DE4008560C2

DE4008560C2 - Verfahren und Vorrichtung zum Bestimmen einer Restlebensdauer eines Aggregats

Info

Publication number: DE4008560C2
Application number: DE4008560A
Authority: DE
Inventors: Hisao Ohtsuka; Motoaki Utamura
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1989-03-17
Filing date: 1990-03-16
Publication date: 1995-11-02
Anticipated expiration: 2010-03-17
Also published as: US5608845A; DE4008560A1

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Bestimmen einer Restlebensdauer ei nes Aggregats, das aus einer Mehrzahl von Bauteilen oder Teilen aufgebaut ist, deren Restlebensdauern einer Be ziehung zur Gesamtrestlebensdauer stehen.

Eine Vorrichtung und ein Verfahren nach den Oberbegriffen der unabhängigen Ansprüche sind aus DD 146 359 B3 bekannt.

Darauf die Teile oder Bauteile zum Aufbau einer Vorrichtung wie etwa eines Elektrizitätswerkes bei hohen Temperatu ren von außen Kraft einwirkt, tritt eine Beeinträchtigung der Lebensdauer und ein Qualitätsver lust der Materialien auf, wenn die Teile lange Zeit benutzt worden sind. Diese Bauteile müssen durch neue Bauteile ersetzt werden, wenn ein bestimmtes Zeitintervall verstrichen ist. Folglich müssen zur Vor hersage solcher Zeitintervalle zum Austausch der Bau teile deren Restlebensdauern bestimmt werden. In den herkömmlichen Fällen werden, wie zum Beispiel aus JP-62 276470-A bekannt ist, die von den Herstellern bei der Herstellung der Vorrichtungen im voraus gesetzten Le bensdauerwerte und außerdem die vorhergesagten Lebens dauerwerte, die aus den Daten von Kurzzeitlebensdauer tests erfaßt werden, verwendet, um die Restlebensdauern der Vorrichtungen zu diagnostizieren. Weiterhin wird die Verschlechterungscharakteristik der Bauteile oder der Teile zur Konstruktion der Vorrichtung aus den Ver schlechterungs-Testdaten erhalten, so daß die Restlebensdauer der Vorrichtung auf der Grundlage dieser Verschlechterungscharakteristik und dem Grenzwert der Teile vorhergesagt wird. Darüber hinaus wird für die Vorrichtung ein Funktionstest ausgeführt, so daß die Restlebensdauer der Vorrichtung auf der Grundlage der Funktionstestdaten vorhergesagt wird.

Aus der DD 252 658 A1 ist ein Verfahren zur Lebensdauersicherung von Energieerzeugungs- und Chemieanlagen mittels mathematischer Modelle bekannt, indem eine Schätzung des zukünftigen Verlaufs von Betriebsparametern ständig aktualisiert und der Zeitpunkt des Überschreitens eines Grenzwerts angegeben werden kann.

In den oben erwähnten Verfahren und Vorrichtungen des Standes der Technik treten jedoch Probleme auf, so daß für irgendeine dieser Vorrichtungen kaum eine richtige Restlebensdauer vorhergesagt werden kann. Zum Beispiel ist in dem herkömmlichen Verfahren, in dem die Ver schlechterungscharakteristik der Bauteile aus den Alterungsverschlechterungs-Testdaten erfaßt wird und die Restlebensdauer aufgrund dieser Alterungsverschlechterungscharakteristik vorhergesagt wird, ist eine große Menge von Alterungsverschlechterungs- Testdaten über die Teile oder Bauteile erforderlich, um eine richtige Formel für die Verschlechterungscharakteristik zu erhalten (es ist notwendig, die Teile, für die experimentellen Belange zu zerstören). Dies führt dazu, daß für die Verschlechterungscharakteristik nicht die richtige Näherungsgleichung gefunden wird.

Bei einem weiteren herkömmlichen Verfahren wird die Restlebensdauer auf der Grundlage von Funktionstestdaten der Vorrichtung vorhergesagt, die während der Ausführung der periodischen Wartung erhalten werden. Es gibt viele Vorrichtungen, deren Betrieb während der Untersuchung nicht eingeschränkt wird, so daß die Vorhersage der Restlebensdauer unter Heranziehung der Erfahrungen des Fachmanns bewerkstelligt werden muß.

Es gibt die Möglichkeit, Vorrichtungen, deren Ersetzung nicht notwendig ist, durch neue Vorrichtungen zu er setzt, ohne daß die Restlebensdauer dieser Vorrichtun gen genau vorhergesagt werden kann. Es ist aber nicht zutreffend, daß eine neue Vorrichtung weniger häu fig ausfällt. Die Anfangsausfallrate ist vielmehr größer als jede weitere Ausfallrate einer im Betrieb be findlichen Vorrichtung. Wenn daher eine neue Vorrichtung ohne sorgfältige Begutachtung als Ersatz verwendet wird, verursacht dies höhere Kosten, außerdem kann ein Sicher heitsproblem auftreten.

Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Restlebensdauerbestimmungsverfahren und eine Restlebensdauerbestimmungsvorrichtung zu schaffen, mit denen die Restlebensdauer für ein aus einer Mehrzahl von Bauteilen aufgebautes Aggregat mit großer Zuverlässigkeit ermittelt werden kann.

Die Aufgabe wird gelöst durch ein Verfahren und eine Vorrichtung wie in den unabhängigen Ansprüchen definiert. Abhängige Ansprüche sind auf vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung gerichtet.

Insbesondere kann gemäß der Erfindung für die Alterungsverschlechterungscharakteristik- Testdaten der Bauteile eine Weibull-Verteilungs-Zuverlässigkeitsanalyse ausgeführt werden, um die Überlebenswahrscheinlichkeit der Bauteile zu erhalten, und die Restlebensdauer des Aggregats kann auf der Grundlage der sich ergebenden Überlebenswahrscheinlichkeit ermittelt werden. Eine weitere Restlebensdauer kann auf der Grundlage der Alterungsverschlechterungs- Testdaten der Bauteile ermittelt werden und die kürzeste Restlebensdauer ausgewählt werden.

Die Alterungsverschlechterungs-Gleichung der Bauteile kann approximiert werden durch:

σ(t) = σ₀exp {-f(T) × t^α} (1)

wobei gilt:
σ₀: Wert der Eigenschaft σ zu Beginn der Verschlechterung
T: Prozeßgröße für die Beschleunigung der Verschlechterung
t: Zeit

f(T) ≒ xT² + yT + z

α, x, y, z: Koeffizienten.

Da die Restlebensdauern aus der relativen Beziehung zwi schen den Alterungsverschlechterungs-Test daten der Bauteile und den Funktionstestdaten des Aggre gats gewonnen werden, ist eine richtige Bestimmung der Restlebensdauern möglich.

Die höhere Zuverlässigkeit kann dadurch erzielt werden, daß aus einer aus der Überlebenswahrscheinlichkeit der Vorrichtung berechneten Restlebensdauer und aus der aus den Alte rungsverschlechterungs-Testdaten des Bau teils berechneten Restlebensdauer die kürzere Restle bensdauer ausgewählt wird.

Da der Näherungsausdruck:

σ(t) = σ₀exp {-f(T) × t^α}

die Verschlechterungscharakteristik ungeachtet der Bau teilsorte approximiert, ist die aus diesem Näherungsausdruck berechnete Restlebensdauer zu verlässiger.

Die Erfindung wird im folgenden anhand von Ausführungs beispielen mit Bezug auf die Zeichnungen näher erläu tert; es zeigen:

Fig. 1 den Gesamtaufbau einer Restlebensdauer-Bestim mungsvorrichtung gemäß einer typischen bevorzug ten Ausführungsform der Erfindung;

Fig. 2 ein Flußdiagramm zur Darstellung des Ablaufs ei nes Restlebensdauer-Bestimmungsprozesses gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung;

Fig. 3 eine Darstellung zur Erläuterung eines Beispiels eines Menübildschirms der Restlebensdauer-Be stimmungsvorrichtung zum Bestimmen der Restle bensdauer eines Stromkraftwerks;

Fig. 4 den Querschnitt eines Regelstabantriebsmechanis mus (RSA);

Fig. 5 ein Flußdiagramm zur Erläuterung eines Beispiels eines Prozeßschrittes der in Fig. 1 gezeigten Teileverschlechterungs-Analyseeinheit;

Fig. 6 ein Flußdiagramm zur Erläuterung eines Beispiels eines Prozeßschrittes einer Gerätefunktionstüch tigkeits-Analyseeinheit;

Fig. 7 ein Flußdiagramm zur Erläuterung eines Beispiels eines Prozeßschrittes der in Fig. 1 gezeigten Verhältnis-Analyseeinheit;

Fig. 8 ein Flußdiagramm zur Erläuterung eines Beispiels eines Prozeßschrittes der in Fig. 1 gezeigten Restlebensdauer-Auswertungseinheit;

Fig. 9 eine graphische Darstellung einer Verschlechte rungscharakteristik einer durch einen Kurzzeit lebensdauertest geprüften Kohlenstoffdichtung;

Fig. 10 ein Kennliniendiagramm zur Darstellung der Ausfallwahr scheinlichkeit der Kohlenstoffdichtung, das aus der in Fig. 9 gezeigten Verschlechterungscharak teristik erhalten wird;

Fig. 11 ein Vorhersagediagramm der Verschlechterungscha rakteristik der Kohlenstoffdichtung;

Fig. 12 ein Diagramm zur Darstellung der Überlebenswahr scheinlichkeit des RSA (Regelstabantriebs mechanismus);

Fig. 13 ein Kennliniendiagramm des durch einen Funk tionstest geprüften RSA;

Fig. 14 ein Kennliniendiagramm zur Darstellung einer Be ziehung zwischen der Biegefestigkeit der Kohlen stoffdichtung und der Strömungsrate des An triebswassersystems;

Fig. 15 eine erläuternde Darstellung, mit der aus der Biegefestigkeit der Kohlenstoffdichtung die Restlebensdauer erhalten werden kann;

Fig. 16 ein Diagramm zur Darstellung eines Anzeigebei spiels der Restlebensdauer des RSA;

Fig. 17 ein Diagramm zur Darstellung eines Anzeigebei spiels des als Prüfobjekt ausgewählten RSA;

Fig. 18 ein Diagramm zur Darstellung eines Anzeigebei spiels, in dem die Gründe für die Wahl des ge wählten RSA angegeben werden; und

Fig. 19 eine schematische Darstellung, in dem die vor liegende Erfindung auf ein elektrisch betriebe nes Ventil eines Stromkraftwerks angewendet wird.

