專利名稱：用于確定產(chǎn)品剩余使用壽命的方法和裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于確定產(chǎn)品剩余使用壽命的方法和裝置，此外，本發(fā)明還涉及用于獲取直到技術(shù)失效前的產(chǎn)品使用壽命的方法和裝置以及依據(jù)某個(gè)隨時(shí)間變化的工作參數(shù)來確定產(chǎn)品使用壽命極限值以便監(jiān)控產(chǎn)品可靠性的方法和裝置，最后，本發(fā)明涉及如獨(dú)立權(quán)利要求前序部分所述的、設(shè)置在其可靠性要被監(jiān)控的產(chǎn)品中的裝置，該裝置用于將產(chǎn)品的實(shí)際使用壽命與使用壽命極限值進(jìn)行比較。
為實(shí)現(xiàn)此目的，本發(fā)明提出一種用于獲取到技術(shù)失效前的產(chǎn)品使用壽命的方法，其中獲取某個(gè)工作參數(shù)的值，將各工作參數(shù)的取值范圍分成等級(jí)并根據(jù)等級(jí)來獲取使用壽命，所獲工作參數(shù)的值落在該等級(jí)中。
此外，為實(shí)現(xiàn)此目的，本發(fā)明提出一種用于確定到技術(shù)失效前的產(chǎn)品剩余使用壽命的方法和裝置，其中獲取產(chǎn)品的至少一個(gè)工作參數(shù)的取值范圍里的數(shù)值，此工作參數(shù)的取值范圍被分成等級(jí)并為每一等級(jí)確定一產(chǎn)品使用壽命并將其存儲(chǔ)在配屬于產(chǎn)品的工作數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器中，將預(yù)定的權(quán)重系數(shù)分配給使用壽命并由此為產(chǎn)品確定一個(gè)加權(quán)累積使用壽命，將加權(quán)累積使用壽命與至少一個(gè)預(yù)定的使用壽命極限值進(jìn)行比較并由此確定產(chǎn)品的剩余使用壽命。
獲取其到技術(shù)失效前的使用壽命的產(chǎn)品例如呈汽車的控制器或子系統(tǒng)(如制動(dòng)器、發(fā)動(dòng)機(jī)、變速器、轉(zhuǎn)向器等)形式。產(chǎn)品具有一個(gè)使用壽命存儲(chǔ)器或配置這樣一個(gè)存儲(chǔ)器，即在該存儲(chǔ)器中存儲(chǔ)所獲工作參數(shù)及使用壽命并在需要時(shí)可以重新調(diào)用。使用壽命存儲(chǔ)器最好具有不易失存儲(chǔ)器(例如EEPROM或閃存EEPROM)以及獲取工作參數(shù)或使用壽命的手段。在汽車的情況下，使用壽命存儲(chǔ)器可以例如以一個(gè)或多個(gè)控制器的形式實(shí)現(xiàn)。
可以通過使用壽命存儲(chǔ)器獲取不連續(xù)的系統(tǒng)狀態(tài)(如起動(dòng)過程次數(shù)、緊急起動(dòng)次數(shù)、熱切斷次數(shù)等)以及隨時(shí)間變化的工作參數(shù)。作為工作參數(shù)地獲取例如溫度、電流、電壓、壓力等傳感器數(shù)據(jù)。
在運(yùn)行條件允許的工作參數(shù)取值范圍里面，分別將取值范圍的線性或非線性范圍細(xì)分成多個(gè)等級(jí)。導(dǎo)致產(chǎn)品直接損壞的特殊值位于允許取值范圍以外。等級(jí)分布以把整個(gè)取值范圍劃分為有關(guān)的負(fù)荷組為基礎(chǔ)。各等級(jí)對(duì)于產(chǎn)品的老化/磨損有著不同的影響。在使用壽命存儲(chǔ)器中，獲取針對(duì)每個(gè)等級(jí)的每個(gè)工作參數(shù)的產(chǎn)品使用壽命。
按照本發(fā)明，以工作參數(shù)細(xì)分等級(jí)(分級(jí))為基礎(chǔ)地確定產(chǎn)品實(shí)際的技術(shù)使用壽命及計(jì)算在任意時(shí)刻的用舊率。由于工作參數(shù)分級(jí)，所以能特別可靠且精確地確定產(chǎn)品使用壽命，其中對(duì)于工作數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器的存儲(chǔ)需求是最小的，因?yàn)榭梢苑艞壂@取工作參數(shù)隨時(shí)間的變化過程。由此一來，可以在技術(shù)使用壽命結(jié)束前進(jìn)行特別可靠的預(yù)防性保養(yǎng)/維修。
