at the level of individual classes is provided. It is assumed that several company sizes within certain classes lead to technical destruction of the product.
  • the device be the first
  • the second means increase a class number of a certain class if the value of a detected company size m falls in this class.
  • the device according to the invention for recording operating times on the basis of classified operating sizes has in particular when determining operating times. Thresholds of products for monitoring the reliability of products special advantages. Therefore, according to an advantageous development of the present invention, a device for determining operating time threshold values of the type mentioned at the outset is proposed, which is characterized in that the device has means for carrying out the method according to one of claims 5 to 8.
  • the operating time threshold values are determined according to the method of one of claims 5 to 8.
  • the operating data memory of the device can be made particularly small, since a determination of the operating time threshold values according to the invention makes it possible to dispense with a memory-intensive recording of time profiles of the operating variables.
  • Operating data acquisition in classes also has the particular advantage that the memory can be used optimally, i.e. in particular only a small amount of storage space is required, since there is no need to carry out complex acquisition of operating sizes over the entire time axis or with reference to the time axis.
  • the invention in particular the acquisition of operating data, can expediently be implemented as an additional functionality in a control device or in a device provided specifically for this purpose.
  • Fig. 1 is a flow chart of an inventive
  • FIG. 2 shows a flow chart of a method according to the invention for determining operating time threshold values of products according to a preferred embodiment.
  • the product k whose operating time t_ijk is recorded, is designed, for example, as a control unit or a subsystem (eg brake, engine, transmission, steering, etc.) of a motor vehicle.
  • the operating data memory preferably has a non-volatile memory (for example an EEPROM or a flash EEPROM) and means for detecting the operating sizes or operating times.
  • the operating data memory can be implemented, for example, in one or more control devices.
  • the operating data memories are used to record discrete system states (e.g. number of start processes, number of emergency starts, number of thermal shutdowns, etc.) and the time-varying operating variables i.
  • Operating variables i are, for example, sensor data such as temperature, current, voltage, pressure and the like. a. detected.
  • the method begins in a function block 10.
  • Class assignment is based on the division of the entire value range into relevant stress groups.
  • the individual classes j have a different influence on the aging / wear of the product k.
  • values of the operating variables i are recorded at regular time intervals.
  • the operating times t_ijk are recorded as a function of class j, in which the recorded value of company size i falls. This is done in one
  • Function block 13 increases a class number of a certain class j if the value of the detected company size i falls into this class j.
  • each operating variable i of a specific product k can thus be assigned an operating duration histogram from which the operating duration t_ijk of the product k for the operating variable i within a specific class results.
  • the operating times t ijk result from the product of the status of the class number and the time interval between the recorded values of the company sizes i.
  • FIG. 2 shows a flowchart of a method according to the invention for determining operating time threshold values of the products z according to a preferred embodiment.
  • the method according to the invention begins in a function block 20. Then the operating times t_ijk of the products k for the class j of the operating variables i until the technical failure of the product k are determined by using the method according to FIG. 1.
  • weighting factors a_ij are then assigned to the classes of the company variables i in a function block 21. Since the individual classes j have a different influence on the aging / wear of the products k, the classes j of the company sizes i are assigned weighting factors a_ij, which determine the relative influence of a specific class j of a specific company size i on the aging or wear of the product k prints.
  • Company sizes i are linked to one another in the exemplary embodiment by means of pure AND links (product formation).
  • Y_z (P_lz_kr ⁇ t, P_2z_k ⁇ t, ..., P_Nz_k ⁇ t),
  • N 1 1 determined. This works with the required reliability if the individual column elements are sufficiently close together, ie if the standard deviation of the column elements is small. Outliers, if any, should not be taken into account when selecting the column mmima.
  • the function for determining operating time threshold values of the products z is ended in function block 25. In addition to absolute or relative minimum selection and effective averaging, other methods and procedures such as moving or empirical or harmonic averaging or meridian formation, etc. can be used to determine the operating time threshold values.
  • Threshold value the need for repair, replacement or maintenance is signaled by the product.
  • this can also take the form of a self-diagnosis of the series product.
  • the operating quantities stored in the product s are evaluated as part of regular product maintenance. This product maintenance can then e.g. for a sub-product of a vehicle, or the vehicle itself in the form of an on-board diagnosis.
  • FIG. 3 schematically shows a possible device according to the invention.
  • the product itself is marked with P.
  • This is connected to a product-external operating data memory BSe by a communication system KS, in particular a line or bus system.
  • KS a communication system
  • an internal operating data memory BSi can be provided in the product itself.
  • Both memories can also be present at the same time and, for example, a virtual memory can be formed from BSe and BSi.
  • M eg m in the form of Microcomputers or microcontrollers which are used to carry out the methods according to the invention as described above. These means can, for example, also be present or introduced in a control unit of a motor vehicle.
  • the product P is designed, for example, as a control unit or a subsystem (e.g. brake, engine, transmission, steering, etc.) of a motor vehicle.
  • the products P have one
  • the operating data memory preferably has a non-volatile memory (for example an EEPROM or a flash memory) and also means EM for recording the operating sizes or the operating times.
  • the operating data memory can be implemented, for example, in one or more control devices.
  • the acquisition means EM obtain their information e.g. via the communication system KS or other interfaces of the product, e.g. to other sensors or actuators.
  • the evaluation, service life detection, service life determination by means of threshold value comparison, etc. is carried out in particular by the means M, which also initiate or carry out the signaling or the initiation of further measures.
  • the detection means EM and the means M can also be present in a combination, that is to say combined, and can also be specifically assigned to the operating data memories or integrated into them.
  • the operating data memories are used to record discrete system states (e.g. number of start processes, number of emergency starts, number of thermal shutdowns, etc.) as well as the time-varying operating sizes.
  • sensor data such as temperature, current, voltage, pressure etc. are recorded.
  • the sensors required for this are connected, for example, via the communication system KS or are coupled to the product via further interfaces. Depending on the product, some or all of the sensors can be integrated into the product. The same applies to actuators which supply information according to the invention in particular.
  • the need for repair, replacement or maintenance can be signaled by the product s shortly before the critical threshold value is reached.
  • This can in particular also take the form of a self-diagnosis of the series product, e.g. by operating data memory with integrated means M or detection means EM.

