Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Zustandsüberwachung einer Maschine. Die Erfindung betrifft ferner ein entsprechendes System und Computerprogramm.

Bei der schwingungsbasierten Zustandsüberwachung oder der temperaturbasierten Zustandsüberwachung werden üblicherweise Sensoren mit Kabeln verwendet, was in der Regel zu teuren Systemen und Methoden führt. Einer der Hauptgründe dafür ist, dass die manuelle Installation solcher Sensoren, einschließlich der Installation und des Schutzes der Kabel, zeitaufwändig ist. Eine kostengünstigere Zustandsüberwachung kann durch den Einsatz drahtloser vibrations- oder temperaturbasierter Zustandsüberwachungssysteme realisiert werden. Solche Systeme, insbesondere die Sensoren, sind in der Regel batteriebetrieben. Die typische Batterielebensdauer von drahtlosen batteriebetriebenen Schwingungssensoren beträgt beispielsweise etwa fünf Jahre.

In solchen herkömmlichen Systemen messen die batteriebetriebenen drahtlosen Schwingungssensoren die Daten nach einem Zeitplan. Beispielsweise werden KPI's (Key Performance Indicators), wie die ISO-Schwingstärke 10-1000 Hz RMS, alle 4 Stunden und Rohdaten alle 24 Stunden gemessen. Derartige Messungen, die nach einem festen Zeitplan durchgeführt werden, können jedoch zu einer unzureichenden Datenqualität und einer nachteiligen Zustandsüberwachung für eine Vielzahl unterschiedlicher Maschinen und Anwendungen führen, z. B. für nicht kontinuierlich arbeitende Maschinen oder Maschinen mit unterschiedlichen Betriebszuständen oder -modi oder -bedingungen, da die Messdaten häufig gewonnen werden, wenn die Maschine nicht läuft oder sich in einem Modus befindet, der für die Zustandsüberwachung nicht geeignet ist.

Die DE 102018221 585 A1 beschreibt ein Verfahren zum Verarbeiten von Mess- und Betriebsdaten einer Maschinenkomponente mit wenigstens einer Messkomponente, umfassend die Verfahrensschritte Empfangen von bereitgestellten Betriebsdaten der Maschinenkomponente, Erkennen eines Betriebszustands der Maschinenkomponente anhand der Betriebsdaten und Feststellen, ob der Betriebszustand zum Durchführen einer Messung geeignet ist, Auslösen einer Messung durch die Messkomponente im Falle eines für die Messung geeigneten Betriebszustands, Empfangen von aufgrund der Messung erzeugten Messdaten der Messkomponente, Zusammenführen wenigstens der Messdaten und der Betriebsdaten zu einem Datensatz und Bereitstellen des Datensatzes. Die DE 10 2007 039 699 A1 beschreibt ein Verfahren zum Überwachen einer Vorrichtung, wobei eine frequenzbandbezogene Schallüberwachung an Mess-Positionen in Abhängigkeit des Betriebspunktes der Vorrichtung ausgeführt wird. Der Betriebspunkt liegt in einem ein- oder mehrdimensionalen zugehörigen Betriebsraum, der von den der Vorrichtung zugeordneten Zustandsgrößen aufgespannt wird.

Vor diesem Hintergrund besteht die Aufgabe der Erfindung darin, eine verbesserte und/oder energieeffizientere Zustandsüberwachung einer Maschine bereitzustellen, insbesondere so, dass eine verbesserte Zustandsüberwachung für nicht kontinuierlich arbeitende Maschinen oder Maschinen mit unterschiedlichen Betriebszuständen oder -modi oder -bedingungen erreicht werden kann.

Zur Lösung der Aufgabe schlägt die Erfindung ein Verfahren zur Zustandsüberwachung einer Maschine, vor, wobei die Maschine ein Sensorsystem aufweist, wobei das Sensorsystem aufweist:

- einen Schwingungs- und/oder Temperatursensor zur Messung einer Maschinenschwingung und/oder einer Temperatur der Maschine, und

- einen Triggersensor; wobei das Sensorsystem in einem Lernmodus und in einem Zustandsüberwachungsmodus betreibbar ist, wobei das Verfahren die folgenden Schritte umfasst: a) Betreiben des Sensorsystems in dem Lernmodus zum Bestimmen einer Triggerschwelle für den Triggersensor, b) Betreiben des Sensorsystems in dem Zustandsüberwachungsmodus, wobei das Betreiben des Sensors in dem Zustandsüberwachungsmodus die folgenden Schritte umfasst:

-- in einem Triggerschritt misst der Triggersensor ein Maschinensignal der Maschine, wobei ein Vergleich zwischen dem Maschinensignal und der Triggerschwelle durchgeführt wird, wobei in Abhängigkeit von dem Vergleich zwischen dem Maschinensignal und der Triggerschwelle der Schwingungs- und/oder Temperatursensor in einen Messzustand zur Durchführung eines Messschrittes überführt wird,

-- in dem Messschritt misst der Schwingungs- und/oder Temperatursensor ein MaschinenSchwingungs- und/oder Temperatursignal der Maschine zur Bestimmung des Zustands der Maschine. Erfindungsgemäß ist es möglich, dass der Messschritt im Condition-Monitoring-Modus des Sensorsystems in Abhängigkeit von dem (durch den Triggersensor gewonnenen) Maschinensignal und einer zuvor bestimmten Triggerschwelle durchgeführt wird. Die Triggerschwelle wird vorteilhaft durch eine in Schritt a) durchgeführte Lernphase des Sensorsystems ermittelt. Dabei ist es möglich, dass die Triggerschwelle vorteilhaft an das jeweilige Sensorsystem und die jeweilige Maschine sowie an die Umgebungseinflüsse und Geräusche, denen das Sensorsystem in seiner Anwendung ausgesetzt ist, angepasst wird. Durch die Verwendung der erfindungsgemäßen Triggerschwelle kann die Datenqualität des Maschinenschwingungs- und/oder Temperatursignals für die Zustandsüberwachung verbessert werden, da die Menge der Daten, die zu Zeiten gemessen werden, in denen die Maschine nicht oder nicht in einem für die Zustandsüberwachung nützlichen Zustand betrieben wird, vorteilhaft reduziert werden kann. Dadurch wird es vorteilhaft möglich, dass Daten aus gültigen Maschinenzuständen gesammelt werden können, während das Sammeln von Datenpunkten außerhalb dieser Zustände minimiert wird. Gleichzeitig kann der Gesamtenergieverbrauch für die Zustandsüberwachung reduziert werden, so dass die Batterielebensdauer der Sensoren verlängert wird bzw. die Energy Harvesting Power für den Betrieb der Sensoren ausreichend ist. Generell ist es im Rahmen der vorliegenden Erfindung möglich, die Verarbeitung und Übertragung unnötiger Daten zu minimieren, wodurch Kosten reduziert und Energie eingespart werden können.

Mittels der vorliegenden Erfindung kann durch die Verwendung der erfindungsgemäßen Triggerschwelle die Vorwarnzeit vor einem Ausfall einer Maschine erhöht werden. Insbesondere ist es durch die Verwendung der erfindungsgemäßen Triggerschwelle, die mittels Schritt a) ermittelt wird, vorteilhaft möglich, die Datenqualität und damit die Zustandsüberwachung im Vergleich zur Verwendung eines vorkonfigurierten (gegebenenfalls maschinenspezifischen) Wertes für die Triggerschwelle im Zustandsüberwachungsmodus des Sensorsystems zu verbessern. Eine solche vorkonfigurierte Triggerschwelle wäre nicht in der Lage, die spezifischen Bedingungen, Geräusche und Umwelteinflüsse zu berücksichtigen, denen die Maschine und das Sensorsystem in ihrem Einsatz ausgesetzt sind. Solche Einflüsse können jedoch vorteilhaft durch die vorliegende Erfindung und durch die Bestimmung einer Triggerschwelle mittels eines Lernmodus des Sensorsystems berücksichtigt werden.

