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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2025006200
(43)【公開日】2025-01-17
(54)【発明の名称】作業機械の表示制御システム
(51)【国際特許分類】
E02F 9/26 20060101AFI20250109BHJP
E02F 9/00 20060101ALI20250109BHJP
B60L 3/00 20190101ALI20250109BHJP
B60L 50/60 20190101ALI20250109BHJP
B60L 53/14 20190101ALI20250109BHJP
B60L 58/12 20190101ALI20250109BHJP
【ＦＩ】
E02F9/26 A
E02F9/00 C
B60L3/00 S
B60L50/60
B60L53/14
B60L58/12
【審査請求】未請求
【請求項の数】9
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2023106847
(22)【出願日】2023-06-29
(71)【出願人】
【識別番号】000001236
【氏名又は名称】株式会社小松製作所
(74)【代理人】
【識別番号】110001634
【氏名又は名称】弁理士法人志賀国際特許事務所
(72)【発明者】
【氏名】杉村 みなみ
(72)【発明者】
【氏名】小林 憲弘
【テーマコード（参考）】
2D015
5H125
【Ｆターム（参考）】
2D015HA03
2D015HB00
5H125AA12
5H125AC12
5H125AC24
5H125CD02
5H125DD01
5H125DD02
5H125EE51
(57)【要約】
【特許請求の範囲】
【請求項1】
バッテリで駆動する作業機械の表示制御システムであって、
対象時間帯における消費電力に係る値と、当該対象時間帯における前記作業機械の作業内容とを出力する出力部、
を備える表示制御システム。
対象時間帯における消費電力に係る値と、当該対象時間帯における前記作業機械の作業内容とを出力する出力部、
を備える表示制御システム。
【請求項2】
複数の時間帯のうち対象時間帯の選択を受け付ける入力部を備え、
選択された前記対象時間帯における前記作業内容を出力する
請求項１に記載の表示制御システム。
選択された前記対象時間帯における前記作業内容を出力する
請求項１に記載の表示制御システム。
【請求項3】
前記出力部は、前記複数の時間帯それぞれにおける消費電力に係る値を出力する
請求項２に記載の表示制御システム。
請求項２に記載の表示制御システム。
【請求項4】
前記出力部は、前記作業内容として、前記対象時間帯における前記作業機械による単位作業の区分の内訳を示すグラフを出力する
請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の表示制御システム。
請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の表示制御システム。
【請求項5】
前記単位作業の区分は、走行、停車、充電中の少なくとも一つを含む
請求項４に記載の表示制御システム。
請求項４に記載の表示制御システム。
【請求項6】
前記作業機械はショベルであって、
前記単位作業の区分は、ダンプ積込を含む
請求項４に記載の表示制御システム。
前記単位作業の区分は、ダンプ積込を含む
請求項４に記載の表示制御システム。
【請求項7】
前記出力部は、前記作業内容として、前記対象時間帯において前記作業機械が実施する単位作業の区分と要素作業の区分の時間変化を示すグラフを出力する
請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の表示制御システム。
請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の表示制御システム。
【請求項8】
前記出力部は、前記作業内容として、前記対象時間帯における前記作業機械の姿勢変化を示すアニメーションを出力する
請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の表示制御システム。
請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の表示制御システム。
【請求項9】
前記出力部が出力する情報を表示する表示装置
を備える請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の表示制御システム。
を備える請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の表示制御システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本開示は、作業機械の表示制御システムに関する。
【背景技術】
【0002】
市街地等における建設作業においては、ゼロエミッション、かつ、騒音が少ない電気駆動の作業機械が利用されることがある。電気駆動の作業機械は、エンジンや燃料タンクを備えない代わりに、油圧ポンプ等を駆動させる電動モータ、及び、当該電動モータに電力を供給するバッテリ等の蓄電装置を備える。このような電気駆動の作業機械は、エンジン駆動の作業機械と比較して、充電に時間を要する。そのため、オペレータにとって、電気駆動の作業機械の残り稼働時間を認識することは重要である。
特許文献１には、電気モータを動力源とする作業機械に搭載され、作業車両のバッテリ残量や残り稼働時間を表示する表示装置が開示されている。
特許文献１には、電気モータを動力源とする作業機械に搭載され、作業車両のバッテリ残量や残り稼働時間を表示する表示装置が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【特許文献1】特開２００７－２８８８９４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