In Fig. 1 ist der Aufbau eines typischen Beispiels der erfindungsgemäßen Vorrichtung als Bestandteil eines Expertensystems gezeigt. Das heißt, daß es sich in dem in Fig. 1 gezeigten Aufbau um ein Ex pertensystem zum Bestimmen einer Restlebensdauer eines Teileaggregats beispielsweise eines Stromkraftwerks (zum Beispiel eines Kernkraftwerks) handelt. Dieses Experten system 1 umfaßt eine Informationserfassungsunter stützungsvorrichtung 2, eine Schlußfolgerungsvorrich tung 3, eine Benutzerschnittstelle 4, eine externe System schnittstelle 5 und eine Informationsbank 6. Die Be nutzerschnittstelle 4 ist mit einem Datenbanksystem 7, mit dem die Anlagedaten verwaltet werden, und mit einem Endgerätesystem 8, das eine Eingabe-/Ausgabevorrichtung wie etwa eine Tastatur, eine Dauerkopiervorrichtung und ähnliches enthält, verbunden. Mit dem Endgerätesystem 8 ist eine Anzeigevorrichtung, zum Beispiel eine CRT (Ka thodenstrahlröhre) 20 verbunden.

Die unten erwähnten drei verschiedenen Daten 10, 12 und 14 werden mittels der (nicht gezeigten) Tastatur oder ähnlichem in das Endgerätesystem 8 eingegeben. Die Funk tionstestdaten 10, die den Funktionstestdaten einer kon struktiven Vorrichtung (Teileaggregat) der Anlage wäh rend einer periodischen Routineprüfung entsprechen, wer den jedesmal, wenn die periodische Prüfung ausgeführt wird, eingegeben. Die Daten 12 entsprechen einerseits Teileverschlechterungs-Daten von Tei len des Aggregats, die in einem Kurz zeitlebensdauertest erfaßt worden sind, und andererseits Teileverschlechterungs-Daten, die im voraus und beliebig eingegeben worden sind.

Die Informationsdaten 14 entsprechen denjenigen Informa tionsdaten (Spezifikationen der Aggregate und der Teile, Betriebsverhalten, Grenzwerte, Be triebsstörungs- und Unregelmäßigkeitsinformation, War tungsinformation usw.), die die von Experten anhand von in der Vergangenheit gewonnener Erfahrung geleistete vorbeugende Wartungsarbeit betreffen und im voraus ein gegeben werden.

Die Daten der im Betrieb befindlichen Anlage (zum Bei spiel die Daten über die Umgebung der Aggregate, also etwa die Temperaturen (T)) werden als Stammdaten 16 in einem On-Line-Modus von (nicht gezeig ten) externen Sensoren in die externe Systemschnittstel le 5 eingegeben.

Die Daten 10 und 12 werden über das Endgerätesystem 8 und die Benutzerschnittstelle 4 in Dateien 70 bzw. 72 eines Datenbanksystems 7 als Datenbanken gespeichert, während die Stammdaten 16 über die externe System schnittstelle 5 und die Benutzerschnittstelle 4 in einer weiteren Datei 76 des Datenbanksystems 7 gespeichert werden. Die Informationsdaten 14 werden über das Endge rätesystem 8, die Benutzerschnittstelle 4 und die Infor mationserfassungsunterstützungsvorrichtung 2 in eine In formationsdatendatei 64 der Informationsbank 6 in einer solchen Form gespeichert, daß sie abgerufen werden können.

Die Informationserfassungsunterstützungsvorrichtung 2 führt die Eingabe/Ausgabe, die Abwandlung und die Feh lerbereinigung der Informationsdaten aus.

Über die Benutzerschnittstelle 4 werden die von den Fachleuten und aufgrund der Wartung erhaltenen In formationsdaten eingegeben oder Antworten an Be nutzer gegeben.

Die Schlußfolgerungsvorrichtung 3 führt verschiedene Steuerungen aus, um unter Verwendung der Informationsda ten, die in der Informationsbank 6 gespeichert worden sind, Schlußfolgerungen zu auszuführen.

Die Schlußfolgerungsvorrichtung 3 arbeitet eine Software zum Bestimmen der Restlebensdauer der Aggregate im Stromkraftwerk ab; sie besitzt die folgenden Merkmale:

1) Die Information kann in einer Informationsmischform dargestellt werden, mit der sowohl eine Regelinfor mation, die in einer wenn/dann-Regelproduktionsform dargestellt wird, als auch eine Wahrheitsinforma tion, das heißt eine Frame-Information, in der die Wahrheit oder Falschheit einer Darstellung definiert wird, gehandhabt werden kann.
2) Es kann ein flexibles Schlußfolgerungsverfahren ab laufen, in dem sowohl eine Vorwärtsschlußfolgerung als auch eine Rückwärtsschlußfolgerung ausgeführt werden kann. Es sind eine Mehrzahl von Strategien zur Auswahl einer geeigneten Regel unter mehreren vorgegebenen Regeln vorgesehen, ferner wird frei auf eine Regelbedingungseinheit, auf eine methodisierte Regel und auf ein Fehlersuchprogramm zugegriffen.
3) Die Ablaufgeschwindigkeit der Schlußfolgerungsverar beitung wird dadurch erhöht, daß die in der Informa tionsbank gespeicherten Informationsdaten in eine Form umgewandelt werden, in der sie mit hoher Ge schwindigkeit verarbeitet werden können, bevor die Schlußfolgerungsverarbeitung ausgeführt wird, wobei die Erkennung einer für die Schlußfolgerung nicht notwendigen Regel unterlassen wird. Weiterhin wird die Anzahl der Regelgruppen, die beim Einsatz der methodisierten Regel verwendet werden, verringert, um so die Hochgeschwindigkeitsverarbeitungsoperation zu verbessern.

Die Schlußfolgerungsvorrichtung 3 enthält eine Teilever schlechterungs-Analyseeinheit 36, eine Funktions tüchtigkeits-Analyseeinheit 32, eine Verhältnis-Analyse einheit 34 und eine Restlebensdauer-Ermittlungseinheit.

Wenn die Restlebensdauer eines Aggregats be stimmt wird, wird von der Restlebensdauer-Ermittlungs einheit 38 auf der Grundlage einer Restlebensdauer "L₁", die mittels der Teileverschlechterungs-Analyseeinheit 36 gewonnen wird, einer Restlebensdauer "L₂", die in der Funktionstüchtigkeit-Analyseeinheit 32 ermittelt wird, und einer Restlebensdauer "L₃", die in der Ver hältnis-Analyseeinheit 34 berechnet wird, eine optimale Restlebensdauer "L" berechnet. In der Teileverschlech terungs-Analyseeinheit wird der Verschlechterungscharak teristikwert der Teile des Aggregats berech net, anschließend wird daraus die Restlebensdauer L₁ er halten. In der Funktionstüchtigkeits-Analyseein heit wird auf der Grundlage der Funktionstestdaten des aus den entsprechenden Teilen aufgebauten Aggregats ein Zeitpunkt berechnet, zu dem das Aggregat seinen Grenzwert erreicht; der sich daraus ergebende Zeitpunkt stellt die Restlebensdauer L₂ dar. In der Verhältnis-Analyseeinheit wird aus der relativen Beziehung des Verschlechterungs charakteristikwertes der Teile zu den Funktionstestdaten des Aggregats die Restlebensdauer L₃ er halten. Dann wird in der Restlebensdauer-Ermittlungsein heit der kleinste Wert dieser Restlebensdauern L₁, L₂ und L₃ gleich der optimalen Restlebensdauer "L" gesetzt.

In Fig. 2 ist ein Flußdiagramm gezeigt, in dem eine Be stimmungsprozeßabfolge für die Restlebensdauer eines Ge räts (d. h. eines Aggregats) von Teilen gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung erläutert wird.

Zunächst wird beispielsweise ein Menübildschirm, wie er in Fig. 3 dargestellt ist, auf einem Anzeigeschirm der CRT 20 von Fig. 1 angezeigt (Schritt 200).

Danach wird ein zu untersuchendes Gerät, zum Beispiel ein im Menü angezeigter Regelstabantriebsmechanismus (RSA) markiert (Schritt 202).

Bezüglich des RSA wird zunächst eine Teilever schlechterungs-Analyseverarbeitung abgearbeitet (Schritt 204), anschließend werden der Reihe nach eine Geräte funktionstüchtigkeits-Analyseverarbeitung (Schritt 206), eine Verhältnis-Analyseverarbeitung (Schritt 208) und Restlebensdauer-Ermittlung (Schritt 210) ausge führt.

Obwohl in der im folgenden beschriebenen bevorzugten Ausführungsform die in der Restlebensdauer-Auswertungs verarbeitung erhaltene Restlebensdauer "L" zur Anzeige ausgegeben wird, wird an dieser Stelle bemerkt, daß eine andere Restlebensdauer, die entweder aus der Teilever schlechterungsanalyse, der Gerätefunktionstüchtigkeits analyse oder der Verhältnisanalyse erhalten wird, zur Anzeige ausgegeben werden kann.

Fig. 4 ist ein Querschnitt eines RSA, der als Beispiel eines Aggregats oder Gerätes eines Kernkraftwerks dient und der mittels der vorliegenden bevorzugten Ausfüh rungsform untersucht werden soll.

Wie in Fig. 4 gezeigt, umfaßt der Regelstabantriebsme chanismus (RSA) eine Kohlenstoffdichtung 42, einen Hal testab 44, einen Zylinder 48, einen Antriebskolben 52, eine Spannfeder 54, einen Spannkolben 56, einen Halte kolben 58, eine Spannröhre 60, eine Teilröhre 62, ein Einlaßrohr 66 für das Antriebswasser, ein Auslaßrohr 67 für das Antriebswasser und ein Kugelrückschlagventil 68; ferner sind in Fig. 4 ein Reaktordruckgefäßboden 46 und ein Gehäuse 50 gezeigt. Die in Fig. 4 gezeigten Pfeile stellen die Strömungsrichtungen des Antriebswassers dar, wenn der Regelstab herausgezogen ist.

