DE112019000552T5

DE112019000552T5 - Arbeitsanalyse-vorrichtung und arbeitsanalyse-verfahren

Info

Publication number: DE112019000552T5
Application number: DE112019000552.9T
Authority: DE
Inventors: Shintaro Hamada; Minami Sugimura
Original assignee: Komatsu Ltd
Current assignee: Komatsu Ltd
Priority date: 2018-03-19
Filing date: 2019-03-12
Publication date: 2020-10-08
Also published as: WO2019181666A1; JP2019163625A; US20210025141A1; JP7137328B2; CN111788362A; CN111788362B

Abstract

Eine Einheit für Erfassung von Zustands-Daten ist so ausgeführt, dass sie Zustands-Daten erfasst, die einen Zustand einer Arbeitsmaschine anzeigen. Eine Arbeitsspezifikations-Einheit ist so ausgeführt, dass sie auf Basis der erfassten Zustands-Daten eine Klassifikation einer Arbeitseinheit spezifiziert, die Arbeit angibt, mit der eine Arbeitsaufgabe für die Arbeitsmaschine ausgeführt wird, und eine Klassifikation eines Arbeitselementes spezifiziert, das eine Reihe von Vorgängen oder Arbeiten nach Zweck klassifiziert angibt, wobei die Reihe von Vorgängen oder Arbeiten die Arbeitseinheit bilden. Eine Ausgabe-Einheit ist so ausgeführt, dass sie die spezifizierte Klassifikation der Arbeitseinheit und die spezifizierte Klassifikation des Arbeitselementes ausgibt.

Description

Technisches Gebiet
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Arbeitsanalyse-Vorrichtung und ein Arbeitsanalyse-Verfahren für eine Arbeitsmaschine.
Die vorliegende Anmeldung beansprucht die Priorität der japanischen Patentanmeldung Nr. 2018-051800 , die am 19. März 2018 in Japan eingereicht wurde, und ihr Inhalt wird hier aufgenommen.
Technischer Hintergrund
Es ist eine Technologie bekannt, mit der Arbeit einer Arbeitsmaschine bewertet wird, indem Informationen über Arbeitsvorgänge der Arbeitsmaschine gesammelt werden. Das Patentdokument 1 offenbart eine Technologie, mit der ein Arbeitsinhalt einer Arbeitsmaschine auf der Grundlage zeitabhängiger Änderungen verschiedener Betriebs-Variablen in Abhängigkeit von einem Betriebszustand der Arbeitsmaschine bewertet wird.
Dokumente nach dem Stand der Technik
Patentdokumente
[Patentdokument 1] Ungeprüfte japanische Patentanmeldung, Erstveröffentlichungs-Nr. 2014-214566
Zusammenfassung der Erfindung
Mit der Erfindung zu lösende Probleme
Wenn Fähigkeiten eines Bedieners beurteilt und bewertet werden und Arbeit analysiert wird, wird Arbeit einer Arbeitsmaschine vorzugsweise aus verschiedenen Blickwinkeln analysiert. Wenn beispielsweise ein Aushub-und-Lade-Arbeitsvorgang bewertet wird, können durch Spezifizieren von Arbeiten im Zusammenhang mit dem Aushub-und-Lade-Arbeitsvorgang Informationen zur Verbesserung gewonnen werden.
Ein Zweck der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine Arbeitsanalyse-Vorrichtung und ein Arbeitsanalyse-Verfahren zu schaffen, die vielschichtige Analyse von Arbeit einer Arbeitsmaschine ermöglichen.
Mittel zum Lösen des Problems
Eine Arbeitsanalyse-Vorrichtung gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung enthält eine Einheit für Erfassung von Zustands-Daten, die so ausgeführt ist, dass sie Zustands-Daten erfasst, die einen Zustand einer Arbeitsmaschine anzeigen, sowie eine Arbeitsspezifikations-Einheit, die so ausgeführt ist, dass sie auf der Grundlage der erfassten Zustands-Daten eine Klassifikation einer Arbeitseinheit spezifiziert, die Arbeit zum Ausführen einer Arbeitsaufgabe für die Arbeitsmaschine anzeigt, und eine Klassifikation eines Arbeitselementes spezifiziert, das ein Element ist, das die Arbeitseinheit bildet, und eine Reihe von Vorgängen oder Arbeiten nach Zweck klassifiziert angibt.
Vorteilhafte Effekte der Erfindung
Gemäß dem oben genannten Aspekt wird es einem Verantwortlichen ermöglicht, auf der Grundlage von Informationen, die sich auf die Arbeitseinheit und das Arbeitselement beziehen, die durch die Arbeitsanalyse-Vorrichtung spezifiziert werden, eine vielschichtige Analyse von Arbeit einer Arbeitsmaschine durchzuführen.
Figurenliste

1 ist eine Ansicht, die schematisch eine Konfiguration eines Arbeitsanalyse-Systems gemäß einer Ausführungsform zeigt.
2 ist eine Perspektivansicht, die einen Aufbau eines Hydraulikbaggers gemäß einer ersten Ausführungsform zeigt.
3 ist ein schematisches Blockdiagramm, das eine Konfiguration einer Kennzeichnungs-Vorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform zeigt.
4 ist ein schematisches Blockdiagramm, das eine Konfiguration einer Arbeitsanalyse-Vorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform zeigt.
5 ist ein Schema, das ein Beispiel für eine Heat Map zeigt, die Klassifikationen von Arbeit anzeigt.
6 ist ein Schema, das ein Beispiel für ein Aufschlüsselungsdiagramm zeigt, das eine Aufschlüsselung einer Klassifikation von Arbeit anzeigt.
7 ist ein Schema, das ein Beispiel eines Diagramms zeigt, das eine Aufschlüsselung von Arbeitselementen für jeden Aushub-und-Beladungs-Vorgang zeigt.
8 ist ein Schema, das ein Beispiel eines Diagramms zeigt, das eine Beladungs-Frequenz für jeden Aushub-und-Beladungs-Vorgang zeigt.
9 ist ein Flussdiagramm, das einen Lernprozess der Arbeitsanalyse-Vorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform zeigt.
10 ist ein Flussdiagramm, das ein Verfahren für Arbeitsanalyse der Arbeitsanalyse-Vorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform zeigt.

Ausführungsweise der Erfindung
Gesamtaufbau
1 ist eine Ansicht, die schematisch ein Beispiel eines Arbeitsanalyse-Systems gemäß einer Ausführungsform zeigt.
Ein Zustandsanalyse-System schließt eine Arbeitsmaschinen 100, eine Arbeitsanalyse-Vorrichtung 300 und eine Kennzeichnungs-Vorrichtung 200 ein.
Die Arbeitsmaschine 100 ist ein Objekt von Arbeitsanalyse durch die Arbeitsanalyse-Vorrichtung 300. Beispiele für die Arbeitsmaschine 100 schließen einen Hydraulikbagger, einen Radlader und dergleichen ein. In der ersten Ausführungsform wird der Hydraulikbagger als ein Beispiel für die Arbeitsmaschine 100 beschrieben. Die Arbeitsmaschine 100 ist mit einer Vielzahl von Sensoren sowie mit einer Bilderzeugungs-Vorrichtung versehen, und Informationen, die sich auf Messwerte jedes Sensors beziehen, sowie ein Bewegtbild werden zu der Arbeitsanalyse-Vorrichtung 300 übertragen.
Die Kennzeichnungs-Vorrichtung 200 erzeugt Kennzeichnungs-Daten, in denen das in der Arbeitsanalyse-Vorrichtung 300 gespeicherte Bewegtbild mit einer Kennzeichnung versehen ist, die eine Klassifikation von Arbeit der Arbeitsmaschine 100 zu diesem Zeitpunkt anzeigt. Das heißt, bei den Kennzeichnungs-Daten handelt es sich um eine Zeitreihe von Kennzeichnungen, die die Klassifikationen von Arbeit anzeigen.
Die Arbeitsanalyse-Vorrichtung 300 gibt ein Bild aus, das die Klassifikationen von Arbeit der Arbeitsmaschine 100 auf Basis eines Modells anzeigt, das auf Basis der von der Arbeitsmaschine 100 empfangenen Informationen und der von der Kennzeichnungs-Vorrichtung 200 empfangenen Kennzeichnungs-Daten gelernt wurde. Beim Betrachten des von der Arbeitsanalyse-Vorrichtung 300 ausgegebenen Bildes kann ein Benutzer Einsicht in die Arbeit der Arbeitsmaschine 100 erhalten.
Hydraulikbagger
2 ist eine perspektivische Ansicht, die einen Aufbau des Hydraulikbaggers gemäß einer ersten Ausführungsform zeigt.
Die Arbeitsmaschine 100 enthält ein Fahrgestell 110, einen von dem Fahrgestell 110 getragenen Schwenkkörper 120 sowie eine Arbeitsausrüstung 130, die mit Hydraulikdruck betätigt wird und von dem Schwenkkörper 120 getragen wird. Der Schwenkkörper 120 wird von dem Fahrgestell 110 so getragen, dass der Schwenkkörper 120 sich um einen Drehmittelpunkt herum drehen kann.
Das Fahrgestell 110 schließt Endlos-Raupenketten 111, die sich an der linken und der rechten Seite befinden, sowie zwei Fahr-Motoren 112 ein, die jede Endlos-Raupenkette 111 antreiben.
Die Arbeitsausrüstung 130 schließt einen Ausleger 131, einen Stiel 132, einen Löffel 133, einen Auslegerzylinder 134, einen Stielzylinder 135 sowie einen Löffelzylinder 136 ein.
Ein hinteres Ende des Auslegers 131 ist über einen Auslegerbolzen P1 an dem Schwenkkörper 120 angebracht.
Der Stiel 132 verbindet den Ausleger 131 und den Löffel 133. Ein hinteres Ende des Stiels 132 ist über einen Stielbolzen P2 an einem vorderen Ende des Auslegers 131 angebracht.
Der Löffel 133 enthält Zähne zum Ausheben von Erde und dergleichen sowie eine Aufnahme-Einheit zum Aufnehmen des Erdaushubs. Ein hinteres Ende des Löffels 133 ist über einen Löffelbolzen P3 an einem vorderen Endabschnitt des Stiels 132 angebracht. Der Löffel 133 kann ein Löffel zum Nivellieren, beispielsweise ein Böschungslöffel, oder eine Schaufel sein, die die Aufnahme-Einheit nicht enthält. Die Arbeitsausrüstung 130 kann anstelle des Löffels 133 einen Hammer zum Aufbringen einer Brechkraft mittels Schlagen oder ein anderes Anbaugerät, beispielsweise einen Greifer zum Greifen eines Objekts, enthalten.
