(57)【要約】      （修正有）【課題】工業用機械コンポーネントをその場で識別するためのコンポーネント識別システムを提供する。【解決手段】工業用機械１０４のコンポーネント１０２をその場で識別する方法を実施するように構成されたコンピュータ・システムは、データ・マトリックス・コードを含む像を復号して、像内のデータ・マトリックス・コードを識別するように構成され、さらに、像内のデータ・マトリックス・コードをデータベース内の識別されたコンポーネントに関連付けるように構成されている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
コンポーネント識別システムであって、
コンポーネントの表面上に配置されたデータ・マトリックス・コードの像を得るための目視検査デバイスであって、前記コンポーネントが配置された内部環境内に挿入されるように構成された目視検査デバイスと、
前記目視検査デバイスと信号通信するコンピューティング・デバイスであって、前記像内の前記データ・マトリックス・コードをデータベース内の識別されたコンポーネントに関連付けるように構成されたコンピューティング・デバイスと、を備えるコンポーネント識別システム。
【請求項２】
前記目視検査デバイスはさらにボアスコープを含む請求項１に記載のコンポーネント識別システム。
【請求項３】
前記内部環境は、ケーシングを有する工業用機械の内部であって、前記ケーシングによって囲まれている工業用機械の内部を含む請求項１に記載のコンポーネント識別システム。
【請求項４】
前記工業用機械は、航空タービン、ガス・タービン、蒸気タービン、熱交換器、またはエンジンのうちの１つを含む請求項３に記載のコンポーネント識別システム。
【請求項５】
前記コンポーネントは、ガス・タービンの高温ガス経路コンポーネント、圧縮機コンポーネント、または燃焼コンポーネントのうちの１つを含む請求項１に記載のコンポーネント識別システム。
【請求項６】
前記データベース内の前記識別されたコンポーネントの記録は、連続番号および図面番号のうちの少なくとも１つを含む請求項１に記載のコンポーネント識別システム。
【請求項７】
前記データベース内の前記識別されたコンポーネントの記録は、前記コンポーネント上の以前に識別された任意の損傷または欠陥の表示を含む請求項１に記載のコンポーネント識別システム。
【請求項８】
前記コンピューティング・デバイスはさらに、前記コンポーネントに関連付けられた任意の損傷または欠陥の前記表示を追跡して、損傷の将来成長を予測するように構成されている請求項７に記載のコンポーネント識別システム。
【請求項９】
前記コンピューティング・デバイスはさらに、前記識別されたコンポーネントの前記記録内に新しい損傷の存在を示すように構成されている請求項７に記載のコンポーネント識別システム。
【請求項１０】
少なくとも１つのコンピュータ読取可能媒体において具体化されたプログラム・コードであって、実行されると、コンピュータ・システムがコンポーネントの識別方法を実施することを可能にするプログラム・コードを含むコンピュータ・プログラム製品であって、
前記方法は、
データ・マトリックス・コードを含む像を復号して、前記像内の前記データ・マトリックス・コードを識別することと、
前記像内の前記データ・マトリックス・コードをデータベース内の識別されたコンポーネントに関連付けることと、を含むコンピュータ・プログラム製品。
【請求項１１】
前記像を目視検査デバイスから受け取ることをさらに含む請求項１０に記載のコンピュータ・プログラム製品。
【請求項１２】
前記像を受け取るステップは、ボアスコープを用いて得られた像を受け取ることをさらに含む請求項１１に記載のコンピュータ・プログラム製品。
【請求項１３】
前記像内の前記データ・マトリックス・コードの供給源が前記コンポーネントの表面上に配置される請求項１０に記載のコンピュータ・プログラム製品。
【請求項１４】
前記コンポーネントは、ガス・タービンの高温ガス経路コンポーネント、圧縮機コンポーネント、または燃焼コンポーネントのうちの１つを含む請求項１３に記載のコンピュータ・プログラム製品。
【請求項１５】
前記コンポーネントは内部環境内に配置され、前記内部環境は、ケーシングを有する工業用機械の内部であって、前記ケーシングによって囲まれている工業用機械の内部を含む請求項１３に記載のコンピュータ・プログラム製品。
