遠(yuǎn)程診斷系統(tǒng)的制作方法
【專利說明】
[0001] 本專利文檔要求于2014年1月8日提交的臨時(shí)美國專利申請(qǐng)序列號(hào)61/924, 923 在35U.S.C§ 119 (e)下的申請(qǐng)日的權(quán)益，該臨時(shí)美國專利申請(qǐng)?jiān)诖送ㄟ^引入而并入。
技術(shù)領(lǐng)域
[0002] 本申請(qǐng)涉及現(xiàn)場(chǎng)維修（service)和診斷的領(lǐng)域，并且更具體地涉及用于利用現(xiàn)場(chǎng) 數(shù)據(jù)系統(tǒng)建模進(jìn)行遠(yuǎn)程診斷的系統(tǒng)和方法。
【背景技術(shù)】
[0003] 動(dòng)態(tài)機(jī)械系統(tǒng)可以具有軟件控制的許多部件。隨著機(jī)械系統(tǒng)的老化，這些部件遭 受磨損，并且，軟件必須能夠計(jì)及部件所經(jīng)受的任何磨損。動(dòng)態(tài)機(jī)械系統(tǒng)可能以軟件未適當(dāng) 計(jì)及特定情形的軟件故障的形式或者以在其中機(jī)械部件異常操作的機(jī)械事件的形式經(jīng)受 現(xiàn)場(chǎng)中的維修事件。
[0004] 在針對(duì)動(dòng)態(tài)機(jī)械系統(tǒng)的控制軟件的設(shè)計(jì)期間，可以使用動(dòng)態(tài)系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型來模 仿機(jī)械系統(tǒng)。這允許在實(shí)際上不必在系統(tǒng)上安裝軟件的情況下測(cè)試軟件。這允許設(shè)計(jì)者快 速評(píng)估軟件及其功能。數(shù)學(xué)模型被設(shè)計(jì)成接受包括諸如模型機(jī)械故障之類的輸入的多個(gè)輸 入，以將系統(tǒng)設(shè)計(jì)成對(duì)這種情形作出響應(yīng)。
[0005] 在一些工業(yè)(諸如，起重機(jī)工業(yè)）中，現(xiàn)場(chǎng)中的意料不到的維修事件的成本可能是 很大的。在一些實(shí)例中，維修事件可能導(dǎo)致完全的工作停止。因此，有益的是，能夠預(yù)測(cè)何 時(shí)可能發(fā)生維修事件并進(jìn)行校正，或者在其發(fā)生之前針對(duì)狀況進(jìn)行計(jì)劃。這通常通過例程 檢查和維護(hù)而進(jìn)行。然而，一些起重機(jī)部件(諸如動(dòng)臂伸長部（boomextension)或懸臂伸長 部（outriggerextension))在不物理拆卸該部件的情況下可能難以檢查。例如，耐磨板被 設(shè)置在起重機(jī)部件內(nèi)部且可能對(duì)檢查來說不可接近。類似地，密封物處于液壓缸內(nèi)且在缸 處于操作中的情況下不可見。物理檢查這些部分需要拆卸部件，這勢(shì)必造成工作停止。拆 卸可能導(dǎo)致部件上的附加磨損，該附加磨損可以通過采用基于實(shí)際裝置使用的維護(hù)程序而 避免。
[0006] 具有用于準(zhǔn)確地預(yù)測(cè)軟件控制機(jī)械系統(tǒng)的維修事件的系統(tǒng)將是有用的。這將減少 導(dǎo)致停機(jī)時(shí)間的維修事件的數(shù)目。預(yù)防性維護(hù)將能夠基于機(jī)器的使用而調(diào)度。當(dāng)前預(yù)防性 維護(hù)調(diào)度基于運(yùn)行的小時(shí)以及日歷日。遠(yuǎn)程診斷系統(tǒng)將能夠包括工作的量、操作簡(jiǎn)檔、天氣 和其他數(shù)據(jù)，以調(diào)整預(yù)防性維護(hù)調(diào)度。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007] 本發(fā)明的實(shí)施例包括一種遠(yuǎn)程診斷系統(tǒng)。所述遠(yuǎn)程診斷系統(tǒng)包括設(shè)備模型、操作 現(xiàn)場(chǎng)中的動(dòng)態(tài)系統(tǒng)、控制系統(tǒng)、數(shù)據(jù)收集和分發(fā)系統(tǒng)、以及被配置成存儲(chǔ)和分析所收集的數(shù) 據(jù)的數(shù)據(jù)倉庫。所述設(shè)備模型模擬動(dòng)態(tài)系統(tǒng)，并具有多個(gè)模型輸入和多個(gè)模型輸出，所述多 個(gè)模型輸出依賴于所述設(shè)備模型和所述多個(gè)模型輸入。