本發(fā)明的一優(yōu)選改進(jìn)方案提議，按有規(guī)律的時(shí)間間隔獲取工作參數(shù)的數(shù)值并增加某等級(jí)的等級(jí)數(shù)，如果所獲工作參數(shù)落在這個(gè)等級(jí)里。因此，某個(gè)產(chǎn)品的每個(gè)工作參數(shù)可以在獲取使用壽命后分配有一使用壽命直方圖，由直方圖得到針對(duì)在某等級(jí)內(nèi)的工作參數(shù)的產(chǎn)品使用壽命。由產(chǎn)品的—工作參數(shù)的數(shù)量，—每個(gè)工作參數(shù)等級(jí)的平均數(shù)量，和—每個(gè)等級(jí)數(shù)字節(jié)的平均數(shù)量得到工作數(shù)據(jù)存儲(chǔ)所需要的工作數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器字節(jié)數(shù)值。
以分級(jí)工作參數(shù)為基礎(chǔ)地獲取使用壽命的本發(fā)明方法尤其在確定產(chǎn)品使用壽命極限值以便監(jiān)控產(chǎn)品可靠性時(shí)有特殊優(yōu)點(diǎn)。因此，本發(fā)明的有利改進(jìn)方案提出了用于確定上述形式的使用壽命極限值的方法，該方法具有下列特征，即—通過運(yùn)用如權(quán)利要求1或2所述的方法確定到產(chǎn)品技術(shù)失效前的針對(duì)工作參數(shù)等級(jí)的產(chǎn)品使用壽命；—將權(quán)重系數(shù)分配給工作參數(shù)等級(jí)；—權(quán)重系數(shù)由下列最佳化問題的解并在考慮到各個(gè)工作參數(shù)之間關(guān)系的條件下確定min{f(x)}，mitx＝{a_ij，t_ijk}—由下列等式為產(chǎn)品確定針對(duì)各工作參數(shù)的臨界累積使用壽命P_iz_krit=SUMj=1M_i{a_ij×t_ijz}]]>—由下列等式為各產(chǎn)品確定使用壽命極限值min{P-iz-krit}，其中i＝1…N，或1N×SUMi=1N{P_iz_krit},miti=1...N]]>各等級(jí)對(duì)產(chǎn)品的老化/磨損有不同的影響。因此，將權(quán)重系數(shù)分配給工作參數(shù)等級(jí)，權(quán)重系數(shù)表示某工作參數(shù)的某等級(jí)對(duì)產(chǎn)品老化或磨損的相對(duì)影響。本發(fā)明提出，由產(chǎn)品分量K確定權(quán)重系數(shù)并隨后將這個(gè)權(quán)重系數(shù)用于產(chǎn)品分量Z。由此，可以由分量S為產(chǎn)品確定成批使用時(shí)的工作參數(shù)的臨界加權(quán)累積使用壽命，當(dāng)達(dá)到臨界加權(quán)累積使用壽命時(shí)，可以推斷出技術(shù)使用壽命結(jié)束。
權(quán)重系數(shù)由下列最佳化問題的解并在考慮各工作參數(shù)之間關(guān)系的條件下確定min{f(x)}，其中x＝{a-ij，t-ijk}，其中a-ij為權(quán)重系數(shù)，該權(quán)重系數(shù)被分配給工作參數(shù)i等級(jí)j，t-ijk為針對(duì)工作參數(shù)i等級(jí)j的產(chǎn)品k使用壽命。例如，可以這樣考慮工作參數(shù)之間的關(guān)系，由方程式確定權(quán)重系數(shù)，在方程式中，通過算符將針對(duì)每個(gè)工作參數(shù)的加權(quán)累積使用壽命邏輯連接起來。算符例如可以是“與”邏輯(產(chǎn)品生成)、“或”邏輯(總和生成)或“模糊”邏輯(例如與和或之間的中間狀態(tài))。
在分配權(quán)重系數(shù)后，以適當(dāng)?shù)臄?shù)學(xué)優(yōu)算法并通過最佳化問題的解來確定各工作參數(shù)的臨界累積使用壽命，當(dāng)達(dá)到臨界累積使用壽命時(shí)，可以推斷出技術(shù)使用壽命到頭了。此外，借助K產(chǎn)品使一些產(chǎn)品Z工作到技術(shù)失效，其中由K產(chǎn)品算出的權(quán)重系數(shù)被用到產(chǎn)品Z的分級(jí)工作參數(shù)上。為所有工作參數(shù)和所有Z產(chǎn)品確定出P_iz_krit=SUMj=1M_i{a_ij×t_ijz}]]>其中P-iz-krit是工作參數(shù)i的產(chǎn)品z臨界累積使用壽命，而t-ijz為針對(duì)工作參數(shù)i等級(jí)j的產(chǎn)品z使用壽命。由此得到加權(quán)累積使用壽命的矢量ZY-z＝(P-1z-krit，P-2z-krit，…P-nz-krit)，其中z＝1…Z由矩陣Y-z的最小列并按照下列等式為各產(chǎn)品確定使用壽命極限值，當(dāng)達(dá)到使用壽命極限值時(shí)，可推斷出產(chǎn)品技術(shù)壽命就要到頭min{P-iz-krit}，其中i＝1…N，或由矩陣Y-z的列單元平均值并按照下列等式來確定使用壽命極限1N×SUMi=1N{P_iz_krit},miti=1...N]]>值如果各列單元相鄰得足夠緊密，即如果列單元的標(biāo)準(zhǔn)偏差不是太大，則可靠性理想地發(fā)揮作用。在選擇最小列時(shí)不應(yīng)考慮異常值。
