特表 2024-538971 最適なエネルギーストレージの利用

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公表特許公報(A)

(11)【公表番号】

(43)【公表日】2024-10-28

(54)【発明の名称】最適なエネルギーストレージの利用

(51)【国際特許分類】

   E02F 9/00 20060101AFI20241018BHJP

   E02F 9/20 20060101ALI20241018BHJP

【ＦＩ】

E02F9/00 C

E02F9/20 Z

【審査請求】有

【予備審査請求】未請求

(21)【出願番号】P 2024521138

(86)(22)【出願日】2022-09-16

(85)【翻訳文提出日】2024-05-16

(86)【国際出願番号】 SE2022050816

(87)【国際公開番号】W WO2023059239

(87)【国際公開日】2023-04-13

(31)【優先権主張番号】2151241-3

(32)【優先日】2021-10-08

(33)【優先権主張国・地域又は機関】SE

(81)【指定国・地域】

(71)【出願人】

【識別番号】524097768

【氏名又は名称】エピロック ロック ドリルズ アクチエボラグ

【氏名又は名称原語表記】ＥＰＩＲＯＣ ＲＯＣＫ ＤＲＩＬＬＳ ＡＫＴＩＥＢＯＬＡＧ

【住所又は居所原語表記】ＳＥ－７０１ ９１ Ｏｒｅｂｒｏ ＳＷＥＤＥＮ

(74)【代理人】

【識別番号】110001841

【氏名又は名称】弁理士法人ＡＴＥＮ

(72)【発明者】

【氏名】パーション アンデシュ

(72)【発明者】

【氏名】マルム パトリック

【テーマコード（参考）】

2D003

【Ｆターム（参考）】

2D003AA01

2D003AA02

2D003AA03

2D003AA04

2D003AA06

2D003AB07

2D003BA03

2D003BA05

2D003CA10

2D003DA04

2D003DB08

2D003FA02

(57)【要約】

少なくとも部分的に自律動作する複数の採掘機（２）を備えるシステム（１）、および、このようなシステム（１）における最適化されたエネルギーストレージの利用を計算する方法。共有された作業割当（８）、各採掘機（２）、各エネルギーストレージ（６）、採掘環境（３）における各採掘機（２）および各エネルギーストレージ（６）の位置に関連してデータが取得される。取得されたデータは、生産性、コスト、または安全性の少なくとも１つの最適化対象に関して最適化されたエネルギーストレージ（６）利用を計算するために使用されるフォグおよび／またはクラウドコンピューティングシステム（１３）に提供される。最適化されたエネルギーストレージ（６）の利用に基づいて、共有された作業割当（８）を実行するためのワークフロー情報が、複数の採掘機（２）に展開される。

【特許請求の範囲】

【請求項1】

定義された採掘環境（３）において運転される複数の採掘機（２）を備え、前記採掘環境（３）が、定義された作業領域（４）と定義された整備領域（５）とを備え、前記整備領域（５）が、１または複数の接続されていないエネルギーストレージ（６）および接続されていないエネルギーストレージ（６）を入れ換える装置が収容されるように構成され、前記採掘環境（３）において、各採掘機（２）が実行する少なくとも１つの進行中のタスクを含む、共有された作業割り当て（８）を実行するシステム（１）であって、
各採掘機（２）の機動性を提供するように構成された推進ユニット（９）と、
各採掘機（２）と関連付けられた搭載装置（１０）と、
前記複数の採掘機の各採掘機（２）を監視する１または複数の機械センサ（図示しない）と、
交換可能な複数のエネルギーストレージ（６）であって、各エネルギーストレージ（６）が当該エネルギーストレージ（６）を監視する１または複数のセンサ（図示しない）を有し、各エネルギーストレージ（６）が、複数の前記採掘機（２）の少なくとも１つの採掘機（２）に、その推進ユニット（９）および搭載機器（１０）にエネルギー供給するために選択的に接続可能な複数のエネルギーストレージ（６）と、
前記採掘環境（３）における各採掘機（２）および各エネルギーストレージ（６）の位置を得るための空間位置特定システム（１１）と、
前記採掘環境（３）における各採掘機（２）と、フォグおよび／またはクラウドコンピューティングシステム（１３）との間のデータリンクを提供する通信インターフェース（１２）と、を備え、
フォグおよび／またはクラウドコンピューティングシステム（１３）が、各採掘機（２）および各エネルギーストレージ（６）からのデータ、前記空間位置特定システム（１１）からのデータ、および、前記共有された作業割当（８）に関連するデータに基づいて、生産性、コストまたは安全性のうちの少なくとも１つの最適化対象に最適化されたエネルギーストレージの利用を計算し、通信インターフェース（１２）を介して、最適化されたエネルギーストレージの利用に基づいて、前記共有された作業割当（８）のためのワークフロー情報であって、各採掘機（２）の少なくとも１つの進行中のタスクを含むワークフロー作業情報を、前記複数の採掘機（２）へ展開することを特徴とするシステム。

