CN114514355A - 统一生产指标的确定 - Google Patents

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CN114514355A CN202080067095.2A CN202080067095A CN114514355A CN 114514355 A CN114514355 A CN 114514355A CN 202080067095 A CN202080067095 A CN 202080067095A CN 114514355 A CN114514355 A CN 114514355A
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Abstract

一种方法包括向所述第一机器传输指令以执行由工作现场计划定义的第一任务，以及向所述第二机器传输指令以执行由所述工作现场计划定义的第二任务，所述第二任务不同于所述第一任务。在执行所述第一任务期间，从与所述第一机器相关联的第一传感器接收第一生产指标，并且在执行所述第二任务期间，从与第二机器相关联的第二传感器接收第二生产指标，所述第二生产指标不同于所述第一生产指标。基于至少部分地基于所述第一生产指标和所述第二生产指标确定的统一生产指标来定义所述工作现场计划的完成百分比。

Description

统一生产指标的确定
技术领域
本公开涉及用于在由工作现场计划定义的大面积挖掘项目上在工作现场内操作的多个机器之间创建和呈现统一生产指标的系统和方法。更具体地，本公开涉及这样的系统和方法，其包括：多个机器，该多个机器执行不同任务并基于机器的能力和功能报告不同生产指标；以及控制器，该控制器可以接收不同生产指标并创建统一生产指标以指示总体工作现场计划的完成百分比或水平。
背景技术
拖运车、轮式装载机、滑移装载机、推土机和其他机器通常用于执行工作现场处的各种任务。这些挖掘单元、装载单元、拖运单元、材料扩散单元、平地单元和压实单元以及其它类型的机器用于挖掘和预备用于进一步开发和建造的地面区域。例如，一个或多个液压挖掘机可用于去除材料层，例如土壤、碎石、混凝土、沥青或构成工作现场的工作表面的一部分的其它材料。在一些实例中，铰接式卡车或公路卡车可用作拖运单元，以将由液压挖掘机挖掘的材料移出或移动到工作现场。此外，在一些实例中，履带类型拖拉机(TTT)可用于沿着工作现场的表面产生材料的高度、斜度和坡度。更进一步地，充当压实单元的土壤压实机可以用于压实材料到所需材料密度。在一些实例中，可以对工作现场上的材料施加修饰平整(finish grade)。使用上述机器的过程在本文中可被称为大面积挖掘。在上述实例中，机器可以被控制(例如，由操作者手动地、半自主地、完全自主地以及其它操作模式)以在其执行与工作现场计划相关联的多个任务时横穿工作现场的表面。大面积挖掘中使用的每种类型的机器可以报告不同类型的生产指标。然而，用于不同机器的这些不同生产指标在报告机器完成多个不同任务的工作现场计划的总体完成百分比或水平方面是没有用的。此外，由于不同的机器报告不同的生产指标，因此可能难以获得对工作现场内哪些机器在整体工作现场计划内表现不佳的洞察。这是因为不同的生产指标实际上无法进行比较，因为它们被认为是不可比较或不可用共同标准测量的指标。
使用位置和负载监测来跟踪材料装载的示例系统在美国专利申请公开号2019/080525(下文称为’525参考)中描述。具体地说，’525参考描述了一种移动机器，其包括被配置成在工作现场处的移动机器的操作期间承载材料装载的负载承载机构。如’525参考中所解释的，跟踪材料和机器移动，以便估计完成多少工作现场操作。来自系统内的机器的输出包括移动的材料量的指示，包括倾倒和挖掘周期、离开和/或添加到工作现场的材料以及材料的料堆的移动。然而，’525参考并没有描述被配置成基于可以测量不同类型机器的生产率的统一生产指标来确定完成多少工作现场操作的系统。
本公开的示例性实施例涉及克服上述缺陷。
发明内容
在本公开的示例实施例中，一种方法，包括：利用控制器接收在工作现场处待由至少第一机器和第二机器执行的工作现场计划；以及利用所述控制器基于所述第一机器的第一能力和所述第二机器的第二能力分配所述第一机器和所述第二机器实施所述工作现场计划。所述第一机器的第一传感器确定指示在第一任务执行期间的第一生产指标的参数，并且所述第二机器的第二传感器确定指示在与所述第一任务不同的第二任务执行期间的与所述第一生产指标不同的第二生产指标的参数。所述方法还包括利用所述控制器接收对应于所述第一任务的第一机器远程信息处理数据，将所述第一远程信息处理数据与来自所述工作现场的分段部分内的第一机器的第一生产指标相关联。此外，所述方法包括利用所述控制器接收对应于所述第二任务的第二机器远程信息处理数据，并将所述第二远程信息处理数据与来自所述工作现场的分段部分内的第二机器的第二生产指标相关联。更进一步，所述方法包括利用所述控制器基于所述统一生产指标定义所述工作现场计划的完成百分比，所述统一生产指标是基于所述第一生产指标和所述第二生产指标确定的。甚至更进一步，所述方法包括利用所述控制器且在用户界面上呈现基于所述统一生产指标的工作现场计划完成百分比的指示。
在本公开的另一示例实施例中，一种系统包括控制器、可在工作现场操作的第一机器、可在所述工作现场操作的第二机器以及被配置成在所述控制器与所述第一机器和所述第二机器之间传输信号的通信网络。所述控制器被配置成从与所述第一机器相关联的第一传感器接收指示在由工作现场计划定义的第一任务的执行期间的第一生产指标的参数。所述控制器还被配置成从与所述第二机器相关联的第二传感器接收指示在所述第二任务执行期间的第二生产指标的参数，所述第二任务不同于所述第一任务，并且所述第二生产指标不同于所述第一生产指标。再进一步，所述控制器被配置成在用户界面上呈现基于统一生产指标的工作现场计划的完成水平的指示，所述统一生产指标由以下所述中的至少一者来定义：用于创建所述工作现场计划的用户输入、所述第一机器的第一材料移动装置的至少一个尺寸、所述第二机器的第二材料移动装置的至少一个尺寸、在所述第一任务执行期间从所述第一机器获得的位置数据以及在所述第二任务执行期间从所述第二机器获得的位置数据。
在本公开的再一示例实施例中，一种系统，包括控制器，所述控制器被配置成接收至少由位于工作现场的第一机器和第二机器执行的工作现场计划，将指令传输至所述第一机器以执行由所述工作现场计划定义的第一任务，并将指令传输至所述第二机器以执行由所述工作现场计划定义的第二任务，所述第二任务不同于所述第一任务。所述控制器还被配置成从与所述第一机器相关联的第一传感器接收在所述第一任务执行期间的第一生产指标，并且从与所述第二机器相关联的第二传感器接收在所述第二任务执行期间的第二生产指标，所述第二生产指标不同于所述第一生产指标。所述控制器还被配置成基于统一生产指标来定义所述工作现场计划的完成百分比，所述统一生产指标是至少部分地基于所述第一生产指标、所述第二生产指标、所述第一机器的材料移动元件的第一尺寸以及所述第二机器的材料移动元件的第二尺寸来确定的。
附图说明
图1是根据本公开的示例实施例的系统的示意图。
图2是描绘与图1中所示的系统相关联的示例方法的流程图。
图3是描绘与图1和图2中所示的系统和方法相关联的示例方法的流程图。
具体实施方式
在所有附图中，将尽可能使用相同的附图标记表示相同或相似的部件。参考图1，示例系统100可包括在工作现场112处操作以执行各种任务的一个或多个机器。例如，系统100可包括一个或多个挖掘机102、一个或多个装载机104、一个或多个拖运机106、一个或多个压实机105、一个或多个平地机107和/或用于施工、采矿、铺路、挖掘和/或工作现场112处的其它操作的其它类型的机器。本文中所描述的机器中的每一个可通过一个或多个中心站108彼此通信和/或与本地或远程控制系统120通信。中心站108可以促进本文所述的机器之间和/或此类机器与例如控制系统120的系统控制器122之间的无线通信，以用于传输和/或接收操作数据和/或指令的目的。
挖掘机102可以指出于后续操作(即，用于爆破、装载、拖运和/或其它操作)的目的在工作现场112处减少材料的任何机器。挖掘机102的实例可包括挖掘机、反铲、推土机、钻探机、挖沟机和拖绳，以及其它类型的挖掘机。多个挖掘机102可以共同位于工作现场112处的公共区域内，并且可以执行类似功能。例如，挖掘机中的一个或多个可以移动土壤、沙子、矿物、碎石、混凝土、沥青、表土和/或包括工作现场112的工作表面110的至少一部分的其它材料。因此，在正常条件下，类似的位于同一位置的挖掘机102在暴露于相似的现场条件时可以表现出大约相同的生产率和效率。
