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Title:
RAILWAY VEHICLE COMPONENT GROUP AND METHOD FOR GENERATING A LIFE HISTORY OF A MACHINE COMPONENT AND SERVICE METHOD FOR MAINTENANCE
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2017/121577
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a railway vehicle component group for generating an electronic life history of a machine component (2), comprising a machine component (2) having a storage unit (1), wherein the storage unit (1) is arranged in or on the machine component (2), at least one control unit (4) suitable for bidirectional communication with the machine component (2), wherein operating data (6) can be generated in the control unit (4), wherein the storage unit (1) is suitable at least for bidirectional communication with the control unit (4), wherein a storage of the operating data (6) generated via the control unit (4) is provided during the operation of the machine component (2) by means of at least the bidirectional communication in order to generate an electronic life history of the machine component (2), and wherein the storage unit (1) also has an electronic type label (11) of the machine component (2). The invention also relates to a method for generating a life history of a machine component, as well as a service method for maintenance.

Inventors:
KÖHLER BERND (DE)
KÖRNER OLAF (DE)
Application Number:
PCT/EP2016/081640
Publication Date:
July 20, 2017
Filing Date:
December 19, 2016
Export Citation:
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Assignee:
SIEMENS AG (DE)
International Classes:
G07C3/08; G06Q10/00; G07C5/00; G07C5/08
Domestic Patent References:
WO2010149303A12010-12-29
WO2004013785A22004-02-12
Foreign References:
EP2492849A22012-08-29
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Claims:
Patentansprüche

1. Schienenfahrzeugbauteilgruppe eines Fahrzeugs einer Flotte zum Erzeugen eines elektronischen Lebenslaufs einer Maschi- nenkomponente (2), umfassend eine Maschinenkomponente (2) mit einer Speichereinheit ( 1 ) , wobei die Speichereinheit (1) in oder an der Maschinenkomponente (2) angeordnet ist, zumindest eine Steuerungseinheit (4), welche zur bidirektionalen Kommu¬ nikation mit der Maschinenkomponente (2) geeignet ist, wobei in der Steuerungseinheit (4) Betriebsdaten (6) erzeugbar sind, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass die Speichereinheit (1) zumindest zur bidirektionalen Kommu¬ nikation mit der Steuerungseinheit (4) geeignet ist, wobei während des Betriebs der Maschinenkomponente (2) eine Spei- cherung der durch die Steuerungseinheit (4) erzeugten Betriebsdaten (6) mittels zumindest der bidirektionalen Kommunikation vorgesehen ist zur Erzeugung eines elektronischen Lebenslaufs der Maschinenkomponente (2) und wobei die Spei¬ chereinheit (1) zudem ein elektronisches Typenschild (11) der Maschinenkomponente (2) aufweist.

2. Schienenfahrzeugbauteilgruppe zum Erzeugen eines elektro¬ nischen Lebenslaufs nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass die Maschinenkomponente (2) zumindest einen Sensor (7) zur Generierung von Sensordaten (5) aufweist, welche durch die bidirektionale Kommunikation die Sensordaten (5) des zumindest einen Sensors während des Betriebs der Maschinenkomponente (2) in der Steuerungseinheit (4) erfassbar sind, und wobei in der Steuerungseinheit (4) die Betriebsdaten (6) zumindest teilweise mit Hilfe der er- fassten Sensordaten (5) erzeugbar sind.

3. Schienenfahrzeugbauteilgruppe nach Anspruch 2, d a ¬ d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass die Speicher- einheit (1) in dem Sensor (7) vorgesehen ist.

4. Schienenfahrzeugbauteilgruppe nach Anspruch 2 oder 3, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass die Ver- bindung zwischen Sensor und Speichereinheit (1) zur bidirektionalen Kommunikation verwendbar ist.

5. Schienenfahrzeugbauteilgruppe nach Anspruch 4, d a - d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass das elektro¬ nische Typenschild (11) bei oder vor der Inbetriebnahme von dem Sensor (7) an die Speichereinheit (1) einbringbar ist.

6. Schienenfahrzeugbauteilgruppe nach einem der vorhergehen- den Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass das elektronische Typenschild (11) vor Inbetriebnahme in die Speichereinheit (1) einbringbar ist oder bei Inbetrieb¬ nahme über die Steuerungseinheit (4) einbringbar ist. 7. Schienenfahrzeugbauteilgruppe nach einem der vorhergehen¬ den Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass die Betriebsdaten (6) in der Steuerungseinheit (4) vor der Übermittlung an die Speichereinheit (1) komprimiert wer¬ den .

8. Schienenfahrzeugbauteilgruppe nach einem der vorhergehen¬ den Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass die Steuereinheit zur Erzeugung des elektronischen Le¬ benslaufs der Maschinenkomponente (2) lediglich die aktuellen Betriebsdaten (6) mit vorausgegangen Betriebsdaten (6) vergleicht und lediglich bei gegenüber den vorausgegangen Betriebsdaten (6) veränderten Betriebsdaten (6) diese geänderten Betriebsdaten (6) zur Erzeugung des elektronischen Lebenslaufs an die Speichereinheit (1) übermittelt.

