JP5913602B2 - 自走式鉱山機械の稼動管理装置 - Google Patents

Description

本発明は、油圧または電動式ショベルやダンプトラック、鉱山機械の運用を管理する自走式鉱山機械の稼動管理装置に関するものである。

例えば、鉱山における主な作業は、採鉱および選鉱がある。採鉱は鉱山から有用鉱物を含む鉱石を採掘するものであり、選鉱は採鉱した鉱物から有用鉱物を選択的に取り出すものである。採鉱は鉱山のうち鉱脈が存在する場所を掘削するものであり、選鉱は掘削現場で行うのではなく、独立した選鉱ヤードが設置されている。この選鉱ヤードには選鉱に必要な各種の設備等が設置されている。また、鉱脈を覆っている土砂には有用鉱物が存在していないために、土砂の廃棄場も設置される。

採掘にはローダ式やバックホー式のショベル等からなる掘削機械が用いられ、その動力源としては電動式または油圧式が用いられる。また、作業効率を勘案すると、超大型の掘削機械が用いられる。一方、採掘現場から選鉱ヤードへの鉱物の搬送のために、また不要岩石等の廃棄場への搬送を行うためにも、運搬機械としてのダンプトラックが用いられる。１台の掘削機械に対して、複数のダンプトラックが用いられている。採掘現場か選鉱ヤード等までの距離にもよるが、１台の掘削機械に対して３〜５台のダンプトラックが搬送を担うのが通常である。

鉱山現場での作業は、通常、１日２４時間、３６５日休みなく行われるものであり、掘削機械やダンプトラックといった鉱山機械は、可能な限り故障しないように且つ効率的に稼動させる必要がある。このために、各鉱山機械には、様々な箇所にセンサを設けて、各種センサにより稼動各所の稼動状態を検出するように構成している。そして、これらセンサにより過大な負荷があったことが検出され、過酷な稼動状態であることが検出されたときには、故障に至るおそれがあることから、オペレータに警報を発することになる。

前述したように、鉱山機械にあっては、稼働時間が過密である等といったことから、保守・点検等といったメンテナンス作業を頻繁に行うことができない。また、メンテナンス作業を行うとしても、短時間で効率的に行う必要がある。このために、鉱山における所定の位置に管理センタを設置している。鉱山機械は無線通信機を備えており、各種センサが測定したデータは管理センタに対して無線通信される。これにより、鉱山現場で稼動している各鉱山機械の管理を行う。

この種の技術として、作業機械と無線通信を行う管理部のサーバで作業機械の管理を行っているものが特許文献１に開示されている。この特許文献１の技術では、管理部のサーバに油圧出力計測データを蓄積していることで、油圧出力性能の性能低下診断作業の省力化および効率化を図っている。

特開２０１１−３８２７３号公報

ところで、各鉱山機械から無線通信されるデータは時系列的な鉱山機械の稼動状態を示すデータになる。管理センタにはコンピュータが備えられており、鉱山機械から無線通信されるデータをコンピュータに接続されるディスプレイに表示することにより、鉱山機械の稼動状態が表示される。メンテナンス要員やエンジニア等（以下、メンテナンス要員等）は、ディスプレイに表示されるデータを視認して、鉱山機械の各部の状態の分析を行う。

鉱山機械から無線通信されたデータ、つまりセンサが測定した数値が異常な値を示しているときには、ディスプレイにはアラーム表示がされる。アラーム表示はセンサの測定値が正常な範囲内にあるか否かによって判定されるが、範囲の設定を過剰に厳しくすると、実際には鉱山機械がそれほど危険な状態でなく、即時にメンテナンスを要しないにもかかわらず、アラームが表示される。一方、範囲の設定を過剰に緩くすると、実際には鉱山機械が危険な状態であり、即時にメンテナンスを要するにもかかわらず、アラームが表示されない。また、センサの測定値が範囲内である場合においても、複合的な要因で将来的に不具合や故障を発生する場合もある。この場合には、センサの測定値が範囲内であるため、アラーム表示はされない。

従って、アラーム表示では正確に鉱山機械の状態を把握することは難しい。管理センタのディスプレイにセンサの測定値に基づくグラフを表示して、このグラフをメンテナンス要員等が視認して、鉱山機械の状態分析を行うことができる。ただし、グラフのみによっては、迅速且つ正確に鉱山機械の状態分析を行うことは難しい。特に、前述したように、センサの測定値が正常な範囲内である場合には、グラフにも異常が見られないため、将来的に不具合や故障を発生することを認識することは不可能になる。

