МОДУЛЬ УПРАВЛЕНИЯ ДВИГАТЕЛЕМ И СПОСОБ ДЛЯ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ПРИ ИЗГОТОВЛЕНИИ ДВИГАТЕЛЬНЫХ СИСТЕМ
ENGINE CONTROL MODULE AND METHOD FOR USE WHEN MAKING ENGINE SYSTEMS

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ
Настоящее изобретение имеет отношение к изготовлению двигательных систем и, конкретнее, к передаче информации при изготовлении двигательной системы.
УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ
Из-за большого количества компонентов в двигательной системе и относительной сложности каждого этапа производственного процесса, существует необходимость целенаправленного распределения и передачи информации, касающейся изготовления двигательной системы на протяжении всего производственного процесса. Распределение и передача этой информации между многочисленными этапами в процессе производства являются сложной задачей. Сложность усугубляется при производственном процессе, направленном на изготовление различных конфигураций двигательных систем, используя одни и те же обрабатывающие производственные установки, поскольку информация, касающаяся каждой конфигурации двигательной системы, должна быть передана между производственными установками и согласована с конфигурациями двигательных систем. Сложность дополнительно усугубляется, если двигательные системы конкретной общей конфигурации изготавливаются на заказ, будучи отличными от других систем той же общей конфигурации. Например, на производственном оборудовании могут изготавливаться три различные модели двигательных систем, которые отличаются общей конфигурацией, и в рамках каждой из трех различных моделей конкретные модели могут производиться на заказ согласно особым техническим условиям заказчика. Для гарантии того, что конкретная двигательная система создается в соответствии с ее заданной конфигурацией и дополнительно модифицируется согласно требованиям заказчика, требуется подробная документация и система, с помощью которой информация передается соответствующим рабочим на протяжении всего производственного процесса.
Кроме того, желательно иметь документацию, описывающую технические особенности двигательной системы. Такая техническая информация увеличивает объем информации и трудность обслуживания системы, с помощью которой информация передается на протяжении всего производственного процесса.
Следовательно, существует необходимость в распределении информации, касающейся изготовления двигательной системы, ее передаче на протяжении всего производственного процесса.
РАСКРЫТИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Настоящее изобретение направлено на систему и способ передачи информации, касающейся изготовления двигательной системы, на протяжении всего производственного процесса.
В одной иллюстративной реализации модуль управления двигателем соотносится с конкретной двигательной системой. Информация, касающаяся, по меньшей мере, или производственных инструкций для изготовления двигательной системы, или технической информации о конкретной двигательной системе, сохраняется в памяти модуля управления двигателем. Инструкции по эксплуатации двигательной системы сохраняются в памяти модуля управления двигателем. Инструкции по эксплуатации двигательной системы дают возможность модулю управления двигателем управлять одним или более аспектами работы двигательной системы.
В другой иллюстративной реализации модуль управления двигателем соотносится с конкретной двигательной системой, инструкции по сборке, касающиеся изготовления конкретной двигательной системы, сохраняются в памяти модуля управления двигателем, и, по меньшей мере, часть инструкций по сборке извлекаются из модуля управления двигателем. Затем конкретная двигательная система изготавливается согласно извлеченным инструкциям по сборке.
В другой иллюстративной реализации модуль управления двигателем соотносится с конкретной двигательной системой, изготавливается двигательная система, и одновременно с изготовлением двигательной системы техническая информация, относящаяся к изготовлению двигательной системы, сохраняется в памяти модуля управления двигателем.
В еще одной иллюстративной реализации модуль управления двигателем включает в себя память и устройство обработки. Устройство обработки выполнено с возможностью выполнения технологических операций, в том числе установления соответствия модуля управления двигателем с конкретной двигательной системой, сохранения информации, касающейся, по меньшей мере, или производственных инструкций для изготовления двигательной системы, или технической информации о двигательной системе, в памяти модуля управления двигателем, и сохранения инструкций по эксплуатации двигательной системы в памяти модуля управления двигателем. Инструкции по эксплуатации двигательной системы дают возможность модулю управления двигателем управлять одним или более аспектами работы двигательной системы.
Подробности одной или более реализаций настоящего изобретения сформулированы на прилагаемых чертежах и в нижеследующем описании. Другие признаки, цели и преимущества настоящего изобретения будут очевидны из описания и чертежей и из формулы изобретения.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
Фиг.1 - схематичное изображение модуля управления двигателем (МУД) в соответствии с настоящим изобретением;
Фиг.2 - схематичное изображение двигательной системы в соответствии с настоящим изобретением;
Фиг.3 - схематичное изображение модуля пользовательского интерфейса в соответствии с настоящим изобретением;
Фиг.4A и 4B - схематичное изображение передачи данных между МУД, изображенным на Фиг.1, и модулем пользовательского интерфейса, изображенным на Фиг.3, непосредственно (Фиг.4A) или через переходный модуль (Фиг.4B);
Фиг.5 - блок-схема способа использования МУД для передачи инструкций по сборке в соответствии с настоящим изобретением;
Фиг.6 - блок-схема способа использования МУД для передачи технической информации в соответствии с настоящим изобретением; и
Фиг.7 - блок-схема способа использования МУД для передачи инструкций по сборке и технической информации в соответствии с настоящим изобретением.
