DE202018006488U1 - Event detection system - Google Patents
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Abstract
System (1), das ausgelegt ist, ein Ereignis in einer Struktur zu erkennen, wobei die Struktur wiederum mindestens eine Komponente umfasst, wobei ein Ereignis eine beliebige Änderung am erwarteten Verhalten einer Komponente ist, wobei das System (1) umfasst:
- mindestens einen Sensor (2), der ausgelegt ist, an der Struktur angeordnet zu sein, wobei der Sensor (2) ausgelegt ist, Daten von der Struktur zu erfassen,
- ein Datenanalysemodul, das ausgelegt ist, Daten von dem mindestens einen Sensor (2) zu empfangen, wobei das Datenanalysemodul eine Datenbank umfasst, die bekannte Ereignisse aufnimmt, wobei jedes bekannte Ereignis mit einer bestimmten Änderung am erwarteten Verhalten einer Komponente verbunden ist, und wobei das Datenanalysemodul (3) Mittel zum Vorverarbeiten der erfassten Daten durch den mindestens einen Sensor (2) mit digitalen Signalverarbeitungstechniken und
- Warnmittel umfasst, wobei das Datenanalysemodul ausgelegt ist, die erfassten Daten auszuwerten, die von dem mindestens einen Sensor (2) empfangen wurden, wobei die Auswertung durch einen Vergleich mit den in der Datenbank aufgenommenen bekannten Ereignissen durchgeführt wird, und ein Ereignis in Übereinstimmung mit der durchgeführten Auswertung zu erkennen, und
wobei die Warnmittel ausgelegt sind, einen Benutzer über das erkannte Ereignis zu informieren.
System (1) which is designed to recognize an event in a structure, the structure in turn comprising at least one component, wherein an event is any change in the expected behavior of a component, wherein the system (1) comprises:
- At least one sensor (2) which is designed to be arranged on the structure, the sensor (2) being designed to acquire data from the structure,
- a data analysis module which is designed to receive data from the at least one sensor (2), wherein the data analysis module comprises a database that records known events, each known event being associated with a specific change in the expected behavior of a component, and wherein the data analysis module (3) means for preprocessing the recorded data by the at least one sensor (2) using digital signal processing techniques and
- Comprises warning means, wherein the data analysis module is designed to evaluate the recorded data received from the at least one sensor (2), the evaluation being carried out by a comparison with the known events recorded in the database, and an event in accordance with the evaluation carried out, and
wherein the warning means are designed to inform a user about the detected event.
Description
TECHNISCHES GEBIET DER ERFINDUNGTECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
Die vorliegende Erfindung gehört zum Gebiet der Strukturen und gehört genauer zum Gebiet der Überwachung des Zustands einer derartigen Struktur oder einer Komponente davon, um ihre Kapazität zu kennzeichnen, den beabsichtigten Zweck zu erfüllen.The present invention belongs to the field of structures, and more specifically belongs to the field of monitoring the condition of such a structure or a component thereof in order to characterize its capacity to serve its intended purpose.
Insbesondere sieht die Erfindung ein System und eine Anordnung zum Erkennen und Warnen vor Änderungen am erwarteten Verhalten davon zur Berücksichtigung bei der Überlegung von Wartungsaufgaben vor.In particular, the invention provides a system and an arrangement for recognizing and warning of changes in the expected behavior thereof for consideration when considering maintenance tasks.
ALLGEMEINER STAND DER TECHNIKGENERAL STATE OF THE ART
Einer der repräsentativsten Pläne in der Technik ist heutzutage die Entwicklung von Systemen, Strukturen und Teilen, die garantiert sicher arbeiten, solange eine vereinbarte Wartungsroutine erfüllt wird. Deshalb versucht die Wartung, die standardmäßigen oder Konstruktionsbedingungen über die Lebensdauer eines derartigen Systems, einer derartigen Struktur oder eines derartigen Teils hinweg beizubehalten.One of the most representative plans in technology today is the development of systems, structures and parts that are guaranteed to work safely as long as an agreed maintenance routine is met. Therefore, maintenance seeks to maintain the standard or design conditions over the life of such a system, structure or part.
Wartung kann in einem breiten Sinne Aufgaben wie Inspektion, Erneuerung, Reparatur oder Austausch von Teilen oder Komponenten enthalten, die während ihrer Lebensdauer durchzuführen sind. Dies stammt aus der innewohnenden Verminderung ihrer Leistungen, was zu einer Änderung in ihrem erwarteten Verhalten führt, die durch eine Abweichung in ihren standardmäßigen oder Konstruktionsbedingungen verursacht wird. In der Regel wird diese Abweichung als ein Überschreiten einer bestimmten vorher festgelegten Grenze festgesetzt. Dies wird manchmal als ein Versagen oder ein Zustand nahe einem Versagen bezeichnet, der durch einen Sicherheitszuschlag geschützt ist.In a broad sense, maintenance can include tasks such as inspection, renewal, repair or replacement of parts or components that must be performed during their service life. This stems from the inherent degradation in their performances, resulting in a change in their expected behavior caused by a deviation in their standard or design conditions. As a rule, this deviation is set as exceeding a certain predetermined limit. This is sometimes referred to as a failure or a near-failure condition that is protected by a margin of safety.
Traditionell stellte nur die Einhaltung der geplanten Wartungsaufgaben sicher, dass diese Teile oder Systeme ihren beabsichtigten Zweck für eine begrenzte Lebensdauer erfüllen. Dennoch erfordern Wartungsaufgaben üblicherweise ein Anhalten oder gar Abschalten des Systems, um ein Ausführen der Aktivitäten zu ermöglichen, wodurch Nachteile, Verzögerungen und niedrige Produktionsraten entstehen können.Traditionally, only compliance with the planned maintenance tasks ensured that these parts or systems would serve their intended purpose for a limited life. Nevertheless, maintenance tasks usually require the system to be stopped or even switched off in order to enable the activities to be carried out, which can result in disadvantages, delays and low production rates.
Darüber hinaus können viele Teile oder Systeme, die nach der geplanten Wartung ausgetauscht werden müssen, bereits aufgrund von nicht erkannten Fehlfunktionen, die rasch eskalieren, versagen oder beschädigt sein (und lange vorher die vorab festgelegte Grenze überschritten haben). Im Gegensatz dazu können andere Komponenten eine Restlebensdauer aufweisen, was ihren Austausch unnötig macht.In addition, many parts or systems that need to be replaced after scheduled maintenance may already be due to undetected malfunctions that quickly escalate, fail, or damage (and have exceeded the predetermined limit well in advance). In contrast, other components may have a residual life, making them unnecessary to replace.
Deshalb erfordert eine geplante Wartung, dass Wartungsaufgaben gesammelt werden, die an Komponenten auszuführen sind, bei denen erwartet wird, dass deren vorab festgelegte Grenze gleichzeitig oder sehr nahe beieinander überschritten wird. Daher führt das Ausführen von unnötigen Wartungsaufgaben an störungsfreien Komponenten und ein Verschwenden anderer mit einer Restlebensdauer zu ineffizienter Ressourcennutzung.Therefore, planned maintenance requires that maintenance tasks be collected to be performed on components that are expected to cross their predetermined limit simultaneously or very closely together. Therefore, performing unnecessary maintenance on healthy components and wasting others with a residual lifespan leads to inefficient use of resources.