Der Auslegerzylinder 134 ist ein Hydraulikzylinder zum Betätigen des Auslegers 131. Ein hinteres Ende des Auslegerzylinders 134 ist an dem Schwenkkörper 120 angebracht. Ein vorderes Ende des Auslegerzylinders 134 ist an dem Ausleger 131 angebracht.
Der Stielzylinder 135 ist ein Hydraulikzylinder zum Antreiben des Stiels 132. Ein hinteres Ende des Stielzylinders 135 ist an dem Ausleger 131 angebracht. Ein vorderes Ende des Stielzylinders 135 ist an dem Stiel 132 angebracht.
Der Löffelzylinder 136 ist ein Hydraulikzylinder zum Antreiben des Löffels 133. Ein hinteres Ende des Löffelzylinders 136 ist an dem Stiel 132 angebracht. Ein vorderes Ende des Löffelzylinders 136 ist an dem Löffel 133 angebracht.
Der Schwenkkörper 120 schließt ein Führerhaus 121 ein, in dem ein Fahrer sitzt. Das Führerhaus 121 befindet sich vor dem Schwenkkörper 120 und an der linken Seite der Arbeitsausrüstung 130.
Der Schwenkkörper 120 schließt einen Motor 122, eine Hydraulikpumpe 123, ein Steuerventil 124, einen Schwenk-Motor 125, eine Bedienungs-Vorrichtung 126, eine Bilderzeugungs-Vorrichtung 127 und eine Vorrichtung 128 zum Sammeln von Daten ein. In einer anderen Ausführungsform kann die Arbeitsmaschine 100 über ein Netzwerk ferngesteuert oder automatisch betrieben werden. In diesem Fall muss die Arbeitsmaschine 100 nicht das Führerhaus 121 und die Bedienungs-Vorrichtung 126 einschließen.
Der Motor 122 ist eine Antriebsmaschine, die die Hydraulikpumpe 123 antreibt.
Die Hydraulikpumpe 123 wird von dem Motor 122 angetrieben und führt jedem Antriebsglied (dem Auslegerzylinder 134, dem Stielzylinder 135, dem Löffelzylinder 136, dem Fahr-Motor 112 und dem Schwenk-Motor 125) über das Steuerventil 124 Hydrauliköl zu.
Das Steuerventil 124 steuert eine Strömungsmenge des von der Hydraulikpumpe 123 zugeführten Hydrauliköls.
Der Schwenk-Motor 125 wird mit dem von der Hydraulikpumpe 123 über das Steuerventil 124 zugeführte Hydrauliköl angetrieben und schwenkt den Schwenkkörper 120.
Die Bedienungs-Vorrichtung 126 besteht aus zwei Hebeln, die sich im Inneren des Führerhauses 121 befinden. Die Bedienungs-Vorrichtung 126 nimmt Befehle entgegen, die eine Betätigung zum Anheben und eine Betätigung zum Absenken des Auslegers 131, eine Betätigung zum Drücken und eine Betätigung zum Ziehen des Stiels 132, eine Aushub-Betätigung und eine Auskipp-Betätigung des Löffels 133, eine Betätigung zum nach rechts gerichteten Schwenken und eine Betätigung zum nach links gerichteten Schwenken des Schwenkkörpers 120 sowie eine Vorwärtsfahrt-Betätigung und eine Rückwärtsfahrt-Betätigung des Fahrgestells 110 betreffen. Das heißt, die nach vorn gerichtete Betätigung des rechten Bedienhebels entspricht einem Befehl zum Absenken des Auslegers 131. Die nach hinten gerichtete Betätigung eines rechten Bedienhebels entspricht einem Befehl zum Anheben des Auslegers 131. Die nach rechts gerichtete Betätigung des rechten Bedienhebels entspricht einem Befehl zum Auskippen für den Löffel 133. Die nach links gerichtete Betätigung des rechten Bedienhebels entspricht einem Aushub-Befehl für den Löffel 133. Die nach vorn gerichtete Betätigung des linken Bedienhebels entspricht einem Befehl zum Anziehen des Stiels 132. Die nach hinten gerichtete Betätigung des linken Bedienhebels entspricht einem Befehl zum Ausdrücken des Stiels 132. Die nach rechts gerichtete Betätigung des linken Bedienhebels entspricht einem Befehl für einen nach rechts gerichteten Drehvorgang des Schwenkkörpers 120. Die nach links gerichtete Betätigung des linken Bedienhebels entspricht einem Befehl für einen nach links gerichteten Drehvorgang des Schwenkkörpers 120.
Das Öffnen eines mit jedem Stellglied des Steuerventils 124 verbundenen Strömungsweges wird entsprechend einer Neigung der Bedienungs-Vorrichtung 126 gesteuert. Die Bedienungs-Vorrichtung 126 weist ein Ventil auf, das die Strömungsmenge eines Vorsteuer-Hydrauliköls beispielsweise entsprechend der Neigung ändert, und das Vorsteuer-Hydrauliköl steuert das Öffnen des Steuerventils 124 durch Betätigen des Steuerkolbens des Steuerventils 124.
Die Bilderzeugungs-Vorrichtung 127 befindet sich in einem oberen Teil des Führerhauses 121. Die Bilderzeugungs-Vorrichtung 127 nimmt ein Bewegtbild der Arbeitsausrüstung 130 auf, das ein vor der Kabine 121 befindliches Bild ist. Das von der Bilderzeugungs-Vorrichtung 127 aufgenommene Bewegtbild wird zusammen mit einem Zeitstempel in der Vorrichtung 128 zum Sammeln von Daten gespeichert.
Die Vorrichtung 128 zum Sammeln von Daten sammelt Erfassungswerte von einer Vielzahl in der Arbeitsmaschine 100 enthaltener Sensoren und speichert die Erfassungswerte in Verbindung mit dem Zeitstempel. Die Vorrichtung 128 zum Sammeln von Daten überträgt auch die Zeitreihe der von der Vielzahl von Sensoren gesammelten Erfassungswerte und das von der Bilderzeugungs-Vorrichtung 127 aufgenommene Bewegtbild zu der Arbeitsanalyse-Vorrichtung 300. Die Erfassungswerte der Sensoren und das Bewegtbild sind Beispiele für Zustands-Daten, die einen Zustand der Arbeitsmaschine 100 anzeigen. Die Vorrichtung 128 zum Sammeln von Daten ist ein Computer, der einen Prozessor, einen Hauptspeicher, einen Speicher und eine Schnittstelle enthält, die nicht abgebildet sind. Ein Speicher der Vorrichtung 128 zum Sammeln von Daten speichert ein Programm zum Sammeln von Daten. Der Prozessor der Vorrichtung 128 zum Sammeln von Daten liest das Programm zum Sammeln von Daten aus dem Speicher, dekomprimiert es in dem Hauptspeicher und führt entsprechend dem Programm zum Sammeln von Daten eine Verarbeitung zum Sammeln sowie eine Verarbeitung zum Übertragen für die Erfassungswerte und das Bewegtbild durch. Die Vorrichtung 128 zum Sammeln von Daten kann innerhalb der Arbeitsmaschine 100 oder außerhalb der Arbeitsmaschine 100 vorhanden sein.
Die Arbeitsmaschine 100 schließt die Vielzahl von Sensoren ein. Jeder Sensor gibt einen Messwert an die Vorrichtung 128 zum Sammeln von Daten aus. Im Einzelnen enthält die Arbeitsmaschine 100 einen Drehzahl-Sensor 141, einen Drehmoment-Sensor 142, einen Kraftstoff-Sensor 143, einen Vorsteuerdruck-Sensor 144, einen Sensor 145 für einen Druck an der Oberseite des Auslegerzylinders, einen Sensor 146 für einen Druck an der Unterseite des Auslegerzylinders, einen Auslegerhub-Sensor 147, einen Stielhub-Sensor 148 und einen Löffelhub-Sensor 149.
Der Drehzahl-Sensor 141 befindet sich in dem Motor 122 und misst eine Drehzahl des Motors 122.
Der Drehmoment-Sensor 142 befindet sich in dem Motor 122 und misst ein Drehmoment des Motors 122.
Der Kraftstoff-Sensor 143 befindet sich in dem Motor 122 und misst eine von dem Motor verbrauchte Kraftstoffmenge (momentaner Kraftstoffverbrauch).
Der Vorsteuerdruck-Sensor 144 befindet sich in dem Steuerventil 124 und misst einen jeweiligen Druck (PPC-Druck) des Vorsteuer-Hydrauliköls von der Bedienungs-Vorrichtung 126. Im Einzelnen misst der Vorsteuerdruck-Sensor 144 einen PPC-Druck im Zusammenhang mit der Betätigung zum Anheben des Auslegers 131 (PPC-Druck beim Anheben des Auslegers), einen PPC-Druck im Zusammenhang mit der Betätigung zum Absenken des Auslegers 131 (PPC-Druck beim Absenken des Auslegers), einen PPC-Druck, im Zusammenhang mit der Betätigung zum Ausdrücken des Stiels 132 (PPC-Druck beim Ausdrücken des Stiels), einen PPC-Druck im Zusammenhang mit der Betätigung zum Anziehen des Stiels 132 (PPC-Druck beim Anziehen des Stiels), einen PPC-Druck im Zusammenhang mit der Aushub-Betätigung des Löffels 133 (PPC-Druck beim Aushub mit dem Löffel), einen PPC-Druck im Zusammenhang mit der Auskipp-Betätigung des Löffels 133 (PPC-Druck beim Auskippen des Löffels), einen PPC-Druck im Zusammenhang mit der Betätigung zum nach rechts gerichteten Schwenken des Schwenkkörpers 120 (PPC-Druck beim Schwenken nach rechts), einen PPC-Druck im Zusammenhang mit der Betätigung zum nach links gerichteten Schwenken des Schwenkkörpers 120 (PPC-Druck beim Schwenken nach links), einen PPC-Druck im Zusammenhang mit der Vorwärtsfahrt-Betätigung der linken Endlos-Raupenkette 111 (PPC-Druck bei nach links gerichteter Vorwärtsfahrt), einen PPC-Druck im Zusammenhang mit der Rückwärtsfahrt-Betätigung der linken Endlos-Raupenkette 111 (PPC-Druck bei nach links gerichteter Rückwärtsfahrt) einen PPC-Druck im Zusammenhang mit der Vorwärtsfahrt-Betätigung der rechten Endlos- Raupenkette 111 (PPC-Druck bei nach rechts gerichteter Vorwärtsfahrt), und einen PPC-Druck im Zusammenhang mit der Rückwärtsfahrt-Betätigung der rechten Endlos- Raupenkette 111 (PPC-Druck bei nach rechts gerichteter Rückwärtsfahrt). In einer anderen Ausführungsform kann der Vorsteuerdruck-Sensor 144 durch einen Detektor ersetzt werden, der ein Betätigungssignal erkennt, das die Bedienungs-Vorrichtung 126 ausgibt.