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Description

Verfahren und Vorrichtung zur Ermittlung der verbleibenden Betriebsdauer eines Produktes
Stand der Technik
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Ermittlung der verbleibenden Betriebsdauer eines Produktes; dabei betrifft die Erfindung weiterhin Verfahren und eine Vorrichtung zum Erfassen von Betriebsdauern bis zum technischen Versagen des Produktes sowie Verfahren und eine Vorrichtung zum Bestimmen von
Betriebsdauerschwellenwerten von Produkten in Abhängigkeit von bestimmten zeitveranderlichen Betriebsgroßen für eine Überwachung der Zuverlässigkeit von Produkten und schließlich betrifft die Erfindung auch eine in einem Produkt, dessen Zuverlässigkeit überwacht werden soll, angeordnete Vorrichtung zum Vergleich der tatsachlichen Betriebsdauer des Produkts mit Betriebsdauer- Schwellenwerten gemass den Oberbegriffen der unabhängigen Ansprüche .
Aus der DE 195 16 481 AI ist ein Verfahren für eine Lebensdauerbestimmung bekannt. Es wird ein Steuergerat für ein Kraftfahrzeug beschrieben, das einen Betriebsdatenspeicher aufweist, in dem Betriebsgroßen des Kraftfahrzeugs abgespeichert werden, die Aussagen zur Ausfallwahrscheinlichkeit bzw. zur künftigen Zuverlässigkeit des Steuergeräts geben können. In dem Betriebsdatenspeicher werden wesentliche Daten der Lebensgeschichte eines Steuergeräts abgespeichert, um bei Bedarf eine Aussage bzgl. der Zuverlässigkeit des Steuergeräts treffen zu können.
Aufgabe und Vorteile der Erfindung
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine möglichst genaue, nicht modellgestutzte Lebensdauerabschatzung für beliebige Produkte, die einen Betriebsdatenspeicher aufweisen oder auf einen solchen Zugriff haben, zu ermöglichen. Eine weitere Aufgabenstellung ist eine optimale Erfassung von Daten und Speicherung in einem Betriebsdatenspeicher um den Speicher optimal nutzen zu können, insbesondere um Speicherplatz einzusparen.
Zur Losung dieser Aufgabe schlagt die Erfindung ausgehend von einem Verfahren zum Erfassen von Betriebsdauern bis zum technischen Versagen eines Produkts vor, dass Werte von bestimmten Betriebsgroßen erfasst werden, der Wertebereich der einzelnen Betriebsgrößen in Klassen unterteilt wird und die Betriebsdauern in Abhängigkeit von der Klasse, in die der erfasste Wert der Betriebsgroße fallt, erfasst werden.
Daneben schlagt die Erfindung zur Losung der Aufgabe ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Ermittlung der verbleibenden Betriebsdauer eines Produktes bis zum technischen Versagen vor, wobei Werte eines Wertebereichs wenigstens einer Betriebsgrosse des Produktes erfasst werden, wobei der Wertebereich der Betriebsgrosse in Klassen unterteilt ist und für jede Klasse eine Betriebsdauer des Produktes ermittelt und in einem dem Produkt zugeordneten Betriebsdatenspeicher abgelegt wird, wobei den Betriebsdauern vorgebbare Gewichtungsfaktoren zugewiesen werden und damit wenigstens eine gewichtete, kumulierte Betriebsdauer für das Produkt ermittelt wird, wobei die gewichtete, kumulierte Betriebsdauer mit wenigstens einem vorgebbaren Betriebsdauerschwellenwert verglichen wird und daraus die verbleibende Betriebsdauer des Produktes ermittelt wird.
Das Produkt, dessen Betriebsdauer bis zum technischen Versagen erfasst wird, ist bspw. als ein Steuergerat oder ein Teilsystem (z. B. Bremse, Motor, Getriebe, Lenkung u. a.) eines Kraftfahrzeugs ausgebildet. Die Produkte weisen einen Betriebsdatenspeicher auf bzw. sind einem solchen zugeordnet, m dem die erfassten Betriebsgroßen bzw. die Betriebsdauern abgespeichert und bei Bedarf wieder aufgerufen werden können. Der Betriebsdatenspeicher verfugt vorzugsweise über einen nichtfluchtigen Speicher (z. B. ein EEPROM oder ein Flash-EEPROM) sowie über Mittel zur Erfassung der Betriebsgroßen bzw. der Betriebsdauern. Bei einem Kraftfahrzeug kann der Betriebsdatenspeicher bspw. m einem oder mehreren Steuergeraten realisiert werden.
Mit den Betriebsdatenspeichern werden diskrete Systemzustande (z. B. Anzahl von Startvorgangen, Anzahl von Notstarts, Anzahl von Thermoabschaltungen u. a.) sowie die zeitveranderlichen Betriebsgroßen erfasst. Als Betriebsgroßen werden bspw. Sensordaten wie Temperatur, Strom, Spannung, Druck u. a. erfasst.
In dem unter Betriebsbedingungen zulassigen Wertebereich der Betriebsgroßen wird jeweils eine lineare oder nichtlmeare Unterteilung des Wertebereichs m mehrere Klassen vorgenommen. Extremwerte, die zu einer unmittelbaren Zerstörung des Produkts fuhren, liegen außerhalb des zulassigen Wertebereichs. Die Klassenzuordnung basiert auf der Einteilung des gesamten Wertebereiches in relevante Belastungsgruppen. Die einzelnen Klassen haben einen unterschiedlichen Einfluß auf Alterung/Verschleiß des Produkts. In dem
Betriebsdatenspeicher wird die Betriebsdauer des Produkts für jede Betriebsgroße in jeder Klasse erfasst.
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird die Bestimmung der individuellen technischen Betriebsdauer eines Produkts sowie die Berechnung des Abnutzungsgrades zu jedem beliebigen Zeitpunkt auf der Basis von n Klassen unterteilten (sog. klassierten) Betriebsgroßen durchgeführt. Aufgrund der klassierten Betriebsgroßen ist eine besonders zuverlässige und genaue Bestimmung der Betriebsdauer eines Produkts möglich, wobei der Speicherbedarf für den Betriebsdatenspeicher minimiert wird, da auf eine Erfassung von zeitlichen Verlaufen der Betriebsgroßen verzichtet werden kann. Dadurch wird eine besonders zuverlässige präventive Wartung/ Reparatur kurz vor Erreichen des Endes der technischen Betriebsdauer ermöglicht .
Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung der vorliegenden Erfindung wird vorgeschlagen, dass die Werte der Betriebsgroßen in regelmäßigen zeitlichen Abstanden erfasst werden und ein Klassenzahler einer bestimmten Klasse erhöht wird, falls der Wert einer erfassten Betriebsgrosse in diese Klasse fallt. Jeder Betriebsgroße eines bestimmten Produkts kann nach dem Erfassen der Betriebsdauern somit ein Betriebsdauer-Histogramm zugewiesen werden, aus dem sich die Betriebsdauer des Produkts für die Betriebsgroße innerhalb einer bestimmten Klasse ergibt. Die für die Betriebsdatenspeicherung notwendige Große des Betriebsdatenspeichers in Bytes ergibt sich aus dem Produkt der Anzahl der Betriebsgroßen, der durchschnittlichen Anzahl der Klassen pro Betriebsgroße und der durchschnittlichen Anzahl Bytes pro Klassenzahler.
Das erfmdungsgemaße Verfahren zum Erfassen von Betriebsdauern auf der Basis klassierter Betriebsgroßen hat insbesondere beim Bestimmen von Betriebsdauer- Schwellenwerten von Produkten für eine Überwachung der Zuverlässigkeit von Produkten besondere Vorteile. Deshalb wird gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der vorliegenden Erfindung ein Verfahren zum Bestimmen von Betriebsdauer-Schwellenwerten der eingangs genannten Art vorgeschlagen, das dadurch gekennzeichnet ist, dass die Betriebsdauern der Produkte für die Klassen der Betriebsgroßen bis zum technischen Versagen des Produkts durch Verwendung des Verfahrens nach Anspruch 1 oder 2 bestimmt werden; den Klassen der Betriebsgroßen Gewichtungsfaktoren zugewiesen werden; die Gewichtungsfaktoren aus der Losung eines Optimierungsproblems min{ f(x) }, mit x = {a_ij, t_ijk} unter Berücksichtigung der Korrelation zwischen den einzelnen Betriebsgroßen ermittelt werden; für die Produkte kritische kumulierte Betriebsdauern für die einzelnen Betriebsgroßen aus der Gleichung M_i
P_iz_krit = SUM{ a_ij x t_ijz } j=l ermittelt werden; und für die einzelnen Produkte die Betriebsdauer- Schwellenwerte aus der Gleichung min{ P_iz_krit }, mit i = 1...N oder
1 N
- x SUM{ P_iz_krit }, mit i = 1...N
N i=l ermittelt werden. Die einzelnen Klassen haben einen unterschiedlichen Einfluss auf Alterung/Verschleiß der Produkte. Deshalb werden den Klassen der Betriebsgroßen Gewichtungsfaktoren zugewiesen, die den relativen Einfluss einer bestimmten
Klasse einer bestimmten Betriebsgroße auf die Alterung bzw. den Verschleiß des Produkts ausdruckt. Die Erfindung sieht vor, die Gewichtungsfaktoren aus einer Teilmenge K der Produkte zu ermitteln und diese dann auf die Teilmenge Z der Produkte anzuwenden. Dadurch können für die Produkte aus der Teilmenge S die kritischen gewichteten kumulierten Betriebsdauern der Betriebsgroßen für den Serieneinsatz bestimmt werden, bei deren Erreichen auf ein Ende der technischen Betriebsdauer geschlossen werden kann.
Die Gewichtungsfaktoren werden aus der Losung eines Optimierungsproblems min{ f(x) }, mit x = {a_ij, t_ijk} unter Berücksichtigung der Korrelation zwischen den einzelnen Betriebsgroßen ermittelt, wobei a_ij der
Gewichtungsfaktor ist, der der Klasse j der Betriebsgroße i zugewiesen ist, und t_ijk die Betriebsdauer des Produkts k für die Klasse j der Betriebsgroße i ist. Die Korrelation zwischen den Betriebsgrößen kann bspw. dadurch berücksichtigt werden, dass die Gewichtungsfaktoren aus einem Gleichungssystem bestimmt werden, in dem die gewichteten kumulierten Betriebsdauern für jede Betriebsgröße mittels Operatoren miteinander verknüpft werden. Die Operatoren können bspw. eine UND-Verknupfung (Produktbildung), eine ODER-Verknupfung (Summenbildung) oder eine Fuzzy-Verknϋpfung (z. B. einen Zwischenzustand zwischen UND und ODER) darstellen.
Nachdem die Gewichtungsfaktoren durch Losung eines Optimierungsproblems mit geeigneten mathematischen Optimierungsalgorithmen ermittelt wurden, sind die kritischen kumulierten Betriebsdauern für die einzelnen Betriebsgroßen festzulegen, bei deren Erreichen auf ein Ende der technischen Betriebsdauer geschlossen werden kann. Dazu wird mit Hilfe von K Produkten eine Anzahl von Z Produkten bis zum technischen Versagen betrieben, wobei die aus den K Produkten berechneten Gewichtungsfaktoren auf die klassierten Betriebsgroßen der Z Produkte angewendet werden. Es wird
M_i P_ιz_krιt = SUM{ a_i] x t_i^z } D =l für alle Betriebsgroßen und für alle Z Produkte ermittelt, wobei P_iz_kπt die kritische kumulierte Betriebsdauer des Produkts z der Betriebsgroße i ist und t_ijz die Betriebsdauer des Produkts z für die Klasse der Betriebsgroße i ist. Damit erhalt man Z Vektoren der gewichteten kumulierten Betriebsdauern Y_z = ( P_lz_kπt, P_2z_krit, ..., P_Nz_krit ),
Für die einzelnen Produkte werden die Betriebsdauer- Schwellenwerte, bei deren Erreichen auf ein baldiges technisches Lebensende des Produkts geschlossen werden kann, aus den Spaltenminima der Matrix Y_z gemäß der Gleichung min{ P_iz_krιt }, mit i = 1...N oder aus dem Durchschnitt der Spaltenelemente der Matrix Y_z gemäß der Gleichung 1 N
- x SUM{ P_iz_kπt }, mit i = 1...N N i=l ermittelt. Das funktioniert mit der geforderten Zuverlässigkeit, wenn die einzelnen Spaltenelemente hinreichend dicht beieinander liegen, d. h. wenn die Standardabweichung der Spaltenelemente nicht zu gross ist. Ausreisser sollen bei der Auswahl der Spaltenmimma nicht berücksichtigt werden.