Obwohl Wartung in allen Branchen üblich ist, ist alles Obige in der Lufttechnik betont, da die Wartung von Flugzeugen stark geregelt ist. Deshalb wird eine wesentliche Menge an teuren Teilen und Komponenten absichtlich verschwendet, um die geplanten Wartungsaufgaben einzuhalten.Although maintenance is common in all industries, all of the above is emphasized in air technology because aircraft maintenance is tightly regulated. Therefore, a significant amount of expensive parts and components are purposely wasted in order to meet the scheduled maintenance tasks.
KURZDARSTELLUNG DER ERFINDUNGSUMMARY OF THE INVENTION
Die vorliegende Erfindung sieht eine Lösung für die vorgenannten Probleme vor, durch ein System, das ausgelegt ist, ein Ereignis in einer Struktur nach Anspruch 1 zu erkennen, und eine Anordnung nach Anspruch 8. In den abhängigen Ansprüchen sind bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung definiert.The present invention provides a solution to the aforementioned problems by a system designed to recognize an event in a structure according to
In einem ersten erfinderischen Gesichtspunkt sieht die Erfindung ein System vor, das ausgelegt ist, ein Ereignis in einer Struktur zu erkennen, wobei die Struktur wiederum mindestens eine Komponente umfasst, wobei ein Ereignis eine beliebige Änderung am erwarteten Verhalten einer Komponente ist, wobei das System umfasst:
- - mindestens einen Sensor, der ausgelegt ist, an der Struktur angeordnet zu sein, wobei der Sensor ausgelegt ist, Daten von der Struktur zu erfassen,
- - ein Datenanalysemodul, das ausgelegt ist, Daten von dem mindestens einen Sensor zu empfangen, wobei das Datenanalysemodul eine Datenbank umfasst, die bekannte Ereignisse aufnimmt, wobei jedes bekannte Ereignis mit einer bestimmten Änderung am erwarteten Verhalten einer Komponente verbunden ist, und
- - Warnmittel,
wobei die Warnmittel ausgelegt sind, einen Benutzer über das erkannte Ereignis zu informieren.In a first inventive aspect, the invention provides a system which is designed to recognize an event in a structure, the structure in turn comprising at least one component, wherein an event is any change in the expected behavior of a component, the system comprising :
- - At least one sensor which is designed to be arranged on the structure, the sensor being designed to acquire data from the structure,
- a data analysis module configured to receive data from the at least one sensor, the data analysis module comprising a database that records known events, each known event being associated with a specific change in the expected behavior of a component, and
- - warning means,
wherein the warning means are designed to inform a user about the detected event.
In diesem gesamten Dokument versteht sich eine Struktur als mindestens eine Komponente umfassend, die eine Fehlfunktion und deshalb eine Abweichung in ihrem Verhalten erleiden kann, die zu einer Änderung des erwarteten Verhaltens führt. Am Ende kann diese Abweichung zu einem Versagen oder einem Zustand nahe einem Versagen führen. Die erwähnte Abweichung des Verhaltens einer Komponente ist mit einem bestimmten Ereignis verbunden.Throughout this document, a structure is understood to include at least one component that can malfunction and therefore suffer a deviation in its behavior that leads to a change in the expected behavior. In the end, this variance can lead to a failure or a near-failure condition. The aforementioned deviation in the behavior of a component is linked to a specific event.
Es ist anzumerken, dass, obwohl ein Ereignis als eine beliebige Änderung am erwarteten Verhalten einer Komponente genannt wird, die Erkennung des Ereignisses für die gesamte Struktur durchgeführt wird, an der der Sensor angeordnet ist. Dies führt zur Tatsache, dass verschiedene Komponenten in ihren Verhalten wechselseitig beeinflusst werden und deshalb kann ein Ereignis, das für die gesamte Struktur erkannt wird, für eine bestimmte Komponente abgeleitet werden.It should be noted that although an event is cited as any change in the expected behavior of a component, detection of the event is performed for the entire structure on which the sensor is placed. This leads to the fact that different components are mutually influenced in their behavior and therefore an event which is recognized for the entire structure can be derived for a specific component.
Der mindestens eine im System vorhandene Sensor soll an der erwähnten Struktur angeordnet sein, um Daten von der Struktur und deshalb von der mindestens einen Komponente, die Teil der Struktur ist, zu erfassen. Die von jedem Sensor erfassten Daten werden von diesem als ein Eintrag von Informationen ausgegeben, der vom Datenanalysemodul zu verarbeiten ist. Vorzugsweise ist die Ausgabe in Form eines Signals.The at least one sensor present in the system should be arranged on the structure mentioned in order to acquire data from the structure and therefore from the at least one component that is part of the structure. The data recorded by each sensor is output by it as an entry of information that is to be processed by the data analysis module. Preferably the output is in the form of a signal.
Das Datenanalysemodul kann entweder zusammen mit der überwachten Struktur oder getrennt von dieser angeordnet sein.The data analysis module can be arranged either together with the monitored structure or separately from it.
Abgesehen davon ist die im Datenanalysemodul vorhandene Datenbank ein Satz von Daten, der mit einem oder verschiedenen bekannten Ereignissen assoziiert ist, wobei die Daten mathematische Modelle konfigurieren, die bei der vom Datenanalysemodul durchgeführten Auswertung verwendet werden.Apart from this, the database present in the data analysis module is a set of data which is associated with one or more known events, the data configuring mathematical models which are used in the evaluation carried out by the data analysis module.
Ein mathematisches Modell ist durch mathematische Elemente konfiguriert, die miteinander mithilfe von mathematischen Operatoren verbunden sind. Die Kombination derartiger Elemente mit derartigen mathematischen Operatoren definiert ein bestimmtes mathematisches Modell, das in der Datenbank gespeichert ist.A mathematical model is configured by mathematical elements that are linked together using mathematical operators. The combination of such elements with such mathematical operators defines a particular mathematical model that is stored in the database.
Derartige bestimmte mathematische Operatoren und mathematische Elemente sind auch in der Datenbank gespeichert und werden (in Form eines für mindestens ein Ereignis angegebenen bestimmten mathematischen Modells) auf einen beliebigen Eintrag angewandt, der vom mindestens einen Sensor des Systems im Datenanalysemodul empfangen wird.Such particular mathematical operators and mathematical elements are also stored in the database and are applied (in the form of a particular mathematical model specified for at least one event) to any entry received by the at least one sensor of the system in the data analysis module.
Diese erwähnten mathematischen Modelle, die in der Datenbank enthalten sind und mit einem oder mehreren bekannten Ereignissen verbunden sind, stellen ein Ergebnis in Übereinstimmung mit dem erwähnten Eintrag von Informationen bereit, der von dem mindestens einen Sensor stammt.These mentioned mathematical models, which are contained in the database and are connected to one or more known events, provide a result in accordance with the mentioned entry of information originating from the at least one sensor.
