专利名称：优化系统维护的方法和工具的制作方法
技术领域：
本申请涉及自动化系统，具体地说，涉及这种系统的优化维护。
背景技术：
在现代化工厂或车间中，提供有工程系统来限定制造和/或控制 系统中某些工序的工艺步骤。因此，这些工程系统通常包括多个枳J 械和/或电子部件，例如工艺技术现场设备、控制装置、驱动器、传 感器、微处理器、个人电脑、软件等等。每个部件通常包括硬件和
软件/固件、用于配置、参凄t化、诊断的额外辅助i殳备、以及用于才乘 作并维持部件的信息。该信息由部件的特殊供应商提供，或者由特 殊的工程小组提供(如果部件是内部设计的)。
系统制造商将特殊供应商提供的这些部件(如果需要)与他们 自己的部件组合，以设计出并建造出复杂的自动化系统。所设计的 系统的操作员依靠系统制造商和供应商提供的明确信息来实现维 持系统可操作所需要的步骤。在操作自动化系统中最关键的因素是 由于部件故障而导致的停4几时间。在系统故障的情况下，特殊的维 护组监测系统并维护特殊的部件。但是，为了将停机时间保持在最 小值，需要预防性维护。因此，可根据维护计划或方案通过更换特 歹未的部〗牛来避免古支障。该方案或计划通过系统-没计师或部^f牛的供应 商才是供的信息而简单地确定，该信息告知了例如应该多久更换特殊 的部件。
然而，很多因素将影响着复杂系统的特殊部件的可操作性。因 此，如上所述的维护方案/计划与最优化相差^艮远，并且没有考虑到 特殊的影响因素。例如，由于系统的特殊i殳计或装置的特殊4吏用， 夫见定的维护间隔可能会太长或太短。因此，可能会出现可避免的系 统古丈障或不必要的维护。
发明内容
根据本发明的示例性实施例，提供一种用于维护包括多个部件
的系统的方法，该方法包4舌以下步-骤为系统的每个部^f牛收集维护 信息，对于该步-骤可得到维护信息。；为系统的每个部件^是供维护 计划；^喿作系统；以及维护系统，其中在计划的部件维护期间已获 得了关于该部件的状况的信息，在部件故障期间已获得了关于该部 件的故障的信息，并且根据已获得的信息修改维护计划。
该方法可进一步包括为系统的部件确定维护信息的步骤，对于 该步骤不可得到维护信息。。在计划的维护期间获得的信息显示出 保养间隔太长、正确、或太短。《夢改步骤可包括调整保养间隔的步 骤。该方法可进一步包括确定关于部件的相互关系的信息的步骤。 该方法可进一步包括确定关于至少一个部件的位置的环境条件的 信息的步骤。该方法可进一步包括为系统设计师提供反馈信息的步 骤。该方法可进一步包括为部件制造商提供反馈信息的步骤。反馈 信息能够通过电子信息系统自动产生。
根据另一示例性实施例，提供一种优化系统维护的系统，该系 统包括多个部件；连接多个部件的数据网络；以及维护单元，该 维护单元用于才艮据预定的维护计划收集并处理正常处理期间和系 统部件维护期间产生的信息，其中预定的维护计划冲艮据;陂处理的信 息-波维护工具<)务改。
该信息可包括维护信息和/或正常处理信息。每个部件可包括用 于储存维护信息的存储单元。存储单元可储存部件本身的信息和附 属部件的信息。该系统可进一步包括用于产生包括收集到的维护信 息的电子消息并为供应商和/或系统^没计师纟是供电子消息的装置。该 系统可进一步包括用于感应部件的环境条件的传感器。
根据本发明另 一示例性实施例，提供一种用于设计并操作包括
多个部件的系统的方法，该方法包4舌以下步艰《4吏用多个部件i殳计 系统；为系统的每个部件收集维护信息；为系统的每个部件计划维 护保养计划；操作系统；以及维护系统，其中在计划的部件维护期 间已获得了关于该部件的状况的信息，在部件故障期间已获得了关 于该部件的故障的信息，并且根据已获得的信息修改维护计划。通 过外部供应商或部^牛制造商能够^是供至少一个部件。该方法可进一 步包括为系统的部件确定维护信息的步骤，对于该步骤不可得到维 护信息。。在计划的维护期间获得的信息可显示出与预定状态的各 种偏差。该偏差可显示出保养间隔太长、正确、或太短，并且其中 <奮改步骤包括调整4呆养间隔的步骤。该方法可进一步包括确定关于 部件的相互关系的^f言息的步-骤。该方法可进一步包4舌确定关于至少 一个部件的位置的环境条件的信息的步-骤。该方法可进一步包括为 系统设计师提供反馈信息的步骤。该方法可进一步包括为供应商或 部件制造商提供反馈信息的步骤。反馈信息能够通过电子信息系统 自动产生。