Ein weiterer Vorteil der vorliegenden Erfindung ist, dass die verbesserte Zustandsüberwachung, die durch die erfindungsgemäße Triggerschwelle erreicht werden kann, automatisiert, vorzugsweise ohne menschliche Interaktion oder Konfigurationseingaben, realisiert werden kann. Dies ist insbesondere bei Sensorsystemen, die in hohen Stückzahlen produziert werden, von Vorteil. Auch wenn identische Sensorsysteme für mehrere identische Maschinen eingesetzt werden, sind die individuellen Einsatzbedingungen und die Einflüsse der Umgebung typischerweise für jede einzelne Maschine und jedes Sensorsystem unterschiedlich. Mit Hilfe der vorliegenden Erfindung kann für jedes einzelne Sensorsystem und jede einzelne Maschine automatisiert eine individuell gelernte Triggerschwelle ermittelt werden, wodurch die Qualität der Zustandsüberwachung verbessert und die Kosten geringgehalten werden können.

Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist es denkbar, dass der Schritt a) vor dem Schritt b) durchgeführt wird. Insbesondere ist es denkbar, dass Schritt a) bei der Erstinstallation beziehungsweise bei dem erstmaligen Einsatz des Sensorsystems und/oder der Maschine durchgeführt wird.

Es ist denkbar, dass das von dem Schwingungs- und/oder Temperatursensor gemessene Maschinenschwingungs- und/oder Temperatursignal aus einer Vielzahl von Einzelproben besteht. Diese Samples können auch als Messdatenpunkte und/oder -werte verstanden werden. Ebenso ist es denkbar, dass das vom Triggersensor gemessene Maschinensignal eine Vielzahl von Einzelproben umfasst.

Erfindungsgemäß ist es möglich, dass der Zustand der Maschine mittels oder basierend auf dem von dem Schwingungs- und/oder Temperatursensor gemessenen Maschinenschwingungs- und/oder Temperatursignal der Maschine ermittelt wird, insbesondere im Condition-Monitoring-Modus des Sensorsystems in Schritt b). Vorteilhafterweise kann das Maschinensignal des Triggersensors dazu verwendet werden, zu erkennen, ob die Maschine in Betrieb ist, so dass ein Zustand der Maschine ermittelt werden kann. Insbesondere wird in Schritt b) durch Vergleich des Maschinensignals (des Triggersensors) mit der Triggerschwelle ermittelt, ob die Maschine in Betrieb ist, insbesondere ob sich die Maschine in einem Betriebszustand befindet, so dass der Zustand der Maschine ermittelt werden kann. Vorzugsweise wird nur dann, wenn festgestellt wird, dass sich die Maschine in einem solchen Betriebszustand befindet, der Schwingungs- und/oder Temperatursensor derart getriggert, dass der Schwingungs- und/oder Temperatursensor aktiviert und/oder in einen Messzustand zur Messung des Schwingungs- und/oder Temperatursignals überführt wird.

Es ist denkbar, dass sich der Zustand der Maschine beispielsweise darauf bezieht, ob die Maschine einen Defekt aufweist oder Verschleißerscheinungen zeigt. Solche Auswirkungen können im Schwingungs- und/oder Temperatursignal der Maschine oder mittels des Schwingungs- und/oder Temperatursignals der Maschine erkannt werden.

Vorzugsweise ist es denkbar, dass der Schwingungs- und/oder Temperatursensor zumindest ein MEMS (Mikroelektromechanisches System) zur Messung eines Maschinenschwingungssignals umfasst.

Gemäß der vorliegenden Erfindung kann die Triggerschwelle ein Triggerschwellenwert sein.

Gemäß einer Ausführungsform ist es bevorzugt, dass in Schritt b) (d.h. im Zustandsüberwachungsmodus des Sensorsystems) in Abhängigkeit des Vergleichs zwischen dem von dem Triggersensor gemessenen Maschinensignal und der Triggerschwelle der Schwingungs- und/oder Temperatursensor von einem Aus-Zustand bzw. Ruhezustand in den Messzustand überführt wird, so dass ein Messschritt mittels des Schwingungs- und/oder Temperatursensors durchgeführt wird. Vorzugsweise ist der Schwingungs- und/oder Temperatursensor in dem Aus-Zustand oder Ruhezustand des Schwingungs- und/oder Temperatursensors deaktiviert, so dass der Schwingungs- und/oder Temperatursensor das Maschinenschwingungs- und/oder Temperatursignal der Maschine nicht misst. Besonders bevorzugt ist es, dass im Aus-Zustand oder Ruhezustand des Schwingungs- und/oder Temperatursensors der Energieverbrauch des Schwingungs- und/oder Temperatursensors geringer ist als im Messzustand.

Gemäß der vorliegenden Erfindung ist es bevorzugt, dass es sich bei der Maschine um eine nicht kontinuierlich arbeitende Maschine und/oder um eine Maschine mit unterschiedlichen Betriebszuständen bzw. -modi oder -bedingungen handelt. Beispielsweise ist es denkbar, dass die Maschine

- eine Baumaschine, insbesondere ein Kran,

- eine Bergbaumaschine,

- eine Landmaschine,

- eine Bearbeitungsmaschine,

- eine Logistikmaschine, insbesondere ein Regalbediengerät,

- eine Transportmaschine, insbesondere eine U-Bahn oder eine Eisenbahn oder ein Zug. umfasst oder eine solche ist.

Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann das Sensorsystem Teil der Maschine sein oder an der Maschine oder an einer Komponente der Maschine angebracht sein. Die genaue Position des Sensorsystems kann von der Art der Maschine abhängen. Vorzugsweise handelt es sich bei dem Schwingungs- und/oder Temperatursensor und dem Triggersensor um drahtlose Sensoren, die Energiespeicher und/oder Energiegewinnungseinrichtungen umfassen. So ist es beispielsweise denkbar, dass der Schwingungs- und/oder Temperatursensor und/oder der Triggersensor eine oder mehrere Batterien umfassen. Es ist denkbar, dass der Triggersensor eine Komponente oder Unterkomponente des Schwingungs- und/oder Temperatursensors ist. Es ist denkbar, dass der Triggersensor zumindest teilweise unabhängig von dem übrigen Schwingungs- und/oder Temperatursensor verwendet und/oder betrieben wird. Es ist aber auch möglich, dass gemäß der vorliegenden Erfindung der Triggersensor und der Schwingungs- und/oder Temperatursensor getrennte Sensoren sind.

Bevorzugte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung können den abhängigen Ansprüchen entnommen werden.

Erfindungsgemäß wird das Sensorsystem mit einer vordefinierten weiteren Triggerschwelle für den Triggersensor versehen, vor und/oder während des Betriebs des Sensorsystems im Lernmodus, wobei der Betrieb des Sensorsystems im Lernmodus zur Bestimmung einer Triggerschwelle für den Triggersensor die folgenden Schritte umfasst:

- in einem Lerntriggerschritt misst der Triggersensor ein Maschinensignal der Maschine, wobei ein Vergleich zwischen dem Maschinensignal und der weiteren Triggerschwelle durchgeführt wird, wobei in Abhängigkeit von dem Vergleich zwischen dem Maschinensignal und der weiteren Triggerschwelle der Schwingungs- und/oder Temperatursensor in den Messzustand zur Durchführung eines Lernmessschrittes übergeht,

- in dem Lernmessschritt misst der Schwingungs- und/oder Temperatursensor ein Maschinenschwingungs- und/oder Temperatursignal der Maschine, um die Lerndaten zu erhalten, wobei - insbesondere vor dem Betrieb des Sensorsystems im Zustandsüberwachungs- modus - die im Lernmodus gewonnenen Lerndaten zur Bestimmung der im Zustandsüberwachungsmodus des Sensorsystems zu verwendenden Triggerschwelle verwendet werden, insbesondere im Schritt b). Dabei umfassen die Lerndaten das/die Maschinenschwingungs- und/oder Temperatursignal(e), die in dem Lernmessschritt gewonnen werden. Die so gewonnenen Lerndaten sind insbesondere dazu geeignet, eine optimale Triggerschwelle zu identifizieren, die zu besonders vorteilhaften Ergebnissen für das individuelle Sensorsystem und die Maschine führt. Dabei können vorteilhaft Umwelteinflüsse auf das Sensorsystem und/oder spezifische Eigenschaften der Maschine bei der Bestimmung der Triggerschwelle berücksichtigt werden, die später im Schritt b), d.h. im Condition Monitoring Modus des Sensorsystems, verwendet wird.