装载机104可以指提升、传送、装载和/或移除已被挖掘机102中的一个或多个减少的材料的任何机器。在一些实例中，装载机104可移除此类材料，可将移除的材料从工作现场112处的第一位置运输至工作现场112处的第二位置或远离所述工作现场或运输到所述工作现场。装载机104的实例可以包括轮式装载机或履带式装载机，前铲，挖掘机，电缆铲，和堆取料机，或其他类型的装载机104。一个或多个装载机104可以在工作现场112的共同区域内操作，以例如将减少的材料装载到拖运机106上。
拖运机106可以指在工作现场112内的不同位置之间传送挖掘材料的任何机器。拖运机106的实例可包括铰接式卡车、非公路卡车、公路倾卸卡车和轮式拖拉机式铲运机，以及其它类型的拖运机106。装满的拖运机106可沿着拖运道路将表土从工作现场112内的挖掘区带到各种垃圾场，并返回到相同或不同的挖掘区以再次装载。在正常条件下，类似的位于同一位置的拖运机106在暴露于相似的现场条件时可以表现出大约相同的生产率和效率。
压实机105可以指被配置成在工作场112的工作表面110上施加应力且造成其上的土壤致密化和/或获得可接受的表面光洁度的任何机器。土壤压实机105的操作可以立即跟随土壤平地机107的操作和/或可以立即继续土壤平地机107的操作。在一个实例中，压实过程可以用压实机105执行，所述压实机例如具有前滚筒和后滚筒的双滚筒压实机，所述前滚筒和后滚筒用于通过压实机的重量推进机器并压实材料到合适的状态，并且可以与滚筒振动设备协作使用。土壤压实机105的其它实例可包括轮式或履带式土壤压实机、振动土壤压实机和串联振动压实机以及其它类型的压实机105。一个或多个土壤压实机105可以在工作现场112内协作以压实其上的土壤。完成压实可包括用压实机通过材料多个遍次。
平地机107可以指被配置成通过对例如工作现场112处的土壤的材料进行平整以产生平坦表面，以用于例如压实操作的后续操作的任何机器。土壤平地机107的实例可包括刮土机、推土机、自动平地机或本领域通常已知的在操作期间产生平坦表面的其它类似机器。多个土壤平地机107可以共同位于工作现场112的公共区域内，并且可以执行类似功能。
继续参考图1，系统100可包括控制系统120和系统控制器122，以控制系统100内的各种元件和/或在所述元件之间进行协调。在一些实例中，控制系统120和/或系统控制器122可位于远离工作现场112的命令中心(未示出)。在其它实例中，系统控制器122和/或控制系统120的一个或多个部件可位于工作现场112处。无论控制系统120的各种部件的位置如何，此类部件可以被配置成促进挖掘机102、装载机104、拖运机106、压实机105、平地机107和/或系统100的其它机器之间的通信，并将信息提供到上述机器。在本文所述的任何实例中，系统控制器122的功能可以被分配，使得某些操作在工作现场112处执行，其它操作远程执行，例如，在上述远程命令中心处执行。例如，系统控制器122的一些操作可以在工作现场112处，在一个或多个挖掘机102、一个或多个装载机104、一个或多个拖运机106、一个或多个压实机105、或一个或多个平地机107上以及在系统100的其它位置和装置中执行。应理解，系统控制器122可包括系统100的部件、设置在工作现场112处的一个或多个机器的部件、例如移动电话、平板电脑和膝上型计算机等单独移动装置的部件、以及其它类型的移动装置和/或控制系统120。
系统控制器122可以是电子控制器，其以逻辑方式操作以执行操作、运行控制算法、存储和检索数据以及其它所需操作。系统控制器122可以包括和/或访问存储器，辅助存储装置，处理器，以及用于运行应用程序的任何其他部件。存储器和辅助存储装置可以是只读存储器(ROM)或随机存取存储器(RAM)或可由控制器访问的集成电路的形式。各种其它电路可以与系统控制器122相关联，如电源电路、信号调节电路、驱动器电路以及其它类型的电路。
系统控制器122可以是单个控制器，或者可以包括多于一个控制器。在系统控制器122包括多于一个控制器的实例中，系统控制器122可例如包括与挖掘机102、装载机104、拖运机106、压实机105、平地机107和/或被配置成控制系统100的各种功能和/或特征的系统100的其它机器中的每一个相关联的额外控制器。如本文所使用，术语“控制器”在广义上表示包括可以与系统100相关联，并且可以协作以控制系统100中包括的机器的各种功能和操作的一个或多个控制器，处理器，中央处理单元和/或微处理器。系统控制器122的功能可以在不考虑功能的情况下以硬件和/或软件来实现。系统控制器122可以依赖于一个或多个数据图，查找表，神经网络，算法，机器学习算法，和/或与系统100的操作条件和操作环境有关的其他部件，其可以存储在系统控制器122的存储器中。上面提到的每个数据图可以包括表格，图形和/或方程形式的数据集合，以最大化系统100及其操作的性能和效率。
控制系统120的部件可以经由网络124与系统100的任何部件通信和/或以其他方式可操作地连接到该系统的任何部件。网络124可以是局域网(“LAN”)，更大的网络(例如，广域网(“WAN”))或网络的集合(例如，因特网)。用于网络通信的协议，例如TCP/IP，可用于实施网络124。尽管在本文中将实施例描述为使用诸如因特网的网络124，但是可以实现经由存储卡，闪存或其他便携式存储装置来传输信息的其他分发技术。
还应理解，挖掘机102、装载机104、拖运机106、压实机105、平地机107和/或系统100的其它机器可包括相应控制器，且本文中所描述的相应控制器(包括系统控制器122)中的每一个可经由网络124通信和/或以其它方式可操作地连接。例如，网络124可以包括系统100的无线通信系统的部件，并且作为此类无线通信系统的一部分，挖掘机102、装载机104、拖运机106、压实机105、平地机107和/或系统100的其它机器可以包括相应的通信装置126。此类通信装置126可以被配置成允许在系统控制器122与挖掘机102、装载机104、拖运机106、压实机105、平地机107和/或系统100的其它机器的相应控制器之间无线传输多个信号、指令和/或信息。此类通信装置126还可以被配置成允许与远离工作现场112的其它机器和系统通信。例如，此类通信装置126可包括发射器，该发射器被配置成将信号(例如，经由中心站108且通过网络124)传输到一个或多个其它此类通信装置126的接收器。在此类实例中，每个通信装置126还可以包括被配置成(例如，经由中心站108和通过网络124)接收此类信号的接收器。在一些实例中，特定通信装置126的发射器和接收器可以组合为收发器或其它此类部件。在本文所述的任何实例中，此类通信装置126还可以使得能够与一个或多个平板电脑，计算机，蜂窝/无线电话，个人数字助理，移动装置或位于工作现场112处和/或远离工作现场112的其他电子装置128进行通信(例如，经由中心站108和通过网络124)。此类电子装置128可包括例如项目管理员(例如，工长)的移动电话和/或平板电脑，所述项目管理员监督工作现场112或相对于工作现场112在非视线(NLOS)位置处的日常操作。如本文中和所附权利要求书中所使用的，术语“非视线(NLOS)”意指被广义地理解为相对于工作现场112被物理物体阻挡的任何位置，使得电磁波不能在该位置与工作现场112之间传播。
上文所描述的网络124、通信装置126和/或无线通信系统的其它部件可以实现或利用包括多个通信标准中的任一个的任何所需系统或协议。所需协议将允许系统控制器122、通信装置126中的一个或多个和/或系统100的任何其它所需机器或部件之间的通信。本文所述的系统100可以使用的无线通信系统或协议的实例包括诸如Bluetooth RTM的无线个人局域网(例如，IEEE 802.15)，诸如IEEE 802.11b或802.11g的局域网、蜂窝网络，或用于数据传输的任何其它系统或协议。设想了其它无线通信系统和配置。在一些情况下，无线通信可以直接在控制系统120与系统100的机器(例如，挖掘机102、装载机104、拖运机106、压实机105、平地机107等)之间或在此类机器之间传输和接收。在其它情况下，通信可以被自动路由，而不需要远程人员重新传输。
在示例实施例中，系统100的一个或多个机器(例如，挖掘机102、装载机104、拖运机106、压实机105、平地机107以及本文所描述的其它机器)可包括被配置成确定相应机器的位置、速度、航向和/或取向的位置传感器130。在此类实施例中，相应机器的通信装置126可以被配置成生成和/或向例如系统控制器122和/或系统100的其它相应机器传输指示此类确定的位置、速度、航向、取向、拖运距离和/或覆盖面积的信号。在一些实例中，相应机器的位置传感器130可包括和/或包含全球导航卫星系统(GNSS)或全球定位系统(GPS)的部件。替代性地，可以利用通用总站(UTS)来定位机器的相应位置。在一些实施例中，本文描述的位置传感器130中的一个或多个可以包括GPS接收器，发射器，收发器，激光棱镜和/或其他此类装置，并且位置传感器130可以连续地，基本连续地或以各种时间间隔与一个或多个GPS卫星132和/或UTS通信以确定位置传感器130所连接的机器的相应位置。系统100的一个或多个附加机器还可以与一个或多个GPS卫星132和/或UTS通信，并且此类GPS卫星132和/或UTS还可以被配置成确定此类附加机器的相应位置。在本文所述的任何实例中，系统控制器122和/或系统100的其它部件可以使用由相应位置传感器130确定的机器位置、速度、航向、取向和/或其它参数来协调挖掘机102、装载机104、拖运机106、压实机105、平地机107和/或系统100的其它部件的活动。
