(57)【要約】      （修正有）【課題】被調査システムのバリューチェーン内の基準を最適化する方法及びシステム。【解決手段】被調査製造システムのバリューチェーンの連続最適化を実行するように構成された最適化システム１であって、バリューチェーンの各段階で、被調査システムに関連したアイテムが、対応する基準ｍを有する関連した組の故障モードｆｍを含み、各故障モードｆｍが、被調査システムのグローバルシステム影響ｅを参照し、被調査システムのバリューチェーンの各段階が、その基準ｍ、有効性値ｅｖ1及び努力値ｅｖ2を個別に報告して、メタモデルＭＭを使用してグローバルＦＭＥＡデータモデルを更新するように適応され、最適化システムが、最新グローバルＦＭＥＡデータモデルを使用して、バリューチェーン全体の被調査システムのグローバル故障モード影響解析を実行して、最適化された組Ｍの基準ｍを生成するように構成された計算ユニット２を含む。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
被調査システム（６）のバリューチェーン（ＶＣ）内の基準を最適化する方法であって、
前記バリューチェーン（ＶＣ）の各段階（ＶＣＳ）で、前記被調査システム（６）に関連したアイテムが、対応する基準ｍを有する関連した組の故障モードｆｍを含み、各故障モードｆｍが、前記被調査システム（６）のグローバルシステム影響ｅを参照し、
前記バリューチェーン（ＶＣ）の各段階が、その基準ｍ、有効性値ｅｖ1、及び努力値ｅｖ2を別個に報告して、グローバルデータベース（３）に記憶されたＦＭＥＡメタモデルＭＭを使用して、前記被調査システム（６）の前記バリューチェーン（ＶＣ）全体の前記被調査システム（６）のグローバル故障モード影響解析（ＦＭＥＡ）を実行する方法。
【請求項２】
前記被調査システム（６）の前記バリューチェーンが、前記被調査システム（６）の実行時に自動的に最適化される、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記被調査システム（６）の前記バリューチェーンが、設計段階（ＶＣＳ１）、生産段階（ＶＣＳ２）及び動作段階（ＶＣＳ３）の少なくとも１つを含む、請求項１又は２に記載の方法。
【請求項４】
前記グローバルシステム影響ｅが、
前記被調査システム（６）の前記設計段階（ＶＣＳ１）で予測され、
前記生産段階（ＶＣＳ２）中に予測されるか、測定されるか、または予測されかつ測定され、
前記動作段階（ＶＣＳ３）中に測定される、請求項３に記載の方法。
【請求項５】
前記被調査システム（６）が、前記バリューチェーンの設計段階で設計され、生産段階で製造され、動作段階中に動作される最終製造製品を含む、請求項１から４のいずれか１項に記載の方法。
【請求項６】
前記被調査システム（６）の各検出されたグローバルシステム影響ｅに基づいて、前記グローバルデータベース（３）に記憶された前記ＦＭＥＡメタモデルが、故障モードｆｍと基準ｍの依存性のネットワークを遡って、適用される組の基準ｍ及び／又は故障モードを最適化するために使用される、請求項１から５のいずれか１項に記載の方法。
【請求項７】
前記被調査システム（６）に関連した前記アイテムが、
前記バリューチェーンの前記設計段階に、前記被調査システム（６）のハードウェア構成要素及びソフトウェア構成要素の少なくとも一方を表わすデータ要素を含み、
前記バリューチェーンの前記生産段階に、前記被調査システム（６）を製造する生産工程及び生産設備の少なくとも一方を含み、
前記バリューチェーンの前記動作段階に、前記被調査システム（６）の物理的ハードウェア構成要素及び実装ソフトウェア構成要素の少なくとも一方を含む、請求項１から６のいずれか１項に記載の方法。
【請求項８】
前記異なるバリューチェーン段階（ＶＣＳ）の前記基準ｍが、関連した基準パラメータを含む、請求項１から７のいずれか１項に記載の方法。
【請求項９】
前記被調査システム（６）の前記バリューチェーン（ＶＣ）の前記設計段階（ＶＣＳ１）の前記基準ｍが、
設計試験基準、
故障除去基準、
設計変更基準、
冗長実施基準を含み、
前記被調査システム（６）の前記バリューチェーン（ＶＣ）の前記生産段階（ＶＣＳ２）の前記基準ｍが、
生製品質基準、
測定基準、
生産試験基準を含み、
前記被調査システム（６）の前記バリューチェーン（ＶＣ）の前記動作段階（ＶＣＳ３）の基準ｍが、
相互作用基準、
保守基準及び修理基準の少なくとも一方、
設計変更基準
及びソフトウェアアップデート基準の少なくとも１つを含む、請求項１から８のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１０】
被調査製造システム（６）のバリューチェーン（ＶＣ）の連続最適化を実行するように構成された最適化システム（１）であって、
前記バリューチェーン（ＶＣ）の各段階（ＶＣＳ）で、前記被調査システム（６）に関連したアイテムが、対応する基準ｍを有する関連した組の故障モードｆｍを含み、各故障モードｆｍが、前記被調査システム（６）のグローバルシステム影響ｅを参照し、
前記被調査システム（６）の前記バリューチェーン（ＶＣ）の各段階（ＶＣＳ）が、その基準ｍ、有効性値ｅｖ1及び努力値ｅｖ2を別々に報告して、メタモデルＭＭを使用してグローバルＦＭＥＡデータモデルを更新し、
前記最適化システム（１）が、前記最新グローバルＦＭＥＡデータモデルを使用して、バリューチェーン（ＶＣ）全体の前記被調査システム（６）のグローバル故障モード影響解析（ＦＭＥＡ）を実行するように構成された計算ユニット（２）を含む、最適化システム（１）。
【請求項１１】
前記被調査システム（６）の前記バリューチェーン（ＶＣ）が、設計段階（ＶＣＳ１）、生産段階（ＶＣＳ２）及び動作段階（ＶＣＳ３）の少なくとも１つを含む異なるバリューチェーン段階（ＶＣＳ）を含む、請求項１０に記載の最適化システム。