Der Sensor 145 für den Druck an der Oberseite des Auslegerzylinders misst einen Druck in einer Ölkammer an der Oberseite des Auslegerzylinders 134.
Der Sensor 146 für den Druck an der Unterseite des Auslegerzylinders misst einen Druck in einer Ölkammer an der Unterseite des Auslegerzylinders 134.
Der Auslegerhub-Sensor 147 misst einen Hub-Betrag des Auslegerzylinders 134.
Der Stielhub-Sensor 148 misst einen Hub-Betrag des Stielzylinders 135.
Der Löffelhub-Sensor 149 misst einen Hub-Betrag des Löffelzylinders 136. In einer anderen Ausführungsform kann jeder Hub-Sensor durch einen Winkelmesser, der direkt einen Winkel der Arbeitsausrüstung 130 misst, oder durch einen Neigungsmesser sowie eine IMU ersetzt werden, die jeweils an dem Ausleger 131, dem Stiel 132 und an dem Löffel 133 vorhanden sind. Weiterhin kann in einer anderen Ausführungsform ein Winkel der Arbeitsausrüstung 130 aus dem mit der Bilderzeugungs-Vorrichtung 127 aufgenommenen Bild der Arbeitsausrüstung 130 berechnet werden.
Die Vorrichtung 128 zum Sammeln von Daten kann andere Zustands-Daten der Arbeitsmaschine 100 auf Basis des Messwertes jedes Sensors angeben. Zum Beispiel kann die Vorrichtung 128 zum Sammeln von Daten ein Ist-Gewicht der Arbeitsausrüstung 130 auf Basis des Messwertes des Sensors 146 für den Druck an der Unterseite des Auslegerzylinders berechnen. Die Vorrichtung 128 zum Sammeln von Daten kann beispielsweise auf Basis der Messwerte des Auslegerhub-Sensors 147, des Stielhub-Sensors 148 und des Löffelhub-Sensors 149 eine Anhebe-Höhe der Arbeitsausrüstung 130 berechnen.
Konfiguration der Kennzeichnungs-Vorrichtung
3 ist ein schematisches Blockdiagramm, das eine Konfiguration der Kennzeichnungs-Vorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform zeigt.
Die Kennzeichnungs-Vorrichtung 200 ist ein Computer, der einen Prozessor 21, einen Hauptspeicher 22, einen Speicher 23 und eine Schnittstelle 24 enthält. Beispiele für die Kennzeichnungs-Vorrichtung 200 schließen einen PC, ein Smartphone, ein Tablet-Endgerät und dergleichen ein. Die Kennzeichnungs-Vorrichtung 200 kann an beliebiger Stelle installiert sein. Das heißt, die Kennzeichnungs-Vorrichtung 200 kann an der Arbeitsmaschine 100 montiert werden, kann an der Arbeitsanalyse-Vorrichtung 300 montiert werden oder kann separat von der Arbeitsmaschine 100 oder der Arbeitsanalyse-Vorrichtung 300 vorhanden sein. Der Speicher 23 speichert ein Kennzeichnungs-Programm. Der Prozessor 21 liest das Kennzeichnungs-Programm aus dem Speicher 23, dekomprimiert es in dem Hauptspeicher 33 und führt Verarbeitung entsprechend dem Kennzeichnungs-Programm aus.
Beispiele für den Speicher 23 schließen einen Halbleiterspeicher, ein Plattenmedium, ein Bandmedium und dergleichen ein. Der Speicher 23 kann ein internes Medium, das direkt an eine gemeinsame Kommunikationsleitung der Kennzeichnungs-Vorrichtung 200 angeschlossen ist, oder ein externes Medium sein, das so ausgeführt ist, dass es über die Schnittstelle 24 an die Kennzeichnungs-Vorrichtung 200 angeschlossen ist. Der Speicher 23 ist ein nicht-flüchtiges physisches Speichermedium.
Der Prozessor 21 enthält eine Einheit 211 für Erfassung eines Bewegtbildes, eine Einheit 212 für Anzeige eines Bewegtbildes, eine Einheit 213 für Eingabe einer Kennzeichnung, eine Einheit 214 für Erzeugung von Kennzeichnungs-Daten sowie eine Einheit 215 für Übertragung von Kennzeichnungs-Daten, die das Kennzeichnungs-Programm ausführen.
Die Einheit 211 für Erfassung eines Bewegtbildes empfängt das Bewegtbild von der Arbeitsanalyse-Vorrichtung 300. Jedem Einzelbild des Bewegtbildes ist ein Zeitstempel zugeordnet, der eine Bildaufnahmezeit angibt.
Die Einheit 212 für Anzeige eines Bewegtbildes zeigt das von der Einheit 211 für Erfassung eines Bewegtbildes erfasste Bewegtbild auf einer Anzeigeeinrichtung an.
Die Einheit 213 für Eingabe einer Kennzeichnung empfängt von einem Benutzer während einer Wiedergabe des Bewegtbildes eine Eingabe eines Kennzeichnungs-Wertes, der eine Klassifikation durch die Arbeitsmaschine 100 zu einem Wiedergabe-Zeitpunkt durchgeführter Arbeit angibt.
Die Einheit 214 für Erzeugung von Kennzeichnungs-Daten erzeugt die Kennzeichnungs-Daten, in denen in die Einheit 213 für Eingabe einer Kennzeichnung eingegebenen Kennzeichnungs-Werte mit Eingabe-Zeitstempeln verknüpft sind, die jeweils den Wiedergabe-Zeitpunkt angeben. Bei den Kennzeichnungs-Daten kann es sich beispielsweise um eine Matrix handeln, die Klassifikationen von Arbeiten in Reihen und Zeiten in Spalten sowie Werte als Elemente aufweist, die jeweils angeben, ob zu diesem Zeitpunkt mit der Klassifikation zusammenhängende Arbeit durchgeführt wird. Das heißt, in den Kennzeichnungs-Daten kann eine Matrix enthalten sein, in der der Wert W_ij eines Elementes in der i-ten Spalte und der j-ten Reihe auf 1 gesetzt ist, wenn zu Zeitpunkt t_j mit einer Klassifikation a_j zusammenhängende Arbeit durchgeführt wird, und auf 0 gesetzt ist, wenn zu Zeitpunkt t_j keine mit der Klassifikation a_j zusammenhängende Arbeit durchgeführt wird.
Die Einheit 215 für Übertragung von Kennzeichnungs-Daten überträgt die Kennzeichnungs-Daten zu der Arbeitsanalyse-Vorrichtung 300.
Beispiel für die Klassifikationen von Arbeit
Es wird ein Beispiel für die in die Einheit 213 für Eingabe einer Kennzeichnung eingegebenen Klassifikationen von Arbeit beschrieben. Die Einheit 213 für Eingabe einer Kennzeichnung erhält vom Benutzer eine Eingabe von Kennzeichnungs-Werten, die sich auf Arbeitseinheiten beziehen, sowie von Kennzeichnungs-Werten, die sich auf Arbeitselemente beziehen. Die Arbeitseinheit ist Arbeit, mit der eine Arbeitsaufgabe ausgeführt wird. Das Arbeitselement ist Arbeit, die eine Reihe von Vorgängen oder Arbeiten nach Zweck klassifiziert anzeigt, wobei die Reihe von Vorgängen oder Arbeiten die Arbeitseinheit bildet.
Beispiele für die Klassifikationen des Arbeitselementes sind „Aushub“, „Schwenken zum Beladen“, „Auskippen“, „Schwenken ohne Beladung“, „Warten auf Auskippen“, „Drücken auf die Kippmulde (dump box pressing)“, „Verdichten“, „Schieben und Glätten (pushing and smoothing)“ sowie „Fegen (broom)“.
Der Aushub ist Arbeit, bei der der Löffel 133 zum Ausheben von Erde oder Gestein sowie zum Abschaben von Erde oder Gestein eingesetzt wird.
Das Schwenken zum Beladen ist Arbeit, bei der der Schwenkkörper 120 geschwenkt wird, während die/das abgeschabte/s Erde oder Gestein in dem Löffel 133 aufgenommen ist.
Das Auskippen ist Arbeit, bei der die/das abgeschabte Erde oder Gestein aus dem Löffel 133 auf ein Transportfahrzeug oder an eine vorgegebene Stelle ausgekippt werden.
Das Schwenken ohne Beladung Arbeit, bei der Schwenkkörper 120 in einem Zustand geschwenkt wird, in dem der Löffel 133 frei von Erde und Gestein ist.
Das Warten auf Auskippen ist Arbeit, bei der die/das abgeschabte Erde oder Gestein in dem Löffel 133 aufgenommen ist und dabei auf das Transportfahrzeug zum Beladen gewartet wird.
Das Drücken auf die Kippmulde ist Arbeit, bei der auf eine Kippmulde eines Transportfahrzeugs geladene Erde abgeflacht wird, indem von oben mit dem Löffel 133 auf sie gedrückt wird.
Das Verdichten ist Arbeit, bei der mit dem Löffel 133 Erde auf den aufgewühlten Boden gedrückt wird, um den Boden zu formen und zu verfestigen.
Das Schieben und Glätten ist Arbeit, bei der mit einer Unterseite des Löffels 133 Erde verteilt und eingeebnet wird.
Das Fegen ist Arbeit, bei der mit einer Seitenfläche des Löffels 133 Erde verteilt und eingeebnet wird.
Beispiele für die Klassifikationen der Arbeitseinheit sind „Aushub und Beladung“, „Grabenaushub“, „Verfüllen“, „Hobeln“, „Abböschen (von oben)“, „Abböschen (von unten)“, „Zusammentragen von Ladung“, „Fahren“ und „Anhalten“.
Aushub und Beladung ist Arbeit, bei der Erde oder Gestein ausgehoben und abgeschabt wird und die/das abgeschabte Erde oder Gestein auf die Kippmulde des Transportfahrzeugs geladen wird. Aushub und Beladung ist die Arbeitseinheit, die aus dem Aushub, dem Schwenken zum Beladen, dem Auskippen, dem Schwenken ohne Beladung, dem Warten auf Auskippen sowie dem Drücken auf die Kippmulde besteht.
Der Grabenaushub ist Arbeit, bei der eine lange und schmale Furche in den Boden gegraben und er abgeschabt wird. Der Grabenaushub ist die Arbeitseinheit, die aus dem Aushub, dem Schwenken zum Beladen, dem Auskippen sowie dem Schwenken ohne Beladung besteht und kann das Schieben und Glätten einschließen.
