CN105027168B - 跨工业车辆规格化表现数据 - Google Patents
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Abstract
提供用于规格化工业车辆的操作的表现数据的方案。该方案包括将工业车辆的操作分类为不同的可测量的活动。该方案还包括:根据操作的每个种类测量工业车辆的实际使用,并且以无线方式将该测量的使用发送给远程服务器。该方案还包括:针对每个种类,根据执行按照每个种类执行的工作时消耗的能量,关联对该工作的加权影响。
Description
技术领域
本公开一般地涉及工业车辆使用的测量,并且具体地讲,涉及用于比较和分析的工业车辆工作的测量和规格化。
背景技术
可通过业务运营(包括经销商、零售店、制造商等)来部署无线策略,以提高业务运营的效率和准确性。还可通过这种业务运营来部署无线策略以避免不断增加的劳工和物流成本的不利影响。在典型无线实现方式中,工作人员经移动无线收发器连接到在对应计算机企业上执行的管理系统。无线收发器可被用作与管理系统的接口,以例如通过指示工作人员在哪里和/或如何拾取、包装、储存、移动、布置、处理或以其它方式操纵操作人员的设施内的物品来在工作人员的任务中指示工作人员。无线收发器还可被结合合适的输入装置使用,以扫描、感测或以其它方式读取标签、标记或其它标识符,以跟踪设施内的指定物品的移动。
为了在操作人员的设施周围移动物品,工作人员经常使用工业车辆(包括例如叉车、手动和电动托盘车等)。然而,这种材料搬运车辆的操作的中断影响管理系统和对应无线策略获得峰值操作效率的能力。此外,传统企业软件(包括对应管理系统)不负责执行在操作人员的设施周围移动物品所需的工作所需的工业车辆。
发明内容
根据本公开的各方面,提供一种规格化工业车辆表现数据的方法。该方法包括:建立与能够由工业车辆执行的不同的可测量的活动关联的至少一个种类。每个种类由至少一个参数描绘。该方法还包括以电子方式从工业车辆收集与实际车辆使用对应的数据,其中收集的数据满足定义每个种类的参数。该方法还包括根据每个种类积累收集的数据。该方法还包括:针对每个种类,根据执行按照该种类执行的工作时消耗的能量,关联对该工作的加权影响。该方法还包括基于积累的数据提供由工业车辆执行的工作的指示。
根据本公开的另外的方面,提供一种规格化工业车辆的操作的表现数据的方法。该方法产生工作单位的通用测量,提供测量和评估工业车辆执行工作的能力的方法。该通用测量还允许使用标准测量单位将工业车辆彼此进行比较的方法。
该方法包括:测量在预定间隔上的工业车辆的水平移动,并且测量在所述预定间隔上的工业车辆的叉子的垂直移动。该方法还包括将水平移动和垂直移动求和为求和总数。另外,该方法包括通过将求和总数除以标准化因子来获得工作单位。例如,该工作单位可被定义为以千瓦时为单位测量的每时间单位消耗的功率。
根据本公开的另外的方面,提供一种规格化工业车辆的表现数据的方法。该方法包括识别不同的可测量的活动。该方法还包括将测量值Y1…YN识别为与每个活动对应的持续时间(t1...tN)和与每个活动对应的距离(d1...dN)中的至少一个。该方法还包括:将权重(X1...XN)分派给每个活动以产生加权活动作为An=XnYn;并且将总事件成本(ECtotal)计算为
附图说明
图1是可实施这里公开的各方面的说明性操作环境的示意图;
图2是根据本公开的各方面的具有电池、电池管理系统和用于以无线方式与计算环境通信的信息连接装置的工业车辆中的操作人员的视图;
图3是根据本公开的各种方面的用于规格化工业车辆的操作的表现数据的方法的流程图;
图4是根据本公开的各方面的用于工业车辆监测的单个种类的示例性表示;
图5是根据本公开的各方面的用于工业车辆监测的一组种类的示例性表示;
图6是显示根据本公开的各方面的绘制为作为时间的函数的千瓦时的示例性行驶和升降操作的图表;
图7是绘制根据本公开的各方面的与测量的响应相比较的理想响应的作为时间的函数的示例性千瓦时的图表;
图8是根据本公开的各方面的沿水平和垂直方向的负载的移动的示意图;和
图9是表示根据本公开的各种方面的用于执行计算机可读程序代码的计算机系统的示图。
具体实施方式
根据本公开的各种方面,提供用于规格化工业车辆的操作的表现数据的方案。通过提供独立于车辆的规格化测量,该规格化方案在这里可被用于跨运营设施(例如,仓库)、企业运营、工业等转化表现数据。如此,该规格化测量在这里有助于评估基于不同制造商、制造、模型等的工业车辆。
以这种方式,本公开的各方面在这里提供一种对工业车辆的工作的规格化测量。通过将工业车辆工作规格化为标准化并且一致的测量单位,可针对各方面(诸如,车队操作、操作效率、团队效率和工业车辆操作)执行比较分析(成本、效率或二者)。
系统架构
本公开的各方面包括使工业车辆能够以无线方式与部署在企业计算环境中的应用通信的系统。如这里所使用,工业车辆是能够移动或以其它方式在工作场所周围移动的任何装备。示例性工业车辆包括材料搬运车辆,诸如叉车、前伸式电动堆高机、转叉式堆高机、便携式堆垛叉车、牵引车、手动托盘车等。
现在参照附图并且特别地参照图1,示出示例性计算环境10,计算环境10包括支持无线通信能力的部件。示出多个工业车辆12,诸如材料搬运车辆(为了说明的方便,示出为叉车),每个工业车辆12包括通信装置,该通信装置使工业车辆12能够以无线方式与处理装置(诸如,工业车辆应用服务器14)通信。工业车辆应用服务器14还可与数据资源16(例如,一个或多个数据库、数据仓库或其它信息源)交互,以方便与工业车辆12的交互,将在这里对此进行更详细的描述。
计算环境10还可支持另外的处理装置18,处理装置18可包括例如服务器、个人计算机等。一个或多个处理装置18也可与计算环境10上的工业车辆12和/或工业车辆应用服务器14通信。