Одинаковые ссылочные позиции на различных чертежах обозначают одинаковые элементы.
ОСУЩЕСТВЛЕНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
1
n
1
n
Согласно Фиг.1, модуль 10 управления двигателем (МУД) согласно настоящему изобретению включает в себя устройство 12 обработки, функционально связанное с машиночитаемым носителем или памятью 14. Машиночитаемый носитель 14 может полностью или частично извлекаться из МУД 10. Машиночитаемый носитель 14 содержит инструкции, используемые устройством 12 обработки для функционирования, как изложено в настоящем описании. МУД 10 может принимать один или более входных сигналов (input … input) и может выводить один или более выходных сигналов (output … output) через интерфейс 16 ввода/вывода, подсоединенный, по меньшей мере, или к устройству 12 обработки, или к памяти 14.
Согласно Фиг.2, двигательная система 20, соответствующая настоящему изобретению, включает в себя двигатель 22, систему 24 впуска, топливную систему 26, выхлопную систему 28 и электрическую систему 30. Двигатель 22 включает в себя многочисленные компоненты, которые составляют двигатель внутреннего сгорания. Типичные компоненты двигателя 22 включают в себя блок цилиндров, кривошип, поршневые штоки, поршни, головку, кулачок, кулачковые шатуны, клапаны, корпус шатуна, насос системы охлаждения и теплообменник и различные подшипники, сепараторы и зажимы. Двигатель 22, несмотря на то что изложенное в настоящем описании касается поршневого возвратно-поступательного двигателя, может включать в себя различные конфигурации двигателей, такие как роторный двигатель или турбина.
Система 24 впуска включает в себя один или более компонентов, имеющих отношение к подаче воздуха и горючей смеси (т.е. смеси воздуха и топлива) в двигатель 20. Типичные компоненты системы 24 впуска включают в себя впускные каналы, которые направляют воздух или горючую смесь воздуха и топлива в двигатель 20, дроссельный клапан, который дозирует поток, поступающий через впускные каналы, турбокомпрессор, который повышает давление потока, поступающего через впускные каналы, и нагнетательный клапан, который избирательно стравливает давление во впускных каналах.
Топливная система 26 включает в себя один или более компонентов, имеющих отношение к подаче топлива в двигатель 20. Типичные компоненты топливной системы 26 включают в себя топливопроводы, газовоздушный смеситель, который дозирует вливание топлива в воздух во впускных каналах для образования горючей смеси, топливные инжекторы, которые впрыскивают дозированное количество топлива в двигатель 20, топливный нагнетательный клапан, который регулирует давление топлива, подаваемого в газовоздушный смеситель и/или топливные инжекторы, и топливный насос, который подает топливо от топливного источника.
Выхлопная система 28 включает в себя один или более компонентов, имеющих отношение к отводу отработавших газов из двигателя 20. Типичные компоненты выхлопной системы 28 включают в себя выхлопные каналы, выхлопной коллектор, который собирает выхлоп от множества выходов двигателя и направляет его к выхлопным каналам, перепускной клапан турбонагнетателя, который пропускает выхлоп через турбонагнетатель, катализатор, который устраняет нежелательные элементы выхлопа двигателя, и глушитель для снижения звукового вывода выхлопа двигателя.
Электрическая система 30 включает в себя один или более компонентов для функционирования различных двигательных подсистем согласованно с работой двигателя, а также, в некоторых случаях, систему зажигания, которая воспламеняет горючую смесь двигателя. МУД 10 (Фиг.1) является компонентом электрической системы 30. Дополнительные типичные компоненты электрической системы 30 включают в себя устройства управления, отличные от МУД 10, использующиеся при работе двигательной системы 20, различные датчики, которые контролируют состояние двигателя и состояние двигательных подсистем, использующиеся при управлении и передаче информации о состоянии двигательной системы 20, различные приводы, которые приводят в действие компоненты двигательных подсистем, генератор энергии двигателя, который генерирует энергию для функционирования двигателя, и электропроводку и связанные с ней разъемы, которые доставляют сигналы и энергию к приводам, датчикам и двигательным подсистемам.
Вспомогательные системы 32 включают в себя другие системы, не задействованные непосредственно в работе двигателя 22, но иным образом имеющие отношение к двигателю 22, например коробку передач, механизм сцепления, нагрузку, приводимую в движение двигателем, такую как генератор или насос, поддерживающую конструкцию двигателя, такую как подпоры или транспортное средство, и конструкцию, поддерживающую различные подсистемы, такие как монтажные кронштейны и другие крепления.
