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特許7318581作業機械、並びに、アタッチメントの管理プログラム及び管理方法
(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】2023-07-24
(45)【発行日】2023-08-01
(54)【発明の名称】作業機械、並びに、アタッチメントの管理プログラム及び管理方法
(51)【国際特許分類】
E02F 9/20 20060101AFI20230725BHJP
【ＦＩ】
E02F9/20 N
【請求項の数】
9
(21)【出願番号】P 2020063159
(22)【出願日】2020-03-31
(65)【公開番号】P2021161710
(43)【公開日】2021-10-11
【審査請求日】2022-10-12
(73)【特許権者】
【識別番号】000246273
【氏名又は名称】コベルコ建機株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100115381
【弁理士】
【氏名又は名称】小谷 昌崇
(74)【代理人】
【識別番号】100118049
【弁理士】
【氏名又は名称】西谷 浩治
(72)【発明者】
【氏名】濱本 亮
(72)【発明者】
【氏名】遠藤 一臣
【審査官】彦田 克文
(56)【参考文献】
【文献】特開２０１７－２０１１１９（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２００６－２０１８５１（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１９－０７８１３３（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１１－１４０８３２（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１９－１７５０９６（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０２０－００２５９３（ＪＰ，Ａ）
【文献】米国特許出願公開第２０１４／０１５０３０４（ＵＳ，Ａ１）
【文献】特開２０１７－００３４４８（ＪＰ，Ａ）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｅ０２Ｆ ９／２０
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
本体部と、前記本体部に取り付けられ、交換可能なアタッチメントが装着される作業装置と、
前記アタッチメントに配置され、記憶部を有する第１通信装置と、
前記本体部に配置され、前記第１通信装置と通信可能な第２通信装置と、
前記本体部に配置され、前記作業装置に装着されている前記アタッチメントの稼働状況を管理することにより、当該アタッチメントの累積稼働情報を生成する情報処理部と、
を備え、
前記第２通信装置は、前記情報処理部によって生成された前記累積稼働情報を前記第１通信装置に送信し、
前記第１通信装置は、前記第２通信装置から受信した前記累積稼働情報を前記記憶部に記憶する、作業機械。
【請求項2】
前記情報処理部によって生成された前記累積稼働情報を前記作業機械のオペレータに提示する第１情報提示手段をさらに備える、請求項１に記載の作業機械。
【請求項3】
前記第１通信装置は、前記アタッチメントの固有識別情報を前記記憶部に記憶しており、前記第１通信装置は、前記記憶部から読み出した前記固有識別情報を前記第２通信装置に送信し、
前記第２通信装置は、前記情報処理部によって生成された前記累積稼働情報と、前記第１通信装置から受信した前記固有識別情報とをサーバ装置に送信し、
前記サーバ装置は、前記第２通信装置から受信した前記固有識別情報で特定されるアタッチメントの状態が正常状態であるか異常状態であるかを示す状態情報を、前記第２通信装置から受信した前記累積稼働情報に基づいて生成し、当該状態情報を前記第２通信装置に送信し、
前記第２通信装置は、前記サーバ装置から受信した前記状態情報を前記第１通信装置に送信し、
前記第１通信装置は、前記第２通信装置から受信した前記状態情報を前記記憶部に記憶する、請求項１又は２に記載の作業機械。
【請求項4】
前記サーバ装置から受信した前記状態情報を前記作業機械のオペレータに提示する第２情報提示手段をさらに備える、請求項３に記載の作業機械。
【請求項5】
前記第２情報提示手段は、前記状態情報において前記アタッチメントの状態が異常状態であると示されている場合に、その異常を報知する異常報知手段を含む、請求項４に記載の作業機械。
【請求項6】
前記サーバ装置は、前記記憶部に記憶されている前記累積稼働情報を要求する要求信号を、前記第２通信装置に送信可能であり、前記第２通信装置は、前記サーバ装置から受信した前記要求信号を前記第１通信装置に送信し、
前記第１通信装置は、前記第２通信装置から受信した前記要求信号に応答して、前記記憶部から読み出した前記累積稼働情報を第２通信装置に送信し、
前記第２通信装置は、前記第１通信装置から受信した前記累積稼働情報を前記サーバ装置に送信する、請求項３～５のいずれか一つに記載の作業機械。
【請求項7】
前記第２通信装置は、前記サーバ装置との間で送受信するデータに対して暗号復号処理を行う暗号復号処理部をさらに含み、前記サーバ装置は、前記第２通信装置との間で送受信するデータに対して暗号復号処理を行う暗号復号処理部をさらに有する、請求項３～６のいずれか一つに記載の作業機械。
【請求項8】
本体部と、前記本体部に取り付けられ、交換可能なアタッチメントが装着される作業装置とを備える作業機械において、前記作業機械に前記アタッチメントを管理させるための、アタッチメントの管理プログラムであって、前記アタッチメントには、記憶部を有する第１通信装置が配置されており、
前記本体部には、情報処理部、及び、前記第１通信装置と通信可能な第２通信装置が配置されており、
前記情報処理部に、前記作業装置に装着されている前記アタッチメントの稼働状況を管理させることにより、当該アタッチメントの累積稼働情報を生成させ、
