DE112008002721T5

DE112008002721T5 - Systeme und Verfahren zum Entwerfen einer Transportstrecke

Info

Publication number: DE112008002721T5
Application number: DE112008002721T
Authority: DE
Inventors: Jonny R. Dunlap Greiner; Yang Dunlap Liu; Bhavin J. Edwards Vyas
Original assignee: Caterpillar Inc
Current assignee: Caterpillar Inc
Priority date: 2007-10-12
Filing date: 2008-10-10
Publication date: 2010-08-26
Also published as: WO2009051678A2; AU2008311934A1; CN101868596B; US20090099708A1; WO2009051678A3; AU2008311934B2; JP5714906B2; CN101868596A; CA2701791A1; US8078441B2; JP2011500992A

Abstract

Verfahren zum Entwerfen einer Transportstrecke basierend auf einer Maschinenleistung, wobei das Verfahren enthält:
Empfangen wenigstens eines Transportstreckenparameters (310),
Identifizieren wenigstens eines auf der Transportstrecke zu betreibenden Maschinentyps (320),
Auswählen wenigstens eines dem wenigstens einen Maschinentyp zugeordneten Sollbetriebsparameters (330),
Simulieren einer Leistung des wenigstens einen Maschinentyps zum Vorhersagen eines Betriebswerts, der dem wenigstens einen Sollbetriebsparameter entspricht (340), und
Anpassen des wenigstens einen Transportstreckenparameters, wenn der vorhergesagte Betriebswert sich nicht in einem Schwellenwertbereich des entsprechenden Sollbetriebsparameters befindet (360).

Description

Technisches Gebiet
Die vorliegende Offenbarung betrifft allgemein den Entwurf von Transportstrecken und insbesondere Systeme und Verfahren zum Entwerfen von Transportstrecken basierend auf einer Leistung von darauf zu betreibenden Maschinen.
Hintergrund
Der Entwurf einer Transportstrecke ist ein wichtiger Aspekt in Bezug auf die Effizienz und das Arbeitsergebnis vieler Arbeitsumfelder. Ein schlechter Entwurf einer Transportstrecke, insbesondere in Arbeitsumfeldern, in denen schwere Maschinen eingesetzt werden, führt nicht nur zu einer langsamen und ineffizienten Leistung der auf der Straße betriebenen Maschinen, sondern kann möglicherweise zu einer übermäßigen Belastung und Beanspruchung der Komponenten einer Maschinenantriebseinheit führen, was besonders Maschinen, die eine schwere Nutzlast befördern, beeinträchtigen kann.
Vor der weitverbreiteten Nutzung von Computer war der Entwurf einer Transportstrecke ein relativ intensiver, manueller Prozess, der das Fachwissen hochqualifizierter Fachingenieure und Konstrukteure erforderte, um sicherzustellen, dass der Entwurf konstruktiv einwandfrei war. Dieser Entwurfsprozess war nicht nur arbeits- und zeitaufwändig, sondern war auch ziemlich teuer, da viele Mannstunden erforderlich waren, um den Entwurf zu erstellen und die Übereinstimmung des Entwurfs mit all den notwendigen Anforderungen und Bestimmungen zu prüfen.
Nach der Entwicklung des Computers, haben spezialisierte Software-Programme für einen rechnergestützten Entwurf (CAD) Ingenieuren und Konstrukteuren Werkzeugen geliefert, die bei dem Entwurf von Transportstrecken halfen. Durch wirksames Einsetzen der Rechenleistung des Computers war es vielen dieser CAD-Programme möglich, komplexe konstruktive Berechnungen, die dem Entwurf zugeordnet sind, innerhalb von Sekunden durchzuführen. Diese CAD-Programme führten nicht nur zu signifikanten Zeitersparnissen, sie reduzierten die Möglichkeit für einen menschlichen Fehler, der bei manuellen Berechnungsmethoden einhergeht, und führten damit zu einem zuverlässigeren Entwurf.
Zusätzlich zu einer effizienten Ausführung vieler Verarbeitungs- und Berechnungsfunktionen, sahen diese CAD-Werkzeuge auch eine Schnittstelle vor, die bei der Auslegung der Transportstrecken, bei der Erstellung von technischen Zeichnungen und Konstruktionsbaugruppen in Bezug auf Transportstrecken und beim Testen/Analysieren des Transportstreckenentwurfs vor dem Bau halfen. Während diese herkömmlichen CAD-Werkzeuge den Transportstreckenentwurf in hohem Maße dadurch vereinfachten, dass eine Lösung vorgesehen wurde, bei der viele der notwendigen Peripheriefunktionen nach dem Entwurf der Transportstrecke ausgeführt wurden, wie beispielsweise eine Auswertung, Kartographieren und Zeichnen des Entwurfs, waren sie nicht fortschrittlich genug, um den Transportstreckenentwurf zu gestalten oder zu entwickeln. Folglich, um das Vertrauen in komplizierte und hochspezialisierte manuelle Transportstreckenentwurfstechniken zu verringern, kann ein interaktives Software-Werkzeug zum Erstellen eines Transportstreckenentwurfs basierend auf benutzerdefinierten Entwurfsparametern erforderlich sein.
Wenigstens ein solches interaktives Software-Werkzeug für einen Streckenentwurf ist in der US-Patentanmeldung mit der Veröffentlichungsnummer 2002/0010569 („die '569-Veröffentlichung”) von Yamamoto beschrieben. Die '569-Veröffentlichung beschreibt ein softwarebasiertes Streckenentwurfssystem, das benutzerdefinierte Entwurfsbedingungen empfängt, einen Streckenentwurf in Übereinstimmung mit den Entwurfsbedingungen und jeglichen anwendbaren Fahrbahnentwurfsregeln und -anforderungen erstellt und eine dreidimensionale rechnergenerierte Wiedergabe des Streckenentwurfs ausgibt. Das softwarebasierte Streckenentwurfssystem kann auch mit mehreren Kundensystemen vernetzt sein, um mehreren Nutzern einen Zugang und ein Anwenden des Entwurfssystems über das Internet oder ein anderes gemeinsam genutztes Kommunikationsnetzwerk zu ermöglichen.
Obwohl einige herkömmliche Fahrbahnentwurfswerkzeuge, wie beispielsweise das in der '569-Veröffentlichung beschriebene, ein Softwaresystem zum Erstellen eines Fahrbahnentwurfs basierend auf benutzerdefinierten Fahrbahnentwurfsparametern vorsehen können, können sie verschiedene Nachteile aufweisen. Zum Beispiel können herkömmliche Softwareentwurfssysteme keine spezifischen Leistungsparameter einzelner Maschinen oder Maschinengruppen bei dem Fahrbahnentwurf berücksichtigen. Da viele Typen schwerer Maschinen spezifische Betriebsbereiche aufweisen, in denen sie am effizientesten arbeiten, können Transportstrecken, die mittels herkömmlicher, die Leistung der Maschinen nicht berücksichtigender Systeme entworfen sind, die Effizienz und das Arbeitsergebnis der Maschine einschränken.
Des Weiteren können viele Arbeitsumfelder Transportstrecken erfordern, die gestaltet sind, dass spezifische Leistungsziele erreicht werden. Zum Beispiel in Bergbauumgebungen, in denen der Kraftstoffverbrauch infolge erhöhter Kraftstoffpreise und/oder Emissionsanforderungen von Interesse ist, kann es vorteilhaft sein, eine Transportstrecke zu entwerfen, die der Minimierung des Kraftstoffverbrauchs von auf der Transportstrecke betriebenen Maschinen zuträglich ist. Allerdings, weil viele herkömmliche Fahrbahnentwurfssysteme, das in der '569-Veröffentlichung beschriebene System mit eingeschlossen, spezifische Leistungsparameter einzelner Maschinen oder Maschinengruppen nicht berücksichtigen können, können Transportstreckenkonstrukteure nicht in der Lage sein, zu bestimmen, ob ein Streckenentwurf tatsächlich den gewünschten Kraftstoffverbrauchsanforderungen einer bestimmten Maschinengruppe genügt.
Die vorliegend offenbarten Systeme und Verfahren zum Entwerfen einer Transportstrecke sind darauf gerichtet, wenigstens eines der oben dargelegten Probleme zu überwinden.
Zusammenfassung der Offenbarung
In Übereinstimmung mit einem Aspekt ist die vorliegende Offenbarung auf ein Verfahren zum Entwerfen einer Transportstrecke basierend auf einer Maschinenleistung gerichtet. Das Verfahren kann das Empfangen wenigstens eines Transportstreckenparameters und das Identifizieren wenigstens eines auf der Transportstrecke zu betreibenden Maschinentyps enthalten. Wenigstens ein dem wenigstens einen Maschinentyp zugeordneter Sollparameter kann ausgewählt werden, und die Leistung des wenigstens einen Maschinentyps kann simuliert werden, um einen Betriebswert, der dem wenigstens einen Sollbetriebsparameter entspricht, vorherzusagen. Der wenigstens eine Transportstreckenparameter kann angepasst werden, wenn der vorhergesagte Betriebswert sich nicht innerhalb eines Schwellenwertbereichs des entsprechenden Sollbetriebsparameters befindet.
Gemäß einem anderen Aspekt ist die vorliegende Offenbarung auf ein Verfahren zum individuellen Anpassen einer momentanen Neigung einer Transportstrecke basierend auf Leistungsdaten, die der wenigstens einen auf der Transportstrecke zu betreibenden Maschine zugeordnet sind, gerichtet. Das Verfahren kann das Festlegen eines Sollbetriebsparameters für die wenigstens eine Maschine und das Simulieren der Leistung der wenigstens einen Maschine durch Abändern eines der wenigstens einen Maschine zugeordneten effektiven Gesamtneigungswiderstands enthalten, um einen vorhergesagten Betriebswert für den Sollbetriebsparameter basierend auf der Simulation zu erzeugen. Ein effektiver Gesamtneigungswiderstandswert, der bewirkt, dass der vorhergesagte Betriebswert in einen Schwellenwertbereich des Sollbetriebsparameters fällt, kann identifiziert werden, und eine momentane Neigung, die dem effektiven Gesamtneigungswiderstandswert zugeordnet ist, kann bestimmt werden. Das Verfahren kann auch das Erzeugen einer Transportstreckenentwurfsauswertung beinhalten, die die simulierten Leistungsergebnisse und/oder die momentanen Neigungsdaten enthält.