そこで、本発明は、複数の鉱山機械が稼動する現場から離間した位置の管理センタで各鉱山機械の状態を正確且つ迅速に認識可能にすることを目的とする。

以上の課題を解決するため、本発明の自走式鉱山機械の稼動管理装置は、複数の鉱山機械から無線通信される情報に基づいて前記鉱山機械の管理を行う自走式鉱山機械の稼動管理装置であって、前記鉱山機械に備えられる複数のセンサが計測する数値情報を無線により受信する無線受信部と、前記数値情報に基づいて、前記センサのうち何れか１つのセンサの測定値を示す時系列のグラフを作成するグラフ作成部と、前記数値情報に基づいて、複数段階の警戒レベルに対応した種類の異なるアラームを判定するアラーム判定部と、前記アラームに対応した異なる種類のアイコンを生成するアイコン生成部と、同一の時間軸に対応して前記グラフと前記アイコンとを表示した機械状態画面を作成する画面作成部と、前記機械状態画面を表示する表示装置と、を備えている。

また、前記アラーム判定部は、前記数値情報が適正範囲内にあるときに、前記１つのセンサの測定値に影響を与える１または複数の部位を測定する他のセンサの数値情報と前記１つのセンサの数値情報とに基づいて、将来的に前記１つのセンサに異常が発生する可能性があると予測したときには予兆アラームと判定し、前記アイコン生成部は、前記予兆アラームに対応した予兆アイコンを生成するようにしてもよい。

また、前記画面作成部は、前記予兆アイコンの前後の所定の時間範囲の前記機械状態画面の背景を変化させるようにしてもよい。

また、前記画面作成部は、前記予兆アラームが複数段階の予兆レベルに分けられているときには、前記予兆レベルに応じて前記機械状態画面の背景の色または色調を段階的に変化させるようにしてもよい。

また、前記アイコン生成部は、前記数値情報が限界範囲外になったときに、そのことを示す警報アイコンを生成し、前記画面作成部は、前記警報アイコンを表示した後に、この警報アイコンが確認されたことを示す操作がされたときには、前記警報アイコンとは異なる種類の確認済みアイコンに変化させるようにしてもよい。

また、前記画面作成部は、前記複数の鉱山機械に備えられている複数の前記センサのそれぞれについて、前記鉱山機械ごとに前記アラームに関する情報をグループ化して一覧表示した機械一覧画面から前記機械状態画面に遷移可能にしてもよい。

本発明は、管理センタの表示装置に、同一の時間軸に対応して、時系列のグラフだけでなく、複数段階の警戒レベルに対応した種類の異なるアラームに対応したアイコンを表示することで、正確且つ迅速に鉱山機械の状態を把握することができる。特に、表示されているグラフの値が適正範囲内であっても、他のセンサの値を考慮して、アラームの１つである予兆アイコンを表示することで、将来的に不具合や故障等を発生する可能性があることを前もって認識することができ、より正確に鉱山機械の状態を把握することができる。

鉱山における鉱石の採掘を行う現場の一例を示す説明図である。 鉱山機械の一例としてのダンプトラックの側面図である。 ダンプトラックと管理センタとの構成を示すブロック図である。 表示制御部の構成を示すブロック図である。 機械一覧画面の一例を示す図である。 機械状態画面の一例を示す図である。

以下、図面を参照して、本発明の実施形態について説明する。以下において、鉱山機械を用いて行う作業を行う作業現場を鉱山現場として、鉱山機械の一例として掘削機械（油圧ショベル）とダンプトラックとを適用した例について説明するが、これら以外の機械も鉱山機械とすることができる。

図１は鉱山の作業現場の一例を示している。図中において、鉱山機械として掘削機械１とダンプトラック２とが示されている。電動式や油圧式等の掘削機械１は、鉱石の採鉱場３に配置され、掘削機械１で採鉱場３の掘削が行われる。採鉱場３で掘削機械１により採掘された鉱石は、ダンプトラック２により採鉱場３から搬出される。不用土砂は廃棄場４に廃棄され、有用鉱石は選鉱ヤード５に搬送されて選鉱される。選鉱は採鉱物を有用鉱物と不用鉱物とに分類する作業であり、選鉱ヤード５には選鉱に必要な設備、例えばクラッシャ等が設置されている。

１台の掘削機械１には複数台のダンプトラック２を割り当てることで、単位ユニットを構成する。図１の例では、１台の掘削機械１に対して４台のダンプトラック２が割り当てられている。図２にダンプトラック２の構成の一例を示す。同図に示すように、ダンプトラック２は車体フレーム１１と運転室１２とベッセル１３とダンプ用シリンダ１４とサスペンションシリンダ１５とを有している。車体フレーム１１はダンプトラック２の基本的な枠組みを構成しており、運転室１２を装着すると共にベッセル１３を設けている。ベッセル１３は掘削機械１による掘削物が積載される。

