EP1259941A1 - Method and device for determining the remaining serviceable life of a product - Google Patents

Method and device for determining the remaining serviceable life of a product

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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
Authority
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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German (de)
French (fr)
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EP1259941B1 (en
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Markus Klausner
Wolfgang Grimm
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Robert Bosch GmbH
Original Assignee
Robert Bosch GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Robert Bosch GmbH filed Critical Robert Bosch GmbH
Publication of EP1259941A1 publication Critical patent/EP1259941A1/en
Application granted granted Critical
Publication of EP1259941B1 publication Critical patent/EP1259941B1/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

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    • 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
    • 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
    • G07C3/14—Quality control systems
    • 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
    • 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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Abstract

A method and a device for acquiring performance quantities of a product, in particular until its technical failure, and for determining the remaining service life of the product are described. The determination of the remaining service life of the product, acquisition of service lives of the products and determination of service life threshold values are performed on the basis of performance quantities subdivided into classes (classified). Weighting factors are determined first and then these weighting factors are used to determine weighted, cumulative service lives and service life threshold values. The reliability of products is monitored in mass production.

Description

Verfahren und Vorrichtung zur Ermittlung der verbleibenden Betriebsdauer eines ProduktesMethod and device for determining the remaining operating time of a product
Stand der TechnikState of the art
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 vonThe 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
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 .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.
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.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. By doing 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.
Aufgabe und Vorteile der ErfindungObject and advantages of the invention
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.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.
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.To solve this problem, 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.
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.In addition, to solve the problem, 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.
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.The product, the operating time of which is recorded until technical failure, 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. In the case of a motor vehicle, the operating data memory can be implemented, for example, in one or more control units.
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.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.
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 demA 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. By doing
Betriebsdatenspeicher wird die Betriebsdauer des Produkts für jede Betriebsgroße in jeder Klasse erfasst.Operating data memory is used to record the operating time of the product for each operating size in each class.
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 .According to the present invention, 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.
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.According to a preferred development of the present invention, it is proposed that 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. After the operating times have been recorded, 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.
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_iThe method according to the invention for recording operating times on the basis of classified operating sizes has particular advantages in particular when determining operating time threshold values for products for monitoring the reliability of products. Therefore, according to an advantageous development of the present invention, a method for determining operating time threshold values of the type mentioned at the outset is proposed, which is characterized in that the operating times of the products for the classes of the operating sizes up to the technical failure of the product by using the method according to claim 1 or 2 can be determined; are assigned to the classes of the company size weighting factors; the weighting factors from the solution of an optimization problem min {f (x)}, with x = {a_ij, t_ijk} are determined taking into account the correlation between the individual farm sizes; critical cumulative operating times for the products for the individual sizes from the equation 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 oderP_iz_krit = SUM {a_ij x t_ijz} j = l can be determined; and for the individual products the operating time threshold values from the equation min {P_iz_krit}, with i = 1 ... N or
1 N1 N
- x SUM{ P_iz_krit }, mit i = 1...N- x SUM {P_iz_krit}, with 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 bestimmtenN i = l can be determined. 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
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.Class of a certain company size printed on the aging or wear of the product. 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.
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 derThe weighting factors are determined from the solution of an optimization problem min {f (x)}, with x = {a_ij, t_ijk}, taking into account the correlation between the individual farm sizes, where 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.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).
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 wirdAfter the weighting factors by solving an optimization problem with suitable mathematical Optimization algorithms have been determined, 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. For this purpose, 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. It will
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 ), M_i P_ιz_krιt = SUM {a_i] x t_i ^ z} D = l determined for all company sizes and for all Z products, where P_iz_kπt is the critical cumulative service life of the product z is the company size i and t_ijz the service life of the product z for the class of the company size i is. This gives Z vectors of the weighted cumulative operating times 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 NFor the individual products, the operating time threshold values, upon reaching which the technical end of the product can soon be reached, are calculated from the column minima of the matrix Y_z according to the equation min {P_iz_krιt}, with i = 1 ... N or from the average the column elements of the matrix Y_z according to equation 1N
- 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.- x SUM {P_iz_kπt}, determined with i = 1 ... NN i = l. This works with the required reliability when the individual column elements are sufficiently close together, ie if the standard deviation of the column elements is not too large. Outliers should not be taken into account when selecting the column mimma.