In Übereinstimmung mit noch einem weiteren Aspekt ist die vorliegende Offenbarung auf ein Transportstreckenmanagementsystem gerichtet. Das System kann eine Eingabevorrichtung aufweisen, die ausgebildet ist, um wenigstens einen Transportstreckenparameter von einem Teilnehmer zu empfangen und um Leistungsdaten, die wenigstens einem auf der Transportstrecke zu betreibenden Maschinentyp zugeordnet sind, zu empfangen. Das System kann auch einen Leistungssimulator aufweisen, der kommunikationsmäßig mit der Eingabevorrichtung verbunden ist. Der Leistungssimulator kann ausgebildet sein, um einen Schwellenwertbereich festzulegen, der wenigstens einem Sollbetriebsparameter für den wenigstens einen Maschinentyp entspricht, und um einen Ausgangstransportstreckenentwurf basierend auf wenigstens einem Ausgangstransportstreckenparameter und/oder dem wenigstens einen Sollbetriebsparameter zu erstellen. Der Leistungssimulator kann auch ausgebildet sein, um die Leistung des wenigstens einen Maschinentyps unter Verwendung des Ausgangstransportstreckenentwurfs zu simulieren, um einen Betriebswert, der jedem des wenigstens einen Sollbetriebsparameters entspricht, vorherzusagen. Der wenigstens eine Transportstreckenparameter kann angepasst werden, um einen zweiten Transportstreckenentwurf zu erzeugen, wenn sich der vorhergesagte Betriebswert nicht in dem Schwellenwertbereich des entsprechenden Sollbetriebsparameters befindet.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
1 zeigt ein beispielhaftes Arbeitsumfeld in Übereinstimmung mit den offenbarten Ausführungsformen;
in 2 ist ein schematisches Diagramm vorhanden, das gewisse Komponenten, die dem Arbeitsumfeld aus 1 zugeordnet sind, zeigt;
in 3 ist ein Flussdiagram vorhanden, das ein beispielhaftes Verfahren zum Entwerfen einer Transportstrecke basierend auf einer simulierten Leistung wenigstens einer auf der Transportstrecke zu betreibender Maschine in Übereinstimmung mit gewissen offenbarten Ausführungsformen zeigt; und
in 4 ist ein Flussdiagramm vorhanden, das eine beispielhafte Ausführungsform zum individuellen Anpassen einer Transportstreckenneigung basierend auf Leistungsdaten, die von wenigstens einer auf der Transportstrecke zu betreibender Maschine erfasst sind, in Übereinstimmung mit gewissen offenbarten Ausführungsformen zeigt.
Detaillierte Beschreibung
1 zeigt ein beispielhaftes Arbeitsumfeld 100 in Übereinstimmung mit den offenbarten Ausführungsformen. Das Arbeitsumfeld 100 kann Systeme und Vorrichtungen aufweisen, die zusammenwirken, um eine gewerbliche oder industrielle Aufgabe, wie beispielsweise Bergabbau, Konstruktion, Energieforschung und/oder -erzeugung, Fertigung, Beförderung, Ackerbau oder jeglichen anderen Industrietypen zugeordnete Aufgabe, zu verrichten. Gemäß der beispielhaften in 1 gezeigten Ausführungsform kann das Arbeitsumfeld 100 eine Bergbauumgebung beinhalten, die wenigstens eine Maschine 120a, 120b aufweist, die mit einem Transportstreckenmanagementsystem 135 über ein Kommunikationsnetzwerk 130 verbunden ist. Das Arbeitsumfeld 100 kann ausgebildet sein, um dem Status, dem Zustand und der Leistung wenigstens einer Maschine 120a, 120b zugeordnete Informationen zu überwachen, zu erfassen und zu filtern und um die Informationen an wenigstens ein nachgestelltes System oder Einheit, wie beispielsweise ein Transportstreckenmanagementsystem 135 und/oder Teilnehmer 170, zu verteilen. Es ist angedacht, dass zusätzliche und/oder andere als diese oben aufgelisteten Komponenten in dem Arbeitsumfeld 100 enthalten sein können.
Wie in 1 gezeigt ist, können die Maschinen 120a, 120b wenigstens einen Bagger 120a und wenigstens eine Transportmaschine 120b beinhalten. Die Bagger 120a können jede Maschine verkörpern, die ausgebildet ist, um Material aus der Grube auszuheben und das Material auf wenigstens eine Transportmaschine 120b zu laden. Nicht-beschränkende Beispiele von Baggern 120a beinhalten zum Beispiel Erdbewegungsmaschinen eines Schaufeltyps, elektromagnetische Hebeeinrichtungen, Baggerlader, Bulldozer, etc. Die Transportmaschinen 120b können jede Maschine verkörpern, die ausgebildet ist, um Materialien innerhalb des Arbeitsumfelds 100 zu transportieren, wie beispielsweise Sattelschlepper, Muldenkipper oder jeder andere Lastkraftwagen, der zum Transportieren von Materialien angepasst ist. Die Anzahl, Größen und Typen der in 1 gezeigten Maschinen sind lediglich beispielhaft und beabsichtigen nicht, beschränkend zu sein. Entsprechend ist es angedacht, dass das Arbeitsumfeld 100 zusätzliche, weniger und/oder andere Komponenten als die oben aufgelisteten beinhalten kann. Zum Beispiel kann das Arbeitsumfeld 100 einen Kompaktlader, einen Traktor eines geführten Typs, ein Materialüberführungsfahrzeug oder jede andere geeignete stationäre oder mobile Maschine, die bei der Arbeit in dem Arbeitsumfeld 100 mitwirkt, beinhalten.
In einer Ausführungsform kann jede der Maschinen 120a, 120b eine bordeigene Datenerfassungs- und Kommunikationsausrüstung aufweisen, um wenigstens einer Komponente der Maschinen 120a, 120b zugeordnete Informationen zu überwachen, zu erfassen und/oder zu verteilen. Wie in 2 gezeigt ist, können die Maschinen 120a, 120b unter anderem jeweils wenigstens eine Überwachungseinrichtung 121, wie beispielsweise Sensoren oder elektronische Steuermodule, die mit wenigstens einem Datenkollektor 125 über Verbindungsleitungen 122 verbunden ist, wenigstens eine Sendeempfangseinrichtung (transceiver) 126 und/oder jegliche andere Komponenten zum Überwachen, Erfassen und Übermitteln von dem Betrieb der Maschinen 120a, 120b zugeordneten Informationen beinhalten. Jede der Maschinen 120a, 120b kann auch ausgebildet sein, Informationen, Warnsignale, Bedieneraufforderungen und andere Nachrichten oder Befehle von außerhalb der Maschine befindlichen Systemen, wie beispielsweise einem Transportstreckenmanagementsystem 135, zu empfangen. Die oben beschriebenen Komponenten sind beispielhaft und beabsichtigen nicht, beschränkend zu sein. Entsprechend denken die offenbarten Ausführungsformen jede der Maschinen 120a, 120b an, die zusätzliche und/oder andere Komponenten als die oben aufgelisteten aufweist.
Die Überwachungseinrichtungen 121 können jede Einrichtung zum Erfassen von wenigstens einer Maschine 120a, 120b zugeordneten Leistungsdaten beinhalten. Zum Beispiel können die Überwachungseinrichtungen 121 wenigstens einen Sensor zum Messen eines betriebsbedingten Parameters aufweisen, wie eine Motordrehzahl und/oder eine Maschinengeschwindigkeit und/oder einen Ort, einen Fluiddruck, eine Strömungsrate, eine Temperatur, einen Verschmutzungsgrad und/oder eine Viskosität eines Fluids, einen elektrischen Strom und/oder Spannungszustände, Fluidverbrauchsraten (d. h. von Kraftstoff, Öl, etc.), Belastungshöhen (d. h. der Nutzlastwert, der prozentuale Anteil der maximalen Nutzlastgrenze, die Nutzlastentwicklung, die Nutzlastverteilung, etc.), ein Getriebeübersetzungsverhältnis, einen Schlupf, etc., Förderwegsneigungs- und Traktionsdaten, ein Antriebsachsendrehmoment, Intervalle zwischen geplanten oder erfolgten Wartungs- und/oder Reparaturmaßnahmen und jeder andere betriebsbedingte Parameter der Maschinen 120a, 120b.
In einer Ausführungsform können die Transportmaschinen 120b jeweils wenigstens einen Drehmomentsensor 121a zum Überwachen eines auf die Antriebsachse aufgebrachten Drehmoments beinhalten. Alternativ kann der Drehmomentsensor 121a ausgebildet sein, einen Parameter, aus dem das Drehmoment auf die Antriebsachse berechnet oder abgeleitet werden kann, zu überwachen. Es ist angedacht, dass wenigstens eine Überwachungseinrichtung 121 ausgebildet sein kann, um gewisse umfeldbedingte Merkmale, die dem Arbeitsumfeld 100 zugeordnet sind, zu überwachen. Zum Beispiel kann wenigstens eine Maschine 120a, 120b einen Neigungsmesser zum Messen einer momentanen Neigung, die einer Oberfläche zugeordnet ist, über die sich die Maschine bewegt, beinhalten. Es ist auch angedacht, dass sich wenigstens eine Überwachungseinrichtung 121 der Erfassung von Maschinenpositionsdaten verschrieben hat. Zum Beispiel können die Maschinen 120a, 120b jeweils eine GPS-Ausrüstung zum Überwachen von der Maschine zugeordneten Positionsdaten (z. B. Breitengrad, Längengrad, Erhebung, etc.) beinhalten.
