用于监测机器组件的使用的装置和方法与流程

1.本发明涉及一种根据专利权利要求1的前序部分的用于监测机器组件的使用的装置。此外，本发明涉及一种根据专利权利要求10的前序部分的用于监测机器组件的使用的方法。


背景技术：

2.已知在各种机器或工业系统中使用机器组件，诸如以轴承组件为例。为了监测这些机器组件的状态并避免整个系统的损坏或故障，已知通过传感器监测机器组件。
3.在先前的系统中，通常是系统的操作者购买各个机器组件以及组件的对应监测并将其安装到系统中。因此，无论各个机器组件的实际使用(/用途)如何，都完全购买了该组件。另外，购买和安装了对应的监测系统或监测单元，而与监测的实际所需范围无关，例如，监测的实际所需范围可以随时间变化。


技术实现要素：

4.因此，本发明的目的在于允许基于机器组件的实际使用来监测机器组件。该目的通过根据技术方案1的用于监测机器组件的使用的装置以及根据技术方案10的用于监测机器组件的使用的方法来实现。
5.用于监测机器组件(例如，工业系统或类似系统中的轴承组件)的使用的装置包括用于测量机器组件的操作参数(/工作参数/运行参数)(operating parameters)的传感器。这里，传感器尤其可以直接布置在机器组件中或机器组件上。
6.所述装置还包括控制单元，控制单元被配置为接收所测量的操作参数并基于所测量的操作参数来监测机器组件的使用。例如，操作参数可以是操作小时数、转数、角度、旋转方向、温度、加速度、化学成分(例如，润滑剂的化学成分)、电阻、电流、应力、电压、润滑剂的状态等。根据所有这些操作参数，可以确定机器组件的使用和操作状态。
7.存在于机器组件中或机器组件上的传感器可以是例如振动传感器、温度传感器、电流传感器等。这种传感器可以集成在例如轴承的密封件中或其他轴承组件中，并因此固定地连接到轴承，以记录轴承的使用。由传感器记录的操作参数可以经由电缆、光学系统(诸如以led、光电二极管或玻璃纤维为例)、感应场(诸如以nfc或rfid为例)或无线系统(诸如以wlan等为例)传输到控制单元。
8.一旦控制单元已经确定机器组件的使用，机器组件的使用便被传输到装置的服务单元。然后，服务单元可以基于机器组件的使用提供进一步服务。以这种方式，可以使进一步服务取决于实际使用，并且仅基于机器组件的实际使用来提供所述进一步服务。如果其中安装有机器组件的系统或装置当前未被使用，则根据需要而不提供进一步服务。
9.由于这里描述的装置，可以不购买机器组件而仅仅是租用它。因此，可以在期望的范围内对产品(即，机器组件)的使用以及在特定情况下提供的进一步服务进行计费。这使得所谓的按使用付费的机器组件模式(/模型)成为可能。
10.特别是，机器组件的使用可以是机器组件的当前操作时段(/工作时段/运行时段)(operating period)。这意味着可以由所述装置确定机器组件实际操作(/工作/运行)(operation)多长时间。基于此，服务单元然后可以提供进一步服务。例如，服务单元可以确定当前操作时段是否短于或等于预定义的操作时段，如果是，则提供进一步服务。相反，服务单元还可以确定当前操作时段是否长于预定的操作时段，如果是，则再次关闭进一步服务。
11.这里，特别地，预定义的操作时段可以对应于其中安装有机器组件的系统的操作者已经购买为使用时段的时间段。这里，预定义的操作时段可以被接收作为用户的输入。如果预定义的操作时段(例如，最初商定的机器组件的操作小时数)已经用完，则还可以通过用户输入来延长该操作时段。为此目的，可以使系统的操作者从机器组件的制造商接收访问数据，该访问数据使得操作者能够在最初商定的时间段之外使用进一步服务。
12.此外，服务单元可以基于授权信息以级联(cascading)方式提供进一步服务。以这种方式，系统的操作者可以从机器组件的制造商接收访问数据，以延长操作时段并且能够根据需要再次预订或取消进一步服务。这些访问数据作为授权信息被传输到服务单元，从而使得按使用付费操作成为可能。