无线通信架构可基于标准无线保真(WiFi)基础设施,诸如可使用用于通信协议的标准802.11.xx无线网络部署该无线通信架构。然而,可替代地实现任何其它合适的协议。在示例性WiFi实现方式中,一个或多个无线接入点20可被用于在每个工业车辆12的无线收发器和计算环境10的一个或多个有线装置(例如,工业车辆应用服务器14)之间中继数据。
此外,可由一个或多个集线器22和/或将各种硬件和/或软件处理装置互连的其它联网部件(包括例如路由器、防火墙、网络接口和对应互连件)支持计算环境10。可因此选择在计算环境10中提供的特定联网部件以支持一个或多个内联网、外联网、局域网(LAN)、广域网(WAN)、无线网络(WiFi)、互联网(包括万维网)和/或使得能够实时地或以其它方式(例如,经时移、批量处理等)在计算环境10上进行通信的其它设备。
此外,一个或多个计算装置还可通过网络32(诸如,互联网)与远程服务器30通信。远程服务器30可包括例如与工业车辆12、工业车辆应用服务器14和/或计算环境10的其它处理装置18交互的第三方服务器(例如,由工业车辆制造商操作)。远程服务器30还可与数据资源34(例如,一个或多个数据库、数据仓库或其它信息源)交互。
工业车辆数据收集
参照图2,工业车辆12包括:通信装置,在这里被称为信息连接装置38;电池40,包括多个电池单元42;和电池监测器44,允许电池特性(例如,电流、电压、电阻、温度、水位等中的一个或多个)的监测。
例如如参照图1所述的信息连接装置38、工业车辆12和对应计算机环境能够包括在标题为“Fleet Management System”的Wellman的第8060400号美国专利(其公开的全部内容通过引用包含于此)中所阐述的任何特征和结构。
例如,信息连接装置38能够包括:显示器;收发器,用于例如与应用服务器14的无线通信;I/O;处理器,与用于存储关于对应工业车辆的收集的数据的存储器处于数据通信和/或用于实现如这里所阐述的方法和处理等。
在示例性实现方式中,信息连接装置38经合适的工业车辆网络系统(例如,车辆网络总线)耦合到工业车辆系统部件和/或与工业车辆系统部件通信。工业车辆网络系统是允许工业车辆12的电子部件彼此通信的任何有线或无线网络、总线或其它通信能力。作为例子,工业车辆网络系统可包括控制器区域网络(CAN)总线、ZigBee、Bluetooth、局部互连网络(LIN)、时间触发数据总线协议(TTP)或其它合适的通信策略。如这里更充分所述,工业车辆网络系统的使用使得能够将工业车辆信息连接装置的部件无缝集成到固有电子设备(包括工业车辆12的控制器,并且可选地包括与该网络系统集成并且能够在该网络系统上通信的与工业车辆12关联的任何电子外围设备)中。
电池监测器44与信息连接装置38、信息服务器14或二者通信。此外,电池监测器44可连线到信息连接装置38,或者电池监测器44可使用无线技术(诸如,Bluetooth等)与信息连接装置38通信。电池监测器44可包括与存储器处于数据通信的处理器,以实现电池监测、电池数据记录,从而实现如这里所阐述的方法和处理等。
此外,电池监测器44可与各种传感器(诸如,电流传感器、一个或多个温度传感器、水位传感器、电压传感器等)对接以对感兴趣的电池特性进行采样。结果能够被存储在电池监测器自身。在替代结构中,样本能够被传送给信息连接装置38以便处理、存储、转发给信息服务器14等。在另外的替代实现方式中,结果能够被转发给信息服务器14等。
规格化工作单位
这里能够参照图3理解规格化方案,图3表示规格化工业车辆表现数据的方法300。
方法300包括:在302,建立至少一个种类。每个种类与能够由工业车辆执行的不同的可测量的活动关联。此外,每个种类由至少一个参数描绘,所述至少一个参数被用于测量对应活动。在这个方面,该方法能够建立工业车辆操作的不同的可测量的种类。种类的例子可包括行驶距离、行驶时间、垂直升降距离(即,叉子上升和叉子下降操作)、垂直升降时间等。
方法300还包括:在304,根据操作的每个种类测量工业车辆的实际使用。例如,方法300可按照电子方式从工业车辆收集与实际车辆使用对应的数据,其中收集的数据满足定义每个种类的参数。例如,使用连接到参照图1和2描述的工业车辆12的信息连接装置38能够实现这一点。如这里更详细所述,信息连接装置38能够通过在车辆网络总线上通信来与各部件(例如,车辆控制器、车辆处理器、传感器、监测器、编码器等)通信。信息连接装置38还能够使用专用输入/输出连接与工业车辆上的各种传感器、编码器、开关和其它装置对接。因此,在以上例子中,该方法将能够由信息连接装置38从工业车辆12提取的数据类型映射到定义种类(或多个种类)的(一个或多个)参数。
在工业车辆的使用期间,信息连接装置38提取与映射到种类的参数的数据类型对应的数据值,以产生计算工作单位所需的基础数据,如这里更详细所述。
该方法在304还可根据每个种类积累收集的数据。因此,当工业车辆12操作时,积累与每个种类关联的数据以提供跨操作范围规格化工业车辆使用的能力。例如,如果种类是行驶距离,则该参数可以是距离的表达式。如此,当工业车辆被操作(例如,贯穿一个班次)时,总行驶距离被积累。
诸如通过使用信息连接装置38将收集的数据传送给信息服务器14,该方法可在304以无线方式将测量的使用发送给远程服务器。在这个方面,可在工业车辆处或在服务器处执行该积累。例如,工业车辆可被构造为例如基于预设时间间隔或以其它方式将数据成批地发送给服务器。在这种情况下,服务器可积累该数据。作为另一例子,工业车辆可位于无线基础设施的范围之外(例如,在装载码头上的半拖车内)。如此,工业车辆上的信息连接装置可积累使用数据。
方法300还包括:在306,针对每个种类,根据执行按照每个种类执行的工作所消耗的能量,关联对该工作的加权影响。
方法300还包括:在308,提供由工业车辆执行的工作的指示。提供该指示的特定方式将会可能取决于实现方式。然而,这里更详细地描述一些例子。
工作例子:
一般地参照图2、3和4,用于将工业车辆的操作分类为不同的可测量的活动(参见图3的302)的简化方案是定义与“使用中”对应的单个种类。例如,示出的“使用中”种类400是当工业车辆被操作时的测量。这可包括行驶操作、升降操作、其它操作及其组合。也就是说,任何使用的操作可被分组至该单个种类。
在说明性实现方式中,实际车辆使用的测量可由通信装置(例如,信息连接装置38)记录,该通信装置通过车辆网络总线监测各种工业车辆控制器(例如,牵引控制、液压控制等),以确定总的工业车辆使用。信息连接装置38可例如在车辆CAN总线上通信以确定总行驶距离、花费在行驶上的总时间、工业车辆的叉子在升降操作期间移动的总距离等。
如这里所使用,升降操作对应于升降距离,例如,对应于叉子在工业车辆上移动的距离。如特定应用可指示的,这可以是仅上升操作、仅下降操作、或上升和下降操作的组合。
可按照间隔(诸如,时间(例如,使用的分钟)、距离(例如,行驶的英尺)或二者的组合)表示该单个“使用中”测量。也就是说,该“使用中”实现方式能够被用于捕获由工业车辆执行的工作的测量。
如以上参照图2所述,工业车辆还可包括电池监测器44。电池监测器44能够被用于测量消耗的功率、消耗的电流或确定消耗的能量所需的其它测量以便执行由信息连接装置38测量的工作。
通过使由信息连接装置38收集的信息与由电池监测器44收集的电池使用历史关联,可基于执行的工作和执行测量的工作所需的能量得到工业车辆12的表现的测量。
图4的基本构思能够被扩展以包括多个种类。例如,参照图2、3和5,提供定义工业车辆工作的至少四个种类的例子。种类在概念上定义例如按照时间划分工业车辆的活动的生产率的“桶”。例如,分类操作(参见方法300的302)可包括:区分升降操作与行驶操作。在说明性例子中,操作可被更狭窄地定义为:“有负载地行驶”-当工业车辆在具有负载的情况下行驶时的行驶操作;“空载地行驶”-当工业车辆在没有负荷的情况下行驶时的行驶操作;“有负载地升降”-包括负载的升降操作;和“空载地升降”-不包括负载的升降操作。
在说明性例子中,编码器或其它合适的装置被用于测量升降行驶。能够使用里程表测量(考虑了轮胎行驶和滑动)、位置跟踪系统、导航系统、以上各项的组合等来测量由工业车辆行驶的距离。
按照以上例子,工业车辆上的通信装置(信息连接装置38)可被用于根据每个种类测量工业车辆的实际使用。例如,在说明性实现方式中,实际车辆使用的测量可由信息连接装置38记录,信息连接装置38通过车辆网络总线监测各种工业车辆控制器(例如,牵引控制、液压控制等),以确定总的工业车辆使用。信息连接装置38可例如在车辆CAN总线上与相关固有车辆控制器通信,以针对每个种类确定总行驶距离、花费在行驶上的总时间、工业车辆的叉子在升降操作期间移动的总距离等。
作为例子,信息连接装置38可测量行驶距离,其中行驶距离是在工业车辆被操作的同时由工业车辆行驶的距离。信息连接装置38还可单独测量升降距离,其中升降距离是在工业车辆被操作的同时由工业车辆执行的升降操作的距离。另外,信息连接装置38可单独测量行驶时间,其中行驶时间是行驶所述行驶距离所需的时间。另外,信息连接装置可单独测量升降时间,其中升降时间是升降操作所需的时间。另外,以上种类能够被进一步定义为更小的子种类,诸如具有负载的行驶、没有负载的行驶、具有负载的升降和没有负载的升降。
在某些实现方式中,虽然升降通常描述垂直移动,但是升降能够被进一步细分为上升操作(沿与重力的方向相反的方向的移动)和下降操作(沿重力的方向的移动)。如此,上升操作可按照不同于下降操作的方式影响使用。此外,应该理解,当与其它列举的移动一起考虑时,车辆空闲时间也可贡献不同使用量。换句话说,即使当车辆未行驶或升降(上升或下降)时,在电池上仍然存在由仅处于操作状态但不移动的车辆导致的标称消耗。以下参照特定例子提供进一步阐述。
一些工业车辆实现了“混合”,“混合”是定义工作的两个或更多特征的同时执行。混合的例子是升降操作与行驶操作等的同时执行。混合可定义一个或多个另外的种类,例如,针对每类混合的种类。因此,特定工业车辆的能力和方法300的预期复杂性/分辨率将会被用于确定种类的数量。在这个方面,图4和图5的种类的列表是概念的简化说明,而非作为限制。
此外,如上所述,电池监测器44可被用于从耦合到工业车辆的电池提取信息,以测量在行驶期间和/或在升降操作期间由工业车辆消耗的实际能量(针对每个种类)。如此,该电池监测器方便:针对每个种类,根据执行按照该种类执行的工作时消耗的能量,关联对该工作的加权影响。在这个方面,电池监测器44可由与信息连接装置38处于数据通信的一个或多个传感器(例如,电流传感器、电压传感器、温度传感器或其组合)或合适的数据捕获装置替换。
实际的或估计的
如这里更详细所述,工业车辆12包括电池监测器44,电池监测器44能够对电池特性(例如,在使用期间从电池消耗的电流)进行采样。如此,作为工作的函数的工业车辆的能量的使用能够基于实际测量。替代地,作为工作的函数的工业车辆的能量的使用能够基于分派的参数。分派的参数可被实现为由远程服务器分派的编程变量、存储在信息连接装置38或信息服务器14内的值等。例如,在工业车辆不具有电池监测器44的情况下,这种布置可以是有用的。此外,估计的和/或实际的能量使用可以是静态的或动态的。此外,估计的和/或实际的能量使用可依赖于任务。无论如何,在这里的说明性实现方式中,按照每时间单位消耗的功率测量由工业车辆执行的工作。例子包括千瓦时(kWh)。千瓦时的使用允许规格化作为工作的函数的能量使用。
工作的成本
本公开的各方面在这里设想:由工业车辆执行的工作通常对应于通过一定距离作用的由工业车辆转移的能量的量,例如净力乘以距离的变化。在这个方面,一种用于根据执行按照种类执行的工作时消耗的能量定义对该工作的加权影响的方案是将该加权影响表示为“成本”。