【請求項１２】
前記被調査システム（６）が、前記バリューチェーン（ＶＣ）の設計段階で設計され、生産段階で製造され、動作段階中に動作される最終製造製品を含む、請求項１０又は１１に記載の最適化システム。
【請求項１３】
前記被調査システム（６）の各検出されたグローバルシステム影響ｅに基づいて、前記グローバルデータベース（３）に記憶された前記ＦＭＥＡメタモデルＭＭが、故障モードｆｍ及び基準ｍの依存性のネットワークを遡って、適用される組の基準ｍ及び故障モードの少なくとも一方を最適化するために使用される、請求項１０から１２のいずれか１項に記載の最適化システム。
【請求項１４】
前記計算ユニット（２）が、前記被調査システム（６）の前記バリューチェーン（ＶＣ）のバリューチェーン段階（ＶＣＳ）によって報告される基準ｍ、有効性値ｅｖ1、努力値ｅｖ2、及び基準パラメータの少なくとも１つを受け取って、前記被調査システム（６）の前記異なるバリューチェーン段階（ＶＣＳ）のための最適化された組Ｍoptの基準ｍを自動的かつ繰り返し計算する通信インタフェースを含む、請求項１０から１３のいずれか１項に記載の最適化システム。
【請求項１５】
前記計算ユニット（２）が、前記被調査システム（６）の入力グローバル最適化基準ｃに応じて、前記最新グローバルＦＭＥＡデータモデルを使用して、バリューチェーン（ＶＣ）全体の前記被調査システム（６）の前記グローバル故障モード影響解析（ＦＭＥＡ）を実行するように構成された、請求項１０から１４のいずれか１項に記載の最適化システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、モデルべース故障モード影響解析（ＦＭＥＡ）を使用して被調査システムのバリューチェーン内の基準（measure）を最適化する方法及びシステムに関する。
【背景技術】
【０００２】
被調査システムのバリューチェーンは、典型的には、設計段階、生産段階及び動作段階を含む異なるバリューチェーン段階又はフェーズを含む。これらの異なるフェーズ又は段階において、故障モード影響解析（ＦＭＥＡ）は、異なるフェーズの様々なアイテムを演繹的に調査できる。バリューチェーンの異なるフェーズ又は段階のアイテムは大きく異なる。
【０００３】
図１は、複合システムを解析するために使用される従来のＦＭＥＣＡ解析（故障モード影響及びクリティカリティ解析）の例を示す。図１に示されたように、示された表は、幾つかの列ｃ（ｃ１〜ｃ１３）を含む。最初の列ｃ１は、要求事項を含み、解析されるアイテムの要求事項を示す。例えば、要求事項は、扉内側のワックスの塗布でよい。ワックスの手塗により内側扉下面を最小限ワックス厚で被覆して部品の腐食を防止できる。
【０００４】
次の列ｃ２は、潜在的故障モードＰＦＭを示す。潜在的故障モードは、例えば、指定面上のワックス被覆範囲が不十分なことである。潜在的故障モードは、一般に、解析されるアイテムに起こりうることを指定する。
【０００５】
次の列ｃ３は、故障の潜在的影響（potential effect of failure）ＰＥＦを示す。列「故障の潜在的影響」は、影響について述べるために使用される。具体例では、故障の潜在的影響は、塗料時間経過による錆による不十分な外観と、内側扉ハードウェアの機能障害とをもたらす扉の寿命劣化を示しうる。
【０００６】
次の列ｃ４は、影響の厳しさを示す厳しさ数を含む。列ｃ４  ＳＥＶは、故障影響の厳しさを指す数値を指定するために使用される。例えば、影響が厳しいほど厳しさ数が大きい。例えば、１は影響がほとんどないことを示し、１０は人の深刻な怪我を示すスケールを取り決めできる。列ｃ５は、クラスを含みうる。
【０００７】
次の列ｃｃは、故障の潜在的原因／メカニズムＰＣＭＦを示す。列「故障の潜在的原因／メカニズム（ＰＣＭＦ）」は、故障の原因をドキュメント化するために使用される。具体例では、故障の原因は、手で挿入されたスプレーヘッドが十分遠くに挿入されていないか、高すぎる粘度、低すぎる温度又は低すぎる圧力によりスプレーヘッドが詰まったことを示しうる。
【０００８】
次の列ｃ７で、ＯＣＣは、故障の発生率をドキュメント化するために使用される数値である。例えば、１は故障がほぼ起こる可能性がないことを意味し、１０は、典型的に被調査システムの２４動作時間内に故障が生じることを意味するスケールを使用できる。示された例では、列ｃ６内の第１の原因は８の発生率値を得ることができ、列ｃ６列内の第２の原因は、５の関連発生率値を得ることができる。
【０００９】
次の列ｃ８は、現在のプロセス制御ＣＰＣを示す。列「現在のプロセス制御」は、現在導入されている基準をドキュメント化するために使用される。具体例では、導入された第１の基準は、各時間の膜厚（深度計）と被覆範囲の目視検査である。故障の第２の潜在的原因に関連した第２の基準は、起動時とアイドル期間後に噴霧パターンを検査し、そのスプレーヘッドを掃除する予防保全プログラムを実行することである。
【００１０】
次の列ｃ９で、値ＤＥＴは、故障影響の検出可能性をドキュメント化するために使用され示される。
【００１１】
次の列ｃ１０は、危険優先度数ＲＰＮを示す。危険優先度数ＲＰＮは、パラメータＯＣＣ（列ｃ７）、厳しさＳＥＶ（列ｃ４）及び検出可能性ＤＥＴ（列ｃ９）の積として計算されうる。
【００１２】
次の列ｃ１１は、推奨アクションｒＡｃｔを示す。列「推奨アクション」は、故障モードの影響を緩和又は防止できるアクションをドキュメント化するために使用される。具体例では、推奨アクションは、噴霧器にポジティブデプスストップを追加し、自動噴霧を提供し、かつ／又は粘度と温度と圧力の関係に基づく実験計画（ＤＯＥ）を使用することを含みうる。