Es ist denkbar, dass die weitere Triggerschwelle, die dem Sensorsystem zur Durchführung von Schritt a) zur Verfügung gestellt wird, ein vordefinierter Wert ist. Es ist denkbar, dass diese vordefinierte weitere Triggerschwelle maschinenspezifisch und/oder sensorsystemspezifisch ist. Dieser Wert ist jedoch typischerweise nicht in der Lage, die spezifischen Bedingungen und Geräusche, die das Sensorsystem am Standort der Maschine erfährt, zu berücksichtigen. Daher wird in Schritt a) eine verbesserte und noch besser geeignete Triggerschwelle ermittelt.

Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist es bevorzugt, dass der Lernauslöseschritt und der Lernmessschritt in Schritt a) ein oder mehrere Male wiederholt werden, um einen großen Datensatz von Lerndaten für die Bestimmung der Triggerschwelle zu erhalten.

Erfindungsgemäß wird die Triggerschwelle unter Verwendung der im Lernmodus gewonnenen Lerndaten und unter Verwendung von Statistische Verfahren, und/oder Maschinelles Lernen, und/oder Künstlicher Intelligenz verwendet.

Die Bestimmung der Triggerschwelle kann beispielsweise durch Rechenmittel eines Backend-Systems, und/oder der Maschine und/oder des Sensorsystems und/oder einer Gateway-Einheit erfolgen. Es ist möglich, dass die Lerndaten von dem Sensorsystem oder der Maschine über ein Kommunikationsnetz an das Backend-System übertragen werden. Es ist denkbar, dass das Backend-System die Triggerschwelle bestimmt und die Triggerschwelle an das Sensorsystem oder die Maschine übermittelt. Das Backend-System kann z.B. mittels einer Cloud realisiert sein. Es ist aber auch denkbar, dass die Bestimmung der Triggerschwelle durch Rechenmittel der Maschine und/oder des Sensorsystems und/oder durch Rechenmittel einer Gateway-Entität, die sich am Standort der Maschine befindet, durchgeführt wird.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist

- der Triggersensor zur Messung einer Maschinenschwingung der Maschine ausgebildet, wobei vorzugsweise das vom Triggersensor im Triggerschritt und/oder im Lerntriggerschritt gemessene Maschinensignal ein Triggerschwingungssignal der Maschine ist; und/oder - der Triggersensor zur Messung eines elektrischen Signals der Maschine, insbesondere eines elektrischen Stroms und/oder einer elektrischen Spannung, ausgebildet, wobei vorzugsweise das vom Triggersensor im Triggerschritt und/oder im Lerntriggerschritt gemessene Maschinensignal ein elektrisches Signal der Maschine ist.

Besonders bevorzugt ist es, dass der Triggersensor ein Schwingungssensor, insbesondere ein MEMS-Schwingungssensor ist, der zur Messung einer Maschinenschwingung der Maschine ausgebildet ist. Es ist weiter bevorzugt, dass der Triggersensor eine geringere Abtastrate aufweist als der Schwingungs- und/oder Temperatursensor. So ist es beispielsweise möglich, dass die Abtastrate des Triggersensors unter 100 Hz, vorzugsweise bei oder unter 50 Hz, besonders bevorzugt bei oder unter 10 Hz liegt. Dadurch kann der Energieverbrauch geringgehalten werden. Besonders bevorzugt ist es, dass der Triggersensor im Betrieb einen geringeren Energieverbrauch aufweist als der Schwingungs- und/oder Temperatursensor. Gemäß einer alternativen Ausführungsform ist es z.B. denkbar, dass der Triggersensor ein elektrischer Sensor ist, der zur Messung einer elektrischen Größe, beispielsweise eines Stroms und/oder einer Spannung, der Maschine ausgebildet ist.

Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung im Rahmen von Schritt b) ist es denkbar, dass sich der Triggersensor im Triggerschritt in einem Triggerzustand befindet, so dass der Triggersensor das Maschinensignal der Maschine im Triggerzustand misst, wobei in einem Vorschritt, vor dem Triggerschritt und/oder zu Beginn des Triggerschritts, der Triggersensor in Reaktion auf den Empfang eines externen Triggersignals in den T riggerzustand überführt wird. Insbesondere geht der T riggersensor in Reaktion auf den Empfang des externen Triggersignals von einem Aus-Zustand oder Ruhezustand in den Triggerzustand über. Dadurch ist es möglich, den Energieverbrauch im Zustandsüberwachungsmodus des Sensorsystems weiter zu reduzieren, da sich der Triggersensor nicht immer im Triggerzustand befindet, sondern insbesondere zu Zeiten, in denen keine Zustandsüberwachungsmessungen erwünscht sind, teilweise in einem Aus- Zustand oder Leerlaufzustand sein kann. Es ist besonders bevorzugt, dass der Energieverbrauch des Triggersensors im Aus-Zustand oder im Ruhezustand geringer ist als im Triggerzustand. Gemäß einer alternativen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist es jedoch denkbar, dass der Triggersensor kontinuierlich im Triggerzustand betrieben wird, wenn sich das Sensorsystem im Zustandsüberwachungsmodus befindet. Auch in diesem Fall kann der Energieverbrauch im Vergleich zu herkömmlichen, aus dem Stand der Technik bekannten Systemen reduziert werden, da der Triggersensor im Triggerzustand einen vergleichsweise geringen Energieverbrauch aufweist, insbesondere im Vergleich zum Energieverbrauch des Schwingungs- und/oder Temperatursensors im Messzustand.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird das externe Triggersignal mittels eines weiteren Sensors und/oder einer Rechnereinrichtung erzeugt, wenn durch den weiteren Sensor und/oder die Rechnereinrichtung festgestellt wird, dass sich die Maschine in einem Betriebszustand befindet und/oder in einen Betriebszustand übergegangen ist, wobei vorzugsweise der weitere Sensor und/oder die Rechnereinrichtung Teil der Maschine sind und/oder mit der Maschine verbunden sind und/oder mit der Maschine in Kommunikation stehen. Es ist denkbar, dass das externe Triggersignal von dem weiteren Sensor und/oder der Rechnereinrichtung, insbesondere direkt oder über eine Gateway- Einheit, von dem Triggersensor empfangen wird. Bei der Rechnereinrichtung kann es sich um einen Mikrocontroller der Maschine oder des weiteren Sensors handeln. Bei der Rechnereinrichtung kann es sich um eine speicherprogrammierbare Steuerung (SPS) handeln. Die Rechnereinrichtung kann Teil der Gateway-Einheit sein und kann das externe Triggersignal als Reaktion auf den Empfang eines Triggers von dem weiteren Sensor oder von einem Telekommunikationsnetz erzeugen. Die Feststellung, dass sich die Maschine in einem Betriebszustand befindet und/oder in einen Betriebszustand übergegangen ist, kann z.B. dadurch erfolgen, dass der weitere Sensor ein weiteres Sensorsignal der Maschine misst, wobei ein weiterer Vergleich zwischen dem weiteren Sensorsignal und einem weiteren Schwellenwert durchgeführt wird, so dass mittels des weiteren Vergleichs festgestellt wird, ob sich die Maschine in einem Betriebszustand befindet und/oder in einen Betriebszustand übergegangen ist. Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist es denkbar, dass der weitere Sensor ein Drehzahlsensor und/oder ein Drehmomentsensor ist. Gemäß alternativen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung sind jedoch auch andere Sensortypen möglich. Besonders vorteilhaft ist es möglich, dass der weitere Sensor ohnehin in Betrieb ist und/oder das weitere Sensorsignal misst, z.B. im Rahmen einer nicht zustandsüberwachungsbezogenen Funktionalität der Maschine oder für nicht zustandsüberwachungsbezogene Zwecke, insbesondere während des Betriebs der Maschine.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung sind der Schwingungs- und/oder Temperatursensor und/oder der Triggersensor und/oder der weitere Sensor Entitäten eines Mesh-Netzwerks, wobei Schritt b) eines Verfahrens gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung (d.h. das Betreiben des Sensorsystems im Condition Monitoring Modus) nur während eines oder mehrerer vordefinierter Zeitintervalle, insbesondere eines oder mehrerer vordefinierter Zeitintervalle, die sich in regelmäßigen oder unregelmäßigen Abständen oder Mustern wiederholen, durchgeführt wird. Vorzugsweise ist es denkbar, dass - während des einen oder der mehreren vordefinierten Zeitintervalle - das Maschennetz und/oder zumindest die Kommunikationsmittel der Entitäten des Maschennetzes aktiviert sind, wobei vorzugsweise - außerhalb des einen oder der mehreren vordefinierten Zeitintervalle - das Maschennetz und/oder die Kommunikationsmittel der Entitäten des Maschennetzes teilweise oder vollständig deaktiviert sind. Insbesondere ist es denkbar, dass während des einen oder der mehreren vordefinierten Zeitintervalle der Schwingungs- und/oder Temperatursensor und/oder der Triggersensor und/oder der weitere Sensor und/oder Kommunikationsmittel des Schwingungs- und/oder Temperatursensors und/oder Kommunikationsmittel des Triggersensors und/oder Kommunikationsmittel des weiteren Sensors aktiviert sind, wobei vorzugsweise außerhalb des einen oder der mehreren vordefinierten Zeitintervalle der Schwingungs- und/oder Temperatursensor und/oder der Triggersensor und/oder der weitere Sensor und/oder Kommunikationsmittel des Schwingungs- und/oder Temperatursensors und/oder Kommunikationsmittel des Triggersensors und/oder Kommunikationsmittel des weiteren Sensors teilweise oder vollständig deaktiviert sind. Auf diese Weise kann der Energieverbrauch noch weiter gesenkt werden, da die Kommunikationsmittel der verschiedenen Einheiten des Maschennetzes einen erheblichen Anteil am Gesamtenergieverbrauch ausmachen können.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist es möglich, dass der Schwingungs- und/oder Temperatursensor und/oder der Triggersensor und/oder der weitere Sensor außerhalb des einen oder der mehreren vordefinierten Zeitintervalle in einen Tiefschlafmodus versetzt werden, wobei der oder die Sensoren keine Funkfähigkeiten oder Funkkommunikationsfähigkeiten nutzen. Es ist bevorzugt, dass der Sensor oder die Sensoren für die ein oder mehreren vordefinierten Zeitintervalle aus dem Tiefschlafmodus aufgeweckt werden, z.B. durch eine Mikrocontrollereinheit Echtzeituhr (MCU RTC), z.B. jeden Tag für eine Stunde. Es ist besonders bevorzugt, dass alle Sensoren des Mesh- Netzwerks zur gleichen Zeit aufwachen. Dabei ist es möglich, dass einige oder alle Sensoren in dem einen oder den mehreren vordefinierten Zeitintervallen Messungen durchführen. Nach den Messungen, insbesondere nach dem erfindungsgemäßen Messschritt, ist es bevorzugt, dass die Sensoren wieder in den Tiefschlafmodus versetzt werden. Hierdurch kann die Batterielebensdauer der Sensoren deutlich verlängert werden.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird vor dem Übergang des Schwingungs- und/oder Temperatursensors in den Messzustand und/oder bevor der Schwingungs- und/oder Temperatursensor das Maschinenschwingungs- und/oder Temperatursignal im Messschritt misst, ein Maschinenstabilisierungsalgorithmus durchgeführt, insbesondere mittels Rechenmitteln des Triggersensors und/oder Rechenmitteln einer Gateway-Einheit und/oder Rechenmitteln der Maschine, wobei der Maschinenstabilisierungsalgorithmus umfasst, dass:

- eine Wartezeit abgewartet wird, bevor der Schwingungs- und/oder Temperatursensor in den Messzustand übergeht und/oder bevor der Schwingungs- und/oder Temperatursensor das Maschinenvibrations- und/oder Temperatursignal im Messschritt misst, und/oder

- eine Voranalyse zur Verifizierung oder Überprüfung, dass die Maschine in Betrieb ist und/oder zur Verifizierung oder Überprüfung, dass die Maschine in einem Betriebszustand ist, durchgeführt wird, wobei vorzugsweise der Schwingungs- und/oder Temperatursensor erst nach Ablauf der Wartezeit und/oder nur für den Fall, dass die durchgeführte Voranalyse ergibt, dass die Maschine in Betrieb und/oder in einem Betriebszustand ist, in den Messzustand übergeht und/oder mit der Messung des Maschinenvibrations- und/oder Temperatursignals im Messschritt beginnt. Der Maschinenstabilisierungsalgorithmus wird vorzugsweise in Schritt b) eines Verfahrens gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung durchgeführt, d.h. wenn das Sensorsystem im Condition Monitoring Modus betrieben wird. So ist es beispielsweise möglich, dass im Rahmen der Voranalyse das Maschinensignal des Triggersensors analysiert wird, um zu überprüfen, ob die Maschine in Betrieb ist. Wenn die Maschine in Betrieb ist, wird der Messschritt durchgeführt. So ist es beispielsweise möglich, dass im Rahmen der Voranalyse durch Rechenmittel der Maschine geprüft wird, ob die Maschine in Betrieb ist. Wenn die Maschine in Betrieb ist, wird der Messschritt durchgeführt.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung werden die im Lernmodus gewonnenen Lerndaten zusätzlich zur Bestimmung eines, einiger oder aller der folgenden Parameter verwendet, die im Zustandsüberwachungsmodus, insbesondere in Schritt b), zu verwenden sind:

- eine Dauer für die Messung des Maschinensignals der Maschine im Triggerschritt,

- eine Abtastrate für die Messung des Maschinensignals der Maschine im Triggerschritt,

- eine Wiederholrate oder ein Intervall oder eine Tageszeit oder eine Wochenzeit für die Durchführung des Triggerschritts, insbesondere für die Messung des Maschinensignals der Maschine im Triggerschritt,

- ein oder mehrere Parameter des Maschinenstabilisierungsalgorithmus, insbesondere eine Dauer der Wartezeit. Der oder die Parameter werden vorzugsweise unter Verwendung der im Lernmodus in Schritt a) gewonnenen Lerndaten und unter Verwendung von statistischen Verfahren und/oder maschinellem Lernen und/oder künstlicher Intelligenz. Dabei können nicht nur die Triggerschwelle, sondern auch weitere Parameter für den Betrieb des Sensorsystems im Zustandsüberwachungsmodus auf Basis der im Lernmodus gewonnenen Lerndaten bestimmt oder berechnet werden.

Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist es vorteilhaft möglich, dass das Sensorsystem und/oder die Maschine - vorzugsweise vor und/oder während des Betriebs des Sensorsystems im Lernmodus - mit vordefinierten Werten für einen, einige oder alle dieser Parameter versehen wird:

- eine Dauer für die Messung des Maschinensignals der Maschine im Lerntriggerschritt,

- eine Abtastrate für die Messung des Maschinensignals der Maschine im Lerntriggerschritt,

- eine Wiederholrate oder ein Intervall oder eine Tageszeit oder eine Wochenzeit für die Durchführung des Lerntriggerschritts, insbesondere für die Messung des Maschinensignals der Maschine im Lerntriggerschritt,

- einen oder mehrere Parameter des Maschinenstabilisierungsalgorithmus, insbesondere eine Dauer der Wartezeitperiode.