13.进一步服务可以是例如访问操作参数、损坏监测、维护或性能监测。例如，系统的操作者可以决定进一步服务的期望范围，然后通过服务单元对应地引导所述进一步服务，并由按使用付费的合同伙伴(contracting partner)提供所述进一步服务。
14.例如，可以以不同的级别提供进一步服务。下面描述这种级联服务的示例。然而，应当注意，其他分类也是可能的。
15.在该示例中，在级别1中提供整体振动或损坏检测。这里，机器组件的制造商可以根据振动或损坏检测的结果而输出所谓的交通灯警告(绿
‑
黄
‑
红)。这指示机器组件是否损坏，或者是否需要更换。
16.在级别2中，可以利用用于预测维护的更详细的损坏检测来执行进一步的频率分析，以延长系统的使用寿命。除了检测之外，在这种情况下，还可以通过按使用付费的合同伙伴直接提供维护。
17.在级别3中，不仅执行监测和分析，而且还将该信息发布给系统操作者，其中特别地，可以将性能指标(即，关于机器组件的当前性能的信息)发布给系统的操作者。
18.传感器、控制单元和/或服务单元之间的通信可以被加密。特别地，利用私钥(private key)和公钥(public key)的非对称加密可以被用作加密。通过提供对应的私钥和公钥，还可以调整进一步服务的提供或预定义的操作时段。
19.服务单元可以例如将具有配置数据(configuration data)的加密消息发送到控制单元，其中，使用初始商定的密钥。控制单元可以解密该消息并处理其中包含的指令，以生成包括到期日期(例如，操作小时数)的新密钥对。因此，控制单元可以从所接收的消息中提取预定义的操作时段。控制单元可以将新密钥对用于与服务单元的加密通信。在到期日期之后，密钥无效，并且控制单元不能执行与服务单元的进一步通信。
20.最初使用的密钥对保持有效，使得之后控制单元可以从服务单元接收加密消息，以延长预定义的操作时段并接收新的密钥对。因此，在该实施方式中，提出使服务单元和控制单元最初使用先前商定的密钥对进行通信，经由该密钥对可以适应预定义的操作时段以
及所提供的进一步服务的范围。系统的操作者可以从系统或机器组件的制造商请求例如延长操作时段或调整所提供的进一步服务的范围，于是服务单元将新密钥传输到控制单元。使用新密钥，然后可以使用对应地调整的进一步服务。新发送的密钥再次包含到期日期或预定义的操作时段，使得在该新预定义的操作时段到期之后，密钥再次无效，并且在进一步服务的范围内控制单元不再能够与服务单元通信。
21.服务单元可以与(/对于)控制单元远程地布置(remotely from the control unit)，例如，服务单元可以形成在云中，或者，服务单元可以与控制单元集成地形成(/集成)(integrally)。在每种情况下，控制单元可以与服务单元通信，以能够在两个单元之间交换所确定的机器组件的使用以及进一步服务的提供。
22.如果服务单元与控制单元集成地(/一体地)设置，则可以经由本地可用的文件或消息而不是通过与服务单元的通信来实现预定义操作时段的调整或进一步服务的提供的调整。为此目的，例如，u盘(/记忆棒)(usb stick)可以包含对应的消息或文件，并且可以将u盘引入服务单元，以将消息从u盘传送到服务单元。然后，该消息又可以用于执行对进一步服务的提供的调整或对预定义操作时段的调整。同样在这种情况下，在消息中可以存在到期日期，该到期日期对应于预定义的操作时段，其中在该预定义的操作时段到期之后，进而关闭提供进一步服务。可以如上所述在本地或经由与服务单元的通信来执行预定义操作时段(predefined operating period)的延长。
23.根据另一方面，提出了一种用于监测机器组件的使用的方法。所述方法包括以下步骤：测量机器组件的操作参数，接收所测量的操作参数，基于所测量的操作参数监测机器组件的使用，以及基于所述使用提供进一步服务。
24.针对所提出的装置描述的实施方式和特征对应地适用于所提出的方法。