【００１３】
次の列ｃ１２では、列「責任と目標完了日（ＲＴＣＤ）」が示される。列「責任と目標完了日」は、それぞれのアクションの期限を設定するめに使用される。示された例では、第１の推奨アクションは、期限又は完了日１９９８年１０月１５日を有し、第２の推奨アクションＲＡ２は、完了日１９９８年１２月１５日を有し、第３の推薦ＲＡ３は、完了日１９９８年１０月１日を有する。全てのアクションは、技術部門の責任になる。
【００１４】
次の列ｃ１３で、アクション結果ＡｃｔＲが示される。アクション結果ＡｃｔＲは、実行アクションを含み、また厳しさ、発生率及び検出可能性、並びに計算された危険優先度数ＲＰＮを含む。アクション結果「実行アクション」の列を使用して、実際に実行されたアクションをドキュメント化でき、アクション結果「ＳＥＶ」、アクション結果「ＯＣＣ」、アクション結果「ＤＥＴ」、及びアクション結果「ＲＰＮ」の列を使用して、パラメータ「発生率」、「検出可能性」及び「制御可能性」の新しい値を新しいアクションに適所に割り当てて、低い危険優先度数ＲＰＮを計算できる。示された具体例では、実行アクションは、ライン上で確認された追加ストップ及び噴霧器、並びに同じライン上の様々な扉の複雑さによる拒絶、温度及び圧力制限の決定、対応する厳しさ、発生率及び検出可能性値による制限制御の導入を含みうる。図１に示されたような表の具体例では、第１の危険優先度数ＲＰＮ１は、実行アクションによって、２８０から７０に低減されうる。更に、第２の危険優先度数ＲＰＮ２は、１０５から２１に低減される。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１５】
図１に示された例から、従来のＦＭＥＡ解析が幾つかの欠点を有することが分かる。故障を防ぐために取られる基準を最適化するために、同じ影響をもたらす故障モードを十分に処理できない。更に、バリューチェーンの様々なフェーズ又は段階を目指す様々な基準は、様々なコスト及び効果値を含みうる。例えば、動作では、基準ｍは人間の交流であり得、設計フェーズでは、基準は、自動試験を含むことがある。様々な故障モードに対する影響に従って基準を最適化すること（複数の故障モードを防ぐ基準の再使用）は不可能であり、その理由は、それらの基準が、図１に示されたように手動で保守された表では十分に処理できないからである。更に、バリューチェーンの再構成を自動化しても故障モード解析の実行は自動化されない。
【００１６】
したがって、本発明の目的は、幾つかのバリューチェーン段階を含む被調査システムのバリューチェーン内の基準を最適化できるようにすることである。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
この目的は、本発明の第１の態様により、請求項１の特徴を含む被調査システムのバリューチェーン内の基準を最適化するための方法によって達成される。
【００１８】
本発明は、本発明の第１の態様により、被調査システムのバリューチェーン内の基準を最適化する方法を提供し、
前記バリューチェーンの各段階で、被調査システムに関連したアイテムが、対応する基準を有する関連した組の故障モードを含み、各故障モードが、被調査システムのグローバルシステム影響を参照し、
バリューチェーンの各段階が、その基準、有効性値（effectiveness value）及び努力値（effort value）を別々に報告して、グローバルデータベースに記憶されたＦＭＥＡメタモデルを使用して、被調査システムのバリューチェーン全体の被調査システムのグローバル故障モード影響解析を実行する。
【００１９】
本発明の第１の態様による方法の可能な実施形態では、被調査システムのバリューチェーンが、被調査システムの実行時に自動的に最適化される。
【００２０】
本発明の第１の態様による方法の更に可能な実施形態では、被調査システムのバリューチェーンが、設計段階及び／又は生産段階及び／又は動作段階を含む。
【００２１】
本発明の第１の態様による方法の更に可能な実施形態では、グローバルシステム影響が、被調査システムの設計段階で予測され、生産段階中に予測及び／又は測定され、動作段階中に測定される。
【００２２】
本発明の第１の態様による方法の更に可能な実施形態では、被調査システムが、バリューチェーンの設計段階で設計され、生産段階で製造され、動作段階中に動作される最終製造製品を含む。
【００２３】
本発明の第１の態様による方法の更に可能な実施形態では、被調査システムの検出された各グローバルシステム影響に基づいて、グローバルデータベースに記憶されたＦＭＥＡメタモデルが、故障モード及び基準の依存性のネットワークを遡って、適用される組の基準及び／又は故障モードを最適化するために使用される。
【００２４】
本発明の第１の態様による方法の更に可能な実施形態では、被調査システムに関連したアイテムが、
バリューチェーンの設計段階で、被調査システムのハードウェア構成要素及び／又はソフトウェア構成要素を表すデータ要素を含み、
バリューチェーンの生産段階で、被調査システムを製造する生産工程及び／又は生産設備を含み、
バリューチェーンの動作段階で、被調査システムの物理的ハードウェア構成要素及び／又は実装ソフトウェア構成要素を含む。
【００２５】
本発明の第１の態様による方法の更に可能な実施形態では、異なるバリューチェーン段階の基準が、関連した基準パラメータを含む。
【００２６】
本発明の第１の態様による方法の更に可能な実施形態では、被調査システムのバリューチェーンの設計段階の基準が、設計試験基準、故障除去基準、設計変更基準、及び／又は冗長実施基準を含む。
【００２７】
本発明の第１の態様による方法の更に可能な実施形態では、被調査システムのバリューチェーンの生産段階の基準が、生製品質基準、測定基準、及び／又は生産試験基準を含む。