GPS卫星132和/或UTS可用于从挖掘机102、装载机104、拖运机106、压实机105、平地机107和/或系统100的其它机器接收机器数据。此外，GPS卫星132和/或UTS可以用来将该机器数据传输至系统控制器122或系统100内的其它数据处理装置或系统。机器数据可以包括来自挖掘机102、装载机104、拖运机106、压实机105、平地机107和/或在系统100的工作现场112内并根据例如由系统控制器122或另一源提供的工作现场计划来执行任务的其它机器的生产指标。
机器数据可以是机器远程信息处理数据，其包括例如机器的位置、定义机器使用的方式、位置、持续时间和功能的利用数据、机器的规格、机器的健康状况和其它远程信息处理数据。如本文所用，远程信息处理是指通过诸如包括网络124的有线或无线通信网络的电平移手段，完整测量、传输和接收定义一定距离处的数量值的数据。此外，在一个实例中，远程信息处理数据还可以包括每个机器102、104、105、106、107的唯一标识符。在一个实例中，远程信息处理数据可包括表示分配给工作现场计划内的每台机器的任务完成水平的数据，并且可使用由机器102、104、105、106、107作用的材料(例如，土壤118)量来表示。例如，挖掘机102可以减小土壤118以用于由装载机104将土壤装载到例如拖运机106中以用于从工作场112移除或运送到工作场的目的。这样，相应传感器130、控制器136和与机器102、104、105，106、107相关联的通信装置126可以感测、测量、处理并且向例如系统控制器122传输表示挖掘机102减小体积(例如，立方米(m3))或质量(例如，公吨(t))的土壤118的量，挖掘机102覆盖的工作现场112的面积，以及工作现场112的工作表面110的高度或“提升高度”的数据，以及其他机器远程信息处理数据。此外，机器数据可包括定义机器102、104、105、106、107的操作的任何数据。例如，机器数据可以包括数据，例如：行进距离；覆盖或移动的工作现场的面积；提取、拖运和/或存放的体积、质量或重量；机器的操作持续时间；机器使用的燃料；从机器内部的传感器获得的感测信息，每台机器的唯一标识符，每台机器的类型和位置相关参数，例如地区、行政区和区域；以及其它机器数据。
类似地，装载机104将诸如土壤118的材料装载到拖运机106中，以面积(例如，立方米(m3)或质量(例如，公吨(t))为单位的材料量，以及其它机器远程信息处理数据，可以在相应的传感器130、控制器136和与机器102、104、105、106、107相关联的通信装置126感测、测量、处理和传输机器远程处理信息数据时报告给系统控制器122。此外，可以使用传感器130、控制器136和与机器102、104、105、106、107相关联的通信装置126感测、测量、处理并向系统控制器122传输由拖运机106移动的以面积(例如，m3)或质量(例如，吨)为单位的材料量以及拖运机106在运输材料时行驶的距离以及其它机器远程信息处理数据。至于压实机105，可使用传感器130、控制器136和与压实机105相关联的通信装置126将以例如平方米(m2)为单位的压实机105在其上移动的工作现场112的工作表面110的部分以及工作现场112的工作表面110的提升高度以及其它机器远程信息处理数据报告给系统控制器122。此外，以面积(例如，m3)或质量(例如，吨)为单位移动的材料的量和平地机107在其上移动的工作现场112的工作表面110的平方米(m2)以及其它机器远程信息处理数据可以由传感器130、控制器136和与平地机107相关联的通信装置126感测、测量、处理和传输到系统控制器122。
此外，在实例中，远程信息处理数据可包括与相关联机器102、104、105、106、107的操作有关的参数，例如，速度、航向、机器102、104、105、106、107的位置，或与机器102、104、105、106、107相关联的任何其它远程感测信息。
因此，如上所述，机器102、104、105、106、107中的每一个可以遥测方式报告不同类型的生产指标。用户可以测量由机器102、104、105、106、107递送的卡车负载和/或工作现场112的最终坡度(例如，通过坡度控制、人工调查或无人机飞行)，以测量整个工作现场计划(例如利用多个不同机器102、104、105、106、107的大面积挖掘项目)的进度。这两个数据点(即，卡车负载和工作现场112的最终坡度)可能无法提供对工作现场计划(例如，大面积挖掘)以精确定位在工作现场计划内表现不佳的机器102、104、105、106、107的充分洞察。其他进度测量可用于工作现场计划中的每个单个任务，但它们难以与工作现场计划内的上游或下游任务或步骤相关联。本文所述的不同机器102、104、105、106、107的不同生产指标可能使得难以报告工作现场计划(其中机器完成多个不同任务)的总体完成水平。此外，由于不同的机器102、104、105、106、107报告不同的生产指标，因此可能难以获得关于工作现场内的机器在如上所述的整体工作现场计划内表现不佳的洞察。这是因为实际上可能难以比较不同的生产指标，因为它们被认为是不可比较的或不可用共同标准测量的指标。这些生产指标可以呈现在用户界面上，例如由系统100内的电子装置128的显示装置提供的那些用户界面上。然而，即使显示这些生产指标，用户，例如主管、经理、组员或与工作现场计划有关的其他个人，也可能发现难以理解每个单独的生产指标，因为它涉及机器或整体工作现场计划内的其他生产指标。
在本文所述的实例中，机器102、104、105、106、107可以报告用于创建统一生产指标的统一生产指标或机器数据。从机器102、104、105、106、107传输的数据可以由例如系统控制器122使用一个或多个数据图、查找表、神经网络、算法、机器学习算法和/或其它部件进行处理，以获得统一生产指标。统一生产指标在机器102、104、105、106、107之间是直接可比较的，尽管由单个机器执行的任务和它们各自的单个生产指标不同。此统一生产指标可用于测量工作现场计划进度的整体进度以及系统100的效率和个别机器102、104、105、106、107在它们操作以完成工作现场计划内的任务的效率。
此外，在一个实例中，系统100的系统控制器122可以使用统一生产指标来跟踪进度，而不知道整体工作现场计划。在此实例中，在不知道总目标为例如300,000yd3(立方码)的情况下，可以从机器102、104、105、106、107向系统控制器122报告已有100,000yd3被工作现场112处的机器102、104、105、106、107装载、拖运、扩散和压实的指示。例如，可以在电子装置128的显示装置上将这种跟踪量的表示呈现给用户。此外，系统100的系统控制器122可以向用户报告单个机器102、104、105、106、107的每任务进度。例如，系统控制器122可以报告装载机104已装载120,000yd3，但只有80,000yd3已被压实机105压实。向用户呈现每台机器生产指标允许用户理解每个机器102、104、105、106、107的执行效率。
在一个实例中，当从机器102、104、105、106、107接收机器数据时，统一生产指标可以由系统控制器122计算。机器数据可以由系统控制器122请求或由系统控制器122在机器102、104、105、106、107不断地或周期性地传送机器数据时被动地接收。在一个实例中，机器102、104、105、106、107经由机器的相应通信装置126通过中心站108和网络124将机器数据传输到系统控制器122。
在一个实例中，可以至少部分地基于用户在初始创建工作现场计划时输入的数据，从机器102、104、105、106、107以遥测方式接收的机器数据，机器的尺寸及其组合来计算统一生产指标。用户输入的数据可以包括与以下相关联的数据：例如，与工作现场112交互的材料，包括：例如，土壤118，材料的特性或性质，提升高度，该提升高度定义为工作现场112的工作表面110的所需高度，完成工作现场计划和/或整体工作现场计划中的多项任务的目标或目的时间线，工作表面110和/或工作现场112的总面积，以及由拖运机106例如将材料移动到工作现场112和/或从工作现场移动的距离定义的拖运距离以及其他用户输入。