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.After the critical cumulative operating times for the individual company sizes have been determined, 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. Alternatively, the company sizes saved in the product are evaluated as part of regular product maintenance.
Zusammenfassend werden also zunächst k = 1...K Produkte bis zum technischen Versagen betrieben, um dieIn summary, k = 1 ... K products are operated until technical failure in order to meet the
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 imTo be able to determine weighting factors a_ιj. Then the weighting factors a_ιj are integrated into the operating data memory of z = 1 ... Z products, which are operated again until technical failure, by the critical cumulative operating times P_ιz_kπt and by a minimum selection or the average of the critical cumulative operating times P_ιz_krιt the operating time threshold values to investigate. Then the reliability of s = 1 ... S products is monitored in the
Serieneinsatz, wobei die tatsachliche Betriebsdauer eines Produkts s mit einem Schwellenwert verglichen wird.Series use, whereby the actual operating time of a product is compared with a threshold.
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.According to a preferred embodiment of the present invention, it is proposed that the weighting factors be determined from the solution to the optimization problem NK M_ι mιn {SUM SUM ABS {SUM {a_i] x t_ιηk} -1}} 1 = 1 k = lj = l Ungleichungsnebenbedmgung a_ι> 0, where a_ιj is the weighting factor assigned to class j of company size 1, and t_ιNk is the operating time of the product k for class j of company size 1. According to this embodiment, no correlation between the individual company sizes is taken into account when calculating the weighting factors. It is therefore assumed that each company size can lead to the technical destruction of the product regardless of the values of the other company sizes.
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 [%]If no correlation between the individual company sizes is used to determine the weighting factors, the largest ratio of a weighted cumulative operating period for a company size to the critical threshold value of the company size can be interpreted as the degree of wear. The remaining life span m% is then calculated according to the remaining life span [%] = 1 - degree of wear [%]
Gemäß einer alternativen Ausfuhrungsform der vorliegenden Erfindung wird vorgeschlagen, dass die Gewichtungsfaktoren aus der Losung des OptimierungsproblemsAccording to an alternative embodiment of the present invention, it is proposed that the weighting factors come from the solution of the optimization problem
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≠vK 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 }}}}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 .1 = 1 : = 1 can be determined with the inequality constraint a_ι> 0. In this embodiment, 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. According to this embodiment, 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.
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.According to a third alternative embodiment, 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.
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 ersteTo achieve the object of the present invention, starting from a device for recording the operating times up to the technical failure of a product, it is further proposed that the device be the first
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.Has means for detecting the values of certain company sizes at regular time intervals, the value range of the individual company sizes is divided into classes and the device has second means for recording the operating times depending on the class into which the detected value of the company size falls.
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.According to an advantageous development of the invention, it is proposed that the second means increase a class number of a certain class if the value of a detected company size m falls in this class.
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.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.
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.To achieve the object of the present invention, it is proposed, based on a device of the type mentioned in a product to be monitored, that 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.
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.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. As a result, 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.
Weitere Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus der Beschreibung und den Merkmalen der Ansprüche. ZeichnungenFurther advantages and advantageous configurations result from the description and the features of the claims. drawings
Ein bevorzugtes Ausfuhrungsbeispiel der vorliegenden Erfindung wird im Folgenden anhand der Zeichnungen naher erläutert. Es zeigt:A preferred exemplary embodiment of the present invention is explained in more detail below with reference to the drawings. It shows:
Fig. 1 ein Ablaufdiagramm eines erfindungsgemaßenFig. 1 is a flow chart of an inventive
Verfahrens zum Erfassen von Betriebsdauern bis zum technischen Versagen eines Produkts gemäß einer bevorzugten Ausfuhrungsform; undMethod for recording the operating times until the technical failure of a product according to a preferred embodiment; and
Fig. 2 ein Ablaufdiagramm eines erfindungsgemaßen Verfahrens zum Bestimmen von Betriebsdauer- Schwellenwerten von Produkten gemäß einer bevorzugten Ausfuhrungsform.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.