Der Datenkollektor 125 kann ausgebildet sein, um von der Überwachungseinrichtung 121 erfasste Leistungsdaten zu empfangen, zu erfassen, zu bündeln und/oder zu verteilen. Die Leistungsdaten, wie dieser Begriff hierin verwendet wird, beziehen sich auf jeden Datentyp, der wenigstens einen betriebsbedingten wenigstens einer Maschine 120 oder jeder ihrer einzelnen Komponenten oder Untersysteme zugeordneten Aspekt anzeigt. Nicht-beschränkende Beispiele von Leistungsdaten können zum Beispiel Zustandsinformationen beinhalten, wie beispielsweise der Kraftstofffüllstand, der Öldruck, die Motortemperatur, die Kühlflüssigkeitsrate, die Kühltemperatur, der Reifendruck oder jegliche andere Daten, die den Zustand wenigstens einer Komponente oder Untersystem der Maschinen 120a, 120b anzeigen. Alternativ und/oder zusätzlich können Leistungsdaten Statusinformationen beinhalten, wie beispielweise den Motorenergiestatus (z. B. Motorbetrieb, Leerlauf, Motoraus), die Motorbetriebsstunden, die Motordrehzahl, die Maschinengeschwindigkeit über Grund, die Maschinenposition und -erhebung, der momentane Gang, in dem die Maschine betrieben wird, oder jegliche andere Daten, die einen Status der Maschine 120 anzeigen. Optional können Leistungsdaten auch gewisse Arbeitsergebnisinformationen beinhalten, wie beispielsweise Arbeitsfortschrittsinformationen, ein Belastungs-Belastbarkeits-Verhältnis, die Schaltdauer, Transportstatistiken (Gewicht, Nutzlast, etc.), Kraftstoffeffizienz oder jegliche andere Daten, die ein Arbeitsergebnis der Maschine 120 anzeigen. Alternativ und/oder zusätzlich können die Leistungsdaten Steuersignale zum Steuern wenigstens eines Aspekts oder Komponente der Maschinen 120a, 120b beinhalten. Der Datenkollektor 125 kann Leistungsdaten aus wenigstens einer Überwachungseinrichtung über Verbindungsleitungen 122 während des Betriebs der Maschine empfangen.
Gemäß einer Ausführungsform kann der Datenkollektor 125 automatisch die empfangenen Daten über das Kommunikationsnetzwerk 130 an das Transportstreckenmanagementsystem 135 weiterleiten. Alternativ oder zusätzlich kann der Datenkollektor 125 die empfangenen Daten in einem Speicher über eine vorherbestimmte Zeitspanne für eine spätere Weiterleitung zu dem Transportstreckenmanagementsystem 135 speichern. Zum Beispiel, wenn ein Kommunikationskanal zwischen der Maschine und dem Transportstreckenmanagementsystem 135 zeitweise nicht zur Verfügung steht, können die Leistungsdaten für eine nachfolgende Weiterleitung abgerufen werden, wenn der Kommunikationskanal in Stand gesetzt worden ist.
Das Kommunikationsnetzwerk 130 kann jedes Netzwerk beinhalten, das eine Zwei-Wege-Kommunikation zwischen den Maschinen 120a, 120b und einem sich nicht an Bord befindlichen System, wie beispielsweise ein Transportstreckenmanagementsystem 135, vorsieht. Zum Beispiel kann das Kommunikationsnetzwerk 130 die Maschinen 120a, 120b kommunikationsmäßig mit dem Transportstreckenmanagementsystem 135 über eine drahtlose Netzwerkplattform, wie beispielsweise ein Satellitenkommunikationssystem, verbinden. Alternativ und/oder zusätzlich kann das Kommunikationsnetzwerk 130 wenigstens eine Breitbandkommunikationsplattform beinhalten, die geeignet ist, wenigstens eine Maschine 120a, 120b mit einem Transportstreckenmanagementsystem 135 kommunikationsmäßig zu verbinden, wie beispielsweise netzförmig, über Bluetooth, Mikrowelle, drahtlose Punkt-zu-Punkt-Verbindung, drahtlose Punkt-zu-Mehrpunkt-Verbindung, drahtlose Mehrpunkt-zu-Mehrpunkt-Verbindung und jede andere geeignete Kommunikationsplattform zum Vernetzen zahlreicher Komponenten. Obwohl das Kommunikationsnetzwerk 130 als ein drahtloses Satellitenkommunikationsnetzwerk gezeigt ist, ist es angedacht, dass das Kommunikationsnetzwerk 130 verdrahtete Netzwerke beinhalten kann, wie beispielsweise Ethernet, Faseroptik, Wellenleiter oder einen jeden anderen Typ eines verdrahteten Kommunikationsnetzwerks.
Das Transportstreckenmanagementsystem 135 kann wenigstens eine Hardwarekomponente und/oder Softwareanwendung beinhalten, die zusammenwirken, um die Ausführung einer Transportstrecke durch Überwachen, Analysieren, Optimieren und/oder Steuern der Leistung oder des Betriebs wenigstens einer einzelnen Maschine zu verbessern. Das Transportstreckenmanagementsystem 135 kann ein Zustandsüberwachungssystem 140 zum Erfassen, Verteilen, Analysieren und/oder anderweitigen Verwalten der Leistungsdaten, die von den Maschinen 120a, 120b erfasst werden, beinhalten. Das Transportstreckenmanagementsystem 135 kann auch einen Drehmomentkalkulator 150 zum Festlegen eines Antriebsachsendrehmoments, zum Abschätzen eines effektiven Gesamtneigungswiderstands, zum Berechnen eines Rollwiderstands und/oder zum Bestimmen anderer geeigneter Kennzahlen, die die Leistung einer Maschine oder einer Maschinenantriebseinheit anzeigen, beinhalten. Das Transportstreckenmanagementsystem 135 kann auch einen Leistungssimulator 160 zum Simulieren von leistungsbasierten Modelle von Maschinen, die in dem Arbeitsumfeld 100 arbeiten, und zum Anpassen von Betriebsparametern der Maschinen 120a, 120b und/oder von physikalischen Merkmalen der Transportstrecke beinhalten, um ein Arbeitsergebnis in einem Arbeitsumfeld zu verbessern.
Das Zustandsüberwachungssystem 140 kann jedes Berechnungssystem beinhalten, das ausgebildet ist, den Maschinen 120a, 120b zugeordnete Leistungsdaten zu empfangen, zu analysieren, weiterzuleiten und/oder zu verteilen. Das Zustandsüberwachungssystem 140 kann kommunikationsmäßig über das Kommunikationsnetzwerk 130 mit wenigstens einer Maschine 120 verbunden sein. Das Zustandsüberwachungssystem 140 kann einen zentralisierten Server und/oder eine zentralisierte Datenbank verkörpern, die angepasst sind, jeder der Maschinen 120a, 120b zugeordnete Leistungsdaten zu erfassen und zu verteilen. Einmal erfasst, kann das Zustandsüberwachungssystem 140 die Leistungsdaten nach Datentyp, Priorität, etc. klassifizieren und/oder filtern. Im Falle von kritischen Daten oder Daten mit hoher Priorität, kann das Zustandsüberwachungssystem 140 ausgebildet sein, „Notfall”-Meldungen oder „kritische” Meldungen wenigstens einem Arbeitsplatzmitarbeiter (z. B. ein Instandsetzungstechniker, ein Projektmanager, etc.) zu übermitteln, der die Maschinen identifiziert, die ein kritisches Ereignis erfahren haben. Zum Beispiel, sollte eine Maschine ausfallen, in einen unbefugten Arbeitsbereich eindringen oder einen kritischen Motorbetriebszustand aufweisen, kann das Zustandsüberwachungssystem 140 einem Projektmanager, einem Baustellenleiter, einem Schichtmeister, einem Maschinenbediener und/oder einem Instandsetzungstechniker eine Meldung (Textnachricht, Email, Anpiepen, etc.) übermitteln, die ein mögliches Problem mit der Maschine anzeigt.
Das Zustandsüberwachungssystem 140 kann Hardware- und/oder Softwarekomponenten beinhalten, die Prozesse in Übereinstimmung mit gewissen offenbarten Ausführungsformen ausführen. Zum Beispiel, wie in 2 gezeigt ist, kann das Zustandsüberwachungssystem 140 wenigstens eine Sendeempfangseinrichtung (transceiver) 126, eine zentrale Verarbeitungseinheit (CPU) 141, eine Kommunikationsschnittstelle 142, wenigstens eine computerlesbare Speichereinrichtung beinhalten, die Speichereinrichtungen 143, ein Arbeitsspeicher (RAM)-Modul 144, ein Lesespeicher (ROM)-Modul 145, eine Anzeigeneinheit 147 und/oder eine Eingabevorrichtung 148 aufweisen. Die oben beschriebenen Komponenten sind beispielhaft und beabsichtigen nicht, beschränkend zu sein. Es ist angedacht, dass das Zustandsüberwachungssystem 140 alternative und/oder zusätzliche Komponenten als die oben aufgelisteten beinhalten kann.
Die CPU 141 kann wenigstens ein Prozessor sein, die Anweisungen und Prozessdaten abarbeiten, um wenigstens einen Prozess in Übereinstimmung mit gewissen offenbarten Ausführungsformen durchzuführen. Zum Beispiel kann die CPU 141 eine Software anwenden, die das Zustandsüberwachungssystem 140 befähigt, Leistungsdaten von dem Datenkollektor 125 der Maschinen 120a, 120b anzufordern und/oder zu empfangen. Die CPU 141 kann auch eine Software anwenden, die erfasste Leistungsdaten in der Speichereinrichtung 143 speichert. Zusätzlich kann die CPU 141 eine Software anwenden, die das Zustandsüberwachungssystem 140 befähigt, von wenigstens einer Maschinen 120a, 120b erfasste Leistungsdaten zu analysieren, eine Diagnose- und/oder Prognoseanalyse durchzuführen, um mögliche Probleme mit der Maschine zu identifizieren, einen Maschinenbediener oder Teilnehmer 170 über jegliche mögliche Probleme zu verständigen und/oder kundenspezifische Betriebsanalysemeldungen, die Empfehlungen zum Verbessern der Maschinenleistung enthalten, vorzusehen.
Die CPU 141 kann mit einem gemeinsamen Informationsbus 146 verbunden sein, der ausgebildet sein kann, um ein Übertragungsmedium zwischen wenigstens einer dem Zustandsüberwachungssystem 140 zugeordneten Komponente vorzusehen. Zum Beispiel kann der gemeinsame Informationsbus 146 wenigstens eine Komponente zum Übertragen von Informationen zu mehreren Einrichtungen beinhalten. Die CPU 141 kann Sequenzen von Computerprogrammanweisungen, die in den computerlesbaren Mediumseinrichtungen, wie beispielsweise einer Speichereinrichtung 143, einem RAM 144 und/oder einem ROM 145, gespeichert sind, ausführen, um Verfahren in Übereinstimmung mit gewissen offenbarten Ausführungsformen, wie sie unten beschrieben werden, durchzuführen.