ところで、作業機械の消費電力は、作業機械の挙動によって異なる。そのため、作業内容と消費電力との関係を利用者に認識させることが求められている。
本開示の目的は、作業内容と消費電力との関係を利用者に認識させることができる作業機械の表示制御システムを提供することにある。
本開示の目的は、作業内容と消費電力との関係を利用者に認識させることができる作業機械の表示制御システムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【0005】
本開示の一態様によれば、作業機械の表示制御システムは、バッテリで駆動する作業機械の表示制御システムであって、対象時間帯における消費電力に係る値と、当該対象時間帯における前記作業機械の作業内容とを出力する出力部、を備える。
【発明の効果】
【0006】
上記態様によれば、表示制御システムは作業内容と消費電力との関係を利用者に認識させることができる。
【図面の簡単な説明】
【0007】
【図1】第１の実施形態に係る表示制御システムの構成を示す概略図である。
【図2】第１の実施形態に係る作業機械の構成を示す図である。
【図3】第１の実施形態に係る運転室の内部の構成を示す図である。
【図4】第１の実施形態に係る作業分析装置の構成を示す概略ブロック図である。
【図5】第１の実施形態に係る作業分析装置による画面の提示方法を示すフローチャートである。
【図6】第１の実施形態に係る表示画面の例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【0008】
〈第１の実施形態〉
《全体構成》
図１は、第１の実施形態に係る表示制御システム１の構成を示す概略図である。表示制御システム１は、作業機械１００と作業分析装置３００とを備える。作業分析装置３００は、作業機械１００の作業を分析し、作業機械の作業履歴および残り稼働時間を表示する画面を生成する。ユーザは、作業分析装置３００が出力する画面を視認することで、作業機械１００の残り稼働時間を認識することができる。
《全体構成》
図１は、第１の実施形態に係る表示制御システム１の構成を示す概略図である。表示制御システム１は、作業機械１００と作業分析装置３００とを備える。作業分析装置３００は、作業機械１００の作業を分析し、作業機械の作業履歴および残り稼働時間を表示する画面を生成する。ユーザは、作業分析装置３００が出力する画面を視認することで、作業機械１００の残り稼働時間を認識することができる。
【0009】
作業機械１００は、作業分析装置３００による作業分析の対象である。作業機械１００の例としては、油圧ショベルやホイルローダなどの他の作業機械が挙げられる。なお、第１の実施形態においては、作業機械１００の例として電気駆動の油圧ショベルを挙げて説明する。作業機械１００には、複数のセンサが設けられ、各センサの計測値に係る情報が作業分析装置３００に送信される。
【0010】
《作業機械１００》
図２は、第１の実施形態に係る作業機械１００の構成を示す図である。作業機械１００は、施工現場にて稼働し、土砂などの施工対象を掘削し、ダンプトラックなどの積込対象Ｔのベッセルなど荷台に積み込む。作業機械１００の例としては、フェイスショベル、バックホウショベル、ロープショベルなどが挙げられる。また作業機械１００は電動駆動するものであってもよいし、油圧駆動するものであってもよい。第１の実施形態に係る作業機械１００は、バックホウショベルである。作業機械１００は、走行体１１０、旋回体１２０、作業機１３０及び運転室１４０を備える。積込対象Ｔの例としては、ダンプトラック、ホッパなどが挙げられる。
図２は、第１の実施形態に係る作業機械１００の構成を示す図である。作業機械１００は、施工現場にて稼働し、土砂などの施工対象を掘削し、ダンプトラックなどの積込対象Ｔのベッセルなど荷台に積み込む。作業機械１００の例としては、フェイスショベル、バックホウショベル、ロープショベルなどが挙げられる。また作業機械１００は電動駆動するものであってもよいし、油圧駆動するものであってもよい。第１の実施形態に係る作業機械１００は、バックホウショベルである。作業機械１００は、走行体１１０、旋回体１２０、作業機１３０及び運転室１４０を備える。積込対象Ｔの例としては、ダンプトラック、ホッパなどが挙げられる。
【0011】
走行体１１０は、作業機械１００を走行可能に支持する。走行体１１０は、左右に設けられた２つの無限軌道１１１と、各無限軌道１１１を駆動するための２つの走行モータ１１２を備える。走行体１１０は、支持部の一例である。
旋回体１２０は、走行体１１０に旋回中心回りに旋回可能に支持される。
作業機１３０は、油圧により駆動する。作業機１３０は、旋回体１２０の前部に上下方向に駆動可能に支持される。
運転室１４０は、オペレータが搭乗し、作業機械１００の操作を行うためのスペースである。運転室１４０は、旋回体１２０の左前部に設けられる。
ここで、旋回体１２０のうち作業機１３０が取り付けられる部分を前部という。また、旋回体１２０について、前部を基準に、反対側の部分を後部、左側の部分を左部、右側の部分を右部という。
旋回体１２０は、走行体１１０に旋回中心回りに旋回可能に支持される。
作業機１３０は、油圧により駆動する。作業機１３０は、旋回体１２０の前部に上下方向に駆動可能に支持される。
運転室１４０は、オペレータが搭乗し、作業機械１００の操作を行うためのスペースである。運転室１４０は、旋回体１２０の左前部に設けられる。
ここで、旋回体１２０のうち作業機１３０が取り付けられる部分を前部という。また、旋回体１２０について、前部を基準に、反対側の部分を後部、左側の部分を左部、右側の部分を右部という。
【0012】
《旋回体１２０の構成》
旋回体１２０は、バッテリ１２１、油圧ポンプ１２２、コントロールバルブ１２３、旋回モータ１２４を備える。
バッテリ１２１は、油圧ポンプ１２２を駆動する動力源である。
油圧ポンプ１２２は、バッテリ１２１から供給される電力により駆動される電動ポンプである。油圧ポンプ１２２は、コントロールバルブ１２３を介して各アクチュエータ（ブームシリンダ１３１Ｃ、アームシリンダ１３２Ｃ、バケットシリンダ１３３Ｃ、走行モータ１１２、及び旋回モータ１２４）に作動油を供給する。
コントロールバルブ１２３は、油圧ポンプ１２２から供給される作動油の流量を制御する。
