特許 7214780 性能診断装置、性能診断方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2023-01-20

(45)【発行日】2023-01-30

(54)【発明の名称】性能診断装置、性能診断方法

(51)【国際特許分類】

   G01M 99/00 20110101AFI20230123BHJP

   G05B 23/02 20060101ALI20230123BHJP

【ＦＩ】

G01M99/00 Z

G05B23/02 T

【請求項の数】 15

(21)【出願番号】P 2021064894

(22)【出願日】2021-04-06

(65)【公開番号】P2022160253

(43)【公開日】2022-10-19

【審査請求日】2022-03-31

(73)【特許権者】

【識別番号】000005522

【氏名又は名称】日立建機株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110002572

【氏名又は名称】弁理士法人平木国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】レ ティエン チエン

(72)【発明者】

【氏名】國岡 昭吾

(72)【発明者】

【氏名】津久井 洋

(72)【発明者】

【氏名】伊藤 大生

【審査官】奥野 尭也

(56)【参考文献】

【文献】特開２００４－２３２３４３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１０－１８０６７４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１０－０６６１８８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０００－２９７４４３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平０８－３３３７７７（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１６－００３４６２（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１５－０８８０７９（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１３－０４１４４８（ＪＰ，Ａ）

【文献】国際公開第２００５／１０６１３９（ＷＯ，Ａ１）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｇ０１Ｍ ９９／００

Ｇ０１Ｍ １３／００－１３／０４５

Ｇ０５Ｂ ２３／００－２３／０２

Ｅ０２Ｆ １／００－９／２８

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

作業機械の性能低下を診断する性能診断装置であって、
前記作業機械が実施した動作を分類処理することにより前記動作のタイプとして特定する動作分類部、
前記タイプの継続時間を測定するためのデータであって、前記動作の負荷量、前記動作の内容を表す作業データと前記作業機械が置かれている現場の物理的特性を記述したデータとを取得する作業データ取得部、
前記作業データ取得部によって取得した前記作業データにより、前記動作分類部が分類した前記タイプの継続時間を測定する作業時間測定部、
前記作業機械の基準性能を記述した基準性能モデルを参照することにより前記作業機械の性能低下を診断する性能診断部、
を備え、
前記基準性能モデルは、前記タイプと前記負荷量と前記内容と前記物理的特性の組み合わせごとに前記基準性能を記述しており、
前記性能診断部は、前記タイプと前記負荷量と前記内容と前記物理的特性を用いて前記基準性能モデルを参照することにより、前記タイプと前記負荷量と前記内容と前記物理的特性における前記動作の基準性能を取得し、
前記性能診断部は、前記取得した基準性能と前記継続時間を比較することにより前記作業機械の性能低下を診断してその結果を出力する
ことを特徴とする性能診断装置。

【請求項2】

前記動作分類部は、
前記動作を撮影した画像、
前記動作にともなって前記作業機械において生じる加速度を測定した結果を記述した加速度データ、
前記動作にともなって生じる前記作業機械の物理状態を検出するセンサが前記物理状態を測定した結果を記述したセンサデータ、
のうち少なくともいずれかを用いて、前記動作を分類することにより、前記タイプを特定する
ことを特徴とする請求項１記載の性能診断装置。

【請求項3】

前記作業時間測定部は、
前記動作を撮影した画像、
前記動作にともなって前記作業機械において生じる加速度を測定した結果を記述した加速度データ、
前記動作にともなって生じる前記作業機械の物理状態を検出するセンサが前記物理状態を測定した結果を記述したセンサデータ、
のうち少なくともいずれかを用いて、前記動作の開始時刻と前記動作の終了時刻を特定することにより、前記継続時間を測定する
ことを特徴とする請求項１記載の性能診断装置。

【請求項4】

前記性能診断装置はさらに、
前記タイプと前記負荷量と前記内容と前記物理的特性と前記継続時間を記述したデータを蓄積するデータ蓄積部、
前記データ蓄積部が蓄積している前記データを用いて前記基準性能モデルを作成するモデル作成部、
を備える
ことを特徴とする請求項１記載の性能診断装置。