Die Kommunikationsschnittstelle 142 kann wenigstens ein Element beinhalten, das für eine Zwei-Wege-Datenkommunikation zwischen dem Zustandsüberwachungssystem 140 und Fernsystemen (z. B. den Maschinen 120a, 120b) über die Sendeempfangseinrichtung 126 ausgebildet ist. Zum Beispiel kann die Kommunikationsschnittstelle 142 wenigstens einen Modulator, Demodulator, Multiplexer, Demultiplexer, Netzwerkkommunikationseinrichtung, drahtlose Einrichtung, Antenne, Modem und jegliche andere Einrichtung beinhalten, die ausgebildet ist, um eine Zwei-Wege-Kommunikationsschnittstelle zwischen dem Zustandsüberwachungssystem 140 und den Fernsystemen oder -komponenten zu unterstützen.
Wenigstens eine computerlesbare Mediumseinrichtung kann Speichereinrichtungen 143, einen RAM 144, einen ROM 145 und/oder jede andere magnetische, elektronische, Flash- oder optische Daten computerlesbare Mediumseinrichtungen beinhalten, die ausgebildet sind, um Informationen, Anweisungen und/oder einen Programmcode, der von der CPU 141 des Zustandsüberwachungssystems 140 verwendet wird, zu speichern. Die Speichereinrichtungen 143 können magnetische Festplatten, optische Festplatten, Diskettenlaufwerke, Flash-Laufwerke oder jede andere solche Informationsspeichereinrichtung beinhalten. Eine Arbeitsspeicher (RAM)-Einrichtung 144 kann jede dynamische Speichereinrichtung zum Speichern von Informationen und Anweisungen durch die CPU 141 beinhalten. Der RAM 144 kann kurzzeitig Variablen oder andere Zwischeninformationen während der Ausführung von Anweisungen, die von der CPU 141 ausgeführt werden sollen, speichern. Während des Betriebs können manche oder alle Bereiche eines Betriebssystems (nicht gezeigt) in den RAM 144 geladen werden. Zusätzlich kann ein Lesespeicher (ROM)-Modul 145 jede statische Speichereinrichtung zum Speichern von Informationen und Anweisungen durch die CPU 141 beinhalten.
Das Zustandsüberwachungssystem 140 kann ausgebildet sein, um die jeder der Maschinen 120a, 120b zugeordneten Leistungsdaten zu analysieren. Gemäß einer Ausführungsform kann das Zustandsüberwachungssystem 140 eine Diagnosesoftware zum Analysieren von Leistungsdaten, die wenigstens einer Maschine 120a, 120b zugeordnet sind, basierend auf Schwellenwertstufen (die werkseingestellt, herstellerangefordert und/oder nutzerkonfiguriert sein können), die einer entsprechenden Maschine zugeordnet sind, beinhalten. Zum Beispiel kann die Diagnosesoftware, die dem Zustandsüberwachungssystem 140 zugeordnet ist, eine Motortemperaturmessung, die von einer einzelnen Maschine erhalten wird, mit einer vorher festgelegten Schwellenwertmotortemperatur vergleichen. Wenn die gemessene Motortemperatur die Schwellenwerttemperatur überschreitet, kann das Zustandsüberwachungssystem 140 einen Alarm erzeugen und den Maschinenbediener und/oder den Baustellenleiter und/oder den Instandsetzungstechniker und/oder den Lastverteiler und/oder jede andere geeignete Person oder Einheit verständigen.
In Übereinstimmung mit einer anderen Ausführungsform kann das Zustandsüberwachungssystem 140 ausgebildet sein, um das wenigstens einer der Maschinen 120a, 120b zugeordnete Arbeitsergebnis zu überwachen und zu analysieren. Zum Beispiel kann das Zustandsüberwachungssystem 140 eine Produktivitätssoftware zum Analysieren von wenigstens einer Maschine 120a, 120b zugeordneten Leistungsdaten basierend auf benutzerdefinierten Arbeitsergebnisschwellenwerten, die einer entsprechenden Maschine zugeordnet sind, beinhalten. Die Produktivitätssoftware kann ausgebildet sein, um den jeder Maschine 120a, 120b zugeordneten Produktivitätsgrad zu überwachen und eine Produktivitätsmeldung für einen Projektmanager, einen Maschinenbediener, einen Instandsetzungstechniker oder jede andere Einheit, die dem Bediener angeschlossen sein kann oder Produktivitätsdaten bearbeiten kann (z. B. eine Personalabteilung, eine Bedienerschulung und ein Zertifizierungsbereich, etc.), erzeugen. Gemäß einer beispielhaften Ausführungsform kann die Produktivitätssoftware einen einer Maschine zugeordneten Produktivitätsgrad (z. B. eine Materialmenge, die von einer bestimmten Maschine bewegt wird) mit einer vorher festgelegten Produktivitätsquote, die für die entsprechende Maschine festgelegt ist, vergleichen. Wenn der Produktivitätsgrad geringer als die vorher festgelegte Quote ist, kann eine Produktivitätsmeldung erzeugt und dem Maschinenbediener und/oder Projektmanager übermittelt werden und zeigt dabei die Produktivitätsunzulänglichkeit der Maschine auf.
Das Zustandsüberwachungssystem 140 kann mit wenigstens einem nachgestellten System (back-end systems) datenmäßig in Verbindung stehen und kann ausgebildet sein, um gewisse Leistungsdaten an diese Systeme für eine weitere Analyse zu verteilen. Zum Beispiel kann das Zustandsüberwachungssystem 140 kommunikationsmäßig mit einem Drehmomentkalkulator 150 verbunden sein und kann ausgebildet sein, den Drehmomentkalkulator 150 mit der Maschinenantriebsachse zugeordneten Leistungsdaten zu versehen. Alternativ oder zusätzlich kann das Zustandsüberwachungssystem 140 mit einem Leistungssimulator 160 datenmäßig in Verbindung stehen und kann ausgebildet sein, den Leistungssimulator 160 mit Leistungsdaten für eine weitere Analyse zu versehen. Obwohl der Drehmomentkalkulator 150 und der Leistungssimulator 160 als eigenständige System, die sich außerhalb des Zustandsüberwachungssystems 140 befinden, gezeigt sind, ist es angedacht, dass der Drehmomentkalkulator 150 und/oder der Leistungssimulator 160 als ein Untersystem des Zustandsüberwachungssystem 140 enthalten sein kann.
Der Drehmomentkalkulator 150 kann ein Hardware- oder ein Softwaremodul beinhalten, das ausgebildet ist, um gewisse Leistungsdaten von dem Zustandsüberwachungssystem 140 zu empfangen/erfassen und basierend auf den empfangenen Leistungsdaten ein Antriebsachsendrehmoment, das wenigstens einer Maschine 120a, 120b zugeordnet ist, zu bestimmen. Der Drehmomentkalkulator 150 kann ausgebildet sein, ein Antriebsachsendrehmoment basierend auf Leistungsdaten, die von dem Drehmomentsensor 121a erfasst sind, zu bestimmen. Alternativ oder zusätzlich kann das Antriebsachsendrehmoment basierend auf den Leistungsdaten und den bekannten Entwurfsparametern der Maschine abgeschätzt werden. Zum Beispiel kann der Drehmomentkalkulator 150 basierend auf einer Motorbetriebsdrehzahl und dem Betriebsgang auf eine elektronische Nachschlagetabelle zugreifen und das Antriebsachsendrehmoment der Maschine bei einem bestimmten Nutzlastgewicht unter Verwendung der Nachschlagetabelle abschätzen.
Ist einmal ein geschätztes Maschinenantriebsachsendrehmoment bestimmt, kann der Drehmomentkalkulator 150 einen effektiven Gesamtneigungswiderstand für die wenigstens eine Maschine abschätzen. Zum Beispiel kann der Drehmomentkalkulator 150 den Wert eines effektiven Gesamtneigungswiderstands (TEG) wie folgt abschätzen: TEG = RPGMW – MAAG (Gleichung 1)wobei sich RP auf die Maschinenfelgenzugkraft bezieht, sich GMW auf das Maschinengesamtgewicht bezieht, sich MA auf die Beschleunigung der Maschine bezieht und sich AG auf die momentane Neigung des Geländes, auf dem die Maschine betrieben wird, bezieht. Das Maschinengesamtgewicht und die Maschinenbeschleunigung können überwacht werden, indem eine bordseitige Datenüberwachungseinrichtung 121 verwendet wird. Die momentane Neigung kann basierend auf überwachten der Maschine zugeordneten GPS-Daten abgeschätzt werden. Zum Beispiel kann die momentane Neigung auf der Grundlage von Breitengrad, Längengrad und Erhebung der Maschine, die aus Präzisions-GPS-Daten erhalten werden, die von der bordeigenen GPS-Ausrüstung erfassten werden, bestimmt werden. Gemäß einer Ausführungsform kann die momentane Neigung durch Berechnen eines Verhältnisses zwischen der vertikalen Änderung der Position (basierend auf den Erhebungsdaten, die den GPS-Daten zugeordnet sind) und der horizontalen Änderung der Position (basierend auf Breitengrad- und Längengraddaten, die den GPS-Daten zugeordnet sind) bestimmt werden. Alternativ oder zusätzlich kann die momentane Neigung unter Verwendung einer bordeigenen Datenüberwachungseinrichtung, wie beispielsweise, einem Neigungsmesser, berechnet werden. Die Felgenzugkraft kann wie folgt bestimmt werden: RP = DAT × LPTR × PTETDRR (Gleichung 2)wobei sich DAT auf das Drehmoment, das auf die Maschinenantriebsachse ausgeübt wird, sich LPTR auf den niedrigeren Kraftübertragungsminderungsfaktor bezieht, sich PTE auf die Effizienz der Kraftübertragung bezieht und sich TDRR auf den dynamischen Rollradius des Reifens bezieht. Die niedrigere Kraftübertragungsreduzierung kann durch Überwachen eines Drehzahlbereichswechsels während der Echtzeitberechnung der Felgenzugkraft bestimmt werden. Die Kraftübertragungseffizienz kann basierend auf Echtzeitleistungsdaten, die von der Maschine erfasst werden, berechnet werden. Der dynamische Rollradius kann basierend auf einem überwachten Reifendruck, der Geschwindigkeit und dem Maschinengesamtgewicht abgeschätzt werden.