【００２８】
本発明の第１の態様による方法の更に可能な実施形態では、被調査システムのバリューチェーンの動作段階の基準が、相互作用基準、保守及び／又は修理基準、設計変更基準及び／又はソフトウェアアップデート基準を含む。
【００２９】
本発明は、更に、更に他の態様によれば、請求項１０の特徴を含む最適化システムを提供する。
【００３０】
本発明は、本発明の第２の態様により、被調査製造システムのバリューチェーンの連続最適化を実行するように構成された最適化システムを提供し、
バリューチェーンの各段階で、被調査システムに関連したアイテムが、対応する基準を有する関連した組の故障モードを含み、各故障モードが、被調査システムのグローバルシステム影響を参照し、
被調査システムのバリューチェーンの各段階が、その基準、有効性値及び努力値を個別に報告して、メタモデルを使用してグローバルＦＭＥＡデータモデルを更新するように適応され、
最適化システムは、最新グローバルＦＭＥＡデータモデルを使用して、バリューチェーン全体に被調査システムのグローバル故障モード影響解析（ＦＭＥＡ）を実行して、最適化された組の基準を生成するように構成された計算ユニットを含む。
【００３１】
本発明の第２の態様による最適化システムの可能な実施形態では、被調査システムのバリューチェーンが、設計段階及び／又は生産段階及び／又は動作段階を含む異なるバリューチェーン段階を含む。
【００３２】
本発明の第２の態様による最適化システムの更に可能な実施形態では、被調査システムが、バリューチェーンの設計段階で設計され、生産段階で製造され、動作段階中に動作される最終製造製品を含む。
【００３３】
本発明の第２の態様による最適化システムの更に可能な実施形態では、グローバルデータベースに記憶されたＦＭＥＡメタモデルが、被調査システムの検出された各グローバルシステム影響に基づいて使用されて、故障モード及び基準の依存性のネットワークを遡って、適用される組の基準及び／又は故障モードを最適化する。
【００３４】
本発明の第２の態様による最適化システムの更に可能な実施形態では、計算ユニットは、被調査システムのバリューチェーンのバリューチェーン段階によって報告された基準、有効性値、努力値及び／又は基準パラメータを受け取って、被調査システムの異なるバリューチェーン段階の最適化された組の基準を自動的かつ繰り返し計算する通信インタフェースを含む。
【００３５】
本発明の第２の態様による最適化システムの更に可能な実施形態では、計算ユニットが、被調査システムの入力グローバル最適化基準に応じて、最新グローバルＦＭＥＡデータモデルを使用して、バリューチェーン全体に被調査システムのグローバル故障モード影響解析（ＦＭＥＡ）を実行するように構成される。
【００３６】
以下では、本発明の様々な態様の可能な実施形態が、添付図面を参照してより詳細に述べられる。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】本発明の基礎となる問題を示すために、従来の解析に使用されたＦＭＥＡ表を概略的に示す図である。
【図２】本発明の一態様による最適化システムの可能な例示的実施形態を示すブロック図である。
【図３】被調査システムのバリューチェーン内の基準を最適化するために本発明による方法及びシステムによって使用されるメタモデルを概略的に示す図である。
【図４】本発明による被調査システムのバリューチェーン内の基準を最適化するための方法及びシステムの動作を示すために、異なるバリューチェーン段階のバリューチェーンＦＭＥＡの実施態様を概略的に示す図である。
【図５】本発明の一態様による最適化システムによって最適化されうる被調査システムの例示的実施態様を概略的に示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００３８】
図２で分かるように、最適化システム１は、示された例示的実施形態では、グローバルデータベース３にアクセスする計算ユニット２を含む。最適化システム１は、被調査製造システム６のバリューチェーンＶＣの連続最適化を実行するように構成される。被調査システム６の一例は、図５に示されたように工場で生産され動作中に監視される車両又は自動車である。被調査製造システム６は、様々なサブシステム及び複数の構成要素を有する複合技術システムを構成する自動車又は風力タービンなどの最終工業製品を含みうる。これらの構成要素は、ソフトウェア構成要素及びハードウェア構成要素を含みうる。例えば、最適化システム１によって調査される複合システムとしての風力タービンは、サブシステムとして、ギアボックスとジェネレータを含みうる。風力タービンや自動車などの被調査システム６は、バリューチェーンＶＣの異なるバリューチェーン段階ＶＣＳ又はフェーズを含みうる。被調査システム６は、バリューチェーンＶＣとして、例えば、設計段階、生産段階及び動作段階を含むバリューチェーンを含みうる。一般に、被調査システム６のバリューチェーンＶＣは、図２に示されたようなＮ個のバリューチェーン段階ＶＣＳを含みうる。最適化システム１は、被調査製造システム６のバリューチェーンＶＣの連続最適化を実行するように構成される。バリューチェーンＶＣの各バリューチェーンＶＣＳで、被調査システム６と関連したアイテムが、対応する基準ｍを有する関連した組の故障モードｆｍを含み、各故障モードｆｍは、被調査システム６のグローバルシステム影響ｅを参照する。
【００３９】
図２に示されたように、被調査システム６のバリューチェーンＶＣの各バリューチェーン段階ＶＣＳは、その基準ｍ、実効値及び努力値を別々に報告して、メタモデルＭＭを使用してグローバルデータベース３に記憶されたグローバルＦＭＥＡデータモデルを更新するように適応される。