前記第２通信装置に、前記情報処理部によって生成された前記累積稼働情報を前記第１通信装置に送信させ、
前記第１通信装置に、前記第２通信装置から受信した前記累積稼働情報を前記記憶部に記憶させる、アタッチメントの管理プログラム。
【請求項9】
本体部と、前記本体部に取り付けられ、交換可能なアタッチメントが装着される作業装置とを備える作業機械における、アタッチメントの管理方法であって、前記アタッチメントには、記憶部を有する第１通信装置が配置されており、
前記本体部には、情報処理部、及び、前記第１通信装置と通信可能な第２通信装置が配置されており、
前記情報処理部が、前記作業装置に装着されている前記アタッチメントの稼働状況を管理することにより、当該アタッチメントの累積稼働情報を生成し、
前記第２通信装置が、前記情報処理部によって生成された前記累積稼働情報を前記第１通信装置に送信し、
前記第１通信装置が、前記第２通信装置から受信した前記累積稼働情報を前記記憶部に記憶する、アタッチメントの管理方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、建設機械等の作業機械、並びに、アタッチメントの管理プログラム及び管理方法に関し、特に、交換可能なアタッチメントに配置された通信装置から作業機械の本体部に配置された通信装置に対してアタッチメント情報を送信する作業機械、並びに、アタッチメントの管理プログラム及び管理方法に関する。
【背景技術】
【0002】
下記特許文献１には、アタッチメントごとの稼働状況を監視することが可能なアタッチメント監視システムが開示されている。当該システムにおいては、作業アームに計測ユニットが配置され、作業機械に端末装置が配置され、作業機械の外部にサーバ装置が配置される。計測ユニットは、アタッチメントの駆動時における振動及び油圧を計測し、その計測結果とアタッチメントの個体識別情報とを端末装置に送信する。端末装置は、計測ユニットから受信した計測結果及び個体識別情報を、携帯電話回線網を介してサーバ装置に送信する。サーバ装置は、端末装置から受信した計測結果を解析し、その解析結果を含むアタッチメントごとの稼働情報を、データベースに蓄積する。データベースに蓄積されたアタッチメントごとの稼働情報は、データベースと同一の通信ネットワークに接続されている各種端末によって閲覧することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【文献】特開２０１７－２０１１１９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
作業機械は、レンタル又はリース等によって様々な工事現場で使用され、また、輸出されて外国の工事現場で使用される場合もある。アタッチメント単体でも同様に、同一のアタッチメントが、通信事情等が異なる様々な環境で使用される。
【0005】
上記特許文献１に開示されたアタッチメント監視システムによると、作業機械の端末装置が接続できる携帯電話回線網の通信エリア外にある工事現場、あるいは当該携帯電話回線網の通信エリア内ではあるが通信事情が悪い工事現場等のように、端末装置とサーバ装置との間の通信を確立できない環境で作業機械が使用された場合には、その間、サーバ装置はアタッチメントごとの稼働情報をデータベースに蓄積することができない。従って、そのような場合には情報蓄積の空白期間が存在することとなるため、データベースに蓄積されている稼働情報の正確性は低い。
【0006】
本発明はかかる事情に鑑みて成されたものであり、アタッチメントの正確な累積稼働情報を管理することが可能な作業機械、並びに、アタッチメントの管理プログラム及び管理方法を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0007】
本発明の一態様に係る作業機械は、本体部と、前記本体部に取り付けられ、交換可能なアタッチメントが装着される作業装置と、前記アタッチメントに配置され、記憶部を有する第１通信装置と、前記本体部に配置され、前記第１通信装置と通信可能な第２通信装置と、前記本体部に配置され、前記作業装置に装着されている前記アタッチメントの稼働状況を管理することにより、当該アタッチメントの累積稼働情報を生成する情報処理部と、を備え、前記第２通信装置は、前記情報処理部によって生成された前記累積稼働情報を前記第１通信装置に送信し、前記第１通信装置は、前記第２通信装置から受信した前記累積稼働情報を前記記憶部に記憶するものである。
【0008】
この態様によれば、第１通信装置は、第２通信装置から受信した累積稼働情報を記憶部に記憶する。従って、第２通信装置が外部のサーバ装置との間で通信を確立できない環境で作業機械が使用された場合であっても、アタッチメントの正確な累積稼働情報を記憶部で管理することが可能となる。
【0009】
上記態様において、前記情報処理部によって生成された前記累積稼働情報を前記作業機械のオペレータに提示する第１情報提示手段をさらに備えることが望ましい。
【0010】
この態様によれば、アタッチメントの累積稼働情報を、そのアタッチメントが装着された作業機械のオペレータに提示することができる。これにより、オペレータは、提示された累積稼働情報を参照することによってアタッチメントのメンテナンス作業又は交換作業等の必要性を判断することができる。
【0011】
上記態様において、前記第１通信装置は、前記アタッチメントの固有識別情報を前記記憶部に記憶しており、前記第１通信装置は、前記記憶部から読み出した前記固有識別情報を前記第２通信装置に送信し、前記第２通信装置は、前記情報処理部によって生成された前記累積稼働情報と、前記第１通信装置から受信した前記固有識別情報とをサーバ装置に送信し、前記サーバ装置は、前記第２通信装置から受信した前記固有識別情報で特定されるアタッチメントの状態が正常状態であるか異常状態であるかを示す状態情報を、前記第２通信装置から受信した前記累積稼働情報に基づいて生成し、当該状態情報を前記第２通信装置に送信し、前記第２通信装置は、前記サーバ装置から受信した前記状態情報を前記第１通信装置に送信し、前記第１通信装置は、前記第２通信装置から受信した前記状態情報を前記記憶部に記憶することが望ましい。