图1示出了根据现有技术的自动化系统；
图2示出了根据本发明的系统设计和操作的第一示例性流程
图3示出了根据本发明的自动化系统的示例性实施例；以及 图4示出了才艮据本发明的系统i殳计和l喿作的第二示例性流程图。
具体实施例方式
图1示出了传统的自动化系统，包括连4妄有控制单元110的工 程系统100和多个部件130-170，例如所示部件A、 B、 C。在该示 例性系统中，部件B进一步包4舌附属部4牛Bl和B2。每个部4牛 130-170均可以由不同的供应商^是供，并且可以包才舌明确的性能特 性。每个供应商均可以建议一些维护计划，并且4艮据部件的种类可 以为特殊部件(例如磨损元件)建议一些更换计划。因此，各个维 护人员将遵照这些指示，不用管整个系统的总体特性。因此，某些 维护保养可能执行的太晚或太早。此外，通常没有反馈提供给供应
商或系统设计师。维护人员最多为特殊部件调整维护计划。然而， 整个系统上的特殊部件的影响及其特殊要求将被完全忽视。
因此，根据本发明，提供一种用于改进方法的新的途径以及用 于伊"匕维护的新的工具。例如，图2示出了在包4舌多个独立和/或附 属部件的系统的设计和操作中详细步骤的流程图。在第一步骤200 中，自动化系统的制造商使用例如多个标准部件、特制的标准部件、 和/或特殊i殳计的部件来"i殳计系统。在步骤210中，这些部件和它们 的特性，如果需要，例如由各个供应商提供的外部信息限定(如箭 头280指示)。根据此信息， 一旦设计了整个系统，就在接下来的 步骤220和230中限定明确的维护计划/方案。因此，在步骤220中， 例如使用关于每个部件的特殊特性、磨损、以及建议的维护间隔和 其它维护凄t据的外部信息来收集关于每个部件的明确信息(如箭头 270指示)。如果没有得到信息，那么如果个别部件需要维护，操作 员Af吏用者就可以确定制定的维护计划/方案。在步骤230中，考虑
到系统中每个部件各自的固有特性以及它们的特殊布置，这些数据 被储存在自定义的维护数据库中，并且用于i殳计自定义的维护计划 /方案。因此，例如可以考虑由位置或邻接部件产生的特殊环境影响。 此外，也可以考虑一些部件对于其它部4牛的特 朱的枳4成和/或电子影 响。因此，可以考虑任何部件引起的任何影响以及部件位置在其性 能上的特殊影响。
但是，在设计时可能会不知道一些其它因素。因此，如步骤240 所示，在系统的操作期间，将进行某些维护保养和/或维修保养。不
各种任务的附加凄t据。例如定期的维护保养可能会需要更换磨损的 部件。例如， 一个阀在10000次周期之后需要更换。但是，该部件 的更换可能会示出各个部件没有显示出预期的磨损，并且示出更换 太早。同样，不定期的维修保养将提供例如特殊部件比预期磨损的 更严重的信息，例如阀在8000次周期之后可能会显示出显著的损 耗。同样，其它部件可显示出可测磨损。例如，根据供应商，电子 操作制动器需要在5000次启动之后维护。但是，保养可能会显示 出50%的磨损。由于特殊类型的故障可能会发现额外的影响因素， 例如过加热、额外的枳4成应力因素等。特别地，由于特殊的维护/ 维修保养，各个人员能够推断出某些设计阶段没有考虑到的交叉影 响因素。在步骤250中，能够通过维护工具使用该信息，以修改数 据库和维护计划/方案。因此，出现适应过程，并且在适应过程期间 能够完善优化的常规维护计划/方案。此外，各个数据库还能够:故用 来生成关于某些交叉影响因素的信息，其中交叉影响因素由于两个 或多个以特歹朱方法连4妻的部件的组合而产生。因此，只要在新的"i殳 计中使用部件的某种组合，就要考虑这些特殊的交叉影响因素。
维护保养可以提供能够被自动地或手动地发送给维护工具的 预定信息。例如，可以为保养人员获得以下选冲奪 -维护保养太晚(部件发生了故障)
-绝对需要维护保养