旋回モータ１２４は、コントロールバルブ１２３を介して油圧ポンプ１２２から供給される作動油によって駆動し、旋回体１２０を旋回させる。
旋回体１２０は、バッテリ１２１、油圧ポンプ１２２、コントロールバルブ１２３、旋回モータ１２４を備える。
バッテリ１２１は、油圧ポンプ１２２を駆動する動力源である。
油圧ポンプ１２２は、バッテリ１２１から供給される電力により駆動される電動ポンプである。油圧ポンプ１２２は、コントロールバルブ１２３を介して各アクチュエータ（ブームシリンダ１３１Ｃ、アームシリンダ１３２Ｃ、バケットシリンダ１３３Ｃ、走行モータ１１２、及び旋回モータ１２４）に作動油を供給する。
コントロールバルブ１２３は、油圧ポンプ１２２から供給される作動油の流量を制御する。
旋回モータ１２４は、コントロールバルブ１２３を介して油圧ポンプ１２２から供給される作動油によって駆動し、旋回体１２０を旋回させる。
【0013】
《作業機１３０の構成》
作業機１３０は、ブーム１３１、アーム１３２、作業具としてのバケット１３３、ブームシリンダ１３１Ｃ、アームシリンダ１３２Ｃ、及びバケットシリンダ１３３Ｃを備える。作業具の他の例として、クラムバケット、チルトバケット、チルトローテートバケット、グラップル、リフティングマグネットなどの先端アタッチメントが挙げられる。
作業機１３０は、ブーム１３１、アーム１３２、作業具としてのバケット１３３、ブームシリンダ１３１Ｃ、アームシリンダ１３２Ｃ、及びバケットシリンダ１３３Ｃを備える。作業具の他の例として、クラムバケット、チルトバケット、チルトローテートバケット、グラップル、リフティングマグネットなどの先端アタッチメントが挙げられる。
【0014】
ブーム１３１の基端部は、旋回体１２０にブームピンを介して回転可能に取り付けられる。なお、図１に示す作業機械１００においては、ブーム１３１が旋回体１２０の正面中央部分に設けられるが、これに限られず、ブーム１３１は左右方向にオフセットして取り付けられたものであってもよい。この場合、旋回体１２０の旋回中心は作業機１３０の動作平面上に位置しない。
アーム１３２は、ブーム１３１とバケット１３３とを連結する。アーム１３２の基端部は、ブーム１３１の先端部にアームピンを介して回転可能に取り付けられる。
バケット１３３は、アーム１３２の先端部にピンを介して回転可能に取り付けられる。バケット１３３を支持する部材として、ブーム１３１、アーム１３２がある。バケット１３３は、掘削した土砂を収容するための容器として機能する。
アーム１３２は、ブーム１３１とバケット１３３とを連結する。アーム１３２の基端部は、ブーム１３１の先端部にアームピンを介して回転可能に取り付けられる。
バケット１３３は、アーム１３２の先端部にピンを介して回転可能に取り付けられる。バケット１３３を支持する部材として、ブーム１３１、アーム１３２がある。バケット１３３は、掘削した土砂を収容するための容器として機能する。
【0015】
ブームシリンダ１３１Ｃは、ブーム１３１を作動させるための油圧シリンダである。ブームシリンダ１３１Ｃの基端部は、旋回体１２０に取り付けられる。ブームシリンダ１３１Ｃの先端部は、ブーム１３１に取り付けられる。
アームシリンダ１３２Ｃは、アーム１３２を駆動するための油圧シリンダである。アームシリンダ１３２Ｃの基端部は、ブーム１３１に取り付けられる。アームシリンダ１３２Ｃの先端部は、アーム１３２に取り付けられる。
バケットシリンダ１３３Ｃは、バケット１３３を駆動するための油圧シリンダである。バケットシリンダ１３３Ｃの基端部は、アーム１３２に取り付けられる。バケットシリンダ１３３Ｃの先端部は、バケット１３３を回動させるリンク機構に取り付けられる。
アームシリンダ１３２Ｃは、アーム１３２を駆動するための油圧シリンダである。アームシリンダ１３２Ｃの基端部は、ブーム１３１に取り付けられる。アームシリンダ１３２Ｃの先端部は、アーム１３２に取り付けられる。
バケットシリンダ１３３Ｃは、バケット１３３を駆動するための油圧シリンダである。バケットシリンダ１３３Ｃの基端部は、アーム１３２に取り付けられる。バケットシリンダ１３３Ｃの先端部は、バケット１３３を回動させるリンク機構に取り付けられる。
【0016】
《運転室１４０の構成》
図３は、第１の実施形態に係る運転室１４０の内部の構成を示す図である。
運転室１４０内には、運転席１４１、操作端末１４２、操作装置１４３および制御装置１６０が設けられる。操作端末１４２は、運転席１４１の近傍に設けられる。操作端末１４２は、例えばタッチパネルで構成された表示装置であってよい。また、操作端末１４２は、ＬＣＤなどの表示装置を備えるものであってよい。
図３は、第１の実施形態に係る運転室１４０の内部の構成を示す図である。
運転室１４０内には、運転席１４１、操作端末１４２、操作装置１４３および制御装置１６０が設けられる。操作端末１４２は、運転席１４１の近傍に設けられる。操作端末１４２は、例えばタッチパネルで構成された表示装置であってよい。また、操作端末１４２は、ＬＣＤなどの表示装置を備えるものであってよい。
【0017】
操作装置１４３は、オペレータの手動操作によって走行体１１０、旋回体１２０及び作業機１３０を駆動させるための装置である。操作装置１４３は、左操作レバー１４３ＬＯ、右操作レバー１４３ＲＯ、左フットペダル１４３ＬＦ、右フットペダル１４３ＲＦ、左走行レバー１４３ＬＴ、右走行レバー１４３ＲＴ、旋回ブレーキペダル１４３ＴＢを備える。
【0018】
左操作レバー１４３ＬＯは、運転席１４１の左側に設けられる。右操作レバー１４３ＲＯは、運転席１４１の右側に設けられる。
【0019】
左操作レバー１４３ＬＯは、旋回体１２０の旋回動作、及び、アーム１３２の掘削／ダンプ動作を行うための操作機構である。具体的には、作業機械１００のオペレータが左操作レバー１４３ＬＯを前方に倒すと、アーム１３２がダンプ動作する。また、作業機械１００のオペレータが左操作レバー１４３ＬＯを後方に倒すと、アーム１３２が掘削動作する。また、作業機械１００のオペレータが左操作レバー１４３ＬＯを右方向に倒すと、旋回体１２０が右旋回する。また、作業機械１００のオペレータが左操作レバー１４３ＬＯを左方向に倒すと、旋回体１２０が左旋回する。なお、他の実施形態においては、左操作レバー１４３ＬＯを前後方向に倒した場合に旋回体１２０が右旋回又は左旋回し、左操作レバー１４３ＬＯが左右方向に倒した場合にアーム１３２が掘削動作又はダンプ動作してもよい。