【請求項１６】
目視検査デバイスを用いて前記像を得ることをさらに含み、前記関連付けることは、前記像内の前記データ・マトリックス・コードを前記データベース内の前記識別されたコンポーネントに、前記コンポーネントがその場に留まる間に、前記ケーシングを開けることなく関連付けることを含む請求項１５に記載のコンピュータ・プログラム製品。
【請求項１７】
前記像内の前記データ・マトリックス・コードを前記データベース内の前記識別されたコンポーネントに関連付けることはさらに、前記データ・マトリックス・コードを連続番号および図面番号のうちの少なくとも１つに関連付けることを含む請求項１１に記載のコンピュータ・プログラム製品。
【請求項１８】
前記方法はさらに、前記データベース内の前記識別されたコンポーネントを任意の損傷または欠陥の表示に関連付けることを含む請求項１１に記載のコンピュータ・プログラム製品。
【請求項１９】
前記方法はさらに、
前記コンポーネントに関連付けられた任意の損傷または欠陥の前記表示を追跡することと、
損傷の将来成長を予想することと、を含む請求項１８に記載のコンピュータ・プログラム製品。
【請求項２０】
前記方法はさらに、
新しい損傷が前記目視検査デバイスを用いて観察されたら、前記識別されたコンポーネントの記録内に新しい損傷または欠陥の存在を示すことを含む請求項１８に記載のコンピュータ・プログラム製品。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は概ね、外部ケーシングを有する機械に関する。より詳細には、本発明は、外部ケーシングを有する機械のコンポーネントのその場識別に関する。
【背景技術】
【０００２】
多くのタイプの工業用機械（たとえば、タービン）は、重要なコンポーネントが外部ケーシングまたはシェルの中に入れられている。機械のライフ・サイクルの間、これらの重要なコンポーネントは、部品および機械の寿命を全体として最大にするために、検査、修復、または保守を必要とする場合がある。
【０００３】
コンポーネント状態、修復状態、および検査に付属する他の詳細を追跡することも望まれる。これを助けるために、工業用機械コンポーネントに識別子を型打ちして、データベース内の目録に載せる場合がある。修復および／または検査のために分解する間、コンポーネントを工業用機械から取り外す場合があり、それらの識別コードを走査する場合がある。走査された識別コードをコンポーネントのデータベースと比較する場合があり、走査される部品が識別される場合がある。しかし、この解決方法はやはり、走査用の識別コードにアクセスするために工業用機械を分解する必要があり、その結果、機械およびケーシングを分解するのに必要な労力ならびに機械に対する非生産的なダウン・タイムの両方において費用の発生を被る。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】米国特許第４，９８０，７６３号明細書
【発明の概要】
【０００５】
本明細書で説明するのは、機械の内部コンポーネントをその場識別するためのシステムおよびコンピュータ・プログラム製品である。
【０００６】
開示の第１の態様によってコンポーネント識別システムが提供される。コンポーネント識別システムは、コンポーネントの表面上に配置されたデータ・マトリックス・コードの像を得るための目視検査デバイスと、目視検査デバイスと信号通信するコンピューティング・デバイスであって、像内のデータ・マトリックス・コードをデータベース内の識別されたコンポーネントに関連付けるように構成されたコンピューティング・デバイスと、を備えている。目視検査デバイスは、コンポーネントが配置された内部環境内に挿入されるように構成されている。
【０００７】
開示の第２の態様によって、少なくとも１つのコンピュータ読取可能媒体において具体化されたプログラム・コードであって、実行されると、コンピュータ・システムがコンポーネントの識別方法を実施することを可能にするプログラム・コードを含むコンピュータ・プログラム製品が提供される。本方法は、データ・マトリックス・コードを含む像を復号して像内のデータ・マトリックス・コードを識別することと、像内のデータ・マトリックス・コードをデータベース内の識別されたコンポーネントに関連付けることと、を含んでいる。
