WO2022097507A1 - 作業機械および作業機械管理システム - Google Patents

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WO2022097507A1
WO2022097507A1 PCT/JP2021/039161 JP2021039161W WO2022097507A1 WO 2022097507 A1 WO2022097507 A1 WO 2022097507A1 JP 2021039161 W JP2021039161 W JP 2021039161W WO 2022097507 A1 WO2022097507 A1 WO 2022097507A1
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WO
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work machine
operation information
information
priority
management server
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Application number
PCT/JP2021/039161
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English (en)
French (fr)
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聡 飯室
光博 木谷
バンダラ シャフリル
茂 三輪
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hitachi Construction Machinery Co Ltd
Original Assignee
Hitachi Construction Machinery Co Ltd
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Publication date
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Priority to EP21889060.6A priority patent/EP4242384B1/en
Priority to US18/023,504 priority patent/US12585264B2/en
Priority to CN202180052660.2A priority patent/CN115989466A/zh
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    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B23/00—Testing or monitoring of control systems or parts thereof
    • G05B23/02—Electric testing or monitoring
    • G05B23/0205—Electric testing or monitoring by means of a monitoring system capable of detecting and responding to faults
    • G05B23/0259—Electric testing or monitoring by means of a monitoring system capable of detecting and responding to faults characterized by the response to fault detection
    • G05B23/0264—Control of logging system, e.g. decision on which data to store; time-stamping measurements
    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B19/00—Program-control systems
    • G05B19/02—Program-control systems electric
    • G05B19/04—Program control other than numerical control, i.e. in sequence controllers or logic controllers
    • G05B19/042—Program control other than numerical control, i.e. in sequence controllers or logic controllers using digital processors
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E02—HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
    • E02F—DREDGING; SOIL-SHIFTING
    • E02F9/00—Component parts of dredgers or soil-shifting machines, not restricted to one of the kinds covered by groups E02F3/00 - E02F7/00
    • E02F9/20—Drives; Control devices
    • E02F9/2025—Particular purposes of control systems not otherwise provided for
    • E02F9/2054—Fleet management
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E02—HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
    • E02F—DREDGING; SOIL-SHIFTING
    • E02F9/00—Component parts of dredgers or soil-shifting machines, not restricted to one of the kinds covered by groups E02F3/00 - E02F7/00
    • E02F9/26—Indicating devices
    • E02F9/267—Diagnosing or detecting failure of vehicles
    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B2219/00—Program-control systems
    • G05B2219/30—Nc systems
    • G05B2219/45—Nc applications
    • G05B2219/45012—Excavator

Definitions

  • the present invention relates to a work machine and a work machine management system.
  • the work site where the work machine operates is deep in the mountains and outside the area where the mobile communication network is provided, or even if it is inside the area, radio waves do not reach like a tunnel and it is not possible to communicate directly with the management center. Is typical.
  • the work machine It is conceivable to relay the operation information of the above to the center and transmit it.
  • the storage capacity of the repeater on the way and the traffic capacity that can be transmitted by wireless communication for relay, so all operation information is stored and sent to the management center. It's difficult to do.
  • the operation information for only a predetermined period (before and after the occurrence of the abnormality) based on the time of the abnormality is stored as snapshot data, and this is stored in the management center. It is often sent to.
  • snapshot data related to anomalies with high priority can be stored preferentially, so snapshot data related to anomalies with high urgency to be dealt with can be reliably saved and output to the management terminal. be able to.
  • first-in first-out in general, the principle of first-in first-out is that the work machine that transmitted the data first has priority, and the data of the work machine that has been transmitted later is discarded. These discarded data will either be completely lost and will not reach the center, or will arrive at the center with a significant delay after being resent several times. As a result, even if the case should have been able to diagnose the sign of failure, it may not be possible to diagnose it, or it may be too late to take measures.
  • the priority (for example, the need for monitoring) of each work machine operating at a certain work site may differ from work machine to work machine. For example, some work machines are still new and therefore less likely to break down, while others are old or overused and are more likely to break down. Alternatively, some work machines have a large impact in the event of a failure because they are responsible for important processes in the work plan of the work site or it is difficult to obtain a substitute machine, and some work machines do not.
  • An object of the present invention is to provide a work machine and a work machine management system capable of more appropriately transmitting information on a work machine having a high priority even when the number of work machines is large.
  • An example of a working machine is In a work machine equipped with a controller that acquires the first operation information of the work machine and receives the management server information from the management server provided outside the work machine.
  • the first operation information includes information representing at least one of a key signal, an overheat signal, an engine hydraulic pressure, an engine actual rotation speed, a water temperature, an air filter differential pressure, and a main hydraulic pump pressure.
  • the management server information is different from the vehicle body priority indicating the priority between the work machine and another work machine, the possibility of failure of the work machine, the importance of the work machine in the field work, and the work machine.
  • the transmission priority of the first operation information is determined. It is characterized in that the first operation information is transmitted to the management server or the repeater according to the transmission priority.
  • An example of the work machine management system is In a work machine management system including the above-mentioned work machine and the management server,
  • the management server prioritizes the vehicle body based on at least one of the possibility of failure of the work machine, the importance of the work machine in field work, and the possibility that the work machine can be replaced by another work machine. Determine the degree, It is characterized by that.
  • This specification includes the disclosure of Japanese Patent Application No. 2020-184244, which is the basis of the priority of the present application.
  • the work machine and the work machine management system according to the present invention can more appropriately transmit information on the work machine having a high priority even when the number of work machines is large.
  • FIG. It is a figure which shows an example of the appearance structure of the work machine which concerns on Example 1.
  • FIG. It is a figure which shows the configuration example of the work machine management system which concerns on Example 1.
  • FIG. It is a figure which shows the example of the failure risk information which concerns on Example 1.
  • FIG. It is a figure explaining the structure of the work machine and the repeater of Example 1 in more detail.
  • FIG. It is a figure which shows the example of the data structure of the importance correspondence table in Example 1.
  • FIG. It is a figure which shows the example of the data structure of the priority determination table in Example 1.
  • FIG. It is a figure which shows the packet format example of the operation information used in Example 1.
  • FIG. It is a flowchart explaining the processing example of the repeater of Example 1.
  • FIG. It is a flowchart explaining the processing example of the information controller of Embodiment 2.
  • FIG. 1 shows an example of the appearance configuration of the work machine according to the first embodiment of the present invention.
  • the work machine 10 of the first embodiment is, for example, a hydraulic excavator, and includes, for example, an upper swivel body 1110, a lower traveling body 1120, a work machine 1130, a swivel mechanism 1140, and a cylinder 1160.
  • the upper swivel body 1110 is rotatably attached to the upper part of the lower traveling body 1120 via the swivel mechanism 1140.
  • the upper swivel body 1110 is provided with a driver's cab 1111 for the operator to operate.
  • the driver's cab 1111 is provided with an operation lever 1112 for the operator to operate the work machine 10.
  • the upper swivel body 1110 swivels with respect to the lower traveling body 1120 about a rotation axis parallel to the height direction of the work machine 10.
  • the upper swing body 1110 houses, for example, a hydraulic device including an engine and the like.
  • the lower traveling body 1120 includes, for example, a track 1121 driven by a hydraulic motor (not shown), and runs the work machine 10 under the control of a control system described later.
  • the working machine 1130 is provided, for example, in the front part of the upper swivel body 1110.
  • the work machine 1130 is driven by the cylinder 1160 to perform work such as excavation work.
  • the working machine 1130 has, for example, a boom 1131, an arm 1132, and a bucket 1133.
  • the swivel mechanism 1140 has a hydraulic motor or an electric motor (not shown). The swivel mechanism 1140 swivels the upper swivel body 1110 with respect to the lower traveling body 1120 around a rotation axis parallel to the height direction of the work machine 10 under the control of a control system described later.
  • Examples of other work machines are wheel loaders, bulldozers, and dump trucks.
  • FIG. 2 is a diagram showing a configuration example of the work machine management system according to the first embodiment.
  • the work machine management system is provided, for example, at one work site, but may be provided over a plurality of work sites, or a plurality of work machine management systems may be provided at one work site.
  • the work machine management system includes a plurality of work machines 10 and a management server 90.
  • a plurality of work machines 10 operate in the same work site.
  • the management server 90 collects the operation information of these work machines 10.
  • the management server 90 is a computer installed outside the work machine 10, and is installed in, for example, a management center.
  • Each work machine 10 stores an identification ID 11 that identifies the work machine. Further, each work machine 10 stores the own vehicle priority 12 (described later).
  • the management server 90 can be configured by using, for example, a known computer, and includes, for example, a calculation means, a storage means, an input means, and an output means.
  • Arithmetic means include, for example, a processor.
  • Storage means include, for example, semiconductor storage media and magnetic disks.
  • Input means include, for example, a keyboard and a mouse.
  • Output means include, for example, a display device 92 and a printing device.