在對(duì)一些工作參數(shù)確定臨界累積使用壽命后，在所有成批產(chǎn)品配備工作數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器的情況下，可就在達(dá)到臨界極限值之前通過產(chǎn)品將維修、更換或保養(yǎng)的必要性信號(hào)化。或者，在有規(guī)則的產(chǎn)品保養(yǎng)范圍中評(píng)價(jià)存儲(chǔ)在產(chǎn)品中的工作參數(shù)。
總之，首先使產(chǎn)品k＝1…K一直工作到技術(shù)失效，以便能確定權(quán)重系數(shù)a-ij。然后，將權(quán)重系數(shù)a-ij整合到z＝1…Z產(chǎn)品的工作數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器，再使這些產(chǎn)品工作到技術(shù)失效，以確定臨界累積使用壽命P-iz-krit并通過選擇臨界累積使用壽命P-iz-krit的最小值或平均值來確定使用壽命極限值。然后，對(duì)系列產(chǎn)品s＝1…S的可靠性進(jìn)行監(jiān)控，在此將產(chǎn)品s的實(shí)際使用壽命與極限值進(jìn)行比較。
本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例建議，權(quán)重系數(shù)由下列最佳化問題的解來確定min{SUMi=1NSUMk=1KABS{SUMj=1M_i{a_ij×t_ijk}-1}}]]>其不等式附加條件為a-ij＞0，其中a-ij為權(quán)重系數(shù)，將該權(quán)重系數(shù)分配給工作參數(shù)i的等級(jí)j，而t-ijk是針對(duì)工作參數(shù)i等級(jí)j的產(chǎn)品k使用壽命。按照這個(gè)實(shí)施例，在計(jì)算權(quán)重系數(shù)時(shí)不考慮各工作參數(shù)之間的關(guān)系。即基于這樣的假設(shè)，即每個(gè)工作參數(shù)都可獨(dú)立于其它工作參數(shù)值地導(dǎo)致產(chǎn)品的技術(shù)上損壞。
如果以各工作參數(shù)之間沒有關(guān)系作為確定權(quán)重系數(shù)的基礎(chǔ)，則工作參數(shù)的加權(quán)累積使用壽命與工作參數(shù)臨界極限值的最大比例可表示為利用率。按照下式以％來計(jì)算剩余使用壽命，剩余使用壽命％＝1-利用率[％]本發(fā)明的一個(gè)可選實(shí)施例建議，權(quán)重系數(shù)由下列最佳化問題的解來確定min{SUMv=1KSUMμ=1μ≠vKABS{PRODi=1N{SUMj=1M_i{a_ij×t_ijμ}}-......PRODi=1N{SUMj=1M_i{a_ij×t_ijv}}}}]]>其不等式附加條件為a-ij＞0。在這個(gè)實(shí)施例中，考慮了各工作參數(shù)之間的關(guān)系。即基于這樣的假設(shè)，即多個(gè)工作參數(shù)導(dǎo)致產(chǎn)品的技術(shù)上損壞。按照這個(gè)實(shí)施例，工作參數(shù)通過簡(jiǎn)單的“與”邏輯(產(chǎn)品生成)而邏輯連接起來。權(quán)重系數(shù)是這樣確定的，即通過“與”算符連接起來的各產(chǎn)品加權(quán)等級(jí)相互間具有最小的“間距”。
根據(jù)第三個(gè)可選實(shí)施例，設(shè)想在一些等級(jí)的層面上邏輯連接多個(gè)工作參數(shù)。在此基于這樣的假設(shè)，即在某等級(jí)內(nèi)的多個(gè)工作參數(shù)導(dǎo)致產(chǎn)品的技術(shù)上損壞。
此外，為實(shí)現(xiàn)本發(fā)明目的，提出一種用于獲取到技術(shù)失效前的產(chǎn)品使用壽命的裝置，該裝置具有用于在有規(guī)則的時(shí)間間隔中獲取某工作參數(shù)數(shù)值的第一手段，各個(gè)工作參數(shù)的取值范圍被分成等級(jí)并且該裝置具有用于依據(jù)等級(jí)獲取使用壽命的第二手段，所獲工作參數(shù)數(shù)值落在該等級(jí)里面。