【０００８】
本発明のこれらおよび他の態様、優位性、および特徴は、以下の詳細な説明から明らかになる。詳細な説明は、添付図面（図面の全体に渡って同様の部分は同様の参照文字によって示される）とともに参照されたときに、本発明の実施形態を開示するものである。
【０００９】
本開示のこれらおよび他の特徴は、本発明の種々の態様の以下の詳細な説明とともに本発明の種々の態様を示す添付図面から、より容易に理解される。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】ガス・タービンの形態の工業用機械の断面説明図を示す図である。
【図２】開示の実施形態によるコンポーネント識別システムの分解組立て概略図を示す図である。
【図３】開示の実施形態による図２のコンポーネント識別システムの一部の概略図を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
開示の図面は必ずしも一定の比率ではないことに注意されたい。図面は、開示の典型的な態様のみを示すことが意図されており、したがって開示の範囲を限定するものと考えてはならない。図面では、図面間において同様の番号付けは同様の要素を表わしている。
【００１２】
以下、本発明の少なくとも１つの実施形態について、その応用例をターボ機械の動作と関連して参照しながら説明する。本発明の実施形態を、ガス・タービンの形態のターボ機械に対して例示および説明するが、当然のことながら、教示は、他のタイプの工業用機械に等しく適用される。たとえば、限定することなく、航空タービン、風力タービン、風力タービン・ギア・ボックス、蒸気タービン、発電機、熱交換器、航空機エンジン、往復エンジン、電気器具、アクセサリ・ベース、機関車伝導機構装置、ヘルス・ケア機械（たとえばＭＲＩ、ＣＴ、およびＸ線機器）、水力タービン機械、電動モータ、ポンプ、変圧器、開閉装置、および発電機励起機器である。さらに、本発明の少なくとも一実施形態を、呼び寸法を参照して、また公称寸法の組を含んで、以下に説明する。しかし、当業者には明らかなように、本発明は、外部ケーシングを有する任意の好適なターボ機械および／または電気機械に対して同様に適用可能である。さらに、当業者には明らかなように、本発明は、種々の縮尺の呼び寸法および／または公称寸法に同様に適用することができる。
【００１３】
前述したように、工業用機械のコンポーネントをその場で識別するためのコンポーネント識別システムが、本発明の態様によって提供され、図１〜３によって例示される。
【００１４】
図２に示すように、コンポーネント識別システム１００は、コンポーネント１０２の表面上に配置されたコンポーネント識別子１０８の像１１４を得るための目視検査デバイス１０６を備えていても良い。コンポーネント１０２は、工業用機械１０４（図１）の内部に配置された任意のタイプのコンポーネントであっても良い。たとえば、ある非限定の実施形態では、工業用機械１０４は図１に示すようなガス・タービンであっても良く、コンポーネント１０２は燃焼コンポーネントであっても良いしまたは高温ガス経路コンポーネントであっても良い。工業用機械１０４の他の多くのコンポーネント１０２およびタイプも考えられる。種々の実施形態では、コンポーネント１０２上のコンポーネント識別子１０８はデータ・マトリックス・コード（図２）であっても良い。
【００１５】
図２に示すように、目視検査デバイス１０６は、コンポーネント１０２が配置された工業用機械１０４（図１）の内部環境１１０内に挿入されるように構成されている。内部環境１１０は工業用機械１０４の内部を指す。工業用機械１０４はケーシング１１２（図１）に囲まれていても良い。種々の実施形態では、目視検査デバイス１０６はボアスコープであっても良いが、明瞭で明るい像を取り込むことができる任意のタイプの目視検査デバイスを用いても良い。目視検査デバイス１０６を、内部環境１１０内に、当業者には明らかな場合がある複数の方法で挿入することを、たとえばケーシング１１２（図１）内のポートを介して行なっても良い。
【００１６】