Wie erwähnt, sind von einem Sensor erfasste Daten mit dem Verhalten einer Komponente verbunden. Deshalb werden Daten, die mit einer Komponente verbunden sind, deren erwartetes Verhalten als geändert anerkannt wird, verwendet, um Ereignisse als bekannte Ereignisse zu identifizieren und zu kategorisieren. Daher sollen mathematische Modelle aufgebaut werden, die eine exakte Beziehung zwischen derartigen bekannten Ereignissen und deren von dem mindestens einen Sensor erfassten assoziierten Daten herstellen. As mentioned, data captured by a sensor is linked to the behavior of a component. Therefore, data associated with a component whose expected behavior is recognized to have changed is used to identify and categorize events as known events. For this reason, mathematical models are to be set up which establish an exact relationship between such known events and their associated data recorded by the at least one sensor.
Dieser Schritt ist die sogenannte Trainingsphase, die zeitlich verzögert durchgeführt wird, wenn die Struktur betrieben wird und die Menge der erfassten Daten ansteigt. Diese zusätzliche Datenmenge, die für die Trainingsphase verwendet wird, wird hierin nachfolgend als im Training erfasste Daten bezeichnet. Als Folge können die erwähnten mathematischen Elemente oder das mathematische Modell selbst abgestimmt werden, um das vorliegende bekannte Ereignis besser vorherzusagen.This step is the so-called training phase, which is carried out with a time delay when the structure is operated and the amount of recorded data increases. This additional amount of data that is used for the training phase is hereinafter referred to as data collected in training. As a result, the mentioned mathematical elements or the mathematical model itself can be tuned to better predict the known event at hand.
Deshalb werden mathematische Elemente des mathematischen Modells in der Trainingsphase automatisch mithilfe des Datenanalysemodells angepasst, wobei Einträge (insbesondere die vom Sensor erfassten Daten) in das Datenanalysemodell einbezogen werden, das bestätigte Ausgaben bereitstellt und die Definition zusätzlicher Einträge erlaubt, die das entsprechende mathematische Modell mit jedem präzisen Ereignis validieren.Therefore, in the training phase, mathematical elements of the mathematical model are automatically adjusted using the data analysis model, with entries (especially the data captured by the sensor) being incorporated into the data analysis model, which provides confirmed outputs and allows the definition of additional entries that the corresponding mathematical model with each validate precise event.
Ferner, wenn sich die erfassten Datenmengen erhöhen, können neue Ereignisse erkannt werden und deshalb können neue mathematische Modelle durch ihre assoziierten Daten gebildet werden. Diese Daten werden nachfolgend auch in der Datenbank des Datenanalysemoduls aufgenommen, um ihre Implementierung sicherzustellen.Furthermore, as the amount of data collected increases, new events can be recognized and therefore new mathematical models can be formed from their associated data. These data are subsequently also recorded in the database of the data analysis module to ensure their implementation.
Danach ist das Datenanalysemodell bereit, eine Auswertung der erfassten Daten durchzuführen, durch den Vergleich der erwähnten Einträge von dem mindestens einen Sensor mit den mathematischen Elementen und Operatoren des mathematischen Models, die in der Datenbank aufgenommen sind. Das Ergebnis des erwähnten Vergleichs der erfassten Informationen und die in der Datenbank vorhandenen verfügbaren Daten in Übereinstimmung mit dem entsprechenden mathematischen Modell stellen ein Ergebnis bereit. Das Ergebnis wird ausgewertet, wodurch eine Ausgabe bereitgestellt wird, die der schließlichen Erkennung eines Ereignisses entspricht.The data analysis model is then ready to carry out an evaluation of the recorded data by comparing the mentioned entries from the at least one sensor with the mathematical elements and operators of the mathematical model that are recorded in the database. The result of the mentioned comparison of the recorded information and the available data present in the database in accordance with the corresponding mathematical model provide a result. The result is evaluated, which provides an output which corresponds to the eventual detection of an event.
Es ist anzumerken, dass die erwähnten mathematischen Modelle eine beliebige Art von Modell umfassen, das die Erlangung eines Ereignisses auf Grundlage der von dem mindestens einen im System vorhandenen Sensor bereitgestellten Einträge ermöglicht. Vorzugsweise werden die berücksichtigten Ereignisse mithilfe eines linearen mathematischen Modells erkannt, zum Beispiel:
Jeder Ereignistyp kann mit dem gleichen oder einem unterschiedlichen mathematischen Modell verbunden sein, wohingegen der gleiche Ereignistyp mit dem gleichen mathematischen Modell assoziiert sein kann, obwohl er mittels unterschiedlicher mathematischer Elemente oder mathematischer Operatoren durchgeführt wird.Each type of event can be associated with the same or a different mathematical model, whereas the same type of event can be associated with the same mathematical model even though it is performed using different mathematical elements or mathematical operators.
Darüber hinaus kann ein mathematisches Modell mit zusätzlichen im Training erfassten Daten weiterentwickelt werden. Das bedeutet, dass sich die mathematischen Elemente oder mathematischen Operatoren, die für ein bestimmtes mathematisches Modell berücksichtigt werden, weiterentwickeln können, um genauere mathematische Elemente bereitzustellen, die auf Grundlage der Menge an Einträgen oder erfassten Daten von dem mindestens einen Sensor des Systems besser an das entsprechende Ereignis angepasst sind.In addition, a mathematical model can be further developed with additional data acquired during training. This means that the mathematical elements or mathematical operators that are taken into account for a particular mathematical model can evolve in order to provide more precise mathematical elements which, based on the amount of entries or recorded data from the at least one sensor of the system, are better transferred to the appropriate event are adjusted.
Vorzugsweise entspricht bzw. entsprechen jedes mathematische Modell oder mathematische Elemente davon unterschiedlichen Typen bekannter Ereignisse, die für die Erkennung durch das vorliegende System berücksichtigt werden, und deshalb werden die benötigten Daten von der Struktur mithilfe eines bestimmten Sensors erfasst.Preferably, each mathematical model or mathematical elements thereof corresponds or correspond to different types of known events which are taken into account for the detection by the present system, and therefore the required data is acquired from the structure with the aid of a specific sensor.
Vorteilhafterweise kann die Erkennung eines Ereignisses durch Erfassen von Daten von der Struktur mithilfe eines beliebigen Sensortyps erzielt werden, unter der Berücksichtigung, dass der Sensor vom Ereignis beeinflusst wird, das zu erkennen ist, um dem mathematischen Modell genaue Daten bereitzustellen. Advantageously, the detection of an event can be achieved by acquiring data from the structure using any type of sensor, taking into account that the sensor is influenced by the event that is to be detected in order to provide accurate data to the mathematical model.
Da das Vorhandensein eines bekannten Ereignisses von vorneherein unerwünscht ist, bietet das System nach der Erfindung eine fortlaufende Nachverfolgung des Befindens der Struktur, um derartige bekannte Ereignisse rasch zu identifizieren und zu erkennen, wobei die erwähnte Erkennung deshalb so genau wie notwendig ist. Außerdem können geringfügige Probleme durch fortlaufende Nachverfolgung des Befindens der Struktur
- • leicht erkannt werden, bevor sie zu einem großen Problem werden, und
- • durch geringfügige Anpassungen korrigiert werden.
- • Easily spotted before they become a major problem, and
- • be corrected by making minor adjustments.
