专利名称：机器警示的远程监视的制作方法
机器警示的远程监视
相关申请的交叉引用
本申请根据35 U.S.C.§ 119要求来自于2010年5月14日提交的、题为“RemoteMonitoring of Equipment”的美国临时专利申请序列号N0.61/334，657的优先权的利益，就所有目的而言，特此通过引用将其公开整体合并，并且使其成为本申请的一部分。
联邦资助的研究或开发
不适用。技术领域
本公开总体上涉及设备监视，以及特定地涉及远程监视重型机器。
背景技术：
众所周知的是，重型工业机器需要维修来维持机器正常运行时间。随着机器在大小、复杂性以及成本的增加，维修机器的失败导致对生产和成本更大的影响。通常不捕捉关于机器为何失败的信息，从而使识别并解决导致失败的任何问题很困难。此外，即使信息被捕捉，其通常被机载地存储在机器上，这使其对远程维修人员不可访问，从而阻碍了根本原因分析和基于条件的维修主动性。因此，虽然根据现有技术的机器维修系统提供了多个有利特征，然而，它们仍然具有某些局限性。
本发明 ·力图克服现有技术的这些局限性和其他缺点中的某一些，并且提供在此以前不可获得的新特征。将本发明的特征和优势的全面论述延后到参考附图进行的下面详细描述。发明内容
需要一种用于捕捉与机器问题有关的信息，使得允许信息对远程维修人员可访问的系统。还需要向机器的用户提供实时信息、数据、趋势和分析工具来快速识别机器问题的原因，以减少计划外停机时间的能力。进一步需要向远程维修人员提供对机器的访问，以远程解决机器问题，从而减少与诊断故障相关联的停机时间的能力。
在某些实施例中，所公开的系统和方法通过远程收集并分析机器数据，然后在事件和故障发生之前对事件和故障进行预测以防止失败，来增加机器的效率和可操作性。对数据进一步进行查核来识别需要注意的问题，允许简化分析和工作流过程。使用信息来更准确地预测计划维修的实际时间，减少不必要的维修，以及增加机器可用性。还使用信息来识别增加机器的性能和质量的设计改进机会。可以进一步使用包括机器健康和性能数据的信息来避免机器损坏，瞄准并预测维修动作，以及提高机器正常运行时间和每单位成本。该信息有利于对机器的改进的监督，使对损坏的响应加速，减少非预定维修的需求，帮助改进操作实践，及时主动检测失败以防止级联损害，捕捉专业人才的专门技能，提供实时反馈以增强操作者技能和表现，以及使得能够进行最佳实践，以及显著延长机器寿命，使得可以减少平均修理时间(MTTR)、增加正常运行时间、减少操作成本、减少维修成本、减少保修索赔、提高平均故障间隔时间(MTBF)、提高平均停机时间(MTTS)、提高生产力、提高利用性、提高对故障的响应性以及提高部件交付周期。
在某些实施例中，公开了用于监视机器的方法。该方法包括:接收关于与机器相关联的多个事件的信息；为多个事件中的至少一个事件确定严重性值，该严重性值基于安全性值、层级值、修理时间值以及修理成本值中的至少一个；以及如果严重性值超过与该至少一个事件相关联的预先确定的阈值，则输出包括严重性值的警示。
在某些实施例中，公开了用于监视机器的系统。该系统包括包含关于与机器相关联的多个事件的信息的存储器以及处理器。该处理器被配置成:为多个事件中的至少一个事件确定严重性值，该严重性值基于安全性值、层级值、修理时间值以及修理成本值中的至少一个，以及输出模块被配置成:如果严重性值超过与该至少一个事件相关联的预先确定的阈值，则输出包括严重性值的警示。
在某些实施例中，公开了机器可读存储介质，其包括用于促使处理器执行用于监视机器的方法的机器可读指令。该方法包括:接收关于与机器相关联的多个事件的信息；为多个事件中的至少一个事件确定严重性值，该严重性值基于安全性值、层级值、修理时间值以及修理成本值中的至少一个；以及如果严重性值超过与该至少一个事件相关联的预先确定的阈值，则输出包括严重性值的警示。
被包括来提供进一步理解并且合并入本说明书且构成本说明书的一部分的附示了公开的实施例，并且与描述一起用来说明所公开的实施例的原理。在附图中:
图1A图示依据某些实施例的包括用于远程监视设备的系统的体系结构。