ダンプトラック２は採鉱場３に配置されて、掘削機械１による掘削物がベッセル１３に搭載される。掘削物を搭載したダンプトラック２は、所定のルートを通って選鉱ヤード５（掘削物が不用土砂である場合には廃棄場４）まで走行して、ベッセル１３を後方に向けて傾斜させることにより積載物を排出する。これは、所謂ダンプ動作である。その後、ベッセル１３を水平状態に戻してダンプトラック２を走行させて、採鉱場３に帰還させる。以上の動作を繰り返し行うことにより、採鉱場３から有用鉱物が取り出されて、選鉱ヤード５に送り込まれる。

前述したダンプ動作は、ダンプ用シリンダ１４を駆動することにより行われるものである。また、ダンプトラック２には、車体フレーム１１と車軸との間に前後および左右に４本のサスペンションシリンダ１５が介装されている。そして、ダンプトラック２には無線通信を行うための無線通信機が搭載されている。

図３はダンプトラック２および管理センタ６の構成の一例を示している。鉱山現場では多数のダンプトラック２が稼動しており、各ダンプトラック２を識別するための固有の機械識別番号（識別子）が付されている。図３に示したダンプトラック２は「Ａ」という機械識別番号を有している。以下、機械識別番号「Ａ」のダンプトラック２をダンプトラック２Ａとする。勿論、機械識別番号は掘削機械１にも付されている。

同図に示すように、ダンプトラック２Ａには複数のセンサ２０（センサ２０ａ、センサ２０ｂ、センサ２０ｃ、・・・）とセンサデータ処理部２１と異常判定部２２と警報部２３と無線送信部２４とを有して構成している。また、管理センタ６は無線受信部３１と表示制御部３２とディスプレイ３３とを有して構成している。

センサ２０はダンプトラック２Ａに設けられたセンサであり、対象となる部位を測定して、数値を得る。例えば、走行モータの温度や外気温を測定する温度センサ、エンジン負荷を測定する負荷センサ、モータ電流を測定する電流計、走行速度を測定する速度センサ、エンジンの回転数を測定する回転数センサ、積荷等の重量を検出する荷重センサ、圧力センサ、流速センサ、電圧計等をセンサ２０として用いることができる。

各センサ２０はセンサデータ処理部２１に接続されている。センサデータ処理部２１は各センサ２０が測定している数値（温度や電流値等）を数値情報として取得する。この数値情報には当該数値情報を測定したときの時刻が時刻情報として不可分に紐付けされている。センサデータ処理部２１は各センサ２０から数値情報を入力しており、数値情報が何れのセンサ２０から入力したかを特定する（センサ特定情報）を認識している。センサデータ処理部２１はセンサ特定情報に数値情報を関連付ける。

センサデータ処理部２１が取得した数値情報は異常判定部２２に出力される。異常判定部２２は取得した数値情報が異常な数値である場合には、警報部２３にその旨を出力する。警報部２３は警報を発生することにより、オペレータに異常を了知させる。警報部２３は任意の手段を採用することができ、例えばダンプトラック２に備えられるモニタ（図示せず）にその旨の表示をしてもよい。

無線送信部２４は管理センタ６に無線通信により情報を送信する。ここでは、少なくとも機械識別情報とセンサ特定情報と数値情報と時刻情報とを無線通信する。勿論、これら以外の情報を無線送信してもよい。無線通信された各種情報は管理センタ６の無線受信部３１により受信される。そして、受信した各種情報が表示制御部３２に出力される。管理センタ６には表示装置としてのディスプレイ３３が備えられており、表示制御部３２はディスプレイ３３に表示する画面を生成して、生成した画面を操作可能にするＧＵＩ（Graphical User Interface）である。

次に、図４を参照して、表示制御部３２の詳細について説明する。表示制御部３２は、グラフ作成部４１とアラーム判定部４２と関連度情報記憶部４３とアイコン生成部４４と画面作成部４５とを備えて構成している。表示制御部３２はコンピュータで実行可能なソフトウェアとして実現することができる。

前述したように、無線受信部３１はダンプトラック２から機械識別情報とセンサ特定情報と数値情報と時刻情報とを受信する。グラフ作成部４１は、機械識別情報とセンサ特定情報とにより特定されるセンサ２０の数値情報と時刻情報とを入力し、各時刻におけるセンサ２０が測定した数値を取得する。そして、時間軸に沿って数値をプロットする等して、センサ２０が測定した数値に基づくグラフＧを作成していく。経時的に作成されるグラフＧは画面作成部４５に出力される。