根据本公开的各方面,定义了工作测量(即,加权影响),该工作测量被表示为每时间单位消耗的功率(例如,千瓦时)。为了确定使用的千瓦时,瓦特数(以瓦特为单位)乘以使用的小时再除以1000得到千瓦时。在实践中,电池电压是已知的或可测量的,并且由电池监测器44将电池电压乘以随着时间过去的各种测量的电流消耗以计算以瓦特为单位的功率。在其它例子中,能够以其它方式(例如,使用负载电阻和电流、负载电阻和电压等)计算功率。
为了进一步减少用于测量财务成本(以美元为单位的成本)的计算,以千瓦时为单位的计算的使用乘以每千瓦时成本。例如,基于用于获取能量(例如,用于对电池进行充电)的成本,成本值可不同。每千瓦时成本可基于地理位置、日期、季节和任何数量的其它因素而波动。然而,所有这种因素对于该系统而言是可识别的或可发现的。
此外,能够另外描绘该成本。例如,因为时间和距离测量都可用,所以该系统能够将成本视为距离的函数。作为例子,该系统能够另外描绘每单位距离工作,例如kWh/ft。
静态分派
本公开的各种方面将静态基线值分派给操作的每个定义的种类。也就是说,每个种类能够被给予对工作的相对加权影响,例如由于使用的能量的量导致的对工作的加权影响与能量比(进而,成本)。按照以上例子,在行驶和升降操作(每种操作包括具有负载的情况和没有负载的情况)两者中,能够执行静态分派以关联每种类的成本。在非限制性的但说明性的例子中,“空载地行驶”可被分派第一成本,例如10kWh/ft。“有负载地行驶”可被分派第二成本,例如15kWh/ft。“空载地升降”能够被分派第三成本,例如20kWh/ft。此外,“有负载地升降”能够被分派第四成本,例如25kWh/ft。当然,以上仅是说明性的,并且能够分派任何分派的静态量。
动态分派
当工业车辆具有负载时用于对工作的加权影响的值可取决于正在运送的负载的重量。任何数量的技术可被用于解释负载重量。例如,能够使用静态近似。替代地,能够使用由解释负载的重量的动态贡献补充的基线静态值。作为另外的替代物,种类能够被以颗粒方式定义为包括许多桶,每个桶保持负载或负载的范围。另外,可使用校正刻度尺等。对于动态负载,与静态实现方式相比,存在对准确地跟踪动态负载所需的数据的量的增加的需求。然而,信息连接装置38和/或电池监测器44可具有足够的带宽以捕获实现动态补偿所需的数据的量。
任务简档/使用简档
根据本公开的各方面,种类能够被用于例如基于任务简档(在这里也被称为使用简档)评估关于预定任务的能量。例如,在仓库操作中,可按照诸如“托盘移动”的因素测量工作。然而,任务还可包括移动、日期、星期、补充操作、拾取操作等的测量。
此外,与理想数量相比,该系统能够跟踪实际数量,并且测量与任务简档关联的执行的任务被如何高效地执行。在这个方面,基于任务简档,能够按照工业车辆建立平均kWh/ft值(理想值、测量值或二者)。
例如,任务简档可指定:对于给定工业车辆(或工业车辆的类型/工业车辆的车队、工厂位置或其它逻辑分组),储存的简档具有对工作的第一加权影响(即,成本),例如23.2kWh/ft。第二任务简档(例如,补充简档)具有第二成本,例如22.7kWh/ft。另一任务简档具有第三成本,例如13.8kWh/ft,并且又一任务简档(例如,运输简档)具有第四成本,例如11.6kWh/ft。当然,可由这里阐述的系统和方法的实现方式提供具有不同成本的任何数量的任务简档。
参照图6,图表600通过示例性数据示出作为总升降距离602的函数的kWh。图表600还示出了针对总行驶距离604作为时间的函数的kWh。通过随着时间过去评估kWh,能够提取趋势和有用的数据。
例如,该图表示出了:在t0,工业车辆是静止的。如在t0和t1之间具有非零值的604所示,工业车辆开始行驶。在t1,作为总升降距离602的函数的kWh出现尖峰,变平,然后到t2为止下降。这告诉分析者:可能正在执行储存。此外,在总升降距离602开始出现尖峰的初始时间,总行驶距离604是非零的。因为总行驶距离604是非零的,所以能够推测:正在执行混合操作。从t2至t3,行驶距离是非零的,指示工业车辆的行驶。然而,升降距离是零,指示工业车辆未执行升降操作。
参照图7,图表700示出了作为时间的函数的由工业车辆执行的以kWh为单位的实际工作的示例性测量702。图表700还示出了代表在能量使用被最大化(有利于潜在地(但不必须)增加工作人员生产率)的理想方式下的工业车辆的操作的第一理想曲线704(Max曲线)。例如,沿着第一理想曲线704操作工业车辆可对应于以工业车辆的最大能力操作工业车辆,从而使工业车辆完成工作(例如,移动托盘)的可能性最大化。
图表700还包括代表在能量使用被最小化(可能(但未必)减小工作人员生产率)的理想方式下的工业车辆的操作的第二理想曲线706(Min曲线)。例如,沿着第二理想曲线706操作工业车辆可对应于以使能量的使用最小化的方式操作工业车辆。
示例性测量702和第一理想曲线704之间的区域、以及示例性测量702和第二理想曲线706之间的区域代表改进的机会。更具体地讲,第一理想曲线704和示例性测量702之间的区域代表操作人员通过更好地利用工业车辆的能力以便例如在给定时间段中移动更多托盘来提高工作人员生产率的机会。第二理想曲线706和示例性测量702之间的区域代表操作人员提高节能的机会。例如,这一点可以通过通过更高效地使用混合、在叉子上具有较低负载的情况下行驶等来实现。
因此,可获得的提高机会是随着时间(t)的Max(理想)使用的积分减去作为时间(t)的函数的实际使用的积分,以便提高生产率机会(PO)。同样地,可获得的提高机会是随着时间(t)的实际(Actual)使用的积分减去作为时间(t)的函数的Min使用的积分以便提高能量机会(EO)。在这个方面,需要选择合适的采样速率以实现表现和测量的预期分辨率。