【0012】
この態様によれば、第２通信装置がサーバ装置との間で通信を確立できる環境で作業機械が使用された場合には、サーバ装置によって作成された、累積稼働情報よりも詳細な状態情報を、記憶部で管理することが可能となる。
【0013】
上記態様において、前記サーバ装置から受信した前記状態情報を前記作業機械のオペレータに提示する第２情報提示手段をさらに備えることが望ましい。
【0014】
この態様によれば、アタッチメントの状態情報を、そのアタッチメントが装着された作業機械のオペレータに提示することができる。これにより、オペレータは、提示された状態情報を参照することによってアタッチメントのメンテナンス作業又は交換作業等を行うことができる。
【0015】
上記態様において、前記第２情報提示手段は、前記状態情報において前記アタッチメントの状態が異常状態であると示されている場合に、その異常を報知する異常報知手段を含むことが望ましい。
【0016】
この態様によれば、状態情報を提示するだけでなく、異常報知手段が異常を報知することによって、アタッチメントの状態が異常状態であることをオペレータに確実に知らせることができる。
【0017】
上記態様において、前記サーバ装置は、前記記憶部に記憶されている前記累積稼働情報を要求する要求信号を、前記第２通信装置に送信可能であり、前記第２通信装置は、前記サーバ装置から受信した前記要求信号を前記第１通信装置に送信し、前記第１通信装置は、前記第２通信装置から受信した前記要求信号に応答して、前記記憶部から読み出した前記累積稼働情報を第２通信装置に送信し、前記第２通信装置は、前記第１通信装置から受信した前記累積稼働情報を前記サーバ装置に送信することが望ましい。
【0018】
この態様によれば、サーバ装置は、状態情報を生成するのに必要なアタッチメントの累積稼働情報を、第１通信装置から取得することができる。
【0019】
上記態様において、前記第２通信装置は、前記サーバ装置との間で送受信するデータに対して暗号復号処理を行う暗号復号処理部をさらに含み、前記サーバ装置は、前記第２通信装置との間で送受信するデータに対して暗号復号処理を行う暗号復号処理部をさらに有することが望ましい。
【0020】
この態様によれば、第２通信装置及びサーバ装置がそれぞれ暗号復号処理部を備えるため、これらの装置間で送受信されるデータを暗号化できる。その結果、機密データの漏洩を防止することが可能となる。
【0021】
本発明の一態様に係るアタッチメントの管理プログラムは、本体部と、前記本体部に取り付けられ、交換可能なアタッチメントが装着される作業装置とを備える作業機械において、前記作業機械に前記アタッチメントを管理させるための、アタッチメントの管理プログラムであって、前記アタッチメントには、記憶部を有する第１通信装置が配置されており、前記本体部には、情報処理部、及び、前記第１通信装置と通信可能な第２通信装置が配置されており、前記情報処理部に、前記作業装置に装着されている前記アタッチメントの稼働状況を管理させることにより、当該アタッチメントの累積稼働情報を生成させ、前記第２通信装置に、前記情報処理部によって生成された前記累積稼働情報を前記第１通信装置に送信させ、前記第１通信装置に、前記第２通信装置から受信した前記累積稼働情報を前記記憶部に記憶させるものである。
【0022】
この態様によれば、第１通信装置は、第２通信装置から受信した累積稼働情報を記憶部に記憶する。従って、第２通信装置が外部のサーバ装置との間で通信を確立できない環境で作業機械が使用された場合であっても、アタッチメントの正確な累積稼働情報を記憶部で管理することが可能となる。
【0023】
本発明の一態様に係るアタッチメントの管理方法は、本体部と、前記本体部に取り付けられ、交換可能なアタッチメントが装着される作業装置とを備える作業機械における、アタッチメントの管理方法であって、前記アタッチメントには、記憶部を有する第１通信装置が配置されており、前記本体部には、情報処理部、及び、前記第１通信装置と通信可能な第２通信装置が配置されており、前記情報処理部が、前記作業装置に装着されている前記アタッチメントの稼働状況を管理することにより、当該アタッチメントの累積稼働情報を生成し、前記第２通信装置が、前記情報処理部によって生成された前記累積稼働情報を前記第１通信装置に送信し、前記第１通信装置が、前記第２通信装置から受信した前記累積稼働情報を前記記憶部に記憶するものである。
【0024】
この態様によれば、第１通信装置は、第２通信装置から受信した累積稼働情報を記憶部に記憶する。従って、第２通信装置が外部のサーバ装置との間で通信を確立できない環境で作業機械が使用された場合であっても、アタッチメントの正確な累積稼働情報を記憶部で管理することが可能となる。
【発明の効果】
【0025】
本発明によれば、交換可能なアタッチメントのアタッチメント情報を、効率的かつ正確に取得することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【0026】
【図1】本発明の実施の形態に係る作業機械の構成を模式的に示す図である。
【図2】本発明の実施の形態に係る作業機械の制御システムの全体構成を簡略化して示すブロック図である。
【図3】子機の構成を示すブロック図である。
【図4】親機の構成を示すブロック図である。
【図5】通信モジュールの構成を示すブロック図である。
【図6】サーバ装置の構成を示すブロック図である。
【図7】情報処理装置に実現される機能を示す図である。
【図8】セキュリティモジュールが有する機能を示す図である。
【図9】子機の動作フローを示すフローチャートである。
【図10】親機、コントローラ、及び通信モジュールの動作フローを示すフローチャートである。
【図11】サーバ装置の動作フローを示すフローチャートである。
【図12】累積稼働情報の一例を示す図である。
【図13】健康状態情報の一例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【0027】
以下、本発明の実施の形態について、図面を用いて詳細に説明する。なお、異なる図面において同一の符号を付した要素は、同一又は相応する要素を示すものとする。