Beschreibung des AusfuhrungsbeispielsDescription of the exemplary embodiment
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. Als1 shows a flowchart of a method according to the invention for recording operating times t_ijk of a product k = 1... K until the technical failure of the product k in accordance with 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 product k has an operating data memory in which recorded operating variables i = 1 ... N or the operating times t_ijk can be stored and called up again if necessary. 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. In the case of a motor vehicle, 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. As
Betriebsgrößen i werden bspw. Sensordaten wie Temperatur, Strom, Spannung, Druck u. a. erfasst.Operating variables i are, for example, sensor data such as temperature, current, voltage, pressure and the like. a. detected.
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. DieThe method begins in a function block 10. In a function block 11, the range of values of the individual operating variables i to be recorded, which is permissible under operating conditions, is subdivided linearly or non-linearly into classes j = 1 ... M_i. Extreme values that lead to the immediate destruction of the product k are outside the permissible value range. The
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.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.
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 einemIn a subsequent function block 12, 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
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.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. After the operating times t_ijk have been recorded, 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. In a subsequent query block 14, it is checked whether the acquisition of the operating times t_ijk has ended. If no, the system branches back to function block 12. If the acquisition of the operating times t_ijk has ended, the process branches to function block 15 at the end of the method.
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.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.
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.The 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.
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=lIn a subsequent function block 22, the weighting factors a_ij are determined from the solution to an optimization problem min {f (x)}, with x = {a_ij, t_ijk}, taking into account the correlation between the individual operating variables i. The weighting factors a_ij can, for example, from the solution of the optimization problem NK M_i min {SUM SUM ABS {SUM {a_i] x t_ijk} -1}} i = lk = lj = 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.are determined with the inequality constraint a ij> 0. No correlation between the individual company sizes is taken into account and the assumption is made that each company size i can lead to the technical destruction of the product k regardless of the values of the other company sizes i.
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≠vAlternatively, the weighting factors a_ij can also be derived from the solution of the optimization problem 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. DieN M_i ... PROD {SUM {a_ij x t_ijv}}}} i = lj = l can be determined with the inequality constraint a_ij> 0. The correlation between the individual company variables i is taken into account and the assumption is made that several company variables i together lead to the technical destruction of the product k. The
Betriebsgrößen i sind in dem Ausfuhrungsbeispiel mittels reiner UND-Verknupfungen (Produktbildung) miteinander verknüpft .Company sizes i are linked to one another in the exemplary embodiment by means of pure AND links (product formation).
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.According to a third alternative, it is conceivable to link several company variables i at the level of individual classes j. The assumption is that several company sizes i within certain classes j lead to a technical destruction of the product k. The invention provides for determining the weighting factors a_ιj from a subset K of the products k and then applying them to the subset Z of the products z. Critical cumulative operating times P_ιz_krιt of company sizes I for series production can thereby be determined, upon reaching which it can be concluded that the technical period of operation has ended.
In einem Funktionsblock 23 werden dann für die Produkte z kritische kumulierte Betriebsdauern P_ιz_kπt für die einzelnen Betriebsgroßen I aus der GleichungIn a function block 23, cumulative operating times P_ιz_kπt for the individual operating variables I are then derived from the equation for the products z
M_ι P_ιz_krιt = SUM{ a_ιj x t_ιjz } 1=1 ermittelt, indem die Produkte z bis zum technischenM_ι P_ιz_krιt = SUM {a_ιj x t_ιjz} 1 = 1 determined by the products z up to the technical
Versagen betrieben werden. Damit erhalt man Z Vektoren der gewichteten kumulierten BetriebsdauernFailure to operate. This gives Z vectors of the weighted cumulative operating times
Y_z = ( P_lz_krιt, P_2z_kπt, ..., P_Nz_kπt ), 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...NFinally, for the individual products z, the operating time threshold values in function block 24, upon reaching which it can be concluded that the product is about to end soon, are derived from the column mmima of the matrix Y_z according to the equation mm {P_ιz_kπt}, with l = 1 ... N or from the average of the column elements of the matrix Y_z according to the equation 1 N - x SUM {P_ιz_kπt}, with 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.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.