Согласно Фиг.1 и 2, память 14 МУД 10 выполнена с возможностью хранения инструкций для устройства 12 обработки, чтобы приводить в действие различные двигательные подсистемы согласованно с работой двигательной системы 20. В одном варианте инструкции могут включать в себя инструкции, способные предоставить возможность МУД 10 управлять соотношением воздуха и топлива в горючей смеси, подаваемой в двигатель 22, в зависимости от нагрузки на двигатель. Устройство 12 обработки в соответствии с инструкциями подает сигналы на один или более компонентов топливной системы, таких как топливные инжекторы, регулятор топливного давления и/или регулируемый газовоздушный смеситель через интерфейс 16 ввода/вывода для управления соотношением воздуха и топлива в горючей смеси, подаваемой в двигатель. Инструкции могут дополнительно или в качестве альтернативы включать в себя инструкции, обеспечивающие возможность для МУД 10 управлять количеством горючей смеси, подаваемой в двигатель 22, например, в случае, если устройство 12 обработки подает сигналы одному или более компонентам системы впуска, такому как дроссельный клапан, через посредство интерфейса 16 ввода/вывода. Инструкции могут дополнительно или в качестве альтернативы включать в себя инструкции, обеспечивающие возможность для МУД 10 управлять воспламенением горючей смеси, например, в случае, если устройство 12 обработки подает сигналы одному или более компонентам электрической системы, таким как обмотка в двигателе со свечами зажигания, или одному или более компонентам топливной системы, таким как форсунка топливных инжекторов в двигателе с вспомогательными микроклапанами. Предоставление других типов инструкций в памяти 14 находится в пределах объема настоящего изобретения.
Как подробнее описано ниже, МУД 10 также применяется, помимо использования в работе двигательной системы 20, для передачи информации, касающейся изготовления двигательной системы 20. В этих целях МУД 10 может использоваться для хранения инструкций по сборке (т.е. инструкций для сборки двигательной системы 20) для части или всей двигательной системы 20, и эти инструкции по сборке могут быть извлечены из МУД 10 одновременно с изготовлением двигательной системы 20. Дополнительно, одновременно с изготовлением двигательной системы 20 или после того, как ее изготовление завершено, МУД 10 может использоваться для хранения технической информации о двигательной системе 20. Инструкции по сборке и техническая информация могут быть сохранены в памяти 14 МУД 10.
МУД 10 может быть стандартным МУД 10 или может быть специально выполнен с возможностью использования при передаче информации, касающейся изготовления двигательной системы 20. Например, МУД 10 может быть специально выполнен с возможностью включать в себя больший объем памяти 14, чем необходимо или чем было бы в других обстоятельствах предусмотрено для МУД 10, используемого в работе двигательной системы 20. Память 14 может включать в себя инструкции для устройства 12 обработки, которые облегчают хранение и доступ к инструкциям по сборке и технической информации. Например, инструкции могут предоставить возможность устройству 12 обработки устанавливать и поддерживать базу данных инструкций по сборке и технической информации, форматировать инструкции и информацию и управлять каналом связи между МУД 10 и внешним устройством, используемым при вводе и извлечении инструкций и информации. МУД 10 может быть специально адаптирован для обеспечения возможности прямого доступа к памяти 14 через интерфейс 16 ввода/вывода вместо использования устройства 12 обработки при доступе к памяти 14 или иным образом конфигурирован для облегчения доступа к памяти 14 внешним образом относительно МУД 10. МУД 10 может быть специально адаптирован к дополнительным типам интерфейсов 16 ввода/вывода кроме обычно используемых для установления связи с подсистемами двигательной системы. Например, если МУД 10 устанавливает связь с подсистемами двигательной системы через специализированный многожильный интерфейс ввода/вывода МУД, МУД 10 может дополнительно предоставить другой тип многожильного интерфейса ввода/вывода, такой как стандарт RS-232 или стандартный порт универсальной последовательной шины, оптоволоконный порт, или интерфейс ввода/вывода для беспроводной связи, такой как инфракрасный порт или высокочастотный приемопередатчик. Дополнительно, поскольку протокол, посредством которого МУД 10 устанавливает связь через специализированный многожильный интерфейс ввода/вывода МУД, может быть конкретным для компонентов, поддерживающих с ним связь, и может изменяться от соединения к соединению в соответствии с компонентом на линии связи, МУД 10 может быть выполнен с возможностью установления связи через дополнительные типы портов интерфейсов ввода/вывода по стандартизированному протоколу, например RS-232, IrDA, или стандарт TIA. Если МУД 10 не обеспечен дополнительным портом помимо используемого при установлении связи с компонентами двигательных подсистем, МУД 10 может конфигурироваться для передачи инструкций по сборке и технической информации через стандартный или нестандартный протокол через специализированный порт многожильного интерфейса ввода/вывода МУД.
Также в пределах объема настоящего изобретения находится включение в его состав переходного модуля 34 (Фиг.4B), выполненного с возможностью установления связи с интерфейсом 16 ввода/вывода МУД 10, например, через специализированный многожильный порт интерфейса ввода/вывода МУД или через один из дополнительных портов, чтобы позволить МУД 10 устанавливать связь таким способом, который не предусмотрен в его конфигурации. Например, использование переходного модуля 34 позволяет МУД устанавливать беспроводную связь, например, посредством инфракрасного излучения или радиочастоты, без снабжения таким приемопередатчиком самого МУД 10. Поскольку в МУД обычно не предусмотрено оборудование для беспроводной связи, использование переходного модуля 34 делает возможной беспроводную связь с МУД без предоставления специализированного МУД для использования в описываемой системе.