【0028】
図１は、本発明の実施の形態に係る作業機械１の構成を模式的に示す図である。本実施の形態の例において、作業機械１は、交換可能なアタッチメントとして、爪部の開閉による挟み動作が可能な圧砕機（例えばニブラ３３）が装着された建設機械である。但し、ニブラに限らず、バケット又はブレーカ等の他のアタッチメントが装着されても良い。また、建設機械に限らず、交換可能かつ姿勢変更可能な任意のアタッチメントが装着される農業機械又は工業機械等の他の作業機械であっても良い。
【0029】
図１に示すように、作業機械１は、クローラ式の下部走行体２１と、下部走行体２１上に旋回可能に配置された上部旋回体２２と、上部旋回体２２に取り付けられた作業装置３とを備えている。下部走行体２１及び上部旋回体２２は、作業機械１の本体部２を構成する。
【0030】
作業装置３は、上部旋回体２２に対して起伏可能に取り付けられたブーム３１と、ブーム３１の先端に対して揺動可能に取り付けられたアーム３２と、アーム３２の先端に対して揺動可能に取り付けられたニブラ３３とを備えている。上部旋回体２２とブーム３１とは、回転軸であるブームフットピン８１によって連結されている。ブーム３１とアーム３２とは、回転軸であるアームフットピン８２によって連結されている。アーム３２とニブラ３３とは、回転軸であるアームトップピン８３によって連結されている。アームトップピン８３は、アタッチメントの交換時に脱着可能である。また、図示は省略するが、作業装置３は、上部旋回体２２に対してブーム３１を起伏させるブームシリンダ、ブーム３１に対してアーム３２を揺動させるアームシリンダ、及びアーム３２に対してニブラ３３を揺動させるアタッチメントシリンダ等のアクチュエータを備えている。なお、ブーム３１、アーム３２、及びニブラ３３を駆動するための駆動手段としては、シリンダの代わりに油圧モータ等の他のアクチュエータが使用されても良い。
【0031】
上部旋回体２２の内部には、作業機械１の全体の制御を司るコントローラ７が配置されている。作業機械１のオペレータのレバー操作に伴うコントローラ７の油圧制御によって、上部旋回体２２に対するブーム３１の角度（ブーム角）、ブーム３１に対するアーム３２の角度（アーム角）、及び、アーム３２に対するニブラ３３の角度（アタッチメント角）が、それぞれ変更される。なお、本実施の形態では、作業装置３が三つの駆動要素（ブーム、アーム、アタッチメント）を有する例について説明するが、この例には限られない。作業装置３は少なくとも一つの駆動要素を有すれば良い。
【0032】
また、作業機械１は、第１通信装置としての子機６１と、第２通信装置としての通信装置５を構成する親機５１とを備えている。子機６１と親機５１とは、Ｗｉ－Ｆｉ、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）、又はＬＰＷＡ（Low Power Wide Area）等の任意の通信方式によって、相互に無線通信が可能である。子機６１はニブラ３３の所定箇所に配置されており、親機５１は上部旋回体２２に配置されている。複数のアタッチメントが存在する場合には、複数のアタッチメントの各々毎に子機６１が配置される。子機６１との良好な通信状況を確保するために、親機５１は上部旋回体２２の前面（ニブラ３３に対向する側の面）に配置されている。親機５１とコントローラ７とは、ＣＡＮ（Controller Area Network）等の任意の通信方式によって、相互に有線通信又は無線通信が可能である。
【0033】
図２は、本発明の実施の形態に係る作業機械の制御システム１００の全体構成を簡略化して示すブロック図である。制御システム１００は、作業機械１とサーバ装置９とを備えている。作業機械１は、子機６１、通信装置５、コントローラ７、表示装置４、及びアクチュエータ駆動回路７８を有する。通信装置５は、親機５１と通信モジュール５２とを含む。コントローラ７は、情報処理部７１を含む。アクチュエータ駆動回路７８には、動力源としてのエンジンによって駆動される油圧ポンプ、油圧ポンプから各アクチュエータへの作動油の供給量を調整するためのコントロールバルブ、及び、コントロールバルブを制御するためのパイロット圧を発生させる操作レバー等が含まれる。作業機械１のオペレータによって操作レバーが操作されると、その操作量に応じて変動するパイロット圧によってコントロールバルブが制御され、パイロット圧に応じた吐出量の作動油がアクチュエータに供給され、作動油の油圧によってアクチュエータが動作する。これにより、オペレータのレバー操作に従って、作業装置３が所望の動作を実行することとなる。
【0034】
図３は、子機６１の構成を示すブロック図である。図３の接続関係で示すように、子機６１は、カウンタ６１２、信号処理部６１３、記憶部６１４、セキュリティモジュール６１５、送信機６１６、及び受信機６１７を有している。信号処理部６１３は、ＦＰＧＡ等の専用の電気回路によって構成されている。
【0035】
記憶部６１４は、フラッシュメモリ等の書き換え可能な不揮発性メモリを用いて構成されている。記憶部６１４には、自身の子機６１が配置されるアタッチメントの固有識別情報Ｓ０と、その他の制御情報Ｓ１とが格納されている。固有識別情報Ｓ０には、例えば、シリアルナンバーが含まれる。制御情報Ｓ１には、例えば、そのアタッチメントの種別情報、寸法情報（外形寸法及び重心位置情報等）、重量情報、製造メーカ情報、使用メーカ情報、上限稼働時間情報、推奨稼働地域情報、及び制御パラメータが含まれる。制御パラメータには、例えば、そのアタッチメントに供給される作動油の圧力情報（リリーフ圧力及びシリンダ内圧力の許容上限値等）、及び、そのアタッチメントに供給される作動油の流量情報（ポンプ流量及びパイロット圧等）が含まれる。
【0036】
カウンタ６１２は、所定の動作クロックのクロック数をカウントする。
【0037】
