DE102023211096B3 - Method and system for determining wear of a component of a machine for maintenance of the component - Google Patents
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Abstract
Es wird ein Verfahren zum Bestimmen eines Verschleißes einer Komponente (4) einer Maschine (2) für eine Wartung der Komponente (4) beschrieben. Das Verfahren weist ein Erfassen (S1) von Daten zu einer Schwingung der Komponente (4) und ein Bestimmen (S2) von Audiodaten in Abhängigkeit von den erfassten Daten zur Schwingung auf. Ferner weist das Verfahren ein Ausgeben (S3) der Audiodaten an einen Nutzer an einem von der Komponente (4) unabhängigen Ort und ein Einlesen (S5) einer Eingabe des Nutzers zum Verschleiß der Komponente (4) basierend auf einem Hören (S4) der ausgegebenen Audiodaten durch den Nutzer auf. Ferner wird ein System beschrieben, welches eingerichtet ist, Schritte des Verfahrens auszuführen. A method for determining wear of a component (4) of a machine (2) for maintenance of the component (4) is described. The method comprises acquiring (S1) data relating to a vibration of the component (4) and determining (S2) audio data as a function of the acquired vibration data. The method further comprises outputting (S3) the audio data to a user at a location independent of the component (4) and reading in (S5) a user input relating to wear of the component (4) based on the user hearing (S4) the output audio data. A system is further described which is configured to carry out steps of the method.
Description
Technisches GebietTechnical area
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Bestimmen eines Verschleißes einer Komponente einer Maschine für eine Wartung der Komponente. Ferner bezieht sich die vorliegende Erfindung auf ein System, welches eingerichtet ist, Schritte eines solchen Verfahrens auszuführen.The present invention relates to a method for determining wear of a component of a machine for maintenance of the component. Furthermore, the present invention relates to a system configured to carry out steps of such a method.
Stand der TechnikState of the art
Während der Nutzung von Maschinen tritt Verschleiß an mechanisch beweglichen Teilen der Maschinen auf. Daher müssen solche Maschinen gewartet werden. Beispielsweise tritt Verschleiß an Rädern von Zügen auf, beispielsweise als Unebenheiten an den Laufflächen der Räder. Im Rahmen einer Wartung werden die Räder abgedreht, um diese Unebenheiten zu eliminieren. Beim Abdrehen wird Material vom Rad entfernt, weshalb diese Art der Wartung nur mit einer begrenzten Häufigkeit durchführbar ist. Daher ist es erforderlich festzustellen, ob ein Abdrehen des Rads im Rahmen einer Wartung tatsächlich notwendig ist, um weitere Nutzung des Rads gewährleisten zu können. Aus dem Stand der Technik ist bekannt, dass dafür Techniker im Rahmen einer Testfahrt mit dem Zug mitfahren und auf bestimmte Geräusche der Räder achten. Basierend auf den Geräuschen können Techniker dann den Verschleiß des Rades bestimmen. Damit kann unnötiges Abdrehen des Rads vermieden werden, was die Lebenszeit eines Rads verlängern kann. Eine Wartung kann jedoch durchgeführt werden, wenn es aufgrund der Geräusche vom Techniker als notwendig befunden worden ist. Ferner ist in der
Darstellung der ErfindungDescription of the invention
Die vorliegende Erfindung betrifft in einem ersten Aspekt ein Verfahren zum Bestimmen eines Verschleißes einer Komponente einer Maschine für eine Wartung der Komponente. Schritte des Verfahrens können mit einer Recheneinrichtung ausgeführt werden. Die Maschine kann beispielsweise ein Zug oder eine Windkraftanlage sein. Die Komponente kann beispielsweise ein Getriebe einer Windkraftanlage oder ein Rad eines Zuges sein. Ein Verschleiß der Komponente kann beispielsweise eine Flachstelle des Rades sein. Bei der Wartung der Komponente kann eine Inspektion der Komponente und alternativ oder zusätzlich ein Reparieren der Komponente durchgeführt werden. Beispielsweise kann, falls die Komponente ein Rad eines Zuges ist, das Rad im Rahmen der Wartung abgedreht werden.In a first aspect, the present invention relates to a method for determining wear of a component of a machine for servicing the component. Steps of the method can be carried out using a computing device. The machine can be, for example, a train or a wind turbine. The component can be, for example, a gearbox of a wind turbine or a wheel of a train. Wear of the component can, for example, be a flat spot on the wheel. During servicing of the component, an inspection of the component and, alternatively or additionally, a repair of the component can be carried out. For example, if the component is a wheel of a train, the wheel can be turned as part of the maintenance.
Das Verfahren weist ein Erfassen von Daten zu einer Schwingung der Komponente auf. Daten zu einer Schwingung der Komponente können beispielsweise Daten zu Körperschall der Komponente umfassen. Das Erfassen von Daten zu einer Schwingung der Komponente kann beispielsweise mit einem geeigneten Sensor durchgeführt werden. Das Erfassen der Schwingung kann während eines Betriebs der Maschine, beispielsweise während einer Fahrt des Zuges, durchgeführt werden. Der Sensor kann dabei eingerichtet sein, den Körperschall der Komponente direkt zu erfassen. Alternativ oder zusätzlich kann der Sensor eingerichtet sein, den Körperschall der Komponente indirekt, beispielsweise über ein direktes Erfassen einer durch den Körperschall der Komponente induzierten weiteren Schwingung, zu erfassen.The method comprises acquiring data relating to a vibration of the component. Data relating to a vibration of the component can, for example, include data relating to structure-borne noise of the component. The acquiring data relating to a vibration of the component can, for example, be carried out using a suitable sensor. The acquiring of the vibration can be carried out during operation of the machine, for example while the train is traveling. The sensor can be configured to directly acquire the structure-borne noise of the component. Alternatively or additionally, the sensor can be configured to acquire the structure-borne noise of the component indirectly, for example by directly acquiring a further vibration induced by the structure-borne noise of the component.
Ferner umfasst das Verfahren ein Bestimmen von Audiodaten in Abhängigkeit von den erfassten Daten zur Schwingung. Dabei können aus den Daten zur Schwingung der Komponente die Audiodaten abgeleitet werden. Beispielsweise kann die Schwingung der Komponente Luftschall erzeugen. So kann beispielsweise eine Schwingung des Rads ein Geräusch im Zug erzeugen. Beim Bestimmen von Audiodaten in Abhängigkeit von den erfassten Daten zur Schwingung können die Audiodaten so bestimmt werden, dass sie den durch die Schwingung der Komponente erzeugten Luftschall emulieren und nachbilden. So können die Audiodaten beispielsweise so bestimmt werden, dass sie das Geräusch im Zug nachbilden.The method further comprises determining audio data depending on the acquired vibration data. The audio data can be derived from the component vibration data. For example, the component vibration can generate airborne sound. For example, a wheel vibration can generate a noise in the train. When determining audio data depending on the acquired vibration data, the audio data can be determined such that it emulates and replicates the airborne sound generated by the component vibration. For example, the audio data can be determined such that it replicates the noise in the train.