图1B图示依据某些实施例的用于在图1的设备客户端和服务器系统之间传送信息的独立通信信道。
图2是来自web客户端的显示与图1A的系统正监视的机器群有关的仪表板信息的示例性截屏。
图3A是关于图1A的系统正监视的机器的基本机器状态的示例性状态图。
图3B是图1A的系统正监视的机器的基本运行状态的示例性状态图。
图4是图示图1A的系统正监视的机器的运行时间分布图的示例性截屏。
图5是图示图1A的系统正监视的机器的生产力和其他信息的示例性截屏。
图6是关于图示图1A的系统正监视的机器的载荷分布的示例性截屏。
图7是图示与图1A的系统正监视的机器的运转中断有关的信息的示例性截屏。
图8是图示图1A的系统正监视的机器的周期时间性能信息的示例性截屏。
图9是图示关于图1A的系统正监视的机器群的可用性历史的示例性截屏。
图10是图示关于图1A的系统正监视的机器群的关闭之间的时间的示例性截屏。
图11是图示表示对图1A的系统正监视的机器的传入电压的短期趋势的示例性截屏。
图12是图示表示对图1A的系统正监视的机器的传入电压的长期趋势的示例性截屏。
图13是为使用图1A的系统的移动装置格式化的示例性移动装置显示信息。
图14是图示关于图1A的系统正监视的机器群的警告信息的示例性截屏。
图15是图示关于图1A的系统正监视的机器群的深入故障分析的示例性截屏。
图16是图示关于图1A的系统正监视的机器群的温度的历史分析的示例性截屏。
图17图示在图1A的系统正监视的机器的提升卷筒上的两个轴承之间的常见趋势的示例性截屏。
图18A图示用于使用图1A的系统来配置警示通信的示例性截屏。
图18B图示用于查看图1A的系统所通信的警示的历史的示例性截屏。
图18C图示图1A的系统所通信的警示通信的示例性截屏。
图19A图示关于图1A的系统正监视的机器的故障列表的示例性截屏。
图19B图示关于图1A的系统所识别的各种故障的示例性权重确定。
图19C图示关于图1A的系统正监视的机器的事件的事件组(印isode)。
图19D图示图1A的系统所输出的示例性报告。
图20A图示在图1A的系统和现有技术之间的示例性工作流的比较。
图20B图示用于使用图1A的系统来预测机器事件的示例性工作流。
图21是识别在图1A的系统正监视的机器上的丛集场振荡的示例性截屏。
图22是图示可以用其实现图1A的系统的计算机系统的示例的框图。
具体实施方式
虽然本发明能容许以许多不同形式的实施例，然而，在附图中示出了本发明的优选实施例，并且在本文中将详细描述本发明的优选实施例，同时应当理解的是，本公开应当被认为是本发明的原理的例证，并且并不意在将本发明的宽泛方面限于所图示的实施例。另外，在下面的详细描述中，阐述了大量具体细节来提供对本公开的充分理解。然而，对本领域技术人员显而易见的是，可以在没有部分这些具体细节的情况下实践本公开的实施例。在其他情况下，没有详细说明众所周知的结构和技术，以免混淆本公开。
现参考附图，并且特定地参考图1，示出了依据某些实施例的包括用于远程监视机器128的系统10的体系结构10。体系结构包括通过网络122连接的服务器系统100、设备客户端110和web客户端124。
服务器系统100被配置成远程监视机器128，诸如钻孔机、输送机、拉铲挖掘机、铲车、地表和地下采矿机、运输车辆、矿山破碎机、以及包括设备客户端110的其他重型机器。系统100包括通信模块102、处理器104以及包括监视模块108的存储器106。服务器系统100可以位于远离机器128 (或“设备”)的设施处，诸如在远程办公楼中。在某些实施例中，服务器系统100包括多个服务器，诸如用来存储历史数据的服务器、负责处理警示的服务器、以及用来存储任何适当数据库的服务器。