本發(fā)明的有利改進(jìn)方案提出了，如果所獲工作參數(shù)數(shù)值落在某等級(jí)里，則第二手段增加該等級(jí)的等級(jí)數(shù)。
以分級(jí)工作參數(shù)為基礎(chǔ)獲取使用壽命的本發(fā)明裝置尤其是在確定產(chǎn)品使用壽命極限值以監(jiān)控產(chǎn)品可靠性時(shí)有優(yōu)勢(shì)。因此，本發(fā)明另一個(gè)有利改進(jìn)方案提出了一種用于確定上述形式的使用壽命極限值的裝置，其中該裝置具有用于實(shí)現(xiàn)如權(quán)利要求5-8之一所述方法的手段。
為實(shí)現(xiàn)本發(fā)明目的，提出一種設(shè)置在被監(jiān)控產(chǎn)品中的上述形式的裝置，該裝置按如權(quán)利要求5-8之一所述的方法來確定使用壽命極限值?？梢蕴貏e小地構(gòu)成該裝置的工作數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器，因?yàn)榘凑毡景l(fā)明，在確定使用壽命極限值可以放棄工作參數(shù)隨時(shí)間的變化過程。
此外，分級(jí)獲取工作數(shù)據(jù)的優(yōu)點(diǎn)是，可以最佳地利用存儲(chǔ)器，即尤其是只需要很小的存儲(chǔ)空間，因?yàn)闊o需在整個(gè)時(shí)間軸上或參照時(shí)間軸地費(fèi)力獲取工作參數(shù)。這樣，本發(fā)明且尤其是獲取使用壽命可以適當(dāng)?shù)刈鳛楦郊庸δ茉诳刂破骼飳?shí)現(xiàn)或在一個(gè)原本為其所設(shè)的裝置里實(shí)現(xiàn)其它的優(yōu)點(diǎn)和有利的設(shè)計(jì)方案由權(quán)利要求的特征和說明書給出。
在

圖1中示出了本發(fā)明方法的優(yōu)選實(shí)施例的流程圖，該方法用于獲取到技術(shù)失效前的產(chǎn)品k＝1…K使用壽命t-ijk。其使用壽命為t-ijk的產(chǎn)品k構(gòu)成如汽車的控制器或分系統(tǒng)(例如制動(dòng)器、發(fā)動(dòng)機(jī)、變速器、轉(zhuǎn)向器等)。產(chǎn)品k具有一個(gè)工作數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器，所獲工作參數(shù)I＝1…N及使用壽命t-ijk存儲(chǔ)在工作數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器里并可在需要時(shí)重新調(diào)用。工作數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器最好具有不易失存儲(chǔ)器(例如EEPROM或閃存EEPROM)以及獲取工作參數(shù)以及使用壽命的手段。在汽車的情況下，工作數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器例如以一個(gè)或多個(gè)控制器的形式實(shí)現(xiàn)。
通過工作數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器獲取不連續(xù)的系統(tǒng)狀態(tài)(例如起動(dòng)過程的次數(shù)、緊急起動(dòng)的次數(shù)、熱切斷次數(shù)等)以及隨時(shí)間變化的工作參數(shù)i。作為工作參數(shù)i地獲取如溫度、電流、電壓、壓力的傳感器數(shù)據(jù)。
本方法在功能塊10中開始。在功能塊11中，運(yùn)行條件所允許的要獲取的各工作參數(shù)i的取值范圍被線性或非線性地分成等級(jí)j＝1…M-i。導(dǎo)致產(chǎn)品k直接損壞的特殊數(shù)值位于允許取值范圍外。等級(jí)分布以將整個(gè)取值范圍劃分為有關(guān)的負(fù)荷組為基礎(chǔ)。各等級(jí)j對(duì)產(chǎn)品k的老化/磨損有不同的影響。
在一個(gè)后面的功能塊12中，以有規(guī)律的時(shí)間間隔獲取工作參數(shù)i的數(shù)值。依據(jù)所獲工作參數(shù)數(shù)值所落的等級(jí)j來獲取使用壽命t-ijk。如果所獲工作參數(shù)i落在某等級(jí)j里，則為此在功能塊13中增加等級(jí)j的等級(jí)數(shù)。因此，某產(chǎn)品k的每個(gè)工作參數(shù)i可以按照所獲使用壽命t-ijk分配給使用壽命直方圖，由直方圖得到針對(duì)某個(gè)等級(jí)j內(nèi)的工作參數(shù)i的產(chǎn)品k使用壽命t-ijk。根據(jù)所獲得的工作參數(shù)i數(shù)值的等級(jí)數(shù)情況和時(shí)間間隔，得到產(chǎn)品使用壽命t-ijk。
