JP2018119257A - 作業機械のアラーム情報集計システム - Google Patents

Abstract

【課題】詳細なアラーム情報を低コストで送信できる新規な作業機械のアラーム情報集計システムの提供。【解決手段】作業機械２００に搭載される各種センサ１０からの信号を入力してアラーム情報を生成するコントローラ２０と、生成されたアラーム情報をサーバ７０に送信する通信手段４０とを備え、コントローラ２０は、作業機械２００の稼働時間内に発生したアラーム情報を各アラーム情報ごとにまとめて集計し、通信手段４０は、作業機械２００の稼働時間後の所定のタイミングで集計されたアラーム情報をまとめてサーバ７０に送信する。これによって、１日の作業終了後の所定のタイミング、例えば午前零時頃に、集計したアラーム情報をまとめて遠隔地にあるサーバ７０側に送信できるため、詳細なアラーム情報を低コストで送信できる。【選択図】図１

Description

本発明は、建設機械などの作業機械で発生する様々なアラーム情報を集計して遠隔にあるサーバに送信するシステムに関するものである。

以下の特許文献１などに示すように、従来、作業機械の車体で故障が発生した場合に、車体のコントローラがそれを検知してアラーム情報を生成し、これを通信端末を使用して遠隔にあるサーバに送信するシステムが提案されている。そして、このアラーム情報を受信したサーバでは、そのアラーム情報を解析し、適切な措置やメンテナンスなどを行うようになっている。

特許第号公報

しかし、前述したような従来のシステムでは、コントローラでアラーム情報が生成される都度、これを通信端末を使用して遠隔にあるサーバに送信しているため、通信コストが高くなるという問題がある。また、アラームの発生は分かるものの、その継続時間や回数などの詳細なデータは送信されないため、正確な故障診断やメンテナンスができないといった不都合がある。

そこで、本発明はこれらの課題を解決するために案出されたものであり、その目的は、詳細なアラーム情報を低コストで送信できる新規な作業機械のアラーム情報集計システムを提供するものである。

前記課題を解決するために第１の発明は、作業機械に搭載される各種センサからの信号を入力してアラーム情報を生成するコントローラと、当該コントローラで生成されたアラーム情報をサーバに送信する通信手段とを備え、前記コントローラは、前記作業機械の稼働時間内に発生した前記アラーム情報を各アラーム情報ごとにまとめて集計し、前記通信手段は、前記作業機械の稼働時間後の所定のタイミングで前記集計されたアラーム情報をまとめて前記サーバに送信することを特徴とする作業機械のアラーム情報集計システムである。

このような構成によれば、１日の作業終了後の所定のタイミング、例えば午前零時頃に、作業時間内で集計したアラーム情報をまとめて遠隔地にあるサーバ側に送信できるため、詳細なアラーム情報を低コストで送信できる。

第２の発明は、第１の発明において、前記コントローラは、前記アラーム情報を、その発生順序、発生回数、発生継続時間についてまとめて集計することを特徴とする作業機械のアラーム情報集計システムである。このような構成によれば、従来、送信できなかった詳細なアラーム情報をまとめて集計して送信することができる。

第３の発明は、第２の発明において、前記コントローラは、前記アラームの発生継続時間をその時間ごとの分布についてまとめて集計することを特徴とする作業機械のアラーム情報集計システムである。このような構成によれば、アラームの原因を正確に分析可能となるため、より適切な対応を行うことができる。

第４の発明は、第１乃至第３の発明において、前記コントローラは、前記アラーム情報がキースイッチオン後に発生したものか、エンジン稼働後に生成したものを判別することを特徴とする作業機械のアラーム情報集計システムである。このような構成によれば、このような構成によれば、アラームの原因がキースイッチオンによるものなのかエンジン稼働によるものなのかを正確に分析可能となるため、より適切な対応を行うことができる。

本発明によれば、作業機械の稼働時間内に発生したアラーム情報を各アラーム情報ごとにまとめて集計し、作業機械の稼働時間後の所定のタイミングでそのアラーム情報をまとめてサーバに送信するようにしたため、詳細なアラーム情報を低コストで遠隔地のサーバに送信することができる。