Ferner umfasst das Verfahren ein Ausgeben der Audiodaten an einen Nutzer an einem von der Komponente unabhängigen Ort. Der Nutzer kann ein Techniker sein. Das Ausgeben wird mit einem Lautsprecher durchgeführt. Dabei ist der Lautsprecher an einem anderen Ort angeordnet wie die Komponente und kann dabei örtlich unabhängig von der Komponente sein. Beispielsweise ist der Lautsprecher stationär, während die Maschine, und damit die Komponente, mobil ist. Der Lautsprecher kann beispielsweise an einem Büroarbeitsplatz des Technikers angeordnet sein. Die Maschine als Zug kann dagegen mobil sein. Mittels des Ausgebens der Audiodaten kann ein Nutzer die Audiodaten hören.The method further comprises outputting the audio data to a user at a location independent of the component. The user can be a technician. The output is performed using a loudspeaker. The loudspeaker is located at a different location than the component and can be spatially independent of the component. For example, the loudspeaker is stationary, while the machine, and thus the component, is mobile. The loudspeaker can be located, for example, at an office workstation of the technician. The machine, in the form of a train, can, however, be mobile. By outputting the audio data, a user can hear the audio data.
Ferner umfasst das Verfahren ein Einlesen einer Eingabe des Nutzers zum Verschleiß der Komponente basierend auf einem Hören der ausgegebenen Audiodaten durch den Nutzer. Die Eingabe des Nutzers kann dabei unabhängig von einer künstlichen Intelligenz sein. Die Eingabe kann beispielsweise nur abhängig vom subjektiven Hören der ausgegebenen Audiodaten durch den Nutzer sein. Beispielsweise kann der Nutzer in den ausgegebenen Audiodaten hören, dass ein bestimmtes Geräusch oder ein bestimmter Ton in den Audiodaten vorkommt. Beispielsweise kann eine bestimmte Frequenz mit einer bestimmten Amplitude, also einem bestimmten Schalldruck, in den Audiodaten enthalten sein. Sodann kann die Eingabe des Nutzers zum Verschleiß in Abhängigkeit von der Frequenz und der bestimmten Amplitude zu der Frequenz durchgeführt werden. So weist beispielsweise ein bestimmter Verschleiß eines Rades eine bestimmte Frequenz auf, und der Nutzer kann dies beim Hören erkennen und somit eingeben.The method further comprises reading in a user input regarding the wear of the component based on the user listening to the output audio data. The user input can be independent of artificial intelligence. The input can, for example, only depend on the subjective hearing of the given audio data by the user. For example, the user can hear in the output audio data that a certain noise or tone occurs in the audio data. For example, a certain frequency with a certain amplitude, i.e. a certain sound pressure, can be contained in the audio data. The user's input regarding wear can then be carried out depending on the frequency and the specific amplitude relative to the frequency. For example, a certain degree of wear on a wheel has a certain frequency, and the user can recognize this when listening and thus enter it.
Das Verfahren stellt somit ein Zustandsüberwachungssystem dar. Dabei kann ein Zustand der Komponente, beispielsweise eines Rades eines Zuges, über Audiodaten an einem von der Komponente unabhängigen Ort, also remote, von dem Nutzer überwacht werden. Verschiedene Schäden eines Rads können dabei vom Nutzer über die Audiodaten erkannt werden, beispielsweise über verschiedene Frequenzen in den Audiodaten. Somit kann das Verfahren zum Bestimmen eines Verschleißes der Komponente ortsunabhängig von Nutzer und Komponente durchgeführt werden. Es ist nicht notwendig, dass sich der Nutzer am Ort der Schwingung der Komponente, also beispielsweise im Zug, aufhält und die Schwingung der Komponente vor Ort hört. Auf eine sogenannte Hörfahrt auf einer Teststrecke eines Zuges kann damit verzichtet werden. Vielmehr kann die Schwingung der Komponente während eines normalen Betriebs erzeugt werden und Daten zu solchen Schwingungen können während des normalen Betriebs erfasst werden. Diese erfassten Daten können dann ortsunabhängig als Audiodaten bestimmt und an den Nutzer ausgegeben werden. Alternativ oder zusätzlich kann auch zeitunabhängig der Nutzer zu einer späteren Zeit nach dem Erfassen der Daten zur Schwingung die ausgegebenen Audiodaten hören und eine Eingabe durchführen. Bei der Eingabe kann der Nutzer dabei den Verschleiß bestimmen. Gibt der Nutzer beispielsweise ein, dass ein bestimmter Verschleiß der Komponente vorliegt, so kann dann eine Wartung der Komponente durchgeführt werden, beispielsweise kann das Rad als Komponente abgedreht werden. Nur wenn der Nutzer beispielsweise auch eingibt, dass ein bestimmter Verschleiß der Komponente vorliegt, kann ein solches Abdrehen erfolgen. In anderen Fällen, wenn der Nutzer aufgrund des Hörens der Audiodaten nicht bestimmt, dass ein bestimmter Verschleiß des Rades vorliegt, kann auf ein Abdrehen verzichtet werden, so dass an Material des Rades gespart werden kann.The method thus represents a condition monitoring system. The condition of a component, for example, a train wheel, can be monitored remotely by the user via audio data at a location independent of the component. Various types of damage to a wheel can be detected by the user via the audio data, for example, via different frequencies in the audio data. This means that the method for determining component wear can be carried out regardless of the location of the user and the component. It is not necessary for the user to be at the location of the component's vibration, for example, in the train, and to hear the component's vibration on site. A so-called listening test on a train test track can thus be dispensed with. Rather, the component's vibration can be generated during normal operation, and data on such vibrations can be recorded during normal operation. This recorded data can then be recorded as audio data regardless of location and output to the user. Alternatively or additionally, the user can also listen to the output audio data and enter an input at a later time after the vibration data has been recorded. During the input, the user can determine the level of wear. For example, if the user indicates that a certain level of wear is present on the component, maintenance can be performed on the component, for example, the wheel can be turned. Only if the user also indicates that a certain level of wear is present on the component can such a turning be performed. In other cases, if the user does not determine that a certain level of wear is present on the wheel based on listening to the audio data, turning can be omitted, thus saving on the wheel's material.