Nachdem die kritischen kumulierten Betriebsdauern für die einzelnen Betriebsgroßen ermittelt wurden, kann bei allen mit Betriebsdatenspeichern ausgestatteten Serienprodukten kurz vor Erreichen des kritischen Schwellenwertes die Notwendigkeit einer Reparatur, eines Austausches oder einer Wartung durch das Produkt signalisiert werden. Alternativ werden die in dem Produkt gespeicherten Betriebsgroßen im Rahmen einer regelmäßigen Produktwartung ausgewertet.
Zusammenfassend werden also zunächst k = 1...K Produkte bis zum technischen Versagen betrieben, um die
Gewichtungsfaktoren a_ιj ermitteln zu können. Danach werden die Gewichtungsfaktoren a_ιj in die Betriebsdatenspeicher von z = 1...Z Produkten integriert, die wieder bis zum technischen Versagen betrieben werden, um die kritischen kumulierten Betriebsdauern P_ιz_kπt und über eine Minimalauswahl oder den Durchschnitt der kritischen kumulierten Betriebsdauern P_ιz_krιt die Betriebsdauer- Schwellenwerte zu ermitteln. Danach erfolgt die Überwachung der Zuverlässigkeit von s = 1...S Produkten im
Serieneinsatz, wobei die tatsachliche Betriebsdauer eines Produkts s mit einem Schwellenwert verglichen wird.
Gemäß einer bevorzugten Ausfuhrungsform der vorliegenden Erfindung wird vorgeschlagen, dass die Gewichtungsfaktoren aus der Losung des Optimierungsproblems N K M_ι mιn{ SUM SUM ABS{ SUM{ a_i] x t_ιηk } -1 } } 1=1 k=l j =l ermittelt werden, mit der Ungleichungsnebenbedmgung a_ι > 0, wobei a_ιj der Gewichtungsfaktor ist, der der Klasse j der Betriebsgroße 1 zugewiesen ist, und t_ιNk die Betriebsdauer des Produkts k für die Klasse j der Betriebsgroße 1 ist. Gemäß dieser Ausfuhrungsform wird bei der Berechnung der Gewichtungsfaktoren keine Korrelation zwischen den einzelnen Betriebsgrossen berücksichtigt. Es wird also von der Annahme ausgegangen, dass ede Betriebsgroße unabhängig von den Werten der anαeren Betriebsgroßen zur technischen Zerstörung des Produktes fuhren kann.
Wird keine Korrelation zwischen den einzelnen Betriebsgroßen zur Bestimmung der Gewichtungsfaktoren zugrundegelegt, kann das größte Verhältnis einer gewichteten kumulierten Betriebsdauer für eine Betriebsgroße zum kritischen Schwellenwert der Betriebsgroße als Abnutzungsgrad interpretiert werden. Die verbleibende Restlebensdauer m % wird dann berechnet gemäß Restlebensdauer [%] = 1 - Abnutzungsgrad [%]
Gemäß einer alternativen Ausfuhrungsform der vorliegenden Erfindung wird vorgeschlagen, dass die Gewichtungsfaktoren aus der Losung des Optimierungsproblems
K K N M_ι mm { SUM SUM ABS { PROD { SUM { a_ι j x t_ι μ } } - . . . v=l μ=l ι=l η =l μ≠v
N M_ι ... PROD{ SUM{ a__± x t_ιjv }}}}
1=1 :=1 ermittelt werden, mit der Ungleichungsnebenbedmgung a_ι > 0. Bei dieser Ausfuhrungsform wird die Korrelation zwischen den einzelnen Betriebsgroßen berücksichtigt. Es wird also von der Annahme ausgegangen, dass mehrere Betriebsgroßen gemeinsam zur technischen Zerstörung des Produktes fuhren. Gemäß dieser Ausfuhrungsform sind die Betriebsgroßen mittels reiner UND-Verknupfungen (Produktbildung) miteinander verknüpft. Die Gewichtungsfaktoren werden derart bestimmt, dass die durch den UND-Operator verknüpften gewichteten Klassensummen eines jeden Produktes einen minimalen "Abstand" zueinander besitzen .
Gemäß einer dritten alternativen Ausfuhrungsform ist an eine Verknüpfung mehrerer Betriebsgroßen auf der Ebene von einzelnen Klassen gedacht. Dabei wird von der Annahme ausgegangen, dass mehrere Betriebsgroßen innerhalb bestimmter Klassen zu einer technischen Zerstörung des Produktes fuhren.
Zur Losung der Aufgabe der vorliegenden Erfindung wird ausgehend von einer Vorrichtung zum Erfassen der Betriebsdauern bis zum technischen Versagen eines Produkts des weiteren vorgeschlagen, dass die Vorrichtung erste
Mittel zum Erfassen der Werte von bestimmten Betriebsgroßen in regelmäßigen zeitlichen Abstanden aufweist, der Wertebereich der einzelnen Betriebsgroßen in Klassen unterteilt ist und die Vorrichtung zweite Mittel zum Erfassen der Betriebsdauern in Abhängigkeit von der Klasse aufweist, in die der erfasste Wert der Betriebsgroße fallt.
Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung wird vorgeschlagen, dass die zweiten Mittel einen Klassenzahler einer bestimmten Klasse erhohen, falls der Wert einer erfassten Betriebsgrosse m diese Klasse fallt.
Die erfindungsgemaße Vorrichtung zum Erfassen von Betriebsdauern auf der Basis klassierter Betriebsgroßen hat insbesondere beim Bestimmen von Betriebsdauer- Schwellenwerten von Produkten für eine Überwachung der Zuverlässigkeit von Produkten besondere Vorteile. Deshalb wird gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der vorliegenden Erfindung eine Vorrichtung zum Bestimmen von Betriebsdauer-Schwellenwerten der eingangs genannten Art vorgeschlagen, die dadurch gekennzeichnet ist, dass die Vorrichtung Mittel zur Durchfuhrung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 5 bis 8 aufweist.