Из-за большого количества компонентов и сложности изготовления двигательной системы 20 рабочие и/или станки, участвующие в изготовлении двигательных систем 20, обеспечиваются инструкциями по сборке. Компоненты двигательных подсистем, так же как двигатель 22 и его компоненты, могут различаться для разных двигательных систем 20. Поэтому в случае, когда различные двигательные системы 20 производятся на одних и тех же производственных площадях, инструкции по сборке для каждой конкретной изготавливаемой двигательной системы 20 или группы подобных конфигураций двигательных систем предоставляются рабочим и/или станкам, участвующим в изготовлении двигательных систем 20. Инструкции по сборке включают в себя различную информацию, используемую при изготовлении двигательной системы 20, и могут включать в себя инструкции для двигательной системы в целом или для одной или более подсистем двигательной системы. Типичные виды инструкций по сборке включают в себя ведомость материалов, технологические чертежи, общие инструкции по изготовлению, инструкции по изготовлению, специфические для конкретной изготавливаемой двигательной системы, и специфические инструкции для рабочих или станков. Также в пределах объема настоящего изобретения находится то, что инструкции по сборке включают в себя инструкции, касающиеся того, какую техническую информацию (описано ниже) накапливать.
Ведомость материалов включает в себя перечень, определяющий детали и материалы, используемые при изготовлении двигательной системы или подсистем. Перечень может быть разбит на части, чтобы соответствовать отдельным этапам изготовления двигательной системы, и включать в себя описание каждой детали или материала и количество каждой детали или материала, необходимое для завершения этапа. Например, ведомость материалов, касающаяся изготовления двигателя 22, может определять, например, номер, размер, тип и сорт крепежных деталей, гаек и шайб, требующихся при сборке двигателя, а также укрупненные характеристики, такие как идентификационный номер конкретной отливки блока, который будет обрабатываться на станке и включаться в состав двигательной системы. В пределах объема настоящего изобретения находится включение в состав ведомости материалов дополнительной или другой информации.
Технологические чертежи графически изображают детали, которые будут изготавливаться или монтироваться в двигательную систему 20. Чертежи могут включать в себя идентификацию деталей (например, с помощью серийного номера или марки и модели) или материалов, а также технологические размеры и допуски, технические требования к моментам затяжки для крепежных деталей и информацию по сварке. В пределах объема настоящего изобретения находится включение в состав технологических чертежей дополнительной или другой информации.
Общие инструкции по изготовлению включают в себя инструкции, которые являются общеприменимыми для изготовления двигательных систем или двигательных систем со сходной конфигурацией. Например, общие инструкции по изготовлению могут указывать допуски на обработку и метод, порядок сборки компонентов, взаимное расположение и размеры зазоров между компонентами и технические требования к моментам затяжки для крепежных деталей. Общие инструкции по изготовлению могут также включать в себя, например, инструкции конкретных этапов контроля качества (размерный контроль, проверки свойств материала, контроль для проверки того, что двигательная система была произведена в соответствии с инструкциями по сборке и т.д.), которые нужно выполнить над двигательной системой в процессе изготовления. Инструкции по изготовлению, специфические для изготавливаемой двигательной системы, существенны, если конкретная двигательная система 20 отклоняется от общих инструкций по изготовлению для двигательных систем со сходной конфигурацией. Например, конкретная изготавливаемая двигательная система 20 может включать в себя необязательные или дополнительные компоненты или требовать иной технологической обработки по сравнению с другими подобными двигательными системами. В пределах объема настоящего изобретения находится включение в состав общих или специфических для конкретной изготавливаемой двигательной системы инструкций дополнительной или другой информации.
Также в пределах объема настоящего изобретения находится то, что общие и специфические для конкретной изготавливаемой двигательной системы инструкции включают в себя инструкции для использования станками при изготовлении двигательной системы. Инструкции могут быть предназначены для ввода непосредственно в станок в формате, который станок может использовать для выполнения этапа производства, или могут представлять собой инструкции рабочему для ввода информации в станок. Например, если изготовление двигательной системы предусматривает использование фрезерного станка с числовым программным управлением (ЧПУ), то инструкции по изготовлению могут включать в себя программу, которая будет загружаться во фрезерный станок для выполнения этапа производства, или инструкции для использования рабочим, детализирующие информацию, которая будет введена во фрезерный станок с ЧПУ.
Специфические инструкции для рабочего или производственной установки включают в себя инструкции, имеющие отношение к конкретному рабочему или к конкретной производственной установке при изготовлении двигательной системы 20. Например, на производственном участке, использующем более одной производственной установки или более одного рабочего для выполнения этапа производства двигательной системы 20, специфические инструкции для рабочего или для производственной установки могут задавать, какой рабочий или производственная установка будет выполнять этап и куда нужно после этого передать МУД и изготавливаемую двигательную систему. В другом примере, один и тот же этап может выполняться разными станками на разных производственных установках. В этом случае специфические инструкции для рабочего или для производственной установки могут включать в себя специфические инструкции для выполнения этапа на заданном станке. В пределах объема настоящего изобретения находится включение в состав специфических инструкций для рабочего или для производственной установки дополнительной или другой информации.