Ferner ist das Verfahren dadurch gekennzeichnet, dass ein Erfassen von Daten zu einem Zustand der Komponente mit einem Sensor durchgeführt wird. Der Sensor kann dabei ein Hardware-Sensor der Maschine sein. Der Sensor zum Erfassen von Daten zu einem Zustand der Komponente kann dabei ein anderer oder der gleiche Sensor wie der Sensor zum Erfassen von Daten zu einer Schwingung der Komponente sein. Der Sensor zum Erfassen von Daten zu einem Zustand kann beispielsweise ein Beschleunigungssensor sein, welcher eingerichtet ist, ein Erfassen von Daten zu einem Beschleunigungszustand der Komponente durchzuführen. Ferner wird ein Bestimmen einer Information zu einem Zustand der Komponente in Abhängigkeit von den erfassten Daten zum Zustand durchgeführt. Beispielsweise kann das Bestimmen der Information zum Zustand durch einen Server durchgeführt werden. Dafür können die erfassten Daten zu einem Zustand der Komponente über Bluetooth an ein Gateway der Maschine und weiter von dem Gateway zum Server übertragen und gesendet werden. Das Bestimmen der Information zum Zustand der Komponente kann eine Schadensvorhersage sein. Diese Schadensvorhersage kann mit einem Algorithmus und alternativ oder zusätzlich mit einem trainierten neuronalen Netzwerk durchgeführt werden, beispielsweise mit einem vorgegebenen Konfidenzlevel. Ferner wird ein Ausgeben der bestimmten Information zum Zustand an den Nutzer durchgeführt. Beispielsweise kann das Ausgeben über ein Anzeigen mittels einer Anzeigeeinrichtung durchgeführt werden. Somit kann dem Nutzer Information zum Zustand, beispielsweise zu einem bestimmten Schadenszustand der Komponente, ausgegeben oder angezeigt werden. Ferner wird das Einlesen der Eingabe basierend auf der ausgegebenen Information zum Zustand durchgeführt. So kann ein Nutzer in Abhängigkeit der ausgegebenen Audiodaten und zusätzlich in Abhängigkeit von der ausgegebenen bestimmten Information zum Zustand den Verschleiß der Komponente bestimmen und in Form der Eingabe beim Einlesen vorgeben. So kann beispielsweise zunächst das Erfassen von Daten zum Zustand der Komponente, dann das Bestimmen der Information zum Zustand der Komponente und damit eine Schadensvorhersage durchgeführt werden. Diese Schadensvorhersage kann eine vorläufige Schadensvorhersage zu einem Verschleiß der Komponente darstellen und an den Nutzer ausgegeben werden. Zusätzlich können Daten zur Schwingung erfasst werden und Audiodaten in Abhängigkeit davon bestimmt werden. Diese werden zusätzlich zur bestimmten Information zum Zustand, beispielsweise der Schadensvorhersage, an den Nutzer ausgegeben. Der Nutzer trifft sodann basierend auf der Schadensvorhersage und den Audiodaten die Entscheidung, ob ein Verschleiß der Komponente vorliegt oder nicht. Dies kann beim Einlesen der Eingabe des Nutzers berücksichtigt werden. Beim Einlesen der Eingabe des Nutzers kann somit das Bestimmen der Information zu einem Zustand der Komponente verbessert werden.The method is further characterized in that data relating to a condition of the component is acquired using a sensor. The sensor can be a hardware sensor of the machine. The sensor for acquiring data relating to a condition of the component can be a different sensor or the same sensor as the sensor for acquiring data relating to a vibration of the component. The sensor for acquiring data relating to a condition can, for example, be an acceleration sensor configured to acquire data relating to an acceleration state of the component. Furthermore, information relating to a condition of the component is determined depending on the acquired data relating to the condition. For example, the information relating to the condition can be determined by a server. For this purpose, the acquired data relating to a condition of the component can be transmitted and sent via Bluetooth to a gateway of the machine and then from the gateway to the server. Determining the information relating to the condition of the component can be a damage prediction. This damage prediction can be carried out using an algorithm and, alternatively or additionally, using a trained neural network, for example, with a predetermined confidence level. Furthermore, the determined information relating to the condition is output to the user. For example, output can be performed via a display using a display device. This allows information about the condition, for example a specific damage status of the component, to be output or displayed to the user. Furthermore, the input is read in based on the output information about the condition. This allows a user to determine the wear of the component based on the output audio data and also based on the output specific information about the condition and to specify this in the form of the input during the read in. For example, data about the condition of the component can be recorded first, then the information about the condition of the component can be determined and thus a damage prediction can be carried out. This damage prediction can represent a preliminary damage prediction regarding wear of the component and be output to the user. In addition, vibration data can be recorded and audio data can be determined based on this. This is output to the user in addition to the specific information about the condition, for example the damage prediction. The user then decides whether the component is wearing or not based on the damage prediction and the audio data. This can be taken into account when reading in the user's input. When reading the user input, the determination of information about the state of the component can be improved.
Somit ist durch das Verfahren eine einfache Evaluierung der Schadensvorhersage der Komponente möglich. Die Schadensvorhersage kann dabei mit dem Algorithmus oder dem neuronalen Netzwerk automatisiert bestimmt werden. Diese automatisiert bestimmte Schadensvorhersage kann dann manuell und durch den Nutzer evaluiert werden, indem dieser die Audiodaten hört und die Eingabe vornimmt. So kann die Schadensvorhersage beispielsweise umfassen, dass ein Rad repariert werden muss, beispielsweise aufgrund einer Flachstelle. Der Nutzer hört sich dann die Audiodaten an und beschließt, dass die Schadensvorhersage und damit der Schaden nicht so gravierend ist. Sodann beschließt der Nutzer, in Form der Eingabe zum Verschleiß der Komponente einzugeben, dass das Rad noch nicht so weit verschlissen ist, dass eine Reparatur des Rades, beispielsweise mittels Abdrehens, durchgeführt werden muss. The method thus enables a simple evaluation of the component's damage prediction. The damage prediction can be determined automatically using the algorithm or the neural network. This automatically determined damage prediction can then be evaluated manually and by the user by listening to the audio data and making the input. For example, the damage prediction may include that a wheel needs to be repaired, for example due to a flat spot. The user then listens to the audio data and decides that the damage prediction and thus the damage is not that serious. The user then decides, in the form of the input regarding the component's wear, that the wheel is not yet so worn that it needs to be repaired, for example by turning it down.
Alternativ wird die Schadensvorhersage beim Evaluieren durch den Nutzer aufgrund der Audiodaten bestätigt und es erfolgt beispielsweise ein Reparieren des Rades mittels Abdrehens. Somit wird über das Verfahren eine effiziente und einfache Evaluierung der Schadensvorhersage bereitgestellt. Die Komponente, beispielsweise ein Rad, wird nur dann, aber auch genau dann, wenn es notwendig ist, repariert, also wenn der Nutzer basierend auf den Audiodaten bestätigt, dass die Schadensvorhersage zutrifft und die Komponente repariert werden muss. Ein Evaluieren der Schadensvorhersage der Komponente, also beispielsweise durch Mitfahrt und Testfahrt in einem Zug, ist somit nicht mehr notwendig. Zusätzlich zu der Schadensvorhersage kann somit der Nutzer basierend auf den automatisch erstellten Audiodaten den Verschleiß der Komponente evaluieren und eine Eingabe zum Einlesen vornehmen.Alternatively, the damage prediction is confirmed during evaluation by the user based on the audio data and, for example, the wheel is repaired by turning it. The method thus provides an efficient and simple evaluation of the damage prediction. The component, for example a wheel, is only repaired when and exactly when it is necessary, i.e. when the user confirms based on the audio data that the damage prediction is correct and the component needs to be repaired. Evaluating the damage prediction of the component, for example by riding along and testing it on a train, is therefore no longer necessary. In addition to the damage prediction, the user can evaluate the wear of the component based on the automatically generated audio data and enter an input for reading.