本発明に係るアラーム情報集計システム１００の実施の一形態を示す構成図である。 本発明に係るアラーム情報集計システム１００の処理の流れを示すフローチャート図である。 アラーム情報（故障コード）とアラーム内容（故障原因）との関連を示す表図である。 アラーム情報の書誌的事項と発生状況を示す表図である。 １日のアラーム情報集計表の例を示す表図である。 日ごとのアラーム情報の集計結果の例を示す表図である。 日ごとのアラーム情報の集計結果の例を示す表図である。 日ごとのアラーム情報の集計結果の例を示す表図である。

次に、本発明の実施の形態を添付図面を参照しながら説明する。図１は、本発明に係る作業機械のアラーム情報集計システム１００の実施の一形態を示したものである。図において符号１００は、本発明に係るアラーム情報集計システムを示したものであり、このアラーム情報集計システム１００は、作業機械の１つである油圧ショベル２００の車体などに搭載されて用いられる。図示するようにこのアラーム情報集計システム１００は、各種センサ１０，１０…と、コントローラ２０と、記憶部３０と、通信端末（通信手段）４０とから主に構成されている。

センサ１０は、例えばエンジンの稼働状態や温度、油圧ポンプの吐出圧やパイロット圧などといった油圧ショベル２００を稼働するために必要な各部の状態を検出するものであり、一般に１つの油圧ショベル２００に対して数十から数百以上の単位で設けられている。そして、これら各種センサ１０，１０…からの信号はそれぞれ専用の信号線を介して随時コントローラ２０に入力されるようになっている。

コントローラ２０は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭなどからなる情報処理装置であり、ＲＯＭに記録された所定の制御プログラムに従って各種センサ１０，１０…からの入力信号を処理し、そのデータや制御信号を記憶部３０や通信端末４０などに出力するようになっている。記録部３０は、ＨＤＤやＳＲＡＭなどの外部記憶装置であり、主にコントローラ２０から出力されるアラーム情報や集計データなど随時読み出し可能に記憶・保存するようになっている。

通信端末４０は、衛星電話や携帯電話などの無線通信装置からなっており、有料の衛星通信網や携帯電話網６０を介して遠隔にあるサーバ７０との間で所定のプロトコルの元に所望のデータ通信を行うようになっている。そのため、この通信端末４０には、無線通信用のアンテナや現在地の位置情報を送るためのＧＰＳ機能などが付設されている。遠隔にあるサーバ７０にはサービスマンなどが操作可能な端末（ＰＣ）が接続可能となっており、そのサーバ７０にあるデータをダウンロードしたり、サーバ７０を介して本発明に係るアラーム情報集計システム１００に対してデータ送信できるようなっている。

次に、このような構成をしたアラーム情報集計システム１００による処理の流れを図２のフローチャートおよび図３乃至図５を参照しながら説明する。図２は本発明に係るアラーム情報集計システム１００による処理の流れの一例を示したものである。本発明システム１００のコントローラ２０は、各種センサ１０，１０…からの入力信号を随時監視し、その入力信号に基づいてアラーム情報を生成する。

図３は、アラーム情報（故障コード）とそのアラーム内容（故障内容）との関連の一例を示したものである。コントローラ２０は、例えば第１油圧ポンプの吐出圧を検出するセンサからの入力信号が高電圧異常のときには、このテーブルに従ってこれに対応するアラーム情報として故障コード「１１２００−３」を生成し、これを記録部３０に出力する。同じく、第１油圧ポンプ吐出圧センサからの入力信号が低電圧異常のときには、これに対応するアラーム情報として故障コード「１１２００−４」を生成し、これを記録部３０に出力する。また、エンジンの油温を検出するセンサの入力値が規定値を超えたときにはエンジン油温が規定温度よりも上昇したと判断して、それに対応するアラーム情報「２０１０２−２」を生成し、これを記録部３０に出力する。記録部３０は、入力されたアラーム情報（故障コード）をその入力時刻などと共に記録する。

そして、このコントローラ２０は図２に示すように最初のステップ１００において、キースイッチがオン状態になったか否か、すなわち油圧ショベル２００を稼働するための電源が投入されたか否かを判断する。通常の建設機械のキーオン方法は、その車両専用の鍵（キー）を操縦席の鍵穴に挿入してからＡＣＣ（accessory）の位置まで右側に回転させることでキーオン状態になる。このキーオンによってバッテリーから電源が供給されて各種センサ１０，１０…が稼働可能状態となり、各種センサ１０，１０…からコントローラ２０への信号入力が可能となる。