9. Schienenfahrzeugbauteilgruppe zum Erzeugen eines elektro¬ nischen Lebenslaufs nach einem der vorhergehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass die Spei¬ chereinheit (1) zumindest einen ersten und einen zweiten Speicherbereich aufweist, wobei im ersten Speicherbereich das elektronische Typenschild (11) gespeichert sind und im zwei¬ ten Speicherbereich der erzeugte Lebenslauf gespeichert sind.

10. Schienenfahrzeugbauteilgruppe nach einem der vorhergehen¬ den Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass der elektronische Lebenslauf nach Ablauf der Lebensdauer der Maschinenkomponente (2) und/oder während der Wartung der Maschinenkomponente (2) abrufbar ist.

11. Schienenfahrzeugbauteilgruppe nach einem der vorhergehen¬ den Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass das elektronische Typenschild (11) zumindest Identifika- tionsdaten für die eindeutige Identifikation der Maschinenkomponente (2) umfasst.

12. Schienenfahrzeugbauteilgruppe nach einem der vorhergehen¬ den Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass zudem ein zentraler Datenserver, insbesondere eine Cloud (10), vorgesehen ist zur Speicherung und/oder Weiterverarbeitung der von der Steuerungseinheit (4) erzeugten Betriebsda¬ ten ( 6) . 13. Schienenfahrzeugbauteilgruppe nach einem der vorhergehen¬ den Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass die Speichereinheit (1) eine Digitalschnittstelle zur Übermittlung zumindest der Betriebsdaten (6) an ein mobiles Endgerät aufweist.

14. Schienenfahrzeugbauteilgruppe nach einem der vorhergehen¬ den Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass die Übermittlung der Betriebsdaten (6) von der Steuereinheit an die Speichereinheit (1) während des Betriebs ge- taktet erfolgt.

15. Schienenfahrzeugbauteilgruppe nach einem der vorhergehen¬ den Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass die Betriebsdaten (6) nicht überschreibbar und nicht veränderbar auf der Speichereinheit (1) gespeichert sind.

16. Schienenfahrzeugbauteilgruppe nach einem der vorhergehen¬ den Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass die Betriebsdaten (6) zur Erzeugung des elektronischen Lebenslaufes in zeitlicher Abfolge gespeichert werden.

17. Verfahren zum Erzeugen eines elektronischen Lebenslaufs einer Maschinenkomponente (2) für eine Schienenfahrzeugbau- teilgruppe ( 1 ) , aufweisend eine Speichereinheit, welche in oder an der Maschinenkomponente (2) angeordnet wird, und eine Steuerungseinheit (4), welche zur bidirektionalen Kommunika¬ tion mit der Maschinenkomponente (2) geeignet ist, wobei in der Steuerungseinheit (4) Betriebsdaten (6) erzeugt werden, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass die Spei¬ chereinheit (1) zumindest zur bidirektionalen Kommunikation mit der Steuerungseinheit (4) geeignet wird, und wobei zur Erzeugung eines elektronischen Lebenslaufs der Maschinenkom- ponente (2) während des Betriebs der Maschinenkomponente (2) mittels der bidirektionalen Kommunikation eine Speicherung der durch die Steuerungseinheit (4) erzeugten Betriebsdaten (6) vorgenommen wird und wobei die Maschinenkomponente (2) durch ein elektronische Typenschild (11) in der Speicherein- heit (1) eindeutig identifiziert wird.

18. Verfahren nach Anspruch 17 zum Erzeugen eines elektroni sehen Lebenslaufs einer Maschinenkomponente (2) für eine Schienenfahrzeugbauteilgruppe (1), welche nach einem der An sprüche 1 bis 16 ausgestaltet wird.

19. Serviceverfahren zur Wartung einer Schienenfahrzeugbau teilgruppe (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 16

g e k e n n z e i c h n e t durch folgende Schritte:

- Ausbauen der Maschinenkomponente aus der Schienenfahr zeugbauteilgruppe (1) und bedarfsweise Ausbauen der Speichereinheit,

- Auslesen der Speichereinheit,

- Einbauen der gewarteten Maschinenkomponenten mit der

Speichereinheit oder einer neuen Speichereinheit_neu, wobei die neue Speichereinheit_neu zumindest mit dem elektronischen Typenschild (11) und dem ausgelesenen elektronischen Lebenslauf bestückt wird, oder Einbauen einer neuen Maschinenkomponente_neu mit der Speichereinheit oder einer neuen Speicherein- heit_neu, wobei die Speichereinheit oder die Speicher- einheit_neu zumindest mit dem elektronischen Typenschild der Maschinenkomponente neu bestückt wird.

20. Fahrzeug mit einer Schienenfahrzeugbauteilgruppe nach ei¬ nem oder mehreren Ansprüche 1 bis 16. 21. Flotte mit Fahrzeugen nach Anspruch 20.

Description:
Beschreibung

Schienenfahrzeugbauteilgruppe und Verfahren zum Erzeugen ei ¬ nes Lebenslaufs einer Maschinenkomponente sowie Servicever- fahren zur Wartung

Die Erfindung betrifft eine Schienenfahrzeugbauteilgruppe zum Erzeugen eines elektronischen Lebenslaufs einer Maschinenkomponente, umfassend eine Maschinenkomponente, wobei eine Spei- chereinheit in oder an der Maschinenkomponente angeordnet ist, zumindest eine Steuerungseinheit, welche zur bidirektio ¬ nalen Kommunikation mit der Maschinenkomponente geeignet ist, wobei in der Steuerungseinheit Betriebsdaten erzeugbar sind. Ferner betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Erzeugen ei- nes Lebenslaufs, einer Maschinenkomponente sowie ein Service ¬ verfahren zur Wartung.

