DE10349784A1

DE10349784A1 - Verfahren und Einrichtung zur Selbstdiagnose und Selbstreparatur

Info

Publication number: DE10349784A1
Application number: DE10349784A
Authority: DE
Inventors: Rasik P. Shah; Michael E. Delafield Kelly
Original assignee: General Electric Co
Current assignee: General Electric Co
Priority date: 2002-10-31
Filing date: 2003-10-24
Publication date: 2004-05-27
Also published as: US20040088601A1; GB2395802B; GB2395802A; GB0324759D0; NL1024342C2; CN100538375C; NL1024342A1; US7055062B2; CN1499208A

Abstract

Es werden ein Verfahren, eine Einrichtung sowie ein Programmprodukt angegeben für eine Selbstdiagnose und Selbstreparatur für eine automatisierte Maschine oder Einrichtung. Die Einrichtung überwacht mindestens einen Betriebsparameter der automatisierten Einrichtung und erkennt automatisch einen anormalen Zustand von dem mindestens einen Betriebsparameter, wenn ein solcher vorliegt. Der anormale Zustand wird automatisch bewertet, um einen möglichen Fehler in der automatisierten Einrichtung zu isolieren, welcher zu dem anormalen Zustand führt, und es wird eine automatisierte Reparatur des möglichen Fehlers durchgeführt. Nach der automatisierten Reparatur stellt die Einrichtung fest, ob der anormale Zustand beseitigt worden ist.

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung bezieht sich allgemein auf das Feld der Systemdiagnose und -reparatur, und insbesondere auf ein automatisiertes Verfahren, eine Einrichtung sowie ein Computerprogrammprodukt zum Feststellen eines anormalen Zustands von einem oder mehreren Betriebsparametern, zum Auswerten des Betriebszustands, um einen möglichen Fehler zu isolieren, und zum Durchführen einer automatisierten Reparatur des möglichen Fehlers.

Bei bestimmten Anwendungen bringt jede Gerätefehlfunktion potentiell kritische Sicherheitsfolgen sowie Konsequenzen für die Gesundheit des Patienten mit sich, wie das zum Beispiel bei in der Gesundheitsindustrie verwendeten Geräten der Fall ist. Selbst mit verbesserten Produktauslegungen können nicht alle betrieblichen Wartungssituationen ausgeschaltet werden. Wenn solche Wartungssituationen auftreten, kann die Einrichtung solange eine Ausfallzeit erleiden, bis eine Reparatur erfolgt ist.

Automatisierte Systeme, zum Beispiel Magnetresonanz (MR)-Bildgebungssysteme und Computertomographie (CT)-Bildgebungssysteme erfordern, daß ein Bediener des Systems periodisch einen Feld- bzw. Kundendienstingenieur anfordert, um einen Fehler oder anormalen Zustand in dem automatisierten System zu beheben. Bestimmte Arten dieser Fehler, zum Beispiel Hardwarefehler, erfordern in der Tat den Einsatz eines Feldingenieurs.

Es ist jedoch in diesem Zusammenhang anerkannt, daß bestimmte Fehler, zum Beispiel auf der Software beruhende Fehler, ohne den Einsatz eines Feldingenieurs korrigierbar sein können.

Somit besteht auf dem Fachgebiet ein Bedarf für eine autonome Fähigkeit zur Selbstdiagnose und Selbstreparatur für ein automatisiertes System, um die Ausfallzeit des Systems zu verkürzen und um die Notwendigkeit für einen menschlichen Eingriff bei der Diagnose und Reparatur des Systems zu reduzieren.

Die vorliegende Erfindung stellt unter einem Aspekt ein Selbstdiagnose- und Selbstreparaturverfahren bereit zum Erleichtern des Betriebs von einem automatisierten System. Das Verfahren enthält die Schritte: Überwachen von mindestens einem Betriebsparameter des automatisierten Systems; automatisches Feststellen eines anormalen Zustands von dem mindestens einen Betriebsparameter; automatische Bewertung des anormalen Zustands von dem mindestens einen Betriebsparameter, um einen möglichen Fehler, der zu dem anormalen Zustand führt, zu isolieren; und Ausführen einer automatisierten Reparatur des möglichen Fehlers sowie danach automatische Feststellung, ob der anormale Zustand beseitigt worden ist.

Unter einem weiteren Aspekt wird ein Selbstdiagnose- und Selbstreparaturverfahren zur Erleichterung des Betriebs von einem automatisierten System vorgesehen. Dieses Verfahren enthält die Schritte: von einem Supervisor- bzw. Überwachungsbaustein aus Aufrufen von mindestens einer Auto-Detektionskomponente zum Überwachen von mindestens einem Betriebsparameter des automatisierten Systems und zur Kommunikation eines normalen oder anormalen Bedingungszustands des mindestens einen Betriebsparameters an den Überwachungsbaustein; durch den Überwachungsbaustein Aufrufen von einer automatischen Fehlerisolationskomponente, wenn der Überwachungsbaustein eine anormale Zustandsbedingung von der mindestens einen Auto-Detektionskomponente empfängt, wobei die automatische Fehlerisolationskomponente automatisch den Zustand von der mindestens einen Betriebskomponente bewertet, um einen möglichen Fehler, der zu dem anormalen Zustand führt, zu isolieren; und von dem Überwachungsbaustein aus Aufrufen einer automatischen Reparaturkomponente, um eine automatisierte Reparatur des möglichen Fehlers vorzunehmen, und danach automatische Feststellung, ob der anormale Zustand beseitigt worden ist.