Zunächst wird mit Bezug auf das in Fig. 5 gezeigte Fluß diagramm die Prozeßabfolge der Teileverschlechterungs analyse beschrieben. Unter der Annahme, daß die Restle bensdauer des RSA, die aus den Teileverschlechterungs daten der den RSA aufbauenden Bauteile, beispielsweise aus den Kurzzeitlebensdauertestdaten, be rechnet werden, dem Wert L_1′ entspricht und daß eine weitere Restlebensdauer des RSA, die aus den Überlebenwahrscheinlich keiten der entsprechenden Bauteile auf der Grundlage der Ausfalldaten oder der Teileverschlechterungs daten, etwa der Kurzzeitlebensdauertestdaten der jeweiligen Bauteile, gewonnen wird, dem Werte "L₁" entspricht, wird gemäß der Teileverschlechte rungsanalyseverarbeitung der bevorzugten Ausführungsform die kürzere dieser beiden Restlebensdauern als Restle bensdauer L₁ bestimmt. Es ist selbstverständlich mög lich, daß entweder die erstgenannte Restlebensdauer L_1′ oder die zweitgenannte Restlebensdauer L_1′′ gleich dem Wert L₁ ist.

In diesem Fall kann die Restlebensdauer der Vorrichtung (RSA) durch Auswertung vorübergehender Änderungen der sich verschlechternden Parameter der entsprechenden Bauteile der Vorrichtung, beispielsweise der Bie gefestigkeit, der Härte, der Stoßfestigkeit od. dgl., bei bestimmten Betriebsbedingungen vorhergesagt werden. Das bedeutet, daß festgestellt wurde, daß in der Vorrichtung bei einer Erhöhung der Betriebstemperatur als einer der Arbeitsumgebungsbedingungen (zum Beispiel Temperaturen, Drücke, Zahl der Verwendung usw.) die starke Neigung besteht, daß die Biegefestigkeit als ei ner der Verschlechterungsparameter der ein Bauteil des RSA bildenden Kohlenstoffdichtung (die in Fig. 4 mit dem Bezugszeichen 42 bezeichnet ist) abge senkt wird. Folglich kann die Verschlechterungscharak teristik der Kohlenstoffdichtung leicht ermittelt und vorhergesagt werden, indem der vergangene Änderungsver lauf der Biegefestigkeit in bezug auf die Betriebstempe ratur untersucht wird.

In einem ersten Schritt 500 werden entweder die Fehlerinformation des RSA (zum Beispiel ein außergewöhnliches Ansteigen der Temperatur des RSA, eine Deformierung der Verbindung zwischen dem RSA und dem RS (Regelstab) und ähnliches), die in der Datei 72 des Datenbanksystems gespeichert ist, oder die Kurzzeit lebensdauertestdaten der entsprechenden Teile (Kohlenstoffdichtung usw.) des RSA gelesen. Die Fehlerinformation wird beliebig vom Endgerätesystem 8 an das Datenbanksystem 7 geliefert, um dort bei der Ermittlung der Restlebensdauer benutzt zu werden.

In einem nächsten Schritt 502 wird die Zuverlässigkeits analyse wie etwa die Weibull-Verteilungsanalyse unter Verwendung der gelesenen Daten, zum Beispiel der Kurz zeitlebensdauertestdaten, ausgeführt.

Obwohl es als Zuverlässigkeitsanalyseverfahren selbst verständlich auch andere Verfahren wie etwa auf die Normalverteilung, die logarithmische Normalvertei lung, die Exponentialverteilung und ähnliches gestützte Analyseverfahren gibt, wird die folgende Beschreibung für die Weibull-Verteilungsanalyse gegeben.

Zuerst werden Daten über die Kohlenstoffdichtung, etwa die Kurzzeitlebensdauertestdaten, analysiert.

In Fig. 9 ist ein Beispiel von Kurzzeitlebensdauertest daten der Kohlenstoffdichtung gezeigt.

Die Weibull-Verteilungsfunktion ist durch folgende Glei chung gegeben:

Die Ausfallwahrscheinlichkeit F_i (t) und die Überlebenswahrscheinlichkeit R_i (t) sind durch die folgenden beiden Gleichungen gegeben:

Hierbei bezeichnet "m_i" den Weibullschen Formparameter, der die Ausfallbedingung dieses Bauteils (der Teile) an zeigt (bei einem Anfangsausfall ist m_i < 1, bei einem zufälligem Ausfall ist m_i = 1 und bei einem Verschleiß ausfall ist m_i < 1), ferner bezeichnet "η_i" einen Ska lenparameter, der die charakteristische Lebensdauer an gibt.

Auf der Grundlage der in Fig. 9 gezeigten Kurzzeitle bensdauertestdaten der Kohlenstoffdichtung werden aus der Verteilungsfunktionsgleichung (1) der Formparameter m_i und der Skalenparameter η_i bei einer für einen späteren Zeitpunkt vorhergesagten Temperatur gewonnen.

Im nachfolgenden Schritt 504 wird die Überlebenswahrscheinlichkeit dieses Bauteils bei der vorhergesagten Temperatur über die Gleichung (3) auf der Grundlage sowohl der oben be schriebenen Parameter als auch der vergangenen Betriebs zeit "t" des zu untersuchenden Bauteils (Kohlenstoff dichtung) erhalten.

Fig. 10 ist ein Kennliniendiagramm der Ausfallwahrscheinlich keit F(t) der Kohlenstoffdichtung bei verschiedenen Tem peraturen (50°, 100°, 200°, 285° und 300^°C), das aus dem in Fig. 9 gezeigten Verschlechterungscharakteristikdia gramm erhalten wird. In Fig. 10 werden die Formparameter m_i bei den entsprechenden Temperaturen aus den Gradien ten der geraden Linien der Charakteristik bei verschie denen Temperaturen berechnet, die charakteristische Lebensdauer η_i entspricht einem Zeitpunkt, zu dem diese geraden Linien die Ausfallwahrscheinlichkeit von 63,2% erreichen. Das "E" in der Abszisse des Diagramms bedeu tet eine Exponentendarstellung. Zum Beispiel bedeutet

1E-1 = 10^-1 = 0,1, 1E+0 = 10° = 1 und 1E + 1 = 10¹ = 10.

In einem nächsten Schritt 506 werden sowohl die Kurz zeitlebensdauertestdaten der Kohlenstoffdichtung als auch die auf die Vergangenheit bezogenen Daten der Be triebsumgebungsbedingungen der Dichtung (zum Beispiel die Betriebstemperatur) bis zum jetzigen Zeitpunkt aus der Datei 76 ausgelesen.

In einem Schritt 508 wird der Verschlechterungstrend der Kohlenstoffdichtung auf der Grundlage dieser Daten ana lysiert, um den Verschlechterungscharakteristikwert der Kohlenstoffdichtung zu erhalten.

Wie aus Fig. 9 ersichtlich ist, nimmt die Biegefestigkeit σ schneller ab, wenn die Betriebstemperatur erhöht wird. Es konnte ermittelt werden, daß die Biege festigkeit durch eine Exponentialfunktion der Zeit und der Betriebstemperatur gemäß der folgenden Gleichung (4) ausgedrückt werden kann:

σ = σ₀ exp {-f(T) × t^a} (4)

f(T) = σTⁿ + bT^n-1 . . . xT² + yT + z ≒ xT² + yT + z (5)

wobei gilt:
σ₀: Anfangswert (experimenteller Wert) der Verschlech terungscharakteristik
T: Prozeßgröße zur Steigerung der Verschlechterung (in der bevorzugten Ausführungsform: die Betriebs temperatur)
α: Experimentelle Konstante
f(T): Näherungsausdruck der Lebensdauerdaten (a, b, . . . , x, y, z: experimentelle Konstanten).

Im allgemeinen ist α gleich 1. Folglich werden die Kon stanten x, y und z beispielsweise mit dem Verfahren der kleinsten Quadrate auf der Grundlage der vergangenen Temperaturdaten und der Kurzzeitlebensdauertestdaten be stimmt.

Wenn daher das Vorhersagemuster der Betriebstemperatur T aus den Gleichungen (4) und (5) erhalten wird, kann die Verschlechterungscharakteristik δ (t) als Funktion der Zeit "t" vorhergesagt werden.

Es wird festgestellt, daß die Anwendung der obigen Glei chungen (4) und (5) nicht auf eine Kohlenstoffdichtung beschränkt ist, sondern auch für andere Teile möglich ist. So kann zum Beispiel die Größe des Torsionsver schleißes σ (t) aus der Anzahl der Verwindungen "T" und als Funktion der Zeit "t" erhalten werden. Es wird wei terhin festgestellt, daß die experimentellen Konstanten Werte darstellen, die von den oben genannten Werten ver schieden sind.

In Fig. 11 stellt die durch eine durchgezogene Linie be zeichnete Kurve die Verschlechterungscharakteristikdaten einer Kohlenstoffdichtung dar, die aus den vergangenen Temperaturen T₁ und T₂ auf der Grundlage der oben ange gebenen Gleichungen (4) und (5) bis zum momentanen Zeit punkt "t₁" berechnet wurden. Der Anfangswert σ₀ der Biegefestigkeit ist im voraus in der Datei 72 gespei chert worden, während ein Grenzwerte σ_c im voraus in der Datei 64 als Informationsdaten gespeichert worden ist.

Eine Prozeßgröße T zum momentanen Zeitpunkt t₁, nämlich die Temperatur, ist gleich T₃ (°C). Wenn nun angenommen wird, daß die momentane Temperatur in der Zukunft erhalten bleibt, wird eine Vorhersage der Verschlechterungscharakteristik, wie durch die gestrichelte Linie angegeben, erhalten.