【請求項2】

複数の採掘機における各採掘機（２）を監視する１または複数の機械センサ（図示しない）が、少なくとも１つの環境特性に関するデータを提供するように構成されていることを特徴とする請求項１に記載のシステム。

【請求項3】

各エネルギーストレージ（６）を監視する１または複数のセンサが、使用状態、残りの容量、摩耗と健全性、および、機械の接続互換性のうち少なくとも１つに関するデータを提供するように構成されていることを特徴とする請求項１に記載のシステム。

【請求項4】

前記共有された作業割当（８）からのデータが、共有された割当作業全体の計画、個別のタスクの計画、個別の作業の計画、個別の作業のサイクル、個別の作業の種類、採掘環境基盤の能力および制約のうち少なくとも１つに関するデータの含むことを特徴とする請求項１に記載のシステム。

【請求項5】

前記フォグおよび／またはクラウドコンピューティングシステム（１３）は、さらに、各採掘機（２）および各エネルギーストレージ（６）のために個別に最適化されたエネルギーストレージの利用を計算するように構成されていることを特徴とする請求項３に記載のシステム。

【請求項6】

前記フォグおよび／またはクラウドコンピューティングシステム（１３）は、さらに、複数の採掘機の各採掘機（２）の異なる最適化対象に基づいて、最適化されたエネルギーストレージの利用を計算するように構成されていることを特徴とする請求項１に記載のシステム。

【請求項7】

前記フォグおよび／またはクラウドコンピューティングシステム（１３）は、さらに、各採掘機（２）を整備領域（５）または別の採掘機（２）にある、適切な交換可能なエネルギーストレージ（６）へ走行させるのに要求される時間、各採掘機（２）を整備領域（５）または別の採掘機（２）にある、適切な交換可能なエネルギーストレージ（６）へ走行させるのに要求されるエネルギー、エネルギーストレージ（６）を交換するのに要求される時間、または、エネルギーストレージ（６）を補充するのに要求される時間のうち少なくとも１つを考慮した前記空間位置特定システム（１１）からの位置データに基づいて、最適化されたエネルギーストレージの利用を計算するように構成されていることを特徴とする請求項１に記載のシステム。

【請求項8】

請求項１のシステムにおいて、最適化されたエネルギーストレージの利用を計算する計算方法であって、
（Ｓ１）共有された作業割当（８）に関するデータを取得し、
（Ｓ２）１または複数の機械センサ（図示しない）を用いて、複数の採掘の各採掘機（２）に関するデータを取得し、
（Ｓ３）１または複数のエネルギーストレージセンサ（図示しない）を用いて、各エネルギーストレージ（６）に関するデータを取得し、
（Ｓ４）空間位置特定システム（１１）を用いて、採掘環境（３）における各採掘機（２）および各エネルギーストレージ（６）の位置に関するデータを取得し、
（Ｓ５）通信インターフェース（１２）を用いて、取得されたデータをフォグおよび／またはクラウドコンピューティングシステム（１３）に提供し、
（Ｓ６）前記フォグおよび／またはクラウドコンピューティングシステム（１３）により、提供されたデータに基づいて、生産性、コストまたは安全性のうち少なくとも１つの最適化対象に関して最適化されたエネルギーストレージの利用を計算し、
（Ｓ７）前記通信インターフェース（１２）を介して、最適化されたエネルギー貯留の利用に基づいて、前記共有された作業割当（８）のための、各採掘機（２）の少なくとも１つの進行中の作業を含むワークフロー情報を、前記複数の採掘機（２）へ自動的に展開することを特徴とする計算方法。

【請求項9】

システムにおける最適化されたエネルギーストレージの利用を計算する請求項８に記載の方法を実行するように構成されたプログラムを記憶することを特徴とするコンピュータにより読み取り可能な非一時的な記憶媒体（１４）。

【請求項10】

プログラムがコンピュータによって実行されたときに、システムにおける最適化されたエネルギーストレージの利用を計算する請求項８に記載の方法をコンピュータに実行させる命令を含むコンピュータプログラム製品。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、採掘機の分野に関する、より詳細には、少なくとも部分的に自律動作する複数の採掘機を備えたシステム、および、このようなシステムにおける最適化されたエネルギーストレージの利用の計算方法に関する。