System- und Computerprogrammprodukte, die dem oben zusammengefaßten Verfahren entsprechen, werden ebenfalls hier beschrieben und beansprucht. Weiter werden andere Ausführungsformen und Aspekte der Erfindung ebenfalls hier im Detail beschrieben und' beansprucht.

Die vorliegende Erfindung kann ihre Ausbildung finden in verschiedenen Komponenten und Anordnungen von Komponenten, sowie in verschiedenen (Verfahrens-)Schritten und Anordnungen solcher Schritte. Die hiermit vorgelegten Zeichnungen sollen lediglich den Zweck der Darstellung bestimmter Ausführungen dienen und sollen nicht so gedeutet werden, als würden sie die Erfindung einschränken. Der Anmeldungsgegenstand, der als Erfindung betrachtet wird, wird im Einzelnen ausgeführt und klar beansprucht in den am Schluß der Beschreibung beanspruchten Ansprüchen.
1 ist eine bildliche Darstellung einer komponentenartigen Ausbildung von einer automatisierten Selbstdiagnose- und Selbstreparatureinrichtung für ein automatisiertes System gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung;
2 ist eine erweiterte bildliche Darstellung einer Ausführung von einem auf einem Anwendungsdienstleister (ASP – application Service provider) basierenden Betriebs für die automatisierte Selbstdiagnose- und Selbstreparatureinrichtung nach
1 gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung; und Die 3A, 3B und 3C stellen ein Ablaufdiagramm von einer Verfahrensausführung einer automatisierten Selbstdiagnose- und Selbstreparatureinrichtung für ein automatisiertes System gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung dar.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
Obwohl sie hier mit Bezug auf medizinische Systeme, zum Beispiel MR und CT Systeme, erörtert wird, ist die beschriebene Einrichtung anwendbar auf die Selbstdiagnose und Selbstreparatur einer breiten Vielfalt von automatisierten Systemen. Weiterhin zählen zu den Service- bzw. Wartungssituationen, für die eine automatisierte Reparatur in Frage kommt, sowohl reaktive als auch proaktive bzw. vorausschauende Maßnahmen. Die hiermit vorgelegten Ansprüche sollen alle diese Einrichtungen und Situationen umfassen.
Die hier beschriebene Einrichtung enthält eine autonome Selbstdiagnose- und Selbstreparaturfähigkeit für automatisierte Systeme, um ein Systemausfallintervall, das aus einem momentan wartungsfähigen Zustand resultiert, entweder vollständig auszuschalten oder wesentlich zu verkürzen. Für bestimmte automatisierte Systeme, insbesondere für über Software betriebene Systeme, gibt es bestimmte Betriebsbedingungen, die überwacht und von selbst korrigiert werden können, bevor diese Bedingungen ein Abfallen der Systemleistung und schließlich eine Ausfallzeit verursachen. Für andere Fehlertypen, die Hardwaremaßnahmen zu ihrer Lösung erfordern können, kann die hier beschriebene Einrichtung eine Diagnose auf einer ersten Ebene ausführen, um den Fehler zu lokalisieren, und eine entfernte Stelle davon informieren, so daß die Fehlerbedingung mit einem minimalen Zeitaufwand während eines folgenden Besuchs vor Ort durch einen Feldingenieur korrigiert werden kann. Die hier geschilderte automatisierte Einrichtung, die in die automatisierten Systeme eingebaut werden kann, kann eine oder mehrere der folgenden Funktionen ausführen: eine automatisierte Überwachung der Betriebseinrichtung; eine automatisierte Feststellung von Anomalien; eine automatisierte Bestimmung bzw. Erkennung des Typs der Anomalie sowie der Optionen für eine Reparatur; automatisierte Reparaturmaßnahmen für Softwareprobleme; eine automatisierte Planung sowie Ausführung von Reparaturen und Aufwertungen (upgrades); und eine automatisierte Überprüfung des Betriebs nach den Reparaturmaßnahmen.
1 zeigt ein Beispiel für die Architektur eines automatisierten Systems mit einer Selbstdiagnose- und Selbstreparaturbefähigung gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung. Diese Architektur bzw. dieser Aufbau enthält einen Scanner bzw.
Abtaster 110 sowie einen auf die Anwendung zugeschnittenen Wartungsdienstleister (ASP – application Service provider) 120. Der Scanner 110 kann irgendeinen Typ von automatisierter Maschine oder Ausrüstung enthalten, die eine oder mehrere Subsysteme oder Komponenten aufweist, für welche die Selbstdiagnoseund Selbstreparatureigenschaft gewünscht wird. Der Scanner 110 enthält in diesem Beispiel ein Bauteil für eine selbsttätige Erkennung, im folgenden Auto-Erkennungskomponente 112 genannt, und ist eingerichtet zum Erhalt von Kundeneingaben 114. Als ein spezielles Beispiel könnte der Scanner ein Magnetresonanz-Bildgebungssystem oder ein Computertomographie-Abtastsystem enthalten.
Obwohl für die Erreichung der Ziele der vorliegenden Erfindung ein separater ASP nicht erforderlich ist (d.h. die Einrichtung könnte in dem Scanner 110 untergebracht sein), verringert das Unterbringen von gewissen Funktionen der Selbstdiagnose- und Selbstreparatureinrichtung auf einer externen Zentraleinheit, zum Beispiel ein ASP 200 (siehe 2), die Notwendigkeit, solche Funktionen auf der automatisierten Maschine selbst unterzubringen, wodurch die Rechenlast auf dem System reduziert wird. Die Einrichtung enthält eine Überwachungs- bzw. Supervisorkomponente 122, eine Diagnosekomponente 124, eine Reparaturkomponente 126 sowie eine Rückstellkomponente 128, wie auch eine Konfigurationstabelle 123. Die Einrichtung kommuniziert mit einem virtuellen Online Center (VOLC) 130, das in einem Beispiel ein zentrales Service Center an einem anderen Ort sein könnte, das für die Koordinierung der Wartungsfunktionen für geographisch verteilte automatisierte Anlagen (z.B. mehrere Scanner) verantwortlich ist. Während des Selbstheilungsvorgangs könnten die ASP Funktionen eine Anforderung 132 an das Online Center zum Aussenden eines Feldingenieurs (FE) senden, wenn ein anormaler Zustand das Ergebnis von einem Fehler ist. In diesem Beispiel handelt es sich bei dem Feldingenieur um die Person, die in typischen Fällen verantwortlich ist für die Reparatur vor Ort sowie für die Wartung der automatisierten Anlage.
Fachleute auf dem Gebiet werden feststellen, daß die konzeptionelle Architektur von 1 eine komponentenbasierte Architektur darstellt, und in diesem Beispiel gemäß den Aspekten der vorliegenden Erfindung der ASP ein bestimmtes Spezialwissen (wie hier beschrieben) besitzt sowie das Vorhalten eines einfacheren Wissens über die Wartung erlaubt. Die in dem Architekturkonzept von 1 gezeigten verschiedenen Funktionen können ausgeführt werden von vier Softwaremodulen oder Komponenten, die bezeichnet werden als die Überwachungs- bzw. Supervisorkomponente, die Auto-Erkennungskomponente, die Auto-Fehlerisolationskomponente und die Auto-Reparaturkomponente. Im Wege eines Beispiels können diese Komponenten bzw. Bausteine die nachfolgend aufgeführten Funktionen besitzen.
Die Überwachungskomponente:

– entscheidet, welche lokale Selbstheilungskomponente aufzurufen ist und wann;
– erhält Daten von den Auto-Erkennungskomponenten, interpretiert Daten, ruft die Auto-Fehlerisolationskomponente auf, bestimmt, daß ein Fehler in Echtzeit bzw. im laufenden Betrieb repariert werden kann, ruft die Auto-Reparaturkomponente auf, um die Reparatur sowie die Reparatur-Überprüfungsschritte auszuführen, führt die Rückstellung des Zustands aus, falls angebracht, und zeichnet alle angebrachten Einträge im Logbuch auf;
– kommuniziert alle sicheren Fehlersituationen, z.B. Reparaturen an der Hardware betreffend, an ein zentrales Service Center an einem anderen Ort;
– kommuniziert mit einem zentralen Service Center an einem anderen Ort zwecks Eingaben und Entscheidungen auf der Unternehmensebene.

Die Auto-Erkennungskomponente(n):

– Jede Auto-Erkennungskomponente kann den Auftrag haben, ein bestimmtes Subsystem oder eine bestimmte Eigenschaft der automatisierten Anlage zu überwachen;
– befindet bzw. befinden sich normalerweise im Ruhezustand und wird bzw. werden aufgerufen von der Überwachungskomponente, wenn nötig;
– wenn sie aufgerufen wird bzw. werden, kommuniziert sie bzw. kommunizieren sie den normalen/anormalen Zustand von vorbestimmten Parametern an die Überwachungskomponente; die Frequenz der Kommunikation wird spezifiziert seitens der Überwachungskomponente.

Die Auto-Fehlerisolationskomponente(n):

– ist bzw. sind normalerweise im Ruhezustand; sie wird bzw. werden aufgerufen von der Überwachungskomponente, wenn sie von der oder den Auto-Erkennungskomponente(n) Meldung von einem "anormalen Zustand" erhält bzw. erhalten;
– sie führt auf den Aufruf hin eine Analyse der anormalen Parameter durch, um daraus den Fehler sowie den Vertrauenswert bzw. den Wahrscheinlichkeitswert für die Fehlerisolation zu gewinnen.