【請求項5】

前記モデル作成部は、前記データが記述している前記タイプ、前記データが記述している前記負荷量、前記データが記述している前記内容、および前記データが記述している前記物理的特性の組み合わせごとに、前記基準性能モデルを作成する
ことを特徴とする請求項４記載の性能診断装置。

【請求項6】

前記性能診断装置はさらに、前記タイプと前記負荷量と前記内容と前記物理的特性と前記継続時間を記述したデータを蓄積するデータ蓄積部を備え、
前記性能診断部は、前記データ蓄積部が蓄積している過去の前記データの履歴を用いて、所定時間経過時点における前記継続時間を予測し、
前記性能診断部は、前記予測した前記所定時間経過後における前記継続時間と、前記基準性能モデルが記述している前記基準性能との間の差分が閾値以上であるか否かに基づき、前記所定時間経過後において前記作業機械の性能低下が生じるか否かを予測する
ことを特徴とする請求項１記載の性能診断装置。

【請求項7】

前記性能診断装置は、前記作業機械から着脱することができる携帯端末として構成されており、
前記性能診断装置はさらに、前記携帯端末に対して加えられる加速度を測定する加速度センサを備え、
前記動作分類部は、前記加速度センサが測定した加速度を用いて前記動作を分類し、
前記作業時間測定部は、前記加速度センサが測定した加速度を用いて前記動作の開始時刻と前記動作の終了時刻を特定することにより、前記継続時間を測定する
ことを特徴とする請求項１記載の性能診断装置。

【請求項8】

前記性能診断装置は、前記作業機械から着脱することができる携帯端末として構成されており、
前記性能診断装置はさらに、前記動作にともなって生じる前記作業機械の物理状態を検出するセンサが前記物理状態を測定した結果を記述したセンサデータを前記作業機械から通信によって取得する通信部を備え、
前記動作分類部は、前記通信部が取得した前記センサデータを用いて前記動作を分類し、
前記作業時間測定部は、前記通信部が取得した前記センサデータを用いて前記動作の開始時刻と前記動作の終了時刻を特定することにより、前記継続時間を測定する
ことを特徴とする請求項１記載の性能診断装置。

【請求項9】

前記作業機械は、
前記タイプと前記負荷量と前記内容と前記物理的特性と前記継続時間を記述したデータを蓄積するデータ蓄積部、
前記データ蓄積部が蓄積している前記データを用いて前記基準性能モデルを作成するモデル作成部、
を備え、
前記性能診断装置はさらに、前記作業機械から前記基準性能モデルを取得する通信部を備え、
前記性能診断部は、前記通信部が前記作業機械から取得した前記基準性能モデルを用いて、前記作業機械の性能低下を診断する
ことを特徴とする請求項７記載の性能診断装置。

【請求項10】

前記性能診断装置は、前記作業機械に対して着脱可能に構成され、作業者が前記作業機械を操作するために用いる、外付操作端末として構成されている
ことを特徴とする請求項１記載の性能診断装置。

【請求項11】

前記性能診断装置はさらに、前記タイプと前記負荷量と前記内容と前記物理的特性と前記継続時間を記述したデータを収集する端末と接続して前記データを前記端末から取得する通信部を備え、
前記性能診断部は、前記通信部が前記端末から取得した前記データを用いて、前記作業機械の性能低下を診断する
ことを特徴とする請求項１記載の性能診断装置。

【請求項12】

前記物理的特性は、前記作業機械が前記動作をする際の作業効率に対して影響を与えるパラメータである
ことを特徴とする請求項１記載の性能診断装置。

【請求項13】

前記物理的特性は、
前記現場の地質特性、
前記現場のタイプ、
前記現場の形状、
のうち少なくともいずれかによって規定されている
ことを特徴とする請求項１２記載の性能診断装置。

