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Title:
ACOUSTIC ANALYSIS OF A CONDITION OF A MACHINE
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2020/259819
Kind Code:
A1
Abstract:
In order to provide an acoustic analysis of a condition of a machine (8) having reduced computational complexity, a method for generating at least one reference signal (20) is provided. An individual acoustic signal is provided for each of at least two components (14, 15, 16) of the machine (8). A total acoustic signal which is to be expected is determined on the basis of the individual signals by means of a computing unit (13). The reference signal (20) is generated by means of the computing unit (13) in accordance with the total signal.

Inventors:
KRÜGER DANIEL (DE)
JÖHNSSEN OLIVER (DE)
KUBO FLORIAN (DE)
Application Number:
PCT/EP2019/066939
Publication Date:
December 30, 2020
Filing Date:
June 26, 2019
Export Citation:
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Assignee:
SIEMENS AG (DE)
International Classes:
G01M13/00
Foreign References:
BE1018513A32011-02-01
DE10117114A12002-10-17
DE102018003222A12018-09-27
US6650757B12003-11-18
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Claims:
Patentansprüche

1. Verfahren zum Erzeugen wenigstens eines Referenzsignals (20) zur akustischen Analyse eines Zustands einer Maschine (8) ,

dadurch gekennzeichnet, dass

für jede von wenigstens zwei Komponenten (14, 15, 16) der Ma schine (8) wenigstens ein akustisches Einzelsignal bereitge stellt wird;

mittels einer Recheneinheit (13) basierend auf den Einzelsig nalen ein zu erwartendes akustisches Gesamtsignal bestimmt wird; und

das Referenzsignal (20) mittels der Recheneinheit (13) abhän gig von dem Gesamtsignal erzeugt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1,

dadurch gekennzeichnet, dass

für jede der wenigstens zwei Komponenten (14, 15, 16) ein je weiliges erstes Einzelsignal aufgezeichnet wird, während sich die jeweilige Komponente (14, 15, 16) in einem entsprechenden ersten Einzelbetriebszustand befindet, wobei eine Kombination der ersten Einzelbetriebszustände der wenigstens zwei Kompo nenten (14, 15, 16) einen Betriebszustand der Maschine (8) definieren; und

das Gesamtsignal mittels der Recheneinheit (13) abhängig von den ersten Einzelsignalen bestimmt wird.

3. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2,

dadurch gekennzeichnet, dass

das akustische Gesamtsignal mittels der Recheneinheit (13) abhängig von einer Pose einer der wenigstens zwei Komponenten (14, 15, 16) bestimmt wird.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3,

dadurch gekennzeichnet, dass

das akustische Gesamtsignal mittels der Recheneinheit (13) abhängig von einer nominalen Umgebungsbedingung der Maschine (8) bestimmt wird.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4,

dadurch gekennzeichnet, dass

eine aktuelle Umgebungsbedingung der Maschine (8) mittels ei ner Sensorvorrichtung (17) bestimmt wird; und

das Referenzsignal (20) mittels der Recheneinheit (13) abhän gig von der aktuellen Umgebungsbedingung bestimmt wird.

6. Verfahren zur akustischen Analyse eines Zustands einer Ma schine (8), wobei ein akustisches Betriebssignal (21) während eines Betriebs der Maschine (8) aufgezeichnet wird;

dadurch gekennzeichnet, dass

ein anhand eines Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 5 erzeugtes Referenzsignal (20) bereitgestellt wird; und der Zustand basierend auf einer Abweichung des Betriebssig nals (21) von dem Referenzsignal (20) analysiert wird.

7. Verfahren nach Anspruch 6,

dadurch gekennzeichnet, dass

mittels der Recheneinheit (13) ein aktueller Betriebszustand der Maschine (8) bestimmt wird; und

das Referenzsignal (20) abhängig von dem aktuellen Betriebs zustand bereitgestellt wird.

8. Verfahren nach einem der Ansprüche 6 oder 7

dadurch gekennzeichnet, dass

mittels der Recheneinheit (13) ein Differenzsignal (22) ba sierend auf der Abweichung des Betriebssignals (21) von dem Referenzsignal (20) erzeugt wird; und

der Zustand mittels der Recheneinheit (13) basierend auf dem Differenzsignal (22) analysiert wird.

9. Verfahren nach Anspruch 8,

dadurch gekennzeichnet, dass

mittels der Recheneinheit (13) ein Frequenzsignal basierend auf dem Differenzsignal (22) erzeugt wird; und

der Zustand mittels der Recheneinheit (13) basierend auf dem Frequenzsignal analysiert wird.

10. Verfahren nach einem der Ansprüche 6 bis 9

dadurch gekennzeichnet, dass

mittels der Recheneinheit (13) anhand der Analyse des Zu stands überprüft wird, ob eine Anomalie im Betrieb der Ma schine (8) vorliegt; und/oder

mittels der Recheneinheit (13) anhand der Analyse des Zu stands ein Verschleißgrad der Maschine (8) bestimmt wird.

11. Analysevorrichtung zur akustischen Analyse eines Zustands einer Maschine (8), wobei die Analysevorrichtung (9) wenigs tens einen Schallwandler (10, 11, 12) und eine Recheneinheit (13) aufweist;

dadurch gekennzeichnet, dass

der wenigstens eine Schallwandler (10, 11, 12) dazu einge richtet ist, abhängig von jeweiligen Einzelbetriebsgeräuschen von wenigstens zwei Komponenten (14, 15, 16) der Maschine (8) jeweilige akustische Einzelsignale zu erzeugen;

die Recheneinheit (13) dazu eingerichtet ist, basierend auf den Einzelsignalen ein zu erwartendes akustisches Gesamtsig nal zu bestimmen; und

die Recheneinheit (13) dazu eingerichtet ist, ein Referenz signal (20) abhängig von dem Gesamtsignal zu erzeugen.

12. Analysevorrichtung nach Anspruch 11,

dadurch gekennzeichnet, dass

die Analysevorrichtung (9) eine Sensorvorrichtung (17) auf weist, dazu eingerichtet, eine aktuelle Umgebungsbedingung der Maschine (8) zu bestimmen; und

die Recheneinheit (13) dazu eingerichtet ist, das Gesamtsig nal abhängig von der aktuellen Umgebungsbedingung zu bestim men .