在一個(gè)后面的詢問塊14中，檢查使用壽命t-ijk的獲取是否結(jié)束。如果沒有結(jié)束，則回到功能塊12。如果使用壽命t-ijk的獲取結(jié)束，則在功能塊15中轉(zhuǎn)入方法結(jié)束。
在圖2中示出了本發(fā)明方法的優(yōu)選實(shí)施例的流程圖，該方法用于確定產(chǎn)品z使用壽命極限值。本發(fā)明的方法在功能塊20中開始。然后，通過圖1的方法，首先確定針對(duì)工作參數(shù)i等級(jí)j的、到產(chǎn)品k技術(shù)失效前的產(chǎn)品k使用壽命t-ijk。
接著，在功能塊21中將權(quán)重系數(shù)a-ij分配給工作參數(shù)i等級(jí)。因?yàn)楦鞯燃?jí)j對(duì)產(chǎn)品k的老化/磨損有不同的影響，因此將權(quán)重系數(shù)a-ij分配給工作參數(shù)i等級(jí)j，該權(quán)重系數(shù)表示出某個(gè)工作參數(shù)i的某個(gè)等級(jí)j對(duì)產(chǎn)品k老化或磨損的相對(duì)影響。
在一個(gè)后面的功能塊22中，權(quán)重系數(shù)a-ij由下列最佳化問題的解并在考慮了各工作參數(shù)i之間關(guān)系的情況下確定min{f(x)}，其中x＝{a-ij，t-ijk}權(quán)重系數(shù)a-ij由下列最佳化問題的解來確定min{SUMi=1NSUMk=1KABS{SUMj=1M_i{a_ij×t_ijk}-1}}]]>其不等式附加條件為a-ij＞0。在此不考慮各工作參數(shù)之間的關(guān)系并基于這樣的假設(shè)，即每個(gè)工作參數(shù)i都可獨(dú)立于其它工作參數(shù)i數(shù)值地導(dǎo)致產(chǎn)品k的技術(shù)上損壞。
或者，權(quán)重系數(shù)a-ij由下列最佳化問題的解來確定min{SUMv=1KSUMμ=1μ≠vKABS{PRODi=1N{SUMj=1M_i{a_ij×t_ijμ}}-......PRODi=1N{SUMj=1M_i{a_ij×t_ijv}}}}]]>其不等式附加條件為a-ij＞0。在此考慮了各工作參數(shù)i之間的關(guān)系并基于這樣的假設(shè)，即多個(gè)工作參數(shù)i導(dǎo)致產(chǎn)品k的技術(shù)上損壞。
這個(gè)實(shí)施例中，工作參數(shù)i通過簡(jiǎn)單的“與”邏輯(產(chǎn)品生成)而邏輯連接按照第三替換方案，多個(gè)工作參數(shù)i的邏輯連接是在各等級(jí)j的層面上進(jìn)行的。在此假設(shè)，在某等級(jí)j內(nèi)的工作參數(shù)i導(dǎo)致產(chǎn)品k的技術(shù)上損壞。
本發(fā)明規(guī)定，由產(chǎn)品k的分量K確定權(quán)重系數(shù)a-ij并隨后將這個(gè)權(quán)重系數(shù)用于產(chǎn)品z分量Z。由此可以確定成批使用時(shí)的工作參數(shù)i的臨界累積使用壽命P-iz-krit，當(dāng)達(dá)到臨界累積使用壽命時(shí)，可以推斷出技術(shù)使用壽命到頭了。
然后，在功能塊23中，當(dāng)使產(chǎn)品z工作到技術(shù)失效時(shí)，由下列等式為產(chǎn)品z確定出針對(duì)各工作參數(shù)的臨界累積使用壽命P-iz-kritP_iz_krit=SUMj=1M_i{a_ij×t_ijz}]]>因此，得到加權(quán)的累積使用壽命的矢量ZY-z＝(P-1z-krit，P-2z-krit，…P-nz-krit)，其中z＝1…Z。
最后，在功能塊24中，按照下列等式并由矩陣Y-z的最小列為各產(chǎn)品z確定使用壽命極限值，當(dāng)達(dá)到該使用壽命極限時(shí)，可推斷出產(chǎn)品技術(shù)壽命就要到頭了min{P-iz-krit}，其中i＝1…N，或者，由矩陣Y-z的列單元平均值并按照下式確定使用壽命極限值1N×SUMi=1N{P_iz_krit},miti=1...N]]>如果各列單元相鄰得足夠緊密，即如果列單元的標(biāo)準(zhǔn)偏差小，則可靠性理想地發(fā)揮作用。在選擇最小列時(shí)，不應(yīng)考慮異常值(如果有的話)。在功能塊25中，用于確定產(chǎn)品z的使用壽命極限值的方法結(jié)束。為確定使用壽命極限值，除了絕對(duì)值或相對(duì)最小值的選擇和簡(jiǎn)單的的平均值構(gòu)成外，還可以使用其它方法或程序原理，如滑移的或經(jīng)驗(yàn)的或協(xié)調(diào)的平均值構(gòu)成或峰值構(gòu)成。
