[發(fā)明專利]基于圖像的維修預(yù)測和操作誤差檢測

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• 申請?zhí)枺?/td>: 201911324378.6
• 申請日: 2019-12-17
• 公開（公告）號: CN111353971A
• 公開（公告）日: 2020-06-30
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: M·阿姆托爾;D·哈澤;R·沃勒申斯基
• 申請（專利權(quán)）人: 卡爾蔡司顯微鏡有限公司
• 主分類號: G06T7/00
• 分類號: G06T7/00;G06Q10/00;G06N3/04
• 代理公司: 廣州嘉權(quán)專利商標(biāo)事務(wù)所有限公司 44205
• 代理人: 黃曉升

介紹了一種用于確定顯微鏡系統(tǒng)預(yù)測性維護(hù)需求的計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)的方法。該方法包括：提供一種顯微鏡系統(tǒng)，該顯微鏡系統(tǒng)包括用于記錄樣本的數(shù)字圖像的圖像傳感器；在顯微鏡系統(tǒng)的常規(guī)操作期間記錄數(shù)字圖像；以及將數(shù)字圖像作為輸入數(shù)據(jù)集提供給圖像分析系統(tǒng)。該方法還包括：確定與常規(guī)操作期間顯微鏡系統(tǒng)的故障相關(guān)的至少一個(gè)特征；產(chǎn)生狀態(tài)信號；以及確定需要維護(hù)程序的顯微鏡系統(tǒng)的組件組。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明總體上涉及一種用于預(yù)測維護(hù)程序需求的系統(tǒng)，并且尤其涉及一種用于顯微鏡系統(tǒng)前瞻性維護(hù)的計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)的方法、對應(yīng)的維護(hù)監(jiān)控系統(tǒng)以及計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品。

背景技術(shù)

現(xiàn)代技術(shù)設(shè)備通常需要根據(jù)規(guī)定的維護(hù)計(jì)劃進(jìn)行復(fù)雜且耗時(shí)的維護(hù)程序。維護(hù)計(jì)劃利用過去的經(jīng)驗(yàn)來確定維護(hù)間隔，以這種方式確保技術(shù)設(shè)備不會因缺乏維護(hù)工作而出現(xiàn)故障。這種情況導(dǎo)致的事實(shí)是，維護(hù)程序?qū)嶋H上執(zhí)行得比一些技術(shù)設(shè)備所需的更頻繁。如果由高素質(zhì)的人員以適合系統(tǒng)的方式小心地處理設(shè)備，情況尤其如此。這不僅適用于飛行員，他們有時(shí)甚至?xí)驗(yàn)檩p微地處理發(fā)動機(jī)而獲得附加額外報(bào)酬(很少在滿載時(shí))，還適用于高精度儀器，諸如高度復(fù)雜的精密顯微鏡系統(tǒng)。所述系統(tǒng)例如用于醫(yī)學(xué)、生物醫(yī)學(xué)或材料科學(xué)領(lǐng)域；即使在本文，由于維護(hù)工作導(dǎo)致的系統(tǒng)停機(jī)時(shí)間保持盡可能短也是重要的，以允許盡可能快地?cái)備N在所述設(shè)備中的投資。

操作誤差會導(dǎo)致維護(hù)周期縮短，或者甚至出現(xiàn)意外維護(hù)。因此，現(xiàn)代維護(hù)方法將系統(tǒng)的實(shí)際使用考慮在內(nèi)，其中，在某些情況下，系統(tǒng)的數(shù)字孿生已經(jīng)被保存下來，特別是由系統(tǒng)制造商保存下來，以便動態(tài)確定維護(hù)周期。然而，這需要顯微鏡系統(tǒng)與制造商之間持續(xù)地進(jìn)行電子連接(互聯(lián)網(wǎng))。出于數(shù)據(jù)保護(hù)和其它原因，這種耦合通常是不期望的。另外，這種類型的持續(xù)監(jiān)控需要顯微鏡系統(tǒng)配備多個(gè)附加傳感器，以準(zhǔn)確捕獲顯微鏡系統(tǒng)的操作和使用。然而，為顯微鏡系統(tǒng)配備附加傳感器將需要大量附加成本以使制造商推薦的前瞻性維護(hù)(預(yù)測性維護(hù))意義內(nèi)的動態(tài)維護(hù)周期成為可能。預(yù)測性維護(hù)的概念包括僅在可能實(shí)際需要的地方執(zhí)行維護(hù)工作。為了使這種動態(tài)預(yù)測維護(hù)成為可能，通常需要獲得與系統(tǒng)使用相關(guān)的數(shù)據(jù)，這將由顯微鏡系統(tǒng)內(nèi)的附加傳感器提供。如前所述，這導(dǎo)致了額外且不小的技術(shù)支出和相當(dāng)大的附加成本。

因此，可以認(rèn)為本文介紹的概念的基本目標(biāo)是使得預(yù)測性維護(hù)成為可能，而不需要顯微鏡系統(tǒng)中復(fù)雜的附加內(nèi)部傳感器和/或數(shù)字孿生概念的附加網(wǎng)絡(luò)連接。

發(fā)明內(nèi)容

這個(gè)目的通過根據(jù)獨(dú)立權(quán)利要求提出的用于識別顯微鏡系統(tǒng)的預(yù)測性維護(hù)需求的計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)的方法、用于顯微鏡系統(tǒng)的預(yù)測性維護(hù)的對應(yīng)的維護(hù)監(jiān)控系統(tǒng)和計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品來實(shí)現(xiàn)。進(jìn)一步的配置由相應(yīng)的從屬權(quán)利要求描述。

根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，介紹了一種用于確定顯微鏡系統(tǒng)的預(yù)測性維護(hù)需求的計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)的方法。該方法包括提供一種顯微鏡系統(tǒng)，該顯微鏡系統(tǒng)包括用于記錄樣本的數(shù)字圖像的圖像傳感器，并且在顯微鏡系統(tǒng)的常規(guī)操作期間使用圖像傳感器記錄數(shù)字圖像。

所記錄的數(shù)字圖像作為至少一個(gè)輸入數(shù)據(jù)集可用于圖像分析系統(tǒng)。基于此，由圖像分析系統(tǒng)在至少一個(gè)記錄的數(shù)字圖像中確定至少一個(gè)特征，其中該特征與常規(guī)操作期間顯微鏡系統(tǒng)的故障相關(guān)。

該方法還包括基于至少一個(gè)數(shù)字圖像和包含在其中的至少一個(gè)特征，通過圖像分析系統(tǒng)產(chǎn)生顯微鏡系統(tǒng)狀態(tài)的狀態(tài)信號，并且通過使用狀態(tài)信號確定需要維護(hù)程序的顯微鏡系統(tǒng)的組件組。

根據(jù)本發(fā)明的不同方面，介紹了一種用于確定顯微鏡系統(tǒng)的預(yù)測性維護(hù)需求的維護(hù)監(jiān)控系統(tǒng)。維護(hù)監(jiān)控系統(tǒng)包括顯微鏡系統(tǒng)，該顯微鏡系統(tǒng)具有用于記錄樣本的數(shù)字圖像的圖像傳感器，以及用于在顯微鏡系統(tǒng)的常規(guī)操作期間記錄數(shù)字圖像的圖像傳感器。