В то время как двигательная система 20 находится в процессе производства или после его завершения может накапливаться техническая информация о двигательной системе 20. Техническая информация включает в себя информацию, специфическую для конкретной законченной двигательной системы 20. Техническая информация может включать в себя размерную информацию о конкретной законченной двигательной системе 20. Например, многие компоненты двигательной системы 20 изготавливаются с размерами в пределах диапазона допусков на размер. Таким образом, поскольку фактические размеры законченного компонента могут изменяться, фактические размеры могут быть накоплены в качестве технической информации. Техническая информация может включать в себя информацию о том, как изготавливалась двигательная система 20. Например, на производственных площадях с более чем одной производственной установкой или более чем одним рабочим, которые могут выполнить конкретный этап, техническая информация может включать в себя информацию о том, какая производственная установка или какой рабочий выполнили какой из этапов производства двигательной системы 20. В другом примере, техническая информация может включать в себя информацию о времени и дате для конкретных этапов, чтобы дать возможность позже определить информацию, например, какой рабочий выполнил какой этап. Информация о времени и дате может к тому же, или в качестве альтернативы, предоставлять информацию о продолжительности каждого этапа. Техническая информация может включать в себя информацию, точно идентифицирующую, например, с помощью серийного номера или с помощью информации о партии и серии компоненты, смонтированные в двигательной системе 20. Техническая информация может включать в себя информацию проверок качества, выполненных для двигательной системы 20, например была ли проверка качества успешной или потерпела неудачу и проводились какие-нибудь ремонтные действия. Техническая информация может включать в себя информацию, указывающую, какой этап в производственном процессе завершен, а какие остались. Такая информация, например, если ее контролировать в процессе производства, может дать готовое определение текущего состояния двигательной системы и использоваться в оценке времени до завершения. В пределах объема настоящего изобретения находится включение в состав технической информации другой или дополнительной информации. Техническая информация может включать в себя контрольные данные тестов, выполненных на двигательной системе 20. Например, когда двигатель изготовлен в достаточной степени, чтобы двигательная система или части двигательной системы имели возможность функционирования, их функционирование может тестироваться на испытательном стенде. Информация, накопленная в процессе тестирования на испытательном стенде, такая как эксплуатационные данные, аварийные данные и ударные характеристики, может быть сохранена в качестве технической информации.
1
n
1
n
На Фиг.3 показан модуль 40 пользовательского интерфейса для обеспечения возможности рабочему взаимодействовать с МУД 10. Модуль 40 пользовательского интерфейса, согласно настоящему изобретению, включает в себя устройство 42 обработки, функционально связанное с машиночитаемым носителем или памятью 44. Машиночитаемый носитель 44 может полностью или частично извлекаться из модуля 40 пользовательского интерфейса. Машиночитаемый носитель 44 содержит инструкции, используемые устройством 42 обработки для функционирования, как изложено в настоящем описании. Модуль 40 пользовательского интерфейса может принимать один или более входных сигналов (input … input) и может выводить один или более выходных сигналов (output … output) через интерфейс 46 ввода/вывода, подсоединенный, по меньшей мере, или к устройству 42 обработки, или к памяти 44. Интерфейс 46 ввода/вывода может включать в себя интерфейсы для взаимодействия с пользователем (т.е. рабочим), такие как клавиатура, экран устройства отображения, сенсорный экран и динамик и/или микрофон, а также интерфейсы для взаимодействия с МУД 10, такие как проводной коммуникационный порт или беспроводной приемопередатчик.
Память 44 может включать в себя инструкции для устройства 42 обработки, которые предоставляют возможность модулю 40 пользовательского интерфейса взаимодействовать и обмениваться данными с МУД 10 через интерфейс 46 ввода/вывода. Также инструкции предоставляют возможность взаимодействия с пользователем (т.е. рабочим) через интерфейс 46 ввода/вывода, например текстовый, графический интерфейс пользователя (ГИП) или аудиоинтерфейс.
Для установления связи с МУД 10 интерфейс 46 ввода/вывода может включать в себя порт, соответствующий порту на МУД 10. Например, если МУД 10 снабжен специализированным многожильным портом интерфейса ввода/вывода МУД, интерфейс 46 ввода/вывода может включать в себя порт, выполненный с возможностью связи со специализированным многожильным портом интерфейса ввода/вывода МУД 10 посредством кабеля. В другом примере, если МУД 10 включает в себя проводной интерфейс ввода/вывода, такой как стандарт RS-232 или стандартный порт универсальной последовательной шины, оптоволоконный порт, или интерфейс ввода/вывода для беспроводной связи, интерфейс 46 ввода/вывода может включать в себя интерфейс, выполненный с возможностью связи с проводным или беспроводным интерфейсом.
Модуль пользовательского интерфейса может быть портативным или более крупным устройством и находиться в конкретной производственной установке или крепиться на нее. Модуль пользовательского интерфейса может иметь средства идентификации рабочего, использующего устройство. Например, модуль пользовательского интерфейса может требовать входа в систему для идентификации конкретного рабочего. Модуль пользовательского интерфейса может иметь средства идентификации производственной установки, на которой он применяется. Например, модуль пользовательского интерфейса может выдавать запрос рабочему на ввод идентификатора производственной установки.