13. Analysevorrichtung nach einem der Ansprüche 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, dass

der wenigstens eine Schallwandler (10, 11, 12) dazu einge richtet ist, abhängig von einem Betriebsgeräusch der Maschine (8) ein akustisches Betriebssignal (21) zu erzeugen; und die Recheneinheit (13) dazu eingerichtet ist, den Zustand ba sierend auf einer Abweichung des Betriebssignals (21) von dem Referenzsignal (20) zu analysieren. 14. Computerprogramm mit Befehlen,

welche bei Ausführung des Computerprogramms durch ein Compu tersystem das Computersystem dazu veranlassen, ein Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5 durchzuführen; und/oder welche bei Ausführung des Computerprogramms durch eine Analy- sevorrichtung (9) nach einem der Ansprüche 11 bis 13 die Ana lysevorrichtung (9) dazu veranlassen, ein Verfahren nach ei nem der Ansprüche 1 bis 10 durchzuführen.

15. Computerlesbares Speichermedium, auf welchem ein Compu- terprogramm nach Anspruch 14 gespeichert ist.

Description:
Beschreibung

Akustische Analyse eines Zustands einer Maschine

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Erzeugen wenigstens eines Referenzsignals zur akustischen Analyse ei nes Zustands einer Maschine, ein Verfahren zur akustischen Analyse eines Zustands einer Maschine, wobei ein akustisches Betriebssignal während eines Betriebs der Maschine aufge zeichnet wird, eine entsprechende Analysevorrichtung sowie ein Computerprogramm und ein computerlesbares Speichermedium.

Beispielsweise bei der industriellen Fertigung finden zuneh mend Datenanalyseverfahren Verbreitung, welche unter anderem auf eine vorausschauende Planung von Wartungsarbeiten an Ma schinen abzielen, um so Ausfallzeiten oder Qualitätseinbußen im Fertigungsprozess minimieren zu können („predictive main- tenance") .

In bekannten Verfahren werden prozessbegleitend erfasste Zu standsdaten einer Maschine anhand von Verfahren des maschi nellen Lernens analysiert und es wird versucht, aussagekräf tige Trends abzuleiten. Dafür sind gegebenenfalls große Da tenmengen erforderlich, um verlässliche Vorhersagen treffen zu können, sowie damit einhergehend entsprechend hohe Rechen kapazitäten .

Weitere Nachteile bekannter Verfahren sind deren teilweise großer Instrumentierungsaufwand, ein eingeschränkter Anwen dungsbereich oder mangelnde Automatisierbarkeit .

Vor diesem Hintergrund ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein verbessertes Konzept zur akustischen Analyse eines Zustands einer Maschine anzugeben, anhand dessen sich eine zu verarbeitende Datenmenge und ein zur Verarbeitung er forderlicher Rechenaufwand reduzieren lassen. Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe jeweils durch den Gegen stand der unabhängigen Ansprüche gelöst. Vorteilhafte Weiter bildungen und Ausgestaltungsformen sind Gegenstand der abhän gigen Ansprüche.

Das verbesserte Konzept beruht auf der Idee, akustische Ein zelsignale für individuelle Komponenten der Maschine bereit zustellen und basierend darauf ein Referenzsignal zu erzeu gen .

Gemäß einem ersten unabhängigen Aspekt des verbesserten Kon zepts wird ein Verfahren zum Erzeugen wenigstens eines Refe renzsignals zur akustischen Analyse eines Zustands einer Ma schine angegeben. Dabei wird für jede von wenigstens zwei Komponenten der Maschine wenigstens ein akustisches Einzel signal bereitgestellt. Mittels einer Recheneinheit wird ba sierend auf den Einzelsignalen ein zu erwartendes akustisches Gesamtsignal bestimmt. Mittels der Recheneinheit wird das Re ferenzsignal abhängig von dem Gesamtsignal erzeugt.

Unter der akustischen Analyse der Maschine kann insbesondere eine Analyse eines Betriebsgeräusches der Maschine verstanden werden. Insbesondere beinhaltet die akustische Analyse die Analyse von Luftschallwellen, welche durch einen Betrieb der Maschine erzeugt werden.

Die Recheneinheit kann einen oder mehrere Untereinheiten oder Prozessoreinheiten beinhalten, die beispielsweise räumlich verteilt angeordnet sein können. Insbesondere können ver schiedene Verfahrensschritte von unterschiedlichen Unterein heiten der Recheneinheit durchgeführt werden.

Bei einer Komponente der Maschine handelt es sich insbesonde re um eine geräuschemittierende Komponente der Maschine. Die Komponente kann beispielsweise einen Motor, eine Getriebevor richtung und/oder sonstige elektrische Bauelemente oder me chanisch bewegliche Teile aufweisen. Das Bereitstellen der akustischen Einzelsignale beinhaltet insbesondere das Erzeugen der jeweiligen akustischen Einzel signale. Dabei kann das Erzeugen der Einzelsignale durch das Erfassen jeweiliger Einzelbetriebsgeräusche der entsprechen den Komponenten mittels eines Schallwandlers erfolgen. Alter nativ, ergänzend oder zusätzlich kann das Erzeugen der Ein zelsignale eine Simulation, also gewissermaßen synthetische Erzeugung, der akustischen Einzelsignale beinhalten.

Unter einem Schallwandler kann hier und im Folgenden ein Schallsensor oder ein Schallempfänger verstanden werden, also eine Sensor- oder Empfangseinheit, die dazu eingerichtet ist, Luftschall in elektrische Signale umzuwandeln. Insbesondere kann ein Schallwandler als Mikrofon ausgeführt sein.

Der Schallwandler beziehungsweise die Recheneinheit können beispielsweise Teil einer Analysevorrichtung zur akustischen Analyse eines Zustands einer Maschine sein.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform wird für jede der we nigstens zwei Komponenten der Maschine das wenigstens eine zugehörige akustische Einzelsignal abhängig von jeweiligen Einzelbetriebsgeräuschen der entsprechenden Komponente er zeugt, insbesondere mittels eines Schallwandlers.

Dabei werden die akustischen Einzelsignale insbesondere ba sierend auf den Einzelbetriebsgeräuschen der jeweiligen Kom ponenten in einem Referenz- oder Neuzustand der Maschine er zeugt .

Insbesondere wird pro Komponente der Maschine und pro Einzel betriebszustand der Komponente ein zugehöriges akustisches Einzelsignal bereitgestellt oder erzeugt, wobei jeder Einzel betriebszustand einer Komponente aus einer vorgegebenen Menge von Einzelbetriebszuständen der Komponente ausgewählt ist.

