轨道车辆组件组和用于生成机器部件的生命历程的方法和用于维护的维护方法

摘要

本发明涉及一种用于产生机器部件(2)的电子生命历程的轨道车辆组件组，包括：带有存储单元(1)的机器部件(2)，其中，存储单元(1)被布置在机器部件(2)中或上；至少一个控制单元(4)，其适于与机器部件(2)双向通信，其中在控制单元(4)中可产生运行数据(6)，其中，存储单元(1)至少适于与控制单元(4)双向通信，其中，提出在机器部件(2)的运行期间借助于至少一个双向通信对由控制单元(4)产生的运行数据(6)进行存储，以产生机器部件(2)的电子生命历程，并且其中，存储单元(1)此外具有机器部件(2)的电子铭牌(11)。此外，本发明涉及一种用于产生机器部件的生命历程的方法以及一种用于维护的售后方法。

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于生成机器部件的电子生命历程的轨道车辆组件组，包括：机器部件，其中，存储单元布置在机器部件中或上；至少一个控制单元，该控制单元适于与机器部件双向通信，其中可以在控制单元中生成运行数据。此外，本发明涉及一种用于生成生命历程的方法、一种机器部件和一种用于维护的售后方法。

背景技术

在列车的驱动系统中，驱动转换器控制器中的可用数据与所连接的机器部件之间没有明确的关系。特别是，当例如在纠正或预防性维护的背景下更换车队中的机器部件时，在供货的时间点丢失了记录的配置。

通常不由操作员/售后维护到机器部件层级，因此车辆的配置大多是未知的或不正确的。

转换器控制器测量并确定所连接的机器部件的多个相关运行数据，并可智能关联、评估、存储、集体化等。

通常，对运行数据到中央数据库(例如云)的传送进行说明，以便对其进行集中评估(工业4.0...)。但是，这需要从现场部件到云的高带宽的无缝连接。所有参与方必须就统一接口、数据所有权等达成一致。这些要求并不总是得到满足。实际上，今天情况更是如此，信息流例如在退货过程中基于以手写方式填充的、附加到机器部件上的、具有稀疏信息内容的单据。

确实，在上级控制器中(例如，在转换器中关于例如所连接的电动机、变速器)中存在数据(例如负载集合体)。但是，由于转换器和电机之间没有明确的关系(关联)，因此只能对车辆的车队和较长时间段内平均的负载数据进行评估。因此，只能确定平均的机器部件负载。也没有提供关于损害说明的单独数据。例如在哪些车辆中的哪些机器部件和在哪些时间段上使用的配置管理必须在生成和/或维护中--如果需要--手动地来执行。

发明内容

因此，本发明的第一和第二目的是提供一种轨道车辆组件组和一种方法，通过其可以省去这种手动执行的配置管理。另外的第三个目的是用于维护这种轨道车辆组件组的售后方法的说明。

第一个目的通过提供一种轨道车辆组件组来实现，其用于产生机器部件的电子生命历程，包括：具有存储单元的机器部件，其中，存储单元布置在机器部件中或在机器部件上。此外，包括至少一个控制单元，其适于与机器部件进行双向通信。在控制单元中可以产生运行数据。在此，存储单元至少适于与控制单元进行双向通信。在机器部件的运行期间，提出至少通过双向通信对由控制单元产生的运行数据进行存储，以生成机器部件的电子生命历程。在此，电子生命历程文件至少可以理解为所有数据/运行数据的时间顺序。存储单元还具有机器部件的电子铭牌。通过控制单元和存储单元的双向通信，存储单元因此可以在控制单元调试运行时将电子铭牌的机器部件识别数据从机器部件发送给控制单元，使得数据受到明确的分配。

第二个目的通过给出一种用于产生轨道车辆组件组的机器部件的电子生命历程的方法来实现，该轨道车辆组件组具有设置在机器部件中或上的存储单元。此外还设置有控制单元，该控制单元适于与机器部件进行双向通信。在控制单元中生成运行数据，这些数据通过双向通信传输到机器部件。在此，存储单元至少适于与控制单元的双向通信。为了生成机器部件的电子生命历程，在机器部件的操作期间通过双向通信存储由控制单元生成的运行数据。在此，由存储单元中的电子铭牌明确地对机器部件进行识别。