【背景技術】

【0002】

複数の採掘機が、通常、共有された作業の割当を実行するための作業領域で同時に作業を行い、共有された作業割当の実行は、個別の機械による個別の場所での個別の作業タスクの実行を要求する。

【0003】

個別の作業タスクの実行は、特定のタスクのための適切な機械の適用を要求し、その機械は、その機械の個別の作業タスクと、その機械の個別作業位置への移動および個別作業位置からの移動とのために、ある量のエネルギーを要求する。

【0004】

作業の実行と移動のためのエネルギーは、一般に、内部の燃料エンジンまたは電気モーターによって供給され、これらは、それぞれ、例えば、ガソリン、石炭、または、バッテリーおよび／または燃料電池のような電源を必要とする。燃料電池が用いられる場合、これらは、通常、電気を供給するために水素を燃料とする。

【0005】

実用的かつ安全の理由のため、燃料補給または充電は、例えば爆破操作およびそれに類似する操作から離れた、例えば可燃性燃料を安全に扱うことが可能な、設定された整備領域でよく行われる。したがって、各機械は、その機械の作業タスクを実行するためのエネルギーの要求に加えて、その機械の整備領域への移動および整備領域からの移動のための、ある量のエネルギーを要求する。

【発明の概要】

【0006】

本開示の目的は、定義された採掘環境において作業を行う少なくとも一部が自律動作する複数の採掘機を備え、採掘環境が定義された作業領域および定義された整備領域を有し、整備領域が１または複数の接続されていないエネルギーストレージ、および、このような接続されていないエネルギーストレージを補充するための装置を有し、採掘環境において、各採掘機のための少なくとも１つの進行中のタスクを含む共有された作業割当が実行されるシステムにおいて、エネルギーストレージの利用のための簡単で安全な解決を提供することである。各採掘機に機動性を提供するように構成された推進ユニットと、各採掘機と関連付けられた搭載装置と、前記複数の採掘機の各採掘機を監視する１または複数の機械センサと、交換可能な複数のエネルギーストレージであって、各エネルギーストレージが当該エネルギーストレージを監視する１または複数のセンサを有し、各エネルギーストレージが、複数の前記採掘機の少なくとも１つの採掘機に、その推進ユニットおよび搭載機器にエネルギー供給するために選択的に接続可能な複数のエネルギーストレージと、前記採掘環境における各採掘機および各エネルギーストレージの位置を得るための空間位置特定システムと、前記採掘環境における各採掘機と、フォグおよび／またはクラウドコンピューティングシステムとの間のデータリンクを提供する通信インターフェースと、を備え、前記フォグおよび／またはクラウドコンピューティングシステムは、各採掘機およびエネルギーストレージからのデータ、空間位置特定システムからのデータ、および、前記共有された作業割当に関するデータに基づいて、生産性、コスト、安全性のうち、少なくとも１つの最適化対象に関する最適化されたエネルギーストレージの利用を計算し、前記通信インターフェースを介して、前記複数の採掘機に、前記最適化されたエネルギーストレージの利用に基づいて、前記共有された作業割当を実行するための、各採掘機のための少なくとも１つの進行中のタスクを含むワークフロー情報を展開する、第１の観点のシステムにおいて、この目的は達成される。

【0007】

ここで提案されたシステムは、生産性、コストまたは安全性の少なくとも１つに関して最適化されたエネルギーストレージの利用が、共有された作業割り当てを実行するための複数の採掘機に配置されることを保証する。

【0008】

１つの実施形態において、複数の採掘機の各採掘機を監視する１または複数の機械センサが、少なくとも１つの環境特性に関するデータを提供するように構成されている。

【0009】

１つの実施形態において、各エネルギーストレージを監視する１または複数のセンサが、使用状況、残りの容量、摩耗と健全性、および、機械の接続の互換性の少なくとも１つに関するデータを提供するように構成されている。

【0010】

１つの実施形態において、共有された作業割当からのデータは、共有された作業割当の計画全体、個別のタスク計画、個別の作業計画、個別の作業サイクル、個別の作業種別、採掘環境の設備の機能および制約の少なくとも１つに関するデータを有する。

【0011】

１つの実施形態において、フォグおよび／またはクラウドコンピューティングシステムは、さらに、各採掘機および各エネルギーストレージのための個別の最適化されたエネルギーストレージの利用を計算するように構成されている。

【0012】

１つの実施形態において、フォグおよび／またはクラウドコンピューティングシステムは、さらに、複数の採掘機における各採掘機のための異なる最適化対象に基づいて、最適化されたエネルギーストレージの利用を計算するように構成されている。