  • the storage means may store the program. By executing this program by the arithmetic means, the management server 90 may realize the functions described in the present specification.
  • the management center is located away from the work machine 10, for example.
  • the management server 90 and the work machine 10 are connected by long-distance communication (for example, 4th generation mobile communication or satellite communication).
  • the work machine management system may include the repeater 80, and the repeater 80 can relay the communication.
  • the repeater 80 is installed in the same work site as the work machine 10.
  • the repeater 80 is connected to the work machine 10 by, for example, wireless LAN communication according to the IEEE802.11 standard or short-range wireless communication according to the IEEE802.154 standard.
  • the repeater 80 may be mounted on the work machine 10 to form a part of the work machine 10, or the work machine 10 may have a function as the repeater 80. In that case, the work machine 10 can transmit and receive data to and from the management server 90 via one or more other work machines 10 by short-range communication.
  • the management server 90 stores failure risk information 91 for the work machine 10 (for example, all applicable work machines 10) operating at the work site.
  • FIG. 3 shows an example of failure risk information 91.
  • FIG. 3A shows a configuration example of the failure risk information 91.
  • the failure risk information 91 is configured as a table in which failure risk information is registered for each identification ID (corresponding to the identification ID 11 in FIG. 2) of the work machine 10.
  • Each record of the failure risk information 91 includes fields of failure possibility, work importance, presence / absence of alternative machine, risk assessment value, and vehicle body priority.
  • the possibility of failure represents the possibility of failure of the work machine 10, and is represented by, for example, three stages of large, medium, and small.
  • the possibility of failure can be determined by the manager of the work site based on the total operating time of the work machine 10, the past failure history, and the like.
  • the work importance represents the importance of the work machine 10 in the field work. For example, it indicates how important the process carried out by the work machine is in the work plan at the work site. Work importance is expressed in three stages, for example, large, medium, and small. The work importance can be determined by the manager based on the margin of the schedule of the process in which the work machine 10 is involved, the relationship with the post-process, and the like.
  • the presence or absence of a substitute machine is an example of information indicating the possibility that the work machine 10 can be replaced by another work machine 10. For example, if a spare machine that can be used as a substitute for the work machine 10 is prepared at the work site or an agency, the presence or absence of the substitute machine is "Yes", and if not, "No". The administrator can decide whether or not there is an alternative machine.
  • the administrator at the work site inputs the above setting values of the fields of possibility of failure, work importance, and presence / absence of an alternative machine to the management server 90.
  • the management server 90 stores the input information as failure risk information 91.
  • FIG. 3B is an example of an input interface screen for inputting information used for determining the vehicle body priority (for example, failure possibility, work importance, and presence / absence of alternative machine).
  • the vehicle body priority for example, failure possibility, work importance, and presence / absence of alternative machine.
  • "?" Is displayed as to whether or not there is an alternative machine, and the input of the presence or absence of the substitute machine is prompted.
  • the risk assessment value in FIG. 3A is a value that comprehensively evaluates the possibility of failure, the importance of work, and the presence or absence of an alternative machine.
  • 30 points are given for large, 20 points are given for medium, and 10 points are given for small.
  • 10 points are given for small.
  • yes is 0 points and no is 10 points.
  • the management server 90 calculates the risk assessment value of each work machine 10 by summing these points.
  • the vehicle body priority represents the priority among the work machines, for example, for each work machine, the priority between the other one or more work machines.
  • the management server 90 determines the vehicle body priority as, for example, the order in which the risk assessment values are arranged in descending order.
  • the vehicle body priority determined as described above is distributed from the management server 90 to each work machine 10 as management server information via a long-distance radio or a repeater 80.
  • Each work machine 10 receives the management server information, and stores the vehicle body priority included in the management server information as the own vehicle priority 12 (FIG. 2).
  • Failure risk information may be generated by other methods. For example, the failure possibility, work importance, and presence / absence of alternative machine fields are automatically determined by the management server 90 via communication with other computers (body management system, work planning system, agency system, etc.). You may try to do it. Further, the risk assessment value may be added after multiplying each item by a coefficient indicating how much each item is emphasized, instead of simply adding.
  • the vehicle body priority may be expressed as a deviation value considering the distribution of risk assessment values instead of a simple ranking. Further, when determining the vehicle body priority, it is not necessary to refer to all the information shown in FIG. 3A.
  • the management server 90 can determine the vehicle body priority based on at least one of failure possibility, work importance, and presence / absence of an alternative machine. Further, in that case, the input interface screen of FIG. 3B is used to input at least one of the possibility of failure, the importance of work, and the presence / absence of an alternative machine.
  • the work machine 10 includes a controller as a control system according to the present embodiment.
  • the controller includes an information controller 20, an engine controller 30, a vehicle body controller 40, and a communication controller 50.
  • the information controller 20, the engine controller 30, the vehicle body controller 40, and the communication controller 50 are connected to each other via the vehicle body network 60.
  • the information controller 20 can be configured by using, for example, a known computer, and includes, for example, a calculation means and a storage means.
  • Arithmetic means include, for example, a processor.
  • Storage means include, for example, semiconductor storage media and / or magnetic disks. The storage means may store the program.
  • the information controller 20 may realize the functions described in the present specification by executing this program by the arithmetic means.
  • the engine controller 30, the vehicle body controller 40, and the communication controller 50 can also be configured by using a known computer in the same manner. Two or more of the information controller 20, the engine controller 30, the vehicle body controller 40, and the communication controller 50 may be realized by one computer, or the information controller 20 may be realized by two or more computers.
  • the information controller 20 acquires the operation information (first operation information) of the work machine 10.
  • the operation information is detected by, for example, the engine controller 30 and the vehicle body controller 40 and transmitted via the vehicle body network 60, and the information controller 20 receives and acquires the operation information.
  • the information controller 20 transmits the acquired operation information to the management server 90 via the communication controller 50 at predetermined time intervals (for example, once a day or once an hour).
  • the engine controller 30 controls the electronic governor provided in the engine.
  • the engine controller 30 includes various sensors 31 such as an engine actual rotation speed sensor.
  • the engine controller 30 acquires detection signals from various sensors 31.
  • the engine controller 30 controls the fuel injection amount.
  • the engine controller 30 outputs a command signal to each device 32 such as an electronic governor in order to control the engine speed and the output torque.
  • the vehicle body controller 40 controls the hydraulic drive device of the work machine 10.
  • the hydraulic drive system includes, for example, the following hydraulic devices as its components. -Hydraulic pump that is rotationally driven by the engine-Multiple hydraulic actuators that are driven by the hydraulic oil discharged from the hydraulic pump and drive the driven body such as the working machine 1130-The hydraulic oil supplied from the hydraulic pump to the hydraulic actuator Control valve to control the flow-Operating lever 1112 to operate the control valve and drive the corresponding hydraulic actuator (Fig. 1)
  • the hydraulic actuator includes, for example, a boom hydraulic cylinder, an arm hydraulic cylinder, and a bucket hydraulic cylinder for driving the boom 1131, arm 1132, and bucket 1133 in FIG. 1, respectively. Further, the hydraulic actuator includes a traveling hydraulic motor for traveling the lower traveling body 1120, a turning hydraulic motor for turning the upper turning body 1110, and the like.
  • the vehicle body controller 40 acquires detection signals from various sensors 41 such as a detection sensor that detects the operation amount of the operation lever 1112, for example.
  • the vehicle body controller 40 controls the tilt angle (capacity) of the hydraulic pump and outputs a command signal to each device 42 such as a regulator so as to discharge a flow rate according to the operation amount thereof.
  • the communication controller 50 controls transmission / reception with the management server 90 via the long-distance communication device 51. Further, the communication controller 50 controls transmission / reception with the repeater 80 via the short-range communication device 52.
  • the communication controller 50 receives the position information and the time information from the GPS satellites via the GPS antenna 53.
  • the repeater 80 receives the information transmitted from the work machine 10 via the short-distance communication device 82, relays the information, and transmits the information to the management server 90 via the long-distance communication device 81.
  • the information controller 20 has monitoring unit 201, buffer unit 202, operation information importance determination unit 203, importance correspondence table 204, own vehicle priority 12 (own vehicle body priority), and transmission data priority as functional blocks. It includes a ranking determination table 206, a transmission data priority determination unit 207, an information transmission / reception unit 208, an internal clock 209, and the like. The information controller 20 can function as these functional blocks.
  • FIG. 5 is a flowchart illustrating a processing example of the information controller 20.
  • the monitoring unit 201 receives operation information from the engine controller 30 and the vehicle body controller 40 via the vehicle body network 60.
  • the operation information represents, for example, the operation status of the work machine 10.
  • Examples of various sensors 31 and 41 include a key signal sensor, an overheat signal sensor, an engine hydraulic sensor, an engine actual rotation speed sensor, a water temperature sensor, an air filter differential pressure sensor, a main hydraulic pump pressure sensor, and the like.