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform kann das Verfahren dadurch gekennzeichnet sein, dass ein wiederholtes Bestimmen der Information zum Zustand der Komponente in Abhängigkeit von zumindest einer eingelesenen Eingabe zum Verschleiß der Komponente durchgeführt werden kann. Das wiederholte Bestimmen kann beispielsweise zeitlich nach dem Einlesen der Eingabe des Nutzers zum Verschleiß der Komponente basierend auf dem Hören der ausgegebenen Audiodaten durch den Nutzer durchgeführt werden. Mehrere Schritte des wiederholten Bestimmens können nach erneuten Schritten des Erfassens von Daten zur Schwingung, des Bestimmens der Audiodaten, des Ausgebens der Audiodaten an den Nutzer und des Einlesens einer Eingabe des Nutzers durchgeführt werden. Im Rahmen des wiederholten Bestimmens der Information zum Zustand der Komponente kann eine Schadensvorhersage der Komponente wiederholt bestimmt werden. Das wiederholte Bestimmen der Information zum Zustand der Komponente kann, wie das erste Bestimmen der Information zu einem Zustand der Komponente, beispielsweise durch ein neuronales Netzwerk durchgeführt werden. Das neuronale Netzwerk kann dabei in Abhängigkeit von zumindest einer eingelesenen Eingabe zum Verschleiß der Komponente trainiert werden. Somit kann das neuronale Netzwerk basierend auf der eingelesenen Eingabe zum Verschleiß der Komponente, alternativ basierend auf mehreren eingelesenen Eingaben zum Verschleiß der Komponente, trainiert werden. Das Trainieren kann iterativ durchgeführt werden. Somit kann das neuronale Netzwerk für zeitlich unterschiedlich ausgeführte Schritte des Bestimmens der Information zum Zustand der Komponente, also für ein initiales Bestimmen und für ein wiederholtes Bestimmen, unterschiedlich trainiert worden sein. Dadurch kann das Bestimmen durch das neuronale Netzwerk unterschiedlich durchgeführt werden. Beispielsweise wurde in einem ersten, initialen Schritt des Bestimmens der Information zum Zustand der Komponente in Form einer Schadensvorhersage ein Schadenszustand am Rad bestimmt und basierend auf den Audiodaten als Eingabe des Nutzers wurde kein Verschleiß der Komponente eingelesen. Das neuronale Netzwerk kann dann in Abhängigkeit der Eingabe trainiert werden. So kann beim wiederholten Bestimmen der Information zum Zustand basierend auf identischen Daten zum Zustand kein Schadenszustand durch das dann neu trainierte neuronale Netzwerk bestimmt werden.According to a further embodiment, the method can be characterized in that a repeated determination of the information on the condition of the component can be carried out depending on at least one read-in input regarding the wear of the component. The repeated determination can, for example, be carried out after the user's input regarding the wear of the component has been read in, based on the user listening to the output audio data. Several steps of the repeated determination can be carried out after further steps of acquiring data on the vibration, determining the audio data, outputting the audio data to the user, and reading in an input from the user. As part of the repeated determination of the information regarding the condition of the component, a damage prediction of the component can be repeatedly determined. The repeated determination of the information regarding the condition of the component can, like the first determination of the information regarding a condition of the component, be carried out, for example, by a neural network. The neural network can be trained depending on at least one read-in input regarding the wear of the component. The neural network can therefore be trained based on the input read in regarding the wear of the component, or alternatively based on multiple inputs read in regarding the wear of the component. Training can be carried out iteratively. The neural network can therefore be trained differently for steps of determining the information on the condition of the component that are carried out at different times, i.e. for an initial determination and for a repeated determination. This allows the determination to be carried out differently by the neural network. For example, in a first, initial step of determining the information on the condition of the component in the form of a damage prediction, a damage condition on the wheel was determined, and based on the audio data as input from the user, no wear on the component was read in. The neural network can then be trained depending on the input. Thus, when the information on the condition is repeatedly determined based on identical data on the condition, no damage condition can be determined by the newly trained neural network.
Die Schadensvorhersage und das Bestimmen der Information zum Zustand der Komponente kann damit verbessert werden. Die Schadensvorhersage kann somit exakter werden, und ein Evaluieren durch den Nutzer kann zu dann mehr und mehr zu einem Überprüfen der Schadensvorhersage werden. Über das iterativ wiederholte Bestimmen der Information zum Zustand der Komponente und Bestimmen und Ausgeben von Audiodaten und Einlesen einer Eingabe kann ein Trainingsdatensatz zum Trainieren des neuronalen Netzwerks upgedatet und verbessert werden. Die Trainingsdaten können beispielsweise in einem überwachten Lernen verwendet werden, um das neuronale Netzwerk zu trainieren und beispielsweise über die verschiedenen Iterationsschritte zu verbessern. Somit soll der Zustand erreicht werden, dass die Schadensvorhersage für ein besonders gut trainiertes neuronales Netzwerk nahezu oder vollständig 100% einer Eingabe des Nutzers zum Verschleiß basierend auf Audiodaten entspricht. Alternativ oder zusätzlich kann somit das Bestimmen der Information zum Zustand der Komponente und die Schadensvorhersage an einen speziellen Kunden und alternativ oder zusätzlich an eine bestimmte Komponente der Maschine angepasst werden. Über das Feedback über das Einlesen der Eingabe vom Nutzer zu den ausgegebenen Audiodaten kann somit das zunächst allgemein und unspezifisch trainierte neuronale Netzwerk spezifischer, beispielsweise kundenspezifischer, trainiert werden.This can improve damage prediction and the determination of information on the condition of the component. This can make damage prediction more precise, and user evaluation can then increasingly become a verification of the damage prediction. By iteratively determining information on the condition of the component, determining and outputting audio data, and reading in an input, a training data set for training the neural network can be updated and improved. The training data can, for example, be used in supervised learning to train the neural network and, for example, improve it over the various iteration steps. The aim is to achieve a state where the damage prediction for a particularly well-trained neural network corresponds almost or completely 100% to a user input on wear based on audio data. Alternatively or additionally, the determination of information on the condition of the component and the damage prediction can be adapted to a specific customer and, alternatively or additionally, to a specific component of the machine. The feedback from reading in the user input to the output audio data can thus be used to update the initially general and unspecific fish trained neural network can be trained more specifically, for example customer-specifically.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform kann das Verfahren dadurch gekennzeichnet sein, dass beim Erfassen von Daten zu einer Schwingung der Komponente ein Erfassen von Beschleunigungsdaten der Komponente mit einem Beschleunigungssensor durchgeführt werden kann. Dieser Beschleunigungssensor kann, muss aber nicht der gleiche Sensor wie zum Erfassen von Daten zu dem Zustand der Komponente wie zuvor beschrieben sein. Also muss der Beschleunigungssensor, zum hier beschriebenen Erfassen von Beschleunigungsdaten, nicht der gleiche wie für das Bestimmen von Information zum Zustand der Komponente und damit zur Schadensvorhersage sein. Der Beschleunigungssensor kann beispielsweise an einem Drehgestell und alternativ oder zusätzlich am Rad angeordnet sein. Alternativ kann der Beschleunigungssensor in etwa einem halben oder ganzen Meter Entfernung vom Rad oder dem Drehgestell angeordnet sein. Ferner kann das Bestimmen von Audiodaten in Abhängigkeit von den erfassten Beschleunigungsdaten durchgeführt werden. Es können im Schritt des Bestimmens von Audiodaten die Beschleunigungsdaten in Audiodaten konvertiert werden. Bestimmte Beschleunigungen, welche in Form von Beschleunigungsdaten der Komponente gemessen worden sind, können beispielsweise in bestimmte Frequenzen und Amplituden in den Audiodaten konvertiert werden. Dabei können diese Beschleunigungen der Komponente Geräusche induzieren, und die bestimmten Audiodaten können diese Geräusche emulieren. Vor dem Bestimmen von Audiodaten in Abhängigkeit von den erfassten Beschleunigungsdaten können diese Beschleunigungsdaten nachbearbeitet, beispielsweise digital nachbearbeitet, werden. Bei diesem Nachbearbeiten können schadensbezogene Informationen aus den erfassten Daten zur Schwingung identifiziert werden. Diese schadensbezogenen Informationen können in Audiodaten konvertiert werden und alternativ oder zusätzlich können die Audiodaten in Abhängigkeit dieser schadensbezogenen Information bestimmt werden können.According to a further embodiment, the method can be characterized in that, when acquiring data relating to a vibration of the component, acceleration data of the component can be acquired using an acceleration sensor. This acceleration sensor can, but does not have to, be the same sensor as used for acquiring data relating to the condition of the component as described above. Therefore, the acceleration sensor used for acquiring acceleration data as described here does not have to be the same as that used for determining information relating to the condition of the component and thus for damage prediction. The acceleration sensor can, for example, be arranged on a bogie and alternatively or additionally on the wheel. Alternatively, the acceleration sensor can be arranged approximately half a meter or a meter away from the wheel or the bogie. Furthermore, the determination of audio data can be carried out depending on the acquired acceleration data. In the step of determining audio data, the acceleration data can be converted into audio data. Certain accelerations that have been measured in the form of acceleration data of the component can, for example, be converted into certain frequencies and amplitudes in the audio data. These accelerations of the component can induce noise, and the recorded audio data can emulate these noises. Before determining audio data based on the acquired acceleration data, this acceleration data can be post-processed, for example, digitally post-processed. During this post-processing, damage-related information can be identified from the recorded vibration data. This damage-related information can be converted into audio data, and alternatively or additionally, the audio data can be determined based on this damage-related information.