Dies weist eine direkte Auswirkung auf die Gesamtwartungskosten auf, die im Vergleich zu den Kosten von standardmäßiger normaler Wartung, die das Befinden der bestimmten Komponente nicht berücksichtigt und ein „allgemeines Rezept“ anwendet, drastisch reduziert werden. Darüber hinaus übersieht diese standardmäßige normale Wartung Restlebensdauern von Komponenten der Struktur.This has a direct impact on the overall maintenance costs, which is dramatically reduced compared to the costs of standard normal maintenance that does not take into account the health of the particular component and uses a "generic recipe". In addition, this standard normal maintenance overlooks residual life of components of the structure.
Mithilfe des Systems nach der Erfindung wird eine personalisierte Wartung für jede bestimmte Struktur in Übereinstimmung mit dem bestimmten Verhalten der Komponenten davon erzielt. Deshalb können geplante Pausen im Betrieb der Struktur zum Durchführen von Wartungsaufgaben unnötig sein, oder zumindest stark reduziert werden, da das Befinden der Komponenten bereits bekannt ist und die erwähnten Pausen klar durch die Ausgabe des vorliegenden Systems vermieden werden können.With the aid of the system according to the invention, personalized maintenance is achieved for each particular structure in accordance with the particular behavior of the components thereof. Therefore, planned breaks in the operation of the structure for performing maintenance tasks can be unnecessary, or at least be greatly reduced, since the condition of the components is already known and the mentioned breaks can clearly be avoided by the output of the present system.
Vorzugsweise ist der mindestens eine Sensor des Systems einer der folgenden Typen:
- - ein Kontaktsensor, wie ein Beschleunigungsmesser,
- - ein optischer Sensor,
- - ein Temperatursensor,
- - ein Luftfeuchtigkeitssensor,
- - ein Schalldrucksensor,
- - ein elektrischer Sensor,
- - ein magnetischer Sensor oder
- - ein IR-
- - a contact sensor, such as an accelerometer,
- - an optical sensor,
- - a temperature sensor,
- - a humidity sensor,
- - a sound pressure sensor,
- - an electrical sensor,
- - a magnetic sensor or
- - an IR
Vorteilhafterweise ermöglicht dies, dass das System Daten von verschiedenen Feldern oder Kategorien erfasst, was dem System ermöglicht, bekannte Ereignisse verschiedener Typen mithilfe des gleichen Datenanalysemoduls und eines oder mehrerer mit ihnen verbundener mathematischer Modelle zu erkennen.Advantageously, this allows the system to collect data from different fields or categories, which enables the system to identify known events of different types using the same data analysis module and one or more associated mathematical models.
Dies ist besonders in denjenigen Strukturen mit Komponenten, die in Mechanismen enthalten sind, oder für Komponenten anwendbar, die extremen Arbeitsumgebungen ausgesetzt sind.This is particularly applicable in those structures with components that are contained in mechanisms or for components that are exposed to extreme working environments.
In einer bestimmten Ausführungsform ist mindestens ein Sensor ein Beschleunigungsmesser, der ausgelegt ist, Frequenz- und Amplitudendaten in Übereinstimmung mit den Vibrationen der Struktur zu erfassen.In a particular embodiment, at least one sensor is an accelerometer configured to collect frequency and amplitude data in accordance with the vibrations of the structure.
Vorteilhafterweise richtet sich das Befinden der Komponente(n) auf Frequenzmuster innerhalb des Vibrationsspektrums. Abgesehen davon stellt dies Informationen über die Vibrationsmuster der Komponenten bereit. Dies ist besonders für Komponenten wie Motorläufer, Lager oder Träger davon anwendbar.The condition of the component (s) is advantageously based on frequency patterns within the vibration spectrum. Apart from that, this provides information about the vibration patterns of the components. This is particularly applicable to components such as motor rotors, bearings or supports thereof.
Dies kann ein Erkennen von Ereignissen wie Überschreitungen oder Unwucht in Motorläufern ermöglichen.This can enable the detection of events such as overshoots or imbalance in motor rotors.
Deshalb ist diese bestimmte Ausführungsform von besonderem Interesse für Hilfstriebwerke oder Triebwerke des Flugzeugs.Therefore, this particular embodiment is of particular interest for auxiliary engines or engines of the aircraft.
In einer bestimmten Ausführungsform umfasst das System ferner Aufzeichnungsmittel, die ausgelegt sind, die vom mindestens einen Sensor erfassten Daten zu speichern. Dies ermöglicht dem Datenanalysemodul, eine Erkennung eines Ereignisses auf Grundlage von Daten bereitzustellen, die vorher erfasst wurden, oder mögliche Ereignisse auf Grundlage der Daten neu zu bewerten.In a specific embodiment, the system further comprises recording means which are designed to store the data recorded by the at least one sensor. This enables the data analysis module to provide detection of an event based on data previously captured or to reevaluate possible events based on the data.
Vorteilhafterweise können bei Zusammenbruch der Struktur aus irgendeinem Grund gespeicherte Sicherungsdaten von besonderem Interesse sein, um ein neues Ereignis zu identifizieren, das mit einem Ausfall verbunden ist, die vorher ohne Beziehung waren.Advantageously, if the structure collapses for any reason, stored backup data may be of particular interest in identifying a new event associated with a failure that was previously unrelated.
In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist das Aufzeichnungsmittel ein computerlesbares Speichermedium oder ein Datenträger.In a preferred embodiment of the invention, the recording medium is a computer-readable storage medium or a data carrier.
In einer bestimmten Ausführungsform umfasst das Datenanalysemodul Mittel zum Vorverarbeiten der erfassten Daten durch den mindestens einen Sensor mit digitalen Signalverarbeitungstechniken. Die Techniken sind beispielsweise eine Fourier-Transformation, eine Wavelet-Transformation oder Entrauschen.In a specific embodiment, the data analysis module comprises means for preprocessing the recorded data by the at least one sensor using digital signal processing techniques. The techniques are, for example, a Fourier transformation, a wavelet transformation or noise removal.
Die Vorverarbeitung ermöglicht, dass der vom Datenanalysemodul durchgeführte Vergleich und die Auswertung einfacher sind, da die auszuwertenden Daten bereits auf die genaueste Weise berücksichtigt werden, um als ein Eintrag in das entsprechende mathematische Modell einbezogen zu werden.The preprocessing enables the comparison and evaluation carried out by the data analysis module to be simpler, since the data to be evaluated are already taken into account in the most precise manner in order to be included as an entry in the corresponding mathematical model.
Es muss beobachtet werden, dass die Vorverarbeitungsmittel vorzugsweise zusätzliche mathematische Operatoren und mathematische Elemente sind, die in der Datenbank gespeichert sind. Deshalb sind zusätzliche Berechnungen im mathematischen Modell durchzuführen.It must be observed that the preprocessing means are preferably additional mathematical operators and mathematical elements which are stored in the database. Therefore, additional calculations must be carried out in the mathematical model.
In einer bestimmten Ausführungsform sind die Warnmittel ausgelegt, mindestens eines der folgenden Warnsignale zu erzeugen:
- - ein Schallsignal,
- - ein visuelles Signal oder
- - ein elektrisches Signal für ein entferntes System.
- - a sound signal,
- - a visual signal or
- - an electrical signal for a remote system.