【請求項14】

前記負荷量は、前記作業機械を駆動する油圧ポンプの吐出圧によって規定されている
ことを特徴とする請求項１記載の性能診断装置。

【請求項15】

作業機械の性能低下を診断する性能診断方法であって、
前記作業機械が実施した動作を分類処理することにより前記動作のタイプとして特定するステップ、
前記タイプの継続時間を測定するためのデータであって、前記動作の負荷量、前記動作の内容を表す作業データと前記作業機械が置かれている現場の物理的特性を記述したデータとを取得するステップ、
前記データを取得するステップにおいて取得した前記作業データにより、前記分類処理した前記タイプの継続時間を測定するステップ、
前記作業機械の基準性能を記述した基準性能モデルを参照することにより前記作業機械の性能低下を診断するステップ、
を有し、
前記基準性能モデルは、前記タイプと前記負荷量と前記内容と前記物理的特性の組み合わせごとに前記基準性能を記述しており、
前記性能低下を診断するステップにおいては、前記タイプと前記負荷量と前記内容と前記物理的特性を用いて前記基準性能モデルを参照することにより、前記タイプと前記負荷量と前記内容と前記物理的特性における前記動作の基準性能を取得し、
前記性能低下を診断するステップにおいては、前記取得した基準性能と前記継続時間を比較することにより前記作業機械の性能低下を診断してその結果を出力する
ことを特徴とする性能診断方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、作業機械の性能低下を診断する性能測定診断装置に関する。

【背景技術】

【0002】

作業機械の経年劣化等による性能低下を診断する方法として、作業者が手順書に沿って対象機械を所定の状態にした後に規定の動作を実施し、計測した動作時間をある基準値と比較して性能低下しているかどうかを診断することがよく知られている。しかしながら、この方法は、あらかじめ定められた閾値と動作時間を比較するものであり、その作業機械の過去の作業履歴は考慮されていない。

【0003】

これに対して、特許文献１は、日常的に市中等を走行している通常の自動車等の車両に蓄積されている不具合発生時等の走行データを利用して、正常運転時のデータを生成する方法を開示している。本方法は、多数の車両から得られる時系列データを逐次蓄積して保存し、数値ベクトルを生成する。そして、数値ベクトルをクラスタリングして、特徴に応じた複数のクラスタに分類し、複数のクラスタのそれぞれにおいて、それぞれの運転パラメータごとに該パラメータの値について出現頻度の高い値の範囲を求める。出現頻度の高い値の範囲を運転パラメータの正常値の範囲として保存し、その正常値の範囲を故障診用の基準値とする。

【0004】

特許文献１における、出現頻度の高い値の範囲を決定するための閾値は、その機械の機種等に応じてあらかじめ設定され、診断装置内に格納されているものである。すなわち、同文献記載の技術は、機械個体差を考慮した性能診断をすることが困難である。

【0005】

上記の課題に対して、特許文献２記載の技術は、あらかじめ設定した所定の道路条件で走行中の自動車等の車両の状態データを検出し、所定の期間分または所定の距離分の状態データを蓄積したら、車両の状態データから所定の道路条件での状態データの正常状態モデルを作成する。正常状態モデルの作成後、あらかじめ設定した所定の道路条件で走行する際に、取得された車両状態データと正常状態モデルを比較することにより、走行中の故障を検出できる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0006】

【文献】特許４４１４４７０号公報

【文献】特許５０１８４４４号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0007】

作業機械は様々な環境や現場において作業する他、同じ現場でも様々な負荷量で作業するのが一般的である。特許文献１～２記載の技術は、機械の個体差を考慮できるものの、現場特性や負荷量の影響は考慮されていない。

【0008】

本発明は、上述の事情に鑑みてなされたものであり、作業機械が動作する現場特性や負荷量の影響を考慮して性能低下を診断することができる、性能診断装置を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0009】

本発明に係る性能診断装置は、作業機械が実施する動作のタイプ、負荷量、動作内容、および現場特性の組み合わせ毎に生成した基準性能モデルを用いて、前記作業機械の性能低下を診断する。