Somit können Daten zur Schwingung der Komponente über den Beschleunigungssensor erfasst und dann in Audiodaten umgewandelt werden. Diese Audiodaten können dann an den Nutzer ausgegeben werden. Somit kann auch eine erfasste Beschleunigung der Komponente zum Evaluieren der Schadensvorhersage verwendet werden. Eine klassische Hörfahrt im Zug kann somit mit dem Verfahren vermieden werden, wobei Schwingungen der Komponente, beispielsweise ausgelöst durch eine Fahrt, Luftschall und Geräusche induzieren können. Auch bei der Hörfahrt kann also ein Nutzer die Beschleunigung der Komponente in Form von Luftschall, induziert durch die Beschleunigung der Komponente, zumindest indirekt hören und somit einen Verschleiß der Komponente bestimmen bzw. eine Schadensvorhersage evaluieren. Das Verfahren bietet die Möglichkeit, dies remote zu tun.This allows data on the vibration of the component to be recorded via the acceleration sensor and then converted into audio data. This audio data can then be output to the user. This means that a recorded acceleration of the component can also be used to evaluate the damage prediction. The method can therefore avoid a classic audio test on a train, where vibrations of the component, triggered for example by a journey, can induce airborne sound and noise. Even during the audio test, a user can at least indirectly hear the acceleration of the component in the form of airborne sound induced by the acceleration of the component and thus determine wear on the component or evaluate a damage prediction. The method offers the option of doing this remotely.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform kann das Verfahren dadurch gekennzeichnet sein, dass beim Erfassen von Daten zu einer Schwingung der Komponente ein Erfassen von Beschleunigungsdaten der Komponente mit einem Beschleunigungssensor durchgeführt werden kann. Ausgestaltungen der Ausführungsform sind der weiter oben beschriebenen entsprechenden Ausführungsform zu entnehmen. Ferner kann das Verfahren dadurch gekennzeichnet sein, dass ein Bestimmen einer Information zu einem Zustand der Komponente in Abhängigkeit von erfassten Daten zum Zustand der Komponente durchgeführt werden kann. Ausgestaltungen der Ausführungsform sind der weiter oben beschriebenen entsprechenden Ausführungsform zu entnehmen. Ferner kann das Verfahren dadurch gekennzeichnet sein, dass das Erfassen von Beschleunigungsdaten durchgeführt wird, sobald das Bestimmen der Information zum Zustand der Komponente durchgeführt worden ist. So kann zeitlich nach dem erstmaligen Bestimmen der Information zum Zustand der Komponente das Erfassen von Beschleunigungsdaten durchgeführt werden, beispielsweise fortlaufend und sodann zeitlich periodisch getriggert.According to a further embodiment, the method can be characterized in that, when data relating to a vibration of the component are acquired, acceleration data of the component can be acquired using an acceleration sensor. Refinements of the embodiment can be found in the corresponding embodiment described above. Furthermore, the method can be characterized in that information relating to a state of the component can be determined as a function of acquired data relating to the state of the component. Refinements of the embodiment can be found in the corresponding embodiment described above. Furthermore, the method can be characterized in that the acquisition of acceleration data is carried out as soon as the information relating to the state of the component has been determined. Thus, the acquisition of acceleration data can be carried out after the information relating to the state of the component has been determined for the first time, for example continuously and then triggered periodically.
Mit dem Verfahren erhält man somit ab dem erstmaligen Bestimmen der Information zum Zustand der Komponente fortlaufend Beschleunigungsdaten, so dass in Abhängigkeit davon Audiodaten für den Nutzer bestimmt werden können. Nach einer Schadensvorhersage können somit Audiodaten für beliebige Zeitpunkte zum Evaluieren der Schadensvorhersage bestimmt werden.This method thus continuously obtains acceleration data from the initial determination of information about the component's condition, allowing audio data to be determined for the user based on this information. After a damage prediction, audio data can be determined for any point in time to evaluate the damage prediction.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform kann das Verfahren dadurch gekennzeichnet sein, dass beim Erfassen von Daten zu einer Schwingung der Komponente ein Erfassen von Schalldaten der Komponente mit einem Mikrofon durchgeführt werden kann. Das Mikrofon kann beispielsweise in dem Zug angeordnet sein, alternativ außerhalb des Zuges. Das Mikrofon kann an einem Ort der Maschine, wie beispielsweise des Zuges, angeordnet sein, von dem aus man Schall der Komponente, beispielsweise aufgrund eines Schadens der Komponente, gut hören und mit dem Mikrofon aufnehmen kann. Das Mikrofon kann statisch oder mobil sein. Ferner kann das Bestimmen von Audiodaten in Abhängigkeit von den erfassten Schalldaten durchgeführt werden. Vor dem Bestimmen der Audiodaten in Abhängigkeit von den erfassten Schalldaten können die Schalldaten nachbearbeitet werden, beispielsweise digital nachbearbeitet werden, um schadensbezogene Information zu identifizieren. Die Audiodaten können in Abhängigkeit von der identifizierten schadensbezogenen Information bestimmt werden. Die Audiodaten können beispielsweise den Luftschall emulieren, welcher am Ort des Mikrofons aufgrund der Schwingung der Komponente vorherrscht. Das Erfassen von Schalldaten kann unabhängig vom Erfassen von Beschleunigungsdaten durchgeführt werden. Das Bestimmen von Audiodaten in Abhängigkeit von Schalldaten kann unabhängig vom Bestimmen von Audiodaten in Abhängigkeit von Beschleunigungsdaten durchgeführt werden.According to a further embodiment, the method can be characterized in that, when acquiring data relating to a vibration of the component, sound data of the component can be acquired using a microphone. The microphone can be arranged, for example, in the train, or alternatively outside the train. The microphone can be arranged at a location on the machine, such as the train, from which sound from the component can be clearly heard, for example due to damage to the component, and recorded with the microphone. The microphone can be static or mobile. Furthermore, the determination of audio data can be carried out depending on the acquired sound data. Before determining the audio data depending on the acquired sound data, the sound data can be post-processed, for example digitally post-processed, in order to The audio data can be determined based on the identified damage-related information. For example, the audio data can emulate the airborne sound that prevails at the location of the microphone due to the vibration of the component. Acquiring sound data can be performed independently of acquiring acceleration data. Determining audio data based on sound data can be performed independently of determining audio data based on acceleration data.