第三个目的通过提供一种用于维护这种轨道车辆组件组的售后方法来实现：

-将机器部件从轨道车辆组件组中拆下，并且必要时拆下存储单元，

-读取存储单元，

-装入具有存储单元或新的存储单元_新的维护过的机器部件，其中，新的存储单元_新至少装配有电子铭牌和读出的电子生命历程，

-或者装入具有存储单元或新的存储单元_新的新的机器部件_新，其中，存储单元或存储单元_新至少装配有机器部件_新的电子铭牌。

因此，数字存储单元装载有机器部件的识别数据并将其传输给控制器，并进而允许在每个时间点读出当前的系统配置。在部件的整个生命周期中，其还存储有控制器为机器部件确定的运行数据，并在维修时将其与机器部件一起传回给制造商。

这些数据可以作为部件的生命历程文件按部件地提供给维护、配置管理、工程、再研发、损害说明等等。由此获得例如作为客户使用的服务管理的提高的效率或改善的价格管理。

通过机器部件上的电子铭牌也可随时读出车辆的配置。不必要在中央数据库中对车辆片配置列表进行手动维护。

通过本发明使得可以将控制器中已有的智能用于在控制器上运行的单独机器部件的单独数据收集。即，机器部件本身在其运行数据的智能评估方面仍然很笨拙，因为智能存在于所连接的、利用其运行的控制器中。与“云解决方案”不同，数据并不“向上”发送给云，而是“向下”发送给部件并且在那里存储在存储单元中。由此，消除了部件至中央数据服务器的宽频连通性的必要性，即，不需要用于云的基础设施。接口的标准化因此也是没有必要的，即，可以选择生产商特定的数据格式。此外，取消了所有参与方、例如制造商、服务商、运营商利益的统一化，因为制造商回收具有“部件的物料流”的数据，并不经由在云中并行安装的数据流。

通过生成部件的生命历程，实现了更好的损害说明、用于设计等等的更好的加载数据等。

通过本发明还确保例如在更换存储单元时通过初始化使其获得部件识别。

单独的数据可以在控制器中为了更好的调节，而例如，通过Auto-IBN来使用，用于通过阈值和更高的利用率来进行保护。此外，竞争优势源于用于未来设计的现场中的实际负载的更好了解，通过电子文件在故障部件等等的更好的损害说明等。

现在，通过本发明提供了数据和部件之间的明确关系，特别是当车队中的部件在纠正和预防性维护的范畴中进行更换时。此外，现在已知有用于每个单独部件的具有许多机器部件的复杂系统的配置。

在从属权利要求中列出了另外的有利措施，其可以彼此组合以实现进一步的优点。

在一个优选的设计方案中，机器部件具有用于生成传感器数据的至少一个传感器。可以在机器部件的运行期间通过双向通信在控制单元中检测该传感器数据，其中，在控制单元中，运行数据可以至少部分地借助检测到的传感器数据来产生。存储单元可以设置在传感器中，特别是集成在传感器中。本身简单的传感器(例如温度)被扩展有附加的存储器，该存储器用于保存其所安装在的部件(例如，马达，传动装置)的数据的目的。即，除传感器功能外，它还作为数据载体使用。

在“具有存储单元的传感器”和控制单元之间的连接不仅用于测量值的传送，而且还用于数据传入和传出所集成的存储单元。有利的是，这里在传感器和控制单元之间使用了双向通信连接；因此可以放弃另外的双向通信连接。

因此，“具有存储单元的传感器”通过电子铭牌至少包含识别数据。“具有存储单元的传感器”随着时间的推移将由安装的智能控制装置以传感器所安装在的机器部件的生命历程文件(载荷数据，维修数据，故障数据等)的数据来填充。

因此，在没有交换传感器的初始化的情况下可以阻止运行(例如，时钟抑制转换器)。由此通常可以阻止控制单元上未识别部件的运行。

电子铭牌可以优选地在启动之前被引入到存储单元中或者在调试期间经由控制单元引入。

运行数据在传输到存储单元之前，也可以在控制单元中进行压缩。这可以改善传输速度并降低内存需求。

优选地，用于产生机器部件的电子生命历程的控制单元仅传输当前的运行数据，该控制单元将当前的运行数据与先前的运行数据进行比较。只有在运行数据相对于先前的运行数据发生改变的情况下，才将这些发生改变的运行数据传输到用于产生电子生命历程的存储单元。

存储单元还可以具有至少一个第一和第二存储区域，其中，在第一存储区域中存储有电子铭牌，即与身份相关的数据，并在第二存储区域中存储有所产生的生命历程。

在机器部件的寿命结束时例如机器部件在工厂中的被回收或修理时，也可以读出电子生命历程。然而，可供选择地或附加地，出于维护目的也能够在机器部件的运行期间将其读出。

电子铭牌优选地至少包括用于机器部件的明确标识的标识数据。

另外，优选地设置有中央数据服务器，特别是云，其用于存储和/或进一步处理由控制单元产生的运行数据。另外，可以在云中设置有对数据的进一步处理。有利地，在云中也可以设置有来自其他并行的机器部件的数据。