【0020】
右操作レバー１４３ＲＯは、バケット１３３の掘削／ダンプ動作、及び、ブーム１３１の上げ／下げ動作を行うための操作機構である。具体的には、作業機械１００のオペレータが右操作レバー１４３ＲＯを前方に倒すと、ブーム１３１の下げ動作が実行される。また、作業機械１００のオペレータが右操作レバー１４３ＲＯを後方に倒すと、ブーム１３１の上げ動作が実行される。また、作業機械１００のオペレータが右操作レバー１４３ＲＯを右方向に倒すと、バケット１３３のダンプ動作が行われる。また、作業機械１００のオペレータが右操作レバー１４３ＲＯを左方向に倒すと、バケット１３３の掘削動作が行われる。なお、他の実施形態においては、右操作レバー１４３ＲＯを前後方向に倒した場合に、バケット１３３がダンプ動作又は掘削動作し、右操作レバー１４３ＲＯを左右方向に倒した場合にブーム１３１が上げ動作又は下げ動作してもよい。
【0021】
左フットペダル１４３ＬＦは、運転席１４１の前方の床面の左側に配置される。右フットペダル１４３ＲＦは、運転席１４１の前方の床面の右側に配置される。左走行レバー１４３ＬＴは、左フットペダル１４３ＬＦに軸支され、左走行レバー１４３ＬＴの傾斜と左フットペダル１４３ＬＦの押し下げが連動するように構成される。右走行レバー１４３ＲＴは、右フットペダル１４３ＲＦに軸支され、右走行レバー１４３ＲＴの傾斜と右フットペダル１４３ＲＦの押し下げが連動するように構成される。
【0022】
左フットペダル１４３ＬＦ及び左走行レバー１４３ＬＴは、走行体１１０の左側履帯の回転駆動に対応する。具体的には、作業機械１００のオペレータが左フットペダル１４３ＬＦ又は左走行レバー１４３ＬＴを前方に倒すと、左側履帯は前進方向に回転する。また、作業機械１００のオペレータが左フットペダル１４３ＬＦ又は左走行レバー１４３ＬＴを後方に倒すと、左側履帯は後進方向に回転する。
【0023】
右フットペダル１４３ＲＦ及び右走行レバー１４３ＲＴは、走行体１１０の右側履帯の回転駆動に対応する。具体的には、作業機械１００のオペレータが右フットペダル１４３ＲＦ又は右走行レバー１４３ＲＴを前方に倒すと、右側履帯は前進方向に回転する。また、作業機械１００のオペレータが右フットペダル１４３ＲＦ又は右走行レバー１４３ＲＴを後方に倒すと、右側履帯は後進方向に回転する。
【0024】
制御装置１６０は、作業機械１００が備える複数のセンサから収集した計測データと、操作装置１４３の操作量とを収集し、タイムスタンプに関連付けて記憶する。また制御装置１６０は、計測データおよび操作量の時系列を作業分析装置３００に送信する。制御装置１６０は、図示しないプロセッサ、メインメモリ、ストレージ、インタフェースを備えるコンピュータである。制御装置１６０のストレージは、データ集約プログラムを記憶する。制御装置１６０のプロセッサは、データ集約プログラムをストレージから読み出してメインメモリに展開し、データ集約プログラムに従った計測データおよび操作量の収集処理、ならびに送信処理を実行する。なお、制御装置１６０は、作業機械１００の内部に設けられてもよいし外部に設けられてもよい。
【0025】
作業機械１００は、複数のセンサを備える。各センサは、計測値を制御装置１６０に出力する。作業機械１００は、少なくともバッテリ１２１の消費電力を計測する電力計と、バッテリ１２１の残量を計測する残量計とを備える。作業機械１００は、センサとして、作業機１３０の姿勢を特定するためのシリンダのストロークセンサ、作業機１３０の重量を特定するための圧力センサ、旋回体１２０の旋回角度を計測するＩＭＵなどを備えていてもよい。
【0026】
《作業分析装置の構成》
図４は、第１の実施形態に係る作業分析装置の構成を示す概略ブロック図である。
作業分析装置３００は、プロセッサ３１、メインメモリ３３、ストレージ３５、インタフェース３７を備えるコンピュータである。ストレージ３５は、作業分析プログラムを記憶する。プロセッサ３１は、作業分析プログラムをストレージ３５から読み出してメインメモリ３３に展開し、作業分析プログラムに従った処理を実行する。なお、第１の実施形態に係る作業分析装置３００は、作業機械１００の外部に設けられるが、他の実施形態においては、作業分析装置３００の機能の一部または全部が作業機械１００の内部に設けられてもよい。
図４は、第１の実施形態に係る作業分析装置の構成を示す概略ブロック図である。
作業分析装置３００は、プロセッサ３１、メインメモリ３３、ストレージ３５、インタフェース３７を備えるコンピュータである。ストレージ３５は、作業分析プログラムを記憶する。プロセッサ３１は、作業分析プログラムをストレージ３５から読み出してメインメモリ３３に展開し、作業分析プログラムに従った処理を実行する。なお、第１の実施形態に係る作業分析装置３００は、作業機械１００の外部に設けられるが、他の実施形態においては、作業分析装置３００の機能の一部または全部が作業機械１００の内部に設けられてもよい。
【0027】
ストレージ３５の例としては、半導体メモリ、ディスクメディアおよびテープメディア等が挙げられる。ストレージ３５は、作業分析装置３００の共通通信線に直接接続された内部メディアであってもよいし、インタフェース３７を介して作業分析装置３００に接続される外部メディアであってもよい。ストレージ３５は、一時的でない有形の記憶媒体である。
【0028】
プロセッサ３１は、作業分析プログラムの実行により、データ取得部３１１、入力部３１２、認証部３１３、推定部３１４、出力部３１５を備える。ストレージ３５に記憶される作業分析プログラムには、予測モデル３５１が含まれる。予測モデルは、計測データおよび操作量の時系列を入力して、作業の区分の時系列を出力するように学習された学習済みモデルである。予測モデル３５１は、計測データおよび操作量の時系列と、当該計測データが収集されたときの作業機械１００の作業の区分のラベルの時系列との組み合わせを学習用データセットとして学習される。予測モデルは、例えばニューラルネットワークモデルであってよい。またストレージ３５には、作業機械１００ごとの状態データを格納する状態テーブル３５２と、ユーザのアカウントデータを格納するアカウントテーブル３５３の記憶領域が確保される。