アラーム判定部４２は機械識別情報とセンサ特定情報とにより特定されるセンサ２０のアラームの種類を判定する。アラーム判定部４２には、数値情報の異常度を判定するために複数の異なる範囲が設定されている。ここでは、数値情報が示す値が適正であることを示す適正範囲と限界を示す限界範囲との２つが設定されているものとする。限界範囲の下限値は適正範囲の下限値より低く、限界範囲の上限値は適正範囲の上限値より高い。数値情報が示す値が適正範囲外且つ限界範囲内のときに警告アラームを出力する危険度の低いレベルと判定し、限界範囲外のときに警報アラームを出力する危険度の高いレベルと判定する。警告アラームおよび警報アラームは共にアラームであるが、段階的に異なったアラームとなっている。なお、限界範囲は、図３で説明した異常判定部２２が判定するときの基準となる範囲と同じに設定することができる。

また、アラーム判定部４２は、予兆アラームを判定する。センサ特定情報により特定されるセンサ２０（例えば、２０ａ）には、当該センサ２０ａの測定値に影響を与える部位を測定する１または複数の他のセンサ（例えば、２０ｂ、２０ｃ、２０ｄ）が存在する。つまり、センサ２０ａと他のセンサ２０ｂ、２０ｃ、２０ｄとは関連している。このとき、センサ２０ａが測定する数値情報の値は適正範囲内であるが、関連する他のセンサ２０ｂ、２０ｃ、２０ｄが測定する数値情報の値を考慮したときに、将来的にセンサ２０ａが測定する値が限界範囲外になることが予測されるときに、予兆アラームと判定する。

関連度情報記憶部４３は複数のセンサ２０のそれぞれについて、他のセンサ２０との関連度を記憶する。関連度は１つのセンサ２０について１または複数の他のセンサ２０が影響を与える度合い（重み）を示す。例えば、センサ２０ａに関連する関連度情報としては、センサ２０ｂが０．１、センサ２０ｃが０．２、センサ２０ｄが０．５等の情報が関連情報として記憶される。アラーム判定部４２はセンサ２０ａの数値情報の値と関連度情報記憶部４３に記憶されている関連度とに基づいて、予兆アラームを判定する。

アイコン生成部４４にはアラーム判定部４２からアラームの種類の情報が入力される。そして、アラームの種類に応じてそれぞれ異なる種類のアイコンを生成する。ここでは、アラーム判定部４２から警告アラーム、警報アラームまたは予兆アラームの３つのアラームの情報が入力されるため、各アラームに応じたアイコンを生成する。警告アラームは上向きの三角形の中にエクスクラメーションマークを描画した警告アイコンＴとして、警報アラームはギア型の警報アイコンＲとして、予兆アラームは下向きの三角形の中にエクスクラメーションマークを描画した予兆アイコンＰとして生成される。

画面作成部４５はディスプレイ３３に表示される種々の画面を作成する。画面作成部４５はグラフ作成部４１が作成するグラフＧを入力して画面表示を行う。また、アイコン生成部４４から各種アイコン（警告アイコンＴ、警報アイコンＲ、予兆アイコンＰ）を入力する。これらのアイコンは時刻情報と関連付けられて画面作成部４５に入力される。そして、各種アイコンの画面表示を行う。

画面作成部４５が作成する画面はディスプレイ３３に表示されると共に、操作部４６により操作可能なＧＵＩ画面となる。操作部４６は画面操作をできる任意の手段を用いることができ、ここではマウスとする。勿論、キーボード等も操作部４６として用いることができる。

画面作成部４５は種々の画面を作成するが、ここでは２つの画面について説明する。１つは図５に示す機械一覧画面５０であり、もう１つは図６に示す機械状態画面６０である。まず、機械一覧画面５０について説明する。機械一覧画面５０は管理センタ６が管理している鉱山機械、つまり鉱山現場で稼動している鉱山機械の一覧を示している。

図５に示すように、機械一覧画面５０はテーブル形式になっており、「Ｍｏｄｅｌ」、「Ｓｔａｔｕｓ」、「Ａｌａｒｍ（Ｅｒｒｏｒ ｃｏｄｅ）」および「Ｖｉｅｗ ｄａｔａ」の４つの項目から構成されている。「Ｍｏｄｅｌ」は機械識別情報を示している。「Ｓｔａｔｕｓ」は「Ｍｏｄｅｌ」で特定される鉱山機械が稼働中か否かを示し、稼働中の場合は「Ｓｅｒｖｉｃｅ」と表示する。「Ａｌａｒｍ（Ｅｒｒｏｒ ｃｏｄｅ）」は「Ｍｏｄｅｌ」で特定される鉱山機械にアラームが生じている場合には、その簡単な概要を表示する。この中には、アイコン生成部４４が生成した各種アイコンが表示される。「Ｖｉｅｗ ｄａｔａ」は発生しているアラームに関する詳細な情報を表示するための詳細表示ボタン５１を有している。