所述動(dòng)態(tài)系統(tǒng)處于操作現(xiàn)場(chǎng)中，并 在操作期間產(chǎn)生真實(shí)數(shù)據(jù)。所述控制系統(tǒng)被適配成可操作地耦合至所述動(dòng)態(tài)系統(tǒng)，并被配 置成接收操作者輸入并響應(yīng)于所述操作者輸入而通過控制信號(hào)來控制所述動(dòng)態(tài)系統(tǒng)。所述 數(shù)據(jù)收集和分發(fā)系統(tǒng)被配置成：從包括所述動(dòng)態(tài)系統(tǒng)、所述設(shè)備模型和所述控制系統(tǒng)的多 個(gè)數(shù)據(jù)源收集數(shù)據(jù)；以及將數(shù)據(jù)分發(fā)至多個(gè)數(shù)據(jù)目的地。所述數(shù)據(jù)倉庫被配置成合并、聚集 和存儲(chǔ)所收集的數(shù)據(jù)。所述數(shù)據(jù)倉庫將向分析系統(tǒng)和報(bào)告系統(tǒng)提供數(shù)據(jù)。
[0008] 另一實(shí)施例包括一種用于遠(yuǎn)程診斷動(dòng)態(tài)系統(tǒng)的方法。在所述方法中，生成動(dòng)態(tài)系 統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型，所述數(shù)學(xué)模型具有用于接收至少一個(gè)模型輸入和至少一個(gè)模型輸出的接 口，所述至少一個(gè)模型輸出依賴于所述至少一個(gè)模型輸入和所述數(shù)學(xué)模型。然后將多個(gè)模 型輸入輸入到所述數(shù)學(xué)模型中。將所述多個(gè)模型輸入和所述數(shù)學(xué)模型的多個(gè)對(duì)應(yīng)模型輸出 記錄到模型記錄。將多個(gè)真實(shí)輸入數(shù)據(jù)和真實(shí)輸出數(shù)據(jù)記錄到至少一個(gè)真實(shí)記錄。將所述 真實(shí)輸入數(shù)據(jù)和真實(shí)輸出數(shù)據(jù)與所述動(dòng)態(tài)系統(tǒng)相關(guān)聯(lián)。從該多個(gè)真實(shí)記錄當(dāng)中確定具有感 興趣真實(shí)輸出的至少一個(gè)相關(guān)真實(shí)記錄。將該至少一個(gè)感興趣真實(shí)輸出與多個(gè)模型記錄進(jìn) 行比較，以識(shí)別具有與所述至少一個(gè)感興趣真實(shí)輸出相對(duì)應(yīng)的至少一個(gè)模型輸出的相關(guān)模 型記錄。對(duì)所述相關(guān)模型記錄進(jìn)行分析，以確定與所述相關(guān)真實(shí)記錄的真實(shí)輸入數(shù)據(jù)有共 同之處的模型輸入。然后輸出與所述相關(guān)記錄的真實(shí)輸入數(shù)據(jù)有共同之處的模型輸入的指 /Jn〇
【附圖說明】
[0009]為了進(jìn)一步使一個(gè)或多個(gè)本發(fā)明的上述和其他優(yōu)勢(shì)和特征變得清楚，在附圖中圖 示了對(duì)其具體實(shí)施例的參考。附圖僅描繪了典型實(shí)施例，且因此不應(yīng)被視為進(jìn)行限制。將 通過使用附圖，以附加的特性和細(xì)節(jié)描述和解釋一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例，在附圖中： 圖1是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的用于遠(yuǎn)程診斷的系統(tǒng)的示意圖。
[0010] 圖2是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的具有控制系統(tǒng)的起重機(jī)的示意圖。
[0011] 圖3是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的具有控制系統(tǒng)的起重機(jī)的模型的示意圖。
[0012] 圖4是圖示了根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的用于分析維修記錄以確定故障的原因且用 于更新設(shè)備模型的過程的示意圖。
[0013] 圖5是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的系統(tǒng)的實(shí)施例的示意圖。
[0014]附圖不必按比例繪制。