【００４０】
最適化システム１の計算ユニット２は、被調査システム６のグローバル故障モード影響解析（ＦＭＥＡ）を、そのバリューチェーンＶＣ全体に関して、最新グローバルＦＭＥＡデータモデルを使用して実行して、最適化された組Ｍの基準ｍを生成するように構成される。被調査システム６の各検出グローバルシステム影響ｅに基づいて、最適化システム１のグローバルデータベース３に記憶されたＦＭＥＡメタモデルが、故障モードｆｍと基準ｍの依存性のネットワークを遡って、適用する組の基準ｍ及び／又は故障モードｆｍを最適化するために使用される。可能な実施形態では、最適化システム１の計算ユニット２は、被調査システム６のバリューチェーンＶＣの異なるバリューチェーン段階ＶＣＳよって報告された基準ｍ、有効性値ｅｖ1、努力値ｅｖ2及び／又は基準パラメータを受け取って、被調査システム６の異なるバリューチェーン段階ＶＣＳの最適化された組Ｍoptの基準ｍを自動的かつ繰り返し計算する通信インタフェースを含む。最適化された組Ｍoptの基準ｍは、図２に示されたような被調査システム６の異なるバリューチェーン段階ＶＣＳに適用される。可能な実施形態では、最適化システム１の計算ユニット２は、被調査システム６の入力グローバル最適化基準ｃに応じて、被調査システム６のグローバル故障モード影響解析（ＦＭＥＡ）を、そのバリューチェーンＶＣ全体に関して、グローバルデータベース３に記憶された最新グローバルＦＭＥＡデータモデルを使用して実行するように構成される。したがって、計算ユニット２は、最適化基準ｃを受け取るインタフェースを含みうる。計算ユニット２は、更に、被調査システム６から１組のパラメータを受け取るように適応されうる。グローバル最適化基準ｃは、例えば、被調査システム６の設計時間、生産時間又は動作時間、並びに、例えば、被調査システム６内の実装要素又は構成要素の数に関連できる。例えば、最適化は、被調査システム６が、少なくとも１０年の動作寿命を有すること（被調査システムの動作段階の最適化基準）、製造システム６が、４週間の生産時間内に生産されうること（被調査システムの生産段階の最適化基準）、及び実装した構成要素又は要素の数が２０００個未満の構成要素でなければならないこと（設計段階の最適化基準）を必要としうる。したがって、最適化基準ｃは、被調査システム６のバリューチェーンＶＣの異なるバリューチェーン段階ＶＣＳ又はフェーズを参照しうる。グローバル最適化基準ｃは、最適化システム１のユーザインタフェースを介してユーザによって入力されうる。更に、選択された最適化基準ｃが、データベース３からダウンロードされうる。
【００４１】
可能な実施形態では、被調査システムのバリューチェーンＶＣは、被調査システム６の実行時に自動的に、組Ｍoptの最適化基準ｍを使用して最適化される。可能な実施形態では、被調査製造システム６のバリューチェーンＶＣは、設計段階、生産段階及び動作段階を含みうる。設計段階では、グローバルシステム影響ｅを予測できる。生産段階では、グローバルシステム影響ｅを測定又は予測できる。更に、被調査システム６の動作段階中に、グローバルシステム影響ｅを測定できる。被調査システムの検出グローバルシステム影響ｅに基づき、グローバルデータベース３に記憶されたＦＭＥＡメタモデルを使用して、故障モードｆｍと基準ｍの依存性のネットワークを遡って、適用される組の基準及び／又は故障モードを最適化できる。
【００４２】
バリューチェーンＶＣの各段階ＶＣＳで、風力タービンなどの被調査システム６に関連したアイテムＩが、対応する基準を有する関連した組の故障モードを含み、各故障モードは、被調査システム６のグローバルシステム影響ｅを参照する。被調査システム６に関連したアイテムＩは、バリューチェーンＶＣの設計段階に、被調査システム６のハードウェア構成要素及び／又はソフトウェア構成要素を表わすデータ要素を含む。データ要素は、例えば、被調査システム６のハードウェア及び／又はソフトウェア構成要素を表すテキストドキュメント、要求仕様、証明書、又は他の種類の電子ドキュメントを含みうる。
【００４３】
被調査システム６に関連したアイテムＩは、バリューチェーンＶＣの生産段階に、被調査システム６を製造する生産工程及び／又は生産設備を含む。
【００４４】
更に、被調査システム６に関連したアイテムＩは、バリューチェーンＶＣの動作段階に、製造された被調査システム６の物理的ハードウェア構成要素及び／又は実装ソフトウェア構成要素を含む。
【００４５】
異なるバリューチェーン段階ＶＣＳの基準ｍは、関連した基準パラメータを含みうる。
【００４６】
被調査システム６のバリューチェーンＶＣの設計段階の基準ｍは、例えば、設計試験基準、故障除去基準、設計変更基準及び／又は冗長実施基準を含みうる。
【００４７】
更に、被調査システム６のバリューチェーンＶＣの生産段階の基準ｍは、例えば、生製品質基準、測定基準、生産試験基準を含む。
【００４８】
更に、被調査システム６のバリューチェーンＶＣの動作段階の基準は、例えば、相互作用基準、保守及び／又は修理基準、設計変更基準及び／又はソフトウェア更新基準を含みうる。
【００４９】
図２に示されたように、バリューチェーンＶＣの各バリューチェーン段階ＶＣＳは、関連インタフェースを介して、基準ｍ、有効性値ｅｖ1及び／又は努力値ｅｖ2を別々に報告し、それらを最適化システム１のグローバルデータベース３に供給できる。更に、基準ｍの関連した基準パラメータは、バリューチェーン段階ＶＣＳによってグローバルデータベース３に供給されうる。バリューチェーン段階ＶＣＳｉ間のインタフェースは、無線及び／又は有線インタフェースを含みうる。したがって、最適化システム１のグローバルデータベース３は、基準ｍ、有効性値ｅｖ1及び努力値ｅｖ2、並びに被調査システム６のバリューチェーンＶＣの異なるバリューチェーン段階ＶＣＳからのパラメータによって連続更新される。最適化システム１は、最適組Ｍoptの基準ｍによって被調査システム６の品質を高めるためにバリューチェーンＶＣの様々なフェーズの構造化された解析を可能にする。