Im allgemeinen wird der vorhergesagte zeitliche Verlauf der Prozeßgröße, d. h. der Umgebungstemperatur, aus den drei folgenden Alternativen ausgewählt:

i) Konstanter Fortgang der Temperatur: der Wert der Temperatur bleibt gleich demjenigen im momentanen Zeitpunkt;
ii) Konstanter Fortgang der gewichteten mittleren Tem peratur: der Wert der bis zum momentanen Zeitpunkt gemessenen gewichteten mittleren Temperatur wird in der Zukunft beibehalten;
iii) Temperaturänderungsmuster: die Temperatur wird nach dem bis zum momentanen Zeitpunkt gemessenen Temperaturänderungsmuster geändert.

Unter der Annahme, daß das Betriebszeitintervall vom momentanen Zeitpunkt bis zu dem Zeitpunkt, an dem die vorhergesagte Verschlechterungscharakteristik den Grenzwert σ_c erreicht, einer Restlebensdauer entspricht, wird folglich die Restlebensdau er "L_1i" mittels der folgenden Gleichung (6) berechnet (Schritt 512 und 514):

L_1i= log (σ₀/σ_c)/f(T) - t₁ (6)

Es sei angemerkt, daß "T" einem aus den drei verschiedenen Vorhersagealternativen ausgewählten Muster entspricht und daß der Parameter der weiter oben angegebenen Gleichung (5) auf der Grundlage der ausgewählten Vorhersagealternative bestimmt wird.

Die oben beschriebenen Prozesse 502 bis 514 werden so lange wiederholt, bis sämtliche n-Teile des RSA analysiert worden sind (Schritt 516); dann werden die im folgenden beschriebenen Schritte abgearbeitet, wobei sowohl die Überlebenswahrscheinlichkeit R_i als auch die für die entsprechenden Teile berechnete Restlebensdauer L_1i verwendet werden.

Zunächst wird aus den Restlebensdauern L_1i (L₁₁ bis L_1n) der entsprechenden Bauteile die kürzeste Restlebensdauer ausgewählt und zu L_1′ definiert (Schritt 518). Da das Bauteil mit der kürzesten Restlebensdauer unter den Bautei len des RSA der Kohlenstoffdichtung entspricht, wird mit hoher Wahrscheinlichkeit die Restlebensdauer der Kohlen stoffdichtung als L_1′ gewählt.

Danach wird aus den Überlebenswahrscheinlichkeit R_i der entspre chenden Bauteile, die im vorausgehenden Schritt 504 erhalten worden sind, die Überlebenswahrscheinlichkeit der Vorrichtung (RSA) über die folgende Gleichung (7) berechnet:

Dann wird aus der Informationsdatei 64 der Grenzwert R_ec der Überlebenswahrscheinlichkeit des RSA ausgelesen (Schritt 522) und R_e=R_ec in die obige Gleichung (7) eingesetzt, wobei "t" unter Verwendung eines sequentiellen Näherungsverfahrens wie etwa dem Newton-Raphson-Verfahren berechnet wird.

Fig. 12 ist ein Kennliniendiagramm der Überlebenswahrscheinlichkeit R_e des RSA. Der Wert der Überlebenswahrscheinlichkeit R_e bis zum momentanen Zeitpunkt t₁ wird aus den obigen Gleichungen (3) und (7) in Abhängigkeit von der vorhergesagten Betriebstemperatur T berechnet. Wenn nun die vorhergesagte Betriebstemperatur T bei dem momentanen Wert T₃ gehalten wird, kann die künftige Überlebenswahrscheinlichkeit R_e aufgrund der Gleichungen (3) und (7) so vorhergesagt werden, wie es durch die gestrichelte Linie angegeben ist; der Zeitpunkt "t_c", zu dem R_e=R_ec wird, kann mittels des oben angegebenen sequentiellen Näherungsverfahrens berechnet werden. Folglich wird als Restlebensdauer L_1′′ des RSA der Wert L_1′′ = t_c - t₁ erhalten (Schritt 526).

Schließlich werden die Restlebensdauern L₁′ und L₁′′ mit einander verglichen und die kürzere dieser beiden Rest lebensdauern als "L₁" definiert (Schritt 528).

Fig. 6 ist ein Flußdiagramm zur Darstellung eines Pro zeßschrittes der Funktionstüchtigkeits-Analyseein heit 32. In der bevorzugten Ausführungsform wird die Restlebensdauer L₂ des RSA durch eine Analyse der Funk tionstestdaten der Vorrichtung (RSA) berechnet. Fig. 13 ist ein Kennliniendiagramm der Funktionstestdaten zur Berechnung einer Restlebensdauer L₂ des RSA.

Zunächst werden in einem Schritt 600 die Funktionstest daten aus der Datei 70 ausgelesen.

Im Falle beispielsweise des RSA werden als Funktions testdaten die früheren Daten über die Antriebswasser austrittsmenge während der periodischen Prüfung ausgele sen.

Wie in Fig. 4 dargestellt, wird das Antriebswasser dazu benutzt, die Regelstäbe hochzuschieben und niederzu drücken. Das Antriebswasser fließt in einer durch einen Pfeil angezeigten Richtung, wobei der Regelstab nieder gedrückt wird. Zwischen der Kohlenstoffdichtung und der Zylindereinheit und zwischen der Kolbenröhre 62 und der Dichtung beim Kolben 52 kann jedoch Leckwasser fließen, wie durch einen Pfeil 40 angezeigt ist. Wenn die Menge dieses Leckwassers zunimmt, wird eine größere Strömungs rate des Antriebswassers erforderlich, um den Regelstab hochzuschieben. Folglich kann die Strömungsrate des An triebswassers als eine Größe zur Anzeige der Verschlech terung der RSA-Funktion verwendet werden.

Somit wird zur Ermittlung des temporären Änderungstrends der Daten auf die Strömungsrate (Liter/Min.) des An triebswassers aus der vergangenen Routineprüfung eine rekursive Analyse (Methode des kleinsten Mittelwertes oder ähnliches) angewendet, wie durch die Pfeile in Fig. 13 angezeigt ist, wobei ein Näherungsausdruck (8) (das heißt, die durch die gestrichelte Linie der Fig. 9 dar gestellte Gleichung) erhalten wird (Schritt 602):

F = pt² + qt + r (8)

wobei p, q und r Konstanten sind, die durch experimen telle Daten definiert werden.

Danach wird der Grenzwert F_c der Strömungsrate des An triebswassers F aus der Datei 64 ausgelesen (Schritt 604). Auf der Grundlage des Näherungsausdrucks wird ein Zeitpunkt t_c berechnet, zu dem die Strömungsrate F den Grenzwert F_c erreicht, dann wird aus (t_c - t₁) die Rest lebensdauer L₂ berechnet (Schritte 606 und 608).

Es wird festgestellt, daß dann, wenn mehrere Arten von Funktionstestdaten über den Regelstabantriebsmechanismus (RSA) vorliegen, die Restlebensdauer unter Verwendung der entsprechenden Funktionstestdaten berechnet werden kann, um die kürzeste Lebensdauer auszuwählen. Ferner kann die optimale Restlebensdauer L₂ auf der Grundlage der folgenden Gleichung (9) erhalten werden, wobei ge wichtete Lebensdauern betrachtet werden, die aus den entsprechenden Funktionstestdaten berechnet worden sind:

L₂ = (Σαj L_2j)/Σαj (9)

wobei "j" die Elementnummer des Funktionstests und "α" einen Gewichtungskoeffizienten darstellen.

Fig. 7 ist ein Flußdiagramm, in dem ein Prozeßschritt der Verhältnis-Analyseeinheit 34 dargestellt wird. Die Fig. 14 und 15 sind Diagramme zur Erläuterung der Ver hältnis-Analyse. Das heißt, daß zum Beispiel sowohl die Daten über die Strömungsrate des Antriebswasser des RSA (Fig. 13) als auch die Daten über die Biegefestigkeit der Kohlenstoffdichtung (Fig. 9) aus den entsprechenden Dateien 70 und 72 ausgelesen werden. Fig. 14 stellt eine relative Beziehung zwischen diesen Daten dar.

Durch Anwendung des Verfahrens des kleinsten Mittelwer tes und der rekursiven Analyse für ein lineares Rekur sionsmodell od. dgl. wird eine Näherungsdarstellung (10) (das heißt eine durch die gestrichelte Linie in Fig. 14 angegebene Gleichung) berechnet (Schritt 702):

σ = -SF + S₀ (10)

wobei S und So Konstanten sind, die durch die oben ange gebenen Daten bestimmt werden.

Danach wird mit diesem Näherungsausdruck in Abhängigkeit von den Funktionstestdaten "Ft" ein Verschlechterungs charakteristikwert "σ_t" eines Bauteils zum momentanen Zeitpunkt "t₁", also σ_t = - SF_t + S₀ erhalten (Schritt 704).

Dann wird auf der Grundlage sowohl der Betriebsverlaufs daten der als Prozeßgröße fungierenden Betriebstempera tur als auch der Kurzzeitlebensdauertestdaten bezüglich der Biegefestigkeit der Kohlenstoffdichtung (Fig. 9), die in der Datei 74 gespeichert sind, das Vorhersagemu ster der Verschlechterungscharakteristik der Kohlen stoffdichtung ähnlich wie in Fig. 11 erhalten; dieses Muster ist durch die Kurve, die durch die gestrichelte Linie in Fig. 15 bezeichnet wird, wiedergegeben. Das heißt, daß die in den obigen Gleichungen (4) und (5) vorkommenden experimentellen Konstanten x, y und z be stimmt werden.

Als nächstes wird auf der Grundlage der oben angegebenen Gleichung (4) in Abhängigkeit vom Verschlechterungscha rakteristikwert σ_t ein vom momentanen Zeitpunkt an ge rechnetes virtuelles Alter oder Zeitintervall t′ aus dem oben ange geben Teileverschlechterungscharakteristikwert σ_t gemäß dem folgenden Ausdruck ermittelt:

t′ = log (σ₀/σ_t)/f(T).

Ferner wird aus dem Vorhersagemuster der Verschlechterungscharakteristik und dem Grenzwert σ_c des Bauteils ein Angleichungszeitintervall t_c ermittelt, das vom momentanen Zeitpunkt bis zu dem Zeitpunktbereich, an dem die Verschlechterungscharakteristik den Wert σ_c erreicht:

t_c = log (σ₀/σ_c)/f(T)

Aus der Differenz (t_c - t′) wird die Restlebensdauer L₃ erhalten (Schritt 708).