Im Antriebssystem eines Zuges besteht keine eindeutige Bezie ¬ hung zwischen den verfügbaren Daten in der Steuerung des An- triebsumrichters und den angeschlossenen Maschinenkomponenten. Insbesondere geht eine zum Zeitpunkt der Auslieferung dokumentierte Konfiguration verloren, wenn Maschinenkomponenten in einer Flotte ausgetauscht werden, z.B. im Rahmen von korrektiver oder präventiver Instandhaltung.

Die Konfiguration von Fahrzeugen wird vom Betreiber/Service in der Regel nicht auf Maschinenkomponentenebene gepflegt und ist daher meistens unbekannt oder fehlerhaft. Die Umrichtersteuerung misst und ermittelt viele relevanten Betriebsdaten der angeschlossenen Maschinenkomponenten und kann diese auch intelligent korrelieren, auswerten, speichern, kollektivieren, etc . Häufig wird die Übertragung von Betriebsdaten an eine zentrale Datenbank (z.B. Cloud) beschrieben, um diese dort zentral auszuwerten (Industrie 4.0...). Dies setzt aber eine lückenlose Konnektivität hoher Bandbreite von der Feldkomponente bis zur Cloud voraus. Alle Beteiligten müssen sich auf einheitliche Schnittstellen, Ownership der Daten, etc. einigen. Diese Voraussetzungen sind nicht immer erfüllt. In der Realität ist es heute eher noch so, dass der Informationsfluss z.B. im Rückwarenprozess auf handschriftlich ausgefüllten, an der Maschinenkomponente befestigten Zetteln mit spärlichem Informa ¬ tionsgehalt basiert.

Zwar liegen Daten (z.B. Lastkollektive) in der übergeordneten Steuerung vor (z.B. im Umrichter bezüglich z.B. des angeschlossenen Motors, Getriebes) . Da aber keine eindeutige Be ¬ ziehung (Zuordnung) zwischen Umrichter und Motor besteht, sind nur gemittelte Lastdaten über eine Flotte von Fahrzeugen und einen längeren Zeitraum auswertbar. Damit kann nur eine durchschnittliche Maschinenkomponentenbelastung ermittelt werden. Es sind auch keine individuellen Daten für eine Schadensklärung vorhanden. Ein Konfigurationsmanagement, z.B. welche Maschinenkomponente in welchem Fahrzeug und über wel ¬ chen Zeitraum eingesetzt ist, muss manuell in der Produktion und/oder Instandhaltung, falls gewünscht, geführt werden.

Die erste und zweite Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist daher die Angabe einer Schienenfahrzeugbauteilgruppe und ei ¬ nes Verfahrens, durch welche auf ein solches manuell geführ- tes Konfigurationsmanagement verzichtet werden kann. Eine weitere, dritte Aufgabe liegt in der Angabe eines Servicever ¬ fahrens zur Wartung einer solchen Schienenfahrzeugbauteil ¬ gruppe . Die erste Aufgabe wird gelöst durch die Angabe einer Schie ¬ nenfahrzeugbauteilgruppe zum Erzeugen eines elektronischen Lebenslaufs einer Maschinenkomponente, umfassend eine Maschi ¬ nenkomponente mit einer Speichereinheit, wobei die Speicher ¬ einheit in oder an der Maschinenkomponente angeordnet ist. Weiterhin ist zumindest eine Steuerungseinheit umfasst, wel ¬ che zur bidirektionalen Kommunikation mit der Maschinenkomponente geeignet ist. In der Steuerungseinheit sind Betriebsda ¬ ten erzeugbar. Dabei ist die Speichereinheit zumindest zur bidirektionalen Kommunikation mit der Steuerungseinheit geeignet. Während des Betriebs der Maschinenkomponente ist eine Speicherung der durch die Steuerungseinheit erzeugten Betriebsdaten mittels zumindest der bidirektionalen Kommunika- tion vorgesehen zur Erzeugung eines elektronischen Lebenslaufs der Maschinenkomponente. Dabei kann man unter elektro ¬ nischer Lebenslaufakte zumindest die zeitliche Abfolge aller Daten/Betriebsdaten verstehen. Die Speichereinheit weist zudem ein elektronisches Typenschild der Maschinenkomponente auf. Mittels der bidirektionalen Kommunikation der Steuerungseinheit und der Speichereinheit kann die Speichereinheit somit bei Inbetriebnahme der Steuerungseinheit die Identifi ¬ kationsdaten der Maschinenkomponente aus dem elektronischen Typenschild der Maschinenkomponente an die Steuerungseinheit senden, sodass die Daten einer klaren Zuordnung unterliegen.