存储单元还可以具有至少用于将运行数据传输到移动终端的数字接口。另外，可以传输完整的生命历程和铭牌。维护因此能够得以简化。

优选地，在运行期间运行数据从控制单元到存储单元的传输可以定时地实现。因此，可以节省能源/功率。

在特别的设计方案中，运行数据被不可覆盖地并且不可修改地存储在存储单元上。由此可以防止(例如，在移除之后的)对数据的篡改。

在优选实施例中，控制单元是转换器。

优选地，按时间顺序存储用于生成电子生命历程的运行数据。因此，随时可以了解机器部件的状态历史。

附图说明

参照附图从以下描述中，本发明的其他特征、性质和优点将变得显而易见。其中示意性地示出：

图1示出了运行中的根据本发明的存储单元。

具体实施方式

虽然已经通过优选实施例详细说明和描述了本发明，但是本发明不受所公开的实例的限制。本领域技术人员可以在不脱离由所附权利要求限定的本发明的范围的情况下得出其变化形式。

对系统的配置在交付状态中由制造商记录(例如也用于可追溯性)。在系统的使用寿命期间，会出现频繁改造/重新配置。从经过多个维护周期和维修的调试开始，逐渐丧失了对系统配置的了解。数据和机器部件之间没有明确的关系，特别是当例如在车队中的机器部件在纠正和预防性维护的范畴中进行更换时。对具有单独机器部件的车辆的配置通常也是未知的。在生产过程中最初构建的数据库中没有任何对于改变的反馈。也没有统一的接口和工具，并且制造商、售后和运营商不具有普遍的、一致的需求。

现在根据本发明避免了这一点。图1示出了运行中的根据本发明的轨道车辆组件组。为此设置有机器部件2，其具有至少一个存储单元1和至少一个传感器7。另外，提供控制单元4，在此例如是转换器。在运行期间，机器部件2将由至少一个传感器7生成的传感器数据5传输给转换器。其由这些传感器数据5产生控制数据、即所谓的运行数据6。根据本发明，存储单元1在此是部件固定的，即，作为部件集成地安装在机器部件2中。其优选安装在布置在机器部件2中或上的传感器7中。这个额外的存储单元1仅用于现场的数据存储，即在机器部件2本身上。存储单元1存储通过双向通信由转换器发送的运行数据6。在此，可以用作从传感器7到转换器的连接，因为该连接反正已经存在。通过将运行数据6存储在存储单元1中，可以产生机器部件2的电子生命历程。即，所有数据在时间上被组合成生命历程。稍后对其进行更详细地解释。另外，设置有对电子铭牌11的存储，即至少存储机器部件2的标识数据。由于双向通信，至少机器部件2的这些识别数据在此被传输到转换器。

在此，电子铭牌11包括识别数据，即机器部件(马达，传动装置，...)的至少明确的工厂编号。另外，可以提供马达数据(诸如PM机器的磁极转子磁通耦合)，配置数据(制造年份，标记的电流和/或功率值，批号等)。

通过每个机器部件2上的电子铭牌11，可随时读出机器部件2的配置。不需要手动地维护在中央数据库中的配置列表。传感器7也可以随时将机器部件2的识别数据传输到转换器，并因此允许随时读出当前的系统配置。

如果根据现有技术的传感器在维护时必须(纠正或预防性地)更换，则备件没有存储机器部件数据。

这例如是这样的情况，即当机器部件2(例如马达)和存储单元或具有存储单元的传感器还没有连接到控制器或转换器时。因此，非专用的“具有新存储单元的备件传感器”在组装到机器部件2之前具有其标识数据(例如，唯一的工厂编号)。必要的数据可以来自中央数据库、即所谓的云10，或来自机器可读电子设备或者来自旧传感器的机器可读电子铭牌11，其利用移动终端记录下来并且现在在存储单元中进行编程。

在另一种情况下，虽然机器部件2已经事先已连接到控制器或转换器，但是只有“具有新的存储单元_新的传感器7”被更换。在此，非专用的“具有存储单元_新的备用部件传感器”也用识别数据(例如，唯一的工厂编号等等)来命名，以如下的方式实现，即，机器部件2的缺失数据在安装之后例如安装到车辆中，并且在连接到转换器之后自动地重新加载到新传感器7的存储单元_新中。到目前为止生成的机器部件2的生命历程也被加载到存储单元_新上。由此实现了在这样的机器部件2的整个使用寿命上创建电子生命历程。