信号処理部６１３は、記憶部６１４から読み出した固有識別情報Ｓ０及び制御情報Ｓ１を含めて、アタッチメント情報Ｓ２を生成する。信号処理部６１３は、生成したアタッチメント情報Ｓ２を、セキュリティモジュール６１５を介して送信機６１６に転送する。セキュリティモジュール６１５の機能については後述する。信号処理部６１３は、アタッチメント情報Ｓ２の生成処理及び転送処理を、カウンタ６１２によって規定される所定の送信時間間隔で繰り返し実行する。送信時間間隔は、例えば数秒から数分の範囲内で任意の値に設定される。なお、子機６１にＧＰＳ受信機を搭載し、子機６１の位置情報をアタッチメント情報Ｓ２に含めてサーバ装置９に送信することにより、アタッチメントの在庫管理に活用しても良い。
【0038】
送信機６１６は、信号処理部６１３からセキュリティモジュール６１５を介して入力されたアタッチメント情報Ｓ２を変調することにより、無線信号のアタッチメント情報Ｓ２として送信する。
【0039】
受信機６１７は、親機５１の送信機５１２から送信された無線信号の累積稼働情報Ｄ１及び健康状態情報Ｄ２を受信し、受信した累積稼働情報Ｄ１及び健康状態情報Ｄ２を復調する。累積稼働情報Ｄ１及び健康状態情報Ｄ２は、受信機６１７からセキュリティモジュール６１５を介して信号処理部６１３に入力される。信号処理部６１３は、入力された累積稼働情報Ｄ１及び健康状態情報Ｄ２を記憶部６１４に記憶する。子機６１の動作の詳細については後述する。
【0040】
図４は、親機５１の構成を示すブロック図である。図４の接続関係で示すように、親機５１は、受信機５１１、送信機５１２、セキュリティモジュール５１３、信号処理部５１４、及び記憶部５１５を有している。信号処理部５１４は、ＦＰＧＡ等の専用の電気回路によって構成されている。記憶部５１５は、フラッシュメモリ等の書き換え可能な不揮発性メモリを用いて構成されている。
【0041】
受信機５１１は、子機６１の送信機６１６から送信された無線信号のアタッチメント情報Ｓ２を受信し、受信したアタッチメント情報Ｓ２を復調する。アタッチメント情報Ｓ２は、受信機５１１からセキュリティモジュール５１３を介して信号処理部５１４に入力される。セキュリティモジュール５１３の機能については後述する。信号処理部５１４は、入力されたアタッチメント情報Ｓ２に対して、任意のアルゴリズムによる誤り検出処理及び誤り訂正処理を施す。信号処理部５１４は、アタッチメント情報Ｓ２を通信モジュール５２に入力する。また、信号処理部５１４は、アタッチメント情報Ｓ２に含まれている制御情報Ｓ１を、コントローラ７に入力する。信号処理部５１４には、コントローラ７の情報処理部７１によって生成された累積稼働情報Ｄ１が、コントローラ７から入力される。また、信号処理部５１４には、通信モジュール５２から健康状態情報Ｄ２が入力される。信号処理部５１４は、入力された累積稼働情報Ｄ１及び健康状態情報Ｄ２を、セキュリティモジュール５１３を介して送信機５１２に入力する。送信機５１２は、入力された累積稼働情報Ｄ１及び健康状態情報Ｄ２を変調することにより、無線信号の累積稼働情報Ｄ１及び健康状態情報Ｄ２として送信する。親機５１の動作の詳細については後述する。
【0042】
図５は、通信モジュール５２の構成を示すブロック図である。図５の接続関係で示すように、通信モジュール５２は、セキュリティモジュール５２１、記憶部５２２、送信機５２３、及び受信機５２４を有している。記憶部５２２は、フラッシュメモリ等の書き換え可能な不揮発性メモリを用いて構成されている。
【0043】
親機５１の信号処理部５１４から出力されたアタッチメント情報Ｓ２は、セキュリティモジュール５２１を介して送信機５２３に入力される。セキュリティモジュール５２１の機能については後述する。また、コントローラ７の情報処理部７１によって生成された累積稼働情報Ｄ１は、コントローラ７からセキュリティモジュール５２１を介して送信機５２３に入力される。送信機５２３は、アタッチメント情報Ｓ２及び累積稼働情報Ｄ１を、任意の無線通信ネットワークを介してサーバ装置９に送信する。受信機５２４は、サーバ装置９から健康状態情報Ｄ２を受信する。健康状態情報Ｄ２は、受信機５２４からセキュリティモジュール５２１を介してコントローラ７及び親機５１の信号処理部５１４に入力される。通信モジュール５２の動作の詳細については後述する。
【0044】
図６は、サーバ装置９の構成を示すブロック図である。図６の接続関係で示すように、サーバ装置９は、受信機９１、送信機９２、セキュリティモジュール９３、情報処理装置９４、記憶部９５、及び表示装置９６を有している。記憶部９５は、フラッシュメモリ等の書き換え可能な不揮発性メモリを用いて構成されている。情報処理装置９４は、ＣＰＵ１０１と、ＲＯＭ及びＲＡＭ等のメモリ１０２とを有している。メモリ１０２には、プログラム１１０が記憶されている。
【0045】
受信機９１は、通信モジュール５２の送信機５２３から送信されたアタッチメント情報Ｓ２及び累積稼働情報Ｄ１を受信する。受信機９１は、受信したアタッチメント情報Ｓ２及び累積稼働情報Ｄ１を、セキュリティモジュール９３を介して情報処理装置９４に入力する。セキュリティモジュール９３の機能については後述する。
【0046】
図７は、メモリ１０２から読み出されたプログラム１１０をＣＰＵ１０１が実行することによって情報処理装置９４に実現される機能を示す図である。図７に示すように、情報処理装置９４は、解析部２０１、取得部２０２、判定部２０３、及び作成部２０４として機能する。換言すれば、プログラム１１０は、サーバ装置９に搭載される情報処理装置９４を、解析部２０１、取得部２０２、判定部２０３、及び作成部２０４として機能させるためのプログラムである。サーバ装置９の動作の詳細については後述する。
【0047】
図８は、セキュリティモジュール６１５，５１３，５２１，９３が有する機能を示す図である。セキュリティモジュール６１５，５１３，５２１，９３は、認証処理部３０１、暗号復号処理部３０２、及び改竄確認処理部３０３を有している。認証処理部３０１を有することにより、外部からの不正アクセスを防止することが可能となる。暗号復号処理部３０２を有することにより、機密データの漏洩を防止することが可能となる。改竄確認処理部３０３を有することにより、送受信データが改竄された場合にその改竄を検知することが可能となる。
【0048】