Mittels des Erfassens der Daten zur Schwingung der Komponente über das Erfassen von Schalldaten mit dem Mikrofon kann das Vorgehen bei einer herkömmlichen Testfahrt möglichst genau emuliert werden. So nimmt der Nutzer bei einer möglichen Testfahrt durch Hören der Schalldaten Geräusche wahr und evaluiert somit eine Schadensvorhersage der Komponente beziehungsweise trifft Entscheidungen, inwiefern die Komponente verschlissen ist. Durch Verwendung des Mikrofons zum Erfassen der Schalldaten im Rahmen des Verfahrens kann dieses Vorgehen realitätsnah durch das Verfahren emuliert werden. Wird auf das Mikrofon verzichtet, können die Audiodaten beispielsweise basierend auf den Beschleunigungsdaten bestimmt werden, was aufgrund geringeren Entwicklungsaufwands günstiger sein kann. Für den gleichen Zeitraum können beispielsweise sowohl Schalldaten als auch Beschleunigungsdaten erfasst und in Abhängigkeit davon unterschiedliche Audiodaten bestimmt werden. Der Nutzer erhält somit unterschiedliche Audiodaten, um möglichst genau den Verschleiß einer Komponente zu bestimmen. In einer alternativen Ausführungsform wird für einen ersten Zeitraum das Bestimmen der Audiodaten in Abhängigkeit von erfassten Schalldaten durchgeführt, und in einem zweiten Zeitraum, welcher zeitlich nach dem ersten Zeitraum ist, wird das Bestimmen in Abhängigkeit von erfassten Beschleunigungsdaten durchgeführt. Somit ist es beispielsweise nicht immer notwendig, stets Schalldaten zu erfassen.By capturing component vibration data using a microphone, the process of a conventional test drive can be emulated as accurately as possible. During a potential test drive, the user perceives noises by listening to the sound data and thus evaluates a damage prediction for the component or makes decisions about the extent to which the component is worn. By using the microphone to capture the sound data as part of the process, this process can be realistically emulated by the process. If the microphone is omitted, the audio data can be determined based on the acceleration data, for example, which can be more cost-effective due to lower development effort. For the same period, for example, both sound data and acceleration data can be captured, and different audio data can be determined depending on them. The user thus receives different audio data in order to determine the wear of a component as accurately as possible. In an alternative embodiment, the audio data is determined for a first period based on the captured sound data, and in a second period, which follows the first period, the determination is carried out based on the captured acceleration data. For example, it is not always necessary to record sound data.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform kann das Verfahren dadurch gekennzeichnet sein, dass beim Erfassen von Daten zu einer Schwingung der Komponente ein Erfassen von Schalldaten der Komponente mit einem Mikrofon durchgeführt werden kann. Ausgestaltungen der Ausführungsform sind der weiter oben beschriebenen entsprechenden Ausführungsform zu entnehmen. Ferner kann das Verfahren dadurch gekennzeichnet sein, dass ein Bestimmen einer Information zu einem Zustand der Komponente in Abhängigkeit von erfassten Daten zum Zustand der Komponente durchgeführt werden kann. Ausgestaltungen der Ausführungsform sind der weiter oben beschriebenen entsprechenden Ausführungsform zu entnehmen. Ferner kann das Erfassen von Schalldaten durchgeführt werden, wenn als Zustand der Komponente ein Schadenszustand bestimmt worden ist. Das Erfassen von Schalldaten kann beispielsweise nur dann durchgeführt werden, wenn als Zustand der Komponente ein Schadenszustand bestimmt worden ist. Wenn beispielsweise als Schadenszustand eine Flachstelle am Rad im Rahmen der Schadensvorhersage bestimmt worden ist, kann das Erfassen von Schalldaten durchgeführt werden. Dann kann das Mikrofon eingeschaltet und zum Erfassen der Schalldaten der Komponente verwendet werden.According to a further embodiment, the method can be characterized in that, when data relating to a vibration of the component is acquired, sound data of the component can be acquired using a microphone. Embodiments of the embodiment can be found in the corresponding embodiment described above. Furthermore, the method can be characterized in that information relating to a condition of the component can be determined as a function of acquired data relating to the condition of the component. Embodiments of the embodiment can be found in the corresponding embodiment described above. Furthermore, the acquisition of sound data can be carried out if a damage condition has been determined as the condition of the component. For example, the acquisition of sound data can only be carried out if a damage condition has been determined as the condition of the component. For example, if a flat spot on the wheel has been determined as the damage condition within the framework of the damage prediction, the acquisition of sound data can be carried out. The microphone can then be switched on and used to acquire the sound data of the component.
Damit kann eine Leistungsaufnahme des Mikrofons verringert werden. Dadurch kann ein besonders effizient arbeitendes Verfahren bereitgestellt werden.This reduces the microphone's power consumption, providing a particularly efficient process.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform kann das Verfahren dadurch gekennzeichnet sein, dass ein Senden der erfassten Daten zur Schwingung der Komponente an einen Server durchgeführt werden kann. Beispielsweise können die erfassten Daten zur Schwingung der Komponente entweder von dem Mikrofon und alternativ oder zusätzlich von dem Beschleunigungssensor über ein Gateway, wie beispielsweise ein Gateway des Zuges, an den Server gesendet werden. Die Kommunikation zum Gateway kann über Bluetooth und vom Gateway an den Server über Mobilfunk erfolgen. Das Bestimmen von Audiodaten kann durch den Server durchgeführt werden. Im Rahmen des Bestimmens der Audiodaten kann auch ein Nachbearbeiten, beispielsweise mit Filtern, von Beschleunigungsdaten und alternativ oder zusätzlich von Schalldaten durch den Server durchgeführt werden. Der Server kann dann zum Ausgeben die Audiodaten an einen Lautsprecher senden, beispielsweise über Mobilfunk.According to a further embodiment, the method can be characterized in that the recorded data on the vibration of the component can be sent to a server. For example, the recorded data on the vibration of the component can be sent to the server either from the microphone and alternatively or additionally from the acceleration sensor via a gateway, such as a train gateway. Communication to the gateway can be via Bluetooth and from the gateway to the server via mobile radio. The determination of audio data can be carried out by the server. As part of the determination of the audio data, post-processing, for example with filters, of acceleration data and alternatively or additionally of sound data can also be carried out by the server. The server can then send the audio data to a loudspeaker for output, for example via mobile radio.
Somit kann Rechenleistung eines Servers, beispielsweise ausgebildet als Cloud, verwendet werden, um rechenintensive Schritte des Verfahrens durchzuführen. Thus, the computing power of a server, for example designed as a cloud, can be used to carry out computationally intensive steps of the process.