【0013】

１つの実施形態において、フォグおよび／またはクラウドコンピューティングシステムは、さらに、各採掘機を整備領域または別の採掘機の適切な交換可能なエネルギーストレージに走行させるのに要求される時間、各採掘機を整備領域または別の採掘機の適切なエネルギーストレージに走行させるのに要求されるエネルギー、エネルギーストレージを交換するのに要求される時間、または、エネルギーストレージを補給するのに要求される時間のうち少なくとも１つを考慮した空間位置特定システムからの位置データに基づいて、最適化されたエネルギーストレージの利用を計算するように構成されている。

【0014】

本発明の第２の観点において、共有された作業割当に関するデータを取得し、１または複数の機械センサを用いて、複数の採掘機における各採掘機に関連するデータを取得し、１または複数のストレージセンサを用いて、各エネルギーストレージに関連するデータを取得し、空間位置特定システムを用いて、採掘環境における各採掘機および各エネルギーストレージの位置に関連する情報を取得し、通信インターフェースを用いてフォグおよび／またはクラウドコンピューティングシステムに取得したデータを提供し、フォグおよび／またはクラウドコンピューティングシステムにより、提供されたデータに基づいて、生産性、コストおよび安全性の少なくとも１つの最適化対象に関して最適されたエネルギーストレージの利用を計算し、通信インターフェースを介して、最適化されたエネルギーストレージの利用に基づいて、各採掘機のための少なくとも１つの進行中のタスクを含む、共有された作業割当を実行するためのワークフロー情報を、複数の採掘機に自動的に展開する、第１の観点におけるシステムにおいて、最適化されたエネルギーストレージの利用を計算する方法が提供される。

【0015】

本発明の第３の観点において、第２の観点によるシステムにおける最適化されたエネルギーストレージの利用を計算する方法を実行するように構成されたプログラムを記憶する、コンピュータにより読み取り可能な非一時的な記憶媒体が提供される。

【0016】

本発明の第４の観点において、コンピュータによって実行されたときにコンピュータに第２の観点によるシステムにおける最適化されたエネルギーストレージの利用を計算する方法を実行させる指示を有するコンピュータプログラム製品が提供される。

【図面の簡単な説明】

【0017】

添付の図面を参照して、以下に本発明の例示的な実施形態をより詳細に説明する。
図１は、交換可能な複数のエネルギーストレージを使用して電力が供給されて定義された採掘環境で動作する、少なくとも部分的に自律動作する複数の採掘機を含むシステムの概略図を示す。図２は、図１のシステムにおける最適化されたエネルギーストレージの利用を計算の方法を模式的に示すフローチャートを示す。

【発明を実施するための形態】

【0018】

以下では、本開示による、交換可能な複数のエネルギーストレージ６を使用して通電され、定義された採掘環境３で動作する、少なくとも部分的に自律動作する複数の採掘機２を備えるシステム１の詳細な説明が提示される。

【0019】

図１を参照すると、定義された採掘環境３は、定義された作業領域４と、定義された整備領域５とを有する。整備領域５は、１または複数の接続されていないエネルギーストレージ６と、接続されていないエネルギーストレージ６の補給装置７とを収容するように構成されている。定義された整備領域５は、例えば加撚燃料および／または電力のような採掘機２に供給するためのエネルギーストレージ６を安全に扱うことができることを保証する。

【0020】

共有された作業割り当て８は、各採掘機２によって採掘環境３において実行される少なくとも１つの進行中のタスクを備えている。

【0021】

本発明において使用される「採掘機」の表現は、掘削リグ、掘削機、ショベル、ドラグライン、ブルドーザー、ローダー、スクレーパー、スキッドステア、グレーダー、ダンプトラック、運搬トラック、タンク車、水上車両、フォークリフト、人員輸送車、クレーン、コンベヤシステム、分別機、破砕機、多目的車両を含んでいてもよい。

【0022】

掘削リグは、鉱物の位置と品質を特定することを目的とした探査掘削と、採掘および／または建設の生産サイクルで使用される生産掘削など、いくつかの目的で使用される。

【0023】

掘削機は、無限軌道マウント式またはタイヤマウント式であり、自身のほうを向いたバケットを備えたタイプの掘削機であるバックホーを含む。典型的なバックホーの設計は、多関節アームまたは「ブーム」に取り付けられた内向きのバケットを含む。バックホーは、表土の除去および積み込みのほか、高い土手を削り取ること、溝を掘ることによく使用される。

【0024】

ショベルは、「パワーショベル」と呼ばれることがある、多用途の掘削機械であり、無限軌道マウント式であることが多く、３６０度回転可能な強力な関節式のブームの先端部に設けられた大型の外向きのバケットを有する。ショベルは、主に、表土を掘削して除去するだけでなく、輸送用の資材を選択的に積み込むために使用されます。