キーオン状態になったならば（ＹＥＳ）、次のステップ１０２に移行し、いずれかのセンサから異常入力信号があるか否かを監視し、あった場合（ＹＥＳ）には、ステップＳ１０３に移行してそれに対応するアラーム情報（故障コード）を生成し、これをその入力時刻などと共に記録部３０に記録する。アラームが無い場合（ＮＯ）には、次のステップＳ１０４に移行してエンジンが始動したか否かを判断する。通常のエンジン始動方法は、鍵穴に挿入したキーをＡＣＣの位置からさらに右側に回転させることでセルモータが稼働してエンジンが始動する。

エンジンが始動したならば（ＹＥＳ）、次のステップＳ１０６に移行してコントローラ２０は、その後にいずれかのセンサから異常入力信号があるか否かを監視し、あった場合（ＹＥＳ）には、ステップＳ１０８に移行してそれに対応するアラーム情報（故障コード）を生成し、これをその入力時刻などと共に記録部３０に記録する。アラームが無い場合（ＮＯ）には、次のステップＳ１１０までジャンプしてエンジンが停止するまでその後に生成されるアラーム情報（故障コード）を刻々と記録する。

ステップＳ１１０ではエンジンが停止したか否かを判断し、エンジンが停止したとき（ＹＥＳ）には次のステップＳ１１２に移行してそれまでに記録した１日分のアラーム情報を集計する。図４および図５は、このステップＳ１１２で集計される１日分のアラーム情報の集計例を示したものである。先ず、図４に示すように各アラーム情報は、そのアラームの原因となる「故障コード」の他に、その作業機械の「機種コード」、「号機」、「日付（年月日）」、「車体アワーメータ」、などの書誌的情報と共に、エンジン始動後またはキーオン後に発生したものであるか否かと、その発生時間（継続時間）との情報が付されて記録される。発生時間（継続時間）は、最初の１０秒後は、２秒単位で判断され、２０秒後〜４０秒後は１０秒単位で判断され、４０秒後は３０秒単位、７０秒後は６０秒単位、１９０秒以上、終日解消しない（発生中）ものに分けて判断される。

図５は、このような基準で判定されたアラーム情報を集計結果の一例を示したものである。この例では、アラーム情報はアラーム情報Ａ乃至アラーム情報Ｊの１０種類が発生し、それらはアラーム情報Ａから順に時系列に発生したことを示す。この例では、先ずエンジン始動後に２回のアラーム情報Ａが発生し、そのうち１回は１９０秒以上継続したがその後解消し、他の１回は１日中継続した（解消せず）ことを示している。次に発生したアラーム情報Ｂは、キーオン後に１回だけ発生し、これも１日中継続した（解消せず）ことを示している。次に発生したアラーム情報Ｃは、キーオン後に６回発生し、そのうち５回は継続時間が１６〜１８秒間に集中しており、残り１回は１日中継続した（解消せず）ことを示している。次に発生したアラーム情報Ｃは、エンジン始動後に５回発生しており、その継続時間は、１２〜１４秒間および１６〜１８秒がそれぞれ１回、３０〜４０秒間が３回となっていることを示している。

このようにして１日分のアラーム情報が集計されたならば、図２のステップＳ１１４に移行し、所定の時刻、例えば午前零時になったか否かを判断し、定時になったとき（ＹＥＳ）は、次のステップＳ１１６に移行して通信端末４０を起動してそのアラーム集計データを通信網６０を介して遠隔のサーバ７０に送信して処理を終了する。そして、次の日になったならば、同様にしてその日１日のアラーム情報を取得・集計して同じくその日の午前零時にそのアラーム集計データをサーバ７０に送信するという作業を繰り返すことになる。

一方、アラーム集計データを受信したサーバ７０は、毎日午前零時に送信されてくるアラーム集計データを記憶・保存し、端末８０からの要求に応じてそのアラーム集計データを提供することになる。そのアラーム集計データの提供を受けたオペレータなどはそのアラーム集計データを解析して機器の状態を判断し、現地作業員などに対して適切な対応を指示したり、修理点検作業を行うことになる。