用于计算统一生产指标的机器尺寸可包括机器102、104、105、106、107的任何尺寸，例如，装载机104或平地机107的刮板宽度，例如压实机105的滚筒宽度，例如拖运机106的倾倒斗的体积，以及例如挖掘机102的铲斗的体积以及机器的其它尺寸。此外，在一个实例中，由位置传感器130针对每个机器102、104、105、106、107确定的位置数据可以经由通信装置126、中心站108和网络124发送到系统控制器122，以便包括这些数据作为机器尺寸的一部分。系统控制器122可以使用机器尺寸来创建和估计统一生产指标。
机器数据可以由系统控制器122从机器102、104、105、106、107以遥测方式接收。具体地说，机器102、104、105、106、107可以经由通信装置126、中心站108和网络124将机器数据发送至系统控制器122。
统一生产指标包括“提升面积”的估计。在一个实例中，提升面积可定义为每个拖运单元的材料的压实体积。在此实例中，体积可以以立方(m3)为单位来测量。拖运机106可以被识别并用作拖运单元。在一个实例中，体积可基于材料例如土壤118的收缩和膨胀特性来确定，所述材料在存在流体例如水的情况下可能膨胀，并且在流体离开土壤118时收缩或缩回。材料的收缩和膨胀特性可以在不同机器102、104、105、106、107与例如土壤118的材料相互作用的工作现场计划的任务中变化。因为土壤118的收缩和膨胀可以在机器102、104、105、106、107与土壤118之间的相互作用的每个情况下改变，所以估计土壤118的中间体积可能证明是困难的。因此，本系统100可以测量压实的体积，其中土壤118或其它材料的体积在工作现场112上压实后适当测量。因此，可以不进行任何中间的、非压实的松散土壤118的测量以便从本系统和过程去除不准确的测量。
在另一实例中，提升面积可定义为提升高度，所述提升高度包括如沿着工作现场112的表面压实的材料例如土壤118的深度。在此实例中，工作表面的高度可被测量为提升高度，并且可定义为已经在工作现场112处扩散且压实到期望压实水平的材料(例如土壤118)的深度。在一个实例中，在压实之后，可以测量提升高度，并且可以添加在工作现场112的工作表面110上形成下一层的另一材料量。多次提升形成最终表面。
在又一个实例中，提升面积可以是上述两个实例的组合，其中提升面积(定义为每个拖运单元的材料的压实体积)和提升高度在计算提升面积时被考虑为统一生产指标。在此实例中，可以测量在工作现场112的工作表面110处压实的土壤118的体积和工作现场112的工作表面110的高度以获得统一生产指标。因此，可以通过考虑提升高度、卡车尺寸(或有效载荷)和材料特性来计算每辆卡车拖运的在指定的提升处压实面积有多少的估计值。
在实践中，提升面积可以实现为由挖掘机102、装载机104和拖运机106的组合将材料移动到工作现场而增加到工作现场112的工作表面110的材料。拖运机106和平地机107可以沿着工作场112的工作表面110扩散材料。压实机105可以接着将材料压实到所需密度。这种材料递送、扩散和压实过程可以等同于一次“提升”，并且在每次提升之后可以测量统一生产指标。在另一实例中，系统控制器122可计算和报告每个任务的材料量。例如，可以报告，挖掘机102、装载机104和拖运机106已将120,000yd3的材料装载和拖运到工作现场，并且已经使用平地机107和压实机105压实了80,000yd3的材料。
在一个实例中，统一生产指标的估计还可以通过将挖掘机102、装载机104和拖运机106产生的卡车负载或有效载荷视为应用于由平地机107和压实机105执行的工作的指标来确定。因此，不是将工作现场计划或工作现场计划总体内完成多个任务的估计总体基于材料的压实体积和提升高度，而是统一生产指标可以基于例如挖掘机102、装载机104和拖运机106挖掘、装载和拖运的材料的体积、质量或重量的量来确定。拖运的这种材料量可以应用于平地机107和压实机105的操作，使得工作现场计划内的任务的完成水平或者由平地机107和压实机105作为整体的工作现场计划的完成水平可以基于拖运的材料量。
在本文所述的实例中，统一生产指标或“提升面积”可以与整体工作现场计划内的每个子过程或任务处的体积测量相关联。在此实例中，生产指标可以在三个单独级别进行聚合，包括每个个别机器102、104、105、106、107聚合其生产指标的个别机器级别、子系统级别以及聚合来自所有机器102、104、105、106、107的生产指标的作业现场级别。此处，子系统级别可以包括系统内的任何机器102、104、105、106、107或机器组，并且作业现场级别一起包括所有机器102、104、105、106、107。将生产指标一起聚合到单个数据集可以改进处理时间并减少在机器102、104、105、106、107与系统控制器122之间传输的数据量。因此，生产指标的聚合使得在整体系统100内计算资源的更有效和高效的使用。
关于生产指标聚合的子系统级别，在一个实例中，类似生产指标可以由系统控制器122收集和/或由机器102、104、105、106、107以聚合形式报告。在这些实例中，例如，多个装载机104可以全部共享共同任务和/或操作，并且由装载机104报告的机器数据可以一起聚合为单个生产指标。此外，执行相同任务的机器102、104、105、106、107也可以共同报告聚合在一起作为单个生产指标的生产指标。
更进一步，可以报告相同生产指标的机器102、104、105、106、107也可以共同报告聚合在一起作为单个生产指标的生产指标，即使在机器102、104、105、106、107可以执行不同任务的情况下。在此实例中，在将远程信息处理数据发送到系统控制器122之前或之后，挖掘机102和装载机104的生产指标可以聚合在一起，因为挖掘机102和装载机104的生产指标可以是由其各自的作业工具140(例如，铲斗)移动的材料的体积或质量的量值，而不管作业工具140的尺寸如何。
在本文中所描述的任何实例中，系统控制器122可以被配置成生成用户界面(UI)(未示出)，所述用户界面尤其包括指示工作现场计划内的任务完成水平或百分比和/或作为整体的工作现场计划的完成水平或百分比的信息。此外，在一个实例中，UI可以图形方式显示统一生产指标和/或其它指标。UI可以红色黄色和绿色图表的形式描绘生产指标，其中红色色调指示相对于黄色色调相对较低的任务和/或整体工作现场计划完成百分比，并且黄色色调指示相对于绿色色调相对较低的任务和/或整体工作现场计划完成百分比。本文涵盖以图形方式描绘任务和/或整体工作现场计划的完成水平的其它形式和方法。总体而言，UI允许用户容易地理解任务和/或整体工作现场计划如何进行。在一个实例中，UI可呈现给用户且以交互方式呈现，使得用户可以选择UI内的向下钻取到工作现场计划内的水平的部分，以确定任务内的效率，并识别正如预期或预想或不如预期或预想高效工作的特定机器组102、104、105、106、107或个别机器。
在本文所述的任何实例中，此类UI可以由控制器136在机器102、104、105、106、107内生成且提供到例如电子装置128(例如，经由网络124)，机器102、104、105、106、107的显示器，系统控制器122(例如，经由网络124)和/或系统100的一个或多个部件以供显示。另外或替代地，此类用户界面可以由系统控制器122生成且提供至例如电子装置128(例如，经由网络124)，机器102、104、105、106、107的显示器和/或系统100的一个或多个部件以供显示。
在本文所述的任何实例中，可手动控制、半自主地控制和/或完全自主地控制挖掘机102、装载机104、拖运机106、压实机105、平地机107和/或系统100的其它机器中的一个或多个。在挖掘机102、装载机104、拖运机106、压实机105、平地机107和/或系统100的其它机器在自主或半自主控制下操作的实例中，此类机器的速度、转向、作业工具定位/移动和/或其它功能可以至少部分地基于本文所述确定的行进参数和/或作业工具位置而自动地或半自动地控制。
继续参考图1，并且如上所述，挖掘机102、装载机104、拖运机106、压实机105、平地机107和/或系统100的其它机器中的每一个可包括如本文中所描述的控制器136。控制器136可包括机载和/或以其它方式由相应机器102、104、105、106、107携带的本地控制系统的部件。控制器136可以是机器102、104、105、106、107内控制机器102、104、105、106、107的电气系统或子系统中的至少一个且因此控制机器102、104、105、106、107的至少一个功能的任何嵌入式系统。此类控制器136可大体上与控制系统120的系统控制器122类似或相同。例如，每个此类控制器136可以包括一个或多个处理器、存储器和/或本文关于系统控制器122描述的其它部件。控制器136可包括电子控制单元(ECU)，例如电子控制模块(ECM)、动力系统控制模块(PCM)、变速器控制模块(TCM)、制动控制模块(EBCM)、中央控制模块(CCM)、中央定时模块(CTM)、通用电子模块(GEM)、车身控制模块(BCM)、悬架控制模块(SCM)和控制单元以及其它类型的ECU。ECU可包括辅助机器102、104、105、106、107的操作的硬件和嵌入式软件。