Rechenintensive Schritte können beispielsweise das Bestimmen der Audiodaten, und dabei das Nachbearbeiten der Audiodaten, sein. Das kann die Effizienz des Verfahrens erhöhen, indem weitere Einrichtungen, welche zum Ausführen von anderen Schritten des Verfahrens eingerichtet sind, nicht zum Ausführen rechenintensiver Schritte des Verfahrens ausgebildet sein müssen.Computationally intensive steps can include, for example, determining the audio data and, in the process, post-processing the audio data. This can increase the efficiency of the method by eliminating the need for additional devices configured to perform other steps of the method to perform computationally intensive steps of the method.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform kann das Verfahren dadurch gekennzeichnet sein, dass beim Ausgeben der Audiodaten ein Hochladen der Audiodaten auf ein Dashboard durchgeführt werden kann. Das Dashboard kann zur Interaktion mit dem Nutzer, wie dem Techniker, eingerichtet sein. Über das Dashboard kann der Nutzer verschiedene Audiodaten auswählen, beispielsweise zum Hören. Auch kann über das Hochladen auf das Dashboard das Ausgeben über ein visuelles Ausgeben der Audiodaten durchgeführt werden, indem beispielsweise Frequenz und Schallamplitude der Audiodaten grafisch dargestellt, ausgeben und angezeigt werden.According to a further embodiment, the method can be characterized in that, when outputting the audio data, the audio data can be uploaded to a dashboard. The dashboard can be configured for interaction with the user, such as the technician. Via the dashboard, the user can perform various Select audio data, for example, for listening. You can also upload it to the dashboard to output the audio data visually, for example, by graphically representing, outputting, and displaying the frequency and sound amplitude of the audio data.
Somit kann der Nutzer beim Hören der ausgegebenen Audiodaten und somit beim Vorbereiten der Eingabe unterstützt werden, indem er nicht nur auditiv die Audiodaten wahrnehmen kann, sondern zusätzlich visuell. Zudem kann der Nutzer aus einer Vielzahl an unterschiedlichen Audiodaten, beispielsweise mehrerer unterschiedlicher Audiodaten aus unterschiedlichen Fahrszenarien für eine bestimmte Komponente, auswählen. Dies erleichtert das Evaluieren und damit das Bestimmen eines Verschleißes der Komponente.This allows the user to listen to the output audio data and thus prepare the input by allowing them to perceive the audio data not only audibly but also visually. Furthermore, the user can select from a variety of different audio data, for example, several different audio data sets from different driving scenarios for a specific component. This facilitates evaluation and thus the determination of component wear.
Ein zweiter Aspekt der vorliegenden Erfindung betrifft ein System, welches eingerichtet ist, Schritte des Verfahrens nach einer Ausführungsform des ersten Aspekts der vorliegenden Erfindung auszuführen. Das System umfasst dabei eine Schwingungserfassungseinrichtung, wie ein Mikrofon oder einen Beschleunigungssensor, welche eingerichtet sein können, das Erfassen von Daten zu einer Schwingung der Komponente durchzuführen. Ferner weist das System einen Server, beispielsweise ausgebildet als Cloud, einen Lautsprecher und eine Eingabevorrichtung auf. Das System kann einen Sensor, wie einen Beschleunigungssensor, zum Erfassen von Daten zu einem Zustand der Komponente umfassen. Der Sever kann eingerichtet sein, ein Bestimmen einer Information zu einem Zustand der Komponente in Abhängigkeit von den erfassten Daten durchzuführen. Der Server kann demnach eine Schadensvorhersage für eine Komponente durchführen. Ferner kann das System ein Gateway für eine Kommunikation zwischen dem Sensor, einer Schwingungserfassungseinrichtung und dem Server umfassen. Ferner kann das System zum Hochladen der Audiodaten ein Dashboard umfassen.A second aspect of the present invention relates to a system configured to carry out steps of the method according to an embodiment of the first aspect of the present invention. The system comprises a vibration detection device, such as a microphone or an acceleration sensor, which can be configured to collect data relating to a vibration of the component. The system further comprises a server, for example, configured as a cloud, a loudspeaker, and an input device. The system can comprise a sensor, such as an acceleration sensor, for collecting data relating to a condition of the component. The server can be configured to determine information relating to a condition of the component based on the collected data. The server can therefore perform a damage prediction for a component. The system can further comprise a gateway for communication between the sensor, a vibration detection device, and the server. The system can further comprise a dashboard for uploading the audio data.
Kurze Beschreibung der FigurenShort description of the characters
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1 zeigt schematisch Schritte eines Verfahrens zum Bestimmen eines Verschleißes einer Komponente einer Maschine für eine Wartung der Komponente.1 shows schematically steps of a method for determining wear of a component of a machine for maintenance of the component. -
2 zeigt schematisch Einrichtungen eines Systems zum Ausführen von Schritten des schematisch in1 gezeigten Verfahrens.2 shows schematically means of a system for carrying out steps of the schematically in1 procedure shown.
Detaillierte Beschreibung von AusführungsformenDetailed description of embodiments
Mit einer der Schwingungserfassungseinrichtungen 7, 8 wird ein Erfassen S1 von Daten zu einer Schwingung der Komponente 4 durchgeführt. Die Schwingungserfassungseinrichtungen 7, 8 umfassen dabei den Beschleunigungssensor 7 sowie das Mikrofon 8. Sodann wird ein Senden S9 der erfassten Daten zur Schwingung der Komponente 4 an den Server 12 durchgeführt. Dies erfolgt über das Gateway 10, wobei die erfassten Daten zur Schwingung der Komponente 4 über Bluetooth an das Gateway 10 und dann weiter über Mobilfunk an den Server 12 gesendet werden. Sodann wird durch den Server 12 ein Bestimmen S2 von Audiodaten in Abhängigkeit von den erfassten Daten zur Schwingung durchgeführt. Sodann wird ein Senden der bestimmten Audiodaten vom Server 12 an den Lautsprecher 16 durchgeführt. Der Lautsprecher 16 führt ein Ausgeben S3 der Audiodaten an einen Nutzer an einen von der Komponente 4 unabhängigen Ort durch. Der Lautsprecher 16 ist damit örtlich unabhängig von der Maschine 2. Beim Ausgeben S3 der Audiodaten wird ein Hochladen S3.1 der Audiodaten auf das Dashboard 14 durchgeführt. Der Nutzer wählt an dem Dashboard 14 Audiodaten aus, um diese anzuhören. Zudem sieht er visuell die Audiodaten, beispielsweise in Form von bestimmten Frequenzen und Amplituden. Sodann wird ein Hören S4 der ausgegebenen Audiodaten durch den Nutzer durchgeführt. Sodann wird über die Eingabevorrichtung 18 ein Einlesen S5 der Eingabe des Nutzers zum Verschleiß der Komponente 4 durchgeführt. Der Nutzer gibt hierbei an, inwiefern das Rad als Komponente 4 verschlissen ist und repariert werden muss.One of the