Ist der effektive Gesamtneigungswiderstand bestimmt worden, kann der Drehmomentkalkulator 150 einen Rollwiderstand, der wenigstens einer der Maschinen 120a, 120b zugeordnet ist, bestimmen. Ein Rollwiderstandswert kann wie folgt berechnet werden: RR = TEG – (AG + EL) (Gleichung 3)wobei sich EL auf den Effizienzverlust der Maschine bezieht. Der Effizienzverlust kann als die Differenz zwischen Eingangsenergieeffizienz und Ausgangsenergieeffizienz abgeschätzt werden, die basierend auf empirischen Testdaten, wie insbesondere die Motorbetriebsdrehzahlen und Lastbedingungen, abgeschätzt werden. Wie erläutert, kann die momentane Neigung basierend auf Berechnungen, die den erfassten GPS-Daten zugeordnet sind, bestimmt werden und/oder unter Verwendung eines bordeigenen Neigungsmessers überwacht werden.
Der Leistungssimulator 160 kann ausgebildet sein, die Leistung der Maschinen 120a, 120b unter diversen betriebsbedingten oder umfeldbedingten Voraussetzungen zu simulieren. Basierend auf den simulierten Leistungsergebnissen kann der Leistungssimulator 160 wenigstens eine Maschinenbetriebsbedingung (z. B. Geschwindigkeit, Ganganwahl, Motordrehzahl, etc.) und/oder Transportstreckenparameter (z. B. momentane Neigung, Rollwiderstand, Oberflächendichte, Oberflächenreibung, etc.) bestimmen, um eine gewünschte Leistung der Maschinen 120a, 120b und/oder eine gewünschte Ausführung des Arbeitsumfelds 100 zu erhalten.
Der Leistungssimulator 160 kann jeder Typ eines Berechnungssystems sein, das eine komponenten- oder maschinensimulierende Software beinhaltet. Die simulierende Software kann ausgebildet sein, um ein analytisches Model, das einer Maschine oder jeder ihrer einzelnen Komponenten entspricht, basierend auf empirischen Daten, die aus einem Echtzeitbetrieb der Maschine erfasst sind, aufzubauen. Ist das Modell einmal aufgebaut, kann der Leistungssimulator 160 das Model unter spezifischen Betriebsbedingungen (z. B. Lastbedingungen, Umfeldbedingungen, Geländebedingungen, Transportstreckenentwurfsbedingungen, etc.) analysieren und simulierte Leistungsdaten der Maschine basierend auf spezifischen Bedingungen erzeugen.
Gemäß einer Ausführungsform kann der Leistungssimulator 160 optimale jeder der Maschinen 120a, 120b zugeordnete Entwurfsmodelle beinhalten. Diese optimalen Modelle können elektronisch simuliert sein, um optimale Leistungsdaten (d. h. Daten, die auf der Leistung der Maschine, wie entworfen, basieren (unter optimalen Betriebsbedingungen)) zu erzeugen. Die Fachleute werden erkennen, dass, da eine Maschine altert, der Maschine zugeordnete Komponenten beginnen können, ein nicht-optimales Verhalten infolge von normalem Verschleiß, Beanspruchung und/oder Zerstörung der Maschine während des Betriebs an den Tag zu legen. Um realistischere Leistungssimulationen in Übereinstimmung mit diesen nicht-optimalen Zuständen vorzusehen, können die optimalen Modelle basierend auf momentanen Leistungsdaten, die von den Maschinen 120a, 120b erfasst werden, bearbeitet werden, und folglich momentane oder empirische Modelle einer entsprechenden Maschine und/oder ihrer einzelnen Komponenten erzeugen.
Der Leistungssimulator 160 kann auch momentane leistungsbasierte Modelle beinhalten, die jeder der Maschinen 120a, 120b zugeordnet sind. Ähnlich den oben beschriebenen optimalen Entwurfsmodellen können diese leistungsbasierten Modelle elektronisch simuliert sein, um die Leistung und das Arbeitsergebnis der Maschine unter vielfältigen momentanen Betriebsbedingungen vorherzusagen. Allerdings kann der Leistungssimulator, im Gegensatz zu den oben beschriebenen optimalen Modellen, ausgebildet sein, um die leistungsbasierten Modelle basierend auf spezifischen Betriebsbedingungen, die für jede Maschine einzigartig sind, zu erzeugen. Der Leistungssimulator 160 kann ein momentanes Model eines Schleppers 120b unter vielfältigen Maschinenbetriebsbedingungen simulieren, um eine Geschwindigkeit, eine Drehmomentausgabe, eine Motorzustand, eine Kraftstoffverbrauchsrate, eine Bewältigungszeitdauer der Transportstrecke, etc., die jeder simulierten Bedingung zugeordnet sind, zu bestimmen. Alternativ oder zusätzlich kann der Leistungssimulator 160 ausgebildet sein, um das momentane Model des Schleppers 120b unter vielfältigen physikalischen Bedingungen (z. B. Neigungsgrade, Reibungsgrade, Laufruhe, Dichte, Härte, Nässegehalt, etc.), die der Transportstreckenoberfläche zugeordnet sind, zu simulieren, um Transportstreckenparameter zu identifizieren, die bewirken, dass wenigstens eine Maschine in einem gewünschten Schwellenwertbetriebsbereich arbeitet. Als solches kann der Leistungssimulator 160 Bergleute und Transportstreckenkonstrukteure mit einer Lösung zum individuellen Anpassen eines Transportstreckenentwurfs basierend auf momentanen Leistungsdaten, die wenigstens einer darauf zu betreibenden Maschine zugeordnet sind, versehen.
Der Leistungssimulator 165 kann ausgebildet sein, Transportstreckenparameter 155, die einem perspektivischen Transportstreckenentwurf zugeordnet sind, zu empfangen. Zum Beispiel kann der Leistungssimulator 165 vor dem Entwurf einer Transportstrecke für eine zukünftige Bergbauumgebung wenigstens einen Transportstreckenparameter 155 von einem Teilnehmer 170 erhalten. Die Transportstreckenparameter 155 können jeden Parameter beinhalten, der beim Entwerfen der Transportstrecke verwendet werden kann, wie beispielsweise einen Transportstreckenstartpunkt (z. B. bei einem Erzlagerort), einen Transportstreckenendpunkt (z. B. bei einer Transport- oder Bearbeitungseinrichtung), eine Ausgangstransportstreckenneigung, einen vorläufige Transportstreckenverlauf, ein Transportstreckenbudget oder jeden anderen Parameter, der durch den Teilnehmer 170 beim Entwerfen der Transportstrecke festgelegt werden kann.
Der Leistungssimulator 160 kann ausgebildet sein, um es den Nutzern zu ermöglichen, die optimalen und/oder leistungsbasierten Softwaremodelle, die wenigstens einer Maschine unter vielfältigen Transportstreckenentwurfsbedingungen entsprechen, zu simulieren. Zum Beispiel kann der Leistungssimulator 160 unter Verwendung eines einem Schlepper zugeordneten Softwaremodels den Betrieb des Schleppers bei vielfachen Transportstreckenneigungen durch Verändern des effektiven Gesamtneigungswiderstands und/oder des Rollwiderstands, den der Schlepper aufweist, simulieren. Unter Verwendung der obigen Gleichungen kann der Leistungssimulator eine momentane Neigung, die jedem effektiven Gesamtneigungswiderstand und/oder dem Rollwiderstandswert, den der Schlepper aufweist, entspricht, bestimmen und kann Tendenzen in der Maschinenleistung basierend auf Streckenneigungen, die dem einen oder den mehreren Transportstreckenentwürfen zugeordnet sind, erkennen. Die Teilnehmer 170 können eine momentane Neigung für einen Transportstreckenentwurf durch Erkennen der prozentualen Neigung, bei der die simulierte Leistung der Maschine gewünschte Leistungscharakteristika ausführt, auswählen. Zum Beispiel kann der Leistungssimulator 160 in Bergbauumgebungen, in denen das Minimieren eines Kraftstoffverbrauchs Priorität hat, die Transportstreckenneigung erkennen, die bewirkt, dass die Maschine die geringste Menge an Treibstoff verbraucht. Alternativ und/oder zusätzlich kann der Leistungssimulator 160 in Bergbauumgebungen, in denen das Einschränken von Maschinenwartungs- und Reparaturkosten durch Verlängern der Lebensdauer der Komponenten entscheidend ist, die Transportstreckenneigung erkennen, die den geringsten Betrag an Beanspruchung und Belastungskräften auf die Antriebseinheit der Maschine bewirkt.
Zusätzlich zu der Transportstreckenneigung kann der Leistungssimulator 160 auch angepasst sein, einen Betrieb des Schleppers unter anderen Transportstreckenbedingungen zu simulieren. Zum Beispiel kann die Rollreibung durch den Reifen- und/oder Übertragungsschlupf, der jeweils von der Oberflächendichte der Transportstrecke, dem Nässegrad und der Reibung abhängt, beeinflusst sein. Entsprechend kann der Leistungssimulator 160 die Leistung wenigstens einer Maschine durch Abändern der Höhe des Rollwiderstands, den die Maschine aufweist, simulieren, um einen gewünschten Leistungsgrad der Maschine zu erkennen.
Ist einmal eine gewünschte Maschinenleistung und ein Rollwiderstandswert, der der gewünschten Leistung zugeordnet ist, erkannt worden, kann der Leistungssimulator 160 wenigstens einen Transportstreckenentwurf erstellen, der mit der gewünschten Maschinenleistung und dem Rollwiderstand übereinstimmt. Zum Beispiel kann der Leistungssimulator 160 eine bestimmte Transportstreckenoberflächendichte, eine Reibung und einen maximal zulässigen Nässegrad für eine Transportstreckenneigung bestimmen, die bewirken, dass die Maschine der gewünschten Maschinenleistung in Bezug auf eine bestimmte Transportstreckenneigung genügt. Diese Parameter können abhängig von dem gewünschten Neigungsgrad der Maschine angepasst werden. Folglich, da der Neigungsgrad ansteigt und sich dadurch die Möglichkeit des Reifen- und/oder Übertragungsschlupfes erhöht, können die Transportstreckenoberflächendichte, die Reibung und der maximal zulässige Nässegrad angepasst werden, um den Anstieg des Neigungsgrades auszugleichen.