Das Verfüllen ist Arbeit, bei der Erde in eine Furche oder ein Loch eingebracht wird, die/das sich bereits im Boden öffnet, um sie zu verfüllen und flach zu machen. Das Verfüllen ist die Arbeitseinheit, die aus dem Aushub, dem Schwenken zum Beladen, dem Auskippen, dem Verdichten sowie dem Schwenken ohne Beladung besteht, und kann das Glätten sowie das Fegen einschließen.
Das Hobeln ist Arbeit, bei der der Boden flach abgeschabt wird, um die Wellen auf eine vorgegebene Höhe abzuflachen. Das Hobeln ist die Arbeitseinheit, die aus dem Aushub und dem Auskippen oder dem Aushub, dem Schwenken zum Beladen, dem Auskippen sowie dem Schwenken ohne Beladung besteht, und kann das Schieben und Glätten sowie das Fegen einschließen.
Das Abböschen (von oben) ist Arbeit, bei der mit der Arbeitsmaschine 100, die sich oberhalb der Bestimmungsstelle befindet, eine Böschung hergestellt wird. Das Abböschen (von oben) ist die Arbeitseinheit, die aus dem Verdichten, dem Aushub, dem Schwenken zum Beladen, dem Auskippen sowie dem Schwenken ohne Beladung besteht, und kann das Schieben und Glätten einschließen.
Das Abböschen (von unten) ist Arbeit, bei der mit der Arbeitsmaschine 100, die sich unterhalb der Bestimmungsstelle befindet, eine Böschung hergestellt wird. Das Abböschen (von unten) ist die Arbeitseinheit, die aus dem Verdichten, dem Aushub, dem Schwenken zum Beladen, dem Auskippen sowie dem Schwenken ohne Beladung besteht, und kann das Schieben und Glätten einschließen.
Das Zusammentragen von Ladung ist Arbeit, bei der durch Aushub oder dergleichen erzeugte Erde zusammengetragen wird, bevor sie auf das Transportfahrzeug geladen wird. Das Zusammentragen von Ladung ist die Arbeitseinheit, die aus dem Aushub, dem Schwenken zum Beladen, dem Auskippen sowie dem Schwenken ohne Beladung besteht, und kann das Schieben und Glätten einschließen.
Das Fahren ist Arbeit, bei der die Arbeitsmaschine 100 bewegt wird. Das Fahren als die Arbeitseinheit ist die Arbeitseinheit, die aus dem Fahren als dem Arbeitselement besteht.
Das Anhalten ist ein Zustand, in dem sich keine Erde und kein Gestein in dem Löffel 133 befinden und der Löffel 133 über einen vorgegebenen Zeitraum oder länger angehalten wird. Das Anhalten als die Arbeitseinheit ist die Arbeitseinheit, die aus dem Anhalten als dem Arbeitselement besteht.
„Aushub und Beladung“, der „Grabenaushub“, das „Verfüllen“, das „Hobeln“, das „Abböschen (von oben)“, und das „Abböschen (von unten)“sind jeweils ein Beispiel für einen Haupt-Arbeitsvorgang der Arbeit ist, die zum Direkten Zweck von Arbeit beiträgt. Das „Zusammentragen von Ladung“, sowie das „Fahren“ sind jeweils ein Beispiel für einen Neben-Arbeitsvorgang beim Ausführen des Haupt-Arbeitsvorgangs.
Konfiguration der Arbeitsanalyse-Vorrichtung
4 ist ein schematisches Blockdiagramm, das eine Konfiguration der Arbeitsanalyse-Vorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform zeigt.
Die Arbeitsanalyse-Vorrichtung 300 ist ein Computer, der einen Prozessor 31, einen Hauptspeicher 33, einen Speicher 35 sowie eine Schnittstelle 37 enthält. Der Speicher 35 speichert ein Arbeitsanalyse-Programm. Der Prozessor 31 liest das Arbeitsanalyse-Programm aus dem Speicher 35, dekomprimiert es in dem Hauptspeicher 33 und führt die Verarbeitung entsprechend dem Arbeitsanalyse-Programm aus. Obwohl die Arbeitsanalyse-Vorrichtung 300 gemäß der ersten Ausführungsform außerhalb der Arbeitsmaschine 100 vorhanden ist, können in einer anderen Ausführungsform einige oder alle Funktionseinheiten der Arbeitsanalyse-Vorrichtung 300 innerhalb der Arbeitsmaschine 100 vorhanden sein.
Beispiele für den Speicher 35 schließen einen Halbleiterspeicher, ein Plattenmedium, ein Bandmedium und dergleichen ein. Der Speicher 35 kann ein internes Medium sein, das direkt an eine gemeinsame Kommunikationsleitung der Arbeitsanalyse-Vorrichtung 300 angeschlossen ist, oder kann ein externes Medium sein, das so ausgeführt ist, dass es über die Schnittstelle 37 an die Arbeitsanalyse-Vorrichtung 300 angeschlossen ist. Der Speicher 35 ist ein nicht-flüchtiges physisches Speichermedium.
Zum Ausführen des Arbeitsanalyse-Programms schließt der Prozessor 31 eine Einheit 311 für Erfassung von Zustands-Daten, eine Einheit 312 für Erfassung eines Bewegtbildes, eine Einheit 313 für Erfassung von Kennzeichnungs-Daten, eine Lern-Einheit 314, eine Arbeitsspezifikations-Einheit 315, eine Glätt-Einheit 316, eine Einheit 317 für Erzeugung einer Heat Map, eine Einheit 318 für Erzeugung eines Aufschlüsselungsdiagramms, eine Einheit 319 für Erzeugung eines Aushub-und-Beladungs-Diagramms sowie eine Ausgabe-Einheit 320 ein. Darüber hinaus reserviert der Prozessor 31 Speicherbereiche einer Einheit 331 für Speicherung von Zustands-Daten, einer Einheit 332 für Speicherung eines Bewegtbildes, einer Einheit 333 für Speicherung von Kennzeichnungs-Daten sowie einer Einheit 334 für Speicherung eines Modells in dem Hauptspeicher 33 durch Ausführen des Arbeitsanalyse-Programms.
Die Einheit 311 für Erfassung von Zustands-Daten bezieht eine Zeitreihe der Zustands-Daten, die einen Zustand der Arbeitsmaschine 100 anzeigt, von der Vorrichtung 128 zum Sammeln von Daten der Arbeitsmaschine 100. Das heißt, die Einheit 311 für Erfassung von Zustands-Daten erfasst eine Vielzahl von Kombinationen der Zeitstempel und der Zustands-Daten. Die Zustands-Daten können einen Messwert jedes Sensors der Arbeitsmaschine 100 sowie einen durch die Vorrichtung 128 zum Sammeln von Daten auf Basis des Messwertes ermittelten Wert umfassen. Die Einheit 311 für Erfassung von Zustands-Daten speichert die bezogene Zeitreihe der Zustands-Daten in der Einheit 331 für Speicherung von Zustands-Daten in Verbindung mit einer Kennung der Arbeitsmaschine 100.
Die Einheit 312 für Erfassung eines Bewegtbildes bezieht das durch die Bilderfassungs-Vorrichtung 127 aufgenommene Bewegtbild von der Vorrichtung 128 zum Sammeln von Daten der Arbeitsmaschine 100. Die Einheit 312 für Erfassung eines Bewegtbildes speichert das bezogene Bewegtbild in der Einheit 332 für Speicherung eines Bewegtbildes in Verbindung mit der Kennung der Arbeitsmaschine 100.
Die Einheit 313 für Erfassung von Kennzeichnungs-Daten bezieht die Kennzeichnungs-Daten für die Arbeitseinheiten und die Kennzeichnungs-Daten für die Arbeitselemente von der Kennzeichnungs-Vorrichtung 200. In einem Fall, in dem ein Einzelbild-Zyklus der Bilderzeugungs-Vorrichtung 127 und ein Erfassungs-Zyklus jedes Sensors unterschiedlich sind, gleicht die Einheit 313 für Erfassung von Kennzeichnungs-Daten den Zeitstempel der Kennzeichnungs-Daten mit dem Zeitstempel der Zustands-Daten ab. Beispielsweise konfiguriert die Einheit 313 für Erfassung von Kennzeichnungs-Daten die Zeitreihe der Kennzeichnungs-Daten so um, dass der Zeitstempel der Kennzeichnungs-Daten mit dem Zeitstempel der Zustands-Daten übereinstimmt. Die Einheit 313 für Erfassung von Kennzeichnungs-Daten speichert die bezogene Zeitreihe von Kennzeichnungs-Daten in der Einheit 333 für Speicherung von Kennzeichnungs-Daten in Verbindung mit der Kennung der Arbeitsmaschine 100. Das heißt, die Einheit 313 für Erfassung von Kennzeichnungs-Daten speichert die Vielzahl von Kombinationen der Zeitstempel und der Kennzeichnungs-Daten in der Einheit 333 für Speicherung von Kennzeichnungs-Daten in Verbindung mit der Kennung der Arbeitsmaschine 100.
In der Lern-Einheit 314 wird ein Vorhersage-Modell unter Verwendung einer Kombination der in der Einheit 331 für Speicherung von Zustands-Daten gespeicherten Zeitreihe der Zustands-Daten und der in der Einheit 333 für Speicherung von Kennzeichnungs-Daten gespeicherten Zeitreihe der Kennzeichnungs-Daten als Trainings-Daten so trainiert, dass das Vorhersage-Modell die Zeitreihe der Zustands-Daten empfängt und Zeitreihen der Klassifikationen von Arbeit ausgibt. Beispiele für das Vorhersage-Modell schließen ein Neuronales-Netz-Modell, ein Entscheidungsbaum-Modell sowie ein Support-Vector-Machine-Modell ein. Die Lern-Einheit 314 speichert das trainierte Vorhersage-Modell in der Einheit 334 für Speicherung eines Modells.
Die Arbeitsspezifikations-Einheit 315 ermittelt eine Zeitreihe von Wahrscheinlichkeiten in Bezug auf die Klassifikationen von Arbeit auf Basis der Zeitreihe durch die Einheit 311 für Erfassung von Zustands-Daten erfasster neuer Zustands-Daten und des in der Einheit 334 für Speicherung eines Modells gespeicherten Vorhersage-Modells. Beispielsweise ermittelt die Arbeitsspezifikations-Einheit 315 die Zeitreihe von Wahrscheinlichkeiten in Bezug auf die Klassifikationen von Arbeit mittels der im Folgenden beschriebenen Vorgehensweise. Die Arbeitsspezifikations-Einheit 315 erfasst die Zustands-Daten zum Zeitpunkt des Spezifizierens von Arbeit anhand der Zeitreihe der Zustands-Daten. Dann spezifiziert die Arbeitsspezifikations-Einheit 315 die Wahrscheinlichkeit jeder Klassifikation von Arbeit auf Basis der erfassten Zustands-Daten und erfasst das Ergebnis. Die Arbeitsspezifikations-Einheit 315 sammelt die Wahrscheinlichkeiten der für jeden Zeitpunkt spezifizierten Klassifikation von Arbeit als eine Zeitreihe.