鉱山現場には多数の鉱山機械が運用されており、１画面では全ての鉱山機械に関する情報を表示できない場合がある。このために、スクロールバー５２が表示されている。マウスポインタ５３を合わせてスクロールバー５２のドラッグ操作を行うことで、機械一覧画面５０に表示されていない鉱山機械に関する情報を表示することができる。また、マウスポインタ５３により詳細表示ボタン５１をクリックすることで機械状態画面５０に遷移させる。

次に、機械状態画面６０について説明する。図６は機械状態画面６０の一例を示している。同図に示すように、機械状態画面６０は、時間軸表示領域６１とアイコン表示領域６２とグラフ表示領域６３とを有している。また、画面上部には、機械識別情報に基づいて鉱山機械を特定する情報「Ｍｏｄｅｌ：Ａ」が表示される。機械状態画面６０は他の情報を表示することも可能になっている。

時間軸表示領域６１は時間軸を表示する。同図の例では、「１５時１０分」から「１５時５０分」までの各時刻を時間軸で表示している。時間軸表示領域６１の両端にはそれぞれ表示時間変更ボタン６１Ｂ、６１Ｆが設けられており、表示時間変更ボタン６１Ｂにマウスポインタ５３を合わせてクリックすると、表示されている時間よりも前の時間、同図の例では「１５時１０分」以前の時刻を表示することができる。また、表示時間変更ボタン４１Ｆをクリックすると、表示されている時間よりも後の時間、同図の例では「１５時５０分」以降の時刻を表示することができる。なお、表示する時刻を変更することにより、アイコン表示領域６２に表示されるアイコン、グラフ表示領域６３に表示されるグラフＧも対応した時刻のものに変化する。

時間軸表示領域６１の時間軸の直下には、アイコン表示領域６２が設けられており、時間軸が示す時刻に対応してアイコンが表示される。前述したように、警告アイコンＴ、警報アイコンＲ、予兆アイコンＰの３種類のアイコンは時刻情報と関連付けられている。従って、各種アイコンは時間軸表示領域６１の時間軸の対応する時刻の直下に表示される。

グラフ表示領域６３はアイコン表示領域６２の直下にあり、グラフＧを表示する。このグラフＧの横軸は時間軸表示領域６１の時間軸と一致しており、その時刻における数値を示している。グラフ表示領域６３には適正温度範囲の上限値（Ｈ１）および下限値（Ｌ１）を示しており（図中では二点鎖線）、限界温度範囲の上限値（Ｈ２）および下限値（Ｌ２）を示している（図中では一点鎖線）。また、グラフ表示領域６３の上部には、表示されているグラフＧがダンプトラック２Ａの何れのセンサであるかを特定するグラフ特定情報６４を示している。ここでは、ダンプトラック２Ａの走行モータの温度であるものとし、これを特定する「Ｍｏｔｏｒ ｔｅｍｐ」として表示している。

グラフ表示領域６３に隣接した領域に数値情報を表示する数値表示領域６６を設けている。数値表示領域６６は所定の時刻におけるグラフＧが示す数値を表示する。この場合は、所定時刻における走行モータ温度を表示している。時間軸表示領域６１には表示時刻変更バー６７が設けられている。表示時刻変更バー６７は操作部４６（マウス）でドラッグして移動することが可能であり、所望の時刻に表示時刻変更バー６７まで移動させることができる。数値表示領域６６は表示時刻変更バー６７が位置している時刻におけるグラフの数値を表示する。

時間軸表示領域６１およびアイコン表示領域６２に隣接した箇所にはスケール変更バー６８が設けられている。スケール変更バー６８は時間軸表示領域６１で表示する時間のスケールを変更することができる。図６の場合は、５０分間のグラフＧを表示しているが、５０分間以外のグラフＧを表示する場合には、スケール変更バー６８でスケールの調整を行う。

時間軸表示領域６１の上部には確認ボタン６９（図中で「Ｃｏｎｆｉｒｍ」）が表示される。確認ボタン６９は警報アイコンＲが発生した場合に、当該警報アイコンＲを確認したことを画面作成部４５に認識させるボタンである。メンテナンス要員等は、警報アイコンＲを確認したときには、マウスポインタ５３を確認ボタン６９に合わせてクリックすることにより、画面作成部４５は警報アイコンＲが確認されたことを認識する。

次に、以上の構成を用いた動作について説明する。ここでは、ダンプトラック２Ａの走行モータ温度をセンサ２０ａが測定し、このセンサ２０ａが測定した走行モータ温度に関する情報を機械状態画面６０に表示するものとする。なお、センサ２０ｂはダンプトラック２Ａの外気温を測定し、センサ２０ｃはエンジン負荷を測定し、センサ２０ｄ（図示せず）はモータ電流の電流値を測定しているものとする。これらの他にも各種センサ２０が対象となる部位を測定している。