Die vordefinierten Werte der genannten Parameter können im Lernmodus, insbesondere im Schritt a), verwendet werden.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird während und/oder nach der Messung des Maschinenschwingungs- und/oder Temperatursignals mittels des Schwingungs- und/oder Temperatursensors im Messschritt eine Abnahmeprüfung mittels eines Abnahmekriteriums für das gemessene Maschinenschwingungs- und/oder Temperatursignal durchgeführt, wobei das gemessene Maschinenschwingungs- und/oder Temperatursignal nur bei Erfüllung des Abnahmekriteriums zur Bestimmung des Maschinenzustands verwendet wird.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist es denkbar, dass die Abnahmeprüfung durch Rechenmittel des Schwingungs- und/oder Temperatursensors durchgeführt wird, wobei das gemessene Maschinenschwingungs- und/oder Temperatursignal nur dann von dem Schwingungs- und/oder Temperatursensor und/oder von den Rechenmitteln des Schwingungns- und/oder Temperatursensors an eine Gateway- Instanz übermittelt wird, wenn das Abnahmekriterium erfüllt ist. Insbesondere ist es möglich, dass der Schwingungs- und/oder Temperatursensor und/oder die Rechenmittel des Schwingungs- und/oder Temperatursensors das gemessene Maschinenschwingungs- und/oder Temperatursignal nicht übertragen, wenn das Abnahmekriterium nicht erfüllt ist. Dadurch kann der Energieverbrauch der Kommunikationsmittel, die für die Übertragung des gemessenen Maschinenschwingungs- und/oder Temperatursignals vom Schwingungs- und/oder Temperatursensor an die Gateway- Instanz verwendet werden, minimiert werden, da vermieden wird, dass unbrauchbare Daten oder Daten mit unzureichender Qualität übertragen werden.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung umfasst das Abnahmekriterium einen Akzeptanzschwellenwert, wobei die Abnahmeprüfung die Überwachung umfasst, ob das gemessene Maschinenchwingungs- und/oder Temperatursignal, insbesondere während der Messung des Maschinenschwingungs- und/oder Temperatursignals, für eine vordefinierte Anzahl von aufeinanderfolgenden Abtastungen des gemessenen Maschinenschwingungs- und/oder Temperatursignals unter den Akzeptanzschwellenwert fällt, wobei vorzugsweise das Abnahmekriterium nicht erfüllt ist, wenn das gemessene Maschinenschwingungs- und/oder Temperatursignal für die vorgegebene Anzahl aufeinanderfolgender Abtastwerte unter den Akzeptanzschwellenwert abfällt, wobei vorzugsweise das Annahmekriterium erfüllt ist, wenn das gemessene Maschinenschwingungs- und/oder Temperatursignal während der Dauer eines Messzeitintervalls für die vorgegebene Anzahl aufeinanderfolgender Abtastwerte nicht unter den Akzeptanzschwellenwert abfällt. Es ist denkbar, dass das Messzeitintervall ein vordefiniertes Messzeitintervall ist. Das Messzeitintervall kann z.B. von einem Bediener gewählt oder ausgewählt werden und/oder kann von der Maschine und/oder den Einsatzbedingungen der Maschine abhängen. Beispielsweise kann das Messzeitintervall in der Größenordnung von Sekunden liegen, beispielsweise drei Sekunden oder fünf Sekunden. Alternativ ist es denkbar, dass die Dauer des Messzeitintervalls unter Verwendung der im Lernmodus des Sensorsystems in Schritt a) gewonnenen Lerndaten bestimmt wird. Besonders bevorzugt ist es, dass beim Unterschreiten des Akzeptanzschwellenwertes des gemessenen Maschinenschwingungs- und/oder Temperatursignals die Anzahl der aufeinanderfolgenden Abtastungen (beispielsweise die Anzahl der aufeinanderfolgenden Einzelmesswerte) des Maschinenschwingungs- und/oder Temperatursignals so lange gezählt wird, wie das gemessene Maschinenschwingungs- und/oder Temperatursignal unterhalb des Akzeptanzschwellenwertes bleibt und/oder nicht über den Akzeptanzschwellenwert ansteigt. Es ist denkbar, dass diese Zählung der aufeinanderfolgenden Abtastwerte des gemessenen Maschinenschwingungs- und/oder Temperatursignals aufgehoben und/oder zurückgesetzt wird, wenn das gemessene Maschinenschwingungs- und/oder Temperatursignal über den Akzeptanzschwellenwert ansteigt. Vorzugsweise wird, wenn das gemessene Maschinenschwingungs- und/oder Temperatursignal wieder unter den Akzeptanzschwellenwert fällt, die Zählung der aufeinanderfolgenden Abtastungen wieder bei Null begonnen. Erreicht die Anzahl der aufeinanderfolgenden Proben die vordefinierte Anzahl der aufeinanderfolgenden Proben, ist das Abnahmekriterium vorzugsweise nicht erfüllt. Vorzugsweise ist das Abnahmekriterium erfüllt, wenn die Anzahl der aufeinanderfolgenden Proben die vordefinierte Anzahl der aufeinanderfolgenden Proben nicht erreicht.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist es denkbar, dass die Messung des Maschinenschwingungs- und/oder Temperatursignals mittels des Schwingungs- und/oder Temperatursensors im Messschritt beendet wird:

- in Reaktion auf den Empfang eines weiteren Triggersignals durch den Schwingungs- und/oder Temperatursensor, insbesondere von dem weiteren Sensor und/oder der Rechnereinrichtung, wobei das weitere Triggersignal anzeigt, dass sich die Maschine nicht im Betriebszustand befindet und/oder aus dem Betriebszustand übergegangen ist und/oder dass ein stabiler Arbeitszustand der Maschine beendet ist; und/oder

- als Reaktion auf den Empfang eines weiteren Triggersignals durch den Schwingungs- und/oder Temperatursensor von dem Triggersensor, wobei das weitere Triggersignal anzeigt, dass sich die Maschine nicht in dem Betriebszustand befindet und/oder aus dem Betriebszustand übergegangen ist und/oder dass ein stabiler Arbeitszustand der Maschine beendet ist; und/oder

- wenn ein Messzeitintervall verstrichen ist; und/oder

- wenn eine vordefinierte Gesamtzahl von Abtastungen des Maschinenschwingungs- und/oder Temperatursignals erhalten wurde.

Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist es besonders bevorzugt, dass der Lernmodus in einer anfänglichen Lernphase des Sensorsystems durchgeführt wird, nachdem das Sensorsystem an der Maschine installiert worden ist. In dieser ersten Lernphase arbeitet das Sensorsystem mit vorkonfigurierten Parametern, die maschinentypspezifisch sein können oder auch nicht. So misst der Schwingungs- und/oder Temperatursensor in der ersten Lernphase das Schwingungs- und/oder Temperatursignal der Maschine mit vorkonfigurierten Parametern. Während dieser anfänglichen Lernphase werden Messdaten durch das Sensorsystem gewonnen. Diese Messdaten (oder Teile davon) können als Lerndaten für die Bestimmung verbesserter Sensorparameter, insbesondere zumindest der verbesserten und besser angepassten Triggerschwelle für den Triggersensor, verwendet werden. Während der anfänglichen Lernphase sendet das Sensorsystem Zeitbereichsdaten, d. h. die gemessenen Signale, an das Backend-System, vorzugsweise häufiger als es Daten in seinem Zustandsüberwachungsmodus senden würde. Während der anfänglichen Lernphase ist es beispielsweise möglich, dass das Sensorsystem die Zeitbereichsdaten, d. h. die gemessenen Signale, 4, 5, 6, 7 oder 8 Mal pro Tag sendet. Im Gegensatz dazu würde das Sensorsystem im normalen Betrieb im Zustandsüberwachungsmodus beispielsweise nur einmal am Tag Daten senden. Auf der Grundlage der in der anfänglichen Lernphase (d. h. im Lernmodus) gewonnenen Daten berechnet das Backend-System mit Hilfe statistischer Methoden, maschinellen Lernens und/oder künstlicher Intelligenz verbesserte sensorspezifische Parameter. Diese sensorspezifischen Parameter können dann dem Sensorsystem zur Verfügung gestellt werden, so dass das Sensorsystem diese sensorspezifischen Parameter im Zustandsüberwachungsmodus verwenden kann. Die sensorspezifischen Parameter umfassen mindestens die Triggerschwelle für den Triggersensor, können aber auch weitere Parameter umfassen, die das Sensorsystem während seines Betriebs verwendet.