Die Auto-Reparaturkomponente:

– befindet sich normalerweise im Ruhezustand; wird aufgerufen von der Überwachungskomponente, wenn sie von der oder den Auto-Fehlerisolationskomponente(n) Fehlerisolationsergebnisse mit hohem Vertrauenswert empfängt;
– stellt sicher, daß die Reparaturschritte sowie die geschätzte Reparaturdauer zur Verfügung stehen;
– benachrichtigt den Anlagenbediener und ersucht ihn um eine Zeitplanung für die Ausführung der Reparaturschritte;
– führt die Reparaturschritte zu der geplanten Zeit durch;
– überprüft die Reparatur; geht zurück auf den vorhergehenden Zustand, wenn die Reparatur nicht erfolgreich ist;
– benachrichtigt den Bediener der Anlage sowie die Überwachungskomponente nach der erfolgreichen/erfolglosen Reparatur.

2 zeigt die Abfolge der Vorgänge sowie der Art der Kommunikation zwischen einem Scanner, der ASP (Wartungsfunktion) sowie einem virtuellen Online Center im Rahmen eines Beispiels für eine Einrichtung gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung. Man beachte, daß die "Konfigurationstabelle" als eine praktische bzw. bequeme Hilfe für die Planung von Vorgängen vorgesehen ist. Wie in der Figur gezeigt ist, erkennt die Auto-Erkennungskomponente 112 einen normalen und/oder einen anormalen Zustand, der an die Überwachungskomponente 122 weitergeleitet wird. Die Überwachungskomponente 122 plant die Diagnose von jeder anormalen Bedingung unter Verwendung der Konfigurationstabelle 123. Von der Überwachungskomponente 122 werden die Fehlerdaten an eine oder mehrere Diagnosekomponenten 124 weitergeleitet. Die Diagnosekomponenten 124 geben bzw. nennen eine oder mehrere Reparaturmöglichkeit(en) zurück an die Überwachungskomponente 122. Die Überwachungskomponente 122 fordert sodann eine Kundeneingabe 114 an, zum Beispiel von einem Bediener des automatisierten Systems. Die Komponente 122 kommuniziert an den Bediener, daß ein anormaler Zustand festgestellt und eine mögliche Reparatur herausgefunden worden ist. Bei der Eingabe 114 von seiten des Kunden handelt es sich um eine Antwort zurück an die Überwachungskomponente 122, welche diese Eingabe verwendet, um eine Reparatur der anormalen Bedingung unter Verwendung der Konfigurationstabelle 123 zu planen. Die Überwachungskomponente 122 führt eine Reparatur aus unter Einsatz einer oder mehrerer Reparaturkomponenten 126. Die Reparaturkomponenten 126 liefern eine Erfolgs-/Mißerfolgsanzeige an die Überwachungskomponente nach einer automatisierten Reparatur des möglichen Fehlers, und die Überwachungskomponente bestimmt automatisch, ob der anormale Zustand (oder die anormale Bedingung) beseitigt worden ist.
Die 3A, 3B und 3C zeigen ein detaillierteres Verfahrensbeispiel von einer Ausführung der Arbeitsabläufe einer Selbstdiagnose- und Selbstheilungseinrichtung gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung. Fachleute auf dem Gebiet werden feststellen, daß die hier beschriebenen Verfahrensabläufe ohne weiteres implementiert werden können als Softwaremodule oder -komponenten für eine bestimmte Anwendung, und zwar basierend auf der hier gegebenen Beschreibung. Weiter sollte man feststellen, daß einer oder mehrere der Schritte in dem Beispiel der 3A, 3B und 3C weggelassen werden können, und zwar in Abhängigkeit von der speziellen Anwendung der Einrichtung.
Beginnend mit 3A startet die Einrichtung 300 damit, daß eine Überwachungskomponente kontinuierlich ausgewählte Betriebsabläufe eines Subsystems überwacht, indem es periodisch und kontinuierlich eine oder mehrere der dem oder den Subsystem(en) 302 von Interesse zugeordneten Auto-Erkennungskomponente(n) aufweckt bzw. aufruft. Die Auto-Erkennungskomponente(n) vergleicht bzw. vergleichen einen oder mehrere aktuelle Parameterwerte im Hinblick auf akzeptable Bereiche für die entsprechenden Parameter und liefert einen Ausgang, zum Beispiel "Normal" oder "Anormal" an die Überwachungskomponente, bevor sie in einen Ruhezustand 304 zurückgeht. Wird eine anormaler (Zustands-)Meldung an die Überwachungskomponente ausgegeben, hat bzw. haben die Auto-Erkennungskomponente(n) einen anormalen Zustand von einem oder mehreren Betriebsparametern des automatisierten Systems festgestellt.
Die Überwachungskomponente stellt fest, ob alle von der bzw. den Auto-Erkennungskomponente(n) ausgegebenen Berichte normal sind (Schritt 306), und falls "ja", kehrt sie zurück zur periodischen Überwachung der Arbeitsabläufe des selektierten Subsystems in einem definierten Intervall (Schritt 302). Nimmt man an, daß die Überwachungskomponente eine oder mehrere Bereitschafts- bzw. Alarmmeldungen empfängt, dann weckt die Überweisungskomponente eine oder mehrere Fehlerisolationskomponente(n) auf und leitet alle Meldungen "anormaler Zustand" sowie die zugeordneten Informationen über das betreffende Subsystem an die Auto-Fehlerisolationskomponente (Schritt 308). Die Isolationskomponente analysiert die Alarmmeldungen und führt verschiedene Tests durch, bevor sie in einen Ruhezustand zurückkehrt (Schritt 310). Diese Tests beinhalten eine Feststellung, ob mehr Daten benötigt werden, um einen Fehler zu isolieren (Schritt 312). Wenn das der Fall ist, dann überwacht die Überwachungskomponente weiter die Arbeitsvorgänge des ausgewählten Subsystems (Schritt 302). Wenn ausreichend Daten zur Verfügung stehen, um einen Fehler zu isolieren, dann bestimmt die Isolationskomponente, ob der Fehlertyp für eine automatische Reparatur geeignet ist, einschließlich der Entscheidung, ob der Vertrauenswert bzw. Wahrscheinlichkeitswert für diese Diagnose oberhalb einer definierten Schwelle liegt, und ermittelt dabei die Qualität bzw. Beschaffenheit der verfügbaren Reparaturschritte (Schritt 314). Wenn der Fehlertyp nicht für eine automatisierte Reparatur geeignet ist, nimmt die Überwachungskomponente eine entsprechende Eintragung in einem Logbuch für die Vorfälle vor und kommuniziert dies an ein zentrales Service Center an einem anderen Ort zwecks Aussendung von einem Feldingenieur (Schritt 316)