在一些实例中，控制器136可位于机器102、104、105、106、107中的相应一个上，且还可以包括位于机器102、104、105、106、107中的相应一个远程的部件，例如在系统100的任何其它机器上或在本文所述的命令中心(未示出)处。因此，在一些实例中，可以分配控制器136的功能，使得在机器102、104、105、106、107中的相应一个上执行某些功能，并且远程执行其它功能。在一些实例中，由相应机器102、104、105、106、107携带的本地控制系统的控制器136可以单独或与控制系统120组合实现相应机器的自主和/或半自主控制。此外，由相应机器102、104、105、106、107携带的控制器136可以指示相应通信装置126和位置传感器130如本文所述并且例如由系统控制器122指示而起作用。
继续参考图1，在一些实例中，系统100的一个或多个机器102、104、105、106、107可包括联接到机器的框架的器具或其它作业工具140。例如，在装载机104的情况下，作业工具可包括铲斗，该铲斗被配置成在开放体积或其基本上开放的空间内传送材料。装载机104可以被配置成例如通过将作业工具140降低到装载位置，将材料(例如，由挖掘机102移动的材料)挖出、提升和/或另外装载到作业工具140中。例如，装载机104可包括可移动地连接到装载机的框架的一个或多个连杆142。作业工具140可连接到此类连杆142，连杆142可用于(例如，经由一个或多个液压缸、电子电机或与其连接的其它装置)将作业工具140降低到装载位置，在装载位置，作业工具140的前边缘144设置成接近、邻近和/或位于作业表面110处，且作业工具140的底座基本上平行于作业表面110设置。然后，可以控制装载机104以沿着工作现场112的工作表面110的表面前进，使得作业工具140可以影响材料、正体积土壤118和/或设置在工作表面110上的其它物体，以便将材料至少部分地转移到作业工具140的开放空间中。然后，可以控制连杆142以升高、枢转和/或倾斜作业工具140到工作表面110上方的传送位置。然后，可以控制装载机104横穿工作现场112，直到装载机104到达倾倒区、拖运机106和/或指定用于接收由作业工具140传送的被移动的材料的工作现场112处的另一位置。然后，可以控制连杆142以降低、枢转和/或倾斜作业工具140到卸载位置，在卸载位置，在作业工具140的开放空间内传送的材料可以沉积(例如，由于作用在由作业工具140传送的材料上的重力)在倾倒区处，拖运机106的拖斗内和/或另外所需处。与装载机104一样，挖掘机102、拖运机106、压实机105、平地机107还可以包括允许机器执行如本文中所描述的相应操作的作业工具140和/或连杆142。
图2是描绘与图1中所示的系统100相关联的示例方法200的流程图。示例性方法200图示为逻辑流程图中的步骤的集合，该逻辑流程图表示可在硬件、软件或其组合中实施的操作。在软件的上下文中，所述步骤表示存储在存储器中的计算机可执行指令。当例如由控制系统120的系统控制器122执行此类指令时，此类指令可以使机器102、104、105、106、107，控制系统120的各种部件(例如，电子装置128)，挖掘机102的控制器，装载机104的控制器，拖运机106的控制器，压实机105的控制器，平地机107的控制器，和/或系统100的其它部件执行所述操作。此类计算机可执行指令可包括执行特定功能或实施特定抽象数据类型的例程、程序、对象、部件、数据结构等。描述操作的顺序不旨在被解释为限制，并且任何数目个所描述的步骤可以任何顺序和/或并行组合以实施该过程。为了讨论的目的，并且除非另外指出，方法200和本文描述的其它方法参考系统100，控制系统120，机器102、104、105、106、107的控制器136，工作现场112和/或图1中所示的其他项目进行描述。特别地，尽管系统控制器122，电子装置128，机器102、104、105、106、107的控制器136和/或系统100的其它部件可以单独地或组合地执行方法200的任何部分和/或全部，但除非另有说明，否则下文将关于系统控制器122描述方法200，以便于描述。
参考图2，在202处，系统控制器122可接收与一个或多个任务、作业或将由系统100在工作现场112处执行的其它操作相关联的信息。例如，在202处接收的信息可以包括用户输入202和其它，所述用户输入定义将由系统100的机器102、104、105、106、107中的一个或多个在工作现场112处执行的工作现场计划。工作现场计划可包括例如指令、位置(例如，GPS坐标、UTS坐标等)和/或识别待在其内执行此类操作的工作表面110的至少一部分的周界和/或边界的其它信息。
用户输入202还可以包括工作现场112内的材料的特性。例如，材料可以包括土壤118、沙子、矿物、碎石、石头、岩石、石头、混凝土、沥青和表土以及其它材料。
此外，用户输入202可包括目标时间线、最后期限或目标。在一个实例中，目标时间线、最后期限或目标可以与工作现场计划内的若干单个任务相关联。在一个实例中，目标时间线、最后期限或目标可以与定义整个工作现场计划的完成的工作现场计划整体和工作现场计划内的任务数目相关联。
用户输入202还可以包括工作现场内以及非现场位置与工作现场112之间的拖运距离。用户输入还可以包括关于工作现场计划的细节，例如识别工作表面110的边界和/或其它区域的GPS坐标、待由工作现场计划实现的工作现场112的工作表面110的预定提升高度、高度、坡度和其它特性，以及沿着工作现场112的工作表面110的当前高度，以及与工作现场112有关的其它数据。在一些实例中，工作现场计划可包括第一组GPS坐标和/或识别材料的位置的其它信息，以及第二组GPS坐标，其识别倾倒区，机器102、104、105、106、107中的一个或多个被分配到或正在工作的工作区，和/或可以执行作业的工作现场112内的其它区域。
在一些实例中，在202处接收的包括工作现场计划的用户输入还可以包括：指示待移动的材料的类型的信息(例如，土壤，砂，矿物，碎石，混凝土，沥青，表土等)，唯一地识别存在于工作现场112处的机器102、104、105、106、107的信息(例如，一个或多个车牌号，型号，机器类型，和/或与工作现场112处存在的系统100的相应机器相关联的其它唯一标识符)，唯一地识别相应机器的操作者的信息(例如，姓名，雇主，员工识别号，经验水平，和/或其它信息)，工作现场112的二维和/或三维地图，工作现场112处的任何已知缺陷或其它障碍物的GPS坐标(例如，识别一棵或多棵树、水体、人为障碍物、电力线、公用事业线路、排水管线、道路、人行道、停车场等的位置、边界和/或跨度的GPS坐标)，和/或与系统100和/或工作现场112相关联的其它信息。
在204处，系统控制器122可以从存在于工作现场112处的机器102、104、105、106、107接收机器尺寸。如本文所述，机器尺寸可包括机器102、104、105、106、107的任何尺寸，例如，装载机104或平地机107的刮板宽度，例如压实机105的滚筒宽度，例如拖运机106的倾倒斗的体积，以及例如挖掘机102或装载机104的铲斗的体积，以及机器的其它尺寸。在一个实例中，在204处接收的机器尺寸可以由系统控制器122通过例如用户输入到系统控制器122自身或电子装置128来接收。在另一实例中，机器尺寸可以由系统控制器从系统控制器122内的数据库或电子装置128中的任一个获得。在此实例中，系统控制器122或电子装置128的数据库可在206处选择机器102、104、105、106、107机群时访问，使得可从数据库获得所选择的那些机器102、104、105、106、107的尺寸。此外，在一个实例中，在204处，由位置传感器130针对每个机器102、104、105、106、107确定的位置数据可以经由通信装置126、中心站108和网络124发送到系统控制器122，以便包括该数据作为机器尺寸的一部分。系统控制器122可以使用机器尺寸来创建和估计统一生产指标。统一生产指标可以用作数据，以支持如本文所述的在UI中对工作现场计划或工作现场计划整体内的任务完成水平的描绘。
在206处，选择机器的机群。在一个实例中，机群选自本文所述的各类型的机器102、104、105、106、107。系统控制器122可以基于在202和/或204处获得的用户输入和工作现场计划自主地选择机群。在此实例中，如工作现场计划中定义的工作类型和工作现场计划中定义的任务可用于选择机器102、104、105、106、107中的哪些将参与执行工作现场计划内的任务。在另一实例中，机群可由多个用户选择，例如主管、经理、组员或与工作现场计划相关联的其它个人。在此实例中，系统控制器122可提示这些个体中的一个或多个将此类输入提供到系统控制器122。