Фиг.4A и 4B изображают проводную или беспроводную связь между МУД 10 и модулем 40 пользовательского интерфейса. Фиг.4A изображает прямую связь между МУД 10 и модулем 40 пользовательского интерфейса, а Фиг.4B изображает установление связи между МУД и модулем 40 пользовательского интерфейса с использованием переходного модуля 34 (рассмотренного выше), подсоединенного к МУД 10.
Иллюстративный способ в соответствии с настоящим изобретением изображен на блок-схеме на Фиг.5. Согласно иллюстративному способу, МУД применяется при передаче инструкций по сборке для использования при сборке двигательной системы. На этапе 510 конкретный МУД ассоциируется с изготавливаемой двигательной системой, например, путем установления соответствия между серийным номером конкретного МУД и техническими требованиями конкретного двигателя или серийным номером двигательной системы в базе данных. На этапе 520 инструкции по сборке сохраняются в памяти МУД. Как описано выше, инструкции по сборке могут включать в себя различную информацию, применимую при изготовлении двигательной системы, например ведомость материалов, технологические чертежи, общие инструкции по производству, инструкции по производству, специфические для конкретной изготавливаемой двигательной системы, специфические инструкции для рабочих или производственных установок и другую информацию. Инструкции по сборке могут касаться всего процесса производства двигательной системы или могут иметь отношение только к части этапов, связанных с изготовлением двигательной системы. В одном случае может быть желательным распределять инструкции по производству, такие как общие инструкции по производству, стандартным способом и вводить в МУД только инструкции по производству, специфические для конкретной изготавливаемой двигательной системы.
Если двигательная система изготавливается на отдельной производственной установке, то МУД предусматривается на производственной установке. Если двигательная система изготавливается на множестве производственных установок, то МУД предусматривается на первой производственной установке. На этапе 530 рабочий или рабочие, связанные с производственной установкой, извлекают инструкции по сборке из МУД и на этапе 540 изготавливают двигательную систему согласно инструкциям по сборке. В случае если двигательная система изготавливается на множестве производственных установках, рабочий или рабочие, связанные с производственной установкой, могут извлекать только инструкции по сборке, имеющие отношение к назначенной им производственной установке. МУД переходит к следующей производственной установке вместе с двигательной системой. Этапы 530, извлечение инструкций по сборке, и 540, изготовление двигательной системы согласно инструкциям, повторяются на каждой производственной установке, пока двигательная система не будет закончена. Если МУД не содержит инструкций для конкретного этапа производства двигательной системы, то производственная установка, связанная с данным этапом, может принять МУД, послать дополнительный запрос МУД, чтобы определить, были ли сохранены инструкции по сборке для конкретного этапа на МУД, и не извлекать инструкции по сборке (т.е. пропустить задачу этапа 530).
Обмен информацией, такой как запрос МУД и прием инструкций по сборке, может быть выполнен с помощью модуля пользовательского интерфейса, например, описанного выше. Инструкции для рабочего могут отображаться на устройстве отображения модуля пользовательского интерфейса, озвучиваться голосом и/или распечатываться на печатающем устройстве, связанном с модулем пользовательского интерфейса. Кроме того, как упомянуто выше, инструкции по сборке также могут передаваться на станок, использующийся при производстве. Инструкции для станка могут извлекаться и передаваться непосредственно на станок, или эти инструкции могут передаваться рабочему, как описано выше, и затем рабочий может транслировать инструкции на станок. В случае если связь с МУД должна осуществляться по проводному соединению, рабочий может подсоединить модуль пользовательского интерфейса или станок, используемый при производстве, к МУД посредством кабеля, для извлечения инструкций по сборке (этап 530). В случае если связь с МУД должна осуществляться беспроводным способом, рабочие могут удерживать модуль пользовательского интерфейса поблизости от МУД или станок, используемый при производстве, может быть установлен в заданное положение для приема по беспроводной связи информации, в том числе инструкций по сборке. В случае если связь с МУД должна осуществляться способом, который не предусмотрен в конфигурации МУД, например беспроводная связь с МУД, который не включает в себя беспроводной приемопередатчик, или связь по стандартизированному коммуникационному порту с МУД, который не включает в себя заданный стандартизированный порт, МУД может быть подсоединен к переходному модулю. Переходный модуль может быть подсоединен к МУД, например, перед первой производственной установкой или на первой производственной установке и перемещаться с МУД от одной производственной установки к другой производственной установке, или переходный модуль может быть предусмотрен на каждой производственной установке и подсоединяться к МУД каждый раз, когда на МУД посылается запрос на инструкции по сборке.
В процессе производства двигательной системы МУД будет установлен в двигательную систему. Когда изготовление двигательной системы завершено или на каком-либо этапе производства двигательной системы, например, когда этап производства двигательной системы, для которого МУД содержит инструкции по сборке, завершена, инструкции по эксплуатации двигателя могут быть сохранены в памяти МУД (этап 550). Если желательно или если требуется освободить память для инструкций по эксплуатации двигателя, инструкции по сборке могут быть удалены из памяти МУД. Предполагается, что инструкции по сборке могут оставаться в МУД для последующего обращения, например, со стороны рабочего, обслуживающего двигательную систему после того, как двигательная система установлена для ее практического применения. В пределах объема настоящего изобретения находится включение в память МУД дополнительной информации, которая позднее может быть полезна для такого рабочего, например инструкции по ремонту.