Die Warnmittel ermöglichen dem System, einen Benutzer zu warnen, der die Struktur betreibt, dass irgendeine Komponente nicht wie erwartet arbeitet, um bei Bedarf geeignete Maßnahmen zu treffen. Im Prinzip wird dies durch Schall- und visuelle Signale erzielt, die von Benutzern, wie der Besatzung oder Betreibern, leichter zu identifizieren sind.The warning means enable the system to warn a user operating the structure that any component is not working as expected, in order to take appropriate action if necessary. In principle, this is achieved through sound and visual signals that are easier to identify by users, such as the crew or operators.
Andernfalls ist der Benutzer in elektronischen Systemen eine Steuerung, der auch geeignet durch elektrische Signale aktualisierte Informationen über das Verhalten einer beliebigen Komponente gemeldet werden können, um den Gesamtbetrieb zu harmonisieren und optimieren, wobei die Effizienz maximiert wird. Trotzdem können elektrische Signale auch der Besatzung oder entfernten Betreibern des Systems gemeldet werden und nachfolgend zum Beispiel auf einer Anzeige gezeigt werden.Otherwise, in electronic systems, the user is a controller that can also suitably be notified of information about the behavior of any component, updated by electrical signals, in order to harmonize and optimize the overall operation while maximizing efficiency. Nevertheless, electrical signals can also be reported to the crew or remote operators of the system and subsequently shown on a display, for example.
In einer bestimmten Ausführungsform ist das vorliegende System ausgelegt, in einem Flugzeug verwendet zu werden, das eine Luftfahrtstruktur umfasst.In a particular embodiment, the present system is designed for use in an aircraft that includes an aerospace structure.
Es versteht sich, dass das Flugzeug die Luftfahrtstruktur und den mindestens einen darauf angeordneten Sensor umfasst. Das Datenanalysemodul und/oder die Warnmittel können jedoch entweder auch an Bord des Flugzeugs oder entfernt platziert sein.It goes without saying that the aircraft comprises the aerospace structure and the at least one sensor arranged thereon. The data analysis module and / or the warning means can, however, also be placed either on board the aircraft or remotely.
Vorteilhafterweise angesichts des im Stand der Technik betonten wirtschaftlichen Nachteils beim Austauschen von Komponenten mit einer Restlebensdauer, um den Wartungsplan zu einzuhalten, ermöglicht dieses System eine bessere Kontrolle des Befindens der Komponenten. Deshalb ermöglicht es die Festlegung einer „dynamischen“ Wartungsroutine, die das tatsächliche Befinden oder die Restlebensdauer von Komponenten bis zum Erreichen ihrer vorab festgelegten Grenzen berücksichtigt.Advantageously in view of the economic disadvantage emphasized in the prior art when replacing components with a remaining service life in order to adhere to the maintenance schedule, this system enables better control of the condition of the components. It therefore enables the definition of a “dynamic” maintenance routine that takes into account the actual condition or the remaining service life of components until they reach their predefined limits.
Das tatsächliche Befinden oder die tatsächliche Restlebensdauer einer Komponente wird als die tatsächliche Änderung in ihrem erwarteten Verhalten gezählt.The actual health or actual remaining life of a component is counted as the actual change in its expected behavior.
In einer bestimmten Ausführungsform werden die Auswertung der erfassten Daten und die Erkennung des Ereignisses in Echtzeit durchgeführt, d. h., wobei die erfassten Daten als Live-Daten durchgeführt werden.In a specific embodiment, the evaluation of the recorded data and the detection of the event are carried out in real time; i.e., the recorded data being performed as live data.
Deshalb werden mathematische Elemente und/oder mathematische Operatoren des mathematischen Modells in der Trainingsphase automatisch durch das Datenanalysemodell angepasst, wobei Einträge in das Datenanalysemodell einbezogen werden, die bestätigte Ergebnisse bereitstellten und die Definition exakter Elemente ermöglichen, die das entsprechende mathematische Modell mit jedem präzisen Ereignis validieren.Therefore, mathematical elements and / or mathematical operators of the mathematical model are automatically adjusted by the data analysis model in the training phase, with entries in the data analysis model being included that provide confirmed results and enable the definition of exact elements that validate the corresponding mathematical model with each precise event .
Vorteilhafterweise kann das System fortlaufend aktualisiert werden, wodurch die Datenbank mit dem entsprechenden Verhalten der Komponente in jedem Augenblick verbessert wird.The system can advantageously be updated continuously, as a result of which the database with the corresponding behavior of the component is improved at every moment.
Da abgesehen davon das Auftreten irgendeines Ereignisses fortlaufend vom Auswertungsprozess geprüft wird, wird eine enge Kontrolle der Gesundheitskomponente erzielt, um sofort eine Warnung an den Benutzer zu senden.Apart from this, since the occurrence of any event is continuously checked by the evaluation process, close control of the health component is achieved in order to immediately send a warning to the user.
In einem zweiten erfinderischen Gesichtspunkt sieht die Erfindung eine Anordnung vor, umfassend:
- - eine Struktur, die wiederum mindestens eine Komponente umfasst, und
- - ein System nach einer der Ausführungsformen des ersten erfinderischen Gesichtspunkts.
- - A structure, which in turn comprises at least one component, and
- a system according to one of the embodiments of the first inventive aspect.
In einer bestimmten Ausführungsform ist die Struktur eine Luftfahrtstruktur, vorzugsweise eine Luftfahrtstruktur an Bord eines Flugzeugs.In a specific embodiment, the structure is an aviation structure, preferably an aviation structure on board an aircraft.
Dies ermöglicht eine bessere Kontrolle des Befindens oder restlichen Lebensdauer der Komponenten in der Struktur, um Wartungsaufgaben auf optimierte Weise durchzuführen. Es ermöglicht auch die Vermeidung unnötiger Pausen eines Flugzeugs, was dessen Ausbeutung drastisch reduziert. Als Beispiel können Pausen eine beliebige Art von Startverboten sein, wie Überholungs-, langfristige oder kurzfristige Wartungsaufgaben.This enables better control of the condition or remaining service life of the components in the structure in order to carry out maintenance tasks in an optimized manner. It also allows an aircraft to avoid unnecessary breaks, which drastically reduces its exploitation. As an example, pauses can be any type of start prohibition, such as overhaul, long term, or short term maintenance tasks.
In einer bestimmten Ausführungsform befinden sich die Warnmittel in einem Flugzeug, insbesondere in der Pilotenkanzel.In a certain embodiment, the warning means are located in an aircraft, in particular in the pilot's cockpit.
Vorteilhafterweise ermöglicht dies eine raschere Identifikation eines Ereignisses durch den Piloten - Benutzer -, um bei Bedarf notwendige Maßnahmen zu treffen. Letztlich kann dies die Ausbreitung möglicher Ausfälle durch Komponenten mindern, indem der Ursprung ganz zu beginn identifiziert wird.This advantageously enables an event to be identified more quickly by the pilot - user - in order to take the necessary measures if necessary. Ultimately, this can reduce the spread of possible component failures by identifying the source from the very beginning.
In einer bestimmten Ausführungsform ist das Datenanalysemodul in einem Flugzeug angeordnet, und es ist zusätzlich ausgelegt, Daten von dem mindestens einen Sensor mithilfe von Verdrahtung zu empfangen.In a specific embodiment, the data analysis module is arranged in an aircraft, and it is additionally designed to receive data from the at least one sensor with the aid of wiring.