Der Leistungssimulator 160 kann ausgebildet sein, die Kosten/Nutzen-Verhältnisse zwischen den unterschiedlichen Transportstreckenentwürfen festzusetzen. Zum Beispiel kann das Ansteigen der Transportstreckenneigung die erforderliche Länge der Transportstrecke verringern, möglicherweise die Transportstreckenkonstruktions- und Wartungskosten reduzieren. Das Ansteigen der Neigung der Transportstrecke kann allerdings infolge der erhöhten Belastung und Beanspruchung, die sich an der Maschinenantriebseinheit einstellen kann, zu erhöhten Maschinenwartungs- und Reparaturkosten führen. Ferner, weil der Reifen- und Übertragungsschlupf bei steilen Neigungen vorherrschender sein kann, können Einsparungen von Transportstreckenkonstruktionskosten als Folge der verringerten Länge der Transportstrecke durch Kostenerhöhungen, die den Transportstreckenanpassungen zugeordnet sind, die auf das Reduzieren von Schlupf gerichtet sind (z. B. durch Erhöhen der Transportstreckenoberflächendichte, Erhöhen der Transportstreckenentwässerung, um den Nässeüberschuss im Boden einzuschränken, etc.), aufgehoben sein. Der Leistungssimulator 160 kann mögliche Kosten/Nutzen, die jeglichen unterschiedlichen Transportstreckenentwürfen zugeordnet sind, zusammentragen.
Der Leistungssimulator 160 kann auch eine Diagnose- und/oder Prognosesoftwarewerkzeug beinhalten, das ein momentanes Maschinenmodel (d. h. Modelle, die aus momentanen Maschinendaten erhalten oder gestaltet werden) simuliert, um einen Komponentenfehler vorherzusagen und/oder die verbleibende Lebensdauer einer einzelnen Komponente oder eines Untersystems der Maschine abzuschätzen. Zum Beispiel kann der Leistungssimulator 160 basierend auf Leistungsdaten, die dem Motor und/oder dem Getriebe zugeordnet sind, die verbleibende Lebensdauer des Motors, der Antriebseinheit, des Differenzials oder anderer Komponenten oder Untersysteme der Maschine vorhersagen. Entsprechend kann der Leistungssimulator 160 vorhersagen, wie Änderungen in wenigstens einem Transportstreckenparameter die Lebensdauer wenigstens einer dieser Komponenten beeinflussen. Zum Beispiel kann der Leistungssimulator 160 abschätzen, dass, wenn die Neigung eines bestimmten Transportstreckenabschnitts um 1,5% reduziert wird und sich dadurch die Beanspruchung des Motors, des Getriebes und/oder der Antriebseinheit reduziert, sich die verbleibende Lebensdauer der Antriebseinheit um 15% erhöhen kamt. Der Leistungssimulator 160 kann diese Daten regelmäßig einem Bergarbeiter, einem Projektmanager, einem Maschinenbediener und/oder einer Wartungsabteilung des Arbeitsumfelds 100 melden.
Gemäß einer beispielhaften Ausführungsform kann wenigstens das Zustandsüberwachungssystem 140 und/oder der Leistungssimulator 160 ausgebildet sein, Tendenzen in den Leistungsdaten, die Bereichen der Transportstrecke zugeordnet sind, zu überwachen. Zum Beispiel kann der Leistungssimulator 160 ausgebildet sein, einen effektiven Gesamtneigungswiderstand, der der wenigstens einen auf einer Transportstrecke betriebenen Maschine zugeordnet ist, in Echtzeit zu überwachen. Unter der Verwendung von Präzisions-GPS-Daten kann der Leistungssimulator 160 die effektiven Gesamtneigungswiderstandsdaten in Echtzeit einer bestimmten Position der Maschine zuordnen, wenn die effektiven Gesamtneigungswiderstandsdaten erfasst wurden. Der Leistungssimulator 160 kann ausgebildet sein, Tendenzen in den überwachten effektiven Gesamtneigungswiderstandsdaten zu erkennen und diese mit einem bestimmten Bereich des Transportwegs in Beziehung zu setzen, um mögliche Probleme des Transportwegs, die die Leistung wenigstens einer Maschine unnötig einschränken können, zu erkennen.
Gemäß einem anderen Beispiel kann der Leistungssimulator 160 ausgebildet sein, wenigstens einer Maschine 120a, 120b zugeordnete Leistungsunzulänglichkeiten infolge von Transportstreckenbedingungen durch Festlegen, wann die Maschinen 120a, 120b eine übermäßige Anzahl von Drehzahlbereichswechseln während eines Transportstreckenbetriebs durchführen, zu ermitteln. Der Leistungssimulator 160 kann ausgebildet sein, die Anzahl der wenigstens einer Maschine 120a, 120b zugeordneten Drehzahlbereichswechsel (z. B. Hinunterschaltungen, Hochschaltungen, etc.), die bestimmten Bereichen des Transportwegs entsprechen, zu überwachen und aufzuzeichnen. Der Leistungssimulator 160 kann ausgebildet sein, eine durchschnittliche Anzahl von Drehzahlbereichswechseln, die wenigstens einem Transportwegabschnitt zugeordnet sind, zu berechnen. Der Leistungssimulator 160 kann Abschnitte des Transportwegs erkennen, die eine durchschnittliche Anzahl von Drehzahlbereichswechseln aufweisen, die eine für eine weitere Leistungssimulation und/oder -analyse Schwellenwertakzeptable Höhe überschreiten.
Der Leistungssimulator 160 kann ausgebildet sein, Ergebnisse der Leistungssimulation(en) und/oder der Transportstreckenentwurfsdaten auszugeben. Zum Beispiel kann der Leistungssimulator 160 Leistungssimulationsergebnisse und/oder Transportstreckenentwurfsdaten über die Anzeige 147, die dem Zustandsüberwachungssystem 140 zugeordnet ist, ausgeben. Alternativ und/oder zusätzlich kann der Leistungssimulator 160 eine Transportstreckenentwurfsauswertung 165, die dem Arbeitsumfeld 100 zugeordnet ist, erstellen. Die Transportstreckenentwurfsauswertung 165 kann Leistungssimulationsergebnisse beinhalten, die den verschiedenen effektiven Gesamtneigungswiderstandshöhen und/oder den Rollwiderstandswerten während der Simulationen entsprechen. Die Transportstreckenentwurfsauswertung 165 kann auch jegliche Kosten/Nutzen-Daten für jeden Transportstreckenentwurf, der von dem Leistungssimulator 160 erstellt wird, beinhalten. Die Kosten/Nutzen-Daten können historisch oder auf Daten basieren, die aus früheren Transportstreckenentwurfsprojekten erfasst sind. Der Leistungssimulator 160 kann ausgebildet sein, die Transportstreckenentwurfsauswertung 165 an wenigstens einen Teilnehmer 170 zu verteilen.
Der Leistungssimulator 160 kann die Transportstreckenentwurfsauswertung 165 an wenigstens einen vorgesehenen Teilnehmer 170 der Transportstreckenentwurfsdaten leiten. Die Teilnehmer 170 können zum Beispiel Transportstreckenentwurfskunden beinhalten, wie beispielsweise Projektmanager, Bergwerksinhaber oder jede andere Person oder Einheit, die zum Empfangen der Transportstreckenentwurfsauswertung 165 vorgesehen sein kann.
Es ist angedacht, dass das Zustandsüberwachungssystem 140 und/oder der Drehmomentkalkulator 150 und/oder der Leistungssimulator 160 als ein einziges, integriertes Softwarepaket oder Hardwaresystem beinhaltet sein kann. Alternativ oder zusätzlich können diese Systeme getrennte, eigenständige Module verkörpern, die ausgebildet sind, um zu interagieren oder zusammen zu wirken, um den Betrieb wenigstens eines der anderen Systeme zu vereinfachen. Zum Beispiel ist es angedacht, obwohl der Drehmomentkalkulator 150 als ein eigenständiges, von dem Leistungssimulator 160 getrenntes System gezeigt und beschrieben ist, dass der Drehmomentkalkulator 150 als ein Softwaremodul ausgebildet sein kann, um auf demselben Computersystem wie der Leistungssimulator 160 zu arbeiten.
Die Prozesse und Verfahren in Übereinstimmung mit den offenbarten Ausführungsformen können eine sich wechselseitig beeinflussende Lösung vorsehen, die die Datenerfassungsfähigkeiten eines angeschlossenen Arbeitsplatzes wirksam mit der Maschinenleistungssimulationssoftware einsetzt, um eine Transportstrecke basierend auf der Leistung wenigstens einer auf der Transportstrecke zu betreibender Maschine zu entwerfen. Das vorliegend offenbarte Transportstreckenentwurfssystem kann eine Lösung vorsehen, die es Bergarbeitern ermöglicht, einen Transportstreckenentwurf basierend auf gewissen gewünschten Entwurfsprioritäten sowie den spezifischen Betriebskenngrößen der auf der Transportstrecke zu betreibenden Maschinen individuell anzupassen. Demzufolge können Bergarbeiter, die die hierin beschriebenen Systeme und Verfahren anwenden, die Transportstreckenentwürfe anpassen, um effektiver den Zielen der spezifischen Maschinenleistung und der Transportwegsarbeitsergebnisse zu genügen. 3 bzw. 4 zeigen Flussdiagramme 300 bzw. 400, die jeweils ein beispielhaftes Verfahren für einen Transportstreckenentwurf aufzeigen, der unter Verwendung des Transportstreckenmanagementsystems 135 implementiert werden kann.
3 zeigt ein Flussdiagramm 300, das ein beispielhaftes Verfahren zum Entwerfen einer Transportstrecke basierend auf einer Maschinenleistung aufzeigt. Das Verfahren kann auf den Empfang von Transportstreckenparametern 155 von einem Teilnehmer 170 hin beginnen. (Schritt 310). Gemäß einer Ausführungsform kann der Leistungssimulator 160 eine Schnittstelle vorsehen, die es dem Teilnehmer 170 ermöglicht, wenigstens einen Transportstreckenparameter einzugeben oder zu definieren. Der Leistungssimulator 160 kann eine grafische Schnittstelle vorsehen, die eine interaktive Checkliste an wenigstens einem gängigen Transportstreckenentwurfsparameter beinhaltet, der von dem Nutzer ausgewählt werden kann. Wie oben festgestellt, können die Transportstreckenparameter jeden gewünschten dem Entwurf der Transportstrecke zugeordneten Parameter beinhalten. Nicht beschränkende Beispiele von Transportstreckenparametern beinhalten GPS-Koordinaten, die einem Transportstreckenstartpunkt oder -endpunkt zugeordnet sind, eine Ausgangstransportstreckenneigung, einen vorläufigen Transportstreckenverlauf und/oder -länge, ein Transportstreckenbudget, eine wenigstens einer Maschine zugeordnete Transportstreckenbewältigungszeitdauer oder jeden anderen Parameter, der von dem Teilnehmer 170 beim Entwerfen der Transportstrecke festgelegt werden kann.
