(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
技術的装置の運転中に、監視すべき運転量（５）の現在値を少なくとも有限の時間インターバル内で少なくとも２回検出する技術的装置の監視方法において、
技術的装置の監視すべき運転量（５）のための少なくとも１つの監視限界値（１０）を予め設定し、前記時間インターバル内でその監視限界値（１０）と監視すべき運転量（５）の現在値との間の補間により現在の監視基準値（１５）を求め、この現在の監視基準値（１５）を、監視すべき運転量（５）に対する比較値として利用することを特徴とする技術的装置の監視方法。
【請求項２】
現在の監視基準値（１５）を少なくとも２回求め、２回目の検出からそれぞれ先の監視基準値（１５）を監視限界値（１０）として使用することを特徴とする請求項１記載の方法。
【請求項３】
時間インターバルの開始時点は技術的装置の運転開始と一致することを特徴とする請求項１又は２記載の方法。
【請求項４】
監視すべき運転量（５）の現在値を時間インターバル内で連続的に検出することを特徴とする請求項１乃至３の１つに記載の方法。
【請求項５】
現在の監視基準値（１５）を時間インターバル内で連続的に検出し、２回目の検出からそれぞれ先の監視基準値（１５）を監視限界値（１０）として使用することを特徴とする請求項１乃至４の１つに記載の方法。
【請求項６】
時間インターバルの終了時点は予め設定されることを特徴とする請求項１乃至５の１つに記載の方法。
【請求項７】
時間インターバルの終了時点は監視すべき運転量（５）の現在値および監視基準値（１５）の現在値により求められることを特徴とする請求項１乃至５の１つに記載の方法。
【請求項８】
補間は数学的関数により行われることを特徴とする請求項１乃至７の１つに記載の方法。
【請求項９】
補間は、グループ｛線形補間，２次補間，３次補間，スプライン関数による補間｝からの１つの補間であることを特徴とする請求項１乃至８の１つに記載の方法。
【請求項１０】
現在の監視基準値（１５）に対する運転量（５）の現在値による逸脱を検出することを特徴とする請求項１乃至９の１つに記載の方法。
【請求項１１】
逸脱は現在の監視基準値（１５）の上回り又は下回りを含むことを特徴とする請求項１０記載の方法。
【請求項１２】
逸脱は、運転量（５）の現在値が現在の監視基準値（１５）の周りの公差範囲（２５）内へ入ることを含むことを特徴とする請求項１０記載の方法。
【請求項１３】
逸脱の検出は技術的装置の運転開始から行なわれることを特徴とする請求項１０記載の方法。
【請求項１４】
現在の監視基準値（１５）は時間インターバルの終了からもはや変更されないことを特徴とする請求項１乃至１３の１つに記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、技術的装置の監視方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
現代の技術的設備は一般に、例えば工業製品の生産または発電所設備による電気エネルギーの発生および提供のような所望の成果を保証するために協働する多数の技術的装置を含む。設備の技術的装置の故障または最適でない運転は、結局のところ、たとえ技術的設備全体の故障に至らなくても、少なくとも生産された物品または提供されたサービスの不十分な品質をもたらす。
【０００３】
停止時間は、発生する生産中止によって高い事後負担を生じさせ、品質不足は高い品質コストになって表れる。
【０００４】
従って、設備の技術的装置を監視することを可能にする診断システムを使用することが絶対に必要である。
【０００５】
解析アルゴリズムにより基準値が技術的装置の運転中に得られ、基準値の検出がはるかに進行するか又は既に終了している場合に或る時点で監視が始まる診断システムが知られている。
【０００６】
この場合、技術的装置の運転開始から基準値の検出に関する学習プロセスの終了までの間は、技術的装置が監視されず、それにより、発生する故障が技術的装置の脱落を招く欠点である。
【０００７】
他の公知の解析方法は、技術的装置の運転の基本的要求（例えば、最大許容運転温度の超過に対する監視）を満たす基準を使用する。しかしながら、この種の方法は、例えば、技術的装置の実現の際に利用された製造公差または運転中にはじめて生じる技術的装置の特殊な性質を考慮し、あるいは故障に至らないが最適な運転を危うくする小さな偏差を識別することができない。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明の課題は、上述の欠点を克服し且つ簡単に実現することができる技術的装置の改善された監視方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
この課題は、本発明によれば、
技術的装置の運転中に、監視すべき運転量の現在値を少なくとも有限の時間インターバル内で少なくとも２回検出する技術的装置の監視方法において、
技術的装置の監視すべき運転量のための少なくとも１つの監視限界値を予め設定し、その監視限界値と前記時間インターバル内で検出された監視すべき運転量の現在値との間の補間により現在の監視基準値を求め、この現在の監視基準値を、監視すべき運転量に対する比較値として利用することによって解決される。