センサデータ処理部２１は各センサ２０から入力した数値情報にセンサ特定情報を関連付けするデータ処理を行う。また、センサデータ処理部２１から数値情報が異常判定部２２に出力され、異常判定部２２で異常が発生しているか否かが判定される。異常が発生していると判定されれば、警報部２３が警報を発生する。異常を判定しない限りは、警報部２３は警報を発生しない。

センサデータ処理部２１は、センサ特定情報とこのセンサ特定情報と関連付けられた数値情報とこの数値情報に紐付けられた時刻情報とを無線送信部２４に出力する。無線送信部２４は、数値情報、時刻情報、センサ特定情報および機械識別情報を所定周期で管理センタ６に無線送信している。無線送信された各情報は無線受信部３１が受信して、表示制御部３２に入力される。

表示制御部３２のグラフ作成部４１は時刻情報と数値情報とに基づいてグラフＧを作成する。このグラフＧはセンサ特定情報により特定されたセンサ２０が測定している数値を時系列的に示している。ここでは、センサ２０ａが測定している走行モータ温度のグラフＧが作成される。グラフＧはダンプトラック２Ａから周期的に無線受信する情報に基づいて作成されるため、経時的に作成されていくグラフＧが画面作成部４５に入力されて、ディスプレイ３３に表示される。

アラーム判定部４２は、機械識別情報およびセンサ特定情報に基づいて、アラームの種類を判定する対象がダンプトラック２Ａの走行モータ温度であることを認識する。そして、数値情報に基づいて、アラームの種類を判定する。前述した予兆アラームを除いて、センサ２０ａの数値情報が適正範囲内であれば、アラームを発生する必要はないと判定する。数値情報が適正範囲外であり且つ限界範囲内であれば、危険度が低いことを示す警告アラームと判定する。また、数値情報が限界範囲外であれば、危険度が高いことを示す警報アラームと判定する。

一方、数値情報が適正範囲内であっても、走行モータ温度に関連する他のセンサ２０の数値情報を総合的に考慮して、将来的に異常を発生することが予測されるときには、アラーム判定部４２は予兆アラームと判定する。走行モータ温度は、外気温やエンジン負荷、モータ電流等の影響を受ける。もし、これらの値が適正でない場合には、走行モータ温度は将来的に異常を生じる可能性がある。

例えば、エンジン負荷を測定するセンサ２０ｃが過剰なエンジン負荷を検出した場合には、将来的に走行モータ温度は限界範囲を超えて高温になる可能性がある。また、モータ電流の電流値が過剰に高い場合にも、将来的に走行モータ温度は限界範囲を超えて高温になる可能性がある。

そこで、アラーム判定部４２は、センサ２０ｂ、２０ｃ、２０ｄの数値情報とセンサ２０ａの数値情報とに基づいて、センサ２０ａの数値情報が適正範囲内であっても、将来的に異常を生じる可能性があると判定した場合には、予兆アラームと判定する。このとき、アラーム判定部４２は関連度情報記憶部４３に記憶されている関連度情報を参照する。前述したように、外気温を測定するセンサ２０ｂの数値情報の重みが０．１、エンジン負荷を測定するセンサ２０ｃの数値情報の重みが０．２、モータ電流を測定するセンサ２０ｄの数値情報の重みが０．５のような場合、これらの重みを考慮して、アラーム判定部４２は予兆アラームを判定する。

例えば、センサ２０ｂの数値情報の異常度が高くなったとしても、重みが低いため、予兆アラームとは判定されない傾向になる。一方、モータ電流の数値情報の異常度が高くなったときには、重みが高いため、予兆アラームと判定される傾向にある。予兆アラームはセンサ２０ｂ、２０ｃ、２０ｄの重みと異常度とを乗算して数値を演算し、演算された数値が予め設定された閾値を超過したときに、アラーム判定部４２が予兆アラームを判定することができる。勿論、アラーム判定部４２はこれ以外の手法により予兆アラームを判定してもよい。

アラーム判定部４２が判定するアラームの種類は時刻情報と関連付けられている。そして、アラームの種類の情報と時刻情報とがアイコン生成部４４に入力される。アイコン生成部４４は、警告アラームの場合には警告アイコンＴ、警報アラームの場合には警報アイコンＲ、予兆アラームの場合には予兆アイコンＰを生成する。各アイコンは異なる種類（表示態様）として生成される。

各アイコンは時刻情報と関連付けられている。よって、画面作成部４５は、時間軸表示領域６１の時間軸が示す時刻に対応するアイコン表示領域６２に各アイコンを表示する。図６の例では、最初に予兆アイコンＰが表示され、その後、警告アイコンＴが表示される。警告アイコンＴの次には確認済みアイコンＣが表示されている。確認済みアイコンＣは、元々は警報アイコンＲであったが、確認ボタン６９がクリックされたことにより、既に確認された警報アイコンであることを示す。