一旦已选择机器102、104、105、106、107的机群，可在208处执行工作现场计划。工作现场计划的执行可包括装载208-1、拖运208-2、平整208-3、压实208-4，以及修饰平整208-5材料，例如工作现场112处的土壤118。装载208-1材料可包括使用挖掘机、反铲机、推土机、钻孔机、挖沟机、拖运机、轮式装载机、轮式拖拉机、履带式装载机、前铲、电缆铲、堆取料机、刮土机和/或其它挖掘机102和装载机104，以挖掘诸如土壤118的材料并将其装载到拖运机106中。拖运208-2材料可包括使用铰接式卡车、非公路卡车、公路倾卸卡车和轮式拖拉机式铲运机，以及其它类型的拖运机106来将材料移动到工作现场112或从工作现场移动，或在工作现场112内的单独位置之间移动。如箭头208-6所指示，拖运机106可以多次返回到装载机104的位置以装载208-1和拖运208-2更多材料。
工作现场计划的执行还可以包括对工作现场112的工作表面110进行平整208-3。平整208-3工作表面110可以使用履带型拖拉机、刮土机、推土机、自动平地机和其它平地机执行。此外，工作现场计划的执行可包括使用双滚筒压实机、轮式或履带式土壤压实机、振动土壤压实机和串联振动压实机以及其它类型的压实机105来压实208-4材料，例如土壤118。平整208-3和压实208-4可以如箭头208-7所示连续执行若干次，以便在执行压实208-4时维持平整表面。
在208-5处，通过使用刮土机、推土机、自动平地机或其它机器，可以在工作表面110处获得修饰平整。通过平整工作现场112处的材料(例如，土壤)来执行修饰平整以产生平坦表面，以用于后续操作，例如额外压实操作208-4，或将铺面表面或结构放置在已修饰的平整部上。
在一个实例中，单个机器102、104、105、106、107可以独立地在工作现场计划内执行它们各自的任务。在此实例中，机器102、104、105、106、107可连续地或周期性地发送表示生产指标的机器数据，系统100的系统控制器122可被动地从机器接收生产指标以估计单个任务和/或整体工作现场计划的进度。
在一个实例中，在208处由机器102、104、105、106、107执行的过程可以自主地和/或半自主地执行。在这些自主和/或半自主场景中，系统控制器122可以使机器102、104、105、106、107通过经由网络124，卫星132和/或中心站108以及相应机器102、104、105、106、107的通信装置126将指令发送至机器102、104、105、106、107的相应控制器136来执行其如本文中所描述的相应任务。机器102、104、105、106、107的控制器136可以执行从系统控制器122接收的指令，以使机器102、104、105、106、107执行由指令定义的任务。
在210处，系统100的部件可以向系统控制器122提供机器数据。在212处，系统控制器122可以估计212相对于由工作现场计划和/或工作现场计划整体定义的任务的进展。如本文中所描述，系统控制器122使用统一生产指标来确定由工作现场计划和/或工作现场计划整体定义的任务完成水平或百分比。统一生产指标可以从机器102、104、105、106、107以机器数据210获得，或者可以由系统控制器122从机器数据210计算或导出。另外，如本文中所描述，统一生产指标可以基于提升面积和递送的装载的数目。在一个实例中，统一生产指标可基于以下各项计算或导出：
提升＝ ＝MatDel+MatSp+MatCom 等式1
其中：MatDel是递送到工作现场112的材料；MatSp是沿着工作现场的工作表面110扩散的材料；并且MatCom是沿着工作现场的工作表面110压实的材料。
在等式1中，无论递送、扩散和压实的材料的质量或体积如何，都可以确定提升，因为质量和体积可以通过例如挖掘机102、装载机104和拖运机106(即，作为递送机)、平地机107(即，作为摊铺机)和压实机105(即，作为压实机)不一致地测量。因此，一旦所有三种类型的机器102、104、105、106、107都已在给定区域进行作业，就认为一次提升完成。统一生产指标可以描述为提升面积，并且可以如下计算或导出：
Figure BDA0003562109340000191
其中面积为完成提升的平方米(m2)值。在统一生产指标的一个实例中，系统控制器122将估计每个递送机(即，挖掘机102、装载机104和/或拖运机106)包含多少压实面积。然而，如果所关注的生产指标是材料118的装载(即，卡车负载或有效载荷)，则在另一个实例中，系统控制器122可以估计平地机107(即，作为摊铺机)和压实机105(即，作为压实机)已完成多少材料118的装载。因此，在本文所述的实例中，可以基于等式1中定义的提升来假设一种类型的指标已经完成，并且可以基于一种类型的指标来计算统一生产指标。
为了提供上述内容，在一个实例中，来自多个机器102、104、105、106、107的数据可以被组合以确定完成的提升的数目。认为要完成提升，必须完成三项任务。首先，将材料递送至工作现场112。这可以经由挖掘机102、装载机104和拖运机106来实现。倾倒位置可接近材料将被扩散的位置。第二，平地机107可以将材料分散在由工作现场计划指定的深度处。第三，压实机105可以压实最近扩散的材料118，以使该材料118达到工作现场计划中指定的压实水平。材料的压实可通过压实机105进行多个遍次。因此，“提升”可以定义为材料递送、扩散和压实。提供不同类型和不同单个生产指标的机器102、104、105、106、107之间的共同生产指标的统一生产指标可以基于在工作现场112的特定区域内执行的提升的数目来定义。以此方式，用户可能能够更容易地理解通过使用本文所述的统一生产指标可以理解不同机器102、104、105、106、107的生产指标如何不同，由于这些生产指标是不可比较或不可用共同标准测量的指标而原本实际上无法比较。
在一个实例中，系统控制器122可以使用上述两个实例中所描述的两个所关注指标(即，面积和负载)单独计算统一生产指标，并且获得统一生产指标的两个单独值。系统控制器122接着可取两次单独计算的平均值、中间值、模、加权平均值或中心趋势的另一测量以获得单个统一生产指标。在其计算中，系统控制器122可以依赖于一个或多个数据图，查找表，神经网络，算法，机器学习算法，和/或与系统100的操作条件和操作环境有关的可以存储在系统控制器122的存储器中的其他部件。
在一个实例中，统一生产指标可包括特定提升高度处工作现场112的分段部分(例如，工作现场112的工作表面110)内的面积的测量。提升高度由沉积在工作现场112的分段部分内且压实的材料的深度来定义。在一个实例中，大规模运土可包括如上所述在“提升”中的材料放置。提升可以定义为在附加材料(即，附加提升)可以放置在上部之前放置和压实的指定竖直距离。为了测量机器生产，确定已完成多少个提升或机器102、104、105、106、107目前正在以哪个提升执行作业可能是有帮助的。在此实例中，此过程可应用于平地机107和压实机105，因为这些机器可在工作现场112内的相同小地理区域内工作，但已完成多个提升。
统一生产指标可以缓解关于如何使用传统机器数据测量已完成多少提升的任何困难。从位置传感器130获得的高精度GPS数据可以用于准确的高度数据。然而，即使使用来自位置传感器130的GPS数据，提升高度也可能在误差裕度内。由系统控制器122导出和计算的统一生产指标提供待确定的在给定区域中工作的所有设备和工作现场计划的进度的手段，而不仅仅是为配备有具有坡度控制系统的高精度GPS的那些机器提供进度的手段。
图3是描绘与图1和图2中所示的系统和方法相关联的示例方法300的流程图。在302处，控制器，例如控制系统120的系统控制器122的处理和存储器架构，可接收待由工作现场处至少第一机器102、104、105、106、107和第二机器102、104、105、106、107执行的工作现场计划。工作现场计划包括机器102、104、105、106、107要执行的任何数量的任务，这些任务在工作现场112的工作表面110中带来预期的变化。如本文中所描述，工作现场计划可包括利用多个不同机器102、104、105、106、107的大面积挖掘项目。工作现场计划可包括例如指令、位置(例如，GPS坐标、UTS坐标等)和/或识别待在其内执行此类操作或任务的工作表面110的至少一部分的周界和/或边界的其它信息。
在一个实例中，工作现场计划可作为用户输入(图2，202)而被包括，并且可以输入到位于工作现场112处和/或远离工作现场112的电子装置128或直接输入到系统控制器122。在另一实例中，工作现场计划可以由系统控制器122或其它处理装置基于用户输入来生成(图2，202)。