Die akustischen Einzelsignale für eine gegebene Komponente der wenigstens zwei Komponenten sind insbesondere unabhängig von weiteren Komponenten der wenigstens zwei Komponenten. Das bedeutet weitere der wenigstens zwei Komponenten tragen zu dem jeweiligen Einzelbetriebsgeräusch der gegebenen Komponen te nicht bei. Mit anderen Worten werden die Einzelbetriebsge räusche der einzelnen Komponenten individuell erfasst, insbe sondere während die weiteren der wenigstens zwei Komponenten außer Betrieb oder akustisch von der gegebenen Komponente isoliert sind.

Hier und im Folgenden kann unter dem Aufzeichnen oder Aufneh men eines Geräuschs, insbesondere eines Betriebs- oder Ein zelbetriebsgeräuschs, das Erfassen des jeweiligen Betriebsge räuschs, insbesondere mittels wenigstens eines Schallwand lers, und das darauffolgende Speichern des dadurch erzeugten Signals auf einem computerlesbaren Speichermedium, beispiels weise der Recheneinheit, verstanden werden.

Die Einzelsignale können insbesondere als zeitabhängige Sig nale oder als Signale in einem Frequenzraum bereitgestellt werden. Entsprechend können das Gesamtsignal und/oder das Re ferenzsignal jeweils als zeitabhängiges Signal oder als Sig nal im Frequenzraum erzeugt werden.

Dadurch, dass für jede der wenigstens zwei Komponenten eines oder mehrere individuelle zugehörige akustische Einzelsignale erzeugt beziehungsweise bereitgestellt werden und diese zum Erzeugen des Gesamt- und des Referenzsignals zugrunde gelegt werden, werden die einzelnen Komponenten der Maschine unab hängig voneinander individuell berücksichtigt, um das Refe renzsignal zu erzeugen. Dadurch lassen sich gezielt zusätzli che Einflüsse berücksichtigen, die zu dem Gesamtsignal oder dem Referenzsignal beitragen, wie beispielsweise Umwelt- oder Störeinflüsse, beispielsweise auf Grundlage empirischer Da ten, Simulationsdaten oder auf Grundlage theoretischer oder teilweise theoretischer Modelle.

Dadurch, dass die akustischen Einzelsignale bekannt sind, welche beispielsweise als nominale Signale oder Nominalgeräu- sehe der einzelnen Komponenten in dem Referenz- oder Neuzu stand der Maschine verstanden werden können, ist es bei der nachfolgenden Analyse des Zustands der Maschine unter Bezug nahme auf das Referenzsignal nur erforderlich, ein gesamtes Betriebsgeräusch der gesamten Maschine zu erfassen. Insbeson dere ist es nicht erforderlich, auch im Rahmen der Analyse des Zustands der Maschine die einzelne Betriebsgeräusche der individuellen Komponenten aufzunehmen, da die Einflüsse der einzelnen Komponenten zu dem Gesamtgeräusch oder gesamten Be triebsgeräusch der Maschine separiert oder isoliert werden können. Dementsprechend kann eine relativ komponentenferne Aufnahme des Betriebsgeräusches zur Analyse des Zustands der Maschine vorgenommen werden, eine komponentennahe Ge

räuschaufzeichnung ist nicht erforderlich.

Dadurch ergibt sich im Vergleich zu anderen akustischen Ana lyseverfahren der Vorteil, dass nach dem verbesserten Konzept ein geringerer Instrumentierungsaufwand erforderlich ist, insbesondere was die Anzahl und Positionierung eines oder mehrerer Schallwandler angeht. Insbesondere kann gemäß dem verbesserten Konzept ein Schallwandler ausreichen, um für die Analyse des Zustands das Betriebsgeräusch der Maschine aufzu zeichnen .

Gemäß zumindest einer Ausführungsform wird für jede der we nigstens zwei Komponenten ein jeweiliges erstes Einzelsignal aufgezeichnet, während sich die jeweilige Komponente in dem entsprechenden ersten Einzelbetriebszustand befindet. Das Ge samtsignal wird mittels der Recheneinheit abhängig von den ersten Einzelsignalen bestimmt. Dabei definiert eine, insbe sondere vordefinierte, Kombination der ersten Einzelbetriebs zustände der wenigstens zwei Komponenten, insbesondere aller der wenigstens zwei Komponenten, einen ersten Betriebszustand der Maschine.

Mit anderen Worten ist für jede der wenigstens zwei Komponen ten ein erster Einzelzustand definiert. Die Kombination aller ersten Einzelzustände definiert oder bildet den ersten Be- triebszustand der Maschine. Insbesondere kann jeder mögliche Betriebszustand der Maschine als vordefinierte Kombination entsprechender Einzelbetriebszustände der wenigstens zwei Komponenten der Maschine definiert werden.

Ein Einzelbetriebszustand einer der wenigstens zwei Komponen ten kann beispielsweise durch einen oder mehrere vorgegebene Betriebsparameter für die Komponente und/oder einen oder meh rere Umgebungskennwerte für die Komponente beinhalten. Die Betriebsparameter können, je nach Art der Maschine und der Komponente, beispielsweise eine Drehzahl, eine Übersetzung, eine Vorschubgeschwindigkeit, eine Last oder dergleichen be inhalten. Bei den Umgebungskennwerten der Komponente kann es sich beispielsweise um eine Temperatur oder eine sonstige Um- weltbedingung in einer Umgebung der Komponente handeln.

Das Gesamtsignal wird beispielsweise abhängig von den ersten Einzelsignalen bestimmt, indem diejenigen der ersten Einzel signale zum Erzeugen des Gesamtsignals herangezogen werden, die den entsprechenden Einzelbetriebszuständen der Komponen ten entsprechen, welche zusammen den ersten Betriebszustand der Maschine ausmachen.