【0025】

ドラグラインは、ケーブルで吊るした重いバケットをクレーンのようなブームから外側に投げ、バケットを自身の方に引きずって、大量の表土を除去し、鉱石を積み込み、備蓄を管理する特殊な掘削装置の一種である。ドラグラインには、採掘される材料に合わせて特定の設計と重量のバケットを装備できる。

【0026】

ブルドーザーは、運転中に上げ下げできる幅広の垂直な前面に取り付けられたプッシャーブレードを備えた無限軌道マウント式の車両である。重く、強力で非常に安定しているブルドーザーは、通常、土地を開墾すること、資材を短距離に押し込むこと、整地作業を行うこと、および、備蓄品や作業エリアを管理することに使用される。

【0027】

ローダーは、大型で、前部に深くて幅の広いバケットが取り付けられた、通常タイヤマウント式の車両である。ローダーは、採掘された材料を運搬トラックおよびフィーダに積み込むこと、表土を押すまたは捨てること、および、備蓄エリアや廃棄物エリアを管理することに使用される。砂や砂利の作業において、ローダーを掘削に使用してもよい。

【0028】

スクレーパーは、開いた中央に取り付けられたホッパーまたはブレード状の前縁を備えたボウルを備えた土工機械の一種で、油圧で昇降して平地または比較的平坦な地形上の表土を選択的に除去および散布することができる。

【0029】

スキッドステアはタイヤマウント式であることが多く、速く、コンパクトで、非常に操作しやすく、非常に多用途の機械であり、鉱山全体で幅広い重要な任務を実行する。スキッドステアは、掘削作業において、ばらけた材料を運び、広げ、積み込むために使用されるほか、整地、現場の準備、建設、解体、修理などの一連の機能を果たす。

【0030】

グレーダーは、一般にロードグレーダー、モーターグレーダー、または単にブレードとも呼ばれ、整地中に平らな表面を作成するために使用される長いブレードを備えた重機の一種である。

【0031】

ダンプトラック、またはオフハイウェイダンプは、油圧で作動する広いダンプベッドを備えた建設車両である。ダンプトラックは、困難な地形上で大量の物体を輸送することを目的としており、大規模な土工作業に関連してよく使用される。

【0032】

運搬トラック、または「ホーラー」は、深く、広い油圧で動作するダンプベッドを備えたタイヤマウント式の車両で、一般に大量の採掘材料をピットから備蓄地まで輸送および配置するために使用される。

【0033】

タンク車は、敷地内のさまざまな場所に燃料を輸送するために使用される車両であり、水上車両は、敷地内のさまざまな場所に水を輸送するために使用される車両である。

【0034】

フォークリフト(リフトトラック、ジットニー、フォークトラック、フォークホイスト、フォークリフトトラックとも呼ばれる)は、材料を短い距離持ち上げて移動させるために使用される動力付きの産業用トラックである。

【0035】

活発な採掘作業は広い地域にまたがって行われることが多く、徒歩で遠くの場所に行くのは現実的ではなく、潜在的に危険であるため、人員輸送車が要求される。鉱山労働者、請負業者および監督者は、作業を行ったり、メンテナンスを行ったり、問題に対処したりするために、作業エリア間を迅速に移動する必要があることがよくある。さまざまな一般的な乗用車やピックアップトラックが輸送道路を共有して、人、工具、小型機器を必要な場所に輸送してもよい。

【0036】

クレーンは、機器、建築資材、採掘材料などの重量物を短距離で持ち上げ、配置、輸送するために通常使用される吊り上げ装置の一種である。一部のクレーンは固定式であるが、多くはタイヤマウント式、無限軌道マウント式、または、トラックマウント式の移動ユニットであってもよい。

【0037】

ベルトコンベヤなどのコンベヤシステムは、２つ以上のプーリの周りを回転する幅広のベルトでバルク材料を運ぶように設計されている。少なくとも１つのプーリが、コンベヤシステムに動力を供給するモーターによって駆動される。

【0038】

分別機は、水を使用して粗粒子と微粒子とを分離するために使用される選別システムの一種である。分別機は、通常、破砕機やスクリーンの下流に配置される。

【0039】

破砕機は、大きな岩を、小さな岩、砂利、砂、または岩の粉に粉砕するように設計された機械である。

【0040】

スクリーンは、選別、分類、脱水、スカルピング、泥の除去の用途に使用される機械である。

【0041】

多目的車両は、現場の要求された場所へ、および、要求される場所からの輸送、サービス、機器の交換に使用される車両である。

【0042】

図面において、同じ参照符号は、複数の図を通して同一または対応する要素を示す。これらの図は説明のみを目的としており、本発明の範囲を決して制限するものではないことが理解される。