在304处，系统控制器122可以基于第一机器的第一能力和第二机器的第二能力分配第一机器102、104、105、106、107和第二机器102、104、105、106、107以实施工作现场计划。机器102、104、105、106、107的能力由它们是哪种类型的机器(例如，挖掘机102、装载机104、拖运机106、压实机105、平地机107和/或其它类型的机器)及其相关联功能来定义。所选择的机器(图2，206)可以至少部分地基于在工作现场计划中定义的任务。
第一机器的第一传感器可以确定在第一任务执行期间指示第一生产指标的参数，并且第二机器的第二传感器可以确定在不同于第一任务的第二任务的执行期间指示不同于第一生产指标的第二生产指标的参数。第一传感器和第二传感器可以是与机器102、104、105、106、107相关联的可直接或间接检测机器的生产指标的任何传感器。例如，传感器可包括检测机器的位置的位置传感器130。能够检测机器的位置允许获得与行进的距离和机器102、104、105、106、107所覆盖的面积相关联的生产指标。例如，压实机105和/或平地机107可以用于以顺序方式跨越可能整个工作表面110来回移动，以便均匀地对整个工作表面110进行平整和压实来覆盖工作现场112的工作表面110。因此，从压实机105的位置传感器130获得的数据可以定义压实机105的生产指标。
作为另一实例，传感器可包括重量传感器，该重量传感器可包括于例如挖掘机102、装载机104和/或拖运机106内。重量传感器可确定由挖掘机102、装载机104和/或拖运机106提升和传送的材料，例如土壤118的重量。在绑定传感器的机器102、104、105、106、107的上述实例中，尽管描述了两个传感器，但是每个单个机器内可以使用任何数量的传感器，并且任何数量的机器可以包括检测这些机器的指示它们各自的生产指标的参数的传感器。
在306处，系统控制器122可以从第一机器102、104、105、106、107接收对应于第一任务的第一机器远程信息处理数据，并且将第一远程信息处理数据与在工作现场112的分段部分内的第一机器102、104、105、106、107的第一生产指标相关联。远程信息处理数据可以由传感器测量，由控制器136在机器102、104、105、106、10内传输，并且由例如系统控制器122接收。因此，由系统控制器122接收的数据定义所感测的数据并且通过诸如包括网络124的有线或无线通信网络的电平移手段在一定距离处传输。可以使用例如数据图、查找表、神经网络、算法、机器学习算法和/或其它部件来执行第一远程信息处理数据与第一生产指标的关联。
类似地，在308处，系统控制器122可以接收对应于第二任务的第二机器远程信息处理数据，并且将第二远程信息处理数据与在工作现场112的分段部分内的第二机器102、104、105、106、107的第二生产指标相关联。再次，第二生产指标不同于第一生产指标，并且第二任务不同于第一任务。由于实际上无法比较不同的生产指标，因为它们被认为是不可比较或不可用共同标准测量的指标，所以系统控制器122可以使用本文所述方法和算法来确定统一生产指标，所述方法和算法包括例如本文所述等式1和等式2。因此，在310处，系统控制器122可以基于统一生产指标来确定工作现场计划的完成百分比。统一生产指标可以至少基于第一生产指标和第二生产指标作为输入来确定。此外，用户初始创建工作现场计划(图2，202)时输入的数据和机器尺寸(图2，方框204)连同作为输入的第一生产指标和第二生产指标可用于确定如本文中所描述的统一生产指标。
在312处，系统控制器122可以基于统一生产指标生成用户界面(UI)，该用户界面包括工作现场计划的完成百分比的指示。UI可以呈现在任何输出装置上，包括显示装置、打印装置或其它输出装置。例如，UI可以呈现在位于工作现场112和/或远离工作现场112的电子装置128和/或系统控制器122的UI上。UI可包括工作现场计划和/或工作现场计划中包括的多个任务的完成水平或百分比的图形和/或字母数字指示。工作现场计划可以是具有多个步骤的大面积挖掘计划，所述多个步骤包括例如用挖掘单元，例如挖掘机102，挖掘工作现场112内的材料，以及用装载单元，例如装载机104，将材料装载到诸如拖运机106的拖运单元中。工作现场计划还可以包括用诸如拖运机106的拖运单元将材料沉积到由工作现场计划定义的工作现场112。此外，工作现场计划可包括：利用材料扩散单元，例如平地机107，沿着工作现场112的表面扩散材料；以及利用压实单元，例如压实机105，沿着工作现场112的表面压实材料。再者，工作现场计划可包括用例如平地机107的平地单元沿着工作现场112的表面平整材料的斜度。
在一个实例中，第一机器102、104、105、106、107的第一生产指标和第二机器102、104、105、106、107的第二生产指标可包括装载到拖运单元中的材料质量、移动到工作现场的材料质量、扩散在工作现场上的材料质量以及沿着工作现场内的材料的坡度中的至少一个。在此实例中，这些生产指标可用于确定各个机器102、104、105、106、107在产生如本文中所描述的提升中的贡献。
在一些实例中，第一机器102、104、105、106、107和第二机器102、104、105、106、107可以是相同类型的机器。在此实例中，第一机器102、104、105、106、107和第二机器102、104、105、106、107的特征可以是与工作现场计划的实施有关的相同生产指标。因此，在此实例中，图3的方法300还可以包括作为整体计算相同类型的机器102、104、105、106、107的相同生产指标。这可以对提升内的生产指标进行更快的计算和确定，并对例如系统控制器122的计算资源产生较小负担。
在一些实例中，第一生产指标可包括第一机器102、104、105、106、107的第一材料移动元件的第一尺寸和从第一机器102、104、105、106、107获得的第一位置数据中的至少一个。此外，第二生产指标可以包括第二机器102、104、105、106、107的第二材料移动元件的第二尺寸和从第二机器102、104、105、106、107获得的第二位置数据中的至少一个。在此实例中，第一材料移动元件和第二材料移动元件的尺寸有助于理解在对用于确定统一生产指标的提升做出贡献的机器102、104、105、106、107的作用。
图3的方法300还可以包括用系统控制器122接收用户输入，所述用户输入指示以下当中的至少一者：每个拖运单元的材料的压实体积、包括沿着工作现场的表面压实的材料的深度的提升高度、以及每个拖运单元的材料的压实体积和提升高度。这些机器尺寸204可以由系统控制器122使用以在所关注生产指标是材料118的装载(即，卡车负载或有效载荷)的实例中确定统一生产指标。在此实例中，系统控制器122可以估计平地机107(即，作为摊铺机)和压实机105(即，作为压实机)已完成多少材料118的装载。因此，可以至少部分地基于挖掘机102、装载机104和/或拖运机106的机器尺寸204来确定统一生产指标，所述机器尺寸可以作为用户输入获得或作为数据存储在数据存储装置中。此外，统一生产指标可以至少部分地基于工作现场112处的材料的压实体积来确定。在此实例中，所关注的生产指标是材料118的装载(即，卡车负载或有效载荷)，其中系统控制器122可估计平地机107(即，作为摊铺机)和压实机105(即，作为压实机)已完成多少材料118的装载。
工业适用性
本公开描述了用于获得横跨多个机器102、104、105、106、107的统一生产指标的系统和方法，所述机器在工作现场计划内执行不同任务并且报告不可比较或不可用共同标准测量的生产指标。可以使用此类系统和方法向用户更高效地呈现工作现场计划和多个任务的完成水平或百分比，使得用户可以完全理解正在执行工作现场计划的效率。所述系统和方法协调一个或多个挖掘机102、装载机104、压实机105、拖运机106、平地机107和/或系统100的其它部件在工作现场计划的执行和/或在工作现场112处的其它操作期间的活动。例如，此类系统和方法可以使得系统控制器122能够获得以遥测方式递送的机器数据，并使用机器数据来计算统一生产指标。系统控制器122还可经由至少一个用户界面向多个用户呈现统一生产指标的表示。因此，用户可能能够被通知并容易地理解工作现场计划和包括在工作现场计划中的任务的完成水平或百分比。
因此，本公开的系统和方法可以通过帮助用户更有效地理解在工作现场计划内使用的各种机器的进度，帮助减少在工作现场112和工作现场计划内执行各种任务所需的时间和资源。本公开的系统和方法还可以帮助用户确定哪些机器或机器组可能不太高效地工作。因此，本公开的系统和方法可以允许用户纠正任何效率低下的情况，并减少完成工作现场计划可能需要的时间，并且允许满足预期的最后期限或时间线。因此，统一生产指标可以辅助用户理解工作现场计划的完成水平或百分比。在此理解下，用户可能能够以高效方式执行工作现场计划。所公开的系统和方法可以促进统一生产指标的确定和呈现。