【発明の効果】

【0010】

本発明に係る性能診断装置によれば、様々な現場や負荷量の下で作業する作業機械の性能低下を精度よく診断することができる。

【図面の簡単な説明】

【0011】

【図1】実施形態１に係る性能診断装置１の構成図である。

【図2A】性能診断装置１が作業機械１００の性能を診断する手順を説明するフローチャートである。

【図2B】性能診断装置１が作業機械１００の性能を診断する手順を説明するフローチャートである。

【図3】実施形態２に係る性能診断装置１の構成図である。

【図4】実施形態３に係る性能診断装置１の構成図である。

【図5】実施形態４に係る性能診断装置１の構成図である。

【図6】実施形態５に係る性能診断装置１の構成図である。

【発明を実施するための形態】

【0012】

＜実施の形態１＞
図１は、本発明の実施形態１に係る性能診断装置１の構成図である。性能診断装置１は、作業機械１００の負荷情報、稼働情報、現場特性などから作業機械１００の性能低下を診断するための装置である。本実施形態１においては、性能診断装置１は、作業機械１００の内部に配置されているものとする。

【0013】

性能診断装置１は、作業動作分類部１１、作業データ取得部１２、作業時間測定部１３、作業データ蓄積部１４、基準性能モデル作成部１５、性能診断部１６、を備えている。

【0014】

作業動作分類部１１は、機械の動作を判別および分類する。例えば、ショベルに設置される車載カメラの映像からショベルの掘削・放土等の動作を画像処理によって認識することにより、動作を判別および分類できる。または、作業機械１００が備えているセンサが作業機械１００の物理状態を検出した結果を記述したセンサデータを作業機械１００のコントローラから取得し、そのセンサデータを用いて、そのとき作業機械１００が実施した動作を特定してもよい。センサデータは例えば、作業機械１００内部のネットワークを流れるＣＡＮ（Ｃｏｎｔｒｏｌ Ａｒｅａ Ｎｅｔｗｏｒｋ）データなどの形式で取得できる。作業動作分類部１１は、分類処理によって、その動作のタイプを特定する。

【0015】

作業データ取得部１２は、作業動作分類部１１と電気的に接続され、作業動作分類部１１が判別した動作に応じて、その動作の継続時間を測定するために必要な作業データを取得し、作業時間測定部１３に出力する。作業データ取得部１２は、過去の、例えば作業機械１００の負荷情報、動作内容などを表す作業データを遡って取得できる。例えば、想定されている動作に関連する作業データを常に時系列で取得して保存しておくことにより、過去の任意の時刻における作業データを取得できる。

【0016】

作業機械１００の負荷量としては、以下のようなものが挙げられる。例えば油圧によって稼働部位を動作させる油圧機器の圧力値は、その稼働部位に対してかかる負荷を表しているので、その油圧を負荷量の指標として用いることができる。その他、作業機械１００の作業負荷を表す任意のパラメータを負荷量の指標として用いることができる。

【0017】

作業機械１００が動作する現場の物理的特性としては、以下のようなものが挙げられる。例えば作業機械１００が作業する場所の３次元形状は、その作業現場の物理的特性を表している。あるいは掘削作業を実施する作業機械１００の場合においては、土質や地盤の固さ、および作業機械が稼働している環境のタイプ（スクラップ現場や、解体現場など）も作業効率に影響を及ぼす。そのため、地質特性と稼働環境情報も物理的特性として用いることとする。その他、作業機械１００の作業効率に対して影響を与える任意のパラメータを、現場の物理的特性として用いることができる。現場特性を取得する手法については後述する。

【0018】

作業時間測定部１３は、作業動作分類部１１が分類した動作の開始タイミングと終了タイミングを、作業データ取得部１２より取得した作業データから特定することにより、動作継続時間を測定する。例えばショベルの場合、動作を撮影した画像から掘削動作の開始タイミングと終了タイミングを画像処理によって認識し、これにより掘削動作の継続時間を測定できる。作業時間測定部１３は作業データ蓄積部１４に電気的に接続され、測定した時間を作業データ蓄積部１４に出力する。

【0019】

作業データ蓄積部１４は、作業データ取得部１２より取得した作業データと、作業時間測定部１３が測定した動作継続時間を、所定の期間分あるいは所定の稼働時間、作業動作分類部１１が分類した動作タイプ／負荷量／動作内容／現場特性の組み合わせごとに時系列データとして蓄積する。

【0020】

基準性能モデル作成部１５は、作業データ蓄積部１４が蓄積しているデータから基準性能モデルを作成する。作成した基準性能モデルは、例えば作業データと同じ記憶装置に、作業動作分類部１１が分類した動作タイプ／負荷量／動作内容／現場特性の組み合わせごとに保存する。