即，布置在机器部件2中的传感器7与根据本发明的集成的存储单元1一起具有带有机器部件数据(RFID，条形码，...)的电子可读铭牌11，该机器部件数据至少携带明确的工厂编号。用手持设备/移动设备来读出这些数据。被读出的数据完全或者部分地被传输给具有这样地根据本发明扩展的传感器的新的存储单元_新。

在没有这种交换传感器的初始化的情况下，运行可以被阻止(例如，时钟禁止反相器)。这通常可以阻止控制器上未识别的机器部件的运行。

数字存储单元1携带机器部件2的识别数据并将其发送到转换器，并因此允许在任何时候读出当前的系统配置。

另外，运行数据6随时间以结构化的方式存储在存储单元1中。通过将运行数据6存储在存储单元1中，可以生成机器部件2的电子生命历程。该运行数据6可以包括诸如负载集合(功率，转速，扭矩，温度，损坏报告，维护间隔等)、里程和维护数据的数据。而且，这样的生命历程可以被称为机器的历史。当然，更多的数据也是可能的。这些运行数据6被作为机器部件2的生命历程文件提供用于逐个部件地进行维护、配置管理、工程设计、进一步开发、故障说明等等。

根据本发明，在机器部件2的使用寿命期间，运行数据6被存储在存储单元1中，该存储单元1确定了对于机器部件2的控制器，并且在机器部件2的维护的情况中以电子生命历程的形式将其返回给制造商，即工厂8。

这避免了在运行数据6和机器部件2之间没有明确的关系，特别是当在纠正和预防性维护的情况下在车队中更换机器部件2时。

传感器7可以例如是温度传感器、转速传感器或振动传感器。

即，运行数据6被存储在部件固定的传感器7中的存储单元1中；即，机器部件2总是携带运行数据6。另外，这些仍然可以存储在中央数据库10中，例如存储在云中。在其例如因为维护的原因而被召回到工厂8之前，也可以在那里执行分析和计算。

然而，与纯粹的“云解决方案”相比，运行数据6不仅被“向上”发送到云端，而且还被“向下”发送到机器部件2，以便存储在存储单元1中。这消除了机器部件2到中央数据服务器的宽频的连通性的必要性(没有云基础设施)。另外，接口的标准化也是不必要的。可以选择供应商特定的数据格式并且可以省略所有参与方，例如制造商、售后、运营商的利益协调，因为制造商通过“机器部件2的物料流”而不是仅通过云10的并行安装的数据流来取回运行数据6。

根据本发明，机器部件2因此可以在返场过程中用作其自身数据的载体，以便随后能够分散地例如在工厂8中进行评估。因此，必须确保至少在保养中更换有故障的“存储单元1或者具有存储单元1的传感器7时，机器部件2的身份被可靠地传递到新的传感器上。

通过本发明，已经在控制器中存在的智能被用于对在控制器上操作的单独机器部件的单独数据收集。即，机器部件2本身在其运行数据6的智能评估方面保持“笨拙”，因为智能位于利用其运行的所连接的控制单元4中。

通过生成机器部件2的生命历程文件，可以实现更好的损坏说明和更好的用于设计的载荷数据。此外，确保了替换传感器通过初始化获取机器部件身份。

可以在控制器中使用单独的数据以实现更好的控制(Auto-IBN)、保护(阈值)和更高的利用率。

为了易于更换和改装，本身简单的传感器(例如温度)可以被扩展有附加的存储器，以用于其所安装在的机器部件(例如，马达，传动装置)的数据存储。即，除了传感器功能之外，存储单元1只用作数据载体并用于生成电子生命历程。为此，存储单元1随时间由安装的智能控制器填充机器部件2的生命历程文件的数据(负载数据，服务数据，故障数据)，其中该存储单元安装在该机器部件上。另外，存储单元1包含电子铭牌11形式的识别数据。

有利地，传感器7与存储单元1和转换器之间的通信不仅用于测量值的传输，而且还用于运行数据6传入和传出集成的存储器。

此外，有利的是，运行数据6被存储在存储单元中，不可擦除或可改变。这可以防止在例如工厂8中的篡改。而且，在将运行数据6传送到存储单元1之前，可以施行对运行数据6的压缩。运行数据6可以例如按照他们的时间进程来储存。而且，只有用于存储和生成电子生命历程的自身变化的运行数据6可以被发送到存储单元1。本发明提供了对未来设计的现场实际负载的更好洞察，通过电子生命历程对有故障的机器部件进行更好的损坏说明，并因此增加了于客户处的竞争优势。