Das heißt, die Arbeitsspezifikations-Einheit 315 ermittelt eine Matrix mit den Klassifikationen der Arbeit als Reihen und Zeiten als Spalten und eine Matrix mit Elementen der Wahrscheinlichkeiten von Arbeit in Bezug auf die Klassifikationen zu diesem Zeitpunkt. Das heißt, die Zeitreihe der Wahrscheinlichkeiten kann eine Matrix sein, in der der Wert w_ij des Elementes in der i-ten Spalte und der j-ten Reihe die Wahrscheinlichkeit von Arbeit in Bezug auf eine Klassifikation a_j zum Zeitpunkt t_j ist. Die Arbeitsspezifikations-Einheit 315 spezifiziert die Klassifikation der Arbeitseinheit durch die Arbeitsmaschine 100, indem sie die Zeitreihe der Wahrscheinlichkeiten in Bezug auf Arbeitseinheit ermittelt. Die Arbeitsspezifikations-Einheit 315 spezifiziert die Klassifikation des Arbeitselementes durch die Arbeitsmaschine 100, indem sie die Zeitreihe der Wahrscheinlichkeiten in Bezug auf das Arbeitselement ermittelt.
Die Glätt-Einheit 316 führt einen Glätt-Prozess an der Zeitreihe der Wahrscheinlichkeiten für jede von der Arbeitsspezifikations-Einheit 315 ermittelte Klassifikation von Arbeit durch. Beispielsweise glättet die Glätt-Einheit 316 die Zeitreihe von Wahrscheinlichkeiten, indem sie einen Zeitmittelwert-Filter auf die Zeitreihe von Wahrscheinlichkeiten anwendet. Das heißt, die Glätt-Einheit 316 spezifiziert jeweils für die Zeitreihe der Wahrscheinlichkeiten der Arbeitseinheit und die Zeitreihe der Wahrscheinlichkeiten des Arbeitselementes einen repräsentativen Wert pro Zeiteinheit.
Dabei ist die Größe einer Fensterfunktion des Zeitmittelwert-Filters bezogen auf das Arbeitselement (Länge der Zeiteinheit) kleiner als die Größe der Fensterfunktion des Zeitmittelwert-Filters bezogen auf die Arbeitseinheit. Es ist anzumerken, dass das Glätt-Verfahren nicht auf die Zeitmittelwertbildung beschränkt ist, die Größe der Fensterfunktion bezogen auf das Arbeitselement jedoch kleiner ist als die Größe der Fensterfunktion bezogen auf die Arbeitseinheit. Der Grund dafür ist, dass eine Dauer eines Arbeitselementes kürzer ist als eine Dauer einer Arbeitseinheit, da die Arbeitseinheit aus einem oder mehreren Arbeitselement/en besteht.
5 ist ein Schema, das ein Beispiel für eine Heat Map zeigt, die Klassifikationen von Arbeit anzeigt.
Die Einheit 317 für Erzeugung einer Heat Map erzeugt eine farbige Heat Map, die die Wahrscheinlichkeiten der Klassifikationen von Arbeit auf einer Ebene darstellt, in der die vertikale Achse die Klassifikationen von Arbeit anzeigt und die horizontale Achse die Zeit anzeigt, auf Basis der durch die Glätt-Einheit 316 geglätteten Zeitreihe der Wahrscheinlichkeiten. Die Farbe in der Heat Map kann näher an Blau liegen, wenn die Wahrscheinlichkeit der Klassifikation von Arbeit geringer ist, und näher an Rot liegen, wenn die Wahrscheinlichkeit der Klassifikation der Arbeit höher ist. Des Weiteren hinaus kann die mit der Heat Map verbundene Farbe eine geringere Helligkeit haben, wenn die Wahrscheinlichkeit der Klassifikation von Arbeit geringer ist, und eine stärkere Helligkeit haben, wenn die Wahrscheinlichkeit der Klassifikation der Arbeit höher ist. Der Farbmodus der Heat Map kann jeder beliebige Modus sein, solange er den Wahrscheinlichkeits-Wert anzeigt. Das heißt, die Heat Map kann den Wahrscheinlichkeits-Wert in Form von Farbton, Luminanz, Dichte, Sättigung, Helligkeit oder anderen Farbaspekten darstellen.
Das heißt, die Einheit 317 für Erzeugung einer Heat Map erzeugt eine Arbeitseinheit-Heat-Map H1, die die Wahrscheinlichkeit der Arbeitseinheit für jeden Zeitpunkt angibt, auf Basis der Zeitreihe der Wahrscheinlichkeiten der Arbeitseinheiten. Die Einheit 317 für Erzeugung einer Heat Map erzeugt eine Arbeitselement-Heat-Map H2, die die Wahrscheinlichkeit des Arbeitselementes für jeden Zeitpunkt angibt, auf Basis der Zeitreihe der Wahrscheinlichkeiten der Arbeitselemente. Dabei ist der Maßstab der horizontalen Achse in der Arbeitselement-Heat-Map H2 größer (kürzere Zeit darstellend) als der Maßstab der horizontalen Achse in der Arbeitseinheit-Heat Map H1.
6 ist ein Schema, das ein Beispiel für ein Aufschlüsselungsdiagramm zeigt, das eine Aufschlüsselung der Klassifikationen von Arbeit anzeigt.
Die Einheit 318 für Erzeugung eines Aufschlüsselungsdiagramms erzeugt ein Tortendiagramm, das eine Aufschlüsselung der Klassifikationen von Arbeit in einem vorgegebenen Zeitraum zeigt, basierend auf der von der Glätt-Einheit 316 geglätteten Zeitreihe der Wahrscheinlichkeiten. Das heißt, die Einheit 318 für Erzeugung eines Aufschlüsselungsdiagramms integriert für jede Arbeitseinheit die Zeit, zu der die Wahrscheinlichkeit im Vergleich zu den anderen Arbeitseinheiten am höchsten ist, auf Basis der Zeitreihe der Wahrscheinlichkeiten in Bezug auf die Arbeitseinheiten. Die Einheit 318 für Erzeugung eines Aufschlüsselungsdiagramms erzeugt ein Arbeitseinheit-Aufschlüsselungsdiagramm G1, indem sie die akkumulierte Zeit für jede Arbeitseinheit in einem Tortendiagramm darstellt. Die Einheit 318 für Erzeugung eines Aufschlüsselungsdiagramms integriert für jede Arbeitseinheit die Zeit, zu der die Wahrscheinlichkeit jedes Arbeitselementes in der mit jeder Arbeitseinheit zusammenhängenden Zeit vergleichsweise am höchsten ist, basierend auf der Zeitreihe der Wahrscheinlichkeiten in Bezug auf die Arbeitselemente. Die Einheit 318 für Erzeugung eines Aufschlüsselungsdiagramms erzeugt ein Arbeitselement-Aufschlüsselungsdiagramm G2 für jede Arbeitseinheit, indem sie die akkumulierte Zeit für jedes Arbeitselement für jede Arbeitseinheit in einem Tortendiagramm darstellt.
7 ist ein Schema, das ein Beispiel eines Diagramms zeigt, das eine Aufschlüsselung der Arbeitselemente für jeden Aushub-und-Beladungs-Vorgang zeigt.
8 ist ein Schema, das ein Beispiel eines Diagramms zeigt, das eine Beladungs-Frequenz für jeden Aushub-und-Beladungs-Vorgang zeigt.
Die Einheit 319 für Erzeugung eines Aushub-und-Beladungs-Diagramms erzeugt ein Diagramm, das Informationen für jeden Aushub-und-Beladungs-Vorgang zeigt, auf Basis der Zeitreihe der Wahrscheinlichkeiten in Bezug auf die Arbeitseinheiten und der Zeitreihe der Wahrscheinlichkeiten in Bezug auf die Arbeitselemente. Beispielsweise erzeugt die Einheit 319 für Erzeugung eines Aushub-und-Beladungs-Diagramms ein Diagramm, das eine Aufschlüsselung der Arbeitselemente für jeden Aushub-und-Beladungs-Vorgang zeigt, wie es in 7 dargestellt ist, sowie ein Diagramm, das eine Beladungs-Frequenz für jeden Aushub-und-Beladungs-Vorgang zeigt, wie es in 8 dargestellt ist.
Das heißt, die Einheit 319 für Erzeugung eines Aushub-und-Beladungs-Diagramms gibt eine Anfangszeit und eine Endzeit des Aushub-und-Beladungs-Vorgangs auf Basis der Zeitreihe der Wahrscheinlichkeiten in Bezug auf die Arbeitseinheiten und der Zeitreihe der Wahrscheinlichkeiten in Bezug auf die Arbeitselemente an. Beispielsweise gibt die Einheit 319 für Erzeugung eines Aushub-und-Beladungs-Diagramms die Endzeit des „Wartens auf Auskippen“ in dem Zeitraum in Bezug auf den Aushub-und-Beladungs-Vorgang als die Anfangszeit des Aushub-und-Beladungs-Vorgangs an. Des Weiteren gibt beispielsweise die Einheit 319 für Erzeugung eines Aushub-und-Beladungs-Diagramms die Anfangszeit des „Drückens auf die Kippmulde“ in dem Zeitraum in Bezug auf den Aushub-und-Beladungs-Vorgang als die Endzeit des Aushub-und-Beladungs-Vorgangs an. Das heißt, das Warten auf Auskippen ist ein Beispiel für das Arbeitselement, das in der Lage ist, den Zeitpunkt des Beginns der Beladung anzugeben, und das Drücken auf die Kippmulde ist ein Beispiel für das Arbeitselement, das in der Lage ist, den Zeitpunkt des Endes der Beladung anzugeben.