Zur Lösung der oben genannten Aufgabe schlägt die Erfindung ferner ein System zur Ermittlung eines Maschinenzustands, insbesondere zur Zustandsüberwachung einer Maschine vor, wobei das System ein Sensorsystem umfasst, wobei das System optional die Maschine umfasst, wobei das Sensorsystem an der Maschine anbringbar oder in der Maschine enthalten ist, wobei das Sensorsystem umfasst:

- einen Schwingungs- und/oder Temperatursensor zum Messen einer Maschinenvibration und/oder einer Temperatur der Maschine, und

- einen Triggersensor; wobei das Sensorsystem in einem Lernmodus und in einem Zustandsüberwachungsmodus betreibbar ist, wobei das System konfiguriert ist, um ein Verfahren gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung auszuführen.

Vorzugsweise ist das erfindungsgemäße System ein computerimplementiertes System, das Mittel zur Durchführung eines Verfahrens gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung umfasst.

Zur Lösung des oben genannten Problems schlägt die Erfindung ferner ein Computerprogramm vor, das Anweisungen enthält, die, wenn das Computerprogramm von einem oder mehreren Computermitteln - insbesondere von einem Sensorsystem und/oder einer Maschine und/oder einer Gateway-Einheit und/oder einem Backend-System - ausgeführt wird, das eine oder die mehreren Computermittel veranlassen, ein Verfahren gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung auszuführen.

Für das erfindungsgemäße System und das erfindungsgemäße Computerprogramm können die gleichen Ausführungsformen, Vorteile und technischen Effekte erzielt werden, die in Verbindung mit dem erfindungsgemäßen Verfahren oder in Verbindung mit einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens beschrieben wurden. Diese und andere Merkmale, Eigenschaften und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden aus der folgenden detaillierten Beschreibung in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen ersichtlich, die beispielhaft die Prinzipien der Erfindung veranschaulichen. Die Beschreibung dient nur der Veranschaulichung, ohne den Umfang der Erfindung einzuschränken. Die nachstehend zitierten Bezugszahlen beziehen sich auf die beigefügten Zeichnungen.

Fig. 1 zeigt ein Beispiel für den Betrieb einer nicht kontinuierlich arbeitenden Maschine;

Fig. 2 zeigt ein System gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;

Fig. 3 zeigt eine schematische Darstellung des Betriebs eines Sensorsystems in einem Lernmodus zur Bestimmung einer Triggerschwelle gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;

Fig. 4 zeigt eine schematische Darstellung eines Verfahrens gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;

Fig. 5 zeigt eine Schwingung v über der Zeit t einer Maschine zur Veranschaulichung einer Ausführungsform eines Verfahrens gemäß der vorliegenden Erfindung;

Fig. 6A zeigt ein Verfahren gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, bei dem die gemessenen Daten eine Abnahmeprüfung nicht bestehen;

Fig. 6B zeigt ein Verfahren gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, bei dem die gemessenen Daten eine Abnahmeprüfung bestehen;

Fig. 7A und Fig. 7B zeigen schematische Darstellungen eines Vergleichs zwischen der Verwendung einer Triggerschwelle, die mittels eines Lernmodus gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ermittelt wird (Fig. 7B), und der Verwendung einer herkömmlichen Triggerschwelle, die nicht in einem Lernmodus ermittelt wird (Fig. 7A). Fig. 1 zeigt ein Beispiel für den Betrieb einer nicht kontinuierlich arbeitenden Maschine zur Verdeutlichung von Nachteilen des Standes der Technik. In den Zeitintervallen 910, 911, 912 arbeitet die Maschine so, dass eine Zustandsüberwachung durchgeführt werden kann. Außerhalb dieser Zeitintervalle ist die Maschine abgeschaltet oder befindet sich in einem Betriebszustand, der für die Zustandsüberwachung nicht geeignet ist. Nach dem Stand der Technik würden Messungen zur Zustandsüberwachung an vorkonfigurierten Punkten 900, 901 , 902, 903, 904, 905, z.B. in regelmäßigen Zeitabständen durchgeführt. Die Messungen an den Punkten 900, 901 , 902, 903, 904 wären jedoch für die Zustandsüberwachung ungeeignet, da sie außerhalb der Zeitintervalle 910, 911, 912 durchgeführt werden, so dass das Gesamtergebnis und die Qualität der Zustandsüberwachung gering wären. Solche Nachteile können durch die vorliegende Erfindung überwunden werden.

In Fig. 2 ist ein System gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung dargestellt. An einer Maschine 1 sind ein Schwingungs- und/oder Temperatursensor 10 und ein Triggersensor 20 angebracht oder darin enthalten. Vorzugsweise ist der Schwingungs- und/oder Temperatursensor 10 zumindest ein Schwingungssensor 10. In einer alternativen Ausführungsform ist der Schwingungs- und/oder Temperatursensor 10 jedoch ein Temperatursensor. Vorzugsweise handelt es sich bei der Maschine 1 um eine nicht kontinuierlich arbeitende Maschine 1, beispielsweise eine Verarbeitungsmaschine, eine Landwirtschaftsmaschine, eine Logistikmaschine, insbesondere ein Regalbediengerät, eine Transportmaschine, insbesondere eine U-Bahn oder eine Eisenbahn oder ein Zug oder dergleichen. Der Schwingungssensor 10 und/oder der Triggersensor 20 sind vorzugsweise drahtlose Geräte, die zur Zustandsüberwachung der Maschine 1 eingesetzt werden. Der Schwingungssensor 10 und der Triggersensor 20 umfassen eine Energiespeicher- und/oder Energiegewinnungseinrichtung. Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann der Triggersensor 20 Teil des Schwingungssensors 10 sein. Vorzugsweise umfassen der Triggersensor 20 und der Schwingungssensor 10 MEMS zur Messung von Schwingungen der Maschine 1. Eine Gateway-Einheit 50 steht mit dem T riggersensor 20 und/oder dem Schwingungssensor 10 in Kommunikation. Es ist denkbar, dass die Gateway- Einheit 50 Teil der Recheneinrichtung der Maschine 1 ist oder dass die Gateway-Einheit eine von der Maschine 1 getrennte Gateway-Einheit 50 ist. Die Sensoren 10, 20 und/oder die Gateway-Entität 50 können ein Mesh-Netzwerk bilden oder Teil eines Mesh-Netzwerks sein. Es ist denkbar, dass die Gateway-Einheit 50 mit einem Backend-System und/oder Netzwerk 60, insbesondere einem Telekommunikationsnetzwerk, kommuniziert. Weiterhin ist es möglich, dass das System ein Benutzergerät 70, beispielsweise einen Computer oder ein mobiles Gerät, umfasst, das Daten und/oder den Zustand der Maschine anzeigt. Die jeweiligen Geräte des Systems, insbesondere der Schwingungssensor 10, der Triggersensor 20 und/oder die Gateway-Einheit 50, können drahtlose Kommunikationsmittel zur Kommunikation untereinander und/oder mit dem Backend-System und/oder Netzwerk 60 aufweisen. Insbesondere kann das Sensorsystem, umfassend den Schwingungssensor 10 und den Triggersensor 20, in einem Lernmodus zur Bestimmung einer Triggerschwelle für den Triggersensor 20 und in einem Zustandsüberwachungsmodus betrieben werden, in dem die gelernte/bestimmte Triggerschwelle verwendet wird. Mittels des Triggersensors 20 und des Schwingungssensors 10 können die Schritte a) und b) eines Verfahrens gemäß der vorliegenden Erfindung durchgeführt werden. Ausführungsformen davon sind beispielsweise in Verbindung mit den Figuren 3, 4, 5, 6A und 6B beschrieben.