このように本発明は、１日の作業終了後の所定のタイミング、例えば午前零時頃に、作業時間内で集計したアラーム情報をまとめて遠隔地にあるサーバ側に送信するようにしたため、詳細なアラーム情報を低コストで送信することができる。また、そのアラーム情報を、その発生順序、発生回数、発生継続時間などの情報と共に送信するため、従来、送信できなかった詳細なアラーム情報をまとめて集計して送信することができる。

さらに、アラームの発生継続時間をその時間ごとの分布についてまとめて集計することによってアラームの原因を正確に分析可能となるため、より適切な対応を行うことができる。例えば、アラームＣやアラームＥのように一定の継続時間にだけ多く分布（発生）している場合には、センサ自体の不都合よりもそのコネクターの接触不良などが考えられる。また、アラームＢのように終日故障が発生している場合には、そのセンサ自体の交換が必要であることが推測される。

また、アラーム情報がキースイッチオン後に発生したものか、エンジン稼働後に生成したものを判別することによって、アラームの原因がキースイッチオンによるものなのかエンジン稼働によるものなのかを正確に分析可能となるため、より適切な対応を行うことができる。例えば、アラーム情報がキースイッチオン後に発生したものである場合には、そのセンサ自体に問題がある可能性が高く、また、エンジン稼働後に生成されたものである場合には、エンジンの振動や作業機械の動作などによる断線や接触不良などの可能性が高いものと考えることができる。

また、日ごとのアラーム情報の発生回数や頻度を比較することにより、より正確にその故障の原因を推測することができる。例えば図６に示すように、毎日エンジン始動後に発生し、その継続時間が長かったり、解消されない場合には断線やショートの可能性が高いと考えられる。また、図７に示すように継続時間が数秒の短いアラーム情報が毎日発生している場合では、瞬断によるセンサ電圧の異常低下の可能性が高く、早めの交換や修理が必要であることが望まれる。さらに図８に示すように前日までに発生していたアラーム情報が次の日以降全く発生しなかった場合には、その不具合箇所が現場で修理・交換された可能性が高いなどと考えることができる。

また、短い時間分布から長い時間分布へ発生が変化してきた場合には、センサの感度が悪くなってきている可能性があると判断することができる。また、保存するアラーム情報は、全て集計するようにしても良いが、先着順に１０件のみとしたり、エンジンワーニング警告やシステム異常のような重要なアラームは後にまとめて送るのではなく随時送信するようにしても良い。また、１日のエンジン稼働時間や１日のアラーム総発生合計時間、最初の３回分の継続時間なども併せて送ったり、反対に報告すべきアラーム情報が１度も生成されなかった場合には、通信費用を抑えるためにその日のデータ送信を中止しても良い。また、このアラーム集計データはそれのみを単独で送っても良いが作業日報を送信する場合にはこれと一緒に送信しても良い。

１００…アラーム情報集計システム
２００…作業機械（油圧ショベル）
１０…センサ
２０…コントローラ
３０…記録部
４０…通信端末（通信手段）
５０…アンテナ
６０…通信経路
７０…サーバ
８０…端末（ＰＣ）

Claims (4)

1. 作業機械に搭載される各種センサからの信号を入力してアラーム情報を生成するコントローラと、当該コントローラで生成されたアラーム情報をサーバに送信する通信手段とを備え、
   前記コントローラは、前記作業機械の稼働時間内に発生した前記アラーム情報を各アラーム情報ごとにまとめて集計し、
   前記通信手段は、前記作業機械の稼働時間後の所定のタイミングで前記集計されたアラーム情報をまとめて前記サーバに送信することを特徴とする作業機械のアラーム情報集計システム。
2. 請求項１に記載の作業機械のアラーム情報集計システムにおいて、
   前記コントローラは、前記アラーム情報を、その発生順序、発生回数、発生継続時間についてまとめて集計することを特徴とする作業機械のアラーム情報集計システム。
3. 請求項２に記載の作業機械のアラーム情報集計システムにおいて、
   前記コントローラは、前記アラームの発生継続時間をその時間ごとの分布についてまとめて集計することを特徴とする作業機械のアラーム情報集計システム。
4. 請求項１乃至３のいずれかに記載の作業機械のアラーム情報集計システムにおいて、
   前記コントローラは、前記アラーム情報がキースイッチオン後に発生したものか、エンジン稼働後に生成したものを判別することを特徴とする作業機械のアラーム情報集計システム。

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