Durch die Anpassung oder Variation der Einzelbetriebszustände beziehungsweise des Betriebszustands der Maschine kann ein Modell zum Erzeugen des Gesamtsignals verbessert werden. Die Genauigkeit des Referenzsignals und damit der Analyse des Zu stands der Maschine werden dadurch verbessert.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform ist ein zweiter Be triebszustand der Maschine gegeben durch eine definierte Kom bination jeweiliger zweiter Einzelbetriebszustände der we nigstens zwei Komponenten. Für jede der wenigstens zwei Kom ponenten wird ein jeweiliges zweites Einzelsignal aufgezeich net, während sich die jeweilige Komponente in dem entspre chenden zweiten Einzelbetriebszustand befindet. Das Gesamt signal wird abhängig von den zweiten Einzelsignalen bestimmt. Insbesondere unterscheidet sich der zweite Betriebszustand der Maschine von dem ersten Betriebszustand der Maschine. Dementsprechend unterscheidet sich wenigstens einer der zwei ten Einzelbetriebszustände der wenigstens zwei Komponenten von dem entsprechenden ersten Einzelbetriebszustand der je weiligen Komponente. Es ist möglich, jedoch nicht zwingend erforderlich, dass sich alle ersten Einzelbetriebszustände von den entsprechenden zweiten Einzelbetriebszuständen unter scheiden .

Gemäß zumindest einer Ausführungsform ist das Referenzsignal gleich dem Gesamtsignal .

Gemäß zumindest einer Ausführungsform wird das Referenzsignal erzeugt, indem, wie oben beschrieben, mehrere Gesamtsignale für unterschiedliche Betriebszustände der Maschine bestimmt werden und das Referenzsignal in Abhängigkeit von den mehre ren Gesamtsignalen erzeugt wird, beispielsweise durch Inter polation.

Dadurch ist es nicht erforderlich, für jeden relevanten Be triebszustand der Maschine, der gegebenenfalls akustisch ana lysiert werden soll, ein eigenes akustisches Gesamtsignal durch Kombination separat aufgezeichneter Einzelsignale zu bestimmen. Es reicht vielmehr aus, repräsentative Betriebszu stände der Maschine gewissermaßen als Stützstellen auszuwäh len und für diese wie beschrieben das Gesamtsignal zu erzeu gen. Das Referenzsignal für einen repräsentativen Betriebszu stand entspricht dann dem jeweiligen Gesamtsignal , während das Referenzsignal für einen nicht zu den repräsentativen Be triebszuständen gehörenden Betriebszustand abhängig von Ge samtsignalen zweier oder mehrerer repräsentativer Betriebszu stände erzeugt wird, beispielsweise durch Interpolation oder Kombination .

Gemäß zumindest einer Ausführungsform wird das Gesamtsignal abhängig von den Einzelsignalen anhand eines Modells erzeugt. Im einfachsten Fall kann das Modell darin bestehen, die ein zelnen Einzelsignale zu addieren oder gewichtet zu addieren, wobei das Modell die entsprechenden Gewichtungsfaktoren bein haltet. In komplexeren Ausführungsformen kann das Modell zu sätzlich zu den Einzelsignalen weitere Einflüsse wie bei spielsweise Störgeräusche oder sonstige Störungen, einen geo metrischen Aufbau der Maschine, Umgebungsbedingungen der Ma schine und/oder materialspezifische Geräuschsignaturen der Maschine berücksichtigen, um das Gesamtsignal zu erzeugen.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform wird das akustische Ge samtsignal mittels der Recheneinheit abhängig von einer Pose einer der wenigstens zwei Komponenten bestimmt oder abhängig von zwei oder mehr Posen von zwei oder mehr der wenigstens zwei Komponenten.

Unter der Pose einer Komponente kann hier und im Folgenden eine Kombination aus Position und Orientierung der jeweiligen Komponente im dreidimensionalen Raum verstanden werden. Die Position und Orientierung der Komponente können dabei bezüg lich einer oder mehrerer weiterer der wenigstens zwei Kompo nenten, bezüglich eines weiteren Bauteils der Maschine oder bezüglich eines Objekts in der Umgebung der Maschine, bei spielsweise einen Gebäudeboden, eine Gebäudewand oder einer weitere Maschine, definiert sein.

Die Pose der Komponenten kann einen Einfluss darauf haben, wie die Einzelsignale zu gewichten sind, um das zu erwartende Gesamtsignal zu bilden. Zudem kann auch der Einfluss externer Einflüsse von den Posen abhängen. Durch die Berücksichtigung der Pose wird daher eine verbesserte Genauigkeit des Refe renzsignals und schlussendlich der Analyse des Zustands der Maschine erreicht.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform ist die Pose der einen der wenigstens zwei Komponenten oder sind die Posen aller der wenigstens zwei Komponenten auf einem Speichermedium, bei spielsweise der Recheneinheit, gespeichert. Die Recheneinheit kann auf die gespeicherte Pose oder die gespeicherten Posen zugreifen, um das Gesamtsignal zu erzeugen.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform wird das akustische Ge samtsignal mittels der Recheneinheit abhängig von einer nomi nalen Umgebungsbedingung der Maschine bestimmt.

Bei der nominalen Umgebungsbedingung handelt es sich insbe sondere nicht um einen Messwert, sondern um einen oder mehre re Modellparameter zur Erzeugung oder Bestimmung des Gesamt signals aus den Einzelsignalen. Je nach Umgebungsbedingung können sich unterschiedliche Einzelsignale beispielsweise un terschiedlich in dem Gesamtsignal widerspiegeln und/oder die externen Einflüsse auf das Gesamtsignal können von der Umge bungsbedingung abhängen.

Bei der nominalen Umgebungsbedingung kann es sich beispiels weise um eine Temperatur oder Luftfeuchtigkeit in der Umge bung der Maschine handeln, um ein Neben- oder Störgeräusch, um eine Raumgröße oder Raumbeschaffenheit eines Raums, in dem die Maschine angeordnet ist und/oder um die Art und Positio nierung beziehungsweise Orientierung weiterer Objekte oder Maschinen in dem Raum.

Indem das Modell zur Bestimmung des Gesamtsignals die nomina le Umgebungsbedingung berücksichtigt, kann die Genauigkeit bei der Erzeugung des Gesamtsignals verbessert werden.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform wird eine aktuelle Um gebungsbedingung der Maschine mittels einer Sensorvorrich tung, insbesondere der Analysevorrichtung, bestimmt, insbe sondere gemessen. Das Referenzsignal wird mittels der Rechen einheit abhängig von der aktuellen Umgebungsbedingung be stimmt, insbesondere abhängig von einem Differenzwert zwi schen der aktuellen Umgebungsbedingung und der nominalen Um gebungsbedingung . Durch die Berücksichtigung der tatsächlichen Umgebungsbedin gung beziehungsweise der Abweichung der tatsächlichen Umge bungsbedingung von der nominalen Umgebungsbedingung kann die Bestimmung des Gesamtsignals weiter verbessert werden.