さらに図２に示すように、目視検査デバイス１０６はコンピューティング・デバイス２００と信号通信していて、目視検査デバイス１０６がコンポーネント識別子の像１１４を得た後に、コンピューティング・デバイス２００に有線または無線のデータ通信プロトコルを用いて通信することができるようになっていても良い。コンピューティング・デバイス２００は、像を、このような通信プロトコルを介して目視検査デバイス１０６から受け取っても良い。
【００１７】
図３に示すように、コンピューティング・デバイス２００は、処理ユニット２０２、メモリ２０４、入出力（Ｉ／Ｏ）インターフェース２０６を備えている。これらは、経路２０８によって互いに動作可能に接続されている。経路２０８によって、コンピューティング・デバイス２００内の各コンポーネント間の通信リンクが得られている。さらに、コンピューティング・デバイス２００は、図示では、ディスプレイ２１０、外部Ｉ／Ｏデバイス／リソース２１２、および記憶ユニット２１４と通信している。これらは、目視検査デバイス１０６によって得られたデータを、それぞれ、表示し、記憶し、および操作しても良い。Ｉ／Ｏデバイス２１２は、１または複数のヒューマンＩ／Ｏデバイスを含むことができる。たとえばマウス、キーボード、ジョイスティック、または他の選択デバイスであって、人間ユーザがコンピューティング・デバイス２００および／または１または複数の通信デバイスとやり取りすることを可能にして、デバイス・ユーザがコンピューティング・デバイス２００と任意のタイプの通信リンクを用いて通信することを可能にする選択デバイスである。
【００１８】
一般的に、処理ユニット２０２は、コンピューティング・デバイス２００の機能をもたらすコンピュータ・プログラム製品２１６を実行する。これらのモジュール（復号モジュール２１８、関連付けモジュール２２０、追跡モジュール２２２、および予想モジュール２２４を含む）は、メモリ２０４および／または記憶ユニット２１４内に格納されて、本明細書で説明したような本発明の機能および／またはステップを実行する。メモリ２０４および／または記憶ユニット２１４は、１または複数の物理的場所に存在する種々のタイプのコンピュータ読取可能なデータ記憶媒体の任意の組み合わせを含むことができる。この点で、記憶ユニット２１４は、１または複数の記憶装置（たとえば、磁気ディスク・ドライブまたは光ディスク・ドライブ）を含むことができる。さらにまた、当然のことながら、１または複数の追加コンポーネント（図３に示さず）を、コンピューティング・デバイス２００内に含めることができる。たとえば、目視検査デバイス１０６によって取り込まれてリアル・タイムでコンピューティング・デバイス２００に送信されるデータの解析である。さらに加えて、いくつかの実施形態では、１または複数の外部のデバイス２１２、ディスプレイ２１０、および／または記憶ユニット２１４を、図３に示すように外部にではなくて、図２に示すようにコンピューティング・デバイス２００内に含めることができる。
【００１９】
コンピューティング・デバイス２００は、自身にインストールされたプログラム・コード（たとえば、プログラム２１６）を実行することができる汎用コンピューティング製品を含むことができる。本明細書で用いる場合、当然のことながら、「プログラム・コード」の意味は、命令を、任意の言語、コード、または表記法で示したものの任意の収集物であって、情報処理能力を有するコンピューティング・デバイスに、特定の作用をすぐに実行させるかまたは次のうちの任意の組み合わせの後に実行させる命令の任意の収集物を指す。（ａ）別の言語、コード、または表記法への変換、（ｂ）異なる具体的形式での再生、および／または（ｃ）復元。この点で、プログラム２１６は、システム・ソフトウェアおよび／またはアプリケーション・ソフトウェアの任意の組み合わせとして具体化することができる。
【００２０】
さらに、プログラム２１６を、モジュール２１８、２２０、２２２、２２４の組を用いて実施することができる。この場合、モジュール２１８、２２０、２２２、２２４によって、コンピューティング・デバイス２００が、プログラム２１６によって用いられるタスクの組を実行可能にすることができ、またモジュール２１８、２２０、２２２、２２４を、プログラム２１６の他の部分とは別に、別個に開発および／または実施することができる。本明細書で用いる場合、用語「コンポーネント」の意味は、任意の構成のハードウェア（ソフトウェアを伴うかまたは伴わない）であって、それとともに説明された機能性を任意の解決方法を用いて実施するハードウェアであり、一方で、用語「モジュール」の意味は、コンピューティング・デバイス２００がそれとともに説明された作用を任意の解決方法を用いて実施することを可能にするプログラム・コードである。