つまり、画面作成部４５は、警報アイコンＲが表示されている状態で、当該警報アイコンＲを確認したことを示す操作（確認ボタン６９をクリックする操作）を行ったときには、当該警報アイコンＲを確認済みアイコンＣに変化させる。そして、未確認の警報アイコンＲと確認済みのアイコンＣとを区別するためにアイコンの種類（表示態様）を異ならせている。確認済みアイコンＣの次に、未確認の警報アイコンＲが表示される。

そして、時間軸表示領域６１の時間軸に対応してグラフＧが表示されている。よって、同一の時間軸に対応してアイコン表示領域６２に各種のアイコンが表示され、グラフ表示領域６３にグラフＧが表示される。アイコン表示領域６２に表示されるアイコンは、基本的には複数段階の警戒レベルに応じて種類を異ならせている。ここでは、数値情報が適正範囲外且つ限界範囲内のときに警告アイコンＴを表示し、限界範囲外のときに警報アイコンＲを表示している。

従って、警告アイコンＴが表示されているときには、ダンプトラック２Ａの走行モータ温度が適正な温度でないことをアイコンに基づいて、認識できる。この場合は、メンテナンスを要することなく、ダンプトラック２Ａのオペレータが何等かの措置を講ずることにより、走行モータ温度が適正な温度に戻ることがある。従って、ダンプトラック２Ａのダウンタイム（使用されていない時間）が不要に発生することを回避することができることがある。

一方、警報アイコンＲが表示されているときには、ダンプトラック２Ａの走行モータ温度が危険な状態であることを認識することができる。この場合には、ダンプトラック２Ａのメンテナンスを行う必要があることを認識することができる。このように、センサ２０の数値情報を段階的に判定して異なる警戒レベルとし、段階的な警戒レベルに応じて異なる種類のアイコンを表示している。メンテナンス要員等はグラフＧのみからではなく、アイコンを視認することにより、迅速且つ確実にダンプトラック２Ａの走行モータ温度の状態を把握することができる。

また、走行モータ温度としては適正範囲内であるにもかかわらず、走行モータ温度に関連する他の要因に基づいて、将来的に走行モータ温度が危険範囲外になる可能性がある。前述したように、外気温やエンジン負荷、モータ電流等の値も走行モータ温度を左右する要因となる。よって、これらの値を総合的に考慮して、アラーム判定部４２は予兆アラームを判定する。

予兆アラームと判定されたとしても、走行モータ温度自体は適正範囲内であるため、グラフＧのみによっては判断することができない。これを予兆アイコンＰとして表示することにより、メンテナンス要員等は将来的に走行モータ温度に異常を生じる可能性があることを認識することができる。これにより、ダンプトラック２Ａの走行モータ温度の状態をさらに正確に認識することができる。

ところで、画面作成部４５は、予兆アイコンＰが発生したときには、その前後の所定の時間範囲にグラデーション６５を描画する。図６に示すように、グラデーション６５はアイコン表示領域６２から画面下部までに背景として表示される。このグラデーション６５は濃淡が段階的に変化する。

予兆アラームは、走行モータ温度が将来的に異常になる可能性があることを示しているが、その可能性にも段階がある。前述したように、センサ２０ｂ、２０ｃ、２０ｄの関連度情報と異常度とを乗算して得られる数値によって、異常となる可能性を段階的にレベル分けすることができる。これを予兆レベルとする。画面作成部４５は予兆レベルに応じてグラデーション６５の濃淡を変化させる。予兆レベルが低いときには薄い色とし、高いときには濃い色とする。

これにより、メンテナンス要員等は、ディスプレイ３３に表示されている機械状態画面６０を視認することにより、予兆アラームが発生している場合に、どの程度の可能性で将来的に走行モータ温度が限界範囲外となるかを認識することができる。

グラデーション６５を表示する時間範囲は任意に設定することができる。つまり、予兆アイコンＰが発生した時刻を基準として、その前後の所定の固定された時間範囲を設定することができる。また、表示する時間範囲を可変にすることもできる。予兆レベルが最低のときの時刻から最高となるときの時刻までグラデーション６５を表示してもよい。

また、図６では、予兆レベルに応じてグラデーション６５の濃淡を変化させたが、色の濃淡だけでなく、明暗や強弱等を含む色調を変化させるものであればよい。また、色調ではなく、色そのものを変化させてもよい。例えば、グラデーション６５を青色から緑色、そして赤色に段階的に変化させるようなものであってもよい。また、３次元表示等により予兆レベルが変化していることを表示してもよい。予兆レベルを判定しない場合等においては、グラデーション６５を表示する時間範囲の濃淡や色合いを変化させず、単色表示してもよい。