Die zweite Aufgabe wird gelöst durch die Angabe eines Verfah ¬ rens zum Erzeugen eines elektronischen Lebenslaufs einer Maschinenkomponente für eine Schienenfahrzeugbauteilgruppe, aufweisend eine Speichereinheit, welche in oder an der Ma ¬ schinenkomponente angeordnet wird. Zudem ist eine Steuerungs ¬ einheit vorgesehen, welche zur bidirektionalen Kommunikation mit der Maschinenkomponente geeignet ist. In der Steuerungs ¬ einheit werden Betriebsdaten erzeugt, die durch die bidirek- tionale Kommunikation an die Maschinenkomponente übermittelt werden. Dabei ist die Speichereinheit zumindest zur bidirek ¬ tionalen Kommunikation mit der Steuerungseinheit geeignet. Zur Erzeugung eines elektronischen Lebenslaufs der Maschinenkomponente wird während des Betriebs der Maschinenkomponente mittels der bidirektionalen Kommunikation eine Speicherung der durch die Steuerungseinheit erzeugten Betriebsdaten vorgenommen. Dabei wird die Maschinenkomponente durch ein elek ¬ Typenschild in der Speichereinheit eindeutig iden-

Die dritte Aufgabe wird gelöst durch die Angabe eines Ser ¬ viceverfahrens zur Wartung einer solchen Schienenfahrzeugb teilgruppe mit folgenden Schritten: - Ausbauen der Maschinenkomponente aus der Schienenfahrzeugbauteilgruppe und bedarfsweise Ausbauen der Spei ¬ chereinheit,

- Auslesen der Speichereinheit,

- Einbauen der gewarteten Maschinenkomponenten mit der

Speichereinheit oder einer neuen Speichereinheit_neu, wobei die neue Speichereinheit_neu zumindest mit dem elektronischen Typenschild und dem ausgelesenen elektronischen Lebenslauf bestückt wird,

- oder Einbauen einer neuen Maschinenkomponente_neu mit der Speichereinheit oder einer neuen Speicherein- heit_neu, wobei die Speichereinheit oder die Speicher- einheit_neu zumindest mit dem elektronischen Typenschild der Maschinenkomponente_neu bestückt wird.

Die digitale Speichereinheit trägt und übermittelt somit Identifikationsdaten der Maschinenkomponenten an die Steuerung und erlaubt damit zu jeder Zeit das Auslesen der aktuel ¬ len Systemkonfiguration. Über die Lebenszeit der Komponente speichert er zudem die Betriebsdaten, die die Steuerung für die Maschinenkomponente ermittelt hat und trägt diese im Ser ¬ vicefall mit der Maschinenkomponente zurück zum Hersteller.

Diese Daten sind als Lebenslaufakte der Komponente für In- standhaltung, Konfigurationsmanagement, Engineering, Weiterentwicklung, Schadensklärung, etc. komponentenweise verfügbar. Daraus ergibt sich z.B. als ein Kundennutzen eine erhöhte Effizienz des Servicemanagements oder ein verbessertes Preismanagement .

Durch das elektronische Typenschild an der Maschinenkomponente kann auch jederzeit die Konfiguration des Fahrzeuges aus ¬ gelesen werden. Es ist keine manuelle Pflege von Fahrzeugkonfigurationslisten in zentralen Datenbanken notwendig.

Durch die Erfindung ist eine Nutzung der schon in der Steuerung vorhandenen Intelligenz zur individuellen Datenerhebung einzelner an der Steuerung betriebenen Maschinenkomponenten möglich. D.h. die Maschinenkomponente selbst bleibt bzgl. ei ¬ ner intelligenten Auswertung ihrer Betriebsdaten dumm, da die Intelligenz in der angeschlossenen Steuerung liegt, mit der sie betrieben wird. Im Gegensatz zur „Cloud-Lösung" werden die Daten nicht nach „oben" in die Cloud sondern nach „unten" in die Komponente geschickt und dort in der Speichereinheit gespeichert. Damit entfällt die Notwendigkeit für eine breit- bandige Konnektivität der Komponente zu einem zentralen Da ¬ tenserver, d.h. es ist keine Infrastruktur für eine Cloud mehr notwendig. Eine Vereinheitlichung der Schnittstellen ist daher nicht notwendig, d.h. es kann ein herstellerspezifisches Datenformat gewählt werden. Zudem entfällt eine Harmo ¬ nisierung der Interessen aller Beteiligten z.B. von Hersteller, Service, Betreiber, da der Hersteller die Daten mit dem „Materialfluss der Komponente" zurückbekommt und nicht über einen parallel zu installierenden Datenfluss in einer Cloud.

Durch das Erzeugen des Lebenslaufs der Komponente ist eine bessere Schadensklärung, bessere Lastdaten für Auslegung etc. möglich.

Durch die Erfindung wird auch sichergestellt, dass z.B. bei einem Austausch der Speichereinheit diese die Komponentenidentität durch Initialisierung bekommt.

Individuelle Daten können in der Steuerung für eine bessere Regelung, z.B. durch Auto-IBN, Schutz durch Schwellwerte und höhere Ausnutzung verwendet werden. Zudem ergibt sich ein Wettbewerbsvorteil durch eine bessere Kenntnis der realen Be- lastung im Feld für zukünftige Auslegung, bessere Schadens ¬ klärung durch die elektronische Akte an der fehlerhaften Komponente etc ..