子機６１が有するセキュリティモジュール６１５と、親機５１が有するセキュリティモジュール５１３とは、子機６１と親機５１との間のセキュア通信を実現する。子機６１の記憶部６１４及び親機５１の記憶部５１５（耐タンパ性のある領域が望ましい）には、子機６１及び親機５１間で共通する所定の鍵情報が記憶されている。子機６１が有するセキュリティモジュール６１５の認証処理部３０１は、記憶部６１４に記憶されている鍵情報を用いた任意の認証アルゴリズム（ＳＨＡ等）によって、親機５１の正当性を認証するための認証処理を行う。親機５１が有するセキュリティモジュール５１３の認証処理部３０１は、記憶部５１５に記憶されている鍵情報を用いた任意の認証アルゴリズムによって、子機６１の正当性を認証するための認証処理を行う。子機６１が有するセキュリティモジュール６１５の暗号復号処理部３０２は、記憶部６１４に記憶されている鍵情報を用いた任意の暗号アルゴリズム（ＤＥＳ等）によって、親機５１に送信するデータに対して暗号化処理を行い、親機５１から受信したデータに対して復号化処理を行う。親機５１が有するセキュリティモジュール５１３の暗号復号処理部３０２は、記憶部５１５に記憶されている鍵情報を用いた任意の暗号アルゴリズムによって、子機６１に送信するデータに対して暗号化処理を行い、子機６１から受信したデータに対して復号化処理を行う。子機６１が有するセキュリティモジュール６１５の改竄確認処理部３０３は、記憶部６１４に記憶されている鍵情報を用いた任意の改竄確認アルゴリズム（ＭＡＣ等）によって、親機５１から受信したデータに対して改竄確認処理を行う。親機５１が有するセキュリティモジュール５１３の改竄確認処理部３０３は、記憶部５１５に記憶されている鍵情報を用いた任意の改竄確認アルゴリズムによって、子機６１から受信したデータに対して改竄確認処理を行う。以下の説明では、子機６１と親機５１との間のセキュア通信についてはその説明を省略する。
【0049】
通信モジュール５２が有するセキュリティモジュール５２１と、サーバ装置９が有するセキュリティモジュール９３とは、通信モジュール５２とサーバ装置９との間のセキュア通信を実現する。通信モジュール５２の記憶部５２２及びサーバ装置９の記憶部９５（耐タンパ性のある領域が望ましい）には、通信モジュール５２及びサーバ装置９間で共通する所定の鍵情報が記憶されている。通信モジュール５２が有するセキュリティモジュール５２１の認証処理部３０１は、記憶部５２２に記憶されている鍵情報を用いた任意の認証アルゴリズム（ＳＨＡ等）によって、サーバ装置９の正当性を認証するための認証処理を行う。サーバ装置９が有するセキュリティモジュール９３の認証処理部３０１は、記憶部９５に記憶されている鍵情報を用いた任意の認証アルゴリズムによって、通信モジュール５２の正当性を認証するための認証処理を行う。通信モジュール５２が有するセキュリティモジュール５２１の暗号復号処理部３０２は、記憶部５２２に記憶されている鍵情報を用いた任意の暗号アルゴリズム（ＤＥＳ等）によって、サーバ装置９に送信するデータに対して暗号化処理を行い、サーバ装置９から受信したデータに対して復号化処理を行う。サーバ装置９が有するセキュリティモジュール９３の暗号復号処理部３０２は、記憶部９５に記憶されている鍵情報を用いた任意の暗号アルゴリズムによって、通信モジュール５２に送信するデータに対して暗号化処理を行い、通信モジュール５２から受信したデータに対して復号化処理を行う。通信モジュール５２が有するセキュリティモジュール５２１の改竄確認処理部３０３は、記憶部５２２に記憶されている鍵情報を用いた任意の改竄確認アルゴリズム（ＭＡＣ等）によって、サーバ装置９から受信したデータに対して改竄確認処理を行う。サーバ装置９が有するセキュリティモジュール９３の改竄確認処理部３０３は、記憶部９５に記憶されている鍵情報を用いた任意の改竄確認アルゴリズムによって、通信モジュール５２から受信したデータに対して改竄確認処理を行う。以下の説明では、通信モジュール５２とサーバ装置９との間のセキュア通信についてはその説明を省略する。
【0050】
図９は、子機６１の動作フローを示すフローチャートである。子機６１の駆動電源は、子機６１に内蔵されるボタン電池等から供給される。子機６１への電源供給が開始されると、まずステップＳＰ２１においてカウンタ６１２は、そのカウンタ値をクリアする。
【0051】
次にステップＳＰ２２においてカウンタ６１２は、所定の動作クロックのクロック数をカウントすることにより、カウンタ値をインクリメントする。
【0052】
次にステップＳＰ２３において信号処理部６１３は、カウンタ６１２のカウンタ値が所定の設定値（上記の送信時間間隔に対応する）に到達したか否かを判定する。
【0053】
カウンタ値が設定値に到達していない場合（ステップＳＰ２３：ＮＯ）は、ステップＳＰ２２，ＳＰ２３の動作が繰り返し実行される。
【0054】
カウンタ値が設定値に到達した場合（ステップＳＰ２３：ＹＥＳ）は、次にステップＳＰ２４において信号処理部６１３は、固有識別情報Ｓ０及び制御情報Ｓ１に基づいてアタッチメント情報Ｓ２を生成し、生成したアタッチメント情報Ｓ２を送信機６１６に入力する。これにより、送信機６１６から無線信号のアタッチメント情報Ｓ２が送信される。
【0055】
次にステップＳＰ２５において信号処理部６１３は、親機５１から累積稼働情報Ｄ１及び健康状態情報Ｄ２を受信したか否かを判定する。
【0056】
累積稼働情報Ｄ１及び健康状態情報Ｄ２を受信していない場合（ステップＳＰ２５：ＮＯ）は、信号処理部６１３は後述のステップＳＰ２７の処理を実行する。
【0057】
【0058】
図１０を参照して、ステップＳＰ３１において親機５１の受信機５１１は、子機６１の送信機６１６から送信されたアタッチメント情報Ｓ２を受信する。アタッチメント情報Ｓ２は、受信機５１１から信号処理部５１４に入力される。信号処理部５１４は、アタッチメント情報Ｓ２を通信モジュール５２に入力し、また、アタッチメント情報Ｓ２に含まれている制御情報Ｓ１をコントローラ７に入力する。
【0059】