Es wird festgestellt, daß dann, wenn mehrere Arten we nigstens entweder der Teileverschlechterungsdaten oder der Funktionstestdaten vorliegen, die Restlebensdauern bezüglich sämtlicher Kombinationen zwischen den Funk tionstestdaten und den Teileverschlechterungsdaten er halten werden können, wobei anschließend die kürzeste dieser Restlebensdauern als Restlebensdauer L₃ ausge wählt wird. Obwohl das virtuelle Alter t′ aus der Strömungsmenge des Antriebswasser F_t berechnet wur de, kann dieses virtuelle Alter t′ alternativ zuerst aus der momentanen Biegefestigkeit δ_t berechnet werden, um daraus die Restlebensdauer L₃ zu erhalten.

Auf der Grundlage der oben beschriebenen Prozeßergebnis se, die von den jeweiligen Analyseeinheiten 32 bis 36 erhalten werden, kann die Ermittlung und ähnliches der Restlebensdauern in der Restlebensdauer-Auswertungsein heit 38 ausgeführt werden.

Fig. 8 ist ein Flußdiagramm zur Darstellung eines Pro zeßschrittes der Restlebensdauer-Auswertungseinheit 38. In diesem Prozeßschritt wird die Restlebensdauer "L" mit der höchsten Zuverlässigkeit aus den Restlebensdauern L₁, L₂ und L₃, die wie oben beschrieben erhalten worden sind, ausgewählt, ferner wird eine auf der Grundlage dieses Bestimmungsergebnisses zu prüfende Vorrichtung (RSA) ausgewählt, wobei das Prüfergebnis angezeigt wird.

Zuerst wird in einem Schritt 800 die kürzeste Restle bensdauer von allen berechneten Restlebensdauern L₁, L₂ und L₃ als Restlebensdauer L der Vorrichtung (RSA) auf gefaßt.

Wenn eine Mehrzahl von zu diagnostizierenden Vorrichtun gen (mehrere Regelstabantriebsmechanismen) vorhanden sind, wird die oben beschriebene Analyse für sämtliche RSA ausgeführt, um die Restlebensdauer L zu erhalten.

Dann wird beurteilt, ob die berechnete Restlebensdauer "L" der entsprechenden RSA kürzer als ein vorgegebenes Zeitintervall, beispielsweise kürzer als ein Jahr (das beispielsweise gleich dem periodischen Prüfintervall ist) ist (Schritt 802). Wenn die geprüfte Restlebensdau er des RSA kürzer als ein Jahr ist, entspricht dieser RSA einer im Verlauf der momentanen periodischen Prüfung zu prüfenden Vorrichtung. Wenn die Restlebensdauer des RSA nicht kürzer als ein Jahr ist, wird weiterhin beur teilt, ob während des Zeitintervalls seit der vorange henden Prüfung und der jetzigen Prüfung Unregelmäßigkei ten aufgetreten sind (Schritt 804). Mit "momentanem pe riodischem Prüfzeitpunkt" ist dann, wenn die momentane Prüfung einer Routineprüfung entspricht, der nächste Prüfzeitpunkt und dann, wenn die momentane Prüfung einer normalen Prüfung entspricht, der späteste periodische Prüfzeitpunkt gemeint. Ferner ist mit "Unregelmäßigkeit" zum Beispiel eine schnelle Änderung der Betriebstempera tur des RSA und/oder eine Verformung der Verbindung zwi schen dem RSA und dem RS gemeint; sie können durch Prü fung der in der Datei 76 gespeicherten Verlaufsdaten er mittelt werden.

Wenn im RSA eine Unregelmäßigkeit festgestellt worden ist, sollte dieser RSA während der momentanen periodi schen Prüfung geprüft werden. Wenn im Gegensatz dazu keine Unregelmäßigkeit im RSA festgestellt worden ist, wird weiterhin beurteilt, ob die Funktionstestdaten den Grenzwert bis zur nächsten periodischen Prüfung über steigen werden (Schritt 806). Das bedeutet, daß geprüft wird, ob die Restlebensdauer L₂ des RSA, die bei der Ge rätefunktionstüchtigkeitsanalyse erhalten worden ist, kürzer als die Zeitperiode bis zur nächsten periodischen Prüfung ist. Wenn dem so ist, entspricht dieser RSA ei nem zu prüfenden Objekt.

Ebenso wird für die anderen RSA festgestellt, daß für sie während der momentanen periodischen Prüfung keine Prüfung oder Wartung erforderlich ist (Schritt 808), so daß auf der Grundlage ihrer Restlebensdauern das nächste Prüfintervall bestimmt wird (Schritt 810). Wenn bei spielsweise die Restlebensdauer 2 Jahre beträgt, wird die nächste periodische Prüfung vom momentanen Zeitpunkt ab gerechnet ein Jahr später ausgeführt werden. Wenn die Restlebensdauer 3 Jahre beträgt, wird die nächste Rou tineprüfung vom jetzigen Zeitpunkt an gerechnet 2 Jahre später stattfinden.

Andererseits wird für diejenigen RSA, für die festge stellt worden ist, daß eine Prüfung erforderlich ist, eine Prüfung ausgeführt. Dann wird weiterhin beurteilt, ob die Anzahl dieser RSA eine vorgegebene Anzahl von prüfbaren Objekten übersteigt. Wenn die Anzahl größer als die vorgegebene Anzahl ist, werden zum Beispiel die jenigen RSA aus der Mehrzahl der RSA ausgewählt, die die kürzesten Restlebensdauern besitzen, bis die Anzahl der so ausgewählten RSA die vorgegebene Anzahl erreicht.

Wenn die Anzahl derjenigen RSA, für die festgestellt worden ist, daß eine Prüfung zum jetzigen Zeitpunkt er forderlich ist, klein ist, werden die RSA mit kurzen Restlebensdauern der Reihe nach für die Prüfung ausge wählt, bis die Anzahl der ausgewählten RSA eine im vo raus gewählte Zahl erreicht, bei der die momentane Prü fung ausgeführt wird.

Die oben beschriebenen Diagnoseergebnisse werden an das Endgerätesystem 8 übertragen, außerdem werden die Infor mationen über diejenigen RSA, von denen festgestellt worden ist, daß für sie Prüfungen erforderlich sind, als Prüfverlaufsdaten in der Datei 70 des Datenbanksystems 7 gespeichert.

Wenn die oben beschriebenen Prozesse, insbesondere die Restlebensdauer-Auswertungsfunktion, abgearbeitet werden (zum Beispiel die Schritte 802 bis 806, 810 usw.), kommt die Schlußfolgerungsfunktion zum Einsatz. Die folgende Erzeugungsregel, die zum Beispiel auf dem wenn/dann- Schema basiert, wird in der Informationsbank 6 gespei chert:

Wenn (die Restlebensdauer des RSA kürzer als ein Jahr ist), dann (wird dieser RSA durch einen neuen ersetzt).

Wenn (der RSA keine Unregelmäßigkeit oder eine Unregel mäßigkeit, die unterhalb eines Grenzwertes liegt, auf weist und dessen Restlebensdauer 1 Jahr übersteigt), dann (ist die Notwendigkeit einer momentanen Prüfung dieses RSA gering).

Wenn (die Restlebensdauer des RSA 3 Jahre beträgt), dann (wird eine Wartung dieses RSA nach 2 Jahren ausgeführt.

Wenn (die Strömungsrate des Antriebswassers größer als 13 Liter/Minute ist), dann (wird dieser RSA durch einen neuen ersetzt).

In der Folge wird in einem Schritt 816 ein Ausgabeaus wahl-Menübildschirm auf der CRT 20 angezeigt, indem die Tastatur oder ähnliches des Endgerätesystems 8 betätigt wird, wobei eine diagnostizierte Ergebnisausgabe ausge wählt wird.

Für dieses Diagnoseergebnismenü kommen beispielsweise eine "Restlebensdauer-Karte", eine "RSA-Auswahl-Karte", "Auswahlgründe" und ähnliches in Betracht.

Hierbei enthält das Endgerätesystem 8 einen Speicher 82 zum Speichern der Diagnoseergebnisse der berechneten Restlebensdauern, die von der Schlußfolgerungsvorrich tung 3 übertragen worden sind, und eine Anzeigesteuer schaltung 84 zum wahlweisen Anzeigen der im Speicher 82 gespeicherten Information auf einer Anzeigeeinheit, bei spielsweise einer CRT 20. Die von der Schlußfolgerungs vorrichtung 3 übertragenen Diagnoseergebnisse des RSA werden in Verbindung mit einem Identifikationscode die ses RSA (zum Beispiel einer in Fig. 17 dargestellten Identifikationszahl) übertragen.

Die Information über die Anordnungspositionen sämtlicher RSA des Stromkraftwerks ist im voraus im Speicher 82 ge mäß den Identifikationszahlen der RSA gesetzt worden. Eine Restlebensdauer, die Auswahlinformation, ein Aus wahlgrund und ähnliches für die entsprechenden RSA, die von der Schlußfolgerungsvorrichtung 3 geliefert worden sind, werden mit Bezug auf die entsprechende Identifi kationszahl der entsprechenden RSA im Speicher 82 ge speichert.

Wenn folglich eine "Restlebensdauer-Karte" als Menü ge wählt wird, werden sowohl die Information über die An ordnungspositionen als auch die Restlebensdauern sämtli cher RSA aus dem Speicher 82 ausgelesen; diese Anord nungspositionsinformationen werden dann als den jeweili gen Anordnungspositionen der RSA entsprechende Muster auf der Kathodenstrahlröhre (CRT) angezeigt, schließlich wird die Restlebensdauer eines jeden der RSA aufgrund dieser Musteranzeige angezeigt. Hierbei können die Rest lebensdauern auf der Grundlage der Intervalle der Rest lebensdauern zu Anzeigezwecken in verschiedene Farben unterteilt werden. Ein derartige Farbinformation für die Restlebensdauer kann an die Anzeigesteuerschaltung 4 im voraus geliefert werden.