【００５０】
図３は、本発明による方法及びシステムによって使用されるメタモデルＭＭを概略的に示す。図３に示されたようなメタモデルＭＭは、最適化システム１のグローバルデータベース３に記憶されうる。
【００５１】
図４は、図３に示されたようなメタモデルＭＭの例示的実施態様を示す。図４で分かるように、被調査システム６のバリューチェーンＶＣの様々なフェーズを処理できる。示された例では、被調査システム６のバリューチェーンＶＣは、３つの異なるフェーズ又は段階ＶＣＳ１、ＶＣＳ２、ＶＣＳ３を含む。第１のバリューチェーン段階ＶＣＳ１は、被調査システム６の設計段階を含みうる。第２のバリューチェーン段階ＶＣＳ２は、製造された被調査システムの生産段階を含みうる。第３のバリューチェーン段階ＶＣＳ３は、被調査システム６の動作フェーズを含みうる。バリューチェーンＶＣの各段階に、生産される製造システム６の様々なアイテムＩが解析される。各アイテムＩは、それぞれのフェーズに特定組の故障モードｆｍを有する。各故障モードｆｍは、追加パラメータを有する基準ｍを含みうる。更に、各基準ｍは、関連した有効性値ｅｖ1及び／又は努力値ｅｖ2を含みうる。努力値ｅｖ2は、例えば、必要コストを含む。
【００５２】
図４に示されたように、各故障モードｆｍは、例えば、典型的には調査中の被解析システム６の最終フェーズ又は段階ＶＣＳである動作フェーズで、特定のフェーズ又は段階ＶＣＳに関連しないが被調査システム６の実行時に見えるようになるシステム全体にわたるグローバル影響ｅをもたらしうる。
【００５３】
設計フェーズＶＣＳ１の間、アイテムＩは、システムのハードウェア及び／又はソフトウェア構成要素を表す被調査システム６のデータ要素を含みうる。これらのアイテムＩは、電子データ表現、ビルディングブロック、ソフトウェア機能でありうる。これらのアイテムは、故障モード（故障するオプション）とその関連したシステム全体にわたる影響ｅに関して解析されうる。
【００５４】
生産ＶＣＳ２の間、プロセスの要素は、入力から最終製品への変換プロセスを構成する。生産の工程及びその故障は、調査中の最終製造品又はシステムに影響を及ぼし、したがって最終製造システム６に影響を及ぼしうる。故障又は妨害メカニズムを明らかにする基準ｍは、典型的には、公差値確認や生産からの欠陥製品の除去などのプロセス産業品質基準からなりうる。
【００５５】
製造システム６又は製品の動作ＶＣＳ３の間、製品の動作中に故障が起こりうる。典型的には、望ましくないシステム影響ｅを防ぐために、保守及び／又は修理活動が提供される。
【００５６】
図４に示されたように、各故障モードｆｍは、特定のバリューチェーン段階ＶＣＳに関連しないがバリューチェーンＶＣの最終段階でのみ見えるようになる、システム全体にわたるグローバル影響ｅをもたらしうる。更に、前のフェーズ又は段階の幾つかのアイテムＩは、後のバリューチェーン段階ＶＣＳの品質基準ｍによって明らかにされるか検出されうる。図４で分かるように、設計段階（ＶＣＳ１）で解析されるアイテムＩの故障モードｆｍは、生産段階（ＶＣＳ２）の基準ｍと動作段階（ＶＣＳ３）の基準ｍとによって処理されうる。
【００５７】
影響ｅをグローバルにすることによって、故障モードｆｍと基準ｍの依存性のネットワークを遡ることができる。この方法で、複数の基準ｍによって処理される故障モードｆｍは、例えば、バリューチェーンＶＣ全体で最も有効で安価な基準ｍを探すことによって最適化されうる。各段階の従来の個別の解析では、このグローバル最適化は不可能である。データが、被調査システム６のバリューチェーンＶＣ全体を処理するメタモデルＭＭを使用して保守されるとき、組Ｍoptの最適基準ｍを提供するグローバル最適化が可能になる。基準ｍは、一般に、手動で実行される基準だけでなく、自動で実行できる基準も含みうる。手動タスクを含む基準ｍは、例えば、動作段階ＶＣＳ３でのオペレータの保守活動を含みうる。自動基準ｍは、例えば、生産段階ＶＣＳ２の生産プロセス中のしきい値の自動測定を含みうる。デジタルメタモデルＭＭは、被調査システム６の生産プロセスを、実行時に、より適切な基準のためのコストに従って、また様々な他の段階ＶＣＳの他の基準を考慮する最適基準の衝撃に従って最適化することを可能にする。
【００５８】
図３は、本発明による最適化システム１によって使用されるメタモデルＭＭの一実施形態を示す。図３に示されたように、記憶されたメタモデルＭＭは、バリューチェーンＶＣが異なるバリューチェーン段階ＶＣＳからなることを示す。バリューチェーンＶＣの各アイテムＩは、様々なフェーズ又はバリューチェーン段階ＶＣＳで関連できる。更に、各アイテムＩは、様々な組の故障モードｆｍを参照する。各故障モードｆｍは、様々な基準ｍを、同じフェーズ又は異なるフェーズで含みうる。更に、各故障モードｆｍは、調査中のシステムの１つのグローバルシステム影響ｅを参照する。
【００５９】