Die Einheit 319 für Erzeugung eines Aushub-und-Beladungs-Diagramms ermittelt gesammelte Werte bezüglich der Zustands-Daten oder der Arbeitselemente für jeden angegebenen Aushub-und-Beladungs-Vorgang und erzeugt ein Diagramm, das die gesammelten Werte bezüglich des Aushub-und-Beladungs-Vorgangs für jedes Transportfahrzeug zeigt. Beispiele für den gesammelten Wert schließen den integrierten Wert der Zeit für jedes Arbeitselement, die Anzahl von Beladungsvorgängen sowie einen durchschnittlichen Kraftstoffverbrauch ein. Der „Aushub-und-Beladungs-Vorgang“ der Arbeitseinheit besteht aus einer Vielzahl von Beladungsvorgängen, und die „Anzahl von Beladungsvorgängen“ ist die Anzahl von Beladungsvorgängen bei einem „Aushub-und-Beladungs-Vorgang“. Ein „Aushub-und-Beladungs-Vorgang“ wird beispielsweise auf Basis des „Auskippens“ oder des „Drückens auf die Kippmulde“ bestimmt. Beispielsweise gibt die Einheit 319 für Erzeugung eines Aushub-und-Beladungs-Diagramms als die Anzahl der Beladungsvorgänge die Häufigkeit in dem Zeitraum an, in dem das „Schwenken zum Beladen“, in dem Zeitraum in Bezug auf den Aushub-und-Beladungs-Vorgang überwiegt. Das heißt, das Schwenken zum Beladen ist ein Beispiel für das Arbeitselement in Bezug auf einen Beladungs-Zyklus.
Die Ausgabe-Einheit 320 gibt die von der Einheit 317 für Erzeugung einer Heat Map erzeugte Heat Map, das von der Einheit 318 für Erzeugung eines Aufschlüsselungsdiagramms erzeugte Aufschlüsselungsdiagramm sowie das von der Einheit 319 für Erzeugung eines Aushub-und-Beladungs-Diagramms erzeugte Diagramm aus, das Informationen für jeden Aushub-und-Beladungs-Vorgang anzeigt. Die Ausgabe durch die Ausgabe-Einheit 320 schließt beispielsweise Anzeigen auf einer Anzeigeeinrichtung, Drucken auf ein Blatt, z.B. aus Papier, mittels eines Druckers, Übertragen zu einem externen Server, der über ein Netzwerk angeschlossen ist, Schreiben auf ein externes Speichermedium, das an die Schnittstelle 37 angeschlossen ist, oder dergleichen ein. Dies ermöglicht es einem Analytiker oder anderen Personen, umfassende Analyse eines Arbeitsinhalts an einem anderen Ort und zu einem anderen Zeitpunkt als demjenigen durchzuführen, zu dem die Arbeit ausgeführt wurde.
Verfahren zum Lernen
Die Arbeitsanalyse-Vorrichtung 300 erzeugt das Vorhersage-Modell im Voraus, bevor Arbeitsanalyse einer Arbeitsmaschine 100 durchgeführt wird.
9 ist ein Flussdiagramm, das einen Lernprozess der Arbeitsanalyse-Vorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform zeigt.
Die Einheit 311 für Erfassung von Zustands-Daten der Arbeitsanalyse-Vorrichtung 300 empfängt die Zeitreihe der Zustands-Daten der Arbeitsmaschine 100 von jeder der Vielzahl von Arbeitsmaschinen 100 (Schritt S1). Die Einheit 311 für Erfassung von Zustands-Daten speichert die empfangene Zeitreihe der Zustands-Daten in der Einheit 331 für Speicherung von Zustands-Daten in Verbindung mit der Kennung der Arbeitsmaschine 100 (Schritt S2). Darüber hinaus empfängt die Einheit 312 für Erfassung eines Bewegtbildes von jeder der Vielzahl von Arbeitsmaschinen 100 das von der Bilderzeugungs-Vorrichtung 127 der Arbeitsmaschine 100 aufgenommene Bewegtbild (Schritt S3). Die Einheit 312 für Erfassung eines Bewegtbildes speichert das empfangene Bewegtbild in der Einheit 332 für Speicherung eines Bewegtbildes in Verbindung mit der Kennung der Arbeitsmaschine 100 (Schritt S4).
Die Kennzeichnungs-Vorrichtung 200 erfasst das in der Einheit 332 für Speicherung eines Bewegtbildes gespeicherte Bewegtbild und erzeugt die Kennzeichnungs-Daten entsprechend der Betätigung durch den Benutzer. Die Kennzeichnungs-Vorrichtung 200 ordnet die erzeugten Kennzeichnungs-Daten der Kennung der Arbeitsmaschine 100 zu und überträgt sie zu der Arbeitsanalyse-Vorrichtung 300. Die Kennzeichnungs-Vorrichtung 200 erzeugt die Kennzeichnungs-Daten für die Arbeitseinheiten und die Kennzeichnungs-Daten für die Arbeitselemente für jedes einer Vielzahl von Bewegtbildern mittels der oben beschriebenen Verarbeitung.
Die Einheit 313 für Erfassung von Kennzeichnungs-Daten der Arbeitsanalyse-Vorrichtung 300 empfängt eine Vielzahl von Kennzeichnungs-Daten von der Kennzeichnungs-Vorrichtung 200 (Schritt S5). Die Einheit 313 für Erfassung von Kennzeichnungs-Daten speichert die Vielzahl von Kennzeichnungs-Daten in der Einheit 333 für Speicherung von Kennzeichnungs-Daten in Verbindung mit den Kennungen der Arbeitsmaschinen 100 (Schritt S6).
Dann lernt die Lern-Einheit 314 ein Arbeitseinheit-Vorhersage-Modell, unter Verwendung der in der Einheit 331 für Speicherung von Zustands-Daten gespeicherten Zeitreihe einer Vielzahl von Zustands-Daten, sowie der in der Einheit 333 für Speicherung von Kennzeichnungs-Daten gespeicherten Kennzeichnungs-Daten einer Vielzahl von Arbeitseinheiten, als Trainings-Daten (Schritt S7), und das gelernte Arbeitseinheit-Vorhersage-Modell wird in der Einheit 334 für Speicherung eines Modells gespeichert (Schritt S8). Des Weiteren lernt die Lern-Einheit 314 ein Arbeitselement-Vorhersage-Modell, unter Verwendung der in der Einheit 331 für Speicherung von Zustands-Daten gespeicherten Zeitreihe der Vielzahl von Zustands-Daten, sowie der in der Einheit 333 für Speicherung von Kennzeichnungs-Daten gespeicherten Kennzeichnungs-Daten der Vielzahl von Arbeitselementen als Trainings-Daten (Schritt S9), und das gelernte Arbeitselement-Vorhersage-Modell wird in der Einheit 334 für Speicherung eines Modells gespeichert (Schritt S10).
Dabei werden in der Lern-Einheit 314 die Vorhersage-Modelle so trainiert, dass die Zeitreihe der Zustands-Daten eingegeben wird und die Kennzeichnungs-Daten (Matrix, die die Zeitreihe für die Klassifikation jeder Arbeit angibt) ausgegeben werden.
Arbeitsanalyse-Verfahren
Wenn die oben beschriebene Vorbereitung abgeschlossen ist, ist die Arbeitsanalyse-Vorrichtung 300 in der Lage, Arbeit jeder beliebigen Arbeitsmaschine 100 zu analysieren.
10 ist ein Flussdiagramm, das ein Arbeitsanalyse-Verfahren der Arbeitsanalyse-Vorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform zeigt.
Die Einheit 311 für Erfassung von Zustands-Daten der Arbeitsanalyse-Vorrichtung 300 empfängt die Zeitreihe der Zustands-Daten von einer Arbeitsmaschine 100 (Schritt S51). Anschließend gibt die Arbeitsspezifikations-Einheit 315 die empfangene Zeitreihe der Zustands-Daten in das in der Einheit 334 für Speicherung eines Modells gespeicherte Arbeitseinheit-Vorhersage-Modell ein, um die Zeitreihe der Wahrscheinlichkeiten in Bezug auf die Arbeitseinheiten zu ermitteln (Schritt S52). Dementsprechend spezifiziert die Arbeitsspezifikations-Einheit 315 die Arbeitseinheit zu jedem Zeitpunkt in der Zeitreihe. Des Weiteren gibt die Arbeitsspezifikations-Einheit 315 die empfangene Zeitreihe der Zustands-Daten in das in der Einheit 334 für Speicherung eines Modells gespeicherte Arbeitselement-Vorhersage-Modell ein, um die Zeitreihe der Wahrscheinlichkeiten in Bezug auf die Arbeitselemente zu ermitteln (Schritt S53). Die Glätt-Einheit 316 glättet die Zeitreihe der Wahrscheinlichkeiten, indem sie die Zeitreihe der Wahrscheinlichkeiten der Arbeitseinheiten und die Zeitreihe der Wahrscheinlichkeiten der Arbeitselemente jeweils auf den Zeitmittelwert-Filter anwendet (Schritt S54).
Die Einheit 317 für Erzeugung einer Heat Map erzeugt, wie in 5 gezeigt, die Arbeitseinheit-Heat-Map H1, die die geglättete Zeitreihe von Wahrscheinlichkeiten in Bezug auf die Arbeitseinheiten angibt, und die Arbeitselement-Heat-Map H2, die die geglättete Zeitreihe von Wahrscheinlichkeiten in Bezug auf die Arbeitselemente darstellt (Schritt S55).
Die Einheit 318 für Erzeugung eines Aufschlüsselungsdiagramms gibt für jeden Zeitpunkt in der geglätteten Zeitreihe der Wahrscheinlichkeiten in Bezug auf die Arbeitseinheiten die Arbeitseinheit mit der höchsten Wahrscheinlichkeit an (Schritt S56). Das heißt, die Einheit 318 für Erzeugung eines Aufschlüsselungsdiagramms gibt für jede Zeit die Arbeitseinheit an, für die die Wahrscheinlichkeit überwiegt. Anschließend ermittelt die Einheit 318 für Erzeugung eines Aufschlüsselungsdiagramms einen integrierten Wert der Zeiten für jede Arbeitseinheit, zu denen die Wahrscheinlichkeit überwiegt (Schritt S57). Die Einheit 318 für Erzeugung eines Aufschlüsselungsdiagramms erzeugt das Arbeitseinheit-Aufschlüsselungsdiagramm G1, wie es in 6 gezeigt wird, indem sie die akkumulierte Zeit für jede Arbeitseinheit in einem Tortendiagramm darstellt (Schritt S58).
Als nächstes wählt die Einheit 318 für Erzeugung eines Aufschlüsselungsdiagramms die Klassifikation der Arbeitseinheit nacheinander aus und führt die Prozesse der folgenden Schritte S60 bis S63 aus (Schritt S59).