【0029】
状態テーブル３５２は、作業機械ＩＤと、時刻と、状態データの種類と、状態データの値とを関連づけて格納する。アカウントテーブル３５３は、ユーザＩＤと、パスワードと、状態データの閲覧が許可される１以上の作業機械ＩＤとを関連付けて記憶する。
【0030】
第１の実施形態に係る作業分析装置３００はウェブサーバとして機能する。すなわち、作業分析装置３００は、ユーザが操作する表示装置からリクエストメッセージ（ＨＴＴＰリクエスト）を受け付け、所定の処理を実行して画面表示のためのレスポンスメッセージを出力する。
【0031】
データ取得部３１１は、作業機械１００の制御装置１６０から作業機械１００の状態を示す状態データの時系列を取得する。つまり、データ取得部３１１は、タイムスタンプと状態データの複数の組み合わせを取得する。状態データは、作業機械１００の各センサの計測値および計測値に基づいて制御装置１６０が求めた値を含んでよい。データ取得部３１１は、取得した状態データの時系列を、作業機械１００のＩＤに関連付けてストレージ３５の状態テーブル３５２に記憶させる。
【0032】
入力部３１２は、ユーザからリクエストメッセージを受け付ける。リクエストメッセージには、リクエストパラメータの値が含まれ得る。
【0033】
認証部３１３は、ユーザの認証処理を行う。例えば、認証部３１３は、リクエストメッセージに付加されたリクエストパラメータが示すユーザＩＤおよびパスワードを、アカウントテーブル３５３のデータと照合することで、認証処理を行う。
【0034】
推定部３１４は、データ取得部３１１が取得した新たな状態データの時系列と、ストレージ３５が記憶する予測モデル３５１とに基づいて作業の区分の時系列を得る。具体的には、推定部３１４は、状態データの時系列データを予測モデルに入力することで、作業の区分の時系列を取得する。
【0035】
推定部３１４は、作業の区分として、単位作業の区分と要素作業の区分とを特定する。
単位作業とは、一の作業目的を遂行する作業である。要素作業とは、単位作業を構成する要素であって目的別に区分される一連の動作または作業を示す作業である。
単位作業とは、一の作業目的を遂行する作業である。要素作業とは、単位作業を構成する要素であって目的別に区分される一連の動作または作業を示す作業である。
【0036】
要素作業の区分の例としては、「掘削」、「積荷旋回」、「排土」、「空荷旋回」、「排土待ち」、「荷台抑え」、「転圧」、「押し均し」、「ホウキ」などが挙げられる。
掘削は、バケット１３３によって土砂または岩石を掘り、削り取る作業である。
積荷旋回は、削り取った土砂または岩石をバケット１３３に抱えたまま、旋回体１２０を旋回させる作業である。
排土は、削り取った土砂または岩石を、バケット１３３から運搬車両または所定の場所に下ろす作業である。
空荷旋回は、バケット１３３に土砂および岩石が無い状態で、旋回体１２０を旋回させる作業である。
排土待ちは、削り取った土砂または岩石をバケット１３３に抱えたまま、積み込むための運搬車両を待機している作業である。
荷台押えは、運搬車両の荷台に積み込んだ土砂を上からバケット１３３で押えて平らにする作業である。
転圧は、乱れた地盤に対してバケット１３３で土砂を押し込み、地盤を成形し、また強化する作業である。
押し均しは、バケット１３３の底面で土砂を払い均す作業である。
ホウキは、バケット１３３の側面で土砂を払い均す作業である。
掘削は、バケット１３３によって土砂または岩石を掘り、削り取る作業である。
積荷旋回は、削り取った土砂または岩石をバケット１３３に抱えたまま、旋回体１２０を旋回させる作業である。
排土は、削り取った土砂または岩石を、バケット１３３から運搬車両または所定の場所に下ろす作業である。
空荷旋回は、バケット１３３に土砂および岩石が無い状態で、旋回体１２０を旋回させる作業である。
排土待ちは、削り取った土砂または岩石をバケット１３３に抱えたまま、積み込むための運搬車両を待機している作業である。
荷台押えは、運搬車両の荷台に積み込んだ土砂を上からバケット１３３で押えて平らにする作業である。
転圧は、乱れた地盤に対してバケット１３３で土砂を押し込み、地盤を成形し、また強化する作業である。
押し均しは、バケット１３３の底面で土砂を払い均す作業である。
ホウキは、バケット１３３の側面で土砂を払い均す作業である。
【0037】
単位作業の区分の例としては、「ダンプ積込」、「積荷集め」、「走行」、「停車」、「充電」などが挙げられる。
ダンプ積込は、土砂または岩石を掘り、削り取り、削り取った土砂または岩石をダンプトラックなどの運搬車両の荷台に積み込む作業である。ダンプ積込は、掘削、積荷旋回、排土、空荷旋回、排土待ちおよび荷台押えで構成される単位作業である。
積荷集めは、掘削等によって出た土砂を、運搬車両に積む前に集めておく作業である。積荷集めは、掘削、積荷旋回、排土、空荷旋回で構成され、押し均しを含み得る単位作業である。
走行は、作業機械１００を移動させる作業である。単位作業としての走行は、要素作業としての走行から構成される単位作業である。
停車は、バケット１３３に土砂および岩石が無く、かつ所定時間以上停止している状態である。単位作業としての停車は、要素作業としての停車から構成される単位作業である。
充電は、バッテリ１２１の充電を行う作業である。
ダンプ積込は、土砂または岩石を掘り、削り取り、削り取った土砂または岩石をダンプトラックなどの運搬車両の荷台に積み込む作業である。ダンプ積込は、掘削、積荷旋回、排土、空荷旋回、排土待ちおよび荷台押えで構成される単位作業である。
積荷集めは、掘削等によって出た土砂を、運搬車両に積む前に集めておく作業である。積荷集めは、掘削、積荷旋回、排土、空荷旋回で構成され、押し均しを含み得る単位作業である。
走行は、作業機械１００を移動させる作業である。単位作業としての走行は、要素作業としての走行から構成される単位作業である。
停車は、バケット１３３に土砂および岩石が無く、かつ所定時間以上停止している状態である。単位作業としての停車は、要素作業としての停車から構成される単位作業である。