  • operation information information representing at least one of a key signal, an overheat signal, an engine hydraulic pressure, an engine actual rotation speed, a water temperature, an air filter differential pressure, a main hydraulic pump pressure, and the like can be used.
  • the overheat signal sensor detects an overheat signal transmitted when the engine cooling water temperature reaches a set value or higher.
  • the engine oil pressure sensor detects an abnormality in the engine oil circulation system by detecting the engine oil pressure. For example, when the engine oil pressure is equal to or less than a predetermined threshold value, it is detected that an abnormality such as an oil leak has occurred in the engine oil circulation system.
  • the importance determination unit 203 determines the importance of the operation information in step 502. The judgment is made using the importance correspondence table. This will be described with reference to FIG.
  • FIG. 6 is an example of the data structure of the importance correspondence table 204.
  • Each record corresponds to one of the types of operation information.
  • Each record includes a field of an information code indicating the type of operation information, an information type indicating the name (character string) of the type of operation information, and an importance indicating the importance of the operation information.
  • the importance determination unit 203 determines the importance of the operation information by identifying the type of the acquired operation information based on the information code.
  • the importance is shown in three stages of large, medium, and small, but the importance is not limited to this.
  • step 503 the priority determination unit 207 determines the priority for processing the operation information.
  • the vehicle priority 12 and the priority decision table are used. This will be described with reference to FIG.
  • FIG. 7 is an example of the data structure of the priority determination table 206.
  • the priority decision table 206 is represented as a matrix.
  • the vertical axis represents the vehicle body priority and the horizontal axis represents the importance of operation information.
  • FIG. 7 shows three cases where the importance of the operation information is high, medium, and low for each of the vehicle body priorities 1 to 4 (1 is high and 4 is low). Indicates the transmission priority.
  • the transmission priority for that combination is described at the corresponding position in the matrix, and the smaller the value, the higher the priority.
  • the transmission priority is set to be low. For example, when the vehicle body priority is 4 (lowest), the transmission priority is 9 even if the importance of the operation information is high (highest), so the vehicle body priority is 1 (highest) and the priority of the operation information is 1.
  • the transmission priority is lower than the small (lowest) transmission priority 4.
  • the priority determination unit 207 determines the transmission priority of the operation information based on the content (that is, the type) of the operation information and the management server information (for example, the vehicle body priority included in the management server information). ..
  • step 504 the contents of the operation information are stored in the buffer unit 202 together with the transmission priority determined above and the time of the internal clock 209.
  • the time of the internal clock 209 may be corrected by the time information from the GPS received by the communication controller 50.
  • step 505 it is determined whether or not the operation information stored in the buffer unit 202 exists. If the operation information is not stored in the buffer unit 202, the process returns to step 501 and waits for the operation information to be received. On the other hand, when the operation information is stored in the buffer unit 202, the operation information having the highest transmission priority is acquired from the buffer unit 202 in step 506.
  • step 507 the resending condition of the acquired operation information may be confirmed. If the retransmission condition is not satisfied (step 507: YES. For example, if the predetermined number of retransmissions is exceeded or the predetermined retransmission timeout time has passed), transmission may fail and the process may proceed to step 512. ..
  • step 507 when the retransmission condition is satisfied (step 507: NO), the information transmission / reception unit 208 transmits the operation information to the management server via the communication controller 50 in step 508. Long-distance communication is used for communication here.
  • the information controller 20 may determine the retransmission condition according to the transmission priority. For example, at least one of the retransmission interval of the operation information, the number of times of retransmission of the operation information, and the retransmission timeout value of the operation information may be determined according to the transmission priority.
  • the retransmission interval is short, for example, 1 second, and when the transmission priority is low, the retransmission interval is long, for example, 10 seconds.
  • the transmission priority is high, the number of retransmissions is large, for example, 10 times, and when the transmission priority is low, the number of retransmissions is small, for example, 3 times.
  • the retransmission timeout is long, for example, 10 minutes, and when the transmission priority is low, the retransmission timeout is short, for example, 1 minute.
  • step 509 the success or failure of the communication in step 508 is confirmed, and if successful, the process proceeds to step 512.
  • the communication fails, the information transmission / reception unit 208 transmits the operation information to the repeater 80 via the communication controller 50 in step 510.
  • Short-range communication is used for communication here.
  • step 511 the success or failure of the communication in step 510 is confirmed. The success or failure can be confirmed, for example, to the management server 90. This confirmation process may be relayed by the repeater 80. If the communication is successful, the process proceeds to step 512, the operation information is deleted from the buffer unit 202, and then the process returns to step 501.
  • step 511 the number of retransmissions of the operation information in the buffer unit 202 is increased by 1, and then the process returns to step 501.
  • the information controller 20 transmits operation information according to the transmission priority.
  • the transmission priority is associated with the operation information and transmitted. This will be described with reference to FIG.
  • FIG. 8 is an example of the packet format of the operation information used in the first embodiment.
  • This packet format is used, for example, in short-range communication.
  • the packet includes a destination ID, a source ID, a transmission priority, an information code, and operation information body data.
  • the destination ID is the identification information of the management server 90, which is the original destination of the operation information, and is, for example, its IP address.
  • the source ID is the identification ID 11 of the work machine 10 that created this packet.
  • the repeater 80 can know which packet should be preferentially processed from the plurality of received packets by referring to the transmission priority field.
  • the information code corresponds to the information code in FIG.
  • the operation information main body data includes the operation information itself to be transmitted to the management server 90.
  • the information controller 20 may determine the transmission interval or transmission amount of the operation information according to the transmission priority.
  • the transmission interval means, for example, the time interval in which step 505 of FIG. 5 is executed. For example, for operation information with a high transmission priority, step 505 is executed more frequently.
  • the transmission amount means the amount of operation information transmitted in one transmission process, and is expressed in bits or bytes, for example.
  • the unit of the number of transmission processes can be appropriately defined by those skilled in the art, but for example, the process of transmitting one packet shown in FIG. 8 corresponds to one transmission process.
  • the transmission priority when the transmission priority is high, the entire operation information is transmitted, and when the transmission priority is low, only a part of the operation information is transmitted and the other parts are discarded. For example, an unimportant part (for example, the least significant bit) of the operation information may be omitted, or the operation information acquired every minute may be transmitted and acquired at another timing. You may discard what has been done.
  • FIG. 9 is a flowchart illustrating a processing example of the repeater 80 of the first embodiment.
  • step 901 the operation information sent from the surrounding work machines 10 is received by short-range communication.
  • the operation information is stored in the internal buffer in step 902. If the operation information is not received, the process returns to step 901 and waits for reception.
  • step 903 it is confirmed whether the operation information stored in the buffer exists. If the buffer is empty, the process returns to step 901 and waits for reception. If the operation information exists in the buffer, the operation information having the highest transmission priority is acquired from the buffer in step 904.
  • step 905 the conditions for resending the acquired operation information are confirmed. If the retransmission condition is not satisfied (step 905: YES. For example, if the predetermined number of retransmissions is exceeded or the predetermined retransmission timeout time has passed), transmission fails and the process proceeds to step 906. .. In step 906, the operation information (more strictly, the corresponding packet) is deleted from the buffer, and in step 907, the transmission failure is transmitted to the relay requesting machine 10 as a transmission result.
  • step 905 if the retransmission condition is satisfied (step 905: NO), the operation information is transmitted to the management server in step 908. Long-distance communication is used for communication here.
  • step 909 the success or failure of the communication in step 908 is confirmed, and if successful, the process proceeds to step 910.
  • step 910 the process returns to step 903 after deleting the corresponding operation information from the buffer.
  • the transmission success may be transmitted to the relay requesting work machine 10 as a transmission result.
  • step 909 if the communication fails in step 909, the number of retransmissions of the operation information is increased by 1, and then the process returns to step 901.
  • the operation information of the work machine having a high failure risk is prioritized over the work machine having a low failure risk, so that the operation information reaches the management server 90 more reliably.
  • the manager can grasp and deal with the abnormality of the work machine having a high risk of failure at an early stage.
  • the work machine 10 and the work machine management system according to the first embodiment even when the number of work machines 10 is large, the information of the work machine 10 having a high priority is transmitted more appropriately. Can be done.
  • the management server information includes the vehicle body priority, it is not necessary for the work machines 10 to determine their own vehicle body priorities, and the configuration of the information controller 20 is simplified.
  • the management server 90 determines the vehicle body priority based on the possibility of failure, work importance, presence / absence of an alternative machine, etc., so that the vehicle body priority is determined in consideration of various factors. Can be done.
  • each work machine 10 independently determines its own vehicle body priority. This makes it possible to simplify the configuration of the management server 90.
  • the management server 90 since the management server 90 outputs the input interface screen of FIG. 3B to the display device 92, it is easy to input the possibility of failure, the importance of work, the presence or absence of an alternative device, and the like.