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 kritischenAfter the critical cumulative operating times P_ιz_kπt have been determined for the individual operating variables l, it is possible for all series products equipped with operating data memories to s shortly before the critical
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.Threshold value, the need for repair, replacement or maintenance is signaled by the product. In particular, this can also take the form of a self-diagnosis of the series product. Alternatively, 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.
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.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. Alternatively, 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. The means are summarized in 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.
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 einenThe product P, the operating time of which is recorded, 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
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.Operating data memory BSi on or are assigned to one (BSe) in which the recorded operating sizes 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 memory) and also means EM for recording the operating sizes or the operating times. In the case of a motor vehicle, 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.
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.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. As Company sizes, for example, 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.
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. Thus, in the case of all series products equipped with operating data memories s, 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.

Claims

AnsprücheExpectations
1. Verfahren zur Ermittlung der verbleibenden Betriebsdauer eines Produktes bis zum technischen Versagen, dadurch gekennzeichnet, dass Werte eines Wertebereichs wenigstens einer Betriebsgrosse des1. Method for determining the remaining operating time of a product until technical failure, characterized in that values of a value range of at least one company size of the
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.Product are recorded, the value range of the company size is divided into classes and for each class an operating time of the product is determined and stored in an operating data memory assigned to the product, whereby the operating times are 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.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Bestimmung der verbleibenden Betriebsdauer im2. The method according to claim 1, characterized in that the determination of the remaining operating time in
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.Product itself takes the form of a self-diagnosis of the product and is signaled before or when the at least one operating time threshold value is reached by at least one operating time and suitable measures are initiated. Method for recording the operating times (t_ijk) of a product (k), characterized in that values from value ranges of certain company sizes (i) are recorded, the value range of the individual company sizes (i) is divided into classes (= l ... M_i) and the operating times depending on the class in which the detected value of the operational size falls.
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.4. The method according to claim 1 or 3, characterized in that the values of the company sizes (i) are recorded at regular time intervals and a class number of a certain class (j) is increased if the value of a recorded company size (i) in this class (j) falls.
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.5. Method for determining an operating time threshold value of a product for monitoring the reliability of the product by comparing an operating time with a threshold value, characterized in that values of value ranges of predeterminable company sizes of the product are recorded, the respective value range of the respective company size being divided into classes and the values and / or the operating times are stored in an operating data memory assigned to the product in accordance with the classes and that a first subset of a product is operated until technical failure, whereby the operating times of the classes of the predeterminable operating sizes of the product are determined, from each class and company size, a weighting factor is determined which reflects the influence on the technical failure of the product of the respective class and company size and a second subset of the product up to the technical failure is operated, whereby the weighting factors determined from the first subset are applied to the second subset and for the second subset of the product per company size a critical operating period is determined across all classes and the operating period threshold value is determined from the critical operating periods over all classes of all company sizes becomes.