Durch die Erfindung existiert nun eine eindeutige Beziehung zwischen den Daten und der Komponente, insbesondere wenn Kom ¬ ponenten in einer Flotte im Rahmen von korrektiver und präventiver Instandhaltung durchgetauscht werden. Auch ist nun die Konfiguration von komplexen Systemen mit vielen Maschinenkomponenten für jede individuelle Komponente bekannt.

In den Unteransprüchen sind weitere vorteilhafte Maßnahmen aufgelistet, die beliebig miteinander kombiniert werden kön ¬ nen, um weitere Vorteile zu erzielen.

In einer bevorzugten Ausgestaltung weist die Maschinenkomponente zumindest einen Sensor zur Generierung von Sensordaten auf. Diese sind durch die bidirektionale Kommunikation wäh ¬ rend des Betriebs der Maschinenkomponente in der Steuerungs ¬ einheit erfassbar, wobei in der Steuerungseinheit die Be ¬ triebsdaten zumindest teilweise mit Hilfe der erfassten Sensordaten erzeugbar sind. Die Speichereinheit kann in einem Sensor vorgesehen sein, insbesondere integriert sein. Ein an sich einfacher Sensor (z.B. Temperatur) wird erweitert um zusätzlichen Speicher zum Zweck der Datenhaltung für die Komponente, an die er montiert ist (z.B. Motor, Getriebe) . D.h. zusätzlich zur Sensorfunktion wird er als Datenträger verwen- det.

Eine Verbindung zwischen „Sensor mit Speichereinheit" und Steuerungseinheit wird nicht nur für die Messwertübertragung genutzt, sondern auch zur Übertragung von Daten in den und aus der integrierten Speichereinheit. Vorteilhafterweise wird die bidirektionale Kommunikationsverbindung zwischen Sensor und Steuerungseinheit hier verwendet; auf eine weitere bidi ¬ rektionale Kommunikationsverbindung kann daher verzichtet werden .

Der „Sensor mit Speichereinheit" enthält somit zumindest die Identifikationsdaten durch das elektronische Typenschild. Der „Sensor mit Speichereinheit" wird im Laufe der Zeit mit den Daten der Lebenslaufakte (Belastungsdaten, Servicedaten, Aus- falldaten, etc.) der Maschinenkomponente, an der er montiert ist, von der überlagerten intelligenten Steuerung gefüllt. Ein Betrieb ohne Initialisierung eines Austauschsensors kann somit verhindert werden (z.B. Taktsperre Umrichter). Damit könnte generell der Betrieb von nicht identifizierten Kompo ¬ nenten an einer Steuerungseinheit blockiert werden.

Bevorzugt kann das elektronische Typenschild vor Inbetrieb ¬ nahme in die Speichereinheit oder bei Inbetriebnahme über die Steuerungseinheit eingebracht werden. Auch können die Betriebsdaten in der Steuerungseinheit vor der Übermittlung an die Speichereinheit komprimiert werden. Dies kann zu einer verbesserten schnelleren Übertragung und verminderten Speicherbedarf führen. Bevorzugt übermittelt die Steuereinheit zur Erzeugung des elektronischen Lebenslaufs der Maschinenkomponente lediglich die aktuellen Betriebsdaten, die sie mit vorausgegangen Betriebsdaten vergleicht. Lediglich bei gegenüber den vorausgegangen Betriebsdaten veränderten Betriebsdaten werden diese geänderten Betriebsdaten zur Erzeugung des elektronischen Lebenslaufs an die Speichereinheit übermittelt.

Auch kann die Speichereinheit zumindest einen ersten und ei ¬ nen zweiten Speicherbereich aufweisen, wobei im ersten Spei- cherbereich das elektronische Typenschild, d.h. identitätsbe- zogene Daten, gespeichert sind und im zweiten Speicherbereich der erzeugte Lebenslauf gespeichert ist.

Auch kann der elektronische Lebenslauf nach Ablauf der Le- bensdauer der Maschinenkomponente, z.B. im Werk bei Rückgabe oder Reparatur der Maschinenkomponente, ausgelesen werden. Alternativ oder zusätzlich kann er aber auch zu Wartungszwecken während des Betriebs der Maschinenkomponente auslesbar sein .

Bevorzugt umfasst das elektronische Typenschild zumindest Identifikationsdaten für die eindeutige Identifikation der Maschinenkomponente . Bevorzugt ist zudem ein zentraler Datenserver, insbesondere eine Cloud, vorgesehen zur Speicherung und/oder Weiterverarbeitung der von der Steuerungseinheit erzeugten Betriebsda ¬ ten. In der Cloud kann zudem eine Weiterverarbeitung der Da- ten vorgesehen sein. Vorteilhaftweise können in der Cloud auch Daten anderer parallel laufender Maschinenkomponenten vorgesehen sein.

Auch kann die Speichereinheit eine Digitalschnittstelle zur Übermittlung zumindest der Betriebsdaten an ein mobiles Endgerät aufweisen. Auch kann der komplette Lebenslauf sowie das Typenschild übermittelt werden. Somit kann eine Wartung ver ¬ einfacht werden. Bevorzugt kann die Übermittlung der Betriebsdaten von der

Steuereinheit an die Speichereinheit während des Betriebs ge ¬ taktet erfolgen. Somit kann Energie/Leistung eingespart werden . In einer besonderen Ausgestaltung sind die Betriebsdaten nicht überschreibbar und nicht veränderbar auf der Speichereinheit gespeichert. Dadurch kann einer Manipulation der Daten (z.B. nach dem Ausbau) vorgebeugt werden. In bevorzugter Ausgestaltung ist die Steuerungseinheit ein Umrichter .