Gemäß einem weiteren unabhängigen Aspekt des verbesserten Konzepts wird ein Verfahren zur akustischen Analyse eines Zu stands einer Maschine angegeben, wobei ein akustisches Be triebssignal, insbesondere abhängig von einem aktuellen Be triebsgeräusch der Maschine, während eines Betriebs der Ma schine aufgezeichnet wird, insbesondere mittels wenigstens eines Schallwandlers. Anhand eines Verfahrens zum Erzeugen wenigstens eines Referenzsignals zur akustischen Analyse ei nes Zustands einer Maschine nach dem verbesserten Konzept wird ein Referenzsignal bereitgestellt. Der Zustand der Ma schine wird basierend auf einer Abweichung des Betriebssig nals von dem Referenzsignal analysiert.

Das Referenzsignal wird insbesondere bereitgestellt, indem es mittels eines Verfahrens zum Erzeugen eines Referenzsignals nach dem verbesserten Konzept erzeugt wird.

Wie oben ausgeführt wurde, können zum Aufzeichnen des Be triebssignals ein einziger Schallwandler oder wenige Schall wandler ausreichen, und dennoch eine komponentenspezifische Analyse des Zustands der Maschine durchgeführt werden.

Auch im Vergleich zu Analyseverfahren basierend auf Körper schallmessungen oder thermografischen Messungen ist ein In strumentierungsaufwand bei einem Verfahren nach dem verbes serten Konzept reduziert.

Mittels des verbesserten Konzepts kann die Analyse des Zu stands zudem automatisiert durchgeführt werden, da keine ma nuellen Untersuchungen notwendig sind, beispielsweise Unter suchungen von Verschleißrückständen im Maschinenöl, wie es in ferrographischen Verfahren der Fall ist. Ein weiterer Vorteil des verbesserten Konzepts ist die uni verselle Anwendbarkeit der Verfahren auf nahezu beliebige Ma schinen mit geräuschemittierenden Komponenten.

Durch die Analyse nach dem verbesserten Konzept, insbesondere anhand eines Referenzsignals, das gemäß dem verbesserten Kon zept erzeugt wurde, ist die Datenmenge, welche zur Analyse untersucht werden muss, relativ gering. Daher kann auf kom plexe Datenanalyseverfahren, wie sie beispielsweise beim Deep Learning oder maschinellen Lernen eingesetzt werden, verzich tet werden. Dies führt auch zu einem reduzierten Rechenauf wand für die Analyse. Dementsprechend ist es insbesondere nicht erforderlich, die zu analysierenden Daten in zentralen Backend- oder Cloud-Servern zu verarbeiten. Vielmehr kann die Analyse vor Ort („on premises") durchgeführt werden.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Verfahrens zur akustischen Analyse eines Zustands einer Maschine nach dem verbesserten Konzept wird mittels der Recheneinheit ein aktu eller Betriebszustand der Maschine bestimmt. Das Referenzsig nal wird mittels der Recheneinheit abhängig von dem aktuellen Betriebszustand bereitgestellt.

Zum Bestimmen des aktuellen Betriebszustands können bei spielsweise aktuelle Betriebsparametern mittels der Rechen einheit von einer Steuereinheit der Maschine, insbesondere aus einem Steuerprogramm zur Steuerung der Maschine, gelesen werden. Dazu kann die Recheneinheit insbesondere mit der Steuereinheit der Maschine gekoppelt sein.

Der aktuelle Betriebszustand der Maschine ist beispielsweise, insbesondere zu jedem Zeitpunkt, deterministisch durch das Steuerprogramm für die Maschine festgelegt. Damit lässt sich das zu erwartende nominelle akustische Verhalten der Maschine durch entsprechende Bereitstellung des Referenzsignals in ei nem zeitlich sehr engen Rahmen V orhersagen. Um das Referenzsignal abhängig von dem aktuellen Betriebszu stand bereitzustellen, kann ein für einen repräsentativen Be triebszustand erzeugtes Gesamtsignal als Referenzsignal ge wählt werden oder das Referenzsignal wird abhängig von Ge samtsignalen zweier oder mehrerer repräsentativer Betriebszu stände erzeugt, wie oben ausgeführt. Dabei können die jewei ligen Gesamtsignale nach der Bestimmung des aktuellen Be triebszustands anhand des Modells erzeugt werden oder bereits vorab erzeugt und vorgehalten werden.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform wird mittels der Re cheneinheit ein Differenzsignal basierend auf der Abweichung des Betriebssignals von dem Referenzsignal erzeugt. Der Zu stand wird mittels der Recheneinheit basierend auf dem Diffe renzsignal analysiert.

Dadurch können der Einfluss von Rauschen sowie ebenso wie ei ne Komplexität der Auswertung reduziert werden.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform wird mittels der Re cheneinheit basierend auf dem Differenzsignal ein Frequenz signal erzeugt. Der Zustand wird mittels der Recheneinheit basierend auf dem Frequenzsignal analysiert.

Zum Erzeugen des Frequenzsignals wird insbesondere das Diffe renzsignal einer Fourier-Transformation unterzogen.

In solchen Ausführungsformen liegt das Differenzsignal, und liegen insbesondere das Referenzsignal und das Betriebssig nal, als zeitabhängige Signale vor.

Im Frequenzraum können Rauschanteile beispielsweise ausge blendet oder entfernt werden kann. Dadurch können anomale Signalsignaturen oder Signalsignaturen, die auf Verschleiß der Anlage zurückgehen, eindeutiger identifiziert werden. Gemäß zumindest einer Ausführungsform wird mittels der Re cheneinheit anhand der Analyse des Zustands überprüft, ob ei ne Anomalie im Betrieb der Maschine vorliegt.

Bei der Anomalie handelt es sich insbesondere um eine Abwei chung des aktuellen Betriebszustands der Maschine oder aktu eller Einzelbetriebszustände der Komponenten von erwarteten Zuständen. Die Anomalie kann beispielsweise auf einen Fehler oder Defekt zurückgehen.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform wird mittels der Re cheneinheit anhand der Analyse identifiziert, welche der we nigstens zwei Komponenten die Anomalie zeigt.

Dies ist insbesondere aufgrund der möglichen Separation der einzelnen Geräuschsignaturen der Komponenten möglich.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform wird mittels der Re cheneinheit anhand der Analyse des Zustands ein Verschleiß grad der Maschine bestimmt.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform wird mittels der Re cheneinheit anhand der Analyse des Zustands ein Einzelver schleißgrad einer oder mehrerer der wenigstens zwei Komponen ten bestimmt.