充電は、バッテリ１２１の充電を行う作業である。
【0038】
出力部３１５は、推定部３１４が推定した作業区分の表示画面を表示させるためのレスポンスメッセージを出力する。
【0039】
《表示制御システム１の動作》
作業機械１００の制御装置１６０は、一定時間ごとにセンサの計測データおよび操作装置１４３の操作量の時系列データを作業分析装置３００に送信する。作業分析装置３００のデータ取得部３１１は、受信した時系列データを作業機械１００のＩＤに関連付けてストレージ３５に記録する。
作業機械１００の制御装置１６０は、一定時間ごとにセンサの計測データおよび操作装置１４３の操作量の時系列データを作業分析装置３００に送信する。作業分析装置３００のデータ取得部３１１は、受信した時系列データを作業機械１００のＩＤに関連付けてストレージ３５に記録する。
【0040】
作業機械１００のオペレータ、作業機械のオーナー、施工現場の責任者などのユーザは、作業機械１００の状態を知るために、ＰＣやスマートフォンなどの表示装置を用いて作業分析装置３００にアクセスする。例えば、ユーザは表示装置のウェブブラウザによって作業分析装置３００にアクセスする。表示装置は、作業機械１００の操作端末１４２であってもよい。
【0041】
図５は、第１の実施形態に係る作業分析装置３００による画面の提示方法を示すフローチャートである。なお、図５に示すフローチャートはあくまで一例であり、他の実施形態においては一部の処理の順や内容が異なっていてもよい。
作業分析装置３００の入力部３１２が表示装置からリクエストメッセージを受け付けると（ステップＳ１）、認証部３１３はユーザの認証がなされているか否かを判定する（ステップＳ２）。認証がなされていない場合（ステップＳ２：ＮＯ）、出力部３１５はユーザの認証のためのログイン画面を表示させるためのレスポンスメッセージを生成し、表示装置に出力する（ステップＳ３）。ログイン画面には、ユーザＩＤとパスワードの入力フォームが含まれる。ユーザは、ログイン画面においてユーザＩＤとパスワードを入力する。これにより表示装置はユーザＩＤとパスワードの値をリクエストパラメータとするリクエストメッセージを送信する。
作業分析装置３００の入力部３１２が表示装置からリクエストメッセージを受け付けると（ステップＳ１）、認証部３１３はユーザの認証がなされているか否かを判定する（ステップＳ２）。認証がなされていない場合（ステップＳ２：ＮＯ）、出力部３１５はユーザの認証のためのログイン画面を表示させるためのレスポンスメッセージを生成し、表示装置に出力する（ステップＳ３）。ログイン画面には、ユーザＩＤとパスワードの入力フォームが含まれる。ユーザは、ログイン画面においてユーザＩＤとパスワードを入力する。これにより表示装置はユーザＩＤとパスワードの値をリクエストパラメータとするリクエストメッセージを送信する。
【0042】
入力部３１２がリクエストメッセージを受け付けると、認証部３１３はレスポンスパラメータに係るユーザＩＤおよびパスワードを、アカウントテーブル３５３のデータと照合することで、認証処理を行う（ステップＳ４）。
【0043】
ユーザの認証が完了している場合（ステップＳ２：ＹＥＳ）、またはステップＳ４で認証処理を完了した場合、作業分析装置３００は作業機械１００の残り稼働時間の表示画面の生成を開始する。
入力部３１２は、リクエストメッセージに、リクエストパラメータとして表示対象の作業機械１００を特定する作業機械ＩＤの値が指定されているか否かを判定する（ステップＳ５）。
リクエストパラメータとして作業機械ＩＤの値が指定されていない場合（ステップＳ５
：ＮＯ）、入力部３１２は、アカウントテーブル３５３において認証されたユーザに関連付けられた１つ以上の作業機械１００のうち先頭の作業機械ＩＤに係る作業機械１００を対象作業機械に決定する（ステップＳ６）。
リクエストパラメータとして作業機械ＩＤの値が指定されている場合（ステップＳ５：ＹＥＳ）、入力部３１２は、アカウントテーブル３５３において認証されたユーザに当該作業機械ＩＤの値が関連付けられているか否かを判定する（ステップＳ７）。アカウントテーブル３５３において認証されたユーザに当該作業機械ＩＤの値が関連付けられている場合（ステップＳ７：ＹＥＳ）、入力部３１２は当該作業機械ＩＤに係る作業機械１００を対象作業機械に決定する（ステップＳ８）。
アカウントテーブル３５３において認証されたユーザに当該作業機械ＩＤの値が関連付けられていない場合（ステップＳ７：ＮＯ）、入力部３１２は、アカウントテーブル３５３において認証されたユーザに関連付けられた１つ以上の作業機械１００のうち先頭の作業機械ＩＤに係る作業機械１００を対象作業機械に決定する（ステップＳ６）。
入力部３１２は、リクエストメッセージに、リクエストパラメータとして表示対象の作業機械１００を特定する作業機械ＩＤの値が指定されているか否かを判定する（ステップＳ５）。
リクエストパラメータとして作業機械ＩＤの値が指定されていない場合（ステップＳ５
：ＮＯ）、入力部３１２は、アカウントテーブル３５３において認証されたユーザに関連付けられた１つ以上の作業機械１００のうち先頭の作業機械ＩＤに係る作業機械１００を対象作業機械に決定する（ステップＳ６）。
リクエストパラメータとして作業機械ＩＤの値が指定されている場合（ステップＳ５：ＹＥＳ）、入力部３１２は、アカウントテーブル３５３において認証されたユーザに当該作業機械ＩＤの値が関連付けられているか否かを判定する（ステップＳ７）。アカウントテーブル３５３において認証されたユーザに当該作業機械ＩＤの値が関連付けられている場合（ステップＳ７：ＹＥＳ）、入力部３１２は当該作業機械ＩＤに係る作業機械１００を対象作業機械に決定する（ステップＳ８）。
アカウントテーブル３５３において認証されたユーザに当該作業機械ＩＤの値が関連付けられていない場合（ステップＳ７：ＮＯ）、入力部３１２は、アカウントテーブル３５３において認証されたユーザに関連付けられた１つ以上の作業機械１００のうち先頭の作業機械ＩＤに係る作業機械１００を対象作業機械に決定する（ステップＳ６）。
【0044】