  • the operation information having a higher transmission priority is retransmitted more frequently. You can try.
  • the operation information having a high transmission priority can be transmitted more quickly, or , Operation information with high transmission priority can be transmitted without reducing the amount of information.
  • FIG. 10 is a flowchart illustrating a processing example of the information controller 20 of the second embodiment.
  • the working machine 10 also operates as the repeater 80 in the first embodiment.
  • the overall configuration of the work machine management system and the configuration of the work machine 10 are omitted because they are the same as those described in the first embodiment (FIGS. 2 and 4). Further, also in the flowchart of FIG. 10, the same reference numerals may be given to the portions common to the flowchart of FIG. 5 of the first embodiment, and duplicate description may be omitted.
  • step 601 the information transmission / reception unit 208 receives the operation information (second operation information) sent from another work machine 10 as relay data via the communication controller 50. Short-range communication is used for this communication. If the operation information is not received in step 601 the process proceeds to step 505.
  • the second operation information is received in step 601 the second operation information is stored in the buffer unit 202 in step 602.
  • the packet of the second operation information received shows the transmission priority as shown in FIG. That is, the information controller 20 can receive the second operation information and the transmission priority of the second operation information from another work machine.
  • step 602 data in the same format as the first operation information stored in step 504 is stored. Therefore, in the following steps 505 to 511, by performing the same processing as in the first embodiment, the operation information (first operation information) of the work machine 10 on which the information controller 20 is mounted and the operation information to be relayed (first operation information) are performed.
  • the second operation information) is treated in the same manner, and the high-priority data is acquired in step 506 and transmitted in step 508. That is, the information controller 20 gives priority to the higher transmission priority of the first operation information and the second operation information based on the transmission priority of the first operation information and the transmission priority of the second operation information. Send.
  • step 507 transmission failure
  • the result to that effect is transmitted to the requesting work machine 10 in step 603, and the process proceeds to step 512. Further, even if the transmission is successful in step 509 and step 511, the process proceeds to step 512.
  • the work machine 10 itself can function as a repeater to expand the communication range. Even in that case, the operation information of the work machine having a high failure risk is prioritized over the work machine having a low failure risk, so that the operation information reaches the management server 90 more reliably. As a result, the manager can grasp and deal with the abnormality of the work machine having a high risk of failure at an early stage.
  • Example 1 Further, with respect to other effects, the same effects as in Example 1 can be obtained.
  • a person skilled in the art can appropriately determine a method for selecting a plurality of work machines 10 that operate as a repeater 80.
  • the management server for example, one that has a long-distance communication function
  • one that has a track record of operating as a repeater, and the like can be configured to be selected.
  • the plurality of work machines 10 may function as the repeater 80 to realize communication by the bucket brigade method.
  • Example 1 or 2 in addition to the above-mentioned modification, the following modification is also possible.
  • the management server 90 transmits the vehicle body priority to each work machine 10 as a part of the management server information.
  • the vehicle body priority may be determined by each work machine 10.
  • the management server 90 may transmit information for determining the vehicle body priority to each work machine 10.