In einer bestimmten Ausführungsform ist das Datenanalysemodul am Boden angeordnet und ausgelegt, Daten mittels drahtloser Kommunikation von dem mindestens einen Sensor zu empfangen.In a specific embodiment, the data analysis module is arranged on the ground and designed to receive data from the at least one sensor by means of wireless communication.
Aufgrund von Abmessungsproblemen ist es häufig nicht möglich, zusätzliche Ausrüstung an Bord zu bekommen (die weiter durch Standardregeln zertifiziert werden sollte). Deshalb vermeidet diese Lösung den Bedarf einer physischen Verbindung zwischen ihnen, was hauptsächlich Gewichts- und Platzprobleme betrifft.Due to dimensional issues, it is often not possible to get additional equipment on board (which should be further certified by standard rules). Therefore this solution avoids the need for a physical connection between them, which mainly concerns weight and space problems.
Darüber hinaus ist es wahrscheinlich, dass hochentwickelte Ausrüstung am Boden anstatt An-Bord-Ausrüstung verwendet wird, da es kein Hindernis bei der Zertifizierung gibt. Als zusätzlicher Vorteil kann eine doppelt überprüfende Sicherheitsmaßnahme erzielt werden, da das System sowohl am Boden als auch an Bord überwacht wird.In addition, it is likely that sophisticated equipment will be used on the ground rather than on-board equipment as there is no barrier to certification. As an additional benefit, a double-checking security measure can be achieved as the system is monitored both on the ground and on board.
In einer bestimmten Ausführungsform ist das Datenanalysemodul ausgelegt, die Warnmittel über die Erkennung eines Ereignisses mittels drahtloser Kommunikation zu benachrichtigen.In a specific embodiment, the data analysis module is designed to notify the warning means of the detection of an event by means of wireless communication.
Dies ermöglicht die Verteilung einer Warnung an eine Gruppe von Benutzern. Insbesondere kann dies ermöglichen, verschiedene beabsichtigte Benutzer in Übereinstimmung mit dem erkannten Ereignis zu informieren. In diesem Sinn fungiert das Datenanalysemodul als eine Kommunikationsquelle, die die richtigen Informationen an einen oder verschiedene beabsichtigte Empfänger - Benutzer - sendet.This enables an alert to be distributed to a group of users. In particular, this can make it possible to inform various intended users in accordance with the detected event. In this sense, the data analysis module acts as a communication source sending the correct information to one or more intended recipients - users.
In einer bestimmten Ausführungsform befinden sich die Aufzeichnungsmittel in einem Flugzeug.In a specific embodiment, the recording means are located in an aircraft.
Vorteilhafterweise ermöglicht dies ein Speichern der Daten, während sie erfasst werden, sodass das Datenanalysemodul nicht sofort auf die Daten zugreifen muss. Dies ermöglicht auch eine Sicherungsspeicherung der erfassten Daten.Advantageously, this enables the data to be stored while they are being acquired, so that the data analysis module does not have to access the data immediately. This also enables the recorded data to be backed up.
Alle der in dieser Beschreibung (einschließlich der Ansprüche, Beschreibung und der Zeichnungen) beschriebenen Merkmale und/oder alle der Schritte können in einer beliebigen Kombination kombiniert werden, mit Ausnahme von Kombinationen von derartigen wechselseitig exklusiven Merkmalen und/oder Schritten.All of the information in this specification (including the claims, description and the Drawings) described features and / or all of the steps can be combined in any combination, with the exception of combinations of such mutually exclusive features and / or steps.
FigurenlisteFigure list
Diese und andere Eigenschaften und Vorteile der Erfindung werden im Hinblick auf die detaillierte Beschreibung der Erfindung klar verstanden, die sich aus einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ergibt, die nur als Beispiel gegeben ist und nicht auf diese beschränkt ist, unter Bezugnahme auf die Zeichnungen.
-
1a-1c Diese Figuren zeigen verschiedene Architekturen nach verschiedenen Ausführungsformen des Systems nach der Erfindung. -
2 Diese Figur zeigt eine Abweichung des Verhaltens einer Komponente, was als Überschreiten einer vorab festgelegten Grenze festgesetzt ist, nach dem Stand der Technik. -
3a-3b Diese Figuren zeigen Daten, die vom Sensor eines Systems nach der Erfindung erfasst wurden, wobei die Erfassung roh durchgeführt wird. -
4a-4b Diese Figuren zeigen die erfassten, in3a gezeigten Daten, nachdem sie mit digitalen Signalverarbeitungstechniken vorverarbeitet sind. -
5 Diese Figur zeigt ein Beispiel einer Trainingsphase in Übereinstimmung mit den wie in3a gezeigten erfassten Daten. -
6 Diese Figur zeigt ein Ablaufdiagramm, das eine Ausführungsform zum Erkennen eines Ereignisses in einer Struktur beschreibt.
-
1a-1c These figures show different architectures according to different embodiments of the system according to the invention. -
2 This figure shows a deviation in the behavior of a component, which is defined as exceeding a predetermined limit, according to the prior art. -
3a-3b These figures show data acquired by the sensor of a system according to the invention, the acquisition being carried out raw. -
4a-4b These figures show the captured, in3a after being preprocessed with digital signal processing techniques. -
5 This figure shows an example of a training phase in accordance with those as in FIG3a captured data shown. -
6th This figure shows a flow diagram that describes an embodiment for recognizing an event in a structure.
AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNGDETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Das System (
Das Datenanalysemodul (
Vorzugsweise sind die Warnmittel (
Vorzugsweise sind die Warnmittel (
Darüber hinaus kann das System (
In dieser gesamten ersten Ausführungsform des Systems (
Vorzugsweise umfasst das System (
Deshalb können die erfassten Daten
- • über drahtlose Kommunikation an ein Datenanalysemodul (
3 ) gesendet werden, das in einer Basisstation (20 ) am Boden angesiedelt ist, und/oder - • in einem physischen Aufzeichnungsmittel (
5 ) gespeichert und später auf verzögerte Weise ausgewertet werden.
- • via wireless communication to a data analysis module (
3 ) sent in a base station (20th ) is settled on the ground, and / or - • in a physical recording medium (
5 ) can be saved and later evaluated in a delayed manner.
Der mindestens eine Sensor (
- • an das Datenanalysemodul (
3 ) des Bodenstandorts (20 ) gesendet werden sowie - • vom Aufzeichnungsmittel (
5 ) behalten werden und/oder - • nur gespeichert und physisch zum Datenanalysemodul (
3 ) des Bodenstandorts (20 ) transportiert werden.
- • to the data analysis module (
3 ) of the soil location (20th ) are sent as well - • from the recording medium (
5 ) be kept and / or - • only stored and physically to the data analysis module (
3 ) of the soil location (20th ) be transported.