図５は、本発明の一態様による最適化システム１に従って調査され最適化されうる複合システムの例を示す。最適化システム１は、計算ユニット２とグローバルＦＭＥＡデータベース３を含む。これは、通信チャネル４によって、車両などの被調査システム６のバリューチェーンＶＣの様々な段階ＶＣＳに接続されうる。製造システム又は製品６は、図５の示された例では、自動車又は車両である。被調査製品は、図５に示されたように、設計段階ＶＣＳ１で設計され、生産段階ＶＣＳ２で生産され、動作段階ＶＣＳ３で交通システム内で動作される。最適化システム１は、示された例示的実施態様では、通信チャネル４を介して、異なるバリューチェーン段階ＶＣＳ１、ＶＣＳ２、ＶＣＳ３、並びに被調査システム６に関する付加情報及びデータを記憶する更に他のデータベースに接続されうる。示された例では、追加データベース５が、例えば、図５に示された製造製品６−１、６−２、６−３を参照する保守データを記憶できる。示された例では、調査中の製造製品又はシステム６が、自動車などの移動可能な製品である。代替実施形態では、製造製品６は、また、風力タービンなどの固定場所に配置された製品を含みうる。図５の示された実施態様では、移動可能な製造製品（例えば、自動車）は、アクセスポイントを介して最適化システム１と通信できる。調査中の移動可能な製造製品又はシステム６は、このように、動作中に、アクセスポイントＡＰと通信チャネル４を介して情報データを最適化システム１に供給でき、受信したデータを、メモリ３に記憶されたグローバルＦＭＥＡデータベースの内容の更新に使用できる。設計段階ＶＣＳ１、生産段階ＶＣＳ２並びに動作段階ＶＣＳ３を含むバリューチェーンＶＣの各段階ＶＣＳは、別個の通信チャネルで、その基準ｍ、有効性値ｅｖ1及び努力値ｅｖ2を最適化システム１に報告して、被調査システム６のバリューチェーンＶＣ全体の被調査システム６（例えば、設計され生産された自動車）のグローバル故障モード影響解析（ＦＭＥＡ）を、図３に示されたようなグローバルデータベース３に記憶されたＦＭＥＡメタモデルＭＭを使用して実行できる。各段階ＶＣＳは、例えば、異なる品質基準ｍ及びその有効性ｅｖ1のコストに関して別個に報告できる。そのようなフィールドデータは、バリューチェーン故障モード及び影響解析に注入されうる。グローバルデータベース３に記憶されたメタモデルＭＭを使用して、最適化システム１は、グローバル影響ｅへの衝撃に基づいて最適組Ｍoptの基準ｍが何かであるか自動的に決定できる。そのような解析の結果、被調査システム６の動作フェーズ中のクリティカル影響の数を減らすために、生産における基準ｍを拡張するか、より高精度にしなければならないことがある。あるいは、バリューチェーンＶＣを少数の保守活動によって最適化するために、設計段階で他の基準ｍを適用してもよい。
【００６０】
被調査システム６の別の例は、風力タービンである。風力タービンは、不可欠なサブシステムとして、ギアボックスとジェネレータを含みうる。風力タービンのジェネレータの設計フェーズにおける品質基準の例には、負荷低下の場合のソフトウェア試験及び電気的緊急停止機能が挙げられる。そのようなアイテムの生産フェーズ中、ギアボックス内で、硬化面などの高品質基準は、かなり高コストであるが、表面要素の剥がれなどの歯車の故障モードを防ぐにはきわめて有効である。
【００６１】
動作フェーズ中、ギアボックスオイルを基準ｍとするスケジュールで交換して、ギアボックスを過熱させる故障モードｆｍを防止できる。防止しなければならない風力タービンの２つの重要なグローバル影響ｅは、緊急停止と自由回転である。緊急停止は、動作フェーズ中に検出されうる全ての故障モードｆｍに関連付けられ、この段階で風力タービンを、負荷低下などの更なる破損を防ぐように設定する。緊急停止メカニズムでのソフトウェア故障などの他の故障モードｆｍは検出できず、風力タービンの自由回転で終了する。
【００６２】
被調査システム６を構成するそのような風力タービンのバリューチェーンＶＣの間に、歯車の硬化、硬化プロセスと試験の測定、ソフトウェア試験のタイプ、ソフトウェア統合の試験、緊急停止手順の試験並びにギアボックスのオイル交換などの動作基準などの全ての関連パラメータが、グローバルデータベース３に記憶されると、所定のＦＭＥＡメタモデルを使用して、最適化システム１が、風力タービン６の所定の平均動作時間に、硬化面の基準ｍが動作要件を満たすのに十分かどうかを決定できる。逆もまた同様に、負荷低下の故障モードｆｍが、無視できるほど希な事象の場合（例えば、送電網内の他の防止策によって）、最適化メカニズムは、電力低下の検出基準をバリューチェーンＶＣから除去してコストを最適化することを決定してもよく、異なる表面硬化が動作パラメータを満たすのに十分であることを予測してもよい。基準の様々な複雑な組Ｍが、最適解が見つかるまで、互いに対して評価されうる。例えば気候変化によって全てのパラメータの運用が変化する場合、バリューチェーンＶＣは、被調査システム６の安全設計、生産及び最適動作コストを提供するために自動的に再評価されうる。
【符号の説明】
【００６３】
１  最適化システム
２  計算ユニット
３  グローバルデータベース
６  被調査製造システム
【図１】
2018206367.tif 000003
【図２】
2018206367.tif 000004
【図３】
2018206367.tif 000005
【図４】
2018206367.tif 000006
【図５】
2018206367.tif 000007
【手続補正書】
【提出日】平成30年4月20日(2018.4.20)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被調査システム（６）のバリューチェーン（ＶＣ）内の基準を最適化する方法であって、
前記バリューチェーン（ＶＣ）の各段階（ＶＣＳ）で、前記被調査システム（６）に関連したアイテムが、対応する基準ｍを有する関連した組の故障モードｆｍを含み、各故障モードｆｍが、前記被調査システム（６）のグローバルシステム影響ｅを参照し、
前記バリューチェーン（ＶＣ）の各段階が、その基準ｍ、有効性値ｅｖ1、及び努力値
ｅｖ2を別個に報告して、グローバルデータベース（３）に記憶されたＦＭＥＡメタモデ
ルＭＭを使用して、前記被調査システム（６）の前記バリューチェーン（ＶＣ）全体の前記被調査システム（６）のグローバル故障モード影響解析（ＦＭＥＡ）を実行する方法。