【0021】

性能診断部１６は、作業動作分類部１１が分類した動作の作業データを用いて、作業データ蓄積部１４に格納されている同一作業条件（動作分類／負荷量／動作内容／現場特性の組み合わせが同じかまたは同種）の基準性能モデルと比較して、作業機械１００の現在の性能が基準値未満まで低下しているか否かを診断する。診断結果は作業機械１００のアラームとして出力してもよいし、ネットワークを介して関係者等に知らせてもよい。

【0022】

性能診断部１６はさらに、作業データ蓄積部１４に蓄積されている過去の所定期間の作業データについて回帰分析を実施し、その結果を基準性能モデルと比較する。これにより、現在から所定期間後の作業機械１００の性能が所定期間後に基準値未満まで低下する可能性があるか否かを予測することができる。

【0023】

図２Ａ～図２Ｂは、性能診断装置１が作業機械１００の性能を診断する手順を説明するフローチャートである。記載の便宜上、１つのフローチャートを２つの図面に分け、図中の記号『Ａ』の部分で接続している。以下図２Ａ～図２Ｂの各ステップを説明する。

【0024】

（図２Ａ：ステップＳ２０１）
作業動作分類部１１は、これから診断する作業機械１００の動作タイプ（診断対象動作）を選択する。このとき、動作のタイプに加えてその動作で想定される基本的動作内容（例えば移動動作であれば作業機械１００が直進する、など）をあらかじめ設定する。作業動作分類部１１は、選択された動作タイプと動作内容を想定作業として保持しておく。

【0025】

（図２Ａ：ステップＳ２０２）
作業動作分類部１１は、カメラ映像を用いた画像認識やＣＡＮデータを用いたパターンマッチングなどによって、作業機械１００の動作を判別することにより、動作タイプを識別する。動作タイプの例としては、例えば旋回動作、アーム押し動作、掘削動作、移動動作、などが挙げられる。

【0026】

（図２Ａ：ステップＳ２０３）
作業動作分類部１１は、Ｓ２０２において判別した動作がＳ２０１において設定した診断対象動作に想定されているか否か（すなわち想定した作業であるか否か）を調べる。判別した動作が診断対象動作である場合はＳ２０４へ進む（Ｓ２０３：はい）。そうでない場合は、ステップＳ１０２に戻る（Ｓ２０３：いいえ）。

【0027】

（図２Ａ：ステップＳ２０４）
作業データ取得部１２は、Ｓ２０１において設定された動作の作業データを、例えばＣＡＮ通信を介して機械から取得する。本ステップにおいては、作業データを常にリアルタイムで取得して保存し、動作が終了した時刻から遡って、動作時間の期待値に対して十分長い直近分の作業データを取得してもよい。

【0028】

（図２Ａ：ステップＳ２０４：補足その１）
本ステップにおいて取得する作業データとしては、例えば動作の負荷量を表すデータ、動作の内容を表すデータ、などが含まれる。負荷量の例としては例えば、作業機械を駆動する油圧ポンプの吐出圧が挙げられる。動作の内容の例としては例えば、作業機械が移動する動作であれば、車輪の回転速度などが挙げられる。作業データ取得部１２はさらに、作業動作分類部１１が識別した動作タイプを受け取る。この動作タイプを記述したデータも、作業データの一部として取り扱ってもよい。

【0029】

（図２Ａ：ステップＳ２０４：補足その２）
本ステップにおいては、作業を実施するために作業機が置かれている環境の物理特性を表すパラメータを併せて取得してもよい。例えば作業機械の周辺を撮影した画像からその作業機械が置かれている場所の形状や路面状態などを取得することができる。あるいは掘削動作を実施する場合は、バケットを駆動するために必要な駆動力（例えば油圧）から路面の硬さを取得してもよい。あるいはこれらのパラメータを記述したデータを適当なインターフェース経由で取得してもよい。この物理特性データを作業データの一部として取り扱ってもよい。

【0030】

（図２Ａ：ステップＳ２０５）
作業時間測定部１３は、入力された作業データから当該動作の開始タイミングと終了タイミングを検出することにより、当該動作の作業継続時間（動作が開始してから終了するまでの時間）を計算する。