Insbesondere kann anhand charakteristischer Signaturen im Differenzsignal oder im Frequenzsignal zwischen einer mögli chen Anomalie und Verschleißerscheinungen unterschieden wer den .

Weitere Ausführungsformen des Verfahrens zum Erzeugen eines Referenzsignals nach dem verbesserten Konzept ergeben sich unmittelbar aus den verschiedenen Ausgestaltungen des Verfah rens zur Analyse eines Zustands einer Maschine nach dem ver besserten Konzept und umgekehrt. Gemäß einem weiteren unabhängigen Aspekt des verbesserten Konzepts wird eine Analysevorrichtung zur akustischen Analyse eines Zustands einer Maschine angegeben, wobei die Analyse vorrichtung wenigstens einen Schallwandler und eine Rechen einheit aufweist. Der wenigstens eine Schallwandler ist dazu eingerichtet, abhängig von jeweiligen Einzelbetriebsgeräu schen von wenigstens zwei Komponenten der Maschine jeweilige akustische Einzelsignale zu erzeugen. Die Recheneinheit ist dazu eingerichtet, basierend auf den Einzelsignalen ein zu erwartendes akustisches Gesamtsignal zu bestimmen. Die Re cheneinheit ist dazu eingerichtet, ein Referenzsignal abhän gig von dem Gesamtsignal zu erzeugen.

Beispielsweise kann der wenigstens eine Schallwandler aus ge nau einem Schallwandler bestehen. In solchen Ausführungsfor men kann der Schallwandler beispielsweise an verschiedenen Orten positioniert werden, um die jeweiligen Einzelbetriebs geräusche aufzunehmen und/oder der Schallwandler kann dazu eingesetzt werden, die jeweiligen Betriebsgeräusche der un terschiedlichen Komponenten nacheinander aufzuzeichnen.

Alternativ kann der wenigstens eine Schallwandler zwei oder mehr Schallwandler beinhalten, wobei zur Aufnahme jedes der Einzelbetriebsgeräusche einer oder mehrere der Schallwandler eingesetzt werden.

Die akustischen Einzelsignale werden insbesondere auf einem Speichermedium gespeichert, insbesondere mittels der Rechen einheit .

Mit anderen Worten werden wenigstens zwei akustische Einzel signale erzeugt, wobei jedes der wenigstens zwei akustischen Einzelsignale zu einer zugehörigen Komponente der wenigstens zwei Komponenten gehört.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform weist die Analysevor richtung eine Sensorvorrichtung auf, die dazu eingerichtet ist, eine aktuelle Umgebungsbedingung der Maschine zu bestim- men. Die Recheneinheit ist dazu eingerichtet, das Gesamtsig nal abhängig von der aktuellen Umgebungsbedingung zu bestim men .

Gemäß zumindest einer Ausführungsform ist der wenigstens eine Schallwandler dazu eingerichtet, abhängig von einem Betriebs geräusch der Maschine ein akustisches Betriebssignal zu er zeugen. Die Recheneinheit ist dazu eingerichtet, den Zustand basierend auf einer Abweichung des Betriebssignals von dem Referenzsignal zu analysieren.

Bei dem Betriebsgeräusch der Maschine handelt es sich insbe sondere um ein Gesamtbetriebsgeräusch der Maschine, also ein Betriebsgeräusch, das von mehreren der wenigstens zwei Kompo nenten zusammen erzeugt wird.

Weitere Ausführungsformen der Analysevorrichtung ergeben sich unmittelbar aus den beschriebenen Ausgestaltungen der ver schiedenen Verfahren nach dem verbesserten Konzept und je weils umgekehrt. Insbesondere kann eine Analysevorrichtung nach dem verbesserten Konzept dazu eingerichtet oder program miert sein, ein Verfahren nach dem verbesserten Konzept durchzuführen oder die Analysevorrichtung führt ein Verfahren nach dem verbesserten Konzept durch.

Gemäß einem weiteren unabhängigen Aspekt des verbesserten Konzepts wird ein Computerprogramm mit Befehlen angegeben. Wenn das Computerprogramm durch ein Computersystem, insbeson dere durch eine Analysevorrichtung nach dem verbesserten Kon zept, beispielsweise eine Recheneinheit der Analysevorrich tung, ausgeführt wird, veranlassen die Befehle das Computer system, insbesondere die Analysevorrichtung, beispielsweise die Recheneinheit, dazu, ein Verfahren zum Erzeugen wenigs tens eines Referenzsignals zur akustischen Analyse eines Zu stands einer Maschine nach dem verbesserten Konzept durchzu führen . Gemäß einem weiteren unabhängigen Aspekt des verbesserten Konzepts wird ein weiteres Computerprogramm mit weiteren Be fehlen angegeben. Wenn das weitere Computerprogramm durch ei ne Analysevorrichtung nach dem verbesserten Konzept, insbe sondere durch eine Recheneinheit der Analysevorrichtung, aus geführt wird, veranlassen die weiteren Befehle die Analyse vorrichtung, insbesondere die Recheneinheit, dazu, ein Ver fahren zur akustischen Analyse eines Zustands einer Maschine nach dem verbesserten Konzept durchzuführen.

Gemäß einem weiteren unabhängigen Aspekt des verbesserten Konzepts wird ein computerlesbares Speichermedium angegeben, auf dem ein Computerprogramm und/oder ein weiteres Computer programm nach dem verbesserten Konzept gespeichert ist.

Die vorstehend in der Beschreibung genannten Merkmale und Merkmalskombinationen sowie die nachfolgend in der Figurenbe schreibung genannten und/oder in den Figuren alleine gezeig ten Merkmale und Merkmalskombinationen sind nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kom binationen verwendbar, ohne den Rahmen der Erfindung zu ver lassen. Es sind auch Ausführungen und Merkmalskombinationen als offenbart anzusehen, die nicht alle Merkmale eines ur sprünglich formulierten unabhängigen Anspruchs aufweisen und/oder die über die in den Rückbezügen der Ansprüche darge legten Merkmalskombinationen hinausgehen oder von denen ab weichen .

Die Erfindung wird im Folgenden anhand konkreter Ausführungs beispiele und zugehöriger schematischer Zeichnungen näher er läutert. In den Figuren können gleiche oder funktionsgleiche Elemente mit denselben Bezugszeichen versehen sein. Die Be schreibung gleicher oder funktionsgleicher Elemente wird ge gebenenfalls nicht notwendigerweise bezüglich verschiedener Figuren wiederholt.