以上图表700还表示:存在基于定制的简档优化工业车辆利用率的机会。例如,可存在这样的情况:特定实现方式不想完全地使能耗(Max曲线)或节能(Min曲线)最大化。如此,能够创建采用位于第一理想曲线704和第二理想曲线706之间的路径的定制的能量简档。此外,可创建多个能量简档,每个能量简档用于预期目的。另外,系统(诸如,这里更充分地描述的系统)能够捕获实际操作人员能量使用,并且创建能够与定制的简档相比的使用简档。作为另一示例性实现方式,操作人员可使用多个能量简档。工业车辆操作人员能够随后选择适合操作人员和/或操作人员分派的任务的能量简档。例如,操作人员能够首先被示出他们的实际能量使用。在知道他们的实际能量使用的基础上,操作人员可具有在一个或多个能量简档之中进行选择的机会。与工作人员生产率相比,这种信息能够被用于对能量使用进行评估,这里更详细地阐述其例子。
效率评估
根据本公开的各方面,能够以高效并且有组织的方式执行操作和操作效率的评估。例如,这里更充分地讨论的工作单位可被用于实现被标准化至工业车辆的仓库管理系统。也就是说,通过测量由每个工业车辆执行的工作,作为正常操作自然地收集数据。根据本公开的各方面,能够使用预定任务,针对所述预定任务测量每个工业车辆工作的标准化测量值(例如,在个体车辆的基础上)。这允许对各种工业车辆执行活动(诸如,储存、拾取等)所需的工作的测量。因此,利用秒表和记录板夹的工业工程师的正常工作被准确的、自动的、连续的数据收集装置替换。分析者简单地允许工业车辆执行它们的工作并且允许收集数据。一旦收集到数据,分析者能够评估收集的数据以执行期望的任何需要的操作优化。
操作生产率
根据这里的本公开的各方面,能够评估操作生产率。更具体地讲,这里描述的工作单位允许用于测量表现的车辆驱动标准。因此,能够对每个特定工业车辆定制测量的标准。通过对卡车定制该标准,能够在分析之外规格化对于工业车辆而言独一无二的任何因素,以使得能够更准确地评估活动(诸如,与工业车辆的操作相关的表现测量)。例如,使用较旧的卡车的操作人员不会仅由于该卡车而在表现评估中处于不利地位。相反地,卡车的规格化能力用作用于测定涉及工业车辆的操作的表现的基准。
作为一些另外的说明性例子,在评估操作生产率时,生产率计算的输入的成本除以输出的收益应该小于最大可接受生产率比例。使用这里的技术,能够实现各种生产率度量。例如,能够测量代表在将工业车辆用于生产工作的同时在该工业车辆上花费的总时间的比率。作为另一例子,能够评估执行某些任务所需的时间。这可与在给定时间段期间移动的托盘处于相反关系。此外,能够评估工业车辆自身的效率(例如,作为完成的工作/完成的任务的函数的kWh)。
另外,这里的本公开的各方面允许分析关于补偿的操作的成本、用于执行工作的能量的成本(例如,以每kWh美元为单位)等。
通用工作单位-工作单位(W.U.)
根据本公开的各方面,一种规格化工业车辆的操作的表现数据的方法包括定义通用工作单位。可通过测量在预定间隔上的工业车辆的总水平移动并且测量在所述预定间隔上的工业车辆的叉子的总垂直移动来确定通用工作单位。通过将总水平移动和总垂直移动求和为求和总数并且将求和总数除以标准化因子,来进一步定义通用工作单位。
通用工作单位可被用于这里的其它方案。例如,一种方法可定义多个种类,每个种类对应于预定义任务,如利用图3和4讨论的例子中所述。此外,通用工作单位可被用于预定义任务,例如使用这里更充分地描述的任务简档。这允许不同粒度的标准化测量。例如,能够在低至工作单位的测量的程度上比较工业车辆。替代地,能够按照种类(例如,具有负载的行驶、没有负载的行驶、具有负载的升降、没有负载的升降、混合等)进行比较。另外,能够针对特定任务(使用简档)(诸如,拾取、补充、托盘移动等)进行比较。另外,能够对操作人员、团队、班次、车队、工业车辆和其它预期测量进行比较。
参照图8,工作单位是用于跨仓库、操作和工业垂直数据库种类规格化表现数据的机制。
令X=有负载的总水平行驶距离(例如,以英尺为单位)
令Y=有负载的总垂直升降距离(例如,以英尺为单位)
令Σ(X,Y)/Z=总工作单位(W.U.)。这里,Z是标准化因子。也就是说,Z是为了方便操纵工作单位为了将该总和规格化为合理数字而选择的任意数字。在说明性实现方式中,Z=100。因此,作为一些说明性例子:
1W.U.=沿任一/两个方向在具有负载的情况下移动100英尺;
1W.U.=在具有负载的情况下行驶80英尺+在具有负载的情况下升降20英尺;
1W.U.=在具有负载的情况下行驶100英尺+在具有负载的情况下升降0英尺。
通过将成本除以确定的W.U.以获得成本/W.U.,W.U.可被用于评估操作的成本。W.U.能够被用于以上参照图3-7描述的种类。例如,能够针对每个种类计算W.U.,并且针对每个种类计算的W.U.能够被用于确定操作的成本。
管理
根据本公开的各种方面,这里的工作单位能够被用于基于动态任务(即,以工业车辆为中心的任务)的组合、静态任务(即,不使用工业车辆的非动态任务)或动态和静态任务的组合来创建管理标准。因此,使用这里描述的工作单位,仓库管理系统、劳动管理系统等能够转变为以车辆为中心的焦点。此外,能够在管理系统中描绘由工业车辆规格化的任务。例如,可基于用于完成每个操作的每车辆成本来分配用于任务(诸如,拾取和储存操作)的车辆,以便降低车队所有者的成本。另外,能够使用工业车辆比较来充实可最终影响工业车辆的表现的因素,例如电池状况、轮胎直径、轮胎磨损、液压泵电机效率、工业车辆的操作等。
分析者仪表盘
如以上参照图1和图2所述,信息连接装置38、电池监测器44或二者能够将收集的信息传送给远程服务器(例如,服务器14)。这允许服务器研究收集的数据以产生报告、显示等。在说明性实现方式中,(附近的)实时仪表盘显示关于正在由工业车辆的车队执行的工作的信息。
例如,仪表盘可位于分析者或管理者计算机屏幕桌面上以允许分析者将管理的工业车队的操作的改进的机会货币化,按优先次序列出活动并且采取行动。