Zeitlich vor dem Erfassen S1 wird ein Erfassen S6 von Daten zu einem Zustand der Komponente 4 mit dem Sensor 6 durchgeführt. In der hier gezeigten Ausführungsform sind der Sensor 6 und der Beschleunigungssensor 7 separat ausgebildet. In einer nicht weiter gezeigten alternativen Ausführungsform sind Sensor 6 und Beschleunigungssensor 7 als ein und derselbe Sensor ausgebildet. Der Sensor 6 in der gezeigten Ausführungsform ist ebenfalls als Beschleunigungssensor zum Erfassen von Beschleunigungsdaten der Komponente 4 ausgebildet. Ferner erfolgt ein Senden der erfassten Daten zum Zustand der Komponente 4 von dem Sensor 6 über das Gateway 10 an den Server 12. Durch den Server 12 wird ein Bestimmen S7 einer Information zu einem Zustand der Komponente 4 in Abhängigkeit von den erfassten Daten zum Zustand durchgeführt. Mit einem trainierten neuronalen Netzwerk wird somit ein Schadenszustand der Komponente 4 durch den Server 12 bestimmt. Damit wird für die Komponente 4 eine Schadensvorhersage bestimmt. Sodann wird ein Ausgeben S8 der bestimmten Information zum Zustand an den Nutzer durchgeführt, hier über das Dashboard 14. Das Einlesen S5 der Eingabe wird basierend auf der ausgegebenen Information zum Zustand durchgeführt. Es wird zeitlich vor dem Bestimmen S2 von Audiodaten zunächst eine Schadensvorhersage mit dem trainierten neuronalen Netz des Servers 12 durchgeführt. Diese Schadensvorhersage sagt beispielsweise aus, dass die Komponente 4 einen Schadenszustand aufweist. Diese Information wird dem Nutzer ausgegeben. Sodann werden auch die Audiodaten dem Nutzer ausgegeben. Basierend auf diesen beiden ausgegebenen Daten wird nun ein Evaluieren der Schadensvorhersage durch den Nutzer mittels der Audiodaten durchgeführt. Somit kann ein Nutzer automatisch durch den Server 12 bestimmte Schadensvorhersagen evaluieren und entweder korrigieren oder bestätigen.Before the acquisition S1, an acquisition S6 of data is carried out on a state of the
Zeitlich nach zumindest einem ersten Einlesen S5 der Eingabe des Nutzers wird ein wiederholtes Bestimmen S7.0 der Information zum Zustand der Komponente 4 durchgeführt. Dieses wiederholte Bestimmen S7.0 wird in Abhängigkeit von zumindest einer eingelesenen Eingabe zum Verschleiß der Komponente 4 durchgeführt. So wird zunächst die Schadensvorhersage zumindest einmal durch den Nutzer evaluiert. Basierend auf dieser evaluierten Schadensvorhersage wird sodann ein Erzeugen eines Trainingsdatensatzes und zumindest teilweise ein erneutes Trainieren des neuronalen Netzwerks mit diesen erzeugten Trainingsdaten durchgeführt. Dieses neu trainierte neuronale Netzwerk wird dann zum wiederholten Bestimmen S7.0 der Information zum Zustand der Komponente 4 verwendet, also für eine erneute Schadensvorhersage der Komponente 4. Somit wird das Bestimmen der Information zum Zustand der Komponente 4 iterativ für eine immer besser werdende Schadensvorhersage der Komponente 4 verbessert.After at least a first reading S5 of the user's input, a repeated determination S7.0 of the information on the condition of
Beim Erfassen S1 von Daten zu einer Schwingung der Komponente 4 wird ein Erfassen S1.1 von Beschleunigungsdaten der Komponente 4 mit dem Beschleunigungssensor 7 durchgeführt. Diese erfassten Beschleunigungsdaten werden über Bluetooth an das Gateway 10 und dann weiter an den Server 12 über Mobilfunk gesendet. Das Bestimmen S2 von Audiodaten durch den Server 12 wird in Abhängigkeit von den erfassten Beschleunigungsdaten durchgeführt. Dabei werden schadensspezifische Beschleunigungen identifiziert und basierend darauf werden die Audiodaten bestimmt. Das Erfassen S1.1 von Beschleunigungsdaten wird durchgeführt, sobald das Bestimmen S7 der Information zum Zustand der Komponente 4 durchgeführt worden ist. Sobald also eine erste Schadensvorhersage bestimmt worden ist, wird das Erfassen S1.1 der Beschleunigungsdaten der Komponente 4 durchgeführt.When data relating to a vibration of
In der hier gezeigten Ausführungsform weist die Maschine 2 neben dem Beschleunigungssensor 7 zusätzlich das Mikrofon 8 auf. Beim Erfassen S1 von Daten zu einer Schwingung der Komponente 4 wird ein Erfassen S1.2 von Schalldaten der Komponente 4 mit dem Mikrofon 8 durchgeführt. Dies wird in einer Ausführungsform parallel und unabhängig vom Erfassen S1.1 von Beschleunigungsdaten der Komponente 4 mit dem Beschleunigungssensor 7 durchgeführt. In einer hier nicht gezeigten Ausführungsform werden die Schritte des Erfassens S1.1 und S1.2 von Beschleunigungsschalldaten abhängig voneinander durchgeführt. Diese erfassten Schalldaten werden über Bluetooth an das Gateway 10 und dann über Mobilfunk an den Server 12 gesendet. Im Server 12 wird das Bestimmen S2 von Audiodaten in Abhängigkeit von erfassten Schalldaten durchgeführt. Dabei werden schadensspezifische Informationen aus den Schalldaten gefiltert und in Abhängigkeit dieser schadensspezifischen Information werden die Audiodaten bestimmt. Das Erfassen S1.2 von Schalldaten wird durchgeführt, wenn als Zustand der Komponente 4 ein Schadenszustand bestimmt worden ist. So wird im Rahmen der Schadensvorhersage ein Schadenszustand der Komponente 4 bestimmt und nur dann, wenn im Rahmen der Schadensvorhersage für die Komponente 4 ein Schadenszustand bestimmt worden ist, wird auch das Erfassen S1.2 von Schalldaten mit dem Mikrofon 8 durchgeführt. Dies verringert die Leistungsaufnahme des Mikrofons 8. Nur wenn über die Schadensvorhersage angezeigt wird, dass ein Evaluieren eines potenziellen Schadenszustands notwendig ist, wird das Mikrofon 8 zum Erfassen S1.2 von Schalldaten eingeschaltet.In the embodiment shown here, the
BezugszeichenReference symbol
- 22
- Maschinemachine
- 44
- Komponentecomponent
- 66
- Sensorsensor
- 77
- BeschleunigungssensorAccelerometer
- 88
- Mikrofonmicrophone
- 1010
- GatewayGateway
- 1212
- Serverserver
- 1414
- DashboardDashboard
- 1616
- LautsprecherSpeaker
- 1818
- EingabevorrichtungInput device
- S1S1
- Erfassen von Daten zu einer Schwingung der KomponenteCollecting data on a component vibration
- S1.1S1.1
- Erfassen von Beschleunigungsdaten der KomponenteCollecting acceleration data of the component
- S1.2S1.2
- Erfassen von Schalldaten der KomponenteCollecting sound data from the component
- S2S2
- Bestimmen von AudiodatenDetermining audio data
- S3S3
- Ausgeben der AudiodatenOutputting the audio data
- S3.1S3.1
- Hochladen der AudiodatenUploading the audio data
- S4S4
- Hören der ausgegebenen AudiodatenListening to the output audio data
- S5S5
- Einlesen einer Eingabe des NutzersReading a user input
- S6S6
- Erfassen von Daten zu einem Zustand der KomponenteCollecting data about a component's state
- S7S7
- Bestimmen einer Information zu einem Zustand der KomponenteDetermining information about a state of the component
- S7.0S7.0
- Wiederholtes Bestimmen der Information zum Zustand der KomponenteRepeatedly determining the information about the state of the component
- S8S8
- Ausgeben der bestimmten Information zum ZustandOutput the specific information about the state
- S9S9
- Senden der erfassten Daten zur Schwingung der Komponente an den ServerSending the recorded component vibration data to the server
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