25.此外，提出一种计算机程序产品，包括被配置为触发在计算机上执行如上所述的方法的程序代码。
26.计算机程序产品(诸如以计算机程序介质为例)可以作为存储介质(诸如以存储卡、u盘、cd
‑
rom、dvd为例)或以来自网络中的服务器的可下载文件的形式提供或递送。这可以例如在无线通信网络中通过传输包括计算机程序产品或计算机程序装置的对应文件来实现。
27.在说明书、附图和权利要求书中指明了进一步的优点和有利的实施方式。在此，特别地，说明书和附图中指明的特征的组合仅仅是示例性的，以使特征也可以单独存在或以其他方式组合。
28.在下文中，将基于附图中描绘的示例性实施方式更详细地描述本发明。在此，示例性实施方式和示例性实施方式中示出的组合仅仅是示例性的，并不旨在限定本发明的范围。该范围仅由未决的权利要求限定。
附图说明
29.图1示出了用于监测机器组件的使用的装置的示意性框图。
30.在下文中，相同或功能等同的元件由相同的附图标记表示。
31.附图标记列表
[0032]1ꢀꢀꢀꢀ
装置
[0033]2ꢀꢀꢀ
机器组件
[0034]4ꢀꢀꢀ
传感器
[0035]6ꢀꢀꢀ
原始传感器数据
[0036]8ꢀꢀꢀ
传感器处理单元
[0037]
10
ꢀꢀ
经处理的传感器数据
[0038]
12
ꢀꢀ
控制单元
[0039]
14
ꢀꢀ
使用
[0040]
16
ꢀꢀ
服务单元
[0041]
18
ꢀꢀ
进一步服务
具体实施方式
[0042]
图1示出了用于监测机器组件2的使用的装置1。例如，机器组件2可以是工业系统或其他装置中的轴承等。
[0043]
传感器4布置在机器组件2中。例如，这里传感器4可以是固定地安装在轴承的密封件中以记录轴承的使用的传感器。如果使用机器组件2，例如使用轴承，则传感器4可以记录各种操作参数，诸如以转数、操作小时数、振动、温度、加速度等为例。
[0044]
取决于传感器4的类型(其中，也可以使用多个传感器4)，可以记录对应的传感器数据并将其作为原始传感器数据6传输到可选的传感器处理单元8。传感器处理单元8可以用于将原始传感器数据转换为经处理的传感器数据10，例如，以传送关于机器组件2的操作参数的更加精确的信息。经处理的传感器数据10被传输到控制单元12。作为另一种选择，传感器处理单元8也可以直接集成在控制单元12中。
[0045]
控制单元12被配置为基于传感器数据确定机器组件2的使用。特别地，该使用可以是当前操作时段，例如，操作小时数。然后，通过控制单元12将所确定的机器组件2的使用14传输到服务单元16。
[0046]
服务单元16可以与控制单元12一体地(/集成地)布置，或者如这里所示，服务单元16可以与控制单元12远程地布置，例如服务单元16可以布置在云中。在这种情况下，优选的是，控制单元12与服务单元16之间的通信可以经由无线电来实现。
[0047]
服务单元16可以基于所传输的使用14提供进一步服务。这些进一步服务18可以由服务单元直接提供，例如作为用于维护的请求，或者这些进一步服务18可以被发布给控制单元12，例如作为对另外信息的访问等。在这种情况下，控制单元12可以使用在内部的进一步服务18，或者将进一步服务18作为输出发布给系统的操作者。为了提供进一步服务18，服务单元16可以使用机器组件2的使用14以及传感器数据10，并且在服务单元16中执行附加功能，诸如以损坏检测为例。然后，可以将该处理作为进一步服务18(在这种情况下作为附加信息)传递给控制单元。
[0048]
控制单元12与服务单元16之间的通信可以以加密方式实现。特别地，这里可能的是，在预定义的操作时段到期之后，即，当机器组件2已经比先前授权使用更长时间时，用于加密通信的密钥变得无效，并且没有关于进一步服务的进一步通信。如果操作者请求或命令延长预定义的操作时段，则服务单元16可以将新密钥发送到控制单元12，以使可以再次访问进一步服务。
[0049]
由于这里提出的装置，可以根据机器组件的使用的需求和范围以简单的方式获得该机器组件的其他功能或服务。