Zur Losung der Aufgabe der vorliegenden Erfindung wird ausgehend von einer in einem zu überwachenden Produkt angeordneten Vorrichtung der eingangs genannten Art vorgeschlagen, dass die Betriebsdauer-Schwellenwerte gemäß dem Verfahren nach einem der Ansprüche 5 bis 8 ermittelt sind. Der Betriebsdatenspeicher der Vorrichtung kann besonders klein ausgebildet werden, da bei einer Ermittlung der Betriebsdauer-Schwellenwerte gemäß der Erfindung auf eine speicherintensive Erfassung von zeitlichen Verlaufen der Betriebsgroßen verzichtet werden kann.
Eine Betriebsdatenerfassung in Klassen hat darüber hinaus insbesondere den Vorteil, dass der Speicher optimal genutzt werden kann, also insbesondere nur wenig Speicherplatz benotigt wird, da keine aufwendige Erfassung von Betriebsgrossen über die gesamte Zeitachse, bzw. mit Bezug zur Zeitachse durchgeführt werden muss. Dadurch kann die Erfindung, insbesondere die Betriebsdatenerfassung zweckmassigerweise als Zusatzfunktionalitat in einem Steuergerat realisiert werden oder in einer eigens dafür vorgesehenen Vorrichtung.
Weitere Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus der Beschreibung und den Merkmalen der Ansprüche. Zeichnungen
Ein bevorzugtes Ausfuhrungsbeispiel der vorliegenden Erfindung wird im Folgenden anhand der Zeichnungen naher erläutert. Es zeigt:
Fig. 1 ein Ablaufdiagramm eines erfindungsgemaßen
Verfahrens zum Erfassen von Betriebsdauern bis zum technischen Versagen eines Produkts gemäß einer bevorzugten Ausfuhrungsform; und
Fig. 2 ein Ablaufdiagramm eines erfindungsgemaßen Verfahrens zum Bestimmen von Betriebsdauer- Schwellenwerten von Produkten gemäß einer bevorzugten Ausfuhrungsform.
Beschreibung des Ausfuhrungsbeispiels
In Fig. 1 ist ein Ablaufdiagramm eines erfindungsgemaßen Verfahrens zum Erfassen von Betriebsdauern t_ijk eines Produkts k = 1...K bis zum technischen Versagen des Produkts k gemäß einer bevorzugten Ausfuhrungsform dargestellt. Das Produkt k, dessen Betriebsdauer t_ijk erfasst wird, ist bspw. als ein Steuergerat oder ein Teilsystem (z. B. Bremse, Motor, Getriebe, Lenkung u. a.) eines Kraftfahrzeugs ausgebildet. Das Produkt k weist einen Betriebsdatenspeicher auf, in dem erfasste Betriebsgroßen i = 1...N bzw. die Betriebsdauern t_ijk abgespeichert und bei Bedarf wieder aufgerufen werden können. Der Betriebsdatenspeicher verfugt vorzugsweise über einen nichtfluchtigen Speicher (z. B. einen EEPROM oder einen Flash-EEPROM) sowie über Mittel zur Erfassung der Betriebsgroßen bzw. Betriebsdauern. Bei einem Kraftfahrzeug kann der Betriebsdatenspeicher bspw. in einem oder mehreren Steuergeraten realisiert werden. Mit den Betriebsdatenspeichern werden diskrete Systemzustande (z. B. Anzahl von Startvorgangen, Anzahl von Notstarts, Anzahl von Thermoabschaltungen u. a.) sowie die zeitveranderlichen Betriebsgroßen i erfasst. Als
Betriebsgrößen i werden bspw. Sensordaten wie Temperatur, Strom, Spannung, Druck u. a. erfasst.
Das Verfahren beginnt in einem Funktionsblock 10. In einem Funktionsblock 11 wird der unter Betriebsbedingungen zulassige Wertebereich der einzelnen zu erfassenden Betriebsgroßen i in Klassen j = l...M_i linear oder nichtlinear unterteilt. Extremwerte, die zu einer unmittelbaren Zerstörung des Produkts k fuhren, liegen außerhalb des zulassigen Wertebereichs. Die
Klassenzuordnung basiert auf der Einteilung des gesamten Wertebereiches in relevante Belastungsgruppen. Die einzelnen Klassen j haben einen unterschiedlichen Einfluß auf Alterung/Verschleiß des Produkts k.
In einem nachfolgenden Funktionsblock 12 werden in regelmäßigen zeitlichen Abstanden Werte der Betriebsgroßen i erfasst. Die Betriebsdauern t_ijk werden in Abhängigkeit von der Klasse j, in die der erfasste Wert der Betriebsgroße i fallt, erfasst. Dazu wird in einem
Funktionsblock 13 ein Klassenzahler einer bestimmten Klasse j erhöht, falls der Wert der erfassten Betriebsgrosse i in diese Klasse j fallt. Jeder Betriebsgroße i eines bestimmten Produkts k kann nach dem Erfassen der Betriebs- dauern t_ijk somit ein Betriebsdauer-Histogramm zugewiesen werden, aus dem sich die Betriebsdauer t_ijk des Produkts k für die Betriebsgröße i innerhalb einer bestimmten Klasse ergibt. Aus dem Produkt aus dem Stand der Klassenzahler und dem zeitlichen Abstand der erfassten Werte der Betriebs- grossen i ergeben sich die Betriebsdauern t ijk. In einem nachfolgenden Abfrageblock 14 wird überprüft, ob das Erfassen der Betriebsdauern t_ijk beendet ist. Falls nein, wird wieder zu dem Funktionsblock 12 verzweigt. Falls das Erfassen der Betriebsdauern t_ijk beendet ist, wird zu dem Ende des Verfahrens in Funktionsblock 15 verzweigt.
In Fig. 2 ist ein Ablaufdiagramm eines erfindungsgemaßen Verfahrens zum Bestimmen von Betriebsdauer-Schwellenwerten der Produkte z gemäß einer bevorzugten Ausfuhrungsform dargestellt. Das erfindungsgemaße Verfahren beginnt in einem Funktionsblock 20. Dann werden zunächst die Betriebsdauern t_ijk der Produkte k für die Klasse j der Betriebsgrößen i bis zum technischen Versagen des Produkts k durch Verwendung des Verfahrens gemäß Fig. 1 bestimmt.