処理ユニット２０２を含むコンピューティング・デバイス２００のメモリ２０４または記憶ユニット２１４内に固定されたら、モジュールが、コンポーネントのうちの作用を実施する実質的部分である。それとは関係なく、当然のことながら、２つ以上のコンポーネント、モジュール、および／またはシステムが、それらの対応するハードウェアおよび／またはソフトウェアの一部／全部を共有していても良い。さらに、当然のことながら、本明細書で説明した機能性のいくつかを実施しなくても良いし、または追加的な機能性をコンピューティング・デバイス２００の一部として含んでも良い。
【００２１】
コンピューティング・デバイス２００が複数のコンピューティング・デバイスを含んでいる場合、各コンピューティング・デバイス上には、プログラム２１６の一部のみ（たとえば、１または複数のモジュール２１８、２２０、２２２、２２４）を固定させることができる。しかし、当然のことながら、コンピューティング・デバイス２００およびプログラム２１６は単に、本明細書で説明したプロセスを実行する場合がある種々の可能な同等なコンピュータ・システムを表わしているのみである。この点で、他の実施形態では、コンピューティング・デバイス２００およびプログラム２１６によってもたらされる機能性を少なくとも部分的に実施することが、多目的および／または特定目的のハードウェア（プログラム・コードを伴うかまたは伴わない）の任意の組み合わせを含む１または複数のコンピューティング・デバイスによって可能である。各実施形態では、ハードウェアおよびプログラム・コード（含まれているならば）を、標準的なエンジニアリングおよびプログラミング技法を用いてそれぞれ形成することができる。
【００２２】
それとは関係なく、コンピューティング・デバイス２００が複数のコンピューティング・デバイスを含んでいる場合、コンピューティング・デバイスは任意のタイプの通信リンク上で通信することができる。さらに、本明細書で説明したプロセスを行なう間、コンピューティング・デバイス２００は、１または複数の他のコンピュータ・システムと、任意のタイプの通信リンクを用いて通信することができる。いずれの場合でも、通信リンクは、種々のタイプの有線および／または無線リンクの任意の組み合わせを含むことができ、１または複数のタイプのネットワークの任意の組み合わせを含むことができ、および／または種々のタイプの送信技法およびプロトコルの任意の組み合わせを用いることができる。
【００２３】
述べたように、コンピューティング・デバイス２００は、コンポーネント識別子１０８を含む像１１４を復号して像１１４内のコンポーネント識別子１０８（図２）を識別するための復号モジュール２１８を備えている。復号モジュール２１８（図３）は、像１１４内のコンポーネント識別子１０８の存在を識別することができるとともに、存在する特定のコンポーネント識別子１０８（図２）を識別することができる。
【００２４】
コンピューティング・デバイス２００はさらに、復号モジュール２１８（図３）によって識別された像１１４（図２）内のコンポーネント識別子１０８を、データベース２２６内の識別されたコンポーネント１０２に関連付けるための関連付けモジュール２２０（図３）を備えていても良い。いくつかの実施形態では、関連付けは、像１１４内のコンポーネント識別子１０８を、コンポーネント１０２についての情報の種々の部分（たとえば、限定することなく、コンポーネント１０２の連続番号、コンポーネント１０２を示す図面番号、および以前に存在していたかそうでなければコンポーネント１０２に関連付けられた任意の損傷または欠陥の表示）に関連付けることを含んでいても良い。この関連付けを、コンポーネント１０２が内部環境１１０内のその場に留まる間に、ケーシング１１２を開けることも工業用機械１０４（図１）を分解することもせずに行なっても良い。この結果、現場でのコンポーネント１０２の部品レベルの追跡を、それらを工業用機械１０４から取り外す必要なく行なうことが容易になる。
【００２５】