-需要维护保养
-可以晚些进行维护保养(可选的包括时间间隔) -不需要维护保养
维护保养可进一步将关于改进的维护保养计划、建议的信息以
发送给维护工具，并且如果部件提供了存储特征，该信息能够被直 接储存在各个部件中。
某些部件的组合也能够对整个系统以及特殊部件产生影响。例 如，使用与部件B的特殊组合中的部件A可能导致部分X增加10 % 的磨损，从而部件B和C的组合可能减小部件B中特殊部件Y上 的机械应力。此外，环境因素(例如温度、湿度、压力等)可能会 对供应商不了解或未提供的某些部分的性能产生正面或负面影响。 同样，部件的组合和环境条件可能会对某些部件或部分的总体性能 或特殊性能产生影响。在步骤250中，所有的这些信息能够在系统 的操作期间被收集，并且被用于提高系统的性能以及将系统的停机 时间保持最少。
图2还示出了提供反馈的额外的可选步骤260。在该步骤中， 上述明确的信息能够被发送给各个供应商和/或系统的设计师。这应 该不是没有维护人员影响的自动的行为，以避免专利信息被发送给 供应商。 一些反馈信息能够自动生成，并且例如能够以信件或其它 适合的通信方式通过电子信函、SMS提供给供应商。因此，用于优 化维护保养的方法和工具能够改进各个自动化系统，并且能够将明 确的数据提供给供应商，其中数据能够被用于告知其它顾客关于部 件或这些部分的明确特性，或者用于改进部件的各个部分，或者用
于改进对部件建议的维护计划。此外，关于特殊部件的基本信息能 够被改进，并且能够适于更好地设计新系统。反馈可包括例如特殊 部4牛的识别和维护凄t據、供应商建i义的维护计划、应用4言息、以及 4吏用者或维护人员的经一验。
图3示出了自动化系统的操作员、"i殳计师以及供应商能够从才艮 据本发明的优化维护工具和方法中得到多少益处。在图3中，与图 1所示相同的系统由图2描述的维护工具330改进。为此，例如月良 务器120集成到控制单元110中，并与维护工具330连4妄。网络通 过工程系统100和/或服务器120连接所有部件130-170。此外，每 个部件可包括存4渚单元130a、 140a、 150a、 160a和170a,用于在 系统的操作期间储存各个维护数据。在具有附属部件的特殊部件 中，例力口部4牛140，其可包4舌额外的存4诸单元140b,该存4诸单元"0b 包含附属部件160和170的存储单元160a和170a的信息。月l务器 120可将获耳又的凄t据发送纟会处理这些如上所述的凄t据的维护工具 330。此外，服务器120可将相同或特殊选4奪的数据发送给部件制 造商/供应商和系统i殳计师。因此，可以应用特歹未的过滤器，以才是供 仅具有适合的数据的各个部分。此外或可选地，工程系统能够通过 例如互联网将关于部件的信息直接提供给维护工具330、部件制造 商/供应商310、以及系统i殳计师320。同样，可以直4妻测量特殊位 置的某些环境特征或部件的可测量特殊参数。例如图3中的部件150 装配有连接网络的两个传感器340和350，以4是供各个数据。这些 传感器可测量温度、压力、应力等。
图4示出了优化的维护工具和方法在自动^f匕系统开发的不同阶 段的不同影响。如图4所示，简单化的流程图示出了例如i殳计产品 或工艺的第一步骤410。在随后的步骤420中，形成明确的积4戒和 电子i殳计。在随后的步骤430中，发生了工程。在步骤440中，安 装以及运转之后，在步骤450中操作并维护系统。这导致收集经验 的步艰《460,如上面特歹朱实施例中所述。虚线箭头示出了在该工艺
中的步骤，特别是这样的方法能够影响将来的开发。获得的经验导
致可能会改进步骤410-430中以及现有系统的改进中不同的设计阶 段的信息和数据，例如步骤470示出了现有系统的现代化和升级。
权利要求
1.一种用于维护包括多个部件的系统的方法，所述方法包括以下步骤-为所述系统的每个部件收集维护信息，对于所述步骤可得到维护信息；-为所述系统的部件提供维护计划；-操作所述系统；以及-维护所述系统，其中-在计划的部件维护期间，获得关于所述部件的状况的信息；-在部件的故障期间，获得关于所述部件的故障的信息；并且-根据已获得的信息，修改维护计划。