In Fig. 3 ist eine Ausführungsform des Betriebs des Sensorsystems im Lernmodus zur Bestimmung einer Triggerschwelle für den Triggersensor 20 in Schritt a) gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung schematisch dargestellt. Vor dem Schritt S21 wird dem Sensorsystem, insbesondere dem Triggersensor 20 oder den mit dem Triggersensor 20 verbundenen Rechenmitteln, vorzugsweise vor und/oder während des Betriebs des Sensorsystems im Lernmodus, eine weitere vordefinierte Triggerschwelle für den Triggersensor 20 bereitgestellt. Darüber hinaus können dem Sensorsystem weitere vordefinierte Parameter für den Betrieb des Sensorsystems im Lernmodus bereitgestellt werden. Anschließend wird in Schritt S21 ein Lerntriggerschritt durchgeführt, wobei der Triggersensor 20 ein Maschinensignal der Maschine 1 misst. Im Rahmen des Schrittes S21 wird ein Vergleich zwischen dem Maschinensignal und der vordefinierten weiteren Triggerschwelle durchgeführt, wobei in Abhängigkeit von dem Vergleich zwischen dem Maschinensignal und der vordefinierten weiteren Triggerschwelle der Schwingungs- und/oder Temperatursensor 10 in den Messzustand zur Durchführung eines Lernmessschrittes in Schritt S22 überführt wird. In Schritt 22 wird der Lernmessschritt durchgeführt, wobei der Schwingungs- und/oder Temperatursensor 10 ein Maschinenschwingungs- und/oder Temperatursignal der Maschine 1 misst, um Lerndaten zu erhalten. Die Lerndaten umfassen das in dem Lernmessschritt gemessene Maschinenschwingungs- und/oder Temperatursignal oder basieren auf diesem. Es ist möglich, dass die Lerndaten zur weiteren Auswertung an ein Backend-System und/oder Netzwerk 60 übertragen werden. Es ist denkbar, dass die Schritte S21 und S22 wiederholt werden, um weitere Lerndaten zu erhalten. Es ist denkbar, dass die Schritte S21 und S22 ein, einige oder viele Male wiederholt werden, um genügend Lerndaten zu erhalten. Irgendwann geht das Verfahren dann zu Schritt S23 über. In Schritt S23 werden die gewonnenen Lerndaten zur Bestimmung der Triggerschwelle für den Triggersensor 20 verwendet. Der Schritt S23 kann beispielsweise von einem Backend-System und/oder Netzwerk 60 durchgeführt werden. Es ist aber auch denkbar, dass der Schritt S23 durch Rechenmittel des Sensorsystems oder einer Gateway-Einheit oder eines Computers, der sich in der Nähe der Maschine 1 befindet, durchgeführt wird. In Schritt S23 kann die Triggerschwelle für den Triggersensor 20 mittels statistischer Verfahren und/oder maschinellem Lernen und/oder künstlicher Intelligenz ermittelt werden. Durch die Bestimmung der Triggerschwelle für den Triggersensor 20 unter Verwendung der Lerndaten kann eine verbesserte und geeignetere Triggerschwelle ermittelt werden, die die lokalen Bedingungen und Einflüsse der Umgebung berücksichtigt, denen die Maschine oder das Sensorsystem während des Betriebs ausgesetzt ist. Auf diese Weise kann ein besser geeigneter und verbesserter Triggerschwellenwert im Vergleich zur bloßen Verwendung eines vordefinierten Triggerschwellenwerts erzielt werden. Es ist auch möglich, dass in Schritt S23 unter Verwendung der Lerndaten mittels der statistischen Methoden und/oder des maschinellen Lernens und/oder der künstlichen Intelligenz weitere Parameter für den Betrieb des Sensorsystems in seinem Zustandsüberwachungsmodus bestimmt werden können. Solche Parameter können beispielsweise einen oder mehrere der folgenden Parameter umfassen:

- eine Dauer für die Messung des Maschinensignals der Maschine im Triggerschritt,

- eine Abtastrate für die Messung des Maschinensignals der Maschine im Triggerschritt,

- eine Wiederholrate oder ein Intervall oder eine Tageszeit oder eine Wochenzeit für die Durchführung des Triggerschritts, insbesondere für die Messung des Maschinensignals der Maschine im Triggerschritt,

- einen oder mehrere Parameter des Maschinenstabilisierungsalgorithmus, insbesondere eine Dauer der Wartezeitperiode 301.

Diese Parameter können dabei auch besser an die individuellen örtlichen Gegebenheiten der Maschine 1 und des Sensorsystems angepasst werden.

Nach Schritt S23 kann das Sensorsystem mit der ermittelten Triggerschwelle und optional mit einem oder mehreren der oben genannten Parameter versehen werden. Anschließend wird Schritt b) eines Verfahrens gemäß der vorliegenden Erfindung durchgeführt.

In Fig. 4 ist ein Verfahren gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung schematisch dargestellt. In Schritt S31 wird das Sensorsystem im Lernmodus betrieben, um eine Triggerschwelle für den Triggersensor 20 zu bestimmen. Der Schritt S31 kann beispielsweise die Schritte S21 , S22 und S23, wie in Fig. 3 dargestellt, umfassen. Wenn die T riggerschwelle für den T riggersensor 20 ermittelt wurde, wird das Sensorsystem in den Zustandsüberwachungsmodus überführt und Schritt S32 durchgeführt. Schritt S32 umfasst den Betrieb des Sensorsystems im Zustandsüberwachungsmodus, wobei der Betrieb des Sensors im Zustandsüberwachungsmodus in Schritt S32 die folgenden Schritte umfasst:

- In einem Triggerschritt misst der Triggersensor 20 ein Maschinensignal der Maschine 1 , wobei ein Vergleich zwischen dem Maschinensignal und der Triggerschwelle durchgeführt wird, wobei in Abhängigkeit von dem Vergleich zwischen dem Maschinensignal und der Triggerschwelle der Schwingungs- und/oder Temperatursensor 10 in einen Messzustand zur Durchführung eines Messschritts überführt wird.

- In dem Messschritt misst der Vibrations- und/oder Temperatursensor 10 ein Maschinenschwingungs- und/oder Temperatursignal der Maschine 1 zur Bestimmung des Maschinenzustands. Im Schritt S33 wird für das gemessene Maschinenschwingungs- und/oder Temperatursignal eine Abnahmeprüfung 303 mittels eines Abnahmekriteriums durchgeführt, wobei das gemessene Maschinenschwingungs- und/oder Temperatursignal nur dann zur Bestimmung des Zustands der Maschine 1 verwendet wird, wenn das Abnahmekriterium erfüllt ist.

Eine Ausführungsform der Abnahmeprüfung 303 wird anhand der Figuren 5, 6a und 6b näher erläutert.

In Fig. 5 ist zur Veranschaulichung einer Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Verfahrens eine Schwingung v über die Zeit t einer Maschine 1 dargestellt. Insbesondere ist eine Ausführungsform von Schritt b) eines erfindungsgemäßen Verfahrens dargestellt, bei dem das Sensorsystem in einem Condition Monitoring Modus betrieben wird. Wenn sich der Triggersensor 20 in einem Triggerzustand befindet, misst der Triggersensor 20 ein Maschinensignal der Maschine 1 , insbesondere eine Maschinenschwingung. Im Triggerzustand misst der Triggersensor 20 die Maschinenschwingung mit einer vergleichsweise geringen Abtastrate, z.B. in der Größenordnung von 10 Hz, um einen geringen Energieverbrauch zu gewährleisten. Im Triggerschritt wird ein Vergleich zwischen dem gemessenen Maschinensignal und einer Triggerschwelle durchgeführt, so dass ein Anstieg des Maschinensignals auf und/oder über die Triggerschwelle erkannt werden kann. Bei der T riggerschwelle handelt es sich um eine T riggerschwelle, die mit Hilfe des Lernmodus des Sensorsystems in Schritt a) ermittelt wurde. Zu einem Zeitpunkt 300 detektiert der Triggersensor 20 eine Schwingung (d.h. ein Maschinensignal), die die Triggerschwelle überschreitet. Als Reaktion auf diese Erkennung wird der Schwingungssensor 10 von einem Ruhe- oder Aus-Zustand in einen Messzustand überführt, z. B. durch einen Befehl des Triggersensors 20 oder der Gateway-Einheit 50. Es ist möglich, dass - bevor der Schwingungssensor 10 mit der Messung des Maschinenschwingungssignals der Maschine 1 zur Bestimmung des Maschinenzustands beginnt - ein Maschinenstabilisierungsalgorithmus 302 ausgeführt wird. Der Maschinenstabilisierungsalgorithmus 302 kann beinhalten, dass eine Wartezeit 301 abgewartet wird, bevor der Schwingungssensor 10 in den Messzustand übergeht und/oder bevor mit der Messung des Maschinenschwingungssignals mittels des Schwingungssensors 10 begonnen wird. Alternativ oder zusätzlich kann der Maschinenstabilisierungsalgorithmus