Wenn daher die "Restlebensdauer-Karte" ausgewählt wird, können sowohl der Vergleich der Restlebensdauern für die jeweiligen RSA als auch der Gesamttrend aller RSA leicht erfaßt werden, sofern die Anordnungspositionen sämtli cher RSA und deren Restlebensdauern vorzugsweise so an gezeigt werden, wie in Fig. 16 dargestellt ist. Ein Trend der Restlebensdauern kann mit einem Blick erfaßt werden, indem die RSA aufgrund der Länge ihrer jeweili gen Lebensdauern in mehrere verschiedene Farben unter teilt und in diesen verschiedenen Farben angezeigt wer den. Es wird darauf hingewiesen, daß sowohl die Abszisse als auch die Ordinate von Fig. 16 eine Koordinatenposi tion der einzelnen RSA angibt.

Wenn die "RSA-Auswahl-Karte" gewählt wird, werden sämt liche RSA vorzugsweise so angezeigt, wie dies in Fig. 17 gezeigt ist, anschließend wird im Schritt 814 der ausge wählte RSA als ein zu prüfendes Objekt in verschiedenen Farben angezeigt. Das bedeutet, daß zum Beispiel die Identifikationsnummern den RSA der Reihe nach zugeordnet werden, wie dies in der Zeichnung dargestellt ist, und daß die ausgewählten RSA nach den folgenden Fehlerkrite rien in verschiedenen Farben angezeigt werden:
Rot: bei dem RSA wird eine Unregelmäßigkeit festge stellt
Purpur: die Restlebensdauer RSA ist kürzer als ein Jahr
Gelb: die Funktionstestdaten des RSA werden bis zur nächsten periodischen Wartung den Grenzwert übersteigen.

In der oben beschriebenen Restlebensdauer-Karte und der RSA-Auswahl-Karte wird der RSA durch die Tastatur oder ähnliches bezeichnet, woraufhin die Restlebensdauer für nur diesen bezeichneten RSA oder der Grund, warum nur dieser bezeichnete RSA ausgewählt worden ist, angezeigt werden kann.

Wenn die "Auswahlgründe" gewählt werden und die Nummer des ausgewählten RSA markiert wird, wird der "Auswahl grund" so wie in Fig. 18 dargestellt, angezeigt.

Als weitere Anzeigen können die vergangenen Betriebstem peraturen der entsprechenden RSA aus der Datei 74, die Funktionstestdaten aus der Datei 70 oder die Teilever schlechterungsdaten aus der Datei 72 ausgelesen und an gezeigt werden.

Da die Information über den zu prüfenden RSA in der Da tei 70 gespeichert worden ist, kann diese Information für die Anzeige in jedem beliebigen Zeitpunkt ausgelesen werden.

In der oben beschrieben bevorzugten Ausführungsform ist die kürzeste Restlebensdauer der Restlebensdauern L₁, L₂ und L₃ als Restlebensdauer L ausgewählt worden. Alterna tiv kann die Restlebensdauer L_1′, die im Schritt 518 er halten worden ist, als Restlebensdauer L verwendet wer den. Genauso kann die Restlebensdauer L_1′′, die im Schritt 526 erhalten worden ist, die Restlebensdauer L₁, die im Schritt 528 erfaßt worden ist, die Restlebensdau er L₂, die im Schritt 608 erhalten worden ist oder die Restlebensdauer L₃, die im Schritt 708 erhalten worden ist, als Restlebensdauer L verwendet werden. Darüber hinaus kann die kürzere der beiden Restlebensdauern L_1′ und L₃ als Restlebensdauer L verwendet werden.

Eine derartige Auswahl des Restlebensdaueranalyseverfah rens wird im in Fig. 2 gezeigten Menüauswahlschritt 202 ausgeführt.

Genauso können im Schritt 202 als Funktionstestelemente entweder die Schnellabschaltzeit, die Strömungsrate des Antriebswassers oder ähnliches ausgewählt werden.

Eine Auswahl der Arten von Teilen, für die eine Teileverschlechterungsanalyse vorgenommen wird (zum Beispiel Kohlen stoffdichtung und Spannfeder usw.), eine Auswahl der Verschlechterungsparameter (zum Beispiel Biegefestig keit, Härte usw.) und eine Festlegung von deren Grenz werten kann im Schritt 202 ausgeführt werden.

Zusätzlich können im Schritt 202 eine Kennzeichnung der in der Teileverschlechterungsanalyse verwendeten Prozeß größe (z. B. die Betriebstemperatur usw.) zur Steigerung der Verschlechterung und eine weitere Auswahl eines Vor hersagemusters des Verlaufs der benannten Prozeßgröße ausgeführt werden.

Als Vorhersagemuster dienen beispielsweise die folgenden drei Arten:

i) konstanter Fortgang einer Prozeßgröße: der Wert der Prozeßgröße zum momentanen Zeitpunkt wird weiterhin bei behalten.
ii) konstanter Fortgang einer Prozeßgröße mit gewichte tem Mittelwert: die Prozeßgröße mit einem bis zum momentanen Zeitpunkt gewichteten Mittelwert wird weiter beibehalten.
iii) Änderungsmuster einer Prozeßgröße: die Prozeßgröße wird nach dem gleichen Muster wie bis zum momenta nen Zeitpunkt weiterhin periodisch variiert.

Es wird festgestellt, daß die oben beschriebenen bevor zugten Ausführungsformen solchen Fällen entsprechen, in denen das Expertensystem auf den RSA angewendet worden ist. In Fig. 19 ist eine schematische Darstellung eines Bestimmungsprozesses für den Fall gezeigt, in dem das Expertensystem auf ein elektrisch betriebenes Ventil ei nes Stromkraftwerks angewendet wird. In Fig. 19 ent sprechenden diejenigen Blöcke, die mit in Fig. 1 vorkom menden Bezugszeichen versehen sind, den entsprechenden Blöcken von Fig. 1, ferner bezeichnen die Zahlen in Klammern die Prozeßschritte in den Fig. 5 bis 8.

Bei einem elektrisch betriebenen Ventil entsprechen die mechanischen Festigkeiten einer Stopfbuchsenpackung und einer Ventilschaftnut den Verschlechterungscharakteri stikwerten der konstruktiven Bauteile, während die zur Verschlechterung beitragenden Prozeßgrößen der Umge bungstemperatur und dem Flüssigkeitsdruck entsprechen. Die Leckmenge der Flüssigkeit und die Verschleißgröße der Spindel des Ventilschafts stellen die Gerätefunk tionstüchtigkeitsdaten dar. Aufgrund dieser Daten werden die Restlebensdauern einer großen Anzahl von elektrisch betätigten Ventilen vorhergesagt, wobei diese vorherge sagten Restlebensdauern angezeigt werden und dasjenige elektrisch betätigte Ventil, das bei der momentanen pe riodischen Prüfung oder der nachfolgenden Routinewartung geprüft wird, zu Anzeigezwecken ausgewählt wird.

Gemäß den oben beschriebenen bevorzugten Ausführungsfor men wird der Verlauf der Prozeßgröße wie etwa der Betriebstempera tur zur Ermittlung der Verschlechterung der Eigenschafen der zu prüfenden Vorrichtung verwendet, so daß der Ver schlechterungstrend der Teile in einem nichtzerstörenden Verfahren vorhergesagt werden kann und die Restlebens dauern der entsprechenden RSA und der elektrisch betä tigten Ventile aufgrund dieser Daten vorhergesagt werden kann. Da die Ausfallraten, die Überlebenswahrscheinlichkeit und die Perioden der Routinewartung dieser RSA oder der elek trisch betätigten Ventile schnell und mit hoher Genauig keit vorhergesagt werden können, kann folglich die für die Erstellung von vorbeugenden Wartungsplänen erforder liche Zeit abgekürzt werden. Weiterhin können sowohl die Zuverlässigkeit als auch die Rentabilität des Strom kraftwerks verbessert werden.

Die Erfindung kann selbstverständlich auf alle zu diagnostizierenden Objekte angewendet werden, die je weils aus einer Mehrzahl von Bauteilen aufgebaut sind, deren Lebensdauern in einer Beziehung zur Gesamtlebens dauer stehen.

Claims

1. Verfahren zur Bestimmung der Restlebensdauer eines aus einer Mehrzahl von Bauteilen aufgebauten und wenigstens eine Funktion besitzenden Aggregats, mit den Schritten des Ermittelns einer ersten Restlebensdauer (L₁; 36) des Aggregats auf der Grundlage von ersten experimentell ermittelten Alterungsdaten (12) betreffend die Verschlechterung einer Eigenschaft (σ) wenigstens eines Bauteils des Aggregats;
des Ermittelns einer zweiten Restlebensdauer (L₂; 32) des Aggregats auf der Grundlage von zweiten experimen tellen Alterungsdaten (10) betreffend wenigstens eine Funktion (F) des Aggregats;
des Bestimmens einer optimalen Restlebensdauer (L; 8) des Aggregats anhand der ersten (L₁; 36) und der zweiten Restlebensdauer (L₂; 32) und des Ausgebens der Restle bensdauer (L; 8),
dadurch gekennzeichnet, daß eine dritte Restlebensdauer (L₃; 34) des Aggregats auf der Grundlage der ersten und zweiten Alterungsdaten (12, 10) und einer Beziehung zwischen den ersten und zweiten Alterungsdaten ermittelt wird; und die kürzeste Restlebensdauer aus den ersten bis dritten Restlebensdauern ausgewählt und als optimale Restlebens dauer (L; 8) des Aggregats ausgegeben wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch die Schritte des Ermittelns eines ersten Zeitintervalls (t′) auf der Grundlage der ersten experimentellen Alterungsdaten (12) und der zweiten experimentellen Alterungsdaten (10), wobei das erste Zeitintervall (t′) vom Beginn der Alte rungsverschlechterung der Eigenschaft (σ) oder der einen Funktion (F) bis zum momentanen Zeitpunkt reicht;
des Vorhersagens der Verschlechterung der einen Eigen schaft (a) oder der einen Funktion (F) auf der Grundlage der ersten experimentellen Alterungsdaten (12) oder der zweiten experimentellen Alterungsdaten (10);
des Ermittelns eines zweiten Zeitintervalls (t_c) auf der Grundlage der vorhergesagten Verschlechterung, wobei das zweite Zeitintervall (t_c) vom Beginn der Alterungsver schlechterung bis zu dem Zeitpunkt reicht, an dem die eine Eigenschaft (σ) oder der Wert der wenigstens einen Funktion (F) einen Grenzwert erreicht; und
des Ermittelns einer Differenz zwischen dem ersten (t′) und dem zweiten (t_c) Zeitintervall und des Ausgebens dieser Differenz als Restlebensdauer (L₃) des Aggregats.