在對(duì)一些工作參數(shù)i確定臨界累積使用壽命P-iz-krit后，在所有成批產(chǎn)品s配備工作數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器的情況下，可以在臨近達(dá)到臨界極限值前通過產(chǎn)品s將維修、更換或保養(yǎng)的必要性信號(hào)化。這一點(diǎn)尤其還可以以成批產(chǎn)品的自我診斷形式實(shí)現(xiàn)?；蛘撸谟幸?guī)律的產(chǎn)品保養(yǎng)范圍中地評(píng)價(jià)存儲(chǔ)在產(chǎn)品s中的工作參數(shù)。這種產(chǎn)品保養(yǎng)例如在汽車的部分產(chǎn)品或汽車本身的情況下也可以在運(yùn)行中以在線診斷的形式自動(dòng)進(jìn)行。
圖3示意圖地示出了一按照本發(fā)明的可行裝置。P表示產(chǎn)品本身。產(chǎn)品通過通訊系統(tǒng)KS且尤其是導(dǎo)線或總線系統(tǒng)與產(chǎn)品外的工作數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器BSe連接?；蛘?，在產(chǎn)品本身中設(shè)置一個(gè)工作數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器BSi。這兩個(gè)存儲(chǔ)器也可以同時(shí)存在并且例如由BSe和BSi構(gòu)成虛擬存儲(chǔ)器。在M中，包括例如呈微機(jī)或微控制器形式的手段，它們?yōu)閳?zhí)行本發(fā)明方法而如上所述地得到應(yīng)用。這些手段例如也可在或裝在汽車控制器里。
其使用壽命已獲得的產(chǎn)品P例如被設(shè)計(jì)成汽車的控制器或分系統(tǒng)(例如制動(dòng)器、發(fā)動(dòng)機(jī)、變速器、轉(zhuǎn)向器等)的形式。產(chǎn)品P具有工作數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器BSi或者配置這樣一個(gè)存儲(chǔ)器(BSe)，即在存儲(chǔ)器中存儲(chǔ)所獲工作參數(shù)及使用壽命并在需要時(shí)可以再調(diào)用。工作數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器最好具有不易失存儲(chǔ)器(例如EEPDOM或閃存存儲(chǔ)器)以及獲取工作參數(shù)或使用壽命的手段EM。在汽車的情況下，工作數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器例如可以在一個(gè)或多個(gè)控制器中實(shí)現(xiàn)。獲取手段EM例如接收與通訊系統(tǒng)KS或產(chǎn)品與其余的傳感器或致動(dòng)器的交接點(diǎn)有關(guān)的信息。尤其可以通過手段M進(jìn)行評(píng)價(jià)、獲取使用壽命、通過極限值比較確定使用壽命等。該手段也可以引入或執(zhí)行信號(hào)化或引入其它措施。獲取手段EM和手段M也可以組合地或者說統(tǒng)一地存在并且被目標(biāo)明確地配屬于工作數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器或組被整合到所述存儲(chǔ)器里。
通過工作數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器獲取不連續(xù)的系統(tǒng)狀態(tài)(例如起動(dòng)過程的次數(shù)、緊急起動(dòng)的次數(shù)、熱切斷次數(shù)等)以及隨時(shí)間變化的工作參數(shù)。作為工作參數(shù)地獲取例如溫度、電流、電壓、壓力的傳感器數(shù)據(jù)。為此所需的傳感器例如通過通訊系統(tǒng)KS相連或通過其它交接點(diǎn)與產(chǎn)品聯(lián)系在一起。根據(jù)產(chǎn)品的情況，傳感器也可以局部或全部組合在產(chǎn)品里。這尤其適用于尤其是產(chǎn)生本發(fā)明信息的致動(dòng)器。