  • the management server 90 may transmit at least one of failure possibility, work importance, and presence / absence of an alternative machine to each work machine 10 as management server information. Further, each work machine 10 may determine the transmission priority of the operation information based on the content of the operation information and the received management server information. The specific determination is made, for example, by the method described with reference to FIG. 3A in Example 1.

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Abstract

作業機械の数が多い場合であっても、優先度の高い作業機械の情報をより適切に伝送することができる、作業機械および作業機械管理システムを提供する。　作業機械１０は情報コントローラ２０を備える。情報コントローラ２０は、作業機械１０の稼働情報を取得し、作業機械１０の外部に設けられる管理サーバ９０から管理サーバ情報を受信し、稼働情報の内容と、管理サーバ情報とに基づき、稼働情報の送信優先順位を決定し、送信優先順位に従って、管理サーバ９０または中継器８０に稼働情報を送信する。

Description

作業機械および作業機械管理システム
　本発明は、作業機械および作業機械管理システムに関する。
　近年、作業機械の監視や保守のためのモニタリングを、現場を離れた管理センタから遠隔で行いたいという需要が高まっている。そのために、作業機械の稼働情報を移動体通信網や通信衛星などを介して管理センタへリアルタイムでまたは所定時間内に送信することが一般的になってきている。管理センタ側では、集められた稼働情報を解析して、作業機械の故障原因を特定したり、あるいは、異常が発生する前の予兆を検出してあらかじめ部品交換を手配したりなどの対策を行うことができる。
　しかしながら、ネットワークの伝送可能なトラフィック容量の関係から、常時全ての稼働情報データをセンタ側に収集することは困難であることが多い。
　例えば、作業機械が稼働する作業現場が山奥で移動体通信網の提供エリア外であったり、またはエリア内であってもトンネルなどのように電波が届かず、直接は管理センタと通信できなかったりする場合が典型的である。このような直接通信不能な作業現場では、無線マルチホップ通信によるアドホックネットワーク技術や、蓄積運搬型転送による遅延耐性ネットワーク技術等を用いることで、直接はセンタと通信できない場合であっても、作業機械の稼働情報をセンタへ中継して伝送することが考えられる。しかしながら、この場合には、途中の中継器の記憶容量の制限や、中継用の無線通信で伝送可能なトラフィック容量の制限などがあるため、すべての稼働情報を記憶し、これを管理センタに送信することは困難である。
　このような問題に対しては、作業機械で異常を検出した場合に、その異常発生時を基準とした所定期間（異常発生前後）のみの稼働情報をスナップショットデータとして記憶し、これを管理センタに送信することがよく行われる。
　この場合でも、管理センタに送信する前に、情報量が作業機械の記憶域の上限に達した場合には、いずれかのスナップショットを削除することになるので、必要なスナップショットが優先して残されるような考慮が必要となる。
　例えば、特許文献１にかかる従来技術では、スナップショットデータに含まれる異常の種類（異常コード）毎に優先順位を付しておき、新たなスナップショットデータを記憶する空きが無いときに新たな異常が発生した場合において、記憶されている過去のスナップショットデータのなかに新たな異常に係る優先順位よりも優先順位が低いものがあるとき、当該優先順位の低い過去のスナップショットデータに代えて、新たな異常に係るスナップショットデータを記憶する。
　これにより、優先順位が高い異常に係るスナップショットデータを優先的に記憶しておくことができるので、対応の緊急度の高い異常に係るスナップショットデータを確実に保存し、管理側端末に出力することができる。
特開２０１１－７０３９７号公報
　しかしながら、従来の技術では、作業機械の数が多い場合に、優先度の高い作業機械の情報が適切に伝送されないという課題があった。
　作業現場では、例えばホイールローダやショベル等の多種多様な多数の作業機械が混在して稼働している。作業現場あたりで稼働する作業機械の台数が多い場合には、特許文献１のような技術を用いて、1台の作業機械からの稼働情報のデータ量を制限したとしても、作業現場で稼働している全ての作業機械からの稼働情報全体のデータ量が、上述したネットワークの伝送可能なトラフィック容量の上限を超えてしまう場合がある。この結果として、全ての作業機械の稼働情報を管理センタに常時伝送することが不可能になる場合がある。
　このような場合には、一般的には先入れ先出しの原則で、先にデータを送信した作業機械が優先され、後から送信した作業機械のデータが破棄される。これらの破棄されたデータは、完全に喪失されてセンタに届かないか、もしくは、何度か再送された後に大幅に遅れてセンタに届くことになる。これにより、本来であれば、故障の予兆を診断できたはずのケースであっても診断できなかったり、対策が手遅れになったりする可能性がある。
　一方で、ある作業現場で稼働するそれぞれの作業機械における優先度（たとえばモニタリングの必要性）は、作業機械ごとに異なることがある。例えば、まだ新しいので故障の心配が少ない作業機械もあれば、古くなったり酷使されていたりで故障する可能性の高い作業機械もある。あるいは、その作業現場の作業計画で重要な工程を担っていたり代替機が入手しにくかったり等の理由で、故障した場合の影響が大きい作業機械もあれば、そうでない作業機械もある。
　このように、故障リスク（故障の起こりやすさ、および故障時の影響の度合い）の大きなものについては、故障、もしくは予兆を確実に診断して、早急に対策を打つことが望まれる。また、故障リスク以外にも、優先度の高い作業機械の情報は、確実に収集することが望まれる。
　本発明の目的は、作業機械の数が多い場合であっても、優先度の高い作業機械の情報をより適切に伝送することができる、作業機械および作業機械管理システムを提供することにある。
　本発明に係る作業機械の一例は、
　作業機械の第１稼働情報を取得し、前記作業機械の外部に設けた管理サーバから管理サーバ情報を受信するコントローラを備えた作業機械において、
　前記第１稼働情報は、キー信号、オーバーヒート信号、エンジン油圧、エンジン実回転数、水温、エアフィルタ差圧、メイン油圧ポンプ圧、のうち少なくとも１つを表す情報を含み、
　前記管理サーバ情報は、前記作業機械と別の作業機械との間の優先順位を表す車体優先度と、前記作業機械の故障可能性、現場作業における前記作業機械の重要度、前記作業機械が別の作業機械によって代替され得る可能性、のうち少なくとも1つと、を含み、
　前記コントローラは、
　前記第１稼働情報の内容と、前記管理サーバ情報とに基づき、前記第１稼働情報の送信優先順位を決定し、
　前記送信優先順位に従って、前記管理サーバまたは中継器に前記第１稼働情報を送信することを特徴とする。
　本発明に係る作業機械管理システムの一例は、
　上述の作業機械と、前記管理サーバとを備える、作業機械管理システムにおいて、
　前記管理サーバは、前記作業機械の故障可能性、現場作業における前記作業機械の重要度、前記作業機械が別の作業機械によって代替され得る可能性、のうち少なくとも1つに基づいて、前記車体優先度を決定する、
ことを特徴とする。
　本明細書は本願の優先権の基礎となる日本国特許出願番号2020-184244号の開示内容を包含する。
　本発明に係る作業機械および作業機械管理システムは、作業機械の数が多い場合であっても、優先度の高い作業機械の情報をより適切に伝送することができる。
実施例１に係る作業機械の外観構成の一例を示す図である。 実施例１に係る作業機械管理システムの構成例を示す図である。 実施例１に係る故障リスク情報の例を示す図である。 実施例１の作業機械および中継器の構成をより詳細に説明する図である。 実施例１の情報コントローラの処理例を説明するフローチャートである。 実施例１における重要度対応表のデータ構造例を示す図である。 実施例１における優先順位決定表のデータ構造例を示す図である。 実施例１で用いられる稼働情報のパケットフォーマット例を示す図である。 実施例１の中継器の処理例を説明するフローチャートである。 実施例２の情報コントローラの処理例を説明するフローチャートである。
　以下、添付図面を参照して本実施形態について説明する。添付図面では、機能的に同じ要素は同じ番号で表示される場合もある。なお、添付図面は本開示の原理に則った実施例を示しているが、これらは本開示の理解のためのものであり、決して本開示を限定的に解釈するために用いられるものではない。本明細書の記述は典型的な例示に過ぎず、本開示の特許請求の範囲又は適用例を如何なる意味においても限定するものではない。
　各実施例では、当業者が本開示を実施するのに十分詳細にその説明がなされているが、他の実装または形態も可能であり、本開示の技術的思想の範囲と精神を逸脱することなく構成および構造の変更や多様な要素の置き換えが可能であることを理解する必要がある。従って、以降の記述をこれに限定して解釈してはならない。
　図１は、本発明の実施例１に係る作業機械の外観構成の一例を示している。実施例１の作業機械１０は、一例として、油圧ショベルであり、例えば上部旋回体１１１０と、下部走行体１１２０と、作業機１１３０と、旋回機構１１４０と、シリンダ１１６０とを備えている。
　上部旋回体１１１０は、下部走行体１１２０の上部に旋回機構１１４０を介して旋回可能に取り付けられる。上部旋回体１１１０には、オペレータが運転を行うための運転室１１１１が備えられている。運転室１１１１には、オペレータが作業機械１０を操作するための操作レバー１１１２が備え付けられている。
　上部旋回体１１１０は、作業機械１０の高さ方向に平行な回転軸を中心に、下部走行体１１２０に対して旋回する。上部旋回体１１１０は、例えば、エンジン等を含む油圧装置を収容している。下部走行体１１２０は、例えば、図示を省略する油圧モータによって駆動される履帯１１２１を備え、後述する制御システムの制御の下で作業機械１０を走行させる。