Bevorzugt werden die Betriebsdaten zur Erzeugung des elektronischen Lebenslaufes in zeitlicher Abfolge gespeichert. Somit kann jederzeit der Zustandsverlauf der Maschinenkomponenten zu jedem Zeitpunkt nachvollzogen werden.

Weitere Merkmale, Eigenschaften und Vorteile der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung un- ter Bezugnahme auf die beiliegende Figur. Darin zeigt schema ¬ tisch:

FIG 1: die erfindungsgemäße Speichereinheit im Betrieb. Obwohl die Erfindung im Detail durch das bevorzugte Ausführungsbeispiel näher illustriert und beschrieben wurde, ist die Erfindung nicht durch die offenbarten Beispiele einge ¬ schränkt. Variationen hiervon können vom Fachmann abgeleitet werden, ohne den Schutzumfang der Erfindung, wie er durch die nachfolgenden Patentansprüche definiert wird, zu verlassen.

Die Konfiguration von Systemen wird im Auslieferzustand vom Hersteller dokumentiert (z.B. auch für Traceability) . Im Lau- fe der Nutzungszeit der Systeme kommt es zu häufigen Umbau- ten/Umkonfigurationen . Beginnend mit der Inbetriebnahme über viele Wartungszyklen und Reparaturen geht die Kenntnis der Systemkonfiguration schrittweise verloren. Es gibt keine eindeutige Beziehung zwischen den Daten und der Maschinenkompo- nente, insbesondere wenn Maschinenkomponenten z.B. in einer Flotte im Rahmen von korrektiver und präventiver Instandhaltung durchgetauscht werden. Auch ist oft die Konfiguration von Fahrzeugen mit den individuellen Maschinenkomponenten nicht bekannt. Es erfolgt keine Rückmeldung der Änderungen an die ursprünglich während der Fertigung aufgebaute Datenbank. Es bestehen zudem keine einheitlichen Schnittstellen und Tools und kein durchgängiges gleiches Interesse von Herstel ¬ lern, Service und Betreibern. Dies wird erfindungsgemäß nun vermieden. FIG 1 zeigt eine er ¬ findungsgemäße Schienenfahrzeugbauteilgruppe im Betrieb. Dazu ist eine Maschinenkomponente 2 vorgesehen, welche zumindest eine Speichereinheit 1 und zumindest einen Sensor 7 aufweist. Zudem ist eine Steuerungseinheit 4, hier beispielsweise ein Umrichter, vorgesehen. Die Maschinenkomponente 2 übermittelt während des Betriebs Sensordaten 5, welche von zumindest ei ¬ nem Sensor 7 erzeugt werden, an den Umrichter. Dieser erzeugt aus diesen Sensordaten 5 die Steuerungsdaten, die sogenannte Betriebsdaten 6. Erfindungsgemäß ist nun eine Speichereinheit 1 komponentenfest, d.h. komponentenintegriert in der Maschi ¬ nenkomponente 2 angebracht. Diese ist bevorzugt in dem Sensor 7, der in oder an der Maschinenkomponente 2 angeordnet ist, angebracht. Diese zusätzliche Speichereinheit 1 dient aus- schließlich der Datenspeicherung vor Ort, d.h. an der Maschinenkomponente 2 selber. Die Speichereinheit 1 speichert die Betriebsdaten 6, welche von dem Umrichter durch eine bidirektionale Kommunikation übermittelt werden. Dabei kann hier die Verbindung vom Sensor 7 zum Umrichter verwendet werden, da diese sowieso bereits vorhanden ist. Durch die Speicherung der Betriebsdaten 6 in der Speichereinheit 1 ist eine Erzeu ¬ gung eines elektronischen Lebenslaufs der Maschinenkomponente 2 möglich. D.h. alle Daten werden zu einem Lebenslauf zeit- lieh gebündelt. Dies wird später noch genauer erläutert. Zu ¬ sätzlich ist eine Speicherung des elektronischen Typenschildes 11, d.h. zumindest die Identifikationsdaten der Maschinenkomponente 2, vorgesehen. Durch die bidirektionale Kommu ¬ nikation werden nun zumindest diese Identifikationsdaten der Maschinenkomponente 2 an den Umrichter übermittelt.

Dabei beinhaltet ein elektronisches Typenschild 11 die Iden ¬ tifikationsdaten, d.h. eine mindestens eindeutige Fabriknummer der Maschinenkomponente (Motor, Getriebe,...). Zusätzlich können die Motordaten (wie z.B. Polradflussverkettung von PM- Maschinen) , Konfigurationsdaten (Baujahr, kennzeichnende Strom- und/oder Leistungswerte, Chargennummer etc.) vorgese ¬ hen sein. Durch das elektronische Typenschild 11 an jeder Maschinenkom ¬ ponente 2 kann jederzeit die Konfiguration der Maschinenkomponente 2 ausgelesen werden. Es ist keine manuelle Pflege von Konfigurationslisten in einer zentralen Datenbank notwendig. Der Sensor 7 kann zudem jederzeit die Identifikationsdaten der Maschinenkomponente 2 an den Umrichter übermitteln, und erlaubt damit zu jederzeit das Auslesen der aktuellen Systemkonfiguration .