Der Leistungssimulator 160 kann ausgebildet sein, einen Ausgangstransportstreckenentwurf basierend auf von dem Teilnehmer 170 vorgesehenen Ausgangstransportstreckenparametern zu erstellen. Zum Beispiel kann der Leistungssimulator 160 basierend auf den GPS-Daten, die den Transportstreckenstart- und -endpunkten entsprechen, einen Ausgangstransportstreckenentwurf erstellen. Der Ausgangstransportstreckenentwurf kann eine Ausgangstransportstreckenneigung, -verlauf, -länge, -oberflächendichte, Bodennässegrad, durchschnittliche Betriebsgeschwindigkeit, etc. beinhalten. Dieser Ausgangstransportstreckenentwurf kann als der Startpunkt für die Transportstreckenentwurfssimulationen dienen.
Ist einmal wenigstens ein Transportstreckenparameter festgelegt worden, kann wenigstens ein auf der Transportstrecke zu betreibender Typ Maschine identifiziert werden (Schritt 320). Zum Beispiel kann der Leistungssimulator 160 den Nutzer auffordern, einen Typ und eine Anzahl auf der Transportstrecke zu betreibender Maschinen aus einer Liste von Maschinen, die gewöhnlich in Bergbauumgebungen betrieben werden, auszuwählen. Alternativ kann es der Leistungssimulator 160 dem Teilnehmer 170 ermöglichen, wenigstens eine Maschine durch Hochladen von Leistungsdaten, die wenigstens einer momentanen auf der Transportstrecke zu betreibenden Maschine zugeordnet sind, zu identifizieren.
Der Leistungssimulator 160 kann einen Nutzer auffordern, wenigstens einen Sollbetriebsparameter für jede der wenigstens einen auf der Transportstrecke zu betreibenden Maschine auszuwählen (Schritt 330). Der Sollbetriebsparameter, wie dieser Ausdruck hierin verwendet wird, bezieht sich auf jede Maschine oder Transportstreckenparameter, dessen Wert als ein Bezugswert zum Analysieren von Leistungssimulationsergebnissen festgesetzt werden kann. Zum Beispiel kann der Sollbetriebsparameter wenigstens eine aus einer Kraftstoffsverbrauchshöhe, einer Treibhausgasemissionshöhe, einer Wegbewältigungszeitdauer, einer Komponentenlebensdauer, einem Rollwiderstand, einem effektiven Gesamtneigungswiderstand, einer Motordrehzahl oder einer Geschwindigkeit der Maschine über Grund beinhalten. Gemäß einer Ausführungsform kann der Leistungssimulator 160 den Teilnehmer 170 mit einer Auflistung von jeder Maschine zugeordneten Leistungsparametern versehen. Der Teilnehmer 170 kann wenigstens einen Leistungsparameter der Maschine auswählen und dabei den ausgewählten Parameter als einen Sollparameter in dem Leistungssimulator 160 kennzeichnen. Der Teilnehmer 170 kann einen Schwellenwertakzeptablen Bereich für jeden gekennzeichneten Sollparameter festsetzen. Diese Sollparameter und die zugeordneten Schwellenwertbereiche können von dem Leistungssimulator 160 als ein bestimmter Annäherungspunkt während der Maschinenleistungssimulationen verwendet werden, um anzuzeigen, dass eine gewünschte Maschinen- oder Transportstreckenleistungsbedingung erfüllt worden ist. Zum Beispiel kann ein Nutzer den Kraftstoffverbrauch als den Sollbetriebsparameter kennzeichnen und einen Schwellenwertakzeptablen Bereich für den Kraftstoffverbrauch der Maschine während des Betriebs auf der Transportstrecke spezifizieren. Entsprechend kann der Leistungssimulator 160 iterativ eine Maschinenleistung simulieren und Transportstreckenentwurfsparameter anpassen, bis die Transportstreckenparameter ausgewählt worden sind, die bewirken, dass die vorhergesagte Kraftstoffverbrauchsrate in den Schwellenwertakzeptablen Bereich fällt.
Sind einmal Sollparameter und Schwellenwertbereiche, die den Sollparametern zugeordnet sind, festgelegt worden, kann der Leistungssimulator 160 die Leistung der Maschinen, die um auf der Transportstrecke betrieben zu werden ausgewählt worden sind, simulieren und einen Betriebswert, der jedem Sollbetriebsparameter entspricht, vorhersagen (Schritt 340). In Anlehnung an das obige Beispiel kann der Leistungssimulator 160 die Leistung der wenigstens einen Maschine unter den Ausgangstransportstreckenentwurfsparametern simulieren und kann eine Kraftstoffverbrauchsrate, die jeder der auf der Transportstrecke zu betreibenden Maschinen zugeordnet ist, vorhersagen.
Der Leistungssimulator kann den vorhergesagten Betriebswert mit dem Sollbetriebswert vergleichen, um zu bestimmen, ob die Transportstreckenentwurfsparameter förderlich sind, um die gewünschte Leistung der Maschinen und/oder der Transportstrecke zu erreichen (Schritt 350). Genauer, wenn sich der vorhergesagte Betriebswert, der jedem der Sollbetriebsparameter entspricht, in dem von dem Teilnehmer 170 festgesetzten Schwellenwertbereich befindet und dadurch anzeigt, dass die ausgewählten Transportstreckenparameter mit den benutzerdefinierten Leitungsparametern übereinstimmen, kann der Leistungssimulator 160 den Teilnehmer 170 mit den simulierten Leistungsergebnisse und/oder den Transportstreckenparametern versehen (Schritt 355).
Wenn, auf der anderen Seite der vorhergesagte Betriebswert, der dem Sollbetriebsparameter entspricht, nicht mit dem vorgesehenen Schwellenwertbereich zusammenfällt und dadurch anzeigt, dass die Transportstreckenentwurfsparameter nicht den benutzerdefinierten Leistungsrichtlinien genügen, kann der Leistungssimulator 160 wenigstens einen der Transportstreckenparameter anpassen (Schritt 360). Gemäß einer beispielhaften Ausführungsform kann der Leistungssimulator 160 eine adaptive Annäherungssoftware beinhalten, die Tendenzen aus vergangenen Simulationen wiedererkennt und automatisch bestimmt, welcher (welche) Transportstreckenparameter den größten Einfluss darauf haben können, dass den gewünschten Leistungsbezugsgrößen genügt wird. Sind die Transportstreckenparameter einmal angepasst worden, kann der Prozess zu Schritt 340 fortschreiten, um den Betrieb der Maschinen unter angepassten Transportstreckenentwurfsparametern erneut zu simulieren. Es ist angedacht, dass die Schritte 340–360 wiederholt werden können, bis die Leistungsanforderungen, die den benutzerdefinierten Sollparametern zugeordnet sind, erfüllt sind.
4 zeigt ein Flussdiagramm 400, das ein beispielhaftes Verfahren zum Bestimmen einer momentanen einer Transportstrecke zugeordneten Neigung basierend auf momentanen Leistungsdaten, die wenigstens einer auf der Transportstrecke zu betreibenden Maschine zugeordnet sind, aufzeigt. Das Verfahren kann das Festsetzen eines Sollbetriebsparameters für die wenigstens eine Maschine enthalten (Schritt 410). Wie oben festgestellt, kann der Leistungssimulator 160 den Teilnehmer 170 mit einer Liste an Betriebsparametern, die einer einzelnen Maschine zugeordnet sind, versehen. Der Leistungssimulator 160 kann wenigstens einen Betriebsparameter, der von dem Teilnehmer 170 ausgewählt ist, ermitteln und kann diese Parameter als Sollbetriebsparameter kennzeichnen. Der Leistungssimulator 160 kann auch einen Teilnehmer 170 auffordern, einen zugeordneten Schwellenwertbereich zu bestimmen, der jedem Sollbetriebsparameter entspricht.
Sind die Sollbetriebsparameter und die entsprechenden Schwellenwertbereiche einmal bestimmt, kann die Leistung der wenigstens einen Maschine simuliert werden (Schritt 420). Gemäß einer beispielhaften Ausführungsform kann der Leistungssimulator 160 die Leistung der wenigstens einen Maschine durch Verändern eines effektiven Gesamtneigungswiderstands, den die wenigstens eine Maschine aufweist, simulieren und die Leistung der Maschine bei jedem simulierten effektiven Gesamtneigungswiderstandswert überwachen.
Der Leistungssimulator 160 kann einen vorhergesehenen Betriebswert für den Sollbetriebsparameter basierend auf der Simulation erzeugen (Schritt 430). Zum Beispiel, wenn der Teilnehmer 170 die Lebensdauer der Transportstreckenantriebseinheit als den Sollbetriebsparameter kennzeichnete, kann der Leistungssimulator 160 eine Antriebseinheitslebensdauer für jede der wenigstens einen Maschine basierend auf der simulierten Leistung der entsprechenden Maschine vorhersagen.
Der Leistungssimulator 160 kann einen effektiven Gesamtneigungswiderstandswert identifizieren, der bewirkt, dass der vorhergesagte Betriebswert in einen Schwellenwertbereich der Sollbetriebsparameter fällt (Schritt 440). In Anlehnung an das obige Beispiel kann der Leistungssimulator 160 einen effektiven Gesamtneigungswiderstand identifizieren, der bewirkt, dass die Antriebseinheitslebensdauer in einen von dem Teilnehmer 170 festgelegten Schwellenwertlebensdauerbereich fällt.