Anschließend werden in einem Funktionsblock 21 den Klassen der Betriebsgroßen i Gewichtungsfaktoren a_ij zugewiesen. Da die einzelnen Klassen j einen unterschiedlichen Einfluss auf Alterung/Verschleiß der Produkte k haben, werden den Klassen j der Betriebsgroßen i Gewichtungsfaktoren a_ij zugewiesen, die den relativen Einfluss einer bestimmten Klasse j einer bestimmten Betriebsgroße i auf die Alterung bzw. den Verschleiß des Produkt k ausdruckt.
In einem nachfolgenden Funktionsblock 22 werden die Gewichtungsfaktoren a_ij aus der Losung eines Optimierungsproblems min{ f(x) }, mit x = {a_ij, t_ijk} unter Berücksichtigung der Korrelation zwischen den einzelnen Betriebsgroßen i ermittelt. Die Gewichtungsfaktoren a_ij können bspw. aus der Losung des Optimierungsproblems N K M_i min{ SUM SUM ABS { SUM{ a_i] x t_ijk } -1 } } i=l k=l j=l
ermittelt werden, mit der Ungleichungsnebenbedingung a ij > 0. Dabei wird keine Korrelation zwischen den einzelnen Betriebsgroßen berücksichtigt und von der Annahme ausgegangen, dass jede Betriebsgroße i unabhängig von den Werten der anderen Betriebsgroßen i zur technischen Zerstörung des Produktes k fuhren kann.
Alternativ können die Gewichtungsfaktoren a_ij auch aus der Losung des Optimierungsproblems K K N M_i min{ SUM SUM ABS{ PROD{ SUM{ a_ij x t_ijμ }} - ... v=l μ=l i=l 3=1 μ≠v
N M_i ... PROD{ SUM{ a_ij x t_ijv }}}} i=l j=l ermittelt werden, mit der Ungleichungsnebenbedingung a_ij > 0. Es wird die Korrelation zwischen den einzelnen Betriebsgroßen i berücksichtigt und von der Annahme ausgegangen, dass mehrere Betriebsgroßen i gemeinsam zur technischen Zerstörung des Produktes k fuhren. Die
Betriebsgrößen i sind in dem Ausfuhrungsbeispiel mittels reiner UND-Verknupfungen (Produktbildung) miteinander verknüpft .
Gemäß einer dritten Alternative ist eine Verknüpfung mehrerer Betriebsgroßen i auf der Ebene von einzelnen Klassen j denkbar. Dabei wird von der Annahme ausgegangen, dass mehrere Betriebsgroßen i innerhalb bestimmter Klassen j zu einer technischen Zerstörung des Produktes k fuhren. Die Erfindung sieht vor, die Gewichtungsfaktoren a_ιj aus einer Teilmenge K der Produkte k zu ermitteln und diese dann auf die Teilmenge Z der Produkte z anzuwenden. Dadurch können kritische kumulierte Betriebsdauern P_ιz_krιt der Betriebsgroßen I für den Serieneinsatz bestimmt werden, bei deren Erreichen auf ein Ende der technischen Betriebsdauer geschlossen werden kann.
In einem Funktionsblock 23 werden dann für die Produkte z kritische kumulierte Betriebsdauern P_ιz_kπt für die einzelnen Betriebsgroßen I aus der Gleichung
M_ι P_ιz_krιt = SUM{ a_ιj x t_ιjz } 1=1 ermittelt, indem die Produkte z bis zum technischen
Versagen betrieben werden. Damit erhalt man Z Vektoren der gewichteten kumulierten Betriebsdauern
Y_z = ( P_lz_krιt, P_2z_kπt, ..., P_Nz_kπt ),
Für die einzelnen Produkte z werden schließlich m Funktionsblock 24 die Betriebsdauer-Schwellenwerte, bei deren Erreichen auf ein baldiges technisches Lebensende des Produkts geschlossen werden kann, aus den Spaltenmmima der Matrix Y_z gemäß der Gleichung mm{ P_ιz_kπt }, mit l = 1...N oder aus dem Durchschnitt der Spaltenelemente der Matrix Y_z gemäß der Gleichung 1 N - x SUM{ P_ιz_kπt }, mit l = 1...N
N 1=1 ermittelt. Das funktioniert dann mit der geforderten Zuverlässigkeit, wenn die einzelnen Spaltenelemente hinreichend dicht beieinander liegen, d. h. wenn die Standardabweichung der Spaltenelemente klein ist. Ausreißer, sofern vorhanden, sollten also bei der Auswahl der Spaltenmmima nicht berücksichtigt werden. In Funktionsblock 25 ist das Verfahren zum Bestimmen von Betriebsdauer-Schwellenwerten der Produkte z beendet. Zur Bestimmung der Betriebsdauerschwellenwerte können neben absoluter oder relativer Minimalauswahl und emfacner Mittelwertbildung auch andere Verfahren und Vorgehensweisen wie gleitende oder empirische oder harmonische Mittelwertbildung oder Meridianbildung, usw. eingesetzt werden.
Nachdem die kritischen kumulierten Betriebsdauern P_ιz_kπt für die einzelnen Betriebsgroßen l ermittelt wurden, kann bei allen mit Betriebsdatenspeichern ausgestatteten Serienprodukten s kurz vor Erreichen des kritischen
Schwellenwertes die Notwendigkeit einer Reparatur, eines Austausches oder einer Wartung durch das Produkt s signalisiert werden. Dies kann insbesondere auch Form einer Eigendiagnose des Serienprodukts erfolgen. Alternativ werden die in dem Produkt s gespeicherten Betriebsgroßen im Rahmen einer regelmäßigen Produktwartung ausgewertet. Diese Produktwartung kann dann auch z.B. bei einem Teilprodukt eines Fahrzeugs, oder dem Fahrzeug selbst im Betrieb selbst m Form einer On-Bord-Diagnose durchgeführt werden.