推定部３１４は、ストレージ３５の状態テーブル３５２から、決定した作業機械ＩＤと、現在時刻を終点とする対象期間内の時刻に関連付けられた計測データおよび操作装置１４３の操作量を時系列データとして読み出す（ステップＳ９）。対象期間は、例えば２４時間分である。なお、対象期間内の終点と、始点はユーザが任意に指定してもよい。推定部３１４は、読み出した時系列データを予測モデル３５１に入力することで、対象期間内の作業機械１００の作業の区分の時系列を生成する（ステップＳ１０）。
【0045】
出力部３１５は、バッテリ１２１の残量の推移、作業機械１００が実施した作業区分の推移、並びに特定の時間帯における作業機械１００の挙動を表示する表示画面を生成し、当該表示画面を表示するためのレスポンスメッセージを送信する（ステップＳ１１）。図６は、第１の実施形態に係る表示画面の例を示す図である。
【0046】
表示画面には、作業機械選択フォームＧ１、バッテリ残量グラフＧ２、単位作業グラフＧ３、作業区分マップＧ４、三次元モデルＧ５が含まれる。
【0047】
作業機械選択フォームＧ１は、認証されたユーザに関連付けられた作業機械１００の選択を受け付ける。表示画面において、作業機械選択フォームＧ１の初期値は、ステップＳ６またはステップＳ８で決定した対象作業機械を示す。
バッテリ残量グラフＧ２は、縦軸にバッテリ残量をとり横軸に時刻をとるグラフである。バッテリ残量グラフＧ２は、例えば１時間ごとに区切られた時間帯の終端におけるバッテリ残量を棒グラフとして表示する。
単位作業グラフＧ３は、縦軸に累積時間をとり横軸に時刻をとるグラフである。単位作業グラフＧ３は、例えば１時間ごとに区切られた時間帯における単位作業の区分ごとの実施時間を積み上げ棒グラフとして表示する。
バッテリ残量グラフＧ２および単位作業グラフＧ３には、複数の棒のうち選択された時間帯に係る棒を示すカーソルＧ２１、Ｇ３１が表示される。
作業区分マップＧ４は、選択された時間帯における作業区分の時間変化を表すマップである。作業区分マップＧ４は、要素作業マップＧ４１と、単位作業グラフＧ４２とを含む。要素作業マップＧ４１は、縦軸に要素作業の区分をとり横軸に時刻をとる平面に要素作業の区分を表すプロットを付したマップである。単位作業マップＧ４２は、要素作業マップＧ４１と横軸をそろえて、単位作業の区分を時刻ごとに並べたグラフである。単位作業マップＧ４２における単位作業の区分はそれぞれ異なる色で表される。作業区分マップＧ４には、時刻を示すカーソルＧ４３が表示される。
三次元モデルＧ５は、作業区分マップＧ４のカーソルＧ４３が示す時刻における作業機械１００の姿勢を再現する。カーソルＧ４３が示す時刻は時間経過とともに進むため、三次元モデルＧ５はカーソルＧ２１、３１が示す時間帯における作業機械１００の姿勢の変化をアニメーションとして表示される。
バッテリ残量グラフＧ２は、縦軸にバッテリ残量をとり横軸に時刻をとるグラフである。バッテリ残量グラフＧ２は、例えば１時間ごとに区切られた時間帯の終端におけるバッテリ残量を棒グラフとして表示する。
単位作業グラフＧ３は、縦軸に累積時間をとり横軸に時刻をとるグラフである。単位作業グラフＧ３は、例えば１時間ごとに区切られた時間帯における単位作業の区分ごとの実施時間を積み上げ棒グラフとして表示する。
バッテリ残量グラフＧ２および単位作業グラフＧ３には、複数の棒のうち選択された時間帯に係る棒を示すカーソルＧ２１、Ｇ３１が表示される。
作業区分マップＧ４は、選択された時間帯における作業区分の時間変化を表すマップである。作業区分マップＧ４は、要素作業マップＧ４１と、単位作業グラフＧ４２とを含む。要素作業マップＧ４１は、縦軸に要素作業の区分をとり横軸に時刻をとる平面に要素作業の区分を表すプロットを付したマップである。単位作業マップＧ４２は、要素作業マップＧ４１と横軸をそろえて、単位作業の区分を時刻ごとに並べたグラフである。単位作業マップＧ４２における単位作業の区分はそれぞれ異なる色で表される。作業区分マップＧ４には、時刻を示すカーソルＧ４３が表示される。
三次元モデルＧ５は、作業区分マップＧ４のカーソルＧ４３が示す時刻における作業機械１００の姿勢を再現する。カーソルＧ４３が示す時刻は時間経過とともに進むため、三次元モデルＧ５はカーソルＧ２１、３１が示す時間帯における作業機械１００の姿勢の変化をアニメーションとして表示される。
【0048】
表示画面のレスポンスメッセージに含まれる表示画面のデータには、Javascript（登録商標）などによって記述されたスクリプトプログラムが含まれてよい。例えば、表示装置がスクリプトプログラムを実行することで、三次元モデルＧ５のアニメーションが実現されてよい。具体的には、表示画面を表示するブラウザは、スクリプトプログラムにより以下の処理を実行する。
【0049】
表示装置は、利用者から、バッテリ残量グラフＧ２または単位作業グラフＧ３に表示される時間帯の選択を受け付ける。具体的には、表示装置は、バッテリ残量グラフＧ２または単位作業グラフＧ３を構成する任意の棒をクリックすることで、時間帯の選択を受け付ける。時間帯が選択されると、表示装置は、バッテリ残量グラフＧ２および単位作業グラフＧ３を構成する複数の棒のうち、選択された時間帯に係る棒にカーソルＧ２１、Ｇ３１を表示させる。表示装置は、選択された時間帯に係る単位作業および要素作業の区分の時系列データと、当該時間帯に係る旋回体１２０、ブーム１３１、アーム１３２およびバケット１３３の角度の時系列データとを要求するリクエストメッセージを作業分析装置３００に送信する。当該リクエストメッセージには、選択された時間帯を示すリクエストパラメータが含まれる。作業分析装置３００の出力部３１５は、受信したリクエストメッセージへの応答として、選択された時間帯に係る単位作業および要素作業の区分の時系列データと、当該時間帯に係る旋回体１２０、ブーム１３１、アーム１３２およびバケット１３３の角度の時系列データとを含むレスポンスメッセージを送信する。なお、表示装置は、当該リクエストメッセージに係る処理を非同期処理として実行してよい。
【0050】