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, dassMethod for determining operating time threshold values of products (z = 1 ... Z) depending on certain time-varying operating sizes (l = 1 ... N) for monitoring the reliability of products (s = 1 ... S), the actual operating time of a product (s) being compared to a threshold value during the monitoring, characterized in that
- die Betriebsdauern (t_ιjk) der Produkte (k) für die Klassen (j) der Betriebsgroßen (I) bis zum technischen Versagen des Produkts (k) durch Verwendung des- The operating times (t_ιjk) of the products (k) for the classes (j) of the company sizes (I) until the technical failure of the product (k) by using the
Verfahrens nach Anspruch 3 oder 4 bestimmt werden;Method according to claim 3 or 4 are determined;
- den Klassen { ) der Betriebsgroßen (l) Gewichtungsfaktoren (a_ιj) zugewiesen werden;- the classes {) of the company size (l) weighting factors (a_ιj) are assigned;
- 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;- the weighting factors (a_ιj) are determined from the solution to an optimization problem mm {f (x)}, with x = {a_ιj, t_ιjk}, taking into account the correlation between the individual company sizes;
- für die Produkte (z) kritische kumulierte Betriebsdauern (P_ιz_kπt) für die einzelnen- for the products (z) critical cumulative operating times (P_ιz_kπt) for the individual
Betriebsgroßen (l) aus der GleichungOperation sizes (l) from the equation
M_ι P_ιz_krιt = SUM{ a_ιj x t_ιjz }M_ι P_ιz_krιt = SUM {a_ιj x t_ιjz}
1=1 ermittelt werden; und1 = 1 can be determined; and
- für die einzelnen Produkte (z) die Betriebsdauer- Schwellenwerte aus der Gleichung min{ P_iz_krit }, mit i = 1...N oder- the operating time for the individual products (z) Threshold values from the equation min {P_iz_krit}, with i = 1 ... N or
1 N1 N
- x SUM{ P_iz_krit }, mit i = 1...N- x SUM {P_iz_krit}, with i = 1 ... N
N i=l ermittelt werden.N i = l can be determined.
7. Verfahren nach Anspruch 1 oder 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Gewichtungsfaktoren (a_ij) aus der Lösung des Optimierungsproblems7. The method according to claim 1 or 5 or 6, characterized in that the weighting factors (a_ij) from the solution of the optimization problem
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.N K M_i min {SUM SUM ABS {SUM {a_ij x t_ijk} -1}} i = l k = l j = l can be determined with the inequality constraint 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≠v8. The method according to claim 1 or 5 or 6, characterized in that the weighting factors (a_ij) from the solution of the optimization problem KKN M_i min {SUM SUM ABS {PROD {SUM {a_ij x t_ijμ}} - ... v = l μ = li = lj = 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.N M_i ... PROD {SUM {a_ij x t_ijv}}}} i = l j = l can be determined with the inequality constraint 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.9. Device for determining the remaining operating time of a product until technical failure, characterized in that first means are included, which values of a range of values Record at least one company size of the product, the value range of the company size being divided into classes and containing second means that determine an actual operating time of the product for each class and store it in an operating data memory assigned to the product, whereby third means are also included, which Assign predeterminable weighting factors to operating times and thus determine at least one weighted, cumulative operating time for the product and fourth means are included, which compare the weighted, cumulative operating time with at least one predefinable operating time threshold value and use this to determine the remaining operating time of the product.
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.10. Device for recording the operating times (t_ιjk) of a product (k), characterized in that the device has first means for recording the values of certain company sizes (I) at regular time intervals, the value range of the individual company sizes (I) in classes (= l ... M_ι) is divided and the device has second means for detecting the operating times depending on the class m, the detected value of the company size falls.
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.11. The device according to claim 9 or 10, characterized in that the second means increase a class number of a certain class (j) if the value of a detected company size (l) m this class () falls.
12. Vorrichtung zum Bestimmen von Betriebsdauer- Schwellenwerten von Produkten (z = 1...Z)12. Device for determining operating time threshold values of products (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 zurDependence on certain time-changing Company sizes (i = 1 ... N) for monitoring the reliability of products (s = 1 ... S), the duration of operation of a product (s) being compared with a threshold value as part of the monitoring, characterized in that the Device means for
Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 5 bis 8 aufweist.Carrying out the method according to one of claims 5 to 8.
13. In einem Produkt (s = 1...S), dessen Zuverlässigkeit überwacht werden soll, angeordnete Vorrichtung mit13. Device arranged in a product (s = 1 ... S), the reliability of which is to be monitored
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. Means for comparing the operating time of the product (s) with threshold values, characterized in that operating threshold values are used as threshold values according to the method according to one of claims 5 to 8.
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