【0031】

（図２Ａ：ステップＳ２０６）
作業データ蓄積部１４は、判別した動作ごとに、Ｓ２０４において得られた作業データと２０５において計算された作業継続時間をデータベースに蓄積する。

【0032】

（図２Ａ：ステップＳ２０７）
性能診断装置１は、一定期間または一定稼働時間分のデータを蓄積したか否かを確認する。未だデータを蓄積していない（２０７：いいえ）場合、Ｓ２０４に戻る。データを蓄積し終えた（Ｓ２０７：はい）場合、Ｓ２０８に進む。

【0033】

（図２Ｂ：ステップＳ２０８～Ｓ２１０）
基準性能モデル作成部１５は、Ｓ２０２において判別した動作の基準性能モデルを作成したかどうかを確認する（Ｓ２０８）。未作成（Ｓ２０８：いいえ）の場合、判別した動作に対して基準性能モデルを作成してデータベースに保存する（Ｓ２０９）。作成済み（Ｓ２０８：はい）の場合、性能診断部１６は、判別した動作の基準性能モデルを用いて、取得した作業データにおける基準時間を必要に応じて補間する（Ｓ２１０）。

【0034】

（図２Ｂ：ステップＳ２０９：補足）
基準性能モデル作成部１５は、基準性能モデルを以下の組み合わせごとに作成する：（ａ）作業機械の動作のタイプ；（ｂ）作業機械の動作の負荷量；（ｃ）作業機械の動作の内容；（ｄ）作業機械が置かれている環境の物理特性パラメータ。

【0035】

（図２Ｂ：ステップＳ２１０：補足）
基準性能モデルは、基準性能を離散的に記述している場合がある。この場合、各離散値間の値は、例えば線形補間によって補う必要がある。本ステップはこの補間処理を実施するためのものである。

【0036】

（図２Ｂ：ステップＳ２１１～Ｓ２１３）
性能診断部１６は、Ｓ２０５において測定した動作時間がＳ２１０において算出した基準値と比較して閾値以上離れるかを確認する（Ｓ２１１）。動作時間が基準値に比べて閾値以上離れた（Ｓ２１１：はい）場合、離れた度合いに応じて作業機械１００の性能低下度合いの診断結果を出力する（ステップＳ２１２）。そうでない（Ｓ２１１：いいえ）場合、判別した動作と取得した作業データにおける過去の所定期間のデータの回帰モデルを計算し、その回帰モデルを用いて当該動作の所定期間後の動作時間を予測する（Ｓ２１３）。

【0037】

（図２Ｂ：ステップＳ２１２：補足）
性能診断部１６は、測定した動作時間と基準性能との間の差分が大きいほど、性能低下が大きいと診断する。性能診断結果は、その差分そのものによって表してもよいし、その差分に対して何らかの演算を施したパラメータによって表してもよい。Ｓ２１５においても同様である。

【0038】

（図２Ｂ：ステップＳ２１４～Ｓ２１５）
性能診断部１６は、予測した所定期間後の動作時間が算出した基準値に比べて閾値以上離れるかを確認する（Ｓ２１４）。予測した所定期間後の動作時間が基準値に比べて閾値以上離れた（Ｓ２１４：はい）場合、離れた度合いに応じて作業機械１００の性能低下度合いの予測診断結果を出力する（Ｓ２１５）。そうでなければ本フローチャートを終了する（Ｓ２１４：いいえ）。

【0039】

＜実施の形態１：まとめ＞
本実施形態に係る性能診断装置１は、（ａ）作業機械の動作のタイプ；（ｂ）作業機械の動作の負荷量；（ｃ）作業機械の動作の内容；（ｄ）作業機械が置かれている環境の物理特性パラメータ；の組み合わせごとに基準性能モデルを作成し、その基準性能モデルを参照することにより取得した基準性能と動作継続時間を比較することによって動作が正常であるか否かを診断する。これにより、作業機械が置かれている個別の環境や負荷量を考慮して、性能診断を実施できるので、従来の性能診断よりも診断精度を高めることができる。