Muss der Sensor des Stands der Technik in der Instandhaltung (korrektiv oder präventiv) getauscht werden, so hat das Ersatzteil nicht die Maschinenkomponentendaten gespeichert. Dies ist z.B. der Fall, wenn die Maschinenkomponente 2 (z.B. Motor) und die Speichereinheit bzw. der Sensor mit Speichereinheit noch nie an die Steuerung bzw. an den Umrichter angeschlossen war. Der neutrale „Ersatzteil-Sensor mit neuer Speichereinheit" wird daher vor der Montage an die Maschinen ¬ komponente 2 mit deren Identifikationsdaten bestückt (z.B. eindeutige Fabriknummer) . Die dafür notwendigen Daten können z.B. aus einer zentralen Datenbank, einer sogenannten Cloud 10, kommen oder von dem maschinenlesbaren, elektronischen Ty- penschild 11 des alten Sensors, welches mit einem mobilen Endgerät aufgenommen wurde und nun in der Speichereinheit einprogrammiert wird.

In einem weiteren Fall ist die Maschinenkomponente 2 zwar schon vorher an die Steuerung bzw. den Umrichter angeschlossen, nur der „Sensor 7 mit neuer Speichereinheit_neu" wird ausgetauscht. Auch hier wird der neutrale „Ersatzteil-Sensor mit Speichereinheit_neu" mit den Identifikationsdaten getauft (z.B. eindeutige Fabriknummer, etc.), indem die fehlenden Da- ten der Maschinenkomponente 2 nach dem Einbau, z.B. in das

Fahrzeug, und Anschließen an den Umrichter automatisch in die Speichereinheit_neu des neuen Sensors 7 nachgeladen werden. Auch der bislang erzeugte Lebenslauf der Maschinenkomponente 2 wird auf die Speichereinheit_neu aufgespielt. Dadurch ist es möglich, einen elektronischen Lebenslauf über die Lebensdauer einer solchen Maschinenkomponente 2 zu erstellen.

D.h. der Sensor 7, welcher in der Maschinenkomponente 2 angeordnet ist, mit der integrierten erfindungsgemäßen Speicher- einheit 1 weist ein elektronisch lesbares Typenschild 11 mit Maschinenkomponentendaten (RFID, Bar-Code,...) auf, das mindestens die eindeutige Fabriknummer trägt. Diese werden mit ei ¬ nem Handgerät/mobilen Endgerät ausgelesen. Die ausgelesenen Daten werden vollständig oder teilweise an die neue Speicher- einheit_neu mit einem solchen erfindungsgemäß erweiterten Sensor übermittelt . Ein Betrieb ohne Initialisierung eines solchen Austauschsensors könnte verhindert werden (z.B. Taktsperre Umrichter). Damit könnte generell der Betrieb von nicht identifizierten Maschinenkomponenten an einer Steuerung blockiert werden.

Die digitale Speichereinheit 1 trägt und übermittelt Identi ¬ fikationsdaten der Maschinenkomponente 2 an den Umrichter und erlaubt damit zu jederzeit das Auslesen der aktuellen Systemkonfiguration .

Zudem werden die Betriebsdaten 6 in der Speichereinheit 1 zeitlich strukturiert gespeichert. Durch die Speicherung der Betriebsdaten 6 in der Speichereinheit 1 ist eine Erzeugung eines elektronischen Lebenslaufs der Maschinenkomponente 2 möglich. Dabei können diese Betriebsdaten 6 Daten wie Lastkollektive (Leistung, Drehzahl, Moment, Temperaturen, Schadensmeldungen, Wartungsintervalle...) , Kilometerleistung sowie Instandhaltungsdaten beinhalten. Auch kann so ein Lebenslauf als Historie der Maschine bezeichnet werden. Selbstverständ- lieh sind auch weitere Daten möglich. Diese Betriebsdaten 6 sind als Lebenslaufakte der Maschinenkomponente 2 für In ¬ standhaltung, Konfigurationsmanagement, Engineering, Weiterentwicklung, Schadensklärung, etc. komponentenweise verfügbar .

Erfindungsgemäß werden somit über die Lebenszeit der Maschi ¬ nenkomponente 2 die Betriebsdaten 6 in der Speichereinheit 1 gespeichert, die die Steuerung für die Maschinenkomponente 2 ermittelt hat und welche in Form eines elektronischen Lebens- laufs im Servicefall mit der Maschinenkomponente 2 zurück zum Hersteller, d.h. ins Werk 8, getragen werden.

Somit wird vermieden, dass es keine eindeutige Beziehung zwi ¬ schen Betriebsdaten 6 und der Maschinenkomponente 2, insbe- sondere wenn Maschinenkomponenten 2 in einer Flotte im Rahmen von korrektiver und präventiver Instandhaltung durchgetauscht werden, gibt. Der Sensor 7 kann z.B. ein Temperatursensor, ein Drehzahlgeber oder ein Schwingungssensor sein.