【0043】

図１に示すように、システム１は、さらに、例えば、定義された作業領域への移動または定義された作業領域からの移動、および、定義された整備領域５への移動または定義された整備領域５からの移動のような各採掘機２の機動性を提供するように構成された推進ユニット９を備えている。

【0044】

システム１は、さらに、各採掘機２に関連付けられた搭載機器１０を備えている。このような車載機器１０は、例えば、さまざまな種類のツールまたはアクチュエータ、マニピュレータ、センサ、および制御システムであってもよく、そのいくつかは、機械式、電気式、水力式、油圧式または空圧式のシステムと制御システムとを含んでいてもよい。

【0045】

機械システムは、ブーム、フィード、プレート、カバー、トラック、フレーム、クーラー、キャビン、キャノピーなどの、車載統合システムの一部となる構造を含み、これを運ぶ。

【0046】

電気システムは、低電圧および高電圧のいくつかの電気サブシステムに配置される電気的要素を有する。これらは、汎用モジュール、Ｉ／Ｏモジュール、制御モジュール、センサ、電気モーター、ポンプ、電気室、ハーネス、ケーブル配線、インバーター、コンバーター、バッテリー、フィルター、変圧器などを含んでいてもよい。

【0047】

例えばウォーターミストシステムである水システムは、粉塵を水と結合させて空気中への粉塵の流出を防ぐ。このようなシステムは、タンク、ノズル、ホース、センサ、バルブ、レギュレーターなどを含んでいてもよい。

【0048】

油圧システムは、加圧された作動油を使用して作業を実行する、相互接続された複数の要素の集合である。

【0049】

空圧システムは、圧縮空気を使用して作業を実行する、相互接続された複数の要素の集合である。

【0050】

制御システムは、堅牢で信頼性の高い機能を実現するために、統合システム内で制御ループを使用して作業を実行して、他の装置またはシステムの動作を管理、命令、指示、または制限する。

【0051】

車載機器１０の一例として、掘削システムは、掘削リグ統合システムの重要な特徴であり、１または複数の他のシステムを利用する。

【0052】

１または複数の機械センサは、前述の車載機器１０の一部として図面には個別に示していないが、複数の採掘機の各採掘機２を監視するように構成されている。これらの機械センサは、少なくとも１つの環境特性に関するデータを提供するように適切に構成されている。

【0053】

本開示で使用される「環境特性」という表現は、岩石の特性、地形の特性（例えば、斜面）、周囲温度、進行中のタスクを完了すること、および、例えば、岩、車両、人、木々のような障害物のために要求される電力およびエネルギーの要件といった機械の仕様を含んでいてもよい。

【0054】

交換可能な複数のエネルギーストレージ６はシステムの一部である。各エネルギーストレージ６は、１または複数のセンサを有するが、エネルギーストレージ６の一体部分として図面には個別に示していない。各エネルギーストレージ６の１または複数のセンサは、それぞれの各エネルギーストレージ６を監視するように構成されている。これらのエネルギーストレージ６は、例えば、液体燃料タンク、ガス燃料タンク、バッテリーまたはバッテリーパックなど、可燃性燃料および/または電力のストレージである。

【0055】

各エネルギーストレージ６は、各推進ユニット９および各車載機器１０に電力を供給するために、複数の採掘機２のうちの少なくとも１つの採掘機２に選択的に接続可能である。各エネルギーストレージ６は、異なるサイズおよび異なる容量であってもよく、その結果、複数の採掘機の選択された採掘機２に一部のサイズのみが接続可能である。

【0056】

各エネルギーストレージ６を監視する１または複数のセンサは、使用状況、残りの容量、使用状況、摩耗と健全性、および機械の接続の互換性のうち、少なくとも１つに関するデータを提供するように構成されていてもよい。

【0057】

システム１は、さらに、採掘環境３における各採掘機２および各エネルギーストレージ６の位置を導出する空間位置特定システム１１を備えている。

【0058】

空間位置特定システム１１は、例えばＧＰＳ、ＧＬＯＮＡＳＳ，ＢｅｉｄｏｕまたはＧａｌｉｌｅｏベースのセンサといったＧＮＳＳベースのセンサのような測位センサに依存してもよい。このリストは網羅的なものではなく、ここで開示されるシステムでの使用に適した任意の空間位置特定システムを利用できることに留意されたい。