通常,分析者能够使用上述数据回答查询,诸如“哪些机会代表最大节约和最高优先级”;“需要采取什么行动以实现节约”等。分析者能够通过测量相对表现来开始。例如,通过比较场所(环境)表现与其产业中的表现,仓库表现的数据库(例如,本地站点的专用数据库或制造商的广泛垂直数据库,诸如图1的数据库34)被用于识别用于减少操作损耗(成本)的机会。能够实现实际表现和来自历史数据库(顾客的数据或产业数据)的基准表现之差的货币化。机会的货币化帮助管理者优先考虑他们的焦点。
示例性仪表盘可显示例如在一段时间期间的工业车队的每单位工作的主要成本累积制图成本。在成本/单位工作太高的情况下能够设置阈值,从而触发警告。诸如以上的方案提供识别操作中花费的金钱(例如,操作人员驾驶工业车辆的每小时成本)的机会。第二机会是根据金钱测量的损失时间(例如,在工业车辆上花费的过多的非生产时间)。
具体例子
已描述各种实施例,本公开提供在努力更清楚地描述如何可实现上述实施例的具体例子。然而,应该理解,这个具体例子是非限制性例子并且仅为了清楚的目的而提供这个具体例子。
作为例子,假设:位于5000英尺乘5000英尺(1524米x 1524米)仓库的中央的3吨(2721千克)空载叉车将会被用于将2000磅(907千克)托盘从在仓库的第一位置的三英尺高搁架(0.91米搁架)运送至在仓库的第二位置的八英尺高搁架(2.44米搁架)。为了简单,假设仅允许直角路径(例如,90度左转弯、90度右转弯、180度U形转弯、直线路径等)。在这些假设的情况下,示例性计算将会如下继续进行。
空载叉车从仓库的中央向北前进,并且行驶25英尺(7.62米)。这种空载的向北的行驶在0.2分钟的路线中从36伏特、600安培小时电池消耗50安培的电流。当空载叉车到达北方的停止点时,它朝东进行90度转弯。这个90度转弯在0.1分钟期间从电池消耗25安培的电流。空载叉车随后向东行驶25英尺(7.62米),直至它到达托盘所在的目的地。这种向东行驶在0.2分钟期间从电池消耗50安培的电流。
就托盘位于三英尺高搁架(0.91米搁架)上而言,叉车将它的叉子上升三英尺(0.91米)并且向前移动以将叉子放置在托盘下方并且稍微上升现在有负载的叉子。这种升降操作在0.2分钟期间消耗100安培的电流。现在有负载的叉车进行180度U形转弯,在0.1分钟期间从电池消耗50安培的电流。叉子下降三英尺(0.91米)至地面水平,在0.1分钟期间消耗10安培的电流。下降操作比上升操作消耗更小的电流,因为沿着重力的方向执行该工作而非逆着重力的方向执行该工作。
对于这个例子,仓库中的其它交通使现在有负载的叉车保持静止(或空转)2分钟,在这2分钟期间,由于空闲时间而消耗10安培的电流。因为叉车仍然在操作,所以空转从电池消耗某一标称量的电流。
在进行U形转弯之后,有负载的叉车向西行驶50英尺(15.24米),由此在0.7分钟期间从电池消耗150安培。从这个例子,与空载叉车相比,有负载的叉车消耗更大电流并且移动得更慢。在到达西方的停止点时,有负载的叉车进行90度向南转弯,这在0.3分钟期间消耗50安培。其后,有负载的叉车向南行驶50英尺(15.24米)至它的最后目的地,在该目的地,托盘将会被卸载。这种向南行驶在0.7分钟期间消耗150安培。
已到达西南目的地,有负载的叉车将它的叉子上升至稍微高于八英尺(2.44米),八英尺是需要放置该托盘的搁架的高度。该升降操作在0.2分钟期间消耗200安培。在具有托盘的情况下的这个上升操作比在没有托盘的情况下的上升操作消耗更大的电流,因为与空载叉子相比,需要更多能量来上升有负载的叉子。
托盘被放置在搁架上,并且现在空载的叉车向后移动10英尺(3米),同时将它的叉子从八英尺(2.44米)下降至地面水平(对于12.8英尺/3.9米的总直线距离)。换句话说,在卸载托盘之后,空载叉车执行混合操作(同时行驶和下降叉子)。这种混合操作在0.1分钟期间消耗25安培的电流。
因此,在这个具体例子中,这个操作的总事件成本(或整个事件序列的成本)是31320kWh。在4.9分钟的路线上并且在176.8英尺(53.89米)的总距离上消耗这个事件成本。
如果需要比仅仅总事件成本多的信息,则总事件成本能够被进一步加权或修改以提取这些数字。例如,在非常简单的例子中,总事件成本能够除以叉车行驶的总直线距离以提供每单位距离事件成本(即,kWh/ft)或每单位时间事件成本(即,kWh/分钟)。因此,对于这个具体例子,每单位距离事件成本将会是177.1kWh/ft,并且每单位时间事件成本将会是6391.8kWh/分钟。
如上所述,每个不同操作(例如,空闲、空载行驶、有负载行驶、空载上升、有负载上升、空载下降、有负载下降、转弯等)在电池上导致不同电流消耗。换句话说,每个不同操作导致不同使用成本。如此,可能希望知道不仅仅粗略的kWh/ft或kWh/分钟。对于这些类型的细节,可分派与每个不同任务对应的不同加权因子以合适地反映这些不同任务的实际能量成本。例如,根据实验测量数据,与叉子的空载下降相比,更高的权重能够被分派给叉子的有负载的上升,并且另一权重被分派给车辆空转等。通过分派指示每个不同任务的加权因子,该系统能够更准确地估计与预定义任务关联的总能量成本。此外,这个加权因子可考虑到特定车辆的重量(例如,与工业叉车相比,手动叉车可被分派更低的权重,因为一方将会需要比另一方大的电流)。
考虑到所有这些因素,可在数学上分派如上所述的通用工作单位(W.U.),这允许在手动叉车和工业叉车之间进行等同比较。换句话说,通用工作单位将会有效地允许以前在没有W.U.的情况下困难(如果不是不可能的话)的车辆和任务的比较。
作为例子,使用该具体叉车例子,可根据下面的方程计算总事件成本(ECtotal):
其中An=Xntn,An代表加权活动,Xn代表权重,并且tn代表执行每个对应活动的持续时间。根据方程1,规格化事件成本(ECnorm)能够被计算为:
如果希望利用比例因子(S)按比例调整规格化事件成本,则方程2能够简单地乘以比例因子(S)。