Figur 3 zeigt dazu schematisch eine mögliche erf dungsgemasse Vorrichtung. Mit P ist das Produkt selbst bezeichnet. Dieses ist durch ein Kommunikationssystem KS, insbesondere ein Leitungs- oder Bussystem, mit einem produktexternen Betriebsdatenspeicher BSe verbunden. Alternativ kann im Produkt selbst ein interner Betriebsdatenspeicher BSi vorgesehen sein. Es können auch beide Speicher gleichzeitig vorhanden sein und z.B. ein virtueller Speicher aus BSe und BSi gebildet werden. In M sind die Mittel zusammengefasst , z.B. m Form eines Mikrocomputers oder Mikrocontrollers, die zur Durchfuhrung der erfmdungsgemassen Verfahren wie vorab dargestellt Verwendung finden. Diese Mittel können, z.B. auch in einem Steuergerat eines Kfz vorhanden sein oder eingebracht werden.
Das Produkt P, dessen Betriebsdauer erfasst wird, ist bspw. als ein Steuergerat oder em Teilsystem (z. B. Bremse, Motor, Getriebe, Lenkung u. a.) eines Kraftfahrzeugs ausgebildet. Die Produkte P weisen einen
Betriebsdatenspeicher BSi auf bzw. sind einem solchen zugeordnet (BSe), in dem die erfassten Betriebsgrossen bzw. die Betriebsdauern abgespeichert und bei Bedarf wieder aufgerufen werden können. Der Betriebsdatenspeicher verfugt vorzugsweise über einen nichtfluchtigen Speicher (z. B. ein EEPROM oder em Flash-Speicher) sowie über Mittel EM zur Erfassung der Betriebsgroßen bzw. der Betriebsdauern. Bei einem Kraftfahrzeug kann der Betriebsdatenspeicher bspw. in einem oder mehreren Steuergeraten realisiert werden. Die Erfassungsmittel EM beziehen ihre Informationen z.B. über das Kommunikationssystem KS oder andere Schnittstellen des Produktes, z.B. zu übriger Sensoπk oder Aktuatorik. Die Auswertung, Betriebsdauererfassung, Betriebsdauerermittlung durch Schwellenwertvergleich, usw. wird insbesondere durch die Mittel M durchgeführt, die auch die Signalisierung oder das Einleiten weiterer Massnahmen einleiten bzw. durchfuhren. Die Erfassungsmittel EM und die Mittel M können auch in Kombination, also vereint vorliegen und ebenso den Betriebsdatenspeichern gezielt zugeordnet bzw. in diese integriert sein.
Mit den Betriebsdatenspeichern werden diskrete Systemzustande (z. B. Anzahl von Startvorgangen, Anzahl von Notstarts, Anzahl von Thermoabschaltungen u. a.) sowie die zeitveranderlichen Betriebsgroßen erfasst. Als Betriebsgroßen werden bspw. Sensordaten wie Temperatur, Strom, Spannung, Druck u. a. erfasst. Die dazu notige Sensorik ist z.B. über das Kommunikationssystem KS angebunden oder über weitere Schnittstellen mit dem Produkt gekoppelt. Je nach Produkt, kann die Sensorik auch teilweise oder ganzlich im Produkt integriert sein. Gleiches gilt für insbesondere erfindungsgemasse Informationen liefernde Aktuatorik.
Somit kann also bei allen mit Betriebsdatenspeichern ausgestatteten Serienprodukten s kurz vor Erreichen des kritischen Schwellenwertes die Notwendigkeit einer Reparatur, eines Austausches oder einer Wartung durch das Produkt s signalisiert werden. Dies kann insbesondere auch in Form einer Eigendiagnose des Serienprodukts s, z.B. durch Betriebsdatenspeicher mit integrierten Mitteln M bzw. Erfassungsmitteln EM, erfolgen.

Claims

Ansprüche
1. Verfahren zur Ermittlung der verbleibenden Betriebsdauer eines Produktes bis zum technischen Versagen, dadurch gekennzeichnet, dass Werte eines Wertebereichs wenigstens einer Betriebsgrosse des
Produktes erfasst werden, wobei der Wertebereich der Betriebsgrosse in Klassen unterteilt ist und für jede Klasse eine Betriebsdauer des Produktes ermittelt und in einem dem Produkt zugeordneten Betriebsdaten- Speicher abgelegt wird, wobei den Betriebsdauern vorgebbare Gewichtungsfaktoren zugewiesen werden und damit wenigstens eine gewichtete, kumulierte Betriebsdauer für das Produkt ermittelt wird, wobei die gewichtete, kumulierte Betriebsdauer mit wenigstens einem vorgebbaren Betriebsdauerschwellenwert verglichen wird und daraus die verbleibende Betriebsdauer des Produktes ermittelt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Bestimmung der verbleibenden Betriebsdauer im
Produkt selbst in Form einer Eigendiagnose des Produktes erfolgt und vor oder bei Erreichen des wenigstens einen Betriebsdauerschwellenwertes durch wenigstens eine Betriebsdauer dieses signalisiert wird und geeignete Massnahmen eingeleitet werden. Verfahren zum Erfassen von Betriebsdauern (t_ijk) eines Produkts (k), dadurch gekennzeichnet, dass Werte aus Wertebereichen von bestimmten Betriebsgrossen (i) erfasst werden, der Wertebereich der einzelnen Betriebsgrossen (i) in Klassen ( = l...M_i) unterteilt wird und die Betriebsdauern in Abhängigkeit von der Klasse, in die der erfasste Wert der Betriebsgrosse fallt, erfasst werden.
4. Verfahren nach Anspruch 1 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Werte der Betriebsgrossen (i) in regelmäßigen zeitlichen Abstanden erfasst werden und ein Klassenzahler einer bestimmten Klasse (j) erhöht wird, falls der Wert einer erfassten Betriebsgrosse (i) in diese Klasse (j) fallt.