次にステップＳＰ３２においてコントローラ７は、アクチュエータ駆動回路７８を制御するための制御パラメータを、信号処理部５１４から入力された制御情報Ｓ１に基づいて更新する。例えば、コントローラ７は、制御情報Ｓ１に含まれている作動油圧力情報に基づいて、電磁リリーフ弁の駆動開始圧力値を更新する。あるいは、コントローラ７は、制御情報Ｓ１に含まれている作動油流量情報に基づいて、油圧ポンプの流量又はコントロールバルブのパイロット圧を更新する。あるいは、コントローラ７は、制御情報Ｓ１に含まれている寸法情報に基づいて、本体部２とニブラ３３との干渉防止制御の制御パラメータ、又は、作業機械１の転倒警報制御の制御パラメータを更新する。
【0060】
次にステップＳＰ３３においてコントローラ７の情報処理部７１は、作業機械１の駆動期間中、継続してニブラ３３の稼働状況を管理することにより、ニブラ３３の稼働情報を蓄積する。稼働情報としては、そのニブラ３３の累積稼働時間、累積開閉回数、累積回転回数、累積故障回数、並びに、作動油の圧力値及び流量値等が蓄積される。また、情報処理部７１は、そのニブラ３３が装着された状態での作業機械１の累積稼働時間、エンジン回転数、油圧ポンプの圧力値及び流量値、バッテリ電圧値、リミッタ解除スイッチの押下回数、並びに燃料消費量等を、ニブラ３３の稼働情報に付加して蓄積しても良い。
【0061】
次にステップＳＰ３３においてコントローラ７は、作業機械１のイグニッションキーの操作等によって作業機械１の電源をオフする命令が入力されたか否かを判定する。
【0062】
電源オフ命令が入力されていない場合（ステップＳＰ３４：ＮＯ）は、ステップＳＰ３３，ＳＰ３４の処理が繰り返し実行される。
【0063】
電源オフ命令が入力された場合（ステップＳＰ３４：ＹＥＳ）は、次にステップＳＰ３５においてコントローラ７の情報処理部７１は、その時点でのニブラ３３の稼働情報の集計結果に基づいて既存の累積稼働情報を更新することにより、そのニブラ３３に関する最新の累積稼働情報Ｄ１を生成する。
【0064】
図１２は、累積稼働情報Ｄ１の一例を示す図である。この例では、ニブラ３３の累積稼働時間、累積開閉回数、及び累積回転回数が、累積稼働情報Ｄ１に含まれている。累積稼働情報Ｄ１には、その他の詳細な項目が含まれていても良い。コントローラ７は、情報処理部７１によって生成された累積稼働情報Ｄ１を、親機５１及び通信モジュール５２に入力する。また、コントローラ７は、累積稼働情報Ｄ１の画像データを表示装置４（第１情報提示手段）に入力することにより、表示装置４において累積稼働情報Ｄ１を表示しても良い。これにより、作業機械１のオペレータは、表示された累積稼働情報Ｄ１を参照することによって、ニブラ３３のメンテナンス作業又は交換作業等の必要性を判断することができる。
【0065】
次にステップＳＰ３６において通信モジュール５２は、親機５１から入力されたアタッチメント情報Ｓ２と、コントローラ７から入力された累積稼働情報Ｄ１とを、サーバ装置９に送信する。
【0066】
次にステップＳＰ３７において受信機５２４は、サーバ装置９から健康状態情報Ｄ２を受信したか否かを判定する。
【0067】
健康状態情報Ｄ２を受信していない場合（ステップＳＰ３７：ＮＯ）は、ステップＳＰ３７の処理が繰り返し実行される。
【0068】
図１１を参照して、ステップＳＰ４１においてサーバ装置９の受信機９１は、通信モジュール５２からアタッチメント情報Ｓ２及び累積稼働情報Ｄ１を受信したか否かを判定する。
【0069】
アタッチメント情報Ｓ２及び累積稼働情報Ｄ１を受信していない場合（ステップＳＰ４１：ＮＯ）は、ステップＳＰ４１の処理が繰り返し実行される。
【0070】
アタッチメント情報Ｓ２及び累積稼働情報Ｄ１を受信した場合（ステップＳＰ４１：ＹＥＳ）は、次にステップＳＰ４２において受信機９１は、受信したアタッチメント情報Ｓ２及び累積稼働情報Ｄ１を情報処理装置９４に入力する。解析部２０１は、累積稼働情報Ｄ１と、アタッチメント情報Ｓ２に含まれる制御情報Ｓ１とに基づいて、ニブラ３３の健康状態（経年劣化の程度及び動作不良の有無等）を解析する。例えば、ある特定動作をニブラ３３に実行させた際の作動油の圧力値に基づいて健康状態を解析する場合には、解析部２０１は、累積稼働情報Ｄ１に含まれている作動油圧力値の履歴情報の中からその特定動作の実行期間中のデータを抽出し、それらのデータについての最大値、最小値、平均値、及び標準偏差を算出する。解析部２０１は、算出した最大値、最小値、平均値、及び標準偏差を、実装されているニブラ３３に関する実績データＤ１０として出力する。実績データＤ１０は、解析部２０１から判定部２０３に入力される。
【0071】
次にステップＳＰ４３において取得部２０２は、健康状態が正常である同種のニブラに関して予め求められた、上記最大値、最小値、平均値、及び標準偏差に対応する正常データＤ１１を取得する。正常データＤ１１は、例えばメモリ１０２に予め記憶されている。取得部２０２は、メモリ１０２から正常データＤ１１を読み出し、読み出した正常データＤ１１を判定部２０３に入力する。
【0072】
次にステップＳＰ４４において判定部２０３は、実績データＤ１０及び正常データＤ１１に基づいて、ニブラ３３の健康状態が正常であるか異常であるかを判定する。一例として、判定部２０３は、正常データＤ１１に含まれる最大値、最小値、平均値、及び標準偏差の各々に対して、安全マージンを付加した上限閾値及び下限閾値をそれぞれ設定する。判定部２０３は、実績データＤ１０に含まれる最大値、最小値、平均値、及び標準偏差を、それぞれの上限閾値及び下限閾値と比較する。判定部２０３は、最大値、最小値、平均値、及び標準偏差のうちの少なくとも一つが、上限閾値以下かつ下限閾値以上の許容範囲を逸脱する場合には、実装されているニブラ３３の健康状態は異常であると判定する。一方、最大値、最小値、平均値、及び標準偏差の全てが許容範囲を逸脱しない場合には、判定部２０３は、実装されているニブラ３３の健康状態は正常であると判定する。判定部２０３は、その判定の結果及び内容を示すデータＤ１２を作成部２０４に入力する。
【0073】
なお、判定部２０３による健康状態の判定アルゴリズムは、上記の例には限定されず、任意の異常検出アルゴリズムを用いることができる。判定部２０３は、例えば、実績データの遷移パターンと正常データの遷移パターンとを比較し、両者の差分絶対値和が許容値を超えた場合に異常を検出しても良い。あるいは、判定部２０３は、同種の複数のアタッチメントを母集団としてクラスタ分析及び外れ値分析等を行うことによって、異常を検出しても良い。