【００１０】
本発明は、技術的装置の監視が、監視限界値としての例えば先に述べた運転温度のような基本的な周辺条件も、１つまたは複数の監視すべき運転量としての固有の運転情報も、監視基準値に加工されて監視すべき運転量の実際の挙動がその監視基準値と比較される場合に特に信頼できるという考えに基づいている。
【００１１】
従って、本発明による方法は技術的装置の運転中に改善される監視基準値を用いる。
【００１２】
技術的装置の運転開始時点では現在の監視基準値への監視限界値の影響が優勢であり、運転時間の増加にともなって、現在の監視基準値が監視すべき運転量の現在の挙動によってますます強く影響されるので、その後は技術的装置の運転中に正常運転からの監視すべき運転量の小さな偏差も検出することができる。技術的装置の目前に迫った故障につながるような運転状態を識別することができると共に、強いて故障を予告することなく、最適条件からは外れている運転状態も識別することができる。
【００１３】
従って、本発明による方法の場合、監視基準値の検出に関する学習プロセスが用いられ、技術的装置の運転からの情報量の増加にともなって現在の監視基準値が改善される。
【００１４】
更に、技術的装置の監視は最初の運転開始とともに即座に開始することができる。なぜならば、最初から少なくとも監視限界値が最初の現在の監視基準値として使用できるからである。
【００１５】
これとは相違して、公知の解析アルゴリズムの場合、学習プロセスは、監視基準値を使用でき監視を開始することができるまで、先ず待機しなければならない。
【００１６】
本発明の有利な構成では現在の監視基準値は少なくとも２回検出される。
【００１７】
それによって、現在の監視基準値を、監視すべき運転量に関する実際の挙動に所望通りに整合させることが改善される。なぜならば、現在の監視基準値の２回目の検出から、それぞれ先の監視基準値が監視限界値として使用されるからである。
【００１８】
従って、学習プロセスの形で動的に改善される現在の監視基準値を得ることができる。
【００１９】
本発明の他の有利な構成では、時間インターバルの開始時点が技術的装置の運転開始と一致するので、技術的装置の運転開始直後から、監視すべき運転量の評価が可能である。
【００２０】
監視すべき運転量の現在値を時間インターバル内で連続的に、好ましくは固定の時間間隔で検出すると好ましい。
【００２１】
このようにして、連続的な学習プロセスによって診断のための現在の監視基準値の精度および適性が改善される。
【００２２】
現在の監視基準値を時間インターバル内で連続的に、好ましくは固定の時間間隔で検出し、２回目の検出からそれぞれ先の監視基準値を監視限界値として使用すると好ましい。
【００２３】
本発明の他の実施態様によれば、時間インターバルの終了時点は予め設定される。
【００２４】
この実施態様の場合には経験値が利用され、それに従って学習プロセスの或る時間後には、爾後の監視のために基本とする監視基準値が十分に正確に存在し、以後にはもはや改善される必要がない。最高に正確な監視基準値を求める場合に本発明による方法の迅速な使用性と長く持続する学習プロセスの必要性との間の妥協が肝要である。非常に多数の実際に生じる適用例においては時間インターバルの終了時点を予め定め、監視基準値の確かな精度を断念せざるを得ないということなしに学習プロセスの定められた終了時点を得ることができる。
【００２５】
本発明の他の実施態様では時間インターバルの終了時点が監視すべき運転量の現在値および監視基準値の現在値により求められる。
【００２６】
この実施態様において、絶対的な終了時点は、現在の監視基準値が監視すべき運転量の現在値に対してどのような割合になっているかに関係する。例えば、現在の監視基準値が監視すべき運転量の現在値の非常に近くにある場合、なおも監視基準値の確実な改善が期待されるにもかかわらず、それは意義あるものとみなされずに、学習プロセスは終了と宣言される。それによって、本発明による方法の特定の使用例では、学習プロセスを非常に迅速に終え、永続的な下位の学習プロセスなしに監視を行なうことができる。
【００２７】
補間は数学的関数により行われると好ましい。この補間は、グループ｛線形補間，２次補間，３次補間，スプライン関数による補間｝からの１つの補間を含むと特に好ましい。
【００２８】
補間のこの公知の方法は、数学専門書において論じられており、専門家にとって本発明による方法との関連において使うことができる。
【００２９】
更に、現在の監視基準値に対する運転量の現在値による逸脱を検出すると好ましく、逸脱は現在の監視基準値の上回り又は下回りを含むことができる。
【００３０】
使用例に応じて、監視すべき運転量の過大なもしくは過小な現在値は正常運転からの偏差を意味し、あるいは危険さえも意味する。従って、この種の値逸脱を決定して相応な警報を発生し、あるいは技術的装置の運転に介入することが重要である。
【００３１】
逸脱は、運転量の現在値が現在の監視基準値の周りの公差範囲内へ入ることを含む。
【００３２】