【具體實(shí)施方式】
[0015] 本發(fā)明的實(shí)施例包括用于準(zhǔn)確地預(yù)測(cè)動(dòng)態(tài)系統(tǒng)的維修事件的系統(tǒng)和方法。這在其 中有用的一個(gè)特定領(lǐng)域是建筑裝置領(lǐng)域，以及更特別地，起重機(jī)領(lǐng)域。本發(fā)明的實(shí)施例適 于其他類型的動(dòng)態(tài)系統(tǒng)，諸如工業(yè)裝置和商業(yè)食品服務(wù)系統(tǒng)。本發(fā)明的實(shí)施例現(xiàn)在將被進(jìn) 一步描述為與起重機(jī)相關(guān)，盡管應(yīng)當(dāng)理解，本發(fā)明適用于其他動(dòng)態(tài)系統(tǒng)。在下面的段落中， 更詳細(xì)地限定本發(fā)明的不同方面。如此定義的每個(gè)方面可以與任何其他一個(gè)或多個(gè)方面組 合，除非清楚地相反指示。特別地，被指示為優(yōu)選或有利的任何特征可以與被指示為優(yōu)選或 有利的任何其他一個(gè)或多個(gè)特征組合。
[0016] 圖1是遠(yuǎn)程診斷系統(tǒng)100的實(shí)施例的示意圖。遠(yuǎn)程診斷系統(tǒng)100包括設(shè)備模型 102、動(dòng)態(tài)系統(tǒng)104、第一控制系統(tǒng)110、第二控制系統(tǒng)112、數(shù)據(jù)收集和分發(fā)系統(tǒng)106、數(shù)據(jù)倉 庫108、數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)114、數(shù)據(jù)報(bào)告系統(tǒng)118和其他數(shù)據(jù)源。第一控制系統(tǒng)110或?qū)嶒?yàn)室 車輛可操作地耦合至設(shè)備模型102以及數(shù)據(jù)收集和分發(fā)系統(tǒng)106。第二控制系統(tǒng)112或裝 置控制系統(tǒng)可操作地耦合至動(dòng)態(tài)系統(tǒng)104以及數(shù)據(jù)收集和分發(fā)系統(tǒng)106。設(shè)備模型102可 操作地耦合至數(shù)據(jù)收集和分發(fā)系統(tǒng)108。動(dòng)態(tài)系統(tǒng)104可操作地耦合至數(shù)據(jù)收集和分發(fā)系 統(tǒng) 108。
[0017] 針對(duì)遠(yuǎn)程診斷系統(tǒng)100的部件中的每一個(gè)的可操作耦合可以包括可操作以允許 這些部件彼此通信的任何通信鏈路。例如，可操作耦合可以包括模擬有線連接、數(shù)字有線連 接、模擬無線連接或數(shù)字無線連接?？刹僮黢詈峡梢葬槍?duì)部件中的每一個(gè)而不同并可以包 括多于一種類型的通信鏈路。例如，第一控制系統(tǒng)110可以通過有線連接與設(shè)備模型102 通信，但通過無線連接與數(shù)據(jù)收集和分發(fā)系統(tǒng)106通信。此外，可操作耦合可以被組合到單 個(gè)通信鏈路中。例如，第一控制系統(tǒng)110和設(shè)備模型102二者均可以通過公共無線鏈路與 數(shù)據(jù)收集和分發(fā)系統(tǒng)108通信。
[0018] 動(dòng)態(tài)系統(tǒng)104是由第一控制系統(tǒng)110控制的動(dòng)態(tài)機(jī)械系統(tǒng)。在一些實(shí)施例中，動(dòng) 態(tài)系統(tǒng)104可以包括如下描述的起重機(jī)系統(tǒng)，或者其可以包括起重機(jī)系統(tǒng)的個(gè)體部件或系 統(tǒng)。例如，動(dòng)態(tài)系統(tǒng)104可以包括起重機(jī)動(dòng)臂402、起重機(jī)懸臂404、起重機(jī)上層結(jié)構(gòu)406、或 者用于形成系統(tǒng)的部件的組合。在其他實(shí)施例中，動(dòng)態(tài)系統(tǒng)104可以包括不同的系統(tǒng)，諸如 工業(yè)冷卻系統(tǒng)。其他動(dòng)態(tài)系統(tǒng)處于本發(fā)明的范圍內(nèi)，只要它們由控制系統(tǒng)控制且可以被建 模即可。動(dòng)態(tài)系統(tǒng)104接受來自控制系統(tǒng)110的至少一個(gè)輸入，并操作以執(zhí)行與輸入相關(guān) 聯(lián)的功能。
[0019] 數(shù)據(jù)倉庫108存儲(chǔ)從控制系