В другом иллюстративном способе в соответствии с настоящим изобретением МУД используется при передаче технической информации, относящейся к изготовлению двигательной системы (Фиг.6). На этапе 610 конкретный МУД ассоциируется с изготавливаемой двигательной системой, например, путем установления соответствия между серийным номером конкретного МУД и техническими требованиями конкретного двигателя или с серийным номером двигательной системы в базе данных.
Если двигательная система изготавливается на отдельной производственной установке, то МУД предусматривается на этой производственной установке. Если двигательная система производится на множестве производственных установок, то МУД предусматривается на первой производственной установке. На этапе 620 рабочий или станок, связанные с производственной установкой, изготавливают двигательную систему, а на этапе 630 рабочие сохраняют техническую информацию, касающуюся изготавливаемой двигательной системы. Как рассмотрено выше, техническая информация содержит информацию об изготовлении двигательной системы в процессе ее производства и когда ее изготовление завершено. Техническая информация может включать в себя, например, размерную информацию о двигательной системе, информацию о том, как двигательная система была произведена, информацию о том, какой станок или рабочий выполнили какой из этапов производства двигательной системы, информацию о времени и дате для конкретных этапов производства двигательной системы, информацию, точно идентифицирующую компоненты, смонтированные в двигательной системе, информацию контроля качества, выполненного для двигательной системы, и другую информацию.
В случае если двигательная система производится на множестве производственных установок, рабочий или рабочие, связанные с конкретной производственной установкой, могут сохранить техническую информацию, имеющую отношение к назначенной им производственной установке, и имеющую отношение ко всем этапам или к части этапов, выполненных на производственной установке. Когда каждая производственная установка завершает свою часть производства, МУД переходит к последующим производственным установкам вместе с узлами изготавливаемой двигательной системы. Этап 620, изготовление двигательной системы, и этап 630, сохранение технической информации в памяти МУД, повторяются на каждой производственной установке, пока двигательная система не будет изготовлена. Если никакая техническая информация не затребована на конкретной производственной установке или от рабочего, рабочий может пропустить задачу этапа 630 сохранения технической информации в памяти МУД.
Обмен информацией с МУД, например, сохранение технической информации, может быть выполнен с помощью модуля пользовательского интерфейса подобно тому, как описано выше относительно извлечения инструкций по сборке. Модуль пользовательского интерфейса может выдать запрос рабочему на определенную информацию, например, на устройстве отображения модуля пользовательского интерфейса, озвученный голосом и/или распечатанный на печатающем устройстве, связанном с модулем пользовательского интерфейса. Затем пользователь может ввести техническую информацию в модуль пользовательского интерфейса, например, с помощью клавиатуры модуля пользовательского интерфейса, сенсорного устройства отображения модуля пользовательского интерфейса или голосом.
Как и выше, в случае, если связь с МУД осуществляется по проводному соединению, рабочий может подсоединить модуль пользовательского интерфейса к МУД посредством кабеля для выполнения задачи сохранения технической информации на этапе 630. В случае если связь с МУД осуществляется беспроводным способом, рабочий может удерживать модуль пользовательского интерфейса поблизости от МУД для приема информации по беспроводной связи, в том числе технической информации. В случае если связь с МУД осуществляется способом, который не предусмотрен в конфигурации МУД, МУД может быть подсоединен к переходному модулю. Переходный модуль может быть подсоединен к МУД, например, перед первой производственной установкой или на первой производственной установке, и перемещаться с МУД от одной производственной установки к другой производственной установке, или переходный модуль может быть предусмотрен на каждой производственной установке, и подсоединяться к МУД каждый раз, когда техническая информация должна быть сохранена в МУД.
На этапе 640 техническая информация может быть извлечена из МУД. Техническая информация может извлекаться в конце каждого этапа в процессе производства двигательной системы, в другие временные интервалы в процессе производства двигателя или в конце изготовления двигательной системы. Извлечение технической информации в процессе производства двигательной системы дает возможность контролировать состояние изготовления двигательной системы, например определять, какие этапы производства были завершены, какие проблемы были обнаружены, кто участвовал в изготовлении двигательной системы и другую информацию. Техническая информация может быть извлечена с помощью модуля пользовательского интерфейса, как описано выше, или с помощью другого устройства.
Предполагается, что извлеченная техническая информация сохраняется вне МУД для дальнейшего использования, например в базе данных, относящейся к конкретной двигательной системе, в базе данных с технической информацией от других двигательных систем, или другим способом. Сохраненная техническая информация полезна при анализе изготовления двигательной системы. Например, информация о времени и дате может использоваться, чтобы анализировать время, затраченное на различные этапы, или сравнивать относительное время между производственными установками, выполняющими один и тот же этап производства, для использования в повышении эффективности производственного процесса. В другом примере, информация рабочего или производственной установки, размерная информация, информация контроля качества и другая информация, накопленная при изготовлении двигательной системы, может быть полезна позднее при анализе эксплуатационного отказа двигательной системы, а также такая информация может быть полезна для предотвращения отказов других подобных двигательных систем.