3. Verfahren gemäß Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Schritt des Ermittelns des ersten Zeitintervalls (t′) die folgenden Schritte umfaßt:
Ermitteln eines ersten Näherungsausdrucks für die Bezie hung zwischen der Eigenschaft (σ) und der Funktion (F) mittels einer auf den ersten Alterungsdaten (12) und den zweiten Alterungsdaten (10) basierenden rekursiven Ana lyse;
Ermitteln eines zweiten Näherungsausdrucks für die Än derung der Eigenschaft (a) mittels einer auf den ersten Alterungsdaten (12) basierenden rekursiven Analyse; und
Ermitteln eines virtuellen Alters (t′) auf der Grundlage des zweiten Näherungsausdrucks, wobei das virtuelle Al ter (t′) dem Wert (σ_t) der Eigenschaft (σ) zum momenta nen Zeitpunkt und dem Wert (σ₀) der Eigenschaft (σ) zum Beginn der Alterung entspricht,
Setzen dieses virtuellen Alters (t′) als das erste Zeit intervall.

4. Verfahren gemäß Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß

- der zweite Näherungsausdruck für die Eigenschaft (σ) des wenigstens einen Bauteils eine Funktion (Gln. 4, 5) einer Prozeßgröße (T) zur Steigerung der Verschlechte rung des Bauteils und der Zeit (t) seit dem Beginn der Alterung ist;
- der Schritt zur Vorhersage der künftigen Eigenschaft (σ) die folgenden Schritte umfaßt:
Vorhersage der künftigen Prozeßgröße (T) auf der Grund lage der bis zum momentanen Zeitpunkt gemessenen Werte der Prozeßgröße; und
Ermitteln eines Vorhersagemusters für die künftige Än derung der Eigenschaft (σ) durch Einsetzen der vorher gesagten Prozeßgröße in den zweiten Näherungsausdruck, und ferner
- der Schritt des Ermittelns des zweiten Zeitintervalls (t_c) den Schritt des Ermittelns eines Zeitintervalls um faßt, das vom Beginn der Alterung bis zu dem Zeitpunkt reicht, an dem der vorhergesagte Wert der einen Eigen schaft (σ) den Grenzwert (σ_c) erreicht.

5. Verfahren gemäß Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß jeder der Schritte für alle Kombinationen zwischen dieser einen Eigenschaft (σ) eines jeden der Mehrzahl der Bauteile und allen experi mentellen Daten über die Mehrzahl der Funktionen des Aggregats ausgeführt wird und die kürzeste Restlebens dauer aller ermittelten Restlebensdauern als die Rest lebensdauer des Aggregats bestimmt wird.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, gekennzeichnet durch die Schritte:
des Ermittelns eines Vorhersagemusters für die Alte rungsverschlechterung der Eigenschaft (σ) auf der Grund lage der ersten experimentellen Alterungsdaten (12);
des Ermittelns eines zweiten Angleichungszeitintervalls auf der Grundlage des Vorhersagemusters für die Alte rungsverschlechterung, wobei dieses zweite Angleichungs zeitintervall vom momentanen Zeitpunkt bis zu dem Zeit punkt reicht, an dem die Eigenschaft (a) einen zweiten vorgegebenen Grenzwert (σ_c) erreicht;
des Ermittelns eines Vorhersagemusters für die Überle benswahrscheinlichkeit der Bauteile als Funktion der Zeit durch Ausführen einer Weibull-Zuverlässigkeits analyse für die ersten experimentellen Alterungsdaten (12);
des Ermittelns eines ersten Angleichungszeitintervalls (L_1′′) auf der Grundlage des ermittelten Überlebenswahr scheinlichkeitsvorhersagemusters, wobei dieses erste An gleichungszeitintervall vom momentanen Zeitpunkt bis zu dem Zeitpunkt reicht, an dem die Überlebenswahrschein lichkeit einen ersten vorgegebenen Grenzwert erreicht; und
des Auswählens des kürzeren Angleichungszeitintervalls aus dem ersten und zweiten Angleichungszeitintervall als erste Restlebensdauer (L₁) des Aggregats.

7. Verfahren gemäß Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß erstes und zweites Anglei chungszeitintervall für jedes einzelne Bauteil aus der Mehrzahl der das Aggregat aufbauenden Bauteile gewonnen werden und sowohl ein erstes kürzestes Angleichungszeit intervall aus der Mehrzahl der ermittelten ersten An gleichungszeitintervalle als auch ein zweites kürzestes Angleichungszeitintervall aus der Mehrzahl der ermittel ten zweiten Angleichungszeitintervalle als Restlebens dauer des Aggregats verwendet werden.

8. Verfahren gemäß Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß

- die Überlebenswahrscheinlichkeit des Bauteils eine erste Funktion einer die Betriebsumgebung des Bauteils kennzeichnenden ersten Prozeßgröße (T) und der vom Beginn der Alterungsverschlechterung an gemessenen Zeit ist;
- der Schritt des Ermittelns eines Vorhersagemusters für die Überlebenswahrscheinlichkeit die folgenden Schritte umfaßt:
Vorhersage einer ersten Prozeßgröße auf der Grundlage der bis zum momentanen Zeitpunkt gemessenen Werte der Prozeßgröße, und
Einsetzen der vorhergesagten ersten Prozeßgröße in die erste Funktion;
- die Eigenschaft (σ) eine zweite Funktion einer zweiten Prozeßgröße (T) zur Steigerung der Alterungsverschlech terung des Bauteils und der vom Beginn der Alterungsver schlechterung an gemessenen Zeit ist; und
- der Schritt des Ermittelns des Vorhersagemusters für die Alterungsverschlechterung der Eigenschaft (σ) die folgenden Schritte umfaßt:
Vorhersage einer zweiten Prozeßgröße auf der Grundlage der bis zum momentanen Zeitpunkt gemessenen Werte der zweiten Prozeßgröße (T); und
Einsetzen der vorhergesagten zweiten Prozeßgröße in die zweite Funktion.

9. Verfahren gemäß Anspruch 1, gekennzeichnet durch die Schritte
des Ermittelns eines Näherungsausdrucks für die Eigen schaft (σ) als Funktion einer Prozeßgröße zur Steigerung der Alterungsverschlechterung des Bauteils und der Zeit seit Beginn der Alterung, indem für die experimentellen Alterungsverschlechterungsdaten (12) bezüglich der einen Eigenschaft (σ) wenigstens des einen Bauteils des Aggre gats eine rekursive Analyse ausgeführt wird;
des Vorhersagens einer Prozeßgröße auf der Grundlage der bis zum momentanen Zeitpunkt gemessenen Werte der Pro zeßgröße;
des Ermittelns eines Vorhersagemusters für die Änderung der Eigenschaft (σ) durch Einsetzen der vorhergesagten Prozeßgröße in den Näherungsausdruck;
des Ermittelns eines Zeitintervalls auf der Grundlage des Vorhersagemusters, wobei das Zeitintervall vom Be ginn der Alterung bis zu dem Zeitpunkt reicht, an dem der vorhergesagte Wert der Eigenschaft (σ) einen vorge gebenen Grenzwert (σ_c) erreicht; und
des Ermittelns der Differenz zwischen dem ermittelten Zeitintervall und einem vom Beginn der Alterung bis zum momentanen Zeitpunkt reichenden Zeitintervall, und
des Ausgebens dieser Differenz als Restlebensdauer des Aggregats.

10. Verfahren gemäß Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Näherungsausdruck durch σ(t) = σ₀exp {-f(T) × t^α}gegeben ist, wobei "σ₀" der Wert der Eigenschaft (σ) beim Beginn der Alterung, "T" die Prozeßgröße, "t", die Zeit ist, und die Funktion f(T) durchf(T) ≒ xT² + yT + zgegeben ist, wobei α, x, y und z experimentelle Konstan ten sind.

11. Verfahren gemäß Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Restlebensdauer für jedes der Mehrzahl der Bauteile des Aggregats ermittelt wird und die kürzeste Restlebensdauer aus den ermittel ten Restlebensdauern des Aggregats ausgewählt wird.

12. Verfahren gemäß Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Aggregat ein Regelstab antriebsmechanismus eines Stromkraftwerks, das Bauteil eine Kohlenstoffdichtung und die Prozeßgröße die Be triebstemperatur des Regelstabantriebsmechanismus ist.

13. Vorrichtung zur Bestimmung der Restlebensdauer eines aus
einer Mehrzahl von Bauteilen aufgebauten und wenigstens eine Funktion besitzenden Aggregats, mit
einer Teilverschlechterungs-Analyseeinheit (36) zum Er mitteln einer ersten Restlebensdauer (L₁) des Aggregats auf der Grundlage von ersten experimentellen Alterungs daten (12) betreffend die Verschlechterung einer Eigen schaft (σ) wenigstens eines Bauteils des Aggregats;
einer Funktionstüchtigkeits-Analyseeinheit (32) zum Er mitteln einer zweiten Restlebensdauer (L₂) des Aggregats auf der Grundlage von zweiten experimentellen Alterungs daten (10) betreffend wenigstens eine Funktion (F) des Aggregats;
einer Restlebensdauer-Ermittlungseinheit (38) zum Ermit teln einer optimalen Restlebensdauer (L) des Aggregats anhand der ersten (L₁) und der zweiten Restlebensdauer (L₂), und
einer Ausgabeeinheit (4) zum Ausgeben der Restlebens dauer,
dadurch gekennzeichnet, daß
eine Verhältnis-Analyseeinheit (34) zum Ermitteln einer dritten Restlebensdauer (L₃; 34) des Aggregats auf der Grundlage der ersten und zweiten Alterungsdaten (12, 10) und einer Beziehung zwischen den ersten und zweiten Alterungsdaten (12, 10) vorgesehen ist; und die Restlebensdauer-Ermittlungseinheit die kürzeste Restlebensdauer aus den ersten bis dritten Restlebens dauern als optimale Restlebensdauer (L) des Aggregats zum Ausgeben auswählt.