Nimmt man an, daß der Fehlertyp für eine automatisierte Reparatur geeignet ist, dann verifiziert bzw. überprüft die Überwachungskomponente, wie in 3B gezeigt, die Empfehlungen hinsichtlich der Fehlerisolation und der automatisierten Reparatur und weckt die Auto-Reparaturkomponente auf, um die Reparaturschritte auszuführen (Schritt 318). Die Auto-Reparaturkomponente informiert den Maschinenbediener, daß ein Fehler festgestellt worden ist, beschreibt den Fehler und die Reparaturschritte einschließlich der Reparaturdauer und erbittet die Erlaubnis, die Reparatur durchzuführen (Schritt 320). Die Auto-Reparaturkomponente entscheidet, ob diese Erlaubnis erteilt wird (Schritt 322) und, falls "nicht", nimmt die Überwachungskomponente in dem Logbuch für die Vorfälle eine entsprechende Eintragung vor und kommuniziert an das zentrale Service Center an einem anderen Ort, daß die Erlaubnis zur Durchführung der Reparatur abgelehnt worden ist (Schritt 324). Nimmt man an, daß die Erlaubnis erteilt wird, entscheidet sodann die Auto-Reparaturkomponente, wann die automatisierte Reparatur unternommen wird (Schritt 326). Wenn von dem Maschinenbediener eine Zeit festgelegt ist, wartet die Auto-Reparaturkomponente bis zu dieser spezifizierten Zeit (Schritt 328). Andernfalls wird die automatisierte Reparatur von der Auto-Reparaturkomponente . durchgeführt, und es wird die Überwachungskomponente von der automatischen Reparatur informiert, bevor die Auto-Reparaturkomponente in einen Ruhezustand zurückgeht (Schritt 330). Die Überwachungskomponente weckt dann eine oder mehrere Auto-Erkennungskomponente(n) auf, um die Arbeitsweise des Subsystems zu überprüfen (Schritt 332). Die Auto-Erkennungskomponenten vergleichen einen aktuellen Betriebsparameterwert mit den akzeptablen Bereichen für das spezifizierte Subsystem und melden als Ausgangsbericht ein 'Normal' oder 'Anormal' an die Überwachungskomponente (Schritt 334).
Wie in 3C gezeigt, entscheidet sodann die Überwachungskomponente, ob alle Rückantworten von der Auto-Erkennungskomponente 'normal' sind (Schritt 336). Falls "nein", weckt die Überwachungskomponente die Auto-Reparaturkomponente auf, die ihrerseits bestimmte Schritte zur Verfügung hat, um die automatisierte Reparatur zurückzunehmen (Schritt 338). Die Auto-Reparaturkomponente führt sodann das System auf seinen vorhergehenden Zustand zurück (Schritt 340).
Die Auto-Reparaturkomponente informiert den Maschinenbediener darüber, daß ein Fehler repariert worden ist oder daß das zentrale Service Center an einem anderen Ort für die Reparatur kontaktiert worden ist, informiert die Überwachungskomponente davon und geht sodann zurück in den Ruhezustand (Schritt 342). Die Überwachungskomponente nimmt die entsprechenden Einträge in dem Logbuch für die Vorfälle vor und kommuniziert dies an das zentrale Service Center (Schritt 344), bevor sie mit dem Überwachungsvorgang fortfährt (Schritt 302, 3A).
Eine detaillierte Erläuterung der in den 3A-3C gezeigten Selbstheilungsmöglichkeit, angewendet auf die Erkennung und Beseitigung von Konfigurationsfehlern in einer Magnetresonanz (MR)-Anlage, wird nachfolgend gegeben.
Eine typische MR Anlage besitzt mehrere Arten von Spulen (zum Beispiel Körperspule, Kopfspule etc.) die für eine Abbildung von einem Patienten erforderlich sind. Es ist nötig, daß für diese Spulen zutreffende Konfigurationsparameter eingestellt werden, um eine radiographische Abbildung von dem Patienten mit hoher Qualität zu erhalten. In typischen Fällen werden diese Konfigurationsparameter für die Spulen bei jedem Booten bzw.
Hochlaufen des Systems geprüft sowie jedesmal, wenn eine neue Spule hinzugefügt wird. Es werden menschliche Eingriffe erforderlich, um irgendwelche Abweichungen zwischen den aktuellen Konfigurationsparametern und dem gewünschten Bereich zu aufzulösen. Eine selbsttätige Korrektur von Konfigurationsfehlern ist möglich, indem man die Selbstheilungsfähigkeit der vorliegenden Erfindung nutzt. Um einen Selbstheilungsansatz anzuwenden, erzeugt der MR Experte ein System-Gesundheits'check genanntes Softwaremodul, das erwartete (oder erwünschte) Werte für jeden Typ von Spule enthält. Diese Software wird eingebettet in ein "detect config" Skript, das ohne weiteres von einem Fachmann auf dem Gebiet zusammengestellt werden kann. Wenn dieses Skript ausgeführt wird, vergleicht es für jede Spule einen aktuellen Wert mit einem erwarteten Wert und bestimmt für jede Spule einen Zustand von entweder 'bestanden' oder 'nicht bestanden'.
Die Abfolge von Schritten für eine Ausführungsform einer selbstheilenden Einrichtung gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung ist wie folgt:
(I) Der Supervisor:
Die Überwachungskomponente stellt selbsttätig die folgenden zwei Situationen fest:

(a) wenn der Scanner gerade bootet bzw. hochläuft;
(b) wenn ein Ingenieur eine neue Spule hinzufügt. Da die Hinzufügung einer Spule begleitet wird von einem Eintrag in der Konfigurationsdatei, wird der Datumsstempel verwendet, um automatisch diesen Vorgang zu erkennen.

Nimmt man an, daß einer der obigen Vorgänge festgestellt wird, gibt der Supervisor einen Weck- bzw. Aufrufbefehl an die normalerweise ruhende "Auto-Erkennungskomponente".
(II) Die Auto-Erkennungskomponete:

1. erwacht auf einen Befehl von dem Supervisor hin;
2. führt das "Detect Config" Skript aus; der Ausgang ist entweder "Normal" (d.h. es wird kein Fehler in der Ausgangsdatei des Konfigurationsskripts gemeldet) oder "Alarm" (es werden ein oder mehrere spezifische Fehler in der Ausgangsdatei von dem Konfigurationsskript) gemeldet;
3. der Ausgang (Alarm) wird an den Supervisor gemeldet und die Komponente geht danach in den Ruhezustand zurück.

(III) Der Supervisor:

1. Es wird eine Meldung "Alarm" von der Auto-Erkennungskomponente empfangen;
2. der Supervisor gibt einen Aufrufbefehl an die "Auto-Fehlerisolations"komponente.

(IV) Die Auto-Fehlerisolationskomponente:

1. wacht auf Befehl von dem Supervisor hin auf;
2. prüft die Ausgangsdatei des Konfigurationsskripts auf die empfohlenen Werte von den verdächtigen Spulenparametern hin;
3. da das Konfigurationsskript in diesem Fall eine genaue Fehlerisolation vornimmt, ist keine weitere Fehlerisolation erforderlich. Da außerdem der empfohlene Wert aus dem Konfigurationsskript verfügbar ist, sind die "Reparatur"-Schritte bereits verfügbar und bekannt;
4. die "Reparatur"-Schritte werden an den Supervisor berichtet und die Isolationskomponente geht in den Ruhezustand zurück.

(V) Der Supervisor:

1. Die Meldung "Reparatur" wird von der Auto-Fehlerisolationskomponente empfangen;
2. der Supervisor gibt einen Aufrufbefehl an die "Auto-Reparatur"-Komponente.

(VI) Die Auto-Reparaturkomponente:

1. wacht auf einen Befehl von dem Supervisor hin auf;
2. informiert den Maschinenbediener (Techniker) von dem festgestellten Fehler sowie von den empfohlenen Reparaturschritten und ersucht um Erlaubnis für die Durchführung der Reparatur;
3. der Bediener kann entscheiden, sich über die Reparaturanforderung hinwegzusetzen oder den Zeitpunkt für die Ausführung der Reparatur zu spezifizieren;
4. wenn der Bediener sich nicht darüber hinwegsetzt, führt die Komponente die Reparatur zu dem spezifizierten Zeitpunkt aus;
5. die Komponente informiert den Supervisor nach Abschluß der Reparatur (oder nach der gegenteiligen Entscheidung seitens des Bedieners) und geht dann in den Ruhezustand zurück.

(VII) Der Supervisor:

1. Die Meldung betreffend den Abschluß der "Reparatur" wird von der Auto-Reparaturkomponente empfangen;
2. der Supervisor gibt einen Aufrufbefehl an die "Auto-Erkennungs"-Komponente.