【請求項２】
前記被調査システム（６）の前記バリューチェーンが、前記被調査システム（６）の実行時に自動的に最適化される、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記被調査システム（６）の前記バリューチェーンが、設計段階（ＶＣＳ１）、生産段階（ＶＣＳ２）及び動作段階（ＶＣＳ３）の少なくとも１つを含む、請求項１又は２に記載の方法。
【請求項４】
前記グローバルシステム影響ｅが、
前記被調査システム（６）の前記設計段階（ＶＣＳ１）で予測され、
前記生産段階（ＶＣＳ２）中に予測されるか、測定されるか、または予測されかつ測定され、
前記動作段階（ＶＣＳ３）中に測定される、請求項３に記載の方法。
【請求項５】
前記被調査システム（６）が、前記バリューチェーンの設計段階で設計され、生産段階で製造され、動作段階中に動作される最終製造製品を含む、請求項１から４のいずれか１項に記載の方法。
【請求項６】
前記被調査システム（６）の各検出されたグローバルシステム影響ｅに基づいて、前記グローバルデータベース（３）に記憶された前記ＦＭＥＡメタモデルが、故障モードｆｍと基準ｍの依存性のネットワークを遡って、適用される組の基準ｍ及び／又は故障モードを最適化するために使用される、請求項１から５のいずれか１項に記載の方法。
【請求項７】
前記被調査システム（６）に関連した前記アイテムが、
前記バリューチェーンの前記設計段階に、前記被調査システム（６）のハードウェア構成要素及びソフトウェア構成要素の少なくとも一方を表わすデータ要素を含み、
前記バリューチェーンの前記生産段階に、前記被調査システム（６）を製造する生産工程及び生産設備の少なくとも一方を含み、
前記バリューチェーンの前記動作段階に、前記被調査システム（６）の物理的ハードウェア構成要素及び実装ソフトウェア構成要素の少なくとも一方を含む、請求項１から６のいずれか１項に記載の方法。
【請求項８】
前記異なるバリューチェーン段階（ＶＣＳ）の前記基準ｍが、関連した基準パラメータを含む、請求項１から７のいずれか１項に記載の方法。
【請求項９】
前記被調査システム（６）の前記バリューチェーン（ＶＣ）の前記設計段階（ＶＣＳ１）の前記基準ｍが、
設計試験基準、
故障除去基準、
設計変更基準、
冗長実施基準を含み、
前記被調査システム（６）の前記バリューチェーン（ＶＣ）の前記生産段階（ＶＣＳ２）の前記基準ｍが、
生製品質基準、
測定基準、
生産試験基準を含み、
前記被調査システム（６）の前記バリューチェーン（ＶＣ）の前記動作段階（ＶＣＳ３）の基準ｍが、
相互作用基準、
保守基準及び修理基準の少なくとも一方、
設計変更基準
及びソフトウェアアップデート基準の少なくとも１つを含む、請求項１から８のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１０】
被調査製造システム（６）のバリューチェーン（ＶＣ）の連続最適化を実行するように構成された最適化システム（１）であって、
前記バリューチェーン（ＶＣ）の各段階（ＶＣＳ）で、前記被調査システム（６）に関連したアイテムが、対応する基準ｍを有する関連した組の故障モードｆｍを含み、各故障モードｆｍが、前記被調査システム（６）のグローバルシステム影響ｅを参照し、
前記被調査システム（６）の前記バリューチェーン（ＶＣ）の各段階（ＶＣＳ）が、その基準ｍ、有効性値ｅｖ1及び努力値ｅｖ2を別々に報告して、メタモデルＭＭを使用してグローバルＦＭＥＡデータモデルを更新し、
前記最適化システム（１）が、前記最新グローバルＦＭＥＡデータモデルを使用して、バリューチェーン（ＶＣ）全体の前記被調査システム（６）のグローバル故障モード影響解析（ＦＭＥＡ）を実行して、最適化された組Ｍの基準ｍを生成するように構成された計算ユニット（２）を含む、最適化システム（１）。
【請求項１１】
前記被調査システム（６）の前記バリューチェーン（ＶＣ）が、設計段階（ＶＣＳ１）、生産段階（ＶＣＳ２）及び動作段階（ＶＣＳ３）の少なくとも１つを含む異なるバリューチェーン段階（ＶＣＳ）を含む、請求項１０に記載の最適化システム。
【請求項１２】
前記被調査システム（６）が、前記バリューチェーン（ＶＣ）の設計段階で設計され、生産段階で製造され、動作段階中に動作される最終製造製品を含む、請求項１０又は１１に記載の最適化システム。
【請求項１３】
前記被調査システム（６）の各検出されたグローバルシステム影響ｅに基づいて、前記グローバルデータベース（３）に記憶された前記ＦＭＥＡメタモデルＭＭが、故障モードｆｍ及び基準ｍの依存性のネットワークを遡って、適用される組の基準ｍ及び故障モードの少なくとも一方を最適化するために使用される、請求項１０から１２のいずれか１項に記載の最適化システム。
【請求項１４】
前記計算ユニット（２）が、前記被調査システム（６）の前記バリューチェーン（ＶＣ）のバリューチェーン段階（ＶＣＳ）によって報告される基準ｍ、有効性値ｅｖ1、努力値ｅｖ2、及び基準パラメータの少なくとも１つを受け取って、前記被調査システム（６）の前記異なるバリューチェーン段階（ＶＣＳ）のための最適化された組Ｍoptの基準ｍを自動的かつ繰り返し計算する通信インタフェースを含む、請求項１０から１３のいずれか１項に記載の最適化システム。
【請求項１５】
前記計算ユニット（２）が、前記被調査システム（６）の入力グローバル最適化基準ｃに応じて、前記最新グローバルＦＭＥＡデータモデルを使用して、バリューチェーン（ＶＣ）全体の前記被調査システム（６）の前記グローバル故障モード影響解析（ＦＭＥＡ）を実行するように構成された、請求項１０から１４のいずれか１項に記載の最適化システム。