Sobald das Datenanalysemodul (
Wie ersichtlich ist, ist der Sensor (
Am Bodenende umfasst das System (
Deshalb können die von der Struktur erfassten Daten gänzlich entweder vom luftbeförderten Datenanalysemodul (
Insbesondere umfasst in dieser Ausführungsform eines der Datenanalysemodule (
Beide Datenanalysemodule (
Hierin sollte nachfolgend ein Beschleunigungsmesser als eine Vorrichtung verstanden werden, die eine eigentliche Beschleunigung einer Struktur misst. Da ein Beschleunigungsmesser mehrere breite Anwendungen über viele verschiedene technische Gebiete hinweg findet, wurde er verwendet, um den Stand der Technik zu erläutern. Unter anderem können Anwendungen von Beschleunigungsmessern Navigationssysteme für Flugzeuge und Raketen, Drehmaschinen, Tabletcomputer und Digitalkameras sein, sodass Bilder auf Bildschirmen immer aufrecht angezeigt werden, Flugstabilisierung von Drohnen usw.In the following, an accelerometer should be understood as a device that measures an actual acceleration of a structure. Because an accelerometer has several broad applications across many different technical fields, it was used to illustrate the prior art. Accelerometer applications can include aircraft and missile navigation systems, lathes, tablet computers and digital cameras so that images are always displayed upright on screens, flight stabilization of drones, etc.
Ferner messen Beschleunigungsmesser eine Vibration in der horizontalen, vertikalen und axialen Richtung sowohl an den Innen- als auch Außenbord-Motorteilen. Abgesehen von typischen mechanischen Problemen, wie fehlausgerichteten Kupplungen und Unwucht, kann eine Vibrationsanalyse auch elektrische Probleme identifizieren, die mechanische Vibrationen verursachen. Einige häufige elektrische Fehler enthalten eine Luftspaltschwankung, gebrochene Läuferstäbe und Riffelbildung an Lagern.Further, accelerometers measure vibration in the horizontal, vertical and axial directions on both the inboard and outboard motor parts. Aside from typical mechanical problems such as misaligned clutches and imbalance, vibration analysis can also identify electrical problems that cause mechanical vibrations. Some common electrical faults include air gap fluctuation, broken rotor bars, and corrugation on bearings.
Deshalb sollte das in
Darüber hinaus können in diesem Diagramm obere (
Der Spitze-Spitze-Wert zeigt die maximale Abweichung der Welle an, ein nützlicher Betrag, wenn beispielsweise die schwingende Verlagerung einer Struktur oder einer Komponente davon für eine Maximalbelastung oder Überlegungen in Bezug auf einen mechanischen Freiraum wesentlich ist, wobei er daher ein repräsentativer Wert für das Befinden einer Struktur oder Komponente ist.The peak-to-peak value indicates the maximum deviation of the shaft, a useful amount if, for example, the vibratory displacement of a structure or a component thereof is essential for a maximum load or considerations relating to mechanical clearance, and is therefore a representative value for is the health of a structure or component.
Deshalb wird eine Abweichung im Stand der Technik für das erwartete Verhalten einer Komponente an dem Punkt festgelegt, an dem sich die Vibrationswerte außerhalb eines vorab festgelegten Bereichs (
Mögliche geringfügige Abweichungen, die die vorab festgelegten Grenzen (
Hierin wird nachfolgend die gleiche Situation der Datenerfassung von einem an einer Luftfahrtstruktur angeordneten Beschleunigungsmesser gezeigt, um die Verbesserungen der vorliegenden Erfindung gegenüber dem Stand der Technik besser zu repräsentieren.Hereinafter the same situation of data acquisition from an accelerometer arranged on an aerospace structure is shown in order to better represent the improvements of the present invention over the prior art.
Es ist anzumerken, dass zwei Vibrationsmuster in
Insbesondere sind die von den vertikalen Kästchen (
Es wird sehr empfohlen, die erfassten Daten (
Fachleuten sollte trotzdem klar sein, dass die Größe der Scheibe vom Gesuchten abhängt (um z. B. ein Ereignis zu erkennen, das mit einer Oszillation verbunden ist, die alle 10 Sekunden stattfindet, sollte die Scheibe zumindest größer als das sein).Nevertheless, it should be clear to those skilled in the art that the size of the disk depends on what is being sought (e.g. to recognize an event associated with an oscillation that takes place every 10 seconds, the disk should at least be larger than that).
Deshalb sollte klar sein, dass vor dem Vorverarbeiten der erfassten Rohdaten (
Als ein Beispiel zeigen
Derartige erfasste Daten, entweder vorverarbeitet (
Der Eintrag
Beispielsweise, unter Erwägung eines linearen mathematischen Modells, wie zum Beispiel y = W · x + b, werden ,W, b' als mathematische Elemente und ,·, +' als mathematische Operatoren angesehen. Da der Eintrag
Diese bestimmten mathematischen Operatoren und mathematischen Elemente sind in der Datenbank gespeichert und werden (in Form dieses für mindestens ein Ereignis angegebenen bestimmten mathematischen Modells) auf den Eintrag angewandt, um einen Vergleich durchzuführen.These particular mathematical operators and mathematical elements are stored in the database and are applied (in the form of this particular mathematical model specified for at least one event) to the entry in order to carry out a comparison.
Als Folge wird in Übereinstimmung mit einem bestimmten Eintrag
Das heißt, da die Datenbank des Datenanalysemoduls (
Beispielsweise, im Diagramm von
Wie leicht erkannt werden kann, ist das vorliegende System (
Als ein Beispiel, falls das erwartete Verhalten eines Ventils - einer Komponente - ist, vollständig geöffnet (100 % Durchflusskapazität) zu arbeiten, sollte ein Ereignis berücksichtigt werden, wenn das Ventil (bei den gleichen Arbeitsbedingungen) teilweise geschlossen (z. B. 93 % Durchflusskapazität) arbeitet, was deshalb zu einer Änderung an seinem erwarteten Verhalten führt.As an example, if the expected behavior of a valve - a component - is to work fully open (100% flow capacity), an event should be considered when the valve (under the same working conditions) is partially closed (e.g. 93% Flow capacity) works, which therefore leads to a change in its expected behavior.
Das erwartete Verhalten des Ventils ist in
Deshalb ist das System (
Vorteilhafterweise ermöglicht dieses System (
In einer weiteren Entwicklung des Systems (
Zuerst wird angenommen, dass das Vibrationsdiagramm (
Zu diesem Zeitpunkt können die erfassten Daten (
- • Das erste (100 %) (
47 ) und das zweite (93 %) (48 ) Vibrationsmuster können verwendet werden, um das mathematische Modell fein abzustimmen, wie es mit den gleichen bekannten Ereignissen im Beispiel von3a verbunden ist, und - • das dritte Vibrationsmuster (
49 ) kann verwendet werden, um ein mathematisches Modell zu konfigurieren, das die Erkennung eines neuen Ereignisses berücksichtigt.
- • The first (100%) (
47 ) and the second (93%) (48 ) Vibration patterns can be used to fine tune the mathematical model, as it did with the same known events in the example of3a connected, and - • the third vibration pattern (
49 ) can be used to configure a mathematical model that takes into account the detection of a new event.
Deshalb sind die erfassten Daten vorher richtig je nach den zu erkennenden Ereignissen klassifiziert.Therefore, the recorded data is correctly classified beforehand depending on the events to be recognized.
Die Daten innerhalb jedes Vibrationsmusters (
Eine derartige Kontrollgruppe (
Zum mathematischen Beispiel von
Um ein zukünftiges Ergebnis
Damit die anderen bekannten Ereignisse erkannt werden, muss ein anderes gegebenes Ergebnis von y1, y2 und y3 spezifiziert werden.In order for the other known events to be recognized, another given result of y 1 , y 2 and y 3 must be specified.