D.h. die Betriebsdaten 6 sind in der Speichereinheit 1 in dem komponentenfestem Sensor 7 gespeichert; d.h. die Maschinenkomponente 2 trägt die Betriebsdaten 6 immer mit sich. Zudem können diese noch in einer zentralen Datenbank 10 z.B. einer Cloud gespeichert werden. Dort können auch Analysen und Be ¬ rechnungen vorgenommen werden, bevor sie für z.B. einen Ser- vicefall z.B. in das Werk 8 abgerufen werden.

Im Gegensatz zur reinen „Cloud-Lösung" werden die Betriebsdaten 6 jedoch nicht nur nach „oben" in die Cloud, sondern auch nach „unten" in die Maschinenkomponente 2 geschickt, um dort in der Speichereinheit 1 gespeichert zu werden. Damit ent ¬ fällt die Notwendigkeit für eine breitbandige Konnektivität der Maschinenkomponente 2 zu einem zentralen Datenserver (keine Infrastruktur für Cloud) . Zudem ist keine Vereinheit ¬ lichung der Schnittstellen notwendig. Es kann ein hersteller- spezifisches Datenformat gewählt werden und eine Harmonisie ¬ rung der Interessen aller Beteiligten z.B. der Hersteller, dem Service, des Betreibers, entfallen, da der Hersteller die Betriebsdaten 6 mit dem „Materialfluss der Maschinenkomponente 2" zurückbekommt und nicht nur über einen parallel instal- Herten Datenfluss der Cloud 10.

Erfindungsgemäß kann die Maschinenkomponente 2 daher im Rück- warenprozess als Träger ihrer eigenen Daten dienen, um diese dann dezentral z.B. im Werk 8 auswerten zu können. Deswegen muss gewährleistet werden, dass zumindest die Identität der Maschinenkomponente 2 beim Austausch einer defekten „Speichereinheit 1 bzw. Sensors 7 mit Speichereinheit 1 in der In ¬ standhaltung zuverlässig auf einen neuen Sensor übertragen werden .

Durch die Erfindung wird die schon in der Steuerung vorhandene Intelligenz zur individuellen Datenerhebung einzelner an der Steuerung betriebenen Maschinenkomponenten genutzt. D.h. die Maschinenkomponente 2 selbst bleibt bzgl. einer intelli ¬ genten Auswertung ihrer Betriebsdaten 6 „dumm", da die Intelligenz in der angeschlossenen Steuerungseinheit 4 liegt, mit der sie betrieben wird.

Durch die Erzeugung der Lebenslaufakte der Maschinenkomponente 2, können eine bessere Schadensklärung und bessere Lastda ¬ ten für Auslegung bewirkt werden. Zudem ist sichergestellt, dass ein Ersatzsensor die Maschinenkomponentenidentität durch Initialisierung bekommt.

Individuelle Daten können in der Steuerung für bessere Regelung (Auto-IBN) , Schutz (Schwellwerte) und höhere Ausnutzung verwendet werden.

Für eine einfache Umsetzung und auch Nachrüstung kann ein an sich einfacher Sensor (z.B. Temperatur) um einen zusätzlichen Speicher zum Zweck der Datenhaltung für die Maschinenkomponente, an die er montiert ist (z.B. Motor, Getriebe), erwei- tert werden. D.h. zusätzlich zur Sensorfunktion wird die

Speichereinheit 1 ausschließlich als Datenträger und zum Erzeugen eines elektronischen Lebenslaufs verwendet. Dazu wird die Speichereinheit 1 im Laufe der Zeit mit den Daten der Le ¬ benslaufakte (Belastungsdaten, Service Daten, Ausfalldaten) der Maschinenkomponente 2, an der er montiert ist, von der überlagerten intelligenten Steuerung gefüllt. Zudem enthält die Speichereinheit 1 Identifikationsdaten in Form eines elektronischen Typenschilds 11. Vorteilhafterweise wird die Kommunikation zwischen dem Sensor 7 mit der Speichereinheit 1 und dem Umrichter nicht nur für die Messwertübertragung genutzt, sondern auch zur Übertragung von Betriebsdaten 6 in den und aus dem integrierten Speicher. Weiterhin werden vorteilhafterweise die Betriebsdaten 6 in der Speichereinheit nicht löschbar oder veränderbar abgelegt. Dadurch kann einer Manipulation von außen, z.B. im Werk 8, vorgebeugt werden. Auch kann vor der Übertragung der Be- triebsdaten 6 in die Speichereinheit 1 eine Komprimierung der Betriebsdaten 6 vorgenommen werden. Die Betriebsdaten 6 können z.B. nach ihrem zeitlichen Verlauf abgespeichert werden. Auch können nur die sich verändernden Betriebsdaten 6 zur Speicherung und Erzeugung eines elektronischen Lebenslaufs an die Speichereinheit 1 übertragen werden. Durch die Erfindung ergeben sich bessere Erkenntnisse der realen Belastung im Feld für zukünftige Auslegung, bessere Schadensklärung durch einen elektronischen Lebenslauf an der fehlerhaften Maschi- nenkomponente und dadurch ein erhöhter Wettbewerbsvorteil bei den Kunden.




 
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