また、図６に示すように、機械状態画面６０には数値表示領域６６が設けられており、表示時刻変更バー６７をマウスポインタ５３により時間軸の前後に変更することが可能になっている。これにより、任意の時刻におけるグラフＧが示す数値を具体的に数値表示領域６６に表示することができる。メンテナンス要員等は、所望の時刻の箇所に表示時刻変更バー６７を移動させることで、より詳細な走行モータ温度を認識することができる。

ところで、前述したように、管理センタ６は鉱山現場で稼動する多数の鉱山機械を管理する。従って、各鉱山機械の状態の一覧表示をすることは鉱山機械の管理に有用である。図５に示すように、機械一覧画面５０には、各鉱山機械の機械識別情報、稼働中か否か、およびアラームを発生している場合には、当該アラームに関する簡単な説明を表示する。メンテナンス要員等は機械一覧画面５０を視認することで、複数の鉱山機械の簡単な状況を統括的に管理することができる。

そして、発生しているアラームについての詳細を分析する場合には、詳細表示ボタン５１にマウスポインタ５３に合わせてクリックすることで、図６に示した機械状態画面６０に遷移させることができる。図５の機械一覧画面５０においても、各種アイコンを表示している。これにより、メンテナンス要員等はアイコン表示から優先的に分析すべきアラームを直感的に認識することができる。

１ 掘削機械
２ ダンプトラック
２０ センサ
２１ センサデータ処理部
２４ 無線送信部
３１ 無線受信部
３２ 表示制御部
３３ ディスプレイ
３５ 操作部
４１ グラフ作成部
４２ アラーム判定部
４３ 関連度情報記憶部
４４ アイコン生成部
４５ 画面作成部
５０ 機械一覧画面
６０ 機械状態画面
６１ 時間軸表示領域
６２ アイコン表示領域
６３ グラフ表示領域
６４ グラフ特定情報
６５ グラデーション
６６ 数値表示領域
Ｃ 確認済みアイコン
Ｇ グラフ
Ｐ 予兆アイコン
Ｒ 警報アイコン
Ｔ 警告アイコン

Claims (5)

1. 複数の鉱山機械から無線通信される情報に基づいて前記鉱山機械の管理を行う自走式鉱山機械の稼働管理装置であって、
   前記鉱山機械に備えられる複数のセンサが計測する数値情報を無線により受信する無線受信部と、
   前記数値情報に基づいて、前記センサのうち何れか１つのセンサの測定値を示す時系列のグラフを作成するグラフ作成部と、
   前記数値情報に基づいて、複数段階の警戒レベルに対応した種類の異なるアラームを判定するアラーム判定部と、
   前記アラームに対応した異なる種類のアイコンを生成するアイコン生成部と、
   同一の時間軸に対応して前記グラフと前記アイコンとを表示した機械状態画面を作成する画面作成部と、
   前記機械状態画面を表示する表示装置と、を備え、
   前記アラーム判定部は、前記数値情報が適正範囲内にあるときに、前記１つのセンサの測定値に影響を与える１または複数の部位を測定する他のセンサの数値情報と前記１つのセンサの数値情報とに基づいて、将来的に前記1つのセンサに異常が発生する可能性があると予測したときには予兆アラームと判定し、
   前記アイコン生成部は、前記予兆アラームに対応した予兆アイコンを生成する自走式鉱山機械の稼働管理装置。
2. 前記画面作成部は、前記予兆アイコンの前後の所定の時間範囲の前記機械状態画面の背景を変化させる
   請求項１記載の自走式鉱山機械の稼働管理装置。
3. 前記画面作成部は、前記予兆アラームが複数段階の予兆レベルに分けられているときには、前記予兆レベルに応じて前記機械状態画面の背景の色または色調を段階的に変化させる
   請求項２記載の自走式鉱山機械の稼働管理装置。
4. 前記アイコン生成部は、前記数値情報が限界範囲外になったときに、そのことを示す警報アイコンを生成し、
   前記画面作成部は、前記警報アイコンを表示した後に、この警報アイコンが確認されたことを示す操作がされたときには、前記警報アイコンとは異なる種類の確認済みアイコンに変化させる
   請求項１記載の自走式鉱山機械の稼働管理装置。
5. 前記画面作成部は、前記複数の鉱山機械に備えられている複数の前記センサのそれぞれについて、前記鉱山機械ごとに前記アラームに関する情報をグループ化して一覧表示した機械一覧画面から前記機械状態画面に遷移可能にした
   請求項１記載の自走式鉱山機械の稼働管理装置。

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