【0059】

通信インターフェース１２もシステムの一部である。通信インターフェース１２は、採掘環境３内の各採掘機２とフォグおよび／またはクラウドコンピューティングシステム１３との間のデータリンクを提供する。通信インターフェース１２は、例えば携帯電話ネットワーク、ワイヤレスローカルエリアネットワーク（ＷＬＡＮ）等の無線周波数無線ネットワークのような適切な通信ネットワークを介した無線通信のために適切に配置される。

【0060】

フォグおよび／またはクラウドコンピューティングシステム１３は、各採掘機２およびエネルギーストレージ６からのデータ、空間位置特定システム１１からのデータ、および、共有された作業割り当て８に関連するデータに基づいて、最適化されたエネルギーストレージ６の利用を計算するように構成されている。

【0061】

クラウドコンピューティングは、データストレージ(クラウドストレージ)および計算能力のようなリモートコンピューターシステムのリソースをオンデマンドで利用できるものである。エッジコンピューティングとも呼ばれるフォグコンピューティングは、多数の「周辺の」装置をクラウドに接続する分散計算を目的とする。フォグコンピューティングは、データ生成装置と同じ場所に配置されたコンピューティングユニットを使用して可能な限り多くの処理を実行することに依存しているため、生データではなく処理済みデータがクラウドに転送され、これにより、帯域幅要件が軽減される。フォグコンピューティングを使用する利点は、処理済みのデータは通常、データを生成したのと同じデバイスによって必要とされるため、リモートではなくローカルで処理することで入力と応答の間の遅延を最小限に抑えることができることである。

【0062】

フォグおよび／またはクラウドコンピューティングシステム１３は、さらに、各採掘機２および各エネルギーストレージ６について個別の最適化されたエネルギーストレージの利用を計算するように構成されてもよく、さらに、複数の採掘機における各採掘機２のための異なる最適化対象に基づいて、最適化されたエネルギーストレージの利用を計算するように構成されてもよい。

【0063】

フォグおよび／またはクラウドコンピューティングシステム１３はまた、各採掘機２が整備領域５または別の採掘機２にある適切な交換可能なエネルギーストレージ６まで走行するのに要求される時間、各採掘機２が整備領域５または別の採掘機２にある適切な交換可能なエネルギーストレージまで走行するのに要求されるエネルギー、エネルギーストレージ６を交換するのに要求される時間、または、エネルギーストレージ６を補充するのに必要な時間のうちの少なくとも１つに関する、空間位置特定システム１１からの位置データに基づいて、最適化されたエネルギーストレージの利用を計算するように構成されてもよい。

【0064】

共有された作業割り当て８からのデータは、共有された作業割り当ての全体の計画、個別のタスク計画、個別の作業計画、個別の運用サイクル、個別の作業タイプ、採掘環境基盤の能力および制約のうちの少なくとも１つに関するデータを含んでいてもよい。

【0065】

最適化されたエネルギーストレージの利用は、生産性、コスト、または安全性の少なくとも１つの最適化対象に関して計算される。

【0066】

最適化されたエネルギーストレージの利用を計算するために、任意の適切な最適化アルゴリズムを採用してもよい。最適化アルゴリズムは、最適な解決策または満足のいく解決策が見つかるまで、さまざまな解決策を比較することによって繰り返し実行されてもよい。決定的アルゴリズムと確率的アルゴリズムという、現在広く使用されている２つの異なるタイプの最適化アルゴリズムがある。例えば、勾配降下法は、コスト関数の局所的または全体的最小値を見つけようとする効率的な最適化アルゴリズムである。コスト関数は、最小化したいものを表す。例えば、コスト効率の高い生産のために、コスト関数はコストを最小限に抑えるように調整される可能性がある。また、コスト関数は、特定の作業の実行時間を最小化して生産性を最大化するように調整されてもよいし、リスクを最小化して安全性を最大化するように調整されてもよい。上記の最適化対象をバランスよく組み合わせて最適化を行ってもよい。

【0067】

共有された作業割り当て８を実行するためのワークフロー情報は、通信インターフェース１２を介して複数の採掘機２に展開される。このワークフローは、最適化されたエネルギーストレージの利用に基づいており、各採掘機２によって実行される少なくとも１つの進行中のタスクを備えている。

【0068】

図２を参照すると、ここで説明されるシステムにおける最適化されたエネルギーストレージの利用を計算する方法を概略的に示すフローチャートが示されている。

【0069】

この方法によれば、共有された作業割り当て８に関するデータが取得される（Ｓ１）。複数の採掘機２の各採掘機２に関するデータが取得される（Ｓ２）。

【0070】

さらに、１または複数のエネルギーストレージセンサを使用して、各エネルギーストレージ６に関するデータが取得される（Ｓ３）。空間位置特定システム１１を使用して、採掘環境３における各採掘機２および各エネルギーストレージ６の位置に関するデータが取得される（Ｓ４）。