系统处理器104被配置成执行指令。指令可以被物理地编码入处理器104(“硬编码”)、从诸如监视模块108的软件接收、或两者的组合。在某些实施例中，监视模块提供web客户端124可访问的仪表板，以及指示系统处理器104进行对从设备客户端110接收的数据118的分析。监视模块108还可以基于从设备客户端110接收的数据118 (或“数据日志118”)来提供工作流。如在本文中所论述的，数据118由设备客户端110使用适当放置在机器128中及周围的传感器(理解成包括但不限于:液压、电子、机电或机械传感器、换能器、检测器或其他测量或数据采集设备的术语)在机器128处收集。可以获取例如温度、电压、时间以及多种其他形式的信息的传感器(附图中未示出)经由适当手段被耦接到设备客户端110。数据118—旦被传感器收集，就可以被记入典型地位于设备客户端110上或附近的存储器116中。如在下面更详细论述的，随后可以通过网络122或其他手段将数据118传送或另外提供给服务器系统100的存储器106。工作流和相关工具允许信息在设备和员工之间的快速传递，使得减少了平均修理时间(MTTR)和计划外停机时间。工作流工具进一步允许用户创建、修改以及删除警示，提供解决输入(例如，所采取的动作、评论)，以及跟踪和/或监视工作流。所进行的分析包括根本原因分析和关键问题识别，其聚焦于导致针对问题解决的更少停机时间的快速检测。
在一个实施例中，系统处理器104被配置成处理并可选地存储来自设备客户端110的信息，诸如但不限于:事件组、运行时间、滥用因素、电力停机时间、周期信息、有效载荷信息、载荷效率、机器运转时间、吨位概要、周期分解、可用性、电压、运行时间(例如，总计、提升、丛集、推进等)、原始关键设备参数、测量以及状态。例如，对于铲车，可以基于摆动影响、吊杆千斤顶、操作时间、有效载荷过载、电机失速以及欠压事件来计算滥用因素。服务器系统100被配置成为机器128提供远程、可靠和准确的信息以及分析工具，以优化机器128的健康和性能。
示例性计算系统100包括膝上型计算机、台式计算机、平板计算机、服务器、客户端、瘦客户端、个人数字助理(PDA)、便携式计算装置、移动智能装置(MID)(例如，智能手机)、软件即服务(SAAS)、或带有能够执行在本文中论述的指令和功能的适当处理器104和存储器106的恰当装置。服务器系统100可以是静止或移动的。在某些实施例中，通过调制解调器连接、包括以太网的局域网(LAN)连接、或宽带广域网(WAN)连接，诸如数字用户线路(DSL)、电缆、T1、T3、光纤、蜂窝连接或卫星连接，经由通信模块102，将服务器系统100有线或无线地连接到网络122。在所图示的实施例中，网络122是因特网，尽管在某些实施例中，网络122可以是LAN网络或企业WAN网络。网络122可以包括诸如防火墙的特征。
设备客户端110被配置成通过网络122将信息传送给服务器系统100以及从服务器系统100接收信息，诸如传送设备的数据118 (例如，数据日志)以及接收对设备的控制命令。在某些实施例中，设备客户端110位于机器128内，诸如在电动铲车的安全室内。设备客户端110包括通信模块112、处理器114以及包括控制模块120和数据118的存储器116。
在某些实施例中，可以存储数据118，并且稍后对其进行传送。稍后的传输可以是例如每几秒、每分钟、更长时段、或在达到某一时间限制或数据大小限制之后。周期传送数据118的能力解决了网络122失败的风险，同时还允许数据118是关于机器128的当前数据。周期传送数据118的能力还允许数据118在被传送之前被批处理。
设备客户端处理器114还被配置成将与机器128有关的数据118存储在存储器116中。存储至少两种类型的数据118，趋势数据和事件数据。趋势数据一般是诸如温度或电压的特定测量的时序数据。事件数据一般是来自设备或由设备生成的警告、故障和状态消息，其帮助提供机器128的关于周期分解的信息，如在下面更详细论述的。可以将以数据118存储的任何趋势数据或事件数据传送给服务器系统100以在web客户端124处显示。在某些实施例中，所传送的数据118包括趋势数据和事件数据。如图1B中所图示的，可以通过网络122在独立于传送事件数据的第二信道113b的第一信道113a (例如，具有虚拟信道标识符的虚拟信道)上传送趋势数据。机载地在机器128上执行的周期分解状态机在其被运作时识别每一个事件。具体地，当设备客户端110实时分析原始数据时，为每一个状态转变创建机器状态事件。然后将状态作为事件数据从设备客户端110传送给服务器系统100。