因此，在所有成批產(chǎn)品s配備工作數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器的情況下，可在要達(dá)到臨界極限值前通過產(chǎn)品s將維修、更換或保養(yǎng)的必要性信號(hào)化。這一點(diǎn)尤其還可以以成批產(chǎn)品s的自我診斷形式如通過具有組合手段M或獲取手段EM的工作數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器來實(shí)現(xiàn)。
權(quán)利要求
1.一種用于確定到技術(shù)失效前的產(chǎn)品剩余使用壽命的方法，其特征在于，獲取在產(chǎn)品的至少一個(gè)工作參數(shù)取值范圍內(nèi)的數(shù)值，其中該工作參數(shù)的取值范圍被分成等級(jí)并對(duì)每一等級(jí)確定產(chǎn)品使用壽命并將其存儲(chǔ)在配屬于產(chǎn)品的工作數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器里，在此將預(yù)定的權(quán)重系數(shù)分配給使用壽命并由此為產(chǎn)品確定出至少一個(gè)加權(quán)累積使用壽命，在此將該加權(quán)累積使用壽命與至少一個(gè)預(yù)定的使用壽命極限值進(jìn)行比較并由此確定產(chǎn)品的剩余使用壽命。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，以產(chǎn)品自我診斷的形式自動(dòng)進(jìn)行產(chǎn)品的剩余使用壽命確定，在達(dá)到至少一個(gè)使用壽命極限值時(shí)或之前，通過至少一個(gè)使用壽命將其信號(hào)化并引入適當(dāng)措施。
3.一種用于獲取產(chǎn)品(k)使用壽命(t-ijk)的方法，其特征在于，從某工作參數(shù)(i)的取值范圍中獲取數(shù)值，將各工作參數(shù)(i)的取值范圍劃分成等級(jí)(j＝1…M-i)，如果所獲取作參數(shù)數(shù)值落在這個(gè)等級(jí)里，則依據(jù)這個(gè)等級(jí)獲取使用壽命。
4.如權(quán)利要求1或3所述的方法，其特征在于，按有規(guī)律的時(shí)間間隔獲取工作參數(shù)(i)數(shù)值，如果所獲工作參數(shù)(i)落入某等級(jí)(j)中，則增加這個(gè)等級(jí)(j)的等級(jí)數(shù)。
5.一種通過將一使用壽命與一極限值進(jìn)行比較來確定產(chǎn)品使用壽命極限值以便監(jiān)控產(chǎn)品可靠性的方法，其特征在于，獲取產(chǎn)品預(yù)定工作參數(shù)取值范圍的數(shù)值，其中將各工作參數(shù)的各取值范圍分成等級(jí)，按照等級(jí)地將數(shù)值和/或使用壽命存儲(chǔ)在配屬于產(chǎn)品的工作數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器里并且使一產(chǎn)品的第一分量一直工作到技術(shù)失效，由此確定出產(chǎn)品預(yù)定工作參數(shù)等級(jí)的使用壽命，由此根據(jù)每個(gè)等級(jí)和工作參數(shù)來確定一個(gè)權(quán)重系數(shù)，該系數(shù)反映出各等級(jí)和工作參數(shù)對(duì)產(chǎn)品技術(shù)失效的影響，并且使產(chǎn)品的第二分量一直工作到技術(shù)失效，在此將由第一分量確定的權(quán)重系數(shù)用于第二分量，在產(chǎn)品第二分量的情況下，為每個(gè)工作參數(shù)確定出一個(gè)關(guān)于所有等級(jí)的臨界使用壽命并由所有工作參數(shù)的關(guān)于所有等級(jí)的臨界使用壽命來確定使用壽命極限值。
6.一種用于依據(jù)某個(gè)隨時(shí)間變化的工作參數(shù)(i＝1…N)來確定產(chǎn)品(z＝1…Z)使用壽命極限值以便監(jiān)控產(chǎn)品(s＝1…S)可靠性的方法，其中在監(jiān)控范圍內(nèi)將一產(chǎn)品(s)的實(shí)際使用壽命與一極限值進(jìn)行比較，其特征在于，—通過用如權(quán)利要求3或4所述方法來確定到產(chǎn)品(k)技術(shù)失效前的針對(duì)工作參數(shù)(i)等級(jí)(j)的產(chǎn)品(k)使用壽命(t-ijk)；—將權(quán)重系數(shù)(a-ij)分配給工作參數(shù)(i)等級(jí)(j)；—由下列最佳化問題的解并在考慮了各工作參數(shù)之間關(guān)系的條件下確定權(quán)重系數(shù)(a-ij)min{f(x)}，其中x＝{a-ij，t-ijk}；—由下列等式為產(chǎn)品(z)確定出針對(duì)各工作參數(shù)(i)的臨界累積使用壽命(P-iz-krit)P_iz_krit=SUMj=1M_i{a_ij×t_ijz}]]>—由下列等式為各產(chǎn)品(z)確定出使用壽命極限值min{P-iz-krit}，其中i＝1…N，或1N×SUMi=1N{P_iz_krit},miti=1...N]]>