In den Figuren zeigen: FIG 1 eine schematische Darstellung einer beispielhaften

Ausführungsform einer Analysevorrichtung nach dem verbesserten Konzept;

FIG 2 ein Ablaufdiagramm einer beispielhaften Ausfüh

rungsform eines Verfahrens nach dem verbesserten Konzept, insbesondere eines Verfahrens zum Analy sieren eines Zustands einer Maschine nach dem ver besserten Konzept; und

FIG 3 Signale im Kontext eines Verfahrens gemäß FIG 2.

In FIG 1 ist eine Maschine 8 dargestellt, die beispielsweise als Industrieroboter oder als Maschine zur subtraktiven oder additiven Fertigung von Bauteilen ausgebildet sein kann.

Die Maschine 8 weist beispielsweise mehrere Komponenten auf, im schematischen Beispiel der FIG 1 drei Komponenten 14, 15, 16. Die Komponenten 14, 15, 16 können beispielsweise einen oder mehrere entsprechende Motoren oder sonstige geräusch emittierende Bauteile aufweisen. Dabei wird ein geräuschemit tierendes Bauteil beispielsweise dann als solches bezeichnet, wenn es im Betrieb der Maschine 8, insbesondere einem be stimmten Betriebszustand der Maschine 8, Geräusche erzeugt.

Die Maschine 8 weist außerdem eine Steuereinheit 18 auf, die mit wenigstens einer der Komponenten 14, 15, 16 gekoppelt ist, um unter anderem diese anzusteuern.

In FIG 1 ist außerdem eine schematische Darstellung einer beispielhaften Ausführungsform einer Analysevorrichtung 9 zur akustischen Analyse eines Zustands der Maschine 8 gezeigt.

Die Analysevorrichtung 9 weist eine Recheneinheit 13 auf, die beispielsweise als Computersystem mit einer oder mehreren Prozessoreinheiten ausgestaltet ist. Die Recheneinheit 13 ist beispielsweise mit der Steuereinheit 18 gekoppelt. Außerdem weist die Analysevorrichtung 9 wenigstens einen Schallwandler auf, im nicht beschränkenden Beispiel der FIG 1 beispielswei se drei Mikrofone 10, 11, 12. Ein erstes Mikrofon 10 kann da bei in einer Umgebung einer ersten Komponente 14 angeordnet sein, ein zweites Mikrofon 11 kann beispielsweise in einer Umgebung einer zweiten Komponente 15 angeordnet sein und ein drittes Mikrofon 12 kann beispielsweise in einer Umgebung ei ner dritten Komponente 16 angeordnet sein.

Die beschriebene Anordnung der Mikrofone 10, 11, 12 kann bei spielsweise zur Durchführung eines Verfahrens zum Erzeugen wenigstens eines Referenzsignals nach dem verbesserten Kon zept wie gezeigt vorgesehen sein. Insbesondere kann die be schriebene Anordnung der Mikrofone 10, 11, 12 dazu dienen, jeweilige akustische Einzelsignale der Komponenten 14, 15, 16 aufzuzeichnen, um das Referenzsignal zu erzeugen.

Nachdem die akustischen Einzelsignale aufgezeichnet wurden, kann eines oder können mehrere oder alle Mikrofone 10, 11, 12 abweichend angeordnet werden, insbesondere um in weitergehen den Schritten eines Verfahrens zur akustischen Analyse nach dem verbesserten Konzept ein Betriebsgeräusch der Maschine 8, insbesondere ein Gesamtbetriebsgeräusch der Maschine 8, auf zuzeichnen. Dazu können in verschiedenen Ausführungsformen alle Mikrofone 10, 11, 12 eingesetzt werden. In alternativen Ausführungsformen werden nicht alle Mikrofone 10, 11, 12 ein gesetzt, beispielsweise wird nur eines der Mikrofone 10, 11, 12 eingesetzt, um das Betriebsgeräusch der Maschine 8 aufzu zeichnen .

Optional weist die Analysevorrichtung 9 eine Sensorvorrich tung 17 auf, die mit der Recheneinheit 13 verbunden ist oder gekoppelt ist, insbesondere um eine aktuelle Umgebungsbedin gung, beispielsweise eine Umgebungstemperatur, der Maschine 8 zu bestimmen.

Optional weist die Recheneinheit 13 ein computerlesbares Speichermedium 19, insbesondere nach dem verbesserten Kon- zept, auf oder die Recheneinheit 13 ist mit einem solchen computerlesbaren Speichermedium 19 gekoppelt.

Die Recheneinheit 13 kann beispielsweise ein Computerprogramm nach dem verbesserten Konzept ausführen, welches auf dem com puterlesbaren Speichermedium 19 gespeichert ist, um die Ana lysevorrichtung 9 zum Durchführen eines Verfahrens nach dem verbesserten Konzept zu veranlassen.

Die Funktionsweise der Analysevorrichtung 9 der FIG 1 wird im Folgenden unter Bezugnahme auf eine beispielhafte Ausfüh rungsform eines Verfahrens zur akustischen Analyse eines Zu stands einer Maschine nach dem verbesserten Konzept erläu tert, insbesondere unter Bezugnahme auf die FIG 2, FIG 3. Die beschriebenen Verfahrensschritte 1 - 7 müssen dabei nicht zwingend in der durch deren Nummerierung nahegelegten Reihen folge durchgeführt werden.

In FIG 2 ist ein Ablaufdiagramm einer beispielhaften Ausfüh rungsform eines Verfahrens zur akustischen Analyse eines Zu stands der Maschine 8 nach dem verbesserten Konzept gezeigt.

In Schritt 1 des Verfahrens werden beispielsweise die akusti schen Einzelsignale der einzelnen Komponenten 14, 15, 16 mit tels der entsprechenden Mikrofone 10, 11, 12 aufgezeichnet . Dabei erfolgt die Aufzeichnung eines jeweiligen Einzelsignals einer bestimmten Komponente 14, 15, 16 insbesondere isoliert von den übrigen Komponenten. Wird beispielsweise das Einzel signal für die erste Komponente 14 aufgezeichnet, so wird ein etwaiges Betriebsgeräusch weiterer Komponente 15, 16 von dem ersten Mikrofon 10 abgeschirmt. Falls möglich, können einzel ne der übrigen Komponenten 15, 16 während des Aufzeichnen des Einzelsignals der ersten Komponente 14 auch außer Betrieb ge setzt werden. Die Einzelsignale werden beispielsweise für un terschiedliche Einzelbetriebszustände der Komponenten 14, 15, 16 erzeugt. Alternativ zu der Verwendung dedizierter Mikrofone 10, 11, 12 für jede der Komponenten 14, 15, 16 können auch mit weniger Mikrofonen, beispielsweise mit nur einem Mikrofon, die Ein zelsignale aller Komponenten 14, 15, 16 aufgezeichnet werden, beispielsweise hintereinander.