Die Einheit 318 für Erzeugung eines Aufschlüsselungsdiagramms spezifiziert eine Vielzahl von Zeitpunkten, zu denen die Wahrscheinlichkeit der in Schritt S59 ausgewählten Arbeitseinheit überwiegt (Schritt S60). Die Einheit 318 für Erzeugung eines Aufschlüsselungsdiagramms gibt die Arbeitseinheit, für die die Wahrscheinlichkeit für jede angegebene Zeit überwiegt, auf Basis der geglätteten Zeitreihe der Wahrscheinlichkeiten in Bezug auf die Arbeitselemente an (Schritt S61). Anschließend ermittelt die Einheit 318 für Erzeugung eines Aufschlüsselungsdiagramms einen integrierten Wert der Zeiten für jedes Arbeitselement, zu denen die Wahrscheinlichkeit überwiegt (Schritt S62). Die Einheit 318 für Erzeugung eines Aufschlüsselungsdiagramms erzeugt das Arbeitselement-Aufschlüsselungsdiagramm G2, wie es in 6 gezeigt wird, indem sie die akkumulierte Zeit für jedes Arbeitselement in einem Tortendiagramm darstellt (Schritt S63).
Anschließend legt die Einheit 319 für Erzeugung eines Aushub-und-Beladungs-Diagramms einen Zeitraum, in dem die Wahrscheinlichkeit des „Aushub-und-Beladungs-Vorgangs“ überwiegt, auf Basis der geglätteten Zeitreihe der Wahrscheinlichkeiten in Bezug auf die Arbeitseinheiten fest (Schritt S64). Anschließend spezifiziert die Einheit 319 für Erzeugung eines Aushub-und-Beladungs-Diagramms in dem angegebenen Zeitraum eine Vielzahl von Zeiträumen, in denen die Wahrscheinlichkeit des „Wartens auf Auskippen“ überwiegt, sowie eine Vielzahl von Zeiträumen, in denen die Wahrscheinlichkeit des „Drückens auf die Kippmulde“ überwiegt (Schritt S65). Die Einheit 319 für Erzeugung eines Aushub-und-Beladungs-Diagramms gibt den Zeitraum von der Endzeit des Zeitraums, in dem die Wahrscheinlichkeit des „Wartens auf Auskippen“ überwiegt, bis zu der Anfangszeit des Zeitraums, in dem die Wahrscheinlichkeit des „Drückens auf die Kippmulde“ überwiegt, jeweils als den Zeitraum an, in dem der Aushub-und-Beladungs-Vorgang für ein Transportfahrzeug durchgeführt wird (Schritt S66).
Die Einheit 319 für Erzeugung eines Aushub-und-Beladungs-Diagramms spezifiziert den integrierten Wert der Zeit jedes Arbeitselementes für jeden angegebenen Aushub-und-Beladungs-Vorgang und erzeugt ein Diagramm, das die Aufschlüsselung der Arbeitselemente für jeden Aushub-und-Beladungs-Vorgang darstellt, wie es in 7 gezeigt wird (Schritt S67). Des Weiteren spezifiziert die Einheit 319 für Erzeugung eines Aushub-und-Beladungs-Diagramms für jeden in Schritt S66 angegebenen Aushub-und-Beladungs-Vorgang die Häufigkeit in dem Zeitraum, in dem das „Schwenken zum Beladen“ überwiegt, und erzeugt ein Diagramm, das die Anzahl von Beladungsvorgängen darstellt, wie es in 8 gezeigt wird (Schritt S68).
Die Ausgabe-Einheit 320 gibt die von der Einheit 317 für Erzeugung einer Heat Map erzeugte Heat Map, das von der Einheit 318 für Erzeugung eines Aufschlüsselungsdiagramms erzeugte Aufschlüsselungsdiagramm sowie das von der Einheit 319 für Erzeugung eines Aushub-und-Beladungs-Diagramms erzeugte Diagramm aus, das Informationen für jeden Aushub-und-Beladungs-Vorgang anzeigt (Schritt S69).
Funktion und Effekt
Gemäß der ersten Ausführungsform spezifiziert, wie oben beschrieben, die Arbeitsanalyse-Vorrichtung 300 die Klassifikation der Arbeitseinheit und die Klassifikation des von der Arbeitsmaschine ausgeführten Arbeitselementes auf Basis der Zustands-Daten, die den Zustand der Arbeitsmaschine 100 angeben, und gibt sie aus. Der Benutzer kann den Arbeitszustand der Arbeitseinheit und den Arbeitszustand des Arbeitselementes der Arbeitsmaschine 100 sowie den Anteil der Arbeitselemente erkennen, die eine Arbeitseinheit bilden, wenn Fähigkeiten einer Bedienungsperson beurteilt und bewertet werden und Arbeit analysiert wird. Dies ermöglicht es dem Benutzer vielschichtige Analyse von Arbeit der Arbeitsmaschine 100 durchzuführen.
Weiterhin spezifiziert die Arbeitsanalyse-Vorrichtung 300 gemäß der ersten Ausführungsform die Klassifikationen von der Arbeitsmaschine durchgeführter Arbeit auf Basis der Zustands-Daten, die den Zustand der Arbeitsmaschine 100 angeben, und gibt die spezifizierten Klassifikationen von Arbeit in Zeitreihen aus. Daher erhält der Benutzer umfassenden Einblick in Arbeit der Arbeitsmaschine 100, und kann eine Qualität jeder Fertigkeit basierend auf Arbeit der Bedienungsperson beurteilen.
Weiterhin umfasst die Arbeitseinheit gemäß der ersten Ausführungsform einen Haupt-Arbeitsvorgang und einen Neben-Arbeitsvorgang. Das heißt, die Arbeitsanalyse-Vorrichtung 300 gibt, wie in 5 gezeigt, die Arbeitseinheit-Heat-Map H1 aus, die den Haupt-Arbeitsvorgang, wie den Aushub-und-Belade-Vorgang oder dergleichen, sowie den Neben-Arbeitsvorgang, wie das Zusammentragen von Ladung, das Fahren oder dergleichen, einschließt. Dadurch kann der Benutzer erkennen, welche Arbeit die Arbeitsmaschine 100 neben dem Haupt-Arbeitsvorgang, wie dem Aushub-und-Beladungs-Vorgang oder dergleichen, ausgeführt hat. Dadurch kann der Benutzer Neben-Arbeitsvorgänge bestimmen, die zum effizienten Durchführen des Aushub-und-Beladungs-Vorgangs erforderlich sind.
Des Weiteren gibt die Arbeitsanalyse-Vorrichtung 300 gemäß der ersten Ausführungsform das Arbeitselement-Aufschlüsselungsdiagramm G2 aus, das die Zeit und den Anteil jedes Arbeitselementes anzeigt, das eine Arbeitseinheit bildet. So kann der Benutzer beim Bewerten der Arbeitseinheit der Arbeitsmaschine 100 die Klassifikationen der Arbeitselemente spezifizieren, die die Arbeitseinheit bilden.
Das heißt, die Arbeitsanalyse-Vorrichtung 300 gibt das Arbeitselement-Aufschlüsselungsdiagramm G2 aus, wie es in 6 dargestellt ist, so dass der Benutzer die Anteile des „Aushubs“, des „Schwenkens zum Beladen“, des „Auskippens“, des „Schwenkens ohne Beladung“, des „Wartens auf Auskippen“ sowie des „Drückens auf die Kippmulde“ bei dem „Aushub-und-Beladungs-Vorgang“ erkennen kann, wenn der Benutzer die Bewertung des „Aushub-und-Beladungs-Vorgangs“ durchführt. Dadurch kann der Benutzer den Aushub-und-Beladungs-Vorgang richtig beurteilen.
Insbesondere ist die Arbeitsanalyse-Vorrichtung 300 in der Lage, den Zeitpunkt des Beginns der Beladung anzugeben, indem sie das „Warten auf Auskippen“ spezifiziert, und ist in der Lage, den Zeitpunkt des Endes der Beladung anzugeben, indem sie das „Drücken auf die Kippmulde“ spezifiziert. Des Weiteren spezifiziert die Arbeitsanalyse-Vorrichtung 300 den „Aushub“, das „Schwenken zum Beladen“, das „Auskippen“ sowie das „Schwenken ohne Beladung“, so dass es möglich ist, die Arbeit der Bedienungsperson zu bewerten und die Leistung mit dem Plan zu vergleichen, wenn der Arbeitszustand statistisch erfasst wird.
Die Arbeitsanalyse-Vorrichtung 300 gemäß der ersten Ausführungsform gibt ein Diagramm aus, das eine Aufschlüsselung der Arbeitselemente für jeden Aushub-und-Beladungs-Vorgang darstellt, wie dies in 7 gezeigt wird. Dadurch kann der Benutzer die zum Beladen des Transportfahrzeugs benötigte Zeit erkennen und des Weiteren die Ursache erkennen, wenn die zum Beladen des Transportfahrzeugs benötigte Zeit lang ist. Bei dem in 7 gezeigten Beispiel ist zu sehen, dass die Zeit für den Aushub-und-Beladungs-Vorgang um 14:44 Uhr länger ist als bei anderen Aushub-und-Beladungs-Vorgängen. In Bezug auf die Aufschlüsselung der Arbeitselemente, die den Aushub-und-Beladungs-Vorgang um 14:44 Uhr bilden, ist zu erkennen, dass die Wartezeit auf das Auskippen länger ist als die bei anderen Aushub-und-Beladungs-Vorgängen. Damit wird ersichtlich, dass bei dem Aushub-und-Beladungs-Vorgang um 14:44 Uhr, die Zeit für den Aushub-und-Beladungs-Vorgang lang wird, da die Dauer bis Eintreffen des Transportfahrzeugs lang ist.
Die Arbeitsanalyse-Vorrichtung 300 gemäß der ersten Ausführungsform gibt ein Diagramm aus, das, wie in 8 gezeigt, die Anzahl einzelner Beladungsvorgänge für jeden Aushub-und-Beladungs-Vorgang darstellt. Der Benutzer kann die Fähigkeiten der Bedienungsperson beim Bedienen erkennen, indem er die Anzahl einzelner Beladungsvorgänge an dem Transportfahrzeug erkennt. Aus dem in 8 gezeigten Beispiel ist zu ersehen, dass die Anzahl einzelner Beladungsvorgänge um 15:00 Uhr höher ist als die bei anderen Aushub-und-Beladungs-Vorgängen Daraus lässt sich schließen, dass bei dem Aushub-und-Beladungs-Vorgang um 15:00 Uhr zum Zeitpunkt des Beladens ein Ereignis, wie Laden einer kleinen Menge an Erde in den Löffel 133 oder ein Überlaufen der Erde aus dem Transportfahrzeug, auftrat.
Sonstiges
Eine Ausführungsform wurde oben unter Bezugnahme auf die Zeichnungen ausführlich beschrieben, die konkrete Konfiguration ist nicht darauf beschränkt, und verschiedene konstruktive Änderungen und dergleichen sind möglich.