在另一例子中,替代于使用时间作为基线,可使用距离作为基线计算总事件成本(ECtotal)。因此,在方程1中,An=Xndn,An代表加权活动,Xn代表权重,并且dn代表与正在执行的活动对应的距离。据此,规格化事件成本(ECnorm)能够被计算为:
再一次,如果希望利用比例因子(S)按比例调整规格化事件成本,则方程3能够简单地乘以比例因子(S)。
由于每个活动或任务消耗不同量的能量(例如,上升有负载的叉子比下降空载叉子消耗更多的能量,等等),并且由于每个不同类型的车辆对于相同任务消耗不同量的能量(例如,叉车比手动托盘移动器消耗更多的能量,等等),所以权重是车辆类型和活动类型(例如,空载行驶、有负载的行驶、空载转弯、有负载的转弯、空载上升、有负载的上升、空载下降、有负载的下降、活动的混合组合等)两者以及车辆类型和活动类型的组合的函数。
具体数字(例如,消耗的电流的安培、行驶的分钟、托盘的重量、卡车重量、卡车的类型等)仅被用作例子,并且这些数字可基于实际测量、更详细的规范等而不同。此外,应该理解,来自不同车辆、任务和状况的实验结果能够被用于改进用于获得通用W.U.的加权因子。
参照图9,示出具有用于执行这里参照前面附图描述的各方面的计算机可读程序代码的示例性计算机系统的示意图。该计算机系统能够位于服务器计算机14、信息连接装置38、电池监测器44、其组合等中。
计算机系统900包括经系统总线930连接到存储器920的一个或多个微处理器910。桥940将系统总线930连接到I/O总线950,I/O总线950将外围装置连接到(一个或多个)微处理器910。外围装置可包括存储装置960(诸如,硬盘驱动器)、可移除介质存储装置970(例如,软盘、闪存、CD和/或DVD驱动器)、(一个或多个)I/O装置980(诸如,键盘、鼠标等)和网络适配器990。存储器920、存储装置960、可插入到可移除介质存储装置970中的可移除介质或其组合实现存储用于实现这里阐述和描述的方法、结构、接口和其它方面的机器可执行程序代码的计算机可读硬件。
另外,该示例性计算机系统可被实现为用于规格化工业车辆表现数据的设备,该设备可包括耦合到存储器(例如,存储器920、存储装置960、可插入到可移除介质存储装置970中的可移除介质或其组合)的处理器(例如,微处理器910),其中处理器被编程为通过执行程序代码以执行这里阐述的一个或多个方法来规格化工业车辆表现数据。
本发明可以是一种系统、方法和/或计算机程序产品。该计算机程序产品可包括计算机可读存储介质(或多个介质),该计算机可读存储介质上面具有用于使处理器执行本发明的各方面的计算机可读程序指令。
该计算机可读存储介质能够是能够保留和存储由指令执行装置(例如,参照图9描述的系统)使用的指令的有形装置。因此,如这里所使用,计算机可读存储介质不应该被解释为暂态信号自身(诸如,无线电波或其它通过传输介质自由传播的电磁波)。
这里描述的计算机可读程序指令能够被从计算机可读存储介质下载至各计算/处理装置或经网络(例如,互联网、局域网、广域网和/或无线网络)下载至外部计算机或外部存储装置。
这里参照流程图和/或方框图描述了本公开的各方面。流程图和/或方框图的每个方框以及流程图和/或方框图中的方框的组合能够由计算机程序指令实现。这些计算机程序指令可被提供给通用计算机、专用计算机或其它可编程数据处理设备的处理器,以产生机器,从而使得经计算机或其它可编程指令执行设备的处理器执行的指令产生用于实现流程图和/或方框图的一个或多个方框中指定的功能/动作的机构。在一些替代实现方式中,方框中标注的功能可不按照附图中标注的次序发生。例如,事实上,根据涉及的功能,连续示出的两个方框可基本上同时执行,或者这些方框有时可按照相反的次序执行。还应该注意的是,方框图和/或流程图中的每个方框以及方框图和/或流程图中的方框的组合能够由执行指定的功能或动作的基于专用硬件的系统或专用硬件和计算机指令的组合实现。
这些计算机程序指令也可被存储在计算机可读介质中,该计算机程序指令能够在被执行时指示计算机、其它可编程数据处理设备或其它装置按照特定方式工作,从而使得当该计算机程序指令被存储在计算机可读介质中时产生制造产品,所述制造产品包括在被执行时使计算机实现流程图和/或方框图的一个或多个方框中指定的功能/动作的指令。
这里使用的术语仅用于描述特定方面的目的,并且不应该限制本公开。如这里所使用,单数形式“一”和“该”旨在也包括复数形式,除非上下文清楚地指示不同情况。将会进一步理解,当在本说明书中使用时,术语“包括”和/或“包含”指定陈述的特征、整数、步骤、操作、元件和/或部件的存在,但不排除一个或多个其它特征、整数、步骤、操作、元件、部件和/或其组合的存在或添加。
以下权利要求中的任何装置或步骤加功能元素的对应结构、材料、动作和等同物旨在包括用于结合具体要求保护的其它要求保护的元素来执行功能的任何公开的结构、材料或动作。提供本公开的描述用于说明和描述的目的,而非是穷尽的或者局限于公开的形式的本公开。在不脱离本公开的范围和精神的情况下,对于本领域普通技术人员而言,许多修改和变化将会是清楚的。在这里选择并且描述本公开的各方面以便最好地解释本公开的原理和实际应用,并且使其他本领域普通技术人员能够理解具有适合设想的特定用途的各种修改的本公开。
已通过参照其实施例详细地如此描述本申请的公开,将会清楚的是,在不脱离所附权利要求中定义的本公开的范围的情况下,可实现修改和变化。
Claims (22)
1.一种规格化工业车辆表现数据的方法,包括:
建立至少一个种类,其中:
每个种类与能够由工业车辆执行的不同的可测量活动关联;以及
每个种类由用于测量对应活动的至少一个参数描绘;
根据每个建立的种类,通过以电子方式从工业车辆收集满足描绘每个种类的所述至少一个参数的数据,以电子方式测量工业车辆的实际使用;
根据每个种类积累收集的数据;