结果，对状态机的处理被推送回到机器128的设备客户端110上(例如，分布式体系结构)，而不是集中在服务器系统100处，这允许更多可缩放的系统。在某些实施例中，在第一信道113a上的传送的趋势数据与在第二信道113b上的传送的事件数据同步，使得在事件数据中识别的事件与来自服务器系统100在接收事件数据的大约相同时间接收的趋势数据的趋势或其他数据相关联。替选地，可以独立于事件数据接收趋势数据。由于事件数据与趋势数据相关联，因此，可以将在事件数据中识别的事件与相关联的趋势数据相匹配。趋势数据与事件数据的独立传输允许设备客户端处理器114识别事件，通过将用于识别事件的处理职责平衡到连接到网络122的设备来使总体体系结构10更可缩放。这样的配置提供:在系统处理器104中显著增加了对趋势数据的处理能力。
示例性设备客户端110包括重型低微外形计算机、客户端、便携式计算装置、或具有低微外形(例如，尺寸小)的恰当装置，其为存在于工作场地处所引起的干扰做准备，以及包括能够执行在本文中论述的指令和功能的适当处理器104和存储器106。在某些实施例中，通过调制解调器连接、包括以太网的局域网(LAN)连接、或宽带广域网(WAN)连接，诸如数字用户线路(DSL)、电缆、Tl、T3、光纤或卫星连接，经由通信模块102，将设备客户端110有线或无线地连接到网络122。
Web客户端124被配置成通过网络122连接到服务器系统100和/或设备客户端110。这允许web客户端124访问存储在服务器系统100处的关于设备的信息。Web客户端124的用户可以通过网络122向服务器系统100提供信息，诸如但不限于:机器能力、警示标准、电子邮件地址、注释、报告日偏移等。在某些实施例中，web客户端124使用服务器系统100提供并且在web客户端的显示器126上显示的图形用户界面来访问服务器系统100，在本文中包括并论述了该图形用户界面的示例性截屏。
如在本文中所述，以及除非另外定义，警示是机器的可能需要人类注意的故障、事件或事件组的指示。除非另外说明，可以交替使用术语警示和事件组，以及术语故障和事件。在某些实施例中，事件组是开始由机器关闭标记并且由机器128已成功重启达大于例如30秒终结的机器事件的累积。事件组一般由在该时间期间发生的最严重故障识别。在某些实施例中，事件是导致关闭机器128的机器失败。在某些实施例中，故障是可以指示异常机器操作的预先确定类型的事件。在某些实施例中，机器128是正被服务器系统100监视的一个设备，例如，铲车、钻孔机、拉铲挖掘机、地表和地下采矿机、运输车辆、移动矿山破碎机或其他机器。在某些实施例中，趋势是在设置的时间段期间机器数据的图形显示。
如上所述，服务器系统100的系统处理器104被配置成执行用于提供关于设备的仪表板的指令。仪表板被配置成提供设备的高级情况视图，以优化维修和生产力目标。
图2图示如在web客户端124的显示器126上显示的仪表板200的示例性截屏。仪表板200被配置成提供与图1的服务器系统100所监视的机器群128有关的信息，诸如当前群状态、生产力、可用性以及利用性。如也在图2中所图示的，仪表板200被配置成提供信息和关键性能指标(KPI)的历史比较。
在一个实施例中，仪表板200包括关于正常运行时间比202、总生产力204、铲车状态206、总利用性208、载荷分布210、MTBS212以及主电压214的信息。总生产力204为所选择的机器128显示周期分解、或如果多个机器128已被选择则显示平均值。机器状态206显示群中的所有机器128的状态。总利用性208基于平均载荷和目标载荷(例如，目标铲斗载荷)为所选择的机器128显示利用性的百分比、或如果多个机器128已被选择则显示平均值。负载分布210为所选择的机器128显示载荷的分布、或如果多个机器128已被选择则显示平均值。MTBS212为所选择的机器128显示在故障引起的关闭(不是机械关闭)之间流逝的运行时间、或如果多个机器128已被选择则显示平均值。主电压214为所选择的机器128显示低电压(例如，5%低的)事件的平均每日计数、或如果多个机器128已被选择则显示平均值。