После завершения изготовления двигательной системы или в процессе ее изготовления, например, когда вся требуемая техническая информация накоплена, в памяти МУД могут быть сохранены инструкции по эксплуатации двигателя (этап 650). Если желательно или если требуется освободить память для инструкций по эксплуатации двигателя, техническая информация может быть удалена из памяти МУД. Предполагается, что техническая информация может оставаться в МУД для последующего обращения, например, со стороны рабочего, обслуживающего двигательную систему, которая установлена для ее практического применения, или со стороны производителя, когда двигательная система возвращена для восстановления.
В иллюстративном способе в соответствии с настоящим изобретением, изображенном на блок-схеме на Фиг.7, МУД используется при передаче и инструкций по сборке для использования при сборке двигательной системы, и технической информации, касающейся изготовления двигательной системы. На этапе 710 конкретный МУД ассоциируется с изготавливаемой двигательной системой, как описано выше. На этапе 720 инструкции по сборке для всего производственного процесса или в виде подмножества этапов производственного процесса сохраняются в памяти МУД.
Если двигательная система изготавливается на отдельной производственной установке, МУД предусматривается на данной производственной установке. Если двигательная система производится на множестве производственных установок, МУД предусматривается на первой производственной установке. На этапе 730 рабочий или рабочие, связанные с производственной установкой, или первая производственная установка извлекают инструкции по сборке или часть инструкций по сборке (ту, которая имеет отношение к данной производственной установке) из МУД и на этапе 740 производства изготавливают двигательную систему согласно инструкциям по сборке. На этапе 750 рабочий или станки, связанные с производственной установкой, сохраняют техническую информацию, касающуюся изготавливаемой двигательной системы, в памяти МУД. В случае если двигательная система производится на множестве производственных установок, МУД переходит к последующим производственным установкам вместе с узлами изготавливаемой двигательной системы. Этапы 730-750 повторяются на каждой производственной установке, пока изготовление двигательной системы не будет завершено. Любой из этапов 730 и 750 может быть пропущен на производственной установке, если никакие инструкции по сборке не предусмотрены для производственной установки (соответственно, пропускают этап 730), или если никакая техническая информация не накоплена на производственной установке (соответственно, пропускают этап 750).
На этапе 760 техническая информация может быть извлечена из МУД, и копия оставлена в памяти МУД или информация удалена из памяти МУД. Аналогично, инструкции по сборке могут оставаться в памяти МУД или быть удалены из памяти МУД. Дополнительная информация, например инструкции по ремонту, может быть сохранена в памяти МУД.
Когда изготовление двигательной системы завершено или в процессе ее изготовления в памяти МУД могут быть сохранены инструкции по эксплуатации двигателя (этап 770). Данный МУД может быть встроен в двигательную систему в процессе производства или другой МУД может быть встроен в двигательную систему, а данный МУД может применяться для повторного использования при производстве. В случае если МУД, используемый при производстве, не встраивается в двигательную систему, инструкции по эксплуатации двигателя могут быть сохранены в памяти МУД, который будет встраиваться в двигательную систему.
Преимущество настоящего изобретения состоит в том, что инструкции и информация, имеющая отношение к изготовлению двигательной системы, могут быть легко переданы в единый прибор, модуль управления двигателем (МУД). Более того, МУД сам является частью двигательной системы.
Другое преимущество изобретения состоит в том, что техническая информация, накопленная в процессе изготовления двигательной системы, накапливается в электронном виде. Информация в электронном виде легко переносится от МУД на другие устройства, не требуя преобразования между типами носителей и без ошибок, которые могут возникнуть вследствие преобразования. Например, технические данные, записанные в бумажном техническом паспорте, потребовали бы преобразования в электронный вид для хранения в компьютерной базе данных и могли пострадать от ошибок перезаписи данных. Кроме того, поскольку техническая информация изначально накапливается в электронном виде, данные могут обрабатываться (например, стандартизироваться для использования в компьютерной базе данных) по мере их ввода и передача от МУД на другие устройства является почти мгновенной.
В пределах объема настоящего изобретения находится применение принципов, изложенных в настоящем описании, для изготовления многих других устройств и систем и/или использование запоминающих устройств, отличных от МУД. Например, принципы, изложенные в настоящем описании, могут быть применены для изготовления потребительских или промышленных электронных устройств с использованием памяти электронного устройства для хранения производственной информации. В другом случае, МУД может использоваться для хранения производственной информации для устройства или системы, которые, в конечном счете, не будут встроены в двигательную систему (т.е. которые не являются частью двигательной системы). Вместо МУД, и это находится в пределах объема настоящего изобретения, могут использоваться типовые компьютер и память (такие, как микрокомпьютер на базе ПК, персональный цифровой помощник или персональное запоминающее устройство) или компьютер, специально разработанный или приспособленный для использования при сохранении производственной информации. Таким образом, предполагаются многочисленные вариации, использующие МУД, универсальный компьютер или специализированный компьютер для хранения производственной информации для двигательных систем или их субкомпонентов, или устройств или систем помимо двигательной системы и ее субкомпонентов.
Выше описано несколько вариантов осуществления настоящего изобретения. Тем не менее понятно, что могут быть сделаны различные модификации без отступления от сущности и объема настоящего изобретения. Соответственно, другие варианты осуществления находятся в рамках объема следующей формулы изобретения.