Im optionalen Schritt 2 des Verfahrens werden beispielsweise mittels der Sensorvorrichtung 17 Umgebungsbedingungen der Ma schine 8 erfasst. Alternativ oder zusätzlich können in dem optionalen Schritt 2 Informationen über eine Anordnung und/oder Orientierung, also Position und/oder Orientierung der Komponenten 14, 15, 16, beispielsweise bezüglich einan der, mittels der Recheneinheit 13 geladen werden, beispiels weise von dem Speichermedium 19 oder von der Steuereinheit 18.

In Schritt 3 des Verfahrens wird ein aktueller Betriebszu stand der Maschine 8 bestimmt. Dazu kann die Recheneinheit 13 beispielsweise auf die Steuereinheit 18, beispielsweise auf ein Steuerprogramm, welches mittels der Steuereinheit 18 ab gearbeitet wird, zugreifen, um aktuelle Betriebsparameter o- der Zustandsparameter der Maschine 8 zu bestimmen.

In Schritt 4 werden die Informationen aus den Schritten 1 und 3 und optional aus Schritt 2 verarbeitet, um ein Referenzsig nal bereitzustellen.

Insbesondere bestimmt die Recheneinheit 13 anhand des aktuel len Betriebszustands der Maschine 8, welche der Einzelsignale wie miteinander und gegebenenfalls mit weiteren Informatio nen, beispielsweise den Informationen aus Schritt 2 oder sonstigen Störeinflüssen oder Umgebungseinflüssen, kombiniert werden, um das Referenzsignal zu erzeugen. Alternativ können auch verschiedene Referenzsignale vorab erzeugt werden und die Recheneinheit 13 wählt eines davon abhängig von dem aktu ellen Betriebszustand aus. In Schritt 5 des Verfahrens wird wenigsten einem der Mikrofo ne 10, 11, 12 oder mittels eines weiteren Mikrofons (nicht gezeigt) ein Betriebsgeräusch während des aktuellen Betriebs zustands der Maschine 8 erfasst und als Betriebssignal aufge zeichnet .

In Schritt 6 des Verfahrens erzeugt die Recheneinheit 13 bei spielsweise basierend auf einer Abweichung des Betriebssig nals 21 von dem Referenzsignal ein Differenzsignal 22.

Ebenfalls in Schritt 6 kann das Differenzsignal 22 beispiels weise in ein Frequenzsignal überführt werden, insbesondere durch Fourier-Transformation des Differenzsignals 22.

In Schritt 7 kann die Recheneinheit 13 beispielsweise das Differenzsignal 22 oder das Frequenzsignal analysieren, um den Zustand der Maschine 8 zu analysieren.

Beispielsweise kann die Recheneinheit 13 anhand des Diffe renz- oder Frequenzsignals feststellen, ob eine Anomalie im Betrieb der Maschine 8 vorliegt und gegebenenfalls aufgrund welcher Komponente 14, 15, 16 die Anomalie auftritt.

Alternativ oder zusätzlich kann die Recheneinheit 13 basie rend auf dem Differenzsignal 22 oder dem Frequenzsignal auf einen Verschleißgrad der Maschine 8 und/oder einen jeweiligen Verschleißgrad einer oder mehrerer der Komponenten 14, 15, 16 schließen .

In FIG 3 sind die beschriebenen Signale schematisch darge stellt. FIG 3 zeigt jeweilige Signalamplituden des Betriebs signals 21, eines invertierten Referenzsignals 20 sowie des Differenzsignals 22 als Funktion der Zeit dargestellt. Das Differenzsignal ergibt sich als Summe der Signale 21, 20.

Nach dem verbesserten Konzept wird eine Möglichkeit zur Ana lyse des Zustands einer Maschine beziehungsweise ein Verfah ren zur Erzeugung eines entsprechenden Referenzsignals ange- geben, das ohne große Datenmengen und dementsprechend ohne hohe Rechenleistungen auskommt und dennoch eine vorausschau ende Planung von Wartungsarbeiten erlaubt, um Ausfallzeiten oder Qualitätseinbußen in einem Fertigungsprozess mittels der Maschine zu minimieren.

Gemäß dem verbesserten Konzept wird insbesondere ein akusti sches Verfahren zur frühzeitigen Erkennung von Verschleiß o- der Anomalien an mechanischen Maschinenbauteile angegeben, wobei als Maß für den Verschleißzustand oder für das Vorlie gen der Anomalie eine Abweichung zwischen einem Prozess be gleitend mit einem oder mehreren Mikrofonen aufgezeichneten Betriebsgeräusch der Maschine und einem zu erwartenden Nomi nalgeräusch herangezogen wird. Das Nominalgeräusch wird dabei als Referenzsignal vorhergesagt. Die Modellierung des Refe renzsignals beziehungsweise das Erzeugen des Referenzsignals kann beispielsweise als Angabe eines digitalen Zwillings der zu analysierenden Maschine angesehen werden. Die Vorhersage der Geräuschentwicklung der Maschine mithilfe des digitalen Zwillings nutzt eine deterministische Vorstellung über das Nominalgeräusch für unterschiedliche Betriebszustände der Ma schine, sodass die Korrelation mit verschiedenen Verschleiß niveaus mit einer kleineren Datenbasis bereits verlässlichere Aussagen liefert als konventionelle Ansätze.

Bezugszeichenliste

1 Verfahrensschritt

2 Verfahrensschritt

3 Verfahrensschritt

4 Verfahrensschritt

5 Verfahrensschritt

6 Verfahrensschritt

7 Verfahrensschritt

8 Maschine

9 Analysevorrichtung

10 Mikrofon

11 Mikrofon

12 Mikrofon

13 Recheneinheit

14 Komponente

15 Komponente

16 Komponente

17 Sensorvorrichtung

18 Steuereinheit

19 Speichermedium

20 inverses Referenzsignal

21 BetriebsSignal

22 Differenzsignal