　作業機１１３０は、例えば、上部旋回体１１１０の前部に設けられる。作業機１１３０は、シリンダ１１６０によって駆動されて掘削作業などの作業を行う。作業機１１３０は、例えば、ブーム１１３１と、アーム１１３２と、バケット１１３３とを有する。旋回機構１１４０は、図示を省略する油圧モータ又は電動モータを有する。旋回機構１１４０は、後述する制御システムの制御の下、作業機械１０の高さ方向に平行な回転軸を中心に、上部旋回体１１１０を下部走行体１１２０に対して旋回させる。
　他の作業機械の例として、ホイールローダ、ブルドーザ、ダンプトラックがある。
　図２は、実施例１に係る作業機械管理システムの構成例を示す図である。作業機械管理システムはたとえば１つの作業現場に設けられるが、複数の作業現場にわたって設けられてもよく、１つの作業現場に複数の作業機械管理システムが設けられてもよい。
　作業機械管理システムは、複数の作業機械１０と、管理サーバ９０とを備える。図２の例では、同一の作業現場内において複数の作業機械１０が稼働する。これらの作業機械１０の稼働情報を、管理サーバ９０が収集する。管理サーバ９０は、作業機械１０の外部に設けられるコンピュータであり、たとえば管理センタ内に設置される。
　各作業機械１０は、作業機械を識別する識別ＩＤ１１を記憶する。また、各作業機械１０は、自車優先度１２（後述）を記憶する。
　管理サーバ９０は、たとえば公知のコンピュータを用いて構成することができ、たとえば演算手段、記憶手段、入力手段および出力手段を備える。演算手段はたとえばプロセッサを含む。記憶手段はたとえば半導体記憶媒体および磁気ディスクを含む。入力手段はたとえばキーボードおよびマウスを含む。出力手段はたとえばディスプレイ装置９２および印刷装置を含む。記憶手段はプログラムを記憶してもよい。演算手段がこのプログラムを実行することにより、管理サーバ９０は本明細書に記載される機能を実現してもよい。
　管理センタは、たとえば作業機械１０から離れた場所にある。管理サーバ９０と作業機械１０とは、遠距離通信（例えば第４世代移動体通信または衛星通信）によって接続される。
　ただし、前述のように作業現場によっては遠距離通信が使用できない場合がある。その場合は、作業機械管理システムは中継器８０を備えてもよく、中継器８０が通信を中継することができる。中継器８０は、作業機械１０と同一の作業現場内に設置される。中継器８０は、例えばＩＥＥＥ８０２．１１規格による無線ＬＡＮ通信や、ＩＥＥＥ８０２．１５．４規格による近距離無線通信によって、作業機械１０と接続される。
　なお、中継器８０は作業機械１０に搭載されて作業機械１０の一部を構成してもよいし、作業機械１０が中継器８０としての機能を備えていてもよい。その場合は、作業機械１０は、近距離通信によって、１台以上の別の作業機械１０を介して、管理サーバ９０とのデータ送受信を行うことができる。
　管理サーバ９０は、作業現場で稼働する作業機械１０（たとえば該当するすべての作業機械１０）についての故障リスク情報９１を記憶している。図３に、故障リスク情報９１の例を示す。図３（ａ）は、故障リスク情報９１の構成例を示す。故障リスク情報９１は、作業機械１０の識別ＩＤ（図２の識別ＩＤ１１に対応する）毎に故障リスク情報が登録されたテーブルとして構成される。故障リスク情報９１の各レコードは、故障可能性、作業重要度、代替機有無、リスク評価値、および車体優先度のフィールドを含む。
　故障可能性は、その作業機械１０の故障可能性を表すものであり、たとえば大、中、小の３段階で表される。故障可能性は、その作業機械１０の通算稼働時間、過去の故障歴、等に基づいて作業現場の管理者が決定することができる。
　作業重要度は、現場作業におけるその作業機械１０の重要度を表す。たとえば、その作業現場での作業計画上、その作業機械が担っている工程がどのくらい重要かを表す。作業重要度は、たとえば大、中、小の３段階で表される。作業重要度は、その作業機械１０が関与する工程の日程の余裕度、後工程との関係、等に基づいて管理者が決定することができる。
　代替機有無は、その作業機械１０が別の作業機械１０によって代替され得る可能性を表す情報の例である。たとえば、その作業機械１０の代替として使える予備機が、その作業現場または代理店等に準備されている場合には代替機有無は「有」であり、そうでない場合には「無」である。代替機有無は、管理者が決定することができる。
　以上の、故障可能性、作業重要度、および代替機有無のフィールドの設定値は、例えば作業現場の管理者が管理サーバ９０に入力する。管理サーバ９０は、入力された情報を故障リスク情報９１として記憶する。
　図３（ｂ）は、車体優先度を決定するために用いられる情報（例として、故障可能性、作業重要度、および代替機有無）を入力するための入力インタフェース画面の例である。この例では、車体識別ＩＤが２２２２である作業機械１０に対して、代替機有無について「？」が表示され、代替機有無の入力が促されている。
　図３（ａ）のリスク評価値は、故障可能性、作業重要度および代替機有無を総合的に評価した値である。故障可能性および作業重要度については、例えば、大を３０点、中を２０点、小を１０点とする。また、代替機有無については、例えば、有を０点、無を１０点とする。管理サーバ９０は、これらの点数を合計することにより、各作業機械１０のリスク評価値を算出する。
　車体優先度は、作業機械間の優先順位を表し、たとえば、各作業機械について、他の１台以上の作業機械との間の優先順位を表す。管理サーバ９０は、車体優先度を、例えば、リスク評価値の大きい順に並べた場合の順位として決定する。
　以上のようにして決めた車体優先度は、管理サーバ９０から、管理サーバ情報として、遠距離無線や中継器８０を介して各作業機械１０に配信される。各作業機械１０は、この管理サーバ情報を受信し、管理サーバ情報に含まれる車体優先度を、自車優先度１２（図２）として記憶する。
　故障リスク情報は、他の方法で生成してもよい。例えば、故障可能性、作業重要度、代替機有無の各フィールドは、管理サーバ９０が他のコンピュータ（車体管理システム、作業計画システム、代理店システム、等）との通信を介して自動的に決定するようにしても良い。また、リスク評価値は、単純な足し算でなく、各項目をどの程度重視するかを表す係数を各項目に乗じてから加算するようにしても良い。
　車体優先度は、単純な順位ではなく、リスク評価値の分布を考慮した偏差値として表してもよい。また、車体優先度を決定する際に、図３（ａ）に示す情報をすべて参照する必要はない。たとえば、管理サーバ９０は、故障可能性、作業重要度、および代替機有無のうち少なくとも1つに基づいて、車体優先度を決定することができる。また、その場合には、図３（ｂ）の入力インタフェース画面は、故障可能性、作業重要度、および代替機有無のうち少なくとも１つを入力するために用いられる。
　次に、図４のブロック図を参照して、本実施例の作業機械１０および中継器８０の構成をより詳細に説明する。
　作業機械１０は、本実施の形態に係る制御システムとして、コントローラを備える。コントローラは、情報コントローラ２０と、エンジンコントローラ３０と、車体コントローラ４０と、通信コントローラ５０とを含む。情報コントローラ２０と、エンジンコントローラ３０と、車体コントローラ４０と、通信コントローラ５０とは、車体ネットワーク６０を介して相互に接続されている。
　情報コントローラ２０は、たとえば公知のコンピュータを用いて構成することができ、たとえば演算手段および記憶手段を備える。演算手段はたとえばプロセッサを含む。記憶手段はたとえば半導体記憶媒体および／または磁気ディスクを含む。記憶手段はプログラムを記憶してもよい。演算手段がこのプログラムを実行することにより、情報コントローラ２０は本明細書に記載される機能を実現してもよい。
　エンジンコントローラ３０、車体コントローラ４０および通信コントローラ５０もまた、同様に公知のコンピュータを用いて構成することができる。情報コントローラ２０、エンジンコントローラ３０、車体コントローラ４０、通信コントローラ５０のうち２以上が、１つのコンピュータによって実現されてもよいし、情報コントローラ２０が２以上のコンピュータによって実現されてもよい。
　情報コントローラ２０は、作業機械１０の稼働情報（第１稼働情報）を取得する。稼働情報は、たとえば、エンジンコントローラ３０および車体コントローラ４０によって検出され、車体ネットワーク６０を介して送信され、情報コントローラ２０はこの稼働情報を受信して取得する。
　情報コントローラ２０は、取得された稼働情報を、所定の時間間隔で（例えば１日に１回または１時間に１回）、通信コントローラ５０を介して管理サーバ９０に送信する。
　エンジンコントローラ３０は、エンジンに備えられる電子ガバナを制御する。エンジンコントローラ３０は、エンジン実回転数センサなどの各種センサ３１を備える。エンジンコントローラ３０は、各種センサ３１からの検出信号を取得する。エンジンコントローラ３０は、燃料の噴射量を制御する。エンジンコントローラ３０は、エンジン回転数および出力トルクを制御するために、電子ガバナなどの各機器３２に指令信号を出力する。
　車体コントローラ４０は、作業機械１０の油圧駆動装置を制御する。油圧駆動装置は、たとえばその構成要素として、以下の油圧機器を含む。
　‐エンジンにより回転駆動される油圧ポンプ
　‐油圧ポンプから吐出された圧油により駆動され、作業機１１３０等の被駆動体を駆動する複数の油圧アクチュエータ
　‐油圧ポンプから油圧アクチュエータに供給される圧油の流れを制御するコントロールバルブ
　‐コントロールバルブを操作し対応する油圧アクチュエータを駆動する操作レバー１１１２（図１）
　油圧アクチュエータは、例えば図１のブーム１１３１、アーム１１３２、バケット１１３３をそれぞれ駆動するブーム用油圧シリンダ、アーム用油圧シリンダ、及びバケット用油圧シリンダを含む。また、油圧アクチュエータは、下部走行体１１２０を走行させる走行用油圧モータ、上部旋回体１１１０を旋回させる旋回用油圧モータ、等を含む。
　車体コントローラ４０は、例えば、操作レバー１１１２の操作量を検出する検出センサ等の各種センサ４１から検出信号を取得する。車体コントローラ４０は、油圧ポンプの傾転角（容量）を制御して、その操作量に応じた流量を吐出するように、レギュレータなどの各機器４２に指令信号を出力する。
　通信コントローラ５０は、遠距離通信装置５１を介して管理サーバ９０との送受信を制御する。また、通信コントローラ５０は、近距離通信装置５２を介して中継器８０との送受信を制御する。