この場合に、現在の監視基準値に対する運転量の現在値による強い逸脱が求められると共に、現在の監視基準値への運転量の現在値の接近も検出される。従って、強い逸脱の前段階で既に監視すべき運転量の相応の傾向を評価し、例えば警報の発生または技術的装置の運転への介入の如き継続措置を発生させることができる。
【００３３】
本発明の特に好ましい実施態様では、逸脱の検出が技術的装置の運転開始から行なわれる。運転開始とは、特に、運転中における監視すべき運転量の挙動に関する情報がまだ全く存在しない技術的装置の運転開始直後を含む。
【００３４】
それにもかかわらず本発明による方法によれば監視が可能である。なぜならば、上述の運転開始時点で少なくとも予め定められた監視限界値が現在の監視基準値として利用され、この現在の監視基準値が運転時間の増加にともなって改善されるからである。従って、監視は運転開始直後の開始時点での品質に関して確かにまだ最適ではないが、少なくとも既に使用可能であるので、例えば監視すべき運転量の現在値が監視限界値を上回る重大な逸脱は少なくとも検出可能である。
【００３５】
本発明の他の好ましい構成では、現在の監視基準値は時間インターバルの終了からもはや変更されない。
【００３６】
時間インターバルの終了にともなって、学習プロセスは終わったとみなされ、監視基準値の検出のための爾後の資源は必要でない。既に述べたように、時間インターバルの終了時点は、予め定める、あるいは監視すべき運転量の現在値および監視基準値の現在値から動的に形成することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３７】
以下において本発明の実施例を詳細に説明する。
【００３８】
図１は、本発明による方法の説明のために技術的装置の運転中における監視基準値および監視すべき運転量の模範的な特性を示す。
【００３９】
図１には監視すべき運転量５の時間的挙動（すなわち時間特性）を示す。監視すべき運転量５は例えば測定される軸受温度である。この軸受温度は、運転時間の増加にともなって高まり、正常な連続運転に応じた特定値に漸近的に近づく。
【００４０】
監視限界値１０は、例えば軸受を破壊しないために超過してはならないすなわち上回ってはならない限界温度にあるとよい。この監視限界値１０は軸受の種類および材料に関係し、一般には軸受の正常な連続運転において実際に到達する温度よりも遥かに高い。
【００４１】
それにもかかわらず、監視すべき運転量５が少なくとも監視限界値１０を超過する（上回る）ことを調べることは意味がある。なぜならば、例えば故障のある軸受は極めて迅速にこのような高い軸受温度を有し得るからである。運転開始直後の時点０から、監視すべき運転量５の現在値が時点ｔ１，ｔ１＋１，ｔ１＋２，・・・で測定される。監視限界値１０と監視すべき運転量５の現在値とにより現在の監視基準値１５が求められる。
【００４２】
監視すべき運転量５の現在値を評価するために、監視基準値１５のその都度の現在値が使用される。特に、運転量５の現在値が定められた時点で実際に存在する監視基準値１５の値を上回っている又は下回っているかどうかが検出される。監視基準値１５が運転量５の実際の挙動によって影響されることから、この監視基準値１５は、技術的装置の監視のために、監視限界値１０よりもよく適している。監視限界値１０に対する逸脱は大抵の場合に既に危険または損傷を意味する。
【００４３】
これとは相違して、運転量５の現在値と監視基準値１５の現在値との比較によって、運転量５の現在値が所望の正常運転からどのくらい離れているかに関する情報も、これが既に技術的装置の損傷の危険または可能性を含まなくても保持される。
【００４４】
時点ｔ１＋７から、この時点で存在する監視基準値１５の現在値が技術的装置の爾後の監視のための監視値２０として使われるので、例えば時点ｔ１＋１０でも、運転量５の現在値が、時点ｔ１＋７で既に存在していた監視基準値１５の値、すなわち監視値２０と比較される。
【００４５】
この比較は、例えば、運転量５の現在値が監視値２０の周りの公差範囲２５の中に入っているかどうかという検査までも含む。
【００４６】
この公差範囲２５は、例えば、運転量５の現在値が技術的装置の最適運転をもはや保証しない運転範囲を表すことができる。
【００４７】
監視限界値１０と運転量５の現在値とから監視基準値１５を求めるために、補間法が利用され、例えば前記の値の間に線形補間が用いられる。しかしながら、このために任意の他の数学的関数を用いることもできる。
【００４８】
以上要約すると、本発明による方法は次のとおりである。
【００４９】
すなわち、例えば損傷限界を表す予め設定された監視限界値１０から出発して、監視すべき運転量の実際の挙動に基づいて学習プロセスで、監視限界値１０の代わりに運転量５の爾後の監視に使われる監視基準値１５が求められる。
【図面の簡単な説明】
【００５０】
【図１】本発明による方法の説明のために技術的装置の運転中における監視基準値および監視すべき運転量の模範的な特性曲線を示すタイムチャート
【符号の説明】
【００５１】
５          運転量
１０        監視限界値
１５        監視基準値
２０        監視値
２５        公差範囲
【図１】
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