302 eine Voranalyse umfassen, um zu prüfen oder zu verifizieren, dass die Maschine 1 in Betrieb ist. So ist es beispielsweise möglich, dass die Voranalyse eine Analyse des vom Triggersensor 20 gemessenen Maschinensignals umfasst, um zu prüfen oder zu verifizieren, dass die Maschine 1 läuft. Wenn der Maschinenstabilisierungsalgorithmus 302 erfolgreich durchlaufen wurde, wird die Messung des Maschinenschwingungssignals mittels des Schwingungssensors 10 im Messschritt durchgeführt, insbesondere für ein Messzeitintervall 200. Im Messschritt misst der Schwingungssensor 10 einzelne Samples und/oder Messwerte, die zusammen das Maschinenschwingungsignal bilden. Während des Messschritts und/oder am Ende des Messschritts kann eine Abnahmeprüfung 303 für das gemessene Maschinenschwingungssignal durchgeführt werden. Durch die Abnahmeprüfung

303 kann sichergestellt werden, dass die gewonnenen Daten eine ausreichende oder gewünschte Qualität aufweisen. Vorzugsweise werden die gemessenen Daten, d.h. das gemessene Maschinenschwingungssignal, nur dann von dem Schwingungssensor 10 an die Gateway-Einheit 50 beziehungsweise an das Backend-System und/oder Netzwerk 60 übertragen, wenn die Abnahmeprüfung erfolgreich bestanden wird. Hierdurch kann ein besonders energieeffizientes Verfahren erreicht werden. Vorzugsweise wird das gemessene Maschinenschwingungssignal nur dann zur Bestimmung des Maschinenzustandes verwendet, wenn der Abnahmetest 303 bestanden ist.

Eine Ausführungsform der Abnahmeprüfung 303 wird anhand der Figuren 6A und 6B näher erläutert. Die Abnahmeprüfung 303 umfasst ein Akzeptanzkriterium, insbesondere einen Akzeptanzschwellenwert 100. Es ist möglich, dass der Akzeptanzschwellenwert 100 der gleiche Wert wie die Triggerschwelle ist oder der Triggerschwelle entspricht. Bei der Abnahmeprüfung wird überwacht, ob das gemessene Maschinenschwingungssignal, insbesondere während der Messung des Maschinenschwingungssignals, für eine vorgegebene Anzahl von aufeinanderfolgenden Abtastwerten (insbesondere Abtastwerten) des gemessenen Maschinenschwingungssignals unter den Abnahmeschwellenwert 100 abfällt. Wenn das gemessene Maschinenschwingungssignal unter den Akzeptanzschwellenwert 100 fällt, wird die Anzahl der aufeinanderfolgenden Abtastwerte (z.B. die Anzahl der aufeinanderfolgenden Einzelmesswerte) des Schwingungssignals so lange gezählt, wie das gemessene Maschinenschwingungssignal unter dem Akzeptanzschwellenwert 100 bleibt. Es ist denkbar, dass diese Zählung der aufeinanderfolgenden Abtastwerte des gemessenen Maschinenschwingungssignals aufgehoben und/oder zurückgesetzt wird, falls das gemessene Maschinenschwingungssignal wieder über den Akzeptanzschwellenwert 100 ansteigt. Vorzugsweise wird, wenn das gemessene Maschinenschwingungssignal wieder unter den Akzeptanzschwellenwert 100 abfällt, die Zählung der aufeinanderfolgenden Abtastungen wieder bei Null begonnen.

Erreicht die Anzahl der aufeinanderfolgenden Proben die vordefinierte Anzahl der aufeinanderfolgenden Proben, ist das Abnahmekriterium nicht erfüllt und die Abnahmeprüfung nicht bestanden. Diese Situation ist in Abb. 6A dargestellt.

Erreicht die Anzahl der aufeinanderfolgenden Proben jedoch nicht die vordefinierte Anzahl der aufeinanderfolgenden Proben, ist das Abnahmekriterium erfüllt und die Abnahmeprüfung ist bestanden. Diese Situation ist in Abb. 6B dargestellt. In diesem Fall wird das gemessene Schwingungssignal der Maschine weiter zur Bestimmung des Zustands der Maschine 1 verwendet.

In den Figuren 7A und 7B ist ein Vergleich zwischen der Verwendung einer Triggerschwelle, die mittels eines Lernmodus gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ermittelt wird (Fig. 7B), und der Verwendung einer herkömmlichen Triggerschwelle, die nicht im Lernmodus gemäß der vorliegenden Erfindung ermittelt wird (Fig. 7A), schematisch dargestellt. Bei Verwendung einer maschinenspezifischen Triggerschwelle, wie in Fig. 7A gezeigt, liegen einige der Messungen x innerhalb eines stabilen Betriebsfensters 702 der Maschine 1. Einige Messwerte 601, 602, 603 liegen jedoch außerhalb dieses Fensters 702. Dadurch müssen der Warnalarmgrenzwert 700 und ein Hauptalarmgrenzwert 701 für die Maschine so gewählt werden, dass sie weiter von dem stabilen Betriebsfenster 702 entfernt sind. Damit ist die erreichbare Vorwarnzeit schlechter als die Vorwarnzeit, die mit der vorliegenden Erfindung erreicht werden kann (Fig. 7B). Bei einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung - wie in Fig. 7B dargestellt - ist es möglich, dass alle oder fast alle Messungen x im stabilen Betriebsfenster 802 liegen, weil eine verbesserte Triggerschwelle verwendet wird, die mittels des erfindungsgemäßen Lernmodus so bestimmt wird, dass die Messungen des Schwingungs- und/oder Temperatursensors 20 häufiger in einem stabilen, für die Zustandsüberwachung geeigneten Betriebszustand der Maschine 1 durchgeführt werden. Dadurch können die Warnalarmgrenze 800 und die Hauptalarmgrenze 801 für die Maschine näher an das stabile Betriebsfenster 802 gelegt werden, wodurch die Vorwarnzeit bei Ausfall oder Verschleiß der Maschine verbessert werden kann. Beispielsweise kann mit einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, wie in Fig. 7B dargestellt, eine Vorwarnzeit in der Größenordnung von Monaten erreicht werden. Im Gegensatz dazu kann in Fig. 7A nur eine Vorwarnzeit in der Größenordnung von Tagen oder Wochen erreicht werden.

Bezugszeichenliste

1 Maschine

10 Schwingungs- und/oder T emperatursensor

20 Triggersensor

50 Gateway-Einheit

60 Backend-System und/oder Netzwerk

70 Benutzergerät

100 Akzeptanzschwellenwert

200 Messzeitintervall

300 Punkt

301 Wartezeit

302 Algorithmus zur Maschinenstabilisierung

303 Abnahmeprüfung

601 - 603 Messungen

700 Warnalarmgrenze

701 Hauptalarmgrenze

702 Fenster für stabilen Betrieb

800 Warnalarmgrenze

801 Hauptalarmgrenze

802 Fenster für stabilen Betrieb

900 - 905 Punkte

910 - 912 Zeitintervalle

S21 - S23 Schritte

S31 - S33 Schritte t Zeit v Vibration x Messungen