尽管参考以上实施例已经特别地示出并描述了本公开的各方面，但本领域技术人员将理解的是，在不脱离所公开的内容的精神和范围的情况下，可通过对所公开的机器、系统和方法的修改而设想到各个附加实施例。这样的实施例应当被理解为落入如根据权利要求书及其任何等同物所确定的本公开的范围之内。

Claims (14)

1.一种方法(300)，包括：
利用控制器接收(302)在工作现场(112)处待由至少第一机器(102、104、105、106、107)和第二机器(102、104、105、106、107)执行的工作现场计划；
利用所述控制器(122)基于所述第一机器(102、104、105、106、107)和所述第二机器(102、104、105、106、107)的能力分配(304)所述第一机器(102、104、105、106、107)和所述第二机器(102、104、105、106、107)实施所述工作现场计划，其中：
所述第一机器(102、104、105、106、107)在第一任务执行期间收集第一生产指标，以及
所述第二机器(102、104、105、106、107)在不同于所述第一任务的第二任务的执行期间收集不同于所述第一生产指标的第二生产指标；
利用所述控制器(122)接收(306、308)在所述工作现场(112)的分段部分内定义来自所述第一机器(102、104、105、106、107)的所述第一生产指标和来自所述第二机器(102、104、105、106、107)的所述第二生产指标的机器远程信息处理数据；
利用所述控制器(122)使用统一生产指标来定义(310)所述工作现场(112)的分段部分内的所述第一生产指标和所述第二生产指标，所述统一生产指标定义所述工作现场计划的完成百分比；以及
利用所述控制器(122)并在用户界面上呈现(312)基于所述统一生产指标的所述工作现场计划的完成水平的指示。
2.根据权利要求1所述的方法(300)，其中：
所述统一生产指标包括在所述分段部分的提升高度处在所述工作现场(112)的分段部分内的面积的测量，以及
所述提升高度由沉积在所述工作现场(112)的分段部分内并且压实的材料(118)的深度来定义。
3.根据权利要求1所述的方法(300)，其中所述工作现场计划是大面积挖掘计划，所述大面积挖掘计划包括：
利用装载单元(104)，将材料(112)装载到拖运单元(106)中；
利用所述拖运单元(106)，将所述材料(118)沉积到由所述工作现场计划定义的所述工作现场(112)；
利用材料扩散单元(107)，沿着所述工作现场(112)的表面扩散所述材料(118)；
利用压实单元(105)，沿着所述工作现场(112)的表面压实所述材料(118)；以及
利用平地单元(107)，沿着所述工作现场(112)的表面平整所述材料(118)的斜度。
4.根据权利要求1所述的方法(300)，其中所述第一生产指标和所述第二生产指标包括装载到拖运单元(106)中的材料(118)的质量、移动到所述工作现场(112)的材料(118)的质量、扩散在所述工作现场(112)上的材料(118)的质量以及沿着所述工作现场(112)的材料(118)的坡度中的至少一个。
5.根据权利要求1所述的方法(300)，其中：
所述第一机器(102、104、105、106、107)和所述第二机器(102、104、105、106、107)是相同类型的机器，并且利用与所述工作现场计划的实施有关的相同生产指标；以及
所述方法还包括一起作为整体计算相同类型的机器(102、104、105、106、107)的相同生产指标。
6.根据权利要求1所述的方法(300)，其中所述第一生产指标和所述第二生产指标包括所述第一机器(102、104、105、106、107)和所述第二机器(102、104、105、106、107)的材料移动元件的尺寸和从所述第一机器(102、104、105、106、107)和所述第二机器(102、104、105、106、107)获得的位置数据中的至少一个。
7.根据权利要求1所述的方法(300)，还包括利用所述控制器(122)接收用户输入，所述用户输入包括待施加到所述工作现场(112118)以置于所述工作现场(112)处的材料、完成所述工作现场计划以及所述第一任务和所述第二任务的目标时间线、所述工作现场(112)的总面积以及将所述材料(118)拖运到所述工作现场(112)的距离。
8.根据权利要求7所述的方法(300)，其中所述统一生产指标至少部分地基于所述用户输入来确定。
9.根据权利要求7所述的方法(300)，其中所述统一生产指标至少部分地基于所述工作现场(112)处的材料(118)的压实体积来确定。
10.一种系统(100)，包括：
控制器(122)；
可在工作现场(112)处操作的第一机器(102、104、105、106、107)；
可在所述工作现场(112)处操作的第二机器(102、104、105、106、107)；
通信网络(124)，所述通信网络被配置成在所述控制器(112)与所述第一机器(102、104、105、106、107)和所述第二机器(102、104、105、106、107)之间传输信号；
所述控制器(122)被配置成：
接收待由所述第一机器(102、104、105、106、107)和所述第二机器(102、104、105、106、107)在所述工作现场(112)处执行的工作现场计划；
向所述第一机器(102、104、105、106、107)传输指令以执行由所述工作现场计划定义的第一任务；
向所述第二机器(102、104、105、106、107)传输指令以执行由所述工作现场计划定义的第二任务，所述第二任务与所述第一任务不同；
在执行所述第一任务期间，从所述第一机器(102、104、105、106、107)接收第一生产指标；
在执行所述第二任务期间，从所述第二机器(102、104、105、106、107)接收第二生产指标，所述第二生产指标与所述第一生产指标不同；
在用户界面上呈现基于统一生产指标的工作现场计划的完成水平的指示，所述统一生产指标由用于创建所述工作现场计划的用户输入、所述第一机器(102、104、105、106、107)和所述第二机器(102、104、105、106、107)的材料移动装置的至少一个尺寸、在执行所述第一任务期间从所述第一机器(102、104、105、106、107)获得的位置数据、以及在执行所述第二任务期间从所述第二机器(102、104、105、106、107)获得的位置数据来定义。
11.根据权利要求10所述的系统(100)，其中所述控制器(122)还被配置成，如果所述第一机器(102、104、105、106、107)和所述第二机器(102、104、105、106、107)测得相同的生产指标，则将从所述第一机器(102、104、105、106、107)和所述第二机器(102、104、105、106、107)接收的与所述工作现场计划的实施有关的相同生产指标作为整体聚合在一起。
12.根据权利要求10所述的系统(100)，其中所述第一机器(102、104、105、106、107)和所述第二机器(102、104、105、106、107)包括用于将材料(118)装载到拖运单元(106)中的装载单元(104)；将所述材料(118)沉积到所述工作现场(112)的拖运单元(106)，沿着所述工作现场(112)的表面扩散所述材料(118)的材料扩散单元(107)，沿着所述工作现场(112)的表面压实所述材料(118)的压实单元(105)或沿着所述工作现场(112)的表面平整所述材料(118)的斜度的平地单元(107)。
13.根据权利要求10所述的系统(100)，其中：
所述统一生产指标包括在分段部分的提升高度处在所述工作现场(112)的分段部分内的面积的测量，以及
所述提升高度由沉积在所述工作现场(112)的分段部分内并且压实的材料(118)的深度来定义。
14.根据权利要求10所述的系统(100)，其中所述控制器(122)还被配置成基于以下各项定义所述统一生产指标：
包括待施加到所述工作现场(112)的材料(118)、待置于所述工作现场(112)的材料(118)的提升高度、完成所述工作现场计划以及所述第一任务和所述第二任务的目标时间线、所述工作现场(112)的总面积以及将所述材料(118)拖运到所述工作现场(112)的距离的所述用户输入；
在所述工作现场(112)处的所述材料(118)的压实体积；
所述第一机器(102、104、105、106、107)和所述第二机器(102、104、105、106、107)的材料移动元件的尺寸；
从所述第一机器(102、104、105、106、107)和所述第二机器(102、104、105、106、107)获得的位置数据；
所述第一生产指标；以及
所述第二生产指标。
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