【0040】

本実施形態に係る性能診断装置１は、作業機械１００の内部に設けられている。すなわち作業機械１００は、自身の性能を自ら診断できる。これにより作業機械１００はユーザの操作に依拠せず自動的に自己診断を実施できる。

【0041】

＜実施の形態２＞
図３は、本発明の実施形態２に係る性能診断装置１の構成図である。本実施形態における性能診断装置１の構成は実施形態１と同じであるが、実施形態１とは異なり性能診断装置１は携帯端末１１０（例えばスマートフォン）内部に構成されている。

【0042】

携帯端末１１０は、通信部１１２を介して作業機械１００と通信することにより、作業機械１００内部のネットワークを流れるＣＡＮデータ（センサの検出結果などを記述したセンサデータを含む）を取得することができる。作業動作分類部１１は、そのＣＡＮデータを用いて作業機械１００の動作タイプを判別し、あるいはその動作の継続時間を測定することができる。

【0043】

あるいは、携帯端末１１０を作業機械１００に取り付け、携帯端末１１０が内蔵している加速度センサ１１１その他のセンサを用いて作業機械１００の動作にともなう振動などの物理的動作を計測することにより、作業機械１００の動作タイプを判別し、その継続時間を測定できる。例えば作業動作分類部１１は、作業機械１００の動作にともなって発生する振動パターンを動作タイプごとにあらかじめ保持しておき、センサが計測した振動パターンとあらかじめ保持している振動パターンをマッチングすることにより、動作タイプと動作継続時間を識別することができる。

【0044】

本実施形態に係る性能診断装置１は、作業者等が定期的に携帯端末１１０を用いて、基準性能モデルを作るために必要なデータを収集できる。また、携帯端末１１０が備える電子メールその他の報知機能によって、診断結果を速やかに作業者へ通知することができるので、タイムリーに修理などの対策が可能となる。また携帯端末１１０は常時携帯することができるので、実施形態１と比べて、必要なタイミングで特定な動作に対して性能診断ができる。

【0045】

＜実施の形態３＞
図４は、本発明の実施形態３に係る性能診断装置１の構成図である。本実施形態における性能診断装置１は、携帯端末１１０内部に構成されている。性能診断装置１は、作業動作分類部１１、作業データ取得部１２、作業時間測定部１３、性能診断部１６を備える。作業データ蓄積部１４と基準性能モデル作成部１５は、作業機械１００内部に配置されている。その他の構成は実施形態１と同様である。

【0046】

通信部１１２は、実施形態２と同様に作業機械１００と通信することにより、作業機械１００内部のＣＡＮデータなどを取得できる。これにより実施形態２と同様に、動作判別や作業継続時間測定を実施できる。通信部１１２はさらに、作業機械１００が保持している基準性能モデルを参照することにより基準性能を取得し、あるいは基準性能モデルそのものを取得する。

【0047】

作業機械１００は、通信部１１２を介して作業データ（動作タイプ、動作内容、環境特性を含む）を取得し、作業データ蓄積部１４へ蓄積する。基準性能モデル作成部１５は、作業データ蓄積部１４が蓄積している作業データを用いて、基準性能モデルを作成する。

【0048】

本実施形態の性能診断装置１によれば、実施形態１と同様な作用効果を得られる。さらに、基準性能モデルを作業機械１００内部で作成して保持しているので、携帯端末１１０が基準性能モデルを作成・保持する場合と比較して、個々の携帯端末１１０に依拠することなく、同じ基準性能モデルを提供することができる。すなわち、携帯端末１１０が基準性能モデルを作成・保持する場合は、その携帯端末１１０固有の基準性能モデルが作成されるので、各携帯端末１１０がそれぞれ基準性能モデルを保持していることになる。これに対して本実施形態においては、いずれの携帯端末１１０に対しても同じ基準性能モデルを提供できる。

【0049】

＜実施の形態４＞
図５は、本発明の実施形態４に係る性能診断装置１の構成図である。本実施形態において、性能診断装置１は、外付操作端末１２０内部に構成されている。その他の構成は実施形態１と同様である。外付操作端末１２０は、作業機械１００に対して後付けで装着することができる端末であり、装着後は外付操作端末１２０を介して作業機械１００を操作することができる。外付操作端末１２０は、加速度センサ１２１などのセンサ、通信部１２２、を備える。