利用电池传感器从耦合到工业车辆的电池提取电池信息,以测量在工业车辆的实际使用期间由工业车辆消耗的实际能量,其中,对于该工业车辆以电子方式收集了满足描绘每个种类的所述至少一个参数的数据;
根据提取的电池信息,创建电池使用历史;
通过根据来自电池使用历史的执行与每个种类关联的可测量活动所消耗的能量关联积累到该种类的收集的数据,针对每个种类根据由工业车辆执行工作时消耗的能量基于对该种类的收集的数据的积累关联对该工作的加权影响;以及
基于积累的数据提供由工业车辆执行的工作的指示。
2.如权利要求1所述的方法,还包括:
使用通过车辆网络与固有工业车辆部件通信的通信装置来获得从工业车辆收集的数据;以及
利用无线收发器将收集的数据以无线方式发送到远程服务器计算机。
3.如权利要求1所述的方法,其中:
建立至少一个种类包括建立作为指示工业车辆是否在使用中的使用种类的第一种类;
以电子方式从工业车辆收集数据包括:
从耦合到工业车辆的电池提取信息以测量由该工业车辆消耗的实际能量,其中从电池提取的信息与所述使用种类关联;以及
针对每个种类,根据执行工作时消耗的能量,关联对由工业车辆在执行该种类时执行的工作的加权影响包括:
根据种类,将收集的数据与从电池提取的信息相关。
4.如权利要求1所述的方法,其中:
建立至少一个种类包括建立作为行驶距离的第一种类;以及
以电子方式从工业车辆收集数据包括:
测量行驶距离,其中所述行驶距离是在工业车辆被操作的同时由该工业车辆行驶的距离,其中测量的行驶距离与行驶距离种类关联。
5.如权利要求4所述的方法,其中测量行驶距离包括将测量轮胎行驶并且考虑了轮胎滑动的里程表用于确定工业车辆在仓库内的行驶距离。
6.如权利要求4所述的方法,其中测量行驶距离包括使用位置跟踪系统来跟踪工业车辆在仓库内的行驶。
7.如权利要求1所述的方法,其中:
建立至少一个种类包括建立作为升降距离的第一种类;以及
以电子方式从工业车辆收集与实际车辆使用对应的数据包括:
测量升降距离,其中升降距离是工业车辆在被操作的同时执行的升降操作的距离,其中测量的升降距离与升降距离种类关联。
8.如权利要求1所述的方法,其中:
建立至少一个种类包括建立:
作为工业车辆的行驶的第一种类,其中工业车辆在具有负载的情况下行驶;
作为工业车辆的行驶的第二种类,其中工业车辆在没有负载的情况下行驶;
作为具有负载的升降操作的第三种类;以及
作为没有负载的升降操作的第四种类。
9.如权利要求8所述的方法,其中所述至少一个种类还包括:
将行驶和升降的混合包括在单个操作中的第五种类。
10.如权利要求8所述的方法,其中:
针对每个种类关联加权影响包括为每个种类分派静态基线能量值。
11.如权利要求10所述的方法,还包括:
由动态值调整与第一种类关联的静态值。
12.如权利要求1所述的方法,其中针对每个种类关联对按照每个种类执行的工作的加权影响包括:
定义表示为每时间单位消耗的功率的工作单位;以及
使用工作单位计算与每个种类关联的成本。
13.如权利要求12所述的方法,其中定义工作单位包括:
将工作单位定义为千瓦时。
14.如权利要求12所述的方法,其中使用工作单位计算与每个种类关联的成本包括:
将总测量值乘以每时间单位消耗的能量的成本。
15.如权利要求12所述的方法,还包括:
基于针对种类的加权影响来为定义的任务确定成本。
16.如权利要求15所述的方法,还包括:
将给定任务的实际测量成本与该任务的理想成本进行比较,以评估工业车辆的操作人员的表现。
17.一种规格化工业车辆表现数据的方法,包括:
测量工业车辆在预定间隔上的总水平移动;
利用电池传感器从耦合到工业车辆的电池提取电池信息,以测量为执行由工业车辆在所述预定间隔上的总水平移动测量的工作在工业车辆的实际使用期间由工业车辆消耗的第一实际能量用量;
测量工业车辆的叉子在所述预定间隔上的总垂直移动;
利用电池传感器提取为执行由工业车辆在所述预定间隔上的总垂直移动测量的工作在工业车辆的实际使用期间由工业车辆消耗的第二实际能量用量;
根据提取的电池信息,创建电池使用历史;
将总水平移动和总垂直移动求和来定义求和总数,其中总水平移动和总垂直移动用距离来描绘;
通过将求和总数除以规格化求和总数的标准化因子来获得工作单位;以及
通过将确定的总成本除以获得的工作单位来确定每工作单位成本,其中所述确定的总成本是通过将消耗的第一实际能量用量和消耗的第二实际能量用量求和来计算的。
18.如权利要求17所述的方法,还包括:
定义多个种类,每个种类对应于预定义任务;
针对多个工业车辆针对每个预定义任务计算工作单位;以及
针对每个预定义任务针对每个工业车辆比较工作单位以比较车队操作。
19.如权利要求17所述的方法,其中获得工作单位还包括:
定义以千瓦时为单位测量的表示为每时间单位消耗的功率的工作单位;以及
使用该工作单位计算与每个种类关联的成本。
20.一种规格化工业车辆的表现数据的方法,包括:
识别不同的可测量活动;
将测量值Y1...YN识别为以下至少一个:
与每个活动对应的持续时间(t1...tN),和
与每个活动对应的距离(d1...dN);
将权重(X1...XN)分派给每个活动以产生加权活动:An=XnYn;以及
利用电池传感器从耦合到工业车辆的电池提取电池信息,以测量在工业车辆的实际使用期间由工业车辆消耗的实际能量,其中,对于该工业车辆以电子方式收集了满足定义每个种类的至少一个参数的数据;
根据提取的电池信息,创建电池使用历史;
根据提取的对消耗的实际能量的测量值,获得定义工业车辆使用的定制简档;
将计算出的总事件成本与定制简档比较;
根据来自电池使用历史的执行每个可测量活动所消耗的能量,关联积累到定制简档中的收集的数据;以及
基于所述比较优化工业车辆表现。
22.如权利要求21所述的方法,还包括:
将消耗的总工作单位计算为:WU=(S)(ECnorm),其中S是用于按比例调整规格化事件成本的比例因子。
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