7.如權(quán)利要求1、5或6所述的方法，其特征在于，權(quán)重系數(shù)(a-ij)由下列最佳化問題的解來確定min{SUMi=1NSUMk=1KABS{SUMj=1M_i{a_ij×t_ijk}-1}}]]>其不等式附加條件為a-ij＞0。
8.如權(quán)利要求1、5或6所述的方法，其特征在于，權(quán)重系數(shù)(a-ij)由下列最佳化問題的解來確定min{SUMv=1KSUMμ=1Kμ≠vABS{PRODi=1N{SUMj=1M_i{a_ij×t_ijμ}}-......PRODi=1N{SUMj=1M_i{a_ij×t_ijv}}}}]]>其不等式附加條件為a-ij＞0。
9.一種用于確定到技術(shù)失效前的產(chǎn)品剩余使用壽命的裝置，其特征在于，包括第一手段，該手段獲取在產(chǎn)品至少一個(gè)工作參數(shù)取值范圍里的數(shù)值，其中該工作參數(shù)的取值范圍被劃分成等級(jí)，還包括第二手段，該手段對(duì)于每一等級(jí)確定產(chǎn)品的實(shí)際使用壽命并將其存儲(chǔ)在配屬于產(chǎn)品的工作數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器里，還包括第三手段，該手段將預(yù)定的權(quán)重系數(shù)分配給使用壽命并由此確定產(chǎn)品的加權(quán)累積使用壽命，還包括第四手段，該手段將加權(quán)累積使用壽命與至少一個(gè)預(yù)定的使用壽命極限值進(jìn)行比較并由此確定產(chǎn)品的剩余使用壽命。
10.一種用于獲取產(chǎn)品(k)使用壽命(t-ijk)的裝置，其特征在于，所述裝置具有按有規(guī)律的時(shí)間間隔獲取工作參數(shù)(i)數(shù)值的第一手段，各工作參數(shù)(i)的取值范圍被劃分成等級(jí)(j＝1…M-i)，該裝置具有依據(jù)等級(jí)獲取使用壽命的第二手段，所獲工作參數(shù)數(shù)值落在該等級(jí)里。
11.如權(quán)利要求9或10所述的裝置，其特征在于，如果所獲工作參數(shù)(i)數(shù)值落在某等級(jí)(j)里，則第二手段增加該等級(jí)(j)的等級(jí)數(shù)。
12.一種依據(jù)某個(gè)隨時(shí)間變化的工作參數(shù)(i＝1…N)來確定產(chǎn)品(z＝1…Z)使用壽命極限值以便監(jiān)控產(chǎn)品(s＝1…S)可靠性的的裝置，其中在監(jiān)控范圍內(nèi)將產(chǎn)品(s)的使用壽命與極限值進(jìn)行比較，其特征在于，所述裝置具有用于執(zhí)行如權(quán)利要求5-8之一所述方法的手段。
13.一種設(shè)置在其可靠性要被監(jiān)控的產(chǎn)品(s＝1…S)中的裝置，它具有將產(chǎn)品(s)的使用壽命與一極限值進(jìn)行比較的手段，其特征在于，按照如權(quán)利要求5-8之一所述方法以使用壽命極限值為該極限值。
全文摘要
本發(fā)明涉及用于獲取產(chǎn)品使用壽命且尤其是到技術(shù)失效前的使用壽命并確定產(chǎn)品剩余使用壽命的方法和裝置。為了盡可能準(zhǔn)確且無模型支持地推測(cè)任意產(chǎn)品的使用壽命而建議，以劃分等級(jí)(所謂的分級(jí))的工作參數(shù)為基礎(chǔ)確定產(chǎn)品剩余使用壽命、獲取產(chǎn)品使用壽命和確定使用壽命極限值，其中產(chǎn)品具有工作數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器或者具有無需存儲(chǔ)時(shí)間上的信號(hào)變化的存取。在此首先確定權(quán)重系數(shù)(a－ij)。然后，運(yùn)用權(quán)重系數(shù)(a－ij)來確定加權(quán)累積使用壽命和使用壽命極限值。因而，進(jìn)行對(duì)成批使用產(chǎn)品s＝1…S的可靠性的監(jiān)控。
文檔編號(hào)G07C5/00GK1422415SQ01805277
公開日2003年6月4日 申請(qǐng)日期2001年1月31日 優(yōu)先權(quán)日2000年2月17日
發(fā)明者M·克勞斯納, W·格林 申請(qǐng)人:羅伯特-博希股份公司