5. Verfahren zum Ermitteln eines Betriebsdauerschwellenwertes eines Produktes für eine Überwachung der Zuverlässigkeit des Produktes durch Vergleich einer Betriebsdauer mit einem Schwellenwert dadurch gekennzeichnet, dass Werte von Wertebereichen vorgebbarer Betriebsgrossen des Produktes erfasst werden, wobei der jeweilige Wertebereich der jewei- ligen Betriebsgrosse in Klassen unterteilt wird und die Werte und/oder die Betriebsdauern in einem dem Produkt zugeordneten Betriebsdatenspeicher entsprechend der Klassen abgelegt werden und dass eine erste Teilmenge eines Produktes bis zum technischen Versagen betrieben wird, wodurch die Betriebsdauern der Klassen der vorgebbaren Betriebsgrossen des Produktes ermittelt werden, wobei daraus je Klasse und Betriebsgrosse ein Gewichtungsfaktor ermittelt wird, der den Einfluss zum technischen Versagen des Produktes der jeweiligen Klasse und Betriebsgrosse widerspiegelt und eine zweite Teilmenge des Produktes bis zum technischen Versagen betrieben wird, wobei die Gewichtungsfaktoren, die aus der ersten Teilmenge ermittelt wurden auf die zweite Teilmenge angewendet werden und bei der zweiten Teilmenge des Produktes j e Betriebsgrosse eine kritische Betriebsdauer über alle Klassen ermittelt wird und aus den kritischen Betriebsdauern über alle Klassen aller Betriebsgrossen der Betriebsdauerschwellenwert ermittelt wird.
Verfahren zum Bestimmen von Betriebsdauer- Schwellenwerten von Produkten (z = 1...Z) in Abhängigkeit von bestimmten zeitveranderlichen Betriebsgroßen (l = 1...N) für eine Überwachung der Zuverlässigkeit von Produkten (s = 1...S), wobei im Rahmen der Überwachung die tatsächliche Betriebsdauer eines Produkts (s) mit einem Schwellenwert verglichen wird, dadurch gekennzeichnet, dass
- die Betriebsdauern (t_ιjk) der Produkte (k) für die Klassen (j) der Betriebsgroßen (I) bis zum technischen Versagen des Produkts (k) durch Verwendung des
Verfahrens nach Anspruch 3 oder 4 bestimmt werden;
- den Klassen { ) der Betriebsgroßen (l) Gewichtungsfaktoren (a_ιj) zugewiesen werden;
- die Gewichtungsfaktoren (a_ιj) aus der Losung eines Optimierungsproblems mm{ f(x) }, mit x = {a_ιj, t_ιjk} unter Berücksichtigung der Korrelation zwischen den einzelnen Betriebsgroßen ermittelt werden;
- für die Produkte (z) kritische kumulierte Betriebsdauern (P_ιz_kπt) für die einzelnen
Betriebsgroßen (l) aus der Gleichung
M_ι P_ιz_krιt = SUM{ a_ιj x t_ιjz }
1=1 ermittelt werden; und
- für die einzelnen Produkte (z) die Betriebsdauer- Schwellenwerte aus der Gleichung min{ P_iz_krit }, mit i = 1...N oder
1 N
- x SUM{ P_iz_krit }, mit i = 1...N
N i=l ermittelt werden.
7. Verfahren nach Anspruch 1 oder 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Gewichtungsfaktoren (a_ij) aus der Lösung des Optimierungsproblems
N K M_i min{ SUM SUM ABS{ SUM{ a_ij x t_ijk } -1 } } i=l k=l j=l ermittelt werden, mit der Ungleichungsnebenbedingung a_ij > 0.
8. Verfahren nach Anspruch 1 oder 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Gewichtungsfaktoren (a_ij) aus der Lösung des Optimierungsproblems K K N M_i min{ SUM SUM ABS{ PROD{ SUM{ a_ij x t_ijμ }} - ... v=l μ=l i=l j=l μ≠v
N M_i ... PROD{ SUM{ a_ij x t_ijv }}}} i=l j=l ermittelt werden, mit der Ungleichungsnebenbedingung a_ij > 0.
9. Vorrichtung zur Ermittlung der verbleibenden Betriebsdauer eines Produktes bis zum technischen Versagen, dadurch gekennzeichnet, dass erste Mittel enthalten sind, welche Werte eines Wertebereichs wenigstens einer Betriebsgrosse des Produktes erfassen, wobei der Wertebereich der Betriebsgrosse in Klassen unterteilt ist und zweite Mittel enthalten sind, die für jede Klasse eine tatsachliche Betriebsdauer des Produktes ermitteln und in einem dem Produkt zugeordneten Betriebsdatenspeicher ablegen, wobei weiterhin dritte Mittel enthalten sind, welche den Betriebsdauern vorgebbare Gewichtungsfaktoren zuweisen und damit wenigstens eine gewichtete, kumulierte Betriebsdauer für das Produkt ermitteln und vierte Mittel enthalten sind, welche die gewichtete, kumulierte Betriebsdauer mit wenigstens einem vorgebbaren Betriebsdauerschwellenwert vergleichen und daraus die verbleibende Betriebsdauer des Produktes ermitteln.
10. Vorrichtung zum Erfassen der Betriebsdauern (t_ιjk) eines Produkts (k), dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung erste Mittel zum Erfassen der Werte von bestimmten Betriebsgrossen (I) in regelmäßigen zeitlichen Abstanden aufweist, der Wertebereich der einzelnen Betriebsgrossen (I) in Klassen ( = l...M_ι) unterteilt ist und die Vorrichtung zweite Mittel zum Erfassen der Betriebsdauern in Abhängigkeit von der Klasse aufweist, m die der erfasste Wert der Betriebsgrosse fallt.
11. Vorrichtung nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass die zweiten Mittel einen Klassenzahler einer bestimmten Klasse (j) erhohen, falls der Wert einer erfassten Betriebsgrosse (l) m diese Klasse ( ) fallt.
12. Vorrichtung zum Bestimmen von Betriebsdauer- Schwellenwerten von Produkten (z = 1...Z)
Abhängigkeit von bestimmten zeitveranderlichen Betriebsgrossen (i = 1...N) für eine Überwachung der Zuverlässigkeit von Produkten (s = 1...S), wobei im Rahmen der Überwachung die Betriebsdauer eines Produkts (s) mit einem Schwellenwert verglichen wird, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung Mittel zur
Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 5 bis 8 aufweist.
13. In einem Produkt (s = 1...S), dessen Zuverlässigkeit überwacht werden soll, angeordnete Vorrichtung mit
Mitteln zum Vergleich der Betriebsdauer des Produkts (s) mit Schwellenwerten, dadurch gekennzeichnet, dass als Schwellenwerte Betriebsdauerschwellenwerte gemäß dem Verfahren nach einem der Ansprüche 5 bis 8 eingesetzt werden.
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