　また、通信コントローラ５０は、ＧＰＳアンテナ５３を介して、ＧＰＳ衛星からの位置情報および時刻情報を受信する。
　中継器８０は、作業機械１０から送信される情報を、近距離通信装置８２を介して受信し、これを中継して、遠距離通信装置８１を介して管理サーバ９０に伝送する。
　情報コントローラ２０は、機能ブロックとして、モニタリング部２０１、バッファ部２０２、稼働情報の重要度判定部２０３、重要度対応表２０４、自車優先度１２（自車の車体優先度）、送信データの優先順位決定表２０６、送信データの優先順位決定部２０７、情報送受信部２０８、内部時計２０９、等を備える。情報コントローラ２０は、これらの機能ブロックとして機能することができる。
　次に、情報コントローラ２０の処理について説明する。図５は、情報コントローラ２０の処理例を説明するフローチャートである。
　まずステップ５０１で、モニタリング部２０１が、エンジンコントローラ３０および車体コントローラ４０から、車体ネットワーク６０を介して稼働情報を受信する。稼働情報は、たとえば作業機械１０の稼働状況を表す。
　各種センサ３１，４１の例としては、例えば、キー信号センサ、オーバーヒート信号センサ、エンジン油圧センサ、エンジン実回転数センサ、水温センサ、エアフィルタ差圧センサ、メイン油圧ポンプ圧センサ、等がある。稼働情報の具体例として、キー信号、オーバーヒート信号、エンジン油圧、エンジン実回転数、水温、エアフィルタ差圧、メイン油圧ポンプ圧、等のうち少なくとも１つを表す情報が利用可能である。
　たとえば、オーバーヒート信号センサは、エンジン冷却水温が設定値以上に到達したときに発信されるオーバーヒート信号を検出する。エンジン油圧センサは、エンジン油圧を検出することにより、エンジンオイル循環系統の異常を検出する。例えば、エンジン油圧が所定閾値以下である場合には、エンジンオイル循環系統にオイル漏れ等の異常が発生したことが検出される。その他のセンサの説明については省略するが、公知のセンサを適宜用いることができる。
　稼働情報を取得しなかった場合には、処理はステップ５０５に進む。一方、稼働情報を取得した場合には、ステップ５０２で、重要度判定部２０３が、稼働情報の重要度を判定する。判定にあたっては、重要度対応表を用いて行う。これについて図６を用いて説明する。
　図６は、重要度対応表２０４のデータ構造例である。各レコードが稼働情報の種類の１つに対応する。各レコードは、稼働情報の種類を表す情報コードと、稼働情報の種類の名称（文字列）を表す情報種類と、稼働情報の重要度を表す重要度とのフィールドを含む。重要度判定部２０３は、取得された稼働情報の種類を情報コードに基づいて識別することにより、その稼働情報の重要度を判定する。ここで、重要度は、大、中、小の３段階で示したが、これに限るものではない。
　次にステップ５０３で、優先順位決定部２０７は、稼働情報を処理すべき優先順位を決定する。決定にあたっては、自車優先度１２および優先順位決定表を用いる。これについて図７を用いて説明する。
　図７は、優先順位決定表２０６のデータ構造例である。優先順位決定表２０６は、マトリックスとして表される。マトリックスにおいて、縦軸が車体優先度を表し、横軸が稼働情報の重要度を表す。図７は、車体優先度が１から４（１が高く、４が低い）のそれぞれについて、稼働情報の重要度が大である場合、中である場合、小である場合、の３通りについての送信優先順位を示す。
　マトリックスの対応する位置に、その組み合わせでの送信優先順位が記載されており、値が小さいほうが高優先である。この例の場合には、稼働情報の重要度が高くても、車体の優先度が低い場合は、送信優先順位が低くなるように設定されている。例えば、車体優先度が４（最低）の場合は、稼働情報の重要度が大（最高）であっても送信優先順位は９なので、車体優先度が１（最高）で稼働情報の優先度が小（最低）の送信優先順位４よりも低い送信優先順位となる。
　このようにして、優先順位決定部２０７は、稼働情報の内容（すなわち種類）と、管理サーバ情報（たとえば管理サーバ情報に含まれる車体優先度）とに基づき、稼働情報の送信優先順位を決定する。
　このように送信優先順位を設定することで、重要な作業機械（たとえば、故障リスクが大きくモニタリングの必要性が高い作業機械）の稼働情報を、そうでない作業機械のものよりも優先させることができる。
　次にステップ５０４で、稼働情報の内容を、上記で決定した送信優先順位および内部時計２０９の時刻と共に、バッファ部２０２に記憶する。ここで、内部時計２０９の時刻は、通信コントローラ５０が受信したＧＰＳからの時刻情報によって補正されていてもよい。
　ステップ５０５では、バッファ部２０２に記憶された稼働情報が存在するかが判定される。バッファ部２０２に稼働情報が記憶されていない場合には、ステップ５０１に戻って稼働情報の受信を待つ。一方、バッファ部２０２に稼働情報が記憶されている場合には、ステップ５０６で、バッファ部２０２から、最も送信優先順位の高い稼働情報を取得する。
　ステップ５０７では、取得した稼働情報の再送条件を確認してもよい。再送条件が満たされない場合（ステップ５０７：ＹＥＳ。例えば、所定の再送回数を超えていたり、あるいは所定の再送タイムアウト時間を過ぎていたりする場合）には、送信失敗となってステップ５１２に進んでもよい。
　一方、再送条件が満たされている場合（ステップ５０７：ＮＯ）には、ステップ５０８で情報送受信部２０８が通信コントローラ５０を介して、稼働情報を管理サーバに送信する。ここでの通信は遠距離通信が用いられる。
　ここで、変形例として、情報コントローラ２０は、送信優先順位に応じて再送条件を決定してもよい。たとえば、送信優先順位に応じて、稼働情報の再送間隔、稼働情報の再送回数、稼働情報の再送タイムアウト値、のうち少なくとも一つを決定してもよい。
　より具体的には、送信優先順位が高い場合には再送間隔を短く、たとえば１秒とし、送信優先順位が低い場合には再送間隔を長く、たとえば１０秒とする。または、送信優先順位が高い場合には再送回数を大きく、たとえば１０回とし、送信優先順位が低い場合には再送回数を小さく、たとえば３回とする。または、送信優先順位が高い場合には再送タイムアウトを長く、たとえば１０分とし、送信優先順位が低い場合には再送タイムアウトを短く、たとえば１分とする。
　ステップ５０９で、ステップ５０８の通信の成否を確認し、成功の場合にはステップ５１２に進む。通信が失敗した場合は、ステップ５１０で情報送受信部２０８が通信コントローラ５０を介して、稼働情報を中継器８０に送信する。ここでの通信は近距離通信が用いられる。ステップ５１１で、ステップ５１０の通信の成否を確認する。成否の確認は、例えば管理サーバ９０に対して行うことができる。この確認処理は、中継器８０によって中継されてもよい。通信が成功していた場合にはステップ５１２に進み、バッファ部２０２から該当の稼働情報を削除した後にステップ５０１に戻る。
　一方、ステップ５１１で通信が失敗していた場合には、バッファ部２０２の中の稼働情報の再送回数を１増加させたのちにステップ５０１に戻る。
　このように、ステップ５０６～５１１において、情報コントローラ２０は、送信優先順位に従って稼働情報を送信する。
　なお、ステップ５１０における中継器８０への送信では、送信優先順位を稼働情報に関連付けて送信する。これについて図８を用いて説明する。
　図８は、実施例１で用いられる稼働情報のパケットフォーマット例である。このパケットフォーマットはたとえば近距離通信で用いられる。パケットは、送信先ＩＤ、送信元ＩＤ、送信優先順位、情報コード、稼働情報本体データを含む。ここで、送信先ＩＤは、稼働情報の本来の宛先である管理サーバ９０の識別情報であり、例えばそのＩＰアドレスである。また、送信元ＩＤは、このパケットを作成した作業機械１０の識別ＩＤ１１である。
　後述するように、中継器８０は送信優先順位のフィールドを参照することで、受信した複数のパケットの中からどのパケットを優先して処理すればよいかを知ることができる。
　情報コードは図６の情報コードに対応する。稼働情報本体データは、管理サーバ９０に送信すべき稼働情報そのものを含む。
　ここで、変形例として、情報コントローラ２０は、送信優先順位に応じて、稼働情報の送信間隔または送信量を決定してもよい。送信間隔とは、たとえば図５のステップ５０５が実行される時間的間隔を意味する。たとえば、送信優先順位が高い稼働情報については、ステップ５０５がより頻繁に実行される。
　送信量とは、１回の送信処理において送信される稼働情報の量を意味し、たとえばビット単位またはバイト単位で表される。なお、送信処理の回数の単位は当業者が適宜定義可能であるが、たとえば図８に示すパケットを１つ送信する処理が１回の送信処理に対応する。
　具体例として、送信優先順位が高い場合には、稼働情報の全体が送信され、送信優先順位が低い場合には、稼働情報の一部のみが送信されて他の部分は廃棄される。たとえば、稼働情報のうち重要でない部分（たとえば下位ビット）を省略してもよいし、１分ごとに取得された稼働情報のうち１０分ごとに取得されたものを送信し、他のタイミングで取得されたものを破棄してもよい。
　次に、図９を用いて、中継器８０の処理を説明する。図９は、実施例１の中継器８０の処理例を説明するフローチャートである。
　まずステップ９０１で、近距離通信により周囲の作業機械１０から送られてきた稼働情報を受信する。稼働情報を受信した場合には、ステップ９０２で稼働情報を内部のバッファに格納する。稼働情報が受信されなければ再びステップ９０１に戻って受信を待つ。
　次にステップ９０３で、バッファに格納された稼働情報が存在するかを確認する。バッファが空であればステップ９０１に戻って受信を待つ。バッファに稼働情報が存在する場合には、ステップ９０４で、バッファから最も送信優先順位の高い稼働情報を取得する。
　ステップ９０５では、取得した稼働情報の再送条件を確認する。再送条件が満たされていない場合（ステップ９０５：ＹＥＳ。例えば、所定の再送回数を超えていたり、あるいは所定の再送タイムアウト時間を過ぎていたりする場合）には、送信失敗となってステップ９０６に進む。ステップ９０６では、バッファから当該稼働情報（より厳密には、対応するパケット）を削除し、ステップ９０７で送信結果として送信失敗の旨を中継依頼元の作業機械１０へ送信する。