(VIII) Die Auto-Erkennungskomponente:

1. wacht auf einen Befehl von dem Supervisor hin auf;
2. führt das "Detect Config" Skript aus; der Ausgang ist entweder "Normal" (d.h. es wird kein Fehler in der Ausgangsdatei von dem Konfigurationsskript berichtet) oder "Alarm" (einer oder mehrere spezifische Fehler werden in der Ausgangsdatei von dem Konfigurationsskript berichtet);
3. wenn die Reparatur korrekt durchgeführt wurde, wird der Ausgang 'Normal' sein;
4. der Ausgang (Normal) wird an den Supervisor berichtet und die Komponente geht dann in den Ruhezustand zurück.

(IX) Der Supervisor:

1. Die Meldung "Normal" wird von der Auto-Erkennungskomponente empfangen;
2. der Supervisor nimmt entsprechend Einträge in dem Logbuch für die Vorfälle vor und kommuniziert sie an das zentrale Service Center an einem anderen Ort;
3. er gibt einen Weck- bzw. Aufrufbefehl an die Komponente "Auto-Reparatur".

(X) Die Auto-Reparaturkomponente:

1. wacht auf einen Befehl von dem Supervisor hin auf;
2. informiert den Maschinenbediener (Techniker) von dem erfolgreichen Abschluß der Reparatur;
3. die Komponente informiert den Supervisor von der Kommunikation an den Bediener und geht dann in den Ruhezustand zurück.

Die Selbstdiagnose- und Selbsthilfefähigkeit von dem obigen Anwendungsbeispiel läßt sich anwenden auf eine große Zahl von reaktiven sowie proaktiven Wartungssituationen. Zum Beispiel kann die Einrichtung reaktiv eingesetzt werden im Konfigurationsmanagement, im Laufzeitmanagement der Anwendung (Prozeß, Neustart Datenbank), im Abhängigkeitsmanagement (erneutes Starten verwandter Prozesse in einer Reihenfolge), bei der Rücksetzung von dem System/Subsystem (einschließlich der Peripherie) und bei der Reparatur von berechneten Dateien, von Platten und von Datenbanken. In proaktiver bzw. vorausschauender Weise könnte die Selbstheilungsmöglichkeit eingesetzt werden als ein System zur Ermittlung einer Tendenz für einsetzende Fehler (z.B. beim Management der Verstärkung (gain)), als ein Überwachungssystem für die Arbeitsbedingungen (z.B. Überwachung der Umgebungstemperatur) und zum automatischen Herunterladen von verschiedenen Versionen/Teilen von Software. Man beachte außerdem, daß bei all den Einsatzmöglichkeiten der insgesamten Selbstdiagnose- und Selbstheilungsfähigkeit in einer breiten Vielfalt von Anwendungen bestimmte Anwendungen mit weniger als all den Komponenten auskommen können. Zum Beispiel mag es so sein, daß proaktive Reparaturen/Alarme sowie die Eliminierung von geplanten Wartungsaufgaben keinerlei Eingangsinformationen von Seiten des Kunden erfordern.
Die vorliegende Erfindung kann einbezogen werden in einen Herstellungsartikel (z.B. in ein oder mehrere Computerprogramm produkte), der zum Beispiel von einem Computer nutzbare Medien enthält. Das Medium weist darin untergebrachte, zum Beispiel von einem Computer lesbare, Programmkodemittel zum Bereitstellen und Erleichtern der Möglichkeiten nach der vorliegenden Erfindung auf. Der Herstellungsartikel kann dabei als ein Teil von einem Computersystem enthalten sein oder separat verkauft werden.
Zusätzlich kann zumindest ein von einer Maschine auslesbares Programmspeichergerät vorgesehen werden, das greifbar mindestens ein Instruktionsprogramm beinhaltet, das von der Maschine ausführbar ist, um die Möglichkeiten der vorliegenden Erfindung auszuführen.
Die hier gezeigten Flußdiagramme stellen lediglich Beispiele dar. Es können viele Abänderungen an diesen Diagrammen oder den darin beschriebenen Schritten (oder Arbeitsabläufen) vorgenommen werden, ohne von dem Geist der Erfindung abzuweichen. Zum Beispiel können die Schritte in einer abweichenden Reihenfolge ausgeführt werden, oder es können Schritte hinzugefügt, gestrichen oder modifiziert werden. Alle diese Abänderungen werden als Teil der beanspruchten Erfindung angesehen.
Obwohl bevorzugte Ausführungsformen hier im Detail gezeigt und beschrieben worden sind, wird es für Fachleute auf dem relevanten Gebiet klar sein, daß verschiedene Modifikationen, Hinzufügungen, Ersetzungen und dergleichen vorgenommen werden können, ohne von dem Geist der Erfindung abzuweichen, und diese Veränderungen werden daher angesehen als im Schutzbereich der Erfindung liegend, wie er in den folgenden Ansprüchen gekennzeichnet ist.