【0074】
次にステップＳＰ４５において作成部２０４は、通信モジュール５２から受信したアタッチメント情報Ｓ２に含まれる固有識別情報Ｓ０と、判定部２０３から入力されたデータＤ１２とに基づいて、実装されているニブラ３３に関する健康状態情報Ｄ２を作成する。
【0075】
図１３は、健康状態情報Ｄ２の一例を示す図である。この例では、ニブラ３３の固有識別情報、累積稼働時間、累積開閉回数、累積回転回数、累積故障回数、作業分布、及び健康状態の判定結果が、健康状態情報Ｄ２に含まれている。健康状態情報Ｄ２には、その他の詳細な項目が含まれていても良い。作成部２０４は、作成した健康状態情報Ｄ２を、セキュリティモジュール９３を介して送信機９２に入力する。また、作成部２０４は、健康状態情報Ｄ２の画像データを表示装置９６に入力することにより、表示装置９６において健康状態情報Ｄ２を表示しても良い。
【0076】
次にステップＳＰ４６において送信機９２は、入力された健康状態情報Ｄ２を通信モジュール５２に送信する。
【0077】
図１０を参照して、通信モジュール５２の受信機５２４がサーバ装置９から健康状態情報Ｄ２を受信すると（ステップＳＰ３７：ＹＥＳ）、健康状態情報Ｄ２は、通信モジュール５２から親機５１及びコントローラ７に入力される。
【0078】
コントローラ７は、健康状態情報Ｄ２の画像データを表示装置４（第２情報提示手段）に入力することにより、表示装置４において健康状態情報Ｄ２を表示しても良い。これにより、作業機械１のオペレータは、表示された健康状態情報Ｄ２を参照することによってニブラ３３のメンテナンス作業又は交換作業等を行うことができる。
【0079】
その際、健康状態情報Ｄ２においてニブラ３３の健康状態が「異常」と示されている場合には、図略のスピーカ（異常報知手段）が所定の警告音又は警告メッセージを出力し、あるいは、表示装置４（異常報知手段）が異常値を示す健康状態情報Ｄ２内の該当項目を着色表示することにより、ニブラ３３の健康状態が異常であることを作業機械１のオペレータに報知しても良い。これにより、ニブラ３３の健康状態が異常状態であることをオペレータに確実に知らせることができる。
【0080】
次にステップＳＰ３８において親機５１は、コントローラ７から入力された累積稼働情報Ｄ１と、通信モジュール５２から入力された健康状態情報Ｄ２とを、子機６１に送信する。
【0081】
図９を参照して、子機６１が累積稼働情報Ｄ１及び健康状態情報Ｄ２を受信した場合（ステップＳＰ２５：ＹＥＳ）は、次にステップＳＰ２６において信号処理部６１３は、受信した累積稼働情報Ｄ１及び健康状態情報Ｄ２を記憶部６１４に記憶する。
【0082】
次にステップＳＰ２７において信号処理部６１３は、ボタン電池の残量不足等によって子機６１への電源供給を停止するか否かを判定する。
【0083】
子機６１への電源供給を停止しない場合（ステップＳＰ２７：ＮＯ）は、ステップＳＰ２１以降の動作が繰り返し実行される。
【0084】
子機６１への電源供給を停止する場合（ステップＳＰ２７：ＹＥＳ）は、信号処理部６１３は、子機６１の各部の動作を終了して、子機６１への電源供給を停止する。
【0085】
なお、子機６１は、記憶部６１４に記憶されている累積稼働情報Ｄ１を、サーバ装置９からの要求に応じてサーバ装置９に送信しても良い。図６を参照して、サーバ装置９の情報処理装置９４は、累積稼働情報Ｄ１を要求する要求信号Ｓ４を、送信機９２から通信モジュール５２に送信する。図５を参照して、通信モジュール５２は、受信した要求信号Ｓ４を親機５１に入力する。図４を参照して、親機５１は、入力された要求信号Ｓ４を、送信機５１２から子機６１に送信する。図３を参照して、子機６１の信号処理部６１３は、受信した要求信号Ｓ４に応答して、記憶部６１４から累積稼働情報Ｄ１を読み出す。子機６１は、記憶部６１４から読み出した累積稼働情報Ｄ１を親機５１に送信する。親機５１は、受信した累積稼働情報Ｄ１を通信モジュール５２に入力する。通信モジュール５２は、入力された累積稼働情報Ｄ１をサーバ装置９に送信する。これにより、サーバ装置９は、健康状態情報Ｄ２を生成するのに必要なアタッチメントの累積稼働情報Ｄ１を、子機６１から取得することができる。なお、子機６１は、記憶部６１４に記憶されている固有識別情報Ｓ０及び制御情報Ｓ１を、サーバ装置９からの要求に応じてサーバ装置９に送信しても良い。
【0086】
また、以上の説明では累積稼働情報Ｄ１の生成はコントローラ７が行ったが、アタッチメントの稼働状況の管理を親機５１が行うことにより、累積稼働情報Ｄ１の生成を親機５１が行っても良い。
【0087】
また、以上の説明では親機５１から子機６１へ累積稼働情報Ｄ１及び健康状態情報Ｄ２が送信されたが、通信モジュール５２がサーバ装置９と通信できず健康状態情報Ｄ２が生成されない場合には、親機５１から子機６１へ累積稼働情報Ｄ１のみを送信しても良い。
【0088】
本実施の形態に係る作業機械１によれば、子機６１は、親機５１から受信したニブラ３３の累積稼働情報Ｄ１を、記憶部６１４に記憶する。従って、通信モジュール５２が外部のサーバ装置９との間で通信を確立できない環境で作業機械１が使用された場合であっても、ニブラ３３の正確な累積稼働情報Ｄ１を記憶部６１４で管理することが可能となる。
【0089】
また、本実施の形態に係る作業機械１によれば、サーバ装置９はニブラ３３の健康状態情報Ｄ２を生成する。従って、通信モジュール５２がサーバ装置９との間で通信を確立できる環境で作業機械１が使用された場合には、サーバ装置９によって作成された、累積稼働情報Ｄ１よりも詳細な健康状態情報Ｄ２を、子機６１の記憶部６１４で管理することが可能となる。
【符号の説明】
【0090】
１ 作業機械
２ 本体部
３ 作業装置
４ 表示装置
５ 通信装置
７ コントローラ
９ サーバ装置
５１ 親機
５２ 通信モジュール
６１ 子機
６１４ 記憶部
７１ 情報処理部
２ 本体部
３ 作業装置
４ 表示装置
５ 通信装置
７ コントローラ
９ サーバ装置
５１ 親機
５２ 通信モジュール
６１ 子機
６１４ 記憶部
７１ 情報処理部
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】