　一方、再送条件が満たされている場合（ステップ９０５：ＮＯ）は、ステップ９０８で稼働情報を管理サーバに送信する。ここでの通信は遠距離通信が用いられる。ステップ９０９で、ステップ９０８の通信の成否を確認し、成功の場合にはステップ９１０に進む。ステップ９１０では、バッファから該当の稼働情報を削除した後にステップ９０３に戻る。なお、通信方式によっては、ステップ９１０において、送信結果として送信成功の旨を中継依頼元の作業機械１０へ送信してもよい。
　一方、ステップ９０９で、通信が失敗していた場合には、当該稼働情報の再送回数を１増加させたのちにステップ９０１に戻る。
　以上説明したように、本実施例によれば、故障リスクの大きな作業機械の稼働情報が、故障リスクの小さな作業機械よりも優先されるので、より確実に管理サーバ９０に届くようになる。その結果、管理者は、故障リスクの大きな作業機械の異常を早期に把握して対処できるようになる。
　このように、実施例１に係る作業機械１０および作業機械管理システムによれば、作業機械１０の数が多い場合であっても、優先度の高い作業機械１０の情報をより適切に伝送することができる。
　実施例１では、管理サーバ情報が車体優先度を含むので、作業機械１０がそれぞれ自身の車体優先度を決定する必要がなく、情報コントローラ２０の構成が簡素になる。
　また、実施例１では、管理サーバ９０が、故障可能性、作業重要度、代替機有無、等に基づいて車体優先度を決定するので、様々な要因を考慮して車体優先度を決定することができる。
　また、実施例１の変形例において、管理サーバ情報が故障可能性、作業重要度、代替機有無、等を含む場合には、各作業機械１０がそれぞれ独立して自身の車体優先度を決定することができ、管理サーバ９０の構成が簡素になる。
　また、実施例１では、管理サーバ９０が図３（ｂ）の入力インタフェース画面をディスプレイ装置９２に出力するので、故障可能性、作業重要度、代替機有無、等の入力が容易である。
　また、実施例１の変形例において、送信優先順位に応じて、稼働情報の再送間隔、再送回数、再送タイムアウト値、等を決定する場合には、送信優先順位の高い稼働情報の再送をより多く試行することができる。
　また、実施例１の変形例において、送信優先順位に応じて、稼働情報の送信間隔または送信量を決定する場合には、送信優先順位の高い稼働情報をより迅速に送信することができ、または、送信優先順位の高い稼働情報については情報量を落とさずに送信することができる。
　次に、本発明の実施例２について説明する。図１０は、実施例２の情報コントローラ２０の処理例を説明するフローチャートである。実施例２は、実施例１において、作業機械１０が中継器８０としても動作するようにしたものである。
　作業機械管理システムの全体構成と、作業機械１０の構成とは、実施例１において説明したもの（図２および図４）と共通のため省略する。また、図１０のフローチャートにおいても、第１の実施例の図５のフローチャートと共通する部分については同一の符号を付して重複する説明を省略する場合がある。
　図１０において、ステップ５０１でモニタリング部２０１が稼働情報（第１稼働情報）を取得しなかった場合には、処理はステップ６０１に進む。ステップ６０１では、情報送受信部２０８が通信コントローラ５０を介して、別の作業機械１０から送られてきた稼働情報（第２稼働情報）を、中継データとして受信する。この通信には近距離通信が用いられる。ステップ６０１で稼働情報が受信されなければ、処理はステップ５０５に進む。
　一方、ステップ６０１で第２稼働情報が受信された場合には、ステップ６０２で、第２稼働情報をバッファ部２０２に格納する。このとき、受信した第２稼働情報のパケットには、図８に示すように送信優先順位が示されている。すなわち、情報コントローラ２０は、別の作業機械から、第２稼働情報と、第２稼働情報の送信優先順位とを受信することができる。
　このようにして、ステップ６０２では、ステップ５０４で記憶される第１稼働情報と同形式のデータが記憶される。したがって、続くステップ５０５からステップ５１１では、実施例１と同様の処理を行うことにより、情報コントローラ２０が搭載されている作業機械１０の稼働情報（第１稼働情報）と、中継すべき稼働情報（第２稼働情報）とが同じように扱われ、優先順位の高いデータがステップ５０６で取得されてステップ５０８で送信される。すなわち、情報コントローラ２０は、第１稼働情報の送信優先順位と、第２稼働情報の送信優先順位とに基づき、第１稼働情報および第２稼働情報のうち送信優先順位の高い方を優先して送信する。
　ステップ５０７で第２稼働情報の再送条件が満たされていなかった場合（送信失敗）には、ステップ６０３でその旨の結果を依頼元の作業機械１０に送信し、処理をステップ５１２に進める。また、ステップ５０９およびステップ５１１で送信が成功した場合にも、処理をステップ５１２に進める。
　以上説明したように、本実施例によれば、作業現場に専用の中継器８０を設置できない場合でも、作業機械１０自身が中継器となって機能して通信可能範囲を広げることができる。その場合であっても、故障リスクの大きな作業機械の稼働情報が、故障リスクの小さな作業機械よりも優先されるので、より確実に管理サーバ９０に届くようになる。その結果、管理者は、故障リスクの大きな作業機械の異常を早期に把握して対処できるようになる。
　また、他の効果についても、実施例１と同様の効果を得ることができる。
　なお、複数の作業機械１０のうち、中継器８０として動作するものを選択する方法は、当業者が適宜決定することができる。たとえば、管理サーバと直接的に通信できるもの（たとえば遠距離通信機能を持つもの）、中継器として動作した実績があるもの、等が選択されるように構成することができる。また、複数の作業機械１０が中継器８０として機能し、バケツリレー方式による通信を実現してもよい。
［その他の実施例］
　実施例１または２においては、上述の変形例に加え、以下のような変形例も可能である。
　実施例１および２では、管理サーバ９０が、車体優先度を、管理サーバ情報の一部として各作業機械１０に送信する。変形例として、車体優先度は、各作業機械１０が決定してもよい。その場合には、管理サーバ９０が、車体優先度を決定するための情報を、各作業機械１０に送信してもよい。
　たとえば、管理サーバ９０は、各作業機械１０に、管理サーバ情報として、故障可能性、作業重要度、代替機有無、のうち少なくとも1つを送信してもよい。また、各作業機械１０は、稼働情報の内容と、受信した管理サーバ情報とに基づき、稼働情報の送信優先順位を決定してもよい。具体的な決定は、たとえば実施例１において図３（ａ）を用いて説明した方法によって行われる。
　１０…作業機械、１２…自車優先度（車体優先度）、２０…情報コントローラ（コントローラ）、３０…エンジンコントローラ、３１，４１…センサ、３２，４２…機器、４０…車体コントローラ、５０…通信コントローラ、５１，８１…遠距離通信装置、５２，８２…近距離通信装置、５３…ＧＰＳアンテナ、６０…車体ネットワーク、８０…中継器、９０…管理サーバ、９１…故障リスク情報、９２…ディスプレイ装置、２０１…モニタリング部、２０２…バッファ部、２０３…重要度判定部、２０４…重要度対応表、２０６…優先順位決定表、２０７…優先順位決定部、２０８…情報送受信部、２０９…内部時計、１１１０…上部旋回体、１１１１…運転室、１１１２…操作レバー、１１２０…下部走行体、１１２１…履帯、１１３０…作業機、１１３１…ブーム、１１３２…アーム、１１３３…バケット、１１４０…旋回機構、１１６０…シリンダ
　本明細書で引用した全ての刊行物、特許および特許出願はそのまま引用により本明細書に組み入れられるものとする。

Claims (7)

  1. 　作業機械の第１稼働情報を取得し、前記作業機械の外部に設けた管理サーバから管理サーバ情報を受信するコントローラを備えた作業機械において、
    　前記第１稼働情報は、キー信号、オーバーヒート信号、エンジン油圧、エンジン実回転数、水温、エアフィルタ差圧、メイン油圧ポンプ圧、のうち少なくとも１つを表す情報を含み、
    　前記管理サーバ情報は、前記作業機械と別の作業機械との間の優先順位を表す車体優先度と、前記作業機械の故障可能性、現場作業における前記作業機械の重要度、前記作業機械が別の作業機械によって代替され得る可能性、のうち少なくとも1つと、を含み、
    　前記コントローラは、
    　前記第１稼働情報の内容と、前記管理サーバ情報とに基づき、前記第１稼働情報の送信優先順位を決定し、
    　前記送信優先順位に従って、前記管理サーバまたは中継器に前記第１稼働情報を送信することを特徴とする作業機械。
  2. 　前記コントローラは、前記送信優先順位を前記第１稼働情報に関連付けて送信することを特徴とする請求項１に記載の作業機械。
  3. 　前記コントローラは、前記送信優先順位に応じて、前記第１稼働情報の再送間隔、前記第１稼働情報の再送回数、前記第１稼働情報の再送タイムアウト値、のうち少なくとも一つを決定することを特徴とする請求項１に記載の作業機械。
  4. 　前記コントローラは、前記送信優先順位に応じて、
    　‐前記第１稼働情報の送信間隔、または、
    　‐１回の送信処理において送信される前記第１稼働情報の量
    を決定することを特徴とする請求項１に記載の作業機械。
  5. 　前記コントローラは、
    　別の作業機械から、第２稼働情報と、前記第２稼働情報の送信優先順位とを受信し、
    　前記第１稼働情報の前記送信優先順位と、前記第２稼働情報の前記送信優先順位とに基づき、前記第１稼働情報および前記第２稼働情報のうち送信優先順位の高い方を優先して、前記管理サーバまたは前記中継器に送信し、
    　前記第２稼働情報は、キー信号、オーバーヒート信号、エンジン油圧、エンジン実回転数、水温、エアフィルタ差圧、メイン油圧ポンプ圧、のうち少なくとも１つを表す情報を含む
    ことを特徴とする請求項２に記載の作業機械。
  6. 　請求項１に記載の作業機械と、前記管理サーバとを備える、作業機械管理システムにおいて、
    　前記管理サーバは、前記作業機械の故障可能性、現場作業における前記作業機械の重要度、前記作業機械が別の作業機械によって代替され得る可能性、のうち少なくとも1つに基づいて、前記車体優先度を決定する、
    ことを特徴とする作業機械管理システム。
  7. 　前記管理サーバは、前記車体優先度を決定するために用いられる情報を入力するための入力インタフェース画面を、ディスプレイ装置に出力することを特徴とする請求項６に記載の作業機械管理システム。
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