Claims

Verfahren zur Selbstdiagnose und Selbstreparatur zur Erleichterung des Betriebs von einer automatisierten Einrichtung (110) enthaltend die Schritte: Überwachen (112, 302) von mindestens einem Betriebsparameter der automatisierten Einrichtung (110); automatisches Feststellen (112, 304) eines anormalen Zustands von dem mindestens einem Betriebsparameter; automatisches Bewerten (124, 308, 310) des anormalen Zustands von dem mindestens einen Betriebsparameter, um einen möglichen Fehler zu isolieren, der zu dem anormalen Zustand führt; und Durchführen einer automatisierten Reparatur (126, 318, 320, 330) des möglichen Fehlers, und danach automatisches Feststellen (332, 334, 336), ob der anormale Zustand beseitigt worden ist.
Verfahren nach Anspruch 1, bei dem das automatische Bewerten (124, 308, 310) die Schritte enthält: Feststellen eines Vertrauens- bzw. Wahrscheinlichkeitswerts dafür, daß der mögliche Fehler zu dem anormalen Zustand (314) geführt hat, und Fortfahren mit dem Durchführen der automatischen Reparatur des möglichen Fehlers, wenn der Wahrscheinlichkeitswert eine definierte Schwelle (318) überschreitet.
Verfahren nach Anspruch 2, weiterhin enthaltend den Schritt: Planen bzw. Ansetzen der Reparatur (320) unter Einschluß des Einholens der Autorisierung des Bedieners, mit dem Durchführen der automatischen Reparatur des möglichen Fehlers fortzufahren, wenn sich die automatisierte Einrichtung in Gebrauch befindet (320, 322).
Verfahren nach Anspruch 3, bei dem das Planen bzw. Ansetzen weiterhin die Schritte enthält: Informieren des Bedieners, daß der anormale Zustand in der automatisierten Einrichtung festgestellt worden ist, und Versorgen des Bedieners mit einer Beschreibung des anormalen Zustands, der zum Korrigieren des möglichen Fehlers benötigten Reparaturschritte und der voraussichtlichen Dauer der Reparaturmaßnahme (320).
Verfahren nach Anspruch 1, weiterhin enthaltend den Schritt: Zurücknehmen der Reparatur des möglichen Fehlers, wenn man feststellt, daß der anormale Zustand anhält (336, 338, 340).
Einrichtung zur Selbstdiagnose und Selbstreparatur zur Erleichterung des Betriebs von einer automatisierten Einrichtung (110) enthaltend: Überwachungsmittel (112) zum Überwachen von mindestens einem Betriebsparameter der automatisierten Einrichtung zum automatischen Feststellen eines anormalen Zustands von dem mindestens einen Betriebsparameter (302, 304); Fehlerisolationsmittel (124) zum automatischen Bewerten des anormalen Zustands von dem mindestens einen Betriebsparameter, um einen möglichen Fehler zu isolieren, der zu dem anormalen Zustand führt (308, 310); and Reparaturmittel (112, 122, 126) zum Vornehmen einer automatisierten Reparatur des möglichen Fehlers (318, 320, 330) und danach zum automatischen Feststellen, ob der anormale Zustand beseitigt worden ist (332, 334, 336).
Einrichtung nach Anspruch 6, bei der die Fehlerisolationsmittel (124) Mittel zum Bestimmen eines Vertrauens- bzw. Wahrscheinlichkeitswerts enthalten, daß der mögliche Fehler zu dem anormalen Zustand geführt hat (314), und bei der die Reparaturmittel (122, 126) mit der Vornahme der automatisierten Reparatur von dem möglichen Fehler fortfahren, wenn der Wahrscheinlichkeitswert eine definierte Schwelle übersteigt (318).
Einrichtung nach Anspruch 7, bei der die Reparaturmittel (122, 126) weiterhin Mittel enthalten zum Planen der Reparatur unter Einschluß des Einholens der Autorisierung des Bedieners, mit der Vornahme der automatisierten Reparatur von dem möglichen Fehler fortzufahren, wenn sich die automatisierte Einrichtung in Gebrauch befindet (320, 322).
Einrichtung nach Anspruch 8, bei der die Mittel zum Planen weiterhin enthalten: Mittel zum Informieren des Bedieners davon, daß der anormale Zustand in der automatisierten Einrichtung festgestellt worden ist, und Mittel zum Versorgen des Bedieners mit einer Beschreibung des anormalen Zustands, der für die Korrektur des möglichen Fehlers benötigten Reparaturschritte sowie der voraussichtlichen Dauer des Reparaturvorgangs (320).
Einrichtung nach Anspruch 6, weiterhin enthaltend Mittel zum – im Anschluß an die Vornahme der Reparatur – automatischen Zurücknehmen der Reparatur von dem möglichen Fehler auf die Feststellung hin, daß der anormale Zustand weiter besteht (336, 338, 340).
Einrichtung nach Anspruch 6, bei der die Überwachungsmittel (112) Mittel enthalten zum laufenden periodischen Überwachen des mindestens einen Betriebsparameters von der automatisierten Einrichtung (302) und zum automatischen Feststellen, ob mindestens ein derzeitiger Betriebswert von dem mindestens einen Betriebsparameter außerhalb eines normalen Betriebsbereichs liegt (304).