表示装置は、受信した単位作業および要素作業の区分の時系列データに基づいて作業区分マップＧ４を描画する。表示装置は、作業区分マップＧ４のうち時間帯の始端に係る位置にカーソルＧ４３を配置する。表示装置は、カーソルＧ４３を時間経過に伴って作業区分マップＧ４のうち時間帯の終端方向へ移動させる。表示装置は、受信した旋回体１２０、ブーム１３１、アーム１３２およびバケット１３３の角度の時系列データに基づいて、カーソルＧ４３が指し示す時刻における作業機械１００の姿勢を表す三次元モデルＧ５を描画する。表示装置は、カーソルＧ４３の移動に伴って三次元モデルＧ５の姿勢を変化させる。カーソルＧ４３は、ドラッグアンドドロップ操作などによって任意の時刻へ移動される。このとき表示装置は、移動後のカーソルＧ４３が指し示す時刻における作業機械１００の姿勢を表す三次元モデルＧ５を描画する。
【0051】
表示装置は、利用者から作業機械選択フォームＧ１の値の変更を受け付けると、選択した作業機械ＩＤを示すリクエストメッセージを作業分析装置３００に送信する。これにより、作業分析装置３００は、図５の処理を実行する。
【0052】
《作用・効果》
このように、第１の実施形態によれば、表示制御システム１は、対象時間帯におけるバッテリ１２１の残量と、対象時間帯における作業機械１００の作業内容とを出力する出力部３１５を備える。これにより、利用者は、作業内容と消費電力との関係を認識することができる。特に、第１の実施形態に係る表示制御システム１は、複数の時間帯のうち対象時間帯の選択を受け付け、選択された対象時間帯における作業内容を出力する。これにより、利用者は任意の時間帯における作業内容と消費電力との関係を認識することができる。
このように、第１の実施形態によれば、表示制御システム１は、対象時間帯におけるバッテリ１２１の残量と、対象時間帯における作業機械１００の作業内容とを出力する出力部３１５を備える。これにより、利用者は、作業内容と消費電力との関係を認識することができる。特に、第１の実施形態に係る表示制御システム１は、複数の時間帯のうち対象時間帯の選択を受け付け、選択された対象時間帯における作業内容を出力する。これにより、利用者は任意の時間帯における作業内容と消費電力との関係を認識することができる。
【0053】
第１の実施形態に係る表示制御システム１は、図６に示すように時間帯ごとのバッテリ１２１の残量を表示し、任意の時間帯の指定を受け付ける。これにより、利用者は、急激に消費電力が低下した時間帯などにおいて、どのような作業がなされたのかを確認することができる。なお、他の実施形態においては、表示制御システム１は、バッテリ１２１の残量に加えて、または代えて、バッテリ１２１の単位時間当たりの消費電力や、当該時間帯における消費電力量を表示してもよい。単位時間当たりの消費電力は、単位作業の区分毎に表示してもよい。消費電力および消費電力量は、例えば折れ線グラフで表示されてよい。また、他の実施形態においては、表示制御システム１は、バッテリ１２１の残量に加えて、または代えて、対象期間内のバッテリ１２１の総消費電力を表示してもよい。また、表示制御システム１は、単位作業の区分毎の消費電力を表示してもよい。表示制御システム１は、単位作業の区分毎に当該区分を行っている時間帯の消費電力を積算することで、単位作業の区分毎の消費電力を算出することができる。
【0054】
〈他の実施形態〉
以上、図面を参照して一実施形態について詳しく説明してきたが、具体的な構成は上述のものに限られることはなく、様々な設計変更等をすることが可能である。すなわち、他の実施形態においては、上述の処理の順序が適宜変更されてもよい。また、一部の処理が並列に実行されてもよい。例えば、ステップＳ５からステップＳ８に示す対象作業機械の決定と、ステップＳ９からステップＳ１１に示す対象期間の決定は、順番が入れ替わってもよいし、同時になされてもよい。
以上、図面を参照して一実施形態について詳しく説明してきたが、具体的な構成は上述のものに限られることはなく、様々な設計変更等をすることが可能である。すなわち、他の実施形態においては、上述の処理の順序が適宜変更されてもよい。また、一部の処理が並列に実行されてもよい。例えば、ステップＳ５からステップＳ８に示す対象作業機械の決定と、ステップＳ９からステップＳ１１に示す対象期間の決定は、順番が入れ替わってもよいし、同時になされてもよい。
【0055】
上述した実施形態に係る作業分析装置３００は、単独のコンピュータによって構成されるものであってもよいし、作業分析装置３００の構成を複数のコンピュータに分けて配置し、複数のコンピュータが互いに協働することで作業分析装置３００として機能するものであってもよい。このとき、作業分析装置３００を構成する一部のコンピュータが作業機械１００の内部に搭載され（例えば、制御装置１６０によって実現され）、他のコンピュータが作業機械の外部に設けられてもよい。
【0056】
また上述した実施形態に係る作業分析装置３００はウェブサーバであって、表示装置が作業分析装置３００へアクセスすることで、表示画面が表示される。一方で、他の実施形態において、作業分析装置３００が作業機械１００の制御装置１６０や操作端末１４２に実装され、作業分析装置３００がオフラインで分析および表示制御を行ってもよい。
【符号の説明】
【0057】
１…表示制御システム １００…作業機械 １１０…走行体 １１１…無限軌道 １１２…走行モータ １２０…旋回体 １２１…バッテリ １２２…油圧ポンプ １２３…コントロールバルブ １２４…旋回モータ １３０…作業機 １３１…ブーム １３１Ｃ…ブームシリンダ １３２…アーム １３２Ｃ…アームシリンダ １３３…バケット １３３Ｃ…バケットシリンダ １４０…運転室 １４１…運転席 １４２…操作端末 １４３…操作装置 １４３ＬＦ…左フットペダル １４３ＬＯ…左操作レバー １４３ＬＴ…左走行レバー １４３ＲＦ…右フットペダル １４３ＲＯ…右操作レバー １４３ＲＴ…右走行レバー １４３ＴＢ…旋回ブレーキペダル １６０…制御装置 ３００…作業分析装置 ３１…プロセッサ ３１１…データ取得部 ３１２…入力部 ３１３…認証部 ３１４…推定部 ３１５…出力部 ３３…メインメモリ ３５…ストレージ ３５１…予測モデル ３５２…状態テーブル ３５３…アカウントテーブル ３７…インタフェース Ｇ１…作業機械選択フォーム Ｇ２…バッテリ残量グラフ Ｇ３…単位作業グラフ Ｇ４…作業区分マップ Ｇ５…三次元モデル Ｔ…積込対象
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】