Ist einmal ein akzeptabler effektiver Gesamtneigungswiderstandswert identifiziert worden, kann der Leistungssimulator 160 einen momentanen Neigungswert bestimmen/berechnen, der dem effektiven Gesamtneigungswiderstandswert entspricht (Schritt 450). Zum Beispiel kann die momentane Neigung unter Verwendung der Gleichung 1 für einen gegebenen effektiven Gesamtneigungswiderstand, ein Maschinengewicht, eine Maschinenbeschleunigung und eine Felgenzugkraft bestimmt/berechnet werden. Der Leistungssimulator 160 kann danach eine Transportstreckenentwurfsauswertung 165 erstellen und wenigstens einen Teilnehmer 170 mit der Entwurfsauswertung versehen (Schritt 460). Wie erklärt, kann die Transportstreckenentwurfsauswertung 165 eine simulierte Maschinenleistung unter mehreren effektiven Gesamtneigungswiderstandswerten und momentanen Neigungsdaten, die jedem der effektiven Gesamtneigungswiderstandswerte zugeordnet sind, beinhalten.
Gewerbliche Anwendbarkeit
Die Verfahren und Systeme, die den offenbarten Ausführungsformen zugeordnet sind, sehen eine Lösung für das Entwerfen einer Transportstrecke basierend auf spezifischen benutzerdefinierten Transportstreckenparametern und Leistungszielen vor. Die hierin beschriebenen Systeme und Verfahren ermöglichen es Nutzern auch, vorgeschlagene Transportstreckenabänderungen durch Simulieren von leistungsbasierten Maschinenmodellen zu testen, um die Wirkung des Transportstreckenentwurfs auf die Leistung der Maschine(n) zu bestimmen. Die Arbeitsumfelder, die die hierin beschriebenen Prozesse und Merkmale anwenden, sehen ein System vor, das die Teilnehmer befähigt, Transportstreckenparameter festzulegen und Transportstreckenentwürfe basierend auf den Transportstreckenparametern und momentanen Maschinenleistungsdaten effektiv zu gestalten. Demzufolge kann jeder Transportstreckenentwurf auf die spezifischen Maschinenleistungsziele des Teilnehmers basierend auf der Leistung der spezifischen auf der Transportstrecke zu betreibenden Maschinen zugeschnitten sein.
Obwohl die offenbarten Ausführungsformen in Bezug auf das Verbessern von Transportstreckenbedingungen in Bergbauumgebungen beschrieben sind, können sie in jeder Umgebung angewandt werden, in der es vorteilhaft sein kann, einen Streckenverlauf basierend auf der Leistung der darauf zu betreibenden Maschinen zu entwerfen. Gemäß einer Ausführungsform kann das vorliegend offenbarte System und Verfahren zum Verbessern der Transportstreckenbedingungen als Teil einer angeschlossenen Arbeitsplatzumgebung ausgeführt sein, die einem Maschinenpark zugeordnete Leistungsdaten überwacht und mögliche Probleme mit den Maschinen in dem Maschinenpark feststellt. Demzufolge können die hierin beschriebenen Systeme und Verfahren ein integriertes System zum Überwachen einer Leistung wenigstens einer Maschine und zum Entwerfen von Transportstrecken basierend auf der Leistung der spezifischen auf einer Transportstrecke zu betreibenden Maschinen vorsehen.
Die vorliegend offenbarten Systeme und Verfahren zum Entwerfen einer Transportstrecke können verschiedene Vorteile haben. Zum Beispiel sehen die hierin beschriebenen Systeme und Verfahren eine Lösung zum automatischen Erstellen und Testen von Transportstreckenentwürfen basierend auf Leistungsdaten, die wenigstens einer spezifischen auf der Transportstrecke zu betreibenden Maschine zugeordnet sind, vor. Demzufolge kann der Transportstreckenentwurf spezifisch zugeschnitten sein, um zu der tatsächlichen Leistung der wenigstens einen darauf zu betreibenden Maschine zu führen.
Zusätzlich kann das vorliegend offenbarte Transportstreckenentwurfssystem signifikante Kostenvorteile aufweisen. Zum Beispiel befähigt das vorliegend offenbarte System durch Simulieren einer Leistung wenigstens einer Maschine basierend auf den entworfenen Transportstreckenparametern den Nutzer, sicher zu stellen, dass der vorgeschlagene Entwurf den Sollleistungsanforderungen genügt, bevor die Konstruktion der Transportstrecke beginnt, wenn Abwandlungen des Entwurfs die Konstruktionskosten und Verzögerungen erheblich erhöhen können.
Es wird den Fachleuten ersichtlich sein, dass verschiedene Abwandlungen und Änderungen an den offenbarten Systemen und Verfahren zum Entwerfen einer Transportstrecke vorgenommen werden können, ohne von dem Umfang der Offenbarung abzuweichen. Weitere Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung werden den Fachleuten aus der Berücksichtigung der Spezifikation und durch Anwendung der vorliegenden Offenbarung ersichtlich. Es ist angedacht, dass die Spezifikation und die Beispiele lediglich als beispielhaft anzusehen sind, wobei der wahre Umfang der vorliegenden Offenbarung durch die nachfolgenden Ansprüche und ihre Äquivalente gezeigt wird.
Zusammenfassung
SYSTEME UND VERFAHREN ZUM ENTWERFEN EINER TRANSPORTSTRECKE
Ein Verfahren zum Entwerfen einer Transportstrecke basierend auf einer Maschinenleistung enthält das Empfangen wenigstens eines Transportstreckenparameters (310) und das Identifizieren wenigstens eines auf der Transportstrecke zu betreibenden Maschinentyps (320). Das Verfahren beinhaltet auch das Auswählen wenigstens eines dem wenigstens einen Maschinentyp zugeordneten Sollbetriebsparameters (330) und das Simulieren der Leistung des wenigstens einen Maschinentyps, um einen Betriebswert, der dem wenigstens einen Sollbetriebsparameter entspricht, vorherzusagen (340). Wenn der vorhergesagte Betriebswert sich nicht in einem Schwellenwertbereich des entsprechenden Sollbetriebsparameters befindet, wird wenigstens ein Transportstreckenparameter angepasst (360).

Claims

Verfahren zum Entwerfen einer Transportstrecke basierend auf einer Maschinenleistung, wobei das Verfahren enthält: Empfangen wenigstens eines Transportstreckenparameters (310), Identifizieren wenigstens eines auf der Transportstrecke zu betreibenden Maschinentyps (320), Auswählen wenigstens eines dem wenigstens einen Maschinentyp zugeordneten Sollbetriebsparameters (330), Simulieren einer Leistung des wenigstens einen Maschinentyps zum Vorhersagen eines Betriebswerts, der dem wenigstens einen Sollbetriebsparameter entspricht (340), und Anpassen des wenigstens einen Transportstreckenparameters, wenn der vorhergesagte Betriebswert sich nicht in einem Schwellenwertbereich des entsprechenden Sollbetriebsparameters befindet (360).
Verfahren nach Anspruch 1, ferner enthaltend das Ausgeben der simulierten Leistungsdaten.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei der wenigstens eine Transportstreckenparameter den Ort eines Transportstreckenstartpunkts und/oder den Ort eines Transportstreckenendpunkts und/oder die Transportstreckenneigung und/oder den Transportstreckenrollwiderstand beinhaltet.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei der wenigstens eine Sollbetriebsparameter die Kraftstoffverbrauchshöhe und/oder die Fahrstreckenbewältigungszeitdauer und/oder die Komponentenlebensdauer und/oder den Rollwiderstand und/oder den effektiven Gesamtneigungswiderstand und/oder die Motordrehzahl und/oder die Geschwindigkeit der Maschine über Grund beinhaltet.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Simulieren der Leistung des wenigstens einen Maschinentyps beinhaltet: Erzeugen eines Ausgangstransportstreckenentwurfs basierend auf wenigstens einem Ausgangstransportstreckenparameter und/oder dem wenigstens einen Sollbetriebsparameter, Simulieren der Leistung des wenigstens einen Maschinentyps basierend auf dem Ausgangstransportstreckenentwurf zum Vorhersagen eines Betriebswerts, der dem wenigstens einen Sollbetriebsparameter entspricht, und Erzeugen eines zweiten Transportstreckenentwurfs, wenn der vorhergesagte Betriebswert sich nicht in dem Schwellenwertbereich des entsprechenden Sollbetriebsparameters befindet.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Simulieren der Leistung des wenigstens einen Maschinentyps das Simulieren der Leistung des wenigstens einen Maschinentyps basierend auf momentanen Leistungsdaten, die dem wenigstens einen mindestens einen Maschinentyp zugeordnet sind, beinhaltet.
Transportstreckenmanagementsystem (135) mit: einer Eingabevorrichtung (148), die ausgebildet ist zum: Empfangen wenigstens eines Transportstreckenparameters von einem Teilnehmer (170), Empfangen von Leistungsdaten, die dem wenigstens einen auf der Transportstrecke zu betreibenden Maschinentyp (120a, 120b) zugeordnet sind, einem Leistungssimulator (160), der kommunikationsmäßig mit der Eingabevorrichtung verbunden ist und ausgebildet ist zum: Festsetzen eines Schwellenwertbereichs, der wenigstens einem Sollbetriebsparameter für den wenigstens einen Maschinentyp entspricht, Erstellen eines Ausgangstransportstreckenentwurfs basierend auf wenigstens einem Transportstreckenparameter und/oder dem wenigstens einen Sollbetriebsparameter, Simulieren der Leistung des wenigstens einen Maschinentyps unter Verwendung des Transportstreckenentwurfs zum Vorhersagen eines jedem des wenigstens einen Sollbetriebsparameters entsprechenden Betriebswerts, und Anpassen des wenigstens einen Transportstreckenparameters zum Erstellen eines zweiten Transportstreckenentwurfs, wenn der vorhergesagte Betriebswert sich nicht in dem Schwellenwertbereich des entsprechenden Sollbetriebsparameters befindet.
System nach Anspruch 7, wobei der Leistungssimulator ferner ausgebildet ist, den Teilnehmer mit den simulierten Leistungsergebnissen und/oder den angepassten Transportstreckenparametern zu versehen.
System nach Anspruch 7, wobei der wenigstens eine Transportstreckenparameter den Ort eines Transportstreckenstartpunkts und/oder den Ort eines Transportstreckenendpunkts und/oder die Transportstreckenneigung und/oder den Transportstreckenrollwiderstand beinhaltet.
System nach Anspruch 7, wobei der wenigstens eine Sollbetriebsparameter die Kraftstoffverbrauchshöhe und/oder die Fahrstreckenbewältigungszeitdauer und/oder die Komponentenlebensdauer und/oder den Rollwiderstand und/oder den effektiven Gesamtneigungswiderstand und/oder die Motordrehzahl und/oder die Geschwindigkeit der Maschine über Grund beinhaltet.