14. Vorrichtung nach Anspruch 13, gekennzeichnet durch
eine Einrichtung zum Ermitteln eines ersten Zeitinter valls (t′) auf der Grundlage der ersten experimentellen Alterungsdaten (12) und der zweiten experimentellen Al terungsdaten (10), wobei das erste Zeitintervall (t′) vom Beginn der Alterungsverschlechterung der Eigenschaft (σ) oder der wenigstens einen Funktion (F) bis zum mo mentanen Zeitpunkt reicht;
eine Einrichtung zur Vorhersage der Verschlechterung der einen Eigenschaft (σ) oder der wenigstens einen Funktion (F) auf der Grundlage der ersten experimentellen Alte rungsdaten (12) oder der zweiten experimentellen Alte rungsdaten (10);
eine Einrichtung zum Ermitteln eines zweiten Zeitinter valls (t_c) auf der Grundlage der vorhergesagten Ver schlechterung, wobei das zweite Zeitintervall (t_c) vom Beginn der Alterungsverschlechterung bis zu dem Zeit punkt reicht, an dem die eine Eigenschaft (σ) oder der Wert der einen Funktion einen Grenzwert erreicht; und
eine Einrichtung zum Ermitteln der Differenz zwischen den ersten (t′) und dem zweiten Zeitintervall (t_c) und zum Ausgeben dieser Differenz als Restlebensdauer (L₃) des Aggregats.

15. Vorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zum Ermitteln des ersten Zeitintervalls folgende Einrichtungen umfaßt:
eine Einrichtung zum Ermitteln eines ersten Näherungs ausdrucks für die Beziehung zwischen der Eigenschaft (σ) und der Funktion (F) mittels einer auf den ersten Alte rungsdaten (12) und den zweiten Alterungsdaten (10) ba sierenden rekursiven Analyse;
eine Einrichtung zum Ermitteln eines zweiten Näherungs ausdrucks für die Änderung der Eigenschaft (σ) mittels einer auf den ersten Alterungsdaten (12) basierenden rekursiven Analyse; und
eine Einrichtung zum Ermitteln eines virtuellen Alters (t′) auf der Grundlage des zweiten Näherungsausdrucks, wobei das virtuelle Alter (t′) dem Wert (σ_t) der Eigen schaft (σ) zum momentanen Zeitpunkt und dem Wert (σ₀) der Eigenschaft zu Beginn der Alterung entspricht, und zum Setzen des virtuellen Zeitintervalls als erstes Zeitintervall.

16. Vorrichtung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Näherungsausdruck für die Eigenschaft (σ) eine Funktion einer Prozeßgröße (T) zur Steigerung der Verschlechterung des Bauteils und der Zeit (t) seit dem Beginn der Alterungsverschlechterung ist;
die Einrichtung zur Vorhersage der Verschlechterung der Eigenschaft (σ) folgende Einrichtungen umfaßt:
eine Einrichtung zur Vorhersage der Prozeßgröße (T) auf der Grundlage der bis zum momentanen Zeitpunkt gemesse nen Werte der Prozeßgröße; und
eine Einrichtung zum Ermitteln eines Vorhersagemusters für die Änderung der Eigenschaft (σ) durch Einsetzen der vorhergesagten Prozeßgröße in den zweiten Näherungsaus druck; und
die Funktionstüchtigkeits-Analyseeinheit (32) eine Ein richtung umfaßt zum Ermitteln des Zeitintervalls vom Beginn der Alterung bis zu dem Zeitpunkt, an dem der vorhergesagte Wert der Eigenschaft (σ) den Grenzwert (σ_c) erreicht.

17. Vorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß eine Steuereinrichtung veranlaßt, daß die Restlebensdauererfassung für alle Kombinationen zwi schen der einen Eigenschaft (σ) eines jeden der Mehrzahl der Bauteile und den experimentellen Daten der Mehrzahl der Aggregats ausgeführt wird und aus den erfaßten Rest lebensdauern die kürzeste Restlebensdauer als Restle bensdauer des Aggregats ausgewählt wird.

18. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 12-17, gekennzeichnet durch
eine Einrichtung zum Ermitteln eines Vorhersagemusters für die Überlebenswahrscheinlichkeit der Bauteile als Funktion der Zeit durch Ausführen einer Weibull-Zuver lässigkeitsanalyse für die ersten experimentellen Al terungsdaten (12);
eine Einrichtung zum Ermitteln eines ersten Anglei chungszeitintervalls (L₁′′) auf der Grundlage des er mittelten Überlebenswahrscheinlichkeits-Vorhersage musters, wobei das erste Angleichungszeitintervall vom momentanen Zeitpunkt bis zu dem Zeitpunkt reicht, an dem die Überlebenswahrscheinlichkeit einen ersten vorgege benen Grenzwert erreicht;
eine Einrichtung zum Ermitteln eines Vorhersagemusters für die Alterungsverschlechterung der Eigenschaft (σ) auf der Grundlage der ersten experimentellen Alterungs daten (12);
eine Einrichtung zum Ermitteln eines zweiten Anglei chungszeitintervalls auf der Grundlage des vorhergesag ten Alterungsverschlechterungsmusters, wobei das zweite Angleichungszeitintervall vom momentanen Zeitpunkt bis zu dem Zeitpunkt reicht, an dem die Eigenschaft (σ) einen zweiten vorgegebenen Grenzwert (σ_c) erreicht; und
eine Einrichtung zum Auswählen des kürzeren Anglei chungszeitintervalls aus dem ersten und zweiten Anglei chungszeitintervall als erste Restlebensdauer (L₁) des Aggregats.

19. Vorrichtung nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß eine Steuerungseinrichtung veranlaßt, daß ein erstes und zweites Anglei chungszeitintervall für jedes einzelne aus der Mehrzahl der das Aggregat aufbauenden Bauteile gewonnen werden und sowohl ein erstes kürzestes Angleichungszeitinter vall unter der Mehrzahl der ermittelten ersten Anglei chungszeitintervalle als auch ein zweites kürzestes An gleichungszeitintervall unter der Mehrzahl der ermit telten zweiten Angleichungszeitintervalle als Restle bensdauer des Aggregats verwendet wird.

20. Vorrichtung gemäß Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß die Überlebenswahrscheinlichkeit des Bauteils eine erste Funktion zwischen einer ersten, die Betriebsumgebung des Bauteils kennzeichnenden Prozeßgröße (T) und der vom Beginn der Alterungsverschlechterung angemessenen Zeit ist;
die Einrichtung zum Ermitteln eines Vorhersagemusters der Überlebenswahrscheinlichkeit eine Einrichtung zur Vorhersage einer künftigen ersten Prozeßgröße auf der Grundlage der bis zum momentanen Zeitpunkt gemessenen Werte der Prozeßgröße umfaßt, und das Vorhersagemuster für die Überlebenswahrscheinlichkeit durch Einsetzen der vorhergesagten ersten Prozeßgröße in die erste Funktion ermittelt;
die Eigenschaft (σ) eine zweite Funktion einer zweiten Prozeßgröße (T) zur Steigerung der Alterungsverschlech terung des Bauteils und der vom Beginn der Alterungs verschlechterung an gemessenen Zeit ist; und
die Einrichtung zum Ermitteln des Vorhersagemusters für die Alterungsverschlechterung der Eigenschaft (σ) eine Einrichtung zur Vorhersage einer künftigen zweiten Pro zeßgröße auf der Grundlage der bis zum momentanen Zeit punkt gemessenen Werte der zweiten Prozeßgröße (T) ent hält und
das Vorhersagemuster für die künftige Alterungsver schlechterungscharakteristik durch Einsetzen der vorher gesagten Prozeßgröße in die zweite Funktion ermittelt.

21. Vorrichtung nach Anspruch 12, gekennzeichnet durch
eine Einrichtung zum Ermitteln eines Näherungsausdrucks für die Eigenschaft (σ) als Funktion einer Prozeßgröße zur Steigerung der Alterungsverschlechterung des Bau teils und der Zeit seit Beginn der Alterung, indem für die experimentellen Alterungsverschlechterungsdaten be züglich der einen Eigenschaft (σ) wenigstens des einen Bauteils des Aggregats eine rekursive Analyse ausgeführt wird;
eine Einrichtung zur Vorhersage einer künftigen Prozeß größe auf der Grundlage der bis zum momentanen Zeitpunkt gemessenen Werte der Prozeßgröße;
eine Einrichtung zum Ermitteln eines Vorhersagemusters für die Änderung der Eigenschaft (σ) durch Einsetzen der vorhergesagten Prozeßgröße in den Näherungsausdruck;
eine Einrichtung zum Ermitteln eines Zeitintervalls auf der Grundlage des Vorhersagemusters, wobei dieses Zeit intervall vom Beginn der Alterung bis zu dem Zeitpunkt reicht, an dem der vorhergesagte Wert der Eigenschaft (σ) einen vorgegebenen Grenzwert (σ_c) erreicht; und
eine Einrichtung zum Ermitteln der Differenz zwischen dem ermittelten Zeitintervall und einem vom Beginn der Alterung bis zum momentanen Zeitpunkt reichenden Zeit intervall und zum Ausgeben dieser Differenz als Restle bensdauer des Aggregats.

22. Vorrichtung nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, daß der Näherungsausdruck durch σ(t) = σ₀exp {-f(T) × t^α}gegeben ist, wobei "σ₀" der Wert der Eigenschaft beim Beginn der Alterung, "T" die Prozeßgröße und "t" die Zeit ist, und f(T) durchf(T) ≒ xT² + yT + zgegeben ist, wobei α, x, y und z experimentelle Kon stanten sind.

23. Vorrichtung nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, daß eine Steuereinrichtung veranlaßt, daß die Restlebensdauer für jedes der Mehrzahl der Bauteile des Aggregats ermittelt wird und aus den ermittelten Restlebensdauern die kür zeste Restlebensdauer als Restlebensdauer des Aggregats ausgewählt wird.

24. Vorrichtung nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, daß das Aggregat ein Regelstab antriebsmechanismus eines Stromkraftwerks, das Bauteil eine Kohlenstoffdichtung und die Prozeßgröße die Umge bungstemperatur der Regelstabantriebsmechanismus ist.