Deshalb sollte das in der Datenbank gespeicherte mathematische Modell aktualisiert werden, damit es ein beliebiges neues Ereignis wie das erwähnte erkennen kann.Therefore, the mathematical model stored in the database should be updated so that it can recognize any new event like the one mentioned.
Die Einträge
Deshalb, mit den Einschränkungen, dass die Einträge
Es ist anzumerken, dass das abgestimmte mathematische Modell stark vom zu verwendenden mathematischen Grundmodell beeinflusst wird. Trotzdem können Fachleute abhängig von der Komplexität und der Natur der erfassten Daten unterschiedliche mathematische Grundmodelle verwenden.It should be noted that the matched mathematical model is strongly influenced by the basic mathematical model to be used. Even so, depending on the complexity and nature of the data being collected, those skilled in the art can use different basic mathematical models.
Mit dem oben verwendeten linearen mathematischen Modell (d. h. y = W · x + b), lauten die angepassten mathematischen Elemente beispielsweise folgendermaßen:
Da sich die Dimension der Einträge
Sobald das angepasste mathematische Modell konfiguriert ist, werden die untergeordneten Zeitscheiben, die die Trainingsgruppe bilden, als zusätzliche Einträge zum Validieren des Modells mit dem vorliegenden Ereignis verwendet. Optional kann die Gültigkeit des angepassten mathematischen Modells beim Erhalten einer bestimmten Erfolgsrate als erreicht angesehen werden.Once the fitted math model is configured, the child time slices that make up the training group are used as additional entries to validate the model with the event at hand. Optionally, the validity of the adapted mathematical model can be considered to have been reached when a certain success rate is obtained.
Ferner ist es für die Trainingsphase auch möglich, vorverarbeitete Daten für die Kennzeichnungsphase zu verwenden.Furthermore, it is also possible for the training phase to use preprocessed data for the identification phase.
Wie oben angemerkt, kann das mathematische Modell ausgelegt sein, ein Ergebnis bereitzustellen, das mit einer Ausgabe verbunden ist, die eine prozentuale Gewissheit einbindet.As noted above, the mathematical model can be configured to provide a result associated with an output that incorporates a percent certainty.
- - Bereitstellen einer Struktur und eines Systems, das umfasst:
- mindestens einen Sensor, der ausgelegt ist, an der Struktur angeordnet zu sein, um Daten von dieser zu erfassen,
- ein Datenanalysemodul mit einer Datenbank, wobei das Datenanalysemodul Daten von dem mindestens einen Sensor empfängt, und
- Warnmittel,
- - Anordnen des mindestens einen Sensors in der zu überwachenden Struktur,
- - Erfassen von Daten des Verhaltens der Struktur und Bereitstellen derartiger Daten
an das Datenanalysemodul, - - Vergleichen der erfassten Daten mit bekannten Ereignissen, die in der Datenbank des Datenanalysemoduls aufgenommen sind,
- - Bereitstellen eines Ergebnisses
des erwähnten Vergleichs, - - Auswerten eines derartigen Ergebnisses durch Unterscheidung, wodurch eine Ausgabe bereitgestellt wird,
- - Erkennen eines Ereignisses in Übereinstimmung mit einer derartigen Ausgabe und
- - Informieren des Benutzers über das erkannte Ereignis mithilfe des Warnmittels.
- - Providing a structure and a system that includes:
- at least one sensor which is designed to be arranged on the structure in order to acquire data from it,
- a data analysis module having a database, the data analysis module receiving data from the at least one sensor, and
- Warning means,
- - Arranging the at least one sensor in the structure to be monitored,
- - Gathering data on the behavior of the structure and providing such data
to the data analysis module, - - Compare the recorded data with known events that are recorded in the database of the data analysis module,
- - Providing a result
the mentioned comparison, - - Evaluation of such a result by differentiation, whereby an output is provided,
- - detecting an event in accordance with such an output and
- - Informing the user of the detected event using the warning means.
Wie bereits angemerkt, kann parallel zur Erfassung von Daten von der Struktur eine Trainingsphase stattfinden, um den Vergleich zwischen den erfassten Daten und den bekannten Ereignissen, die in der Datenbank des Datenanalysemoduls aufgenommen sind, anzupassen.As already noted, a training phase can take place parallel to the acquisition of data from the structure in order to adapt the comparison between the acquired data and the known events that are recorded in the database of the data analysis module.
Deshalb sind in dieser Trainingsphase zwischen den Schritten zum Erfassen von Daten und Vergleichen der erfassten Daten ferner die Schritte zum:
- i. Aufteilen des Intervalls von erfassten Daten, in dem ein bekanntes Ereignis eintritt, in Datenscheiben,
- ii. Kennzeichnen der Scheiben in eine Trainingsgruppe und eine Kontrollgruppe,
- iii. Abstimmen der Datenbank des Datenanalysemoduls, die bekannte Ereignisse aufnimmt, um einen genaueren Vergleich zwischen den Daten und den bekannten Ereignissen darin zu erhalten,
- iv. Validieren des abgestimmten Vergleichs durch die Datenscheiben der Kontrollgruppe und
- v. Aktualisieren der Datenbank des Datenanalysemoduls, die bekannte Ereignisse aufnimmt,
- i. Dividing the interval of recorded data in which a known event occurs into data slices,
- ii. Marking the targets in a training group and a control group,
- iii. Tuning the database of the data analysis module, which records known events, in order to obtain a more precise comparison between the data and the known events in it,
- iv. Validation of the agreed comparison by the data slices of the control group and
- v. Updating the data analysis module's database that records known events,
Die in der Trainingsphase verwendeten erfassten Daten können entweder zum Anpassen der Datenbank des Datenanalysemoduls verwendet werden, um entweder bereits aufgenommene bekannte Ereignisse besser vorherzusagen oder um neue Ereignisse zu erkennen.The recorded data used in the training phase can either be used to adapt the database of the data analysis module in order to either better predict known events that have already been recorded or to identify new events.
Claims (14)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE202018006488.2U DE202018006488U1 (en) | 2018-03-16 | 2018-03-16 | Event detection system |
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|---|---|---|---|
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| Publication Number | Publication Date |
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| DE202018006488U1 true DE202018006488U1 (en) | 2020-11-10 |
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Family Applications (1)
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|---|---|
| DE (1) | DE202018006488U1 (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR3123053A1 (en) * | 2021-05-21 | 2022-11-25 | Safran Aircraft Engines | Method for monitoring the transport or storage of at least one turbomachine element, with determination of the installation of this element on a vehicle |
| CN120178918A (en) * | 2025-05-22 | 2025-06-20 | 上海捷翔航空技术有限公司 | A UAV obstacle avoidance method and system based on inertial navigation |
-
2018
- 2018-03-16 DE DE202018006488.2U patent/DE202018006488U1/en active Active
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR3123053A1 (en) * | 2021-05-21 | 2022-11-25 | Safran Aircraft Engines | Method for monitoring the transport or storage of at least one turbomachine element, with determination of the installation of this element on a vehicle |
| CN120178918A (en) * | 2025-05-22 | 2025-06-20 | 上海捷翔航空技术有限公司 | A UAV obstacle avoidance method and system based on inertial navigation |
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| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| R207 | Utility model specification | ||
| R150 | Utility model maintained after payment of first maintenance fee after three years | ||
| R151 | Utility model maintained after payment of second maintenance fee after six years |