コンピューティング・デバイス２００はさらに、コンポーネント１０２に関連付けられる任意の損傷または欠陥の表示を追跡するための追跡モジュール２２２（図３）を備えていても良い。ユーザは、追跡モジュール２２２を用いて、損傷または欠陥が目視検査デバイス１０６（図２）による検査中に存在することが分かったコンポーネント１０２を示しても良い。この表示をコンポーネント１０２に対する記録に加えても良い。記録には、像１１４内のコンポーネント識別子１０８の関連付けが関連付けモジュール２２０によって行なわれたらコンピューティング・デバイス２００によってユーザが利用できるようになる情報が含まれている。表示は、コンポーネント１０２に対する新しい損傷の表示であっても良いし、または何らかの欠陥または損傷が続いていると以前に留意されたコンポーネント１０２に対する追加または拡大された損傷の表示であっても良い。これらの損傷または欠陥表示をさらに用いて、不良コンポーネント１０２を検査間で追跡しても良く、その結果、損傷したコンポーネントの場所および状態に関する貴重な情報が得られる。
【００２６】
コンピューティング・デバイス２００はさらに、コンポーネント１０２に対する損傷の将来成長を予想するための予想モジュール２２４を備えていても良い。予想モジュール２２４は、予想を、複数の検査、および追跡モジュール２２２によって追跡されたコンポーネント１０２上に存在する損傷の量の変化率に基づいて行なう。この予想によって、強制停止の危険が減って工業用機械１０４（図１）の信頼性が向上する場合がある。
【００２７】
本発明の種々の実施形態の技術的効果には、工業用機械１０４のコンポーネント１０２（図１）を、その場で、コンポーネント識別子１０８（図２）に基づいて識別可能であることが含まれる。目視検査デバイス１０６が、工業用機械１０４内の内部環境１１０内に挿入され、コンポーネント１０２の表面上のコンポーネント識別子１０８の像１１４を得るために用いられる。この像１１４を、コンピューティング・デバイス２００上で受け取って復号しても良い。コンピューティング・デバイス２００は、像１１４内のコンポーネント識別子１０８を、データベース２２６（図３）内の特定のコンポーネント１０２に関連付ける。特定の識別されたコンポーネント１０２に対するデータベース・エントリには、コンポーネントについての種々の情報が含まれていても良い。その結果、運転員、修復作業員、および他の関係する個人が部品を識別してこの情報にアクセスすることが、工業用機械１０４を分解してコンポーネント１０２を取り外すことなく可能となる。
【００２８】
本明細書で用いる場合、用語「第１」「第２」などは、任意の順番、数量、または重要性を示すものではなく、むしろある要素を別の要素から区別するために用いられる。また用語「ａ」および「ａｎ」は、本明細書では、数量の限定を示すものではなく、むしろ参照物品の少なくとも１つが存在することを示すものである。数量と関連して用いられる修飾語「約（ａｂｏｕｔ）」は、記載値を含み、文脈によって決まる意味を有する（たとえば、特定の数量の測定値に付随する誤差の程度を含む）。添え字「（ｓ）」は、本明細書で用いる場合、修飾される用語の単数形および複数形の両方を含むことが意図されており、そのため、その用語の１または複数が含まれている（たとえば、金属（ｓ）には１または複数の金属が含まれている）。本明細書で開示された範囲は包含的であり、独立に結合可能である（たとえば、「最大で約２５ｍｍ、または、より具体的には、約５ｍｍ〜約２０ｍｍ」の範囲は、「約５ｍｍ〜約２５ｍｍ」の範囲の端点およびすべての中間値を含んでいる等）。
【００２９】
種々の実施形態について本明細書で説明しているが、本明細書から理解されるように、要素の種々の組み合わせ、それらの変形または改善が当業者によって行なわれても良く、これらは本発明の範囲内である。加えて、特定の状況または材料を、本発明の本質的な範囲から逸脱することなく本発明の教示に適合させるために、多くの変更を行なっても良い。したがって本発明は、本発明を行なうために考えられたベスト・モードとして開示された特定の実施形態には限定されず、本発明には、添付の請求項の範囲に含まれるすべての実施形態が含まれることが意図されている。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【外国語明細書】
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