【0050】

外付操作端末１２０は、通信部１２２を介して作業機械１００と通信することによって作業機械１００からＣＡＮデータをリアルタイムで取得できる。性能診断装置１は、そのＣＡＮデータを用いて動作判別や動作時間測定を実施できる。あるいは、加速度センサ１２１が検出した振動パターンとあらかじめ保持している振動パターンをマッチングすることにより、動作タイプと動作継続時間を識別することができる。

【0051】

本実施形態の性能診断装置１によれば、実施形態１と同様な作用効果を得られる。さらに、外付操作端末１２０内部に性能診断装置１を構成することにより、性能診断機能を備えていない既存の作業機械１００に対して、性能診断装置１が提供する性能診断機能を後発的に付与することができる。これにより、自己診断機能を備えていない作業機械１００であっても、後発的にこれを備えることができる。

【0052】

＜実施の形態５＞
図６は、本発明の実施形態５に係る性能診断装置１の構成図である。本実施形態において、性能診断装置１は、例えばネットワーク上に配置されたサーバコンピュータとして構成されている。性能診断装置１は、作業時間測定部１３（作業データを取得する通信部としても動作する）、作業データ蓄積部１４、基準性能モデル作成部１５、性能診断部１６を備える。作業動作分類部１１と作業データ取得部１２は携帯端末１１０内部に配置されている。その他の構成は実施形態１と同様である。

【0053】

携帯端末１１０は、実施形態２と同様に、加速度センサ１１１や通信部１１２を介して作業データ（動作タイプ、動作内容、環境特性を含む）を取得し、通信部１１２を介してその作業データを性能診断装置１へ送信する。性能診断装置１はその作業データを受け取る。作業時間測定部１３以降の処理は実施形態１と同様である。

【0054】

本実施形態の性能診断装置１によれば、実施形態１と同様な作用効果を得られる。さらに、例えば演算性能が高いサーバコンピュータを用いて性能診断装置１を構成することにより、処理が速くなるのみならず、診断結果を作業者等に対して速やかに知らせることができる。

【0055】

＜本発明の変形例について＞
本発明は、前述した実施形態に限定されるものではなく、様々な変形例が含まれる。例えば、上記した実施形態は本発明を分かりやすく説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。また、ある実施形態の構成の一部を他の実施形態の構成に置き換えることが可能であり、また、ある実施形態の構成に他の実施形態の構成を加えることも可能である。また、各実施形態の構成の一部について、他の構成の追加・削除・置換をすることが可能である。

【0056】

以上の実施形態において、作業データ取得部１２が作業データ（動作タイプ、動作内容、環境特性を含む）を取得し、作業時間測定部１３が作業継続時間を測定することを説明した。これらのデータは性能診断部１６が基準性能を取得するとき用いるので、少なくとも性能診断部１６はその時点でこれらのデータを全て取得することになる。したがって性能診断部１６は、これらのデータを取得するデータ取得部としての役割を有することを付言しておく。

【0057】

以上の実施形態において、作業機械１００は例えば、演算を実行するＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）と、演算のためのプログラムを記録したＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）と、演算経過の保存や一時的な制御変数を保存する一時記憶装置としてのＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）とを組み合わせてなるマイクロコンピュータにより構成することができる。マイクロコンピュータは、記憶されたプログラムの実行によってＣＡＮデータを取得することができる。

【0058】

以上の実施形態において、作業動作分類部１１、作業データ取得部１２、作業時間測定部１３、作業データ蓄積部１４、基準性能モデル作成部１５、性能診断部１６は、これらの機能を実装した回路デバイスなどのハードウェアによって構成することもできるし、これらの機能を実装したソフトウェアを演算装置が実行することによって構成することもできる。

【符号の説明】

【0059】

１：性能診断装置
１１：作業動作分類部
１２：作業データ取得部
１３：作業時間測定部
１４：作業データ蓄積部
１５：基準性能モデル作成部
１６：性能診断部
１００：作業機械
１１０：携帯端末
１２０：外付操作端末

【図1】

【図2A】

【図2B】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】