2. 根据权利要求1所述的方法，进一步包括为系统的各部件确定 维护信息的步骤，对于所述步骤不可得到维护信息。
3. 根据权利要求1所述的方法，其中，在计划的维护期间获得的 信息表示保养间隔太长、正确、或太短。
4. 4艮据权利要求3所述的方法，其中， <奮改步4緊包括调整所述4呆 养间隔的步-骤。
5. 根据权利要求1所述的方法，进一步包括确定关于部件的相互 关系的信息的步骤。
6. 才艮据4又利要求1所述的方法，进一步包4舌确定关于至少一个部 件的位置的环境条件的信息的步骤。
7. 根据权利要求1所述的方法，进一步包括为系统设计师提供反 馈信息的步骤。
8. 根据权利要求1所述的方法，进一步包括为部件制造商提供反 々贵信息的步骤。
9. 根据权利要求7所述的方法，其中，反馈信息能够通过电子信 息系统自动产生。
10. —种用于优化系统维护的系统，所述系统包括-多个部fh-连^t姿所述多个部件的^:据网络；以及-维护单元，所述维护单元用于4艮据预定的维护计划收集 并处理正常处理期间以及所述系统的部4牛维护期间产生的4言 息，其中预定的维护计划4艮据处理后的信息用维护工具 <奮改。
11. 根据权利要求10所述的系统，其中，所述信息包括维护信息 和/或正常处理4言息。
12. 根据权利要求IO所述的系统，其中，每个部件均包括用于储 存所述维护信息的存储单元。
13. 根据权利要求12所述的系统，其中，所述存储单元储存部件 本身的信息和附属部件的信息。
14. 根据权利要求10所述的系统，进一步包括用于产生包括所述 收集到的维护信息的电子信息并为供应商和/或系统设计师才是 供所述电子信息的装置。
15. 根据权利要求10所述的系统，进一步包括用于感应部件的环 境条件的传感器。
16. —种用于设计并4喿作包括多个部件的系统的方法，所述方法包 4舌以下步芬聚4吏用多个部^牛来"i殳计系统；-为所述系统的每个部件收集维护信息；-为所述系统的每个部件计划维护保养计划；-梯:作所述系统；以及-维护所述系统，其中-在计划的部件维护期间，获得关于所述部件的状况的信息；-在部件的故障期间，获得关于所述部件的故障的信息；并且-根据已荻得的信息，修改维护计划。
17. 根据权利要求16所述的方法，其中，通过外部供应商或部件 制造商提供至少一个部件。
18. 根据权利要求16所述的方法，如果必要，进一步包括为系统 的各部件确定维护信息的步骤，对于所述步骤不可得到维护信 息。
19. 根据权利要求16所述的方法，其中，在计划的维护期间获得 的信息表示与预定状态的各种偏差。
20. 根据权利要求19所述的方法，其中，所述偏差表示保养间隔 太长、正确、或太短，并且其中，修改步骤包括调整所述保养 间隔的步-骤。
21. 根据权利要求16所述的方法，进一步包4舌确定关于部件的相 互关系的信息的步骤。
22. 根据权利要求16所述的方法，进一步包4舌确定关于至少一个 部件的位置的环境条件的信息的步骤。
23. 根据权利要求16所述的方法，进一步包括为系统设计师提供 反馈信息的步骤。
24. 根据权利要求17所述的方法，进一步包括为供应商或部件制 造商提供反馈信息的步骤。
25. 根据权利要求24所述的方法，其中，所述反馈信息能够通过 电子信息系统自动产生。
全文摘要
一种用于维护包括多个部件的系统的方法，该方法包括以下步骤为系统的每个部件收集维护信息，对于该步骤可得到维护信息(220)；对系统的部件提供维护计划(230)；操作系统(240)；以及维护系统，其中在计划的部件维护期间已获得了关于该部件的状况的信息，在部件故障期间已获得了关于该部件的故障的信息(240)，并且根据已获得的信息修改维护计划(250)。
文档编号G06F11/30GK101185065SQ200580049890
公开日2008年5月21日 申请日期2005年6月30日 优先权日2005年6月30日
发明者沃尔夫冈·加斯, 贝恩德·克尔 申请人:西门子公司;西门子发电公司