In der oben beschriebenen Ausführungsform überträgt die Vorrichtung 128 zum Sammeln von Daten der Arbeitsmaschine 100 den Messwert jedes Sensors zu der Arbeitsanalyse-Vorrichtung 300, und die Arbeitsanalyse-Vorrichtung 300 spezifiziert die Klassifikation von Arbeit auf Basis des Messwertes, andere Ausführungsformen sind jedoch nicht auf diese Konfiguration beschränkt. In einer anderen Ausführungsform kann beispielsweise die Vorrichtung 128 zum Sammeln von Daten die Klassifikation von Arbeit auf Basis des Messwertes jedes Sensors angeben. In einer anderen Ausführungsform kann das von der Arbeitsanalyse-Vorrichtung 300 erzeugte Vorhersage-Modell beispielsweise in der Vorrichtung 128 zum Sammeln von Daten gespeichert werden, und kann die Vorrichtung 128 zum Sammeln von Daten das Vorhersage-Modell verwenden, um die Klassifikation von Arbeit zu spezifizieren. Das heißt, in einer anderen Ausführungsform kann die Arbeitsanalyse-Vorrichtung 300 in der Vorrichtung 128 zum Sammeln von Daten vorhanden sein. In diesem Fall kann die Vorrichtung 128 zum Sammeln von Daten die an der Arbeitsmaschine 100 installierte Anzeigeeinrichtung veranlassen, das Analyseergebnis der aktuellen Klassifikation der Arbeit in Echtzeit anzuzeigen. Dadurch kann die Bedienungsperson Arbeit ausführen und gleichzeitig die Klassifikation von Arbeit erkennen.
Die Arbeitsanalyse-Vorrichtung 300 gemäß der oben beschriebenen Ausführungsform spezifiziert die Zeitreihe der Wahrscheinlichkeit jeder Klassifikation von Arbeit an, andere Ausführungsformen sind jedoch nicht auf diese Konfiguration beschränkt, und die Zeitreihe des Wahr/Falsch-Wertes jeder Klassifikation von Arbeit kann spezifiziert werden. Auch in diesem Fall ist die Arbeitsanalyse-Vorrichtung 300 in der Lage, durch Glätten der spezifizierten Zeitreihe die Zeitreihe der Wahrscheinlichkeiten von Klassifikationen von Arbeit zu ermitteln.
Weiterhin erzeugt die Kennzeichnungs-Vorrichtung 200 gemäß der oben beschriebenen Ausführungsform Kennzeichnungs-Daten auf Basis der Betätigung durch den Benutzer, andere Ausführungsformen sind jedoch nicht auf diese Konfiguration beschränkt. So kann beispielsweise die Kennzeichnungs-Vorrichtung 200 gemäß einer anderen Ausführungsform durch Bildverarbeitung oder dergleichen automatisch Kennzeichnungs-Daten erzeugen.
Des Weiteren spezifiziert die Arbeitsanalyse-Vorrichtung 300 gemäß der oben beschriebenen Ausführungsform die Klassifikation von Arbeit der Arbeitsmaschine 100 auf Basis des erlernten Vorhersage-Modells, jedoch sind andere Ausführungsformen nicht auf diese Konfiguration beschränkt. Beispielsweise kann die Arbeitsanalyse-Vorrichtung 300 gemäß einer anderen Ausführungsform die Klassifikation von Arbeit der Arbeitsmaschine 100 auf Basis eines Programms spezifizieren, das nicht auf einem maschinellen Lernvorgang beruht. Ein Programm, das nicht auf einem maschinellen Lernvorgang beruht, ist ein Programm, das die Klassifikation von Arbeit anhand einer Kombination von Operationen spezifiziert, die im Voraus auf Basis der Eingabe von Zustands-Daten definiert werden. In diesem Fall ist es möglich, dass das Zustandsanalyse-System 1 die Bilderzeugungs-Vorrichtung 127, die Kennzeichnungs-Vorrichtung 200, die Einheit 312 für Erfassung eines Bewegtbildes, die Einheit 313 für Erfassung von Kennzeichnungs-Daten, die Lern-Einheit 314, die Einheit 332 für Speicherung eines Bewegtbildes und die Einheit 333 für Speicherung von Kennzeichnungs-Daten nicht enthält.
Weiterhin bewertet die Arbeitsanalyse-Vorrichtung 300 gemäß der oben beschriebenen Ausführungsform die Klassifikation von Arbeit auf Basis der Erfassungswerte der Vielzahl von Sensoren oder der auf Basis der Erfassungswerte berechneten Werte, jedoch sind andere Ausführungsformen nicht auf diese Konfiguration beschränkt. Beispielsweise kann die Arbeitsanalyse-Vorrichtung 300 gemäß einer anderen Ausführungsform die Klassifikation der Arbeit auf Basis des durch die Bilderzeugungs-Vorrichtung 127 aufgenommenen Bewegtbildes bewerten. Das heißt, das von der Bilderzeugungs-Vorrichtung 127 aufgenommene Bild kann ein Beispiel für Zustands-Daten sein, die den Zustand der Arbeitsmaschine 100 anzeigen.
Weiterhin speichert die Vorrichtung 128 zum Sammeln von Daten gemäß der oben beschriebenen Ausführungsform die Zustands-Daten in der Speicher-Einheit in Verbindung mit dem Zeitstempel und überträgt sie als eine Zeitreihe der Zustands-Daten zu der Arbeitsanalyse-Vorrichtung 300, jedoch sind andere Ausführungsformen nicht auf diese Konfiguration beschränkt. Beispielsweise kann die Vorrichtung 128 zum Sammeln von Daten gemäß einer anderen Ausführungsform die gesammelten Zustands-Daten in Verbindung mit dem Zeitstempel sequentiell zu der Arbeitsanalyse-Vorrichtung 300 übertragen. In diesem Fall erfasst die Arbeitsanalyse-Vorrichtung 300 sequentiell die Kombination aus den Zustands-Daten und dem Zeitstempel und summiert sie als eine Zeitreihe.
Industrielle Einsatzmöglichkeiten
Gemäß der vorliegenden Erfindung kann der Verantwortliche auf Basis der Informationen über die Arbeitseinheit und das Arbeitselement, die durch die Arbeitsanalyse-Vorrichtung angegeben werden, vielschichtige Analyse von Arbeit der Arbeitsmaschine durchführen.
Bezugszeichenliste

1: Zustandsanalyse-System;
100: Arbeitsmaschine;
200: Kennzeichnungs-Vorrichtung;
211: Einheit für Erfassung eines Bewegtbildes;
212: Einheit für Anzeige eines Bewegtbildes;
213: Einheit für Eingabe einer Kennzeichnung;
214: Einheit für Erzeugung von Kennzeichnungs-Daten;
215: Einheit für Übertragung von Kennzeichnungs-Daten;
300: Arbeitsanalyse-Vorrichtung;
311: Einheit für Erfassung von Zustands-Daten;
312: Einheit für Erfassung eines Bewegtbildes;
313: Einheit für Erfassung von Kennzeichnungs-Daten;
314: Lern-Einheit;
315: Arbeitsspezifikations-Einheit;
316: Glätt-Einheit;
317: Einheit für Erzeugung einer Heat Map;
318: Einheit für Erzeugung eines Aufschlüsselungsdiagramms;
319: Einheit für Erzeugung eines Aushub-und-Beladungs-Diagramms;
320: Ausgabe-Einheit;
331: Einheit für Speicherung von Zustands-Daten;
332: Einheit für Speicherung eines Bewegtbildes;
333: Einheit für Speicherung von Kennzeichnungs-Daten;
334: Einheit für Speicherung eines Modells

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

JP 2018051800 [0002]
JP 2014214566 [0004]

Claims

Arbeitsanalyse-Vorrichtung, die umfasst: eine Einheit für Erfassung von Zustands-Daten, die so ausgeführt ist, dass sie Zustands-Daten erfasst, die einen Zustand einer Arbeitsmaschine anzeigen; und eine Arbeitsspezifikations-Einheit, die so ausgeführt ist, dass sie auf Basis der erfassten Zustands-Daten eine Klassifikation einer Arbeitseinheit spezifiziert, die Arbeit angibt, mit der eine Arbeitsaufgabe für die Arbeitsmaschine ausgeführt wird, und eine Klassifikation eines Arbeitselementes spezifiziert, das ein Element ist, das die Arbeitseinheit bildet, und eine Reihe von Vorgängen oder Arbeiten nach Zweck klassifiziert angibt.
Arbeitsanalyse-Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Arbeitseinheit einen Aushub-und-Beladungs-Vorgang einschließt, das Arbeitselement in Bezug auf den Aushub-und-Beladungs-Vorgang ein Arbeitselement, das in der Lage ist, einen Zeitpunkt des Beginns der Beladung zu spezifizieren, ein Arbeitselement, das in der Lage ist, einen Beladungs-Zyklus zu spezifizieren, sowie ein Arbeitselement einschließt, das in der Lage ist, einen Zeitpunkt des Endes der Beladung zu spezifizieren, und die Arbeitsanalyse-Vorrichtung des Weiteren eine Ausgabe-Einheit umfasst, die so ausgeführt ist, dass sie Informationen in Bezug auf einen Zyklus des den Aushub-und-Beladungs-Vorgangs ausgibt.
Arbeitsanalyse-Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, die des Weiteren umfasst: eine Ausgabe-Einheit, die so ausgeführt ist, dass sie Informationen ausgibt, die einen Anteil jedes Arbeitselementes angeben, das eine Arbeitseinheit bildet.
Arbeitsanalyse-Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die Arbeitseinheit einen Haupt-Arbeitsvorgang, der einen Aushub-und-Beladungs-Vorgang einschließt, sowie einen Neben-Arbeitsvorgang zum Durchführen des Haupt-Arbeitsvorgangs einschließt.
Arbeitsanalyse-Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, die des Weiteren umfasst: eine Ausgabe-Einheit, die so ausgeführt ist, dass sie eine Aufschlüsselung der Arbeitseinheit und des Arbeitselementes in einer Zeitzone für die Arbeitsmaschine ausgibt.
Verfahren für Arbeitsanalyse, das die folgenden Schritte umfasst Erfassen von Zustands-Daten, die einen Zustand einer Arbeitsmaschine anzeigen; Spezifizieren einer Klassifikation einer Arbeitseinheit, die eine Arbeit angibt, mit der eine Arbeitsaufgabe für die Arbeitsmaschine ausgeführt wird, auf Basis der erfassten Zustands-Daten; und Spezifizieren einer Klassifikation eines Arbeitselementes, das eine Reihe von Vorgängen oder Arbeiten nach Zweck klassifiziert angibt, auf Basis der erfassten Zustands-Daten, wobei die Reihe von Vorgängen oder Arbeiten die Arbeitseinheit bilden.