正常运行时间比202为所选择的机器128显示机器运行时间分解、或如果多个机器128已被选择则显示平均值。正常运行时间比202提供关于群中的机器的正常运行时间202的信息(例如，饼图)。在某些实施例中，系统100基于下面的等式来计算机器128的可用性:
权利要求
1.一种用于监视机器的方法，包括: 接收关于与所述机器相关联的多个事件的信息； 为所述多个事件中的至少一个事件确定严重性值，所述严重性值基于安全性值、层级值、修理时间值以及修理成本值中的至少一个；以及 如果所述严重性值超过与所述至少一个事件相关联的预先确定的阈值，则输出包括所述严重性值的警示。
2.根据权利要求1所述的方法，其中所述严重性值是所述安全性值、所述层级值、所述修理时间值以及所述修理成本值的任何组合的总和。
3.根据权利要求2所述的方法，其中所述严重性值是3乘以所述安全性值、2乘以所述层级值、所述修理时间值以及所述修理成本值的总和。
4.根据权利要求1所述的方法，进一步包括:识别事件组，其中事件组通过在预先确定的时段内超过预先确定的阈值的多个事件识别。
5.根据权利要求4所述的方法，其中所述警示包括关于所识别的事件组的信息。
6.根据权利要求4所述的方法，其中在所述预先确定的时段内超过所述预先确定的阈值的所述多个事件中的每一 个被识别为故障。
7.根据权利要求6所述的方法，其中所述事件组被识别为在第一故障被识别时开始，并且在所述机器被确定为以正常模式启动时结束。
8.根据权利要求6所述的方法，其中与最大严重性值相关联的所述故障被识别为所述事件组的父故障，以及剩余故障被识别为所述事件组的所述父故障的子故障。
9.一种用于监视机器的系统，包括: 存储器，其包括关于与所述机器相关联的多个事件的信息； 处理器，其被配置成为所述多个事件中的至少一个事件确定严重性值，所述严重性值基于安全性值、层级值、修理时间值以及修理成本值中的至少一个；以及 输出模块，其被配置成如果所述严重性值超过与所述至少一个事件相关联的预先确定的阈值，则输出包括所述严重性值的警示。
10.根据权利要求9所述的系统，其中所述严重性值是所述安全性值、所述层级值、所述修理时间值以及所述修理成本值的任何组合的总和。
11.根据权利要求10所述的系统，其中所述严重性值是3乘以所述安全性值、2乘以所述层级值、所述修理时间值以及所述修理成本值的总和。
12.根据权利要求9所述的系统，进一步包括:识别事件组，其中事件组由在预先确定的时段内超过预先确定的阈值的多个事件识别。
13.根据权利要求12所述的系统，其中所述警示包括关于所识别的事件组的信息。
14.根据权利要求12所述的系统，其中在所述预先确定的时段内超过所述预先确定的阈值的所述多个事件中的每一个被识别为故障。
15.根据权利要求14所述的系统，其中所述事件组被识别为在第一故障被识别时开始，并且在所述机器被确定为以正常模式启动时结束。
16.根据权利要求14所述的系统，其中与最大严重性值相关联的所述故障被识别为所述事件组的父故障，以及剩余故障被识别为所述事件组的所述父故障的子故障。
17.—种包括用于促使处理器执行用于监视机器的方法的机器可读指令的机器可读存储介质，所述方法包括: 接收关于与所述机器相关联的多个事件的信息； 为所述多个事件中的至少一个事件确定严重性值，所述严重性值基于安全性值、层级值、修理时间值以及修理成本值中的至少一个；以及 如果所述严重性值超过与所述至少一个事件相关联的预先确定的阈值，则输出包括所述严重性值的警示 。
全文摘要
描述了用于监视机器的方法。在一个方面中，方法包括接收关于与机器相关联的多个事件的信息；为多个事件中的至少一个事件确定严重性值，该严重性值基于安全性值、层级值、修理时间值以及修理成本值中的至少一个；以及如果严重性值超过与该至少一个事件相关联的预先确定的阈值，则输出包括严重性值的警示。还描述了系统和机器可读介质。
文档编号G06F11/00GK103154898SQ201180034698
公开日2013年6月12日 申请日期2011年5月12日 优先权日2010年5月14日
发明者迈克尔·里科拉, 肯尼斯·丹尼尔 申请人:哈尼施费格尔技术公司