【0071】

空間位置特定システム１１は、例えば、ＧＰＳ、ＧＬＯＮＡＳＳ、Ｂｅｉｄｏｕ、またはＧａｌｉｌｅｏベースの位置センサである、ＧＮＳＳベースのセンサのような測位センサに依存してもよい。このリストは網羅的なものではなく、データを提供する測位センサは、ここで開示される方法での使用に適したデータを提供する任意の測位システムであり得ることに留意されたい。

【0072】

取得されたデータは、通信インターフェース１２を使用してフォグおよび／またはクラウドコンピューティングシステム１３に提供される（Ｓ５）。

【0073】

フォグおよび／またはクラウドコンピューティングシステム１３によって、提供されたデータに基づいて、生産性、コストまたは安全性の少なくとも１つの最適化対象に関して最適化されたエネルギーストレージの利用を計算する（Ｓ６）。この方法は、通信インターフェース１２を介して、最適化されたエネルギーストレージ６の利用に基づいて、共有された作業割り当て８を実行するためのワークフロー情報を複数の採掘機２に展開して終了する（Ｓ７）。このワークフローは、各採掘機２のための少なくとも１つの進行中のタスクを備えている必要がある。ただし、ここで使用する進行中のタスクは、例えば作業を行わずに停止したままのアイドル状態のタスクが含むことに留意されたい。

【0074】

ここでは、データの取得が、Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３、およびＳ４のデータの取得の特定の順序として解釈できる方法で説明されているが、このデータの取得は、並行して行われること、すなわち、Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３、およびＳ４のデータ取得が同時に実行される、または、Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３、およびＳ４のすべてのデータ取得を含む任意の順序で実行されることもある点に留意されたい。

【0075】

ここで記載されたシステム１における最適化されたエネルギーストレージ６の利用を計算する方法を実行するように構成されたプログラムを記憶する、コンピュータによる読み取りが可能な非一時的な記憶媒体１４も想定される。

【0076】

車両所有権限を更新する方法を実行するように構成されたプログラムを記憶するコンピュータによる読み取りが可能な非一時的な記憶媒体１４は、適切には、不揮発性メモリである。すなわち、例えば、Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory（ＥＥＰＲＯＭ）、フラッシュRead-Only Memory（ＲＯＭ）、ハードディスクドライブ（ＨＤＤ）、ソリッドステートドライブ（ＳＳＤ）、光学式ストレージメディア等のような電源がオフになった後も記憶されたデータを保持するメモリである。

【0077】

さらに、プログラムがコンピュータによって実行されたときに、ここで記載されたシステム１における最適化されたエネルギーストレージ６の利用を計算する方法をコンピュータに実行させる命令を含むコンピュータプログラム製品も想定される。

【0078】

本発明を図面および前述の説明において詳細に図示し説明したが、このような図示および説明は例示的または模範的とみなされるべきで、本発明は開示された実施形態に限定されない。例えば、コンピュータにより読み取り可能な非一時的な記憶媒体１４は、システム１が接続されている場合、すなわち、インターネットなどのコンピュータネットワークに有線または無線接続されている場合、あるいは、例えば、リモートサーバーまたはいわゆるクラウドサービスにありのようなシステム１から離れた場所にあり、有線または無線接続を介してアクセスされてもよい。

【図1】

【図2】

【手続補正書】

【提出日】2024-05-16

【手続補正1】

【補正対象書類名】特許請求の範囲

【補正対象項目名】全文

【補正方法】変更

【補正の内容】

【特許請求の範囲】

【請求項1】

定義された採掘環境（３）において運転される複数の採掘機（２）を備え、前記採掘環境（３）が、定義された作業領域（４）と定義された整備領域（５）とを備え、前記整備領域（５）が、１または複数の接続されていないエネルギーストレージ（６）および接続されていないエネルギーストレージ（６）を入れ換える装置が収容されるように構成され、前記採掘環境（３）において、各採掘機（２）が実行する少なくとも１つの進行中のタスクを含む、共有された作業割り当て（８）を実行するシステム（１）であって、
各採掘機（２）の機動性を提供するように構成された推進ユニット（９）と、
各採掘機（２）と関連付けられた搭載装置（１０）と、
前記複数の採掘機の各採掘機（２）を監視する１または複数の機械センサと、
交換可能な複数のエネルギーストレージ（６）であって、各エネルギーストレージ（６）が当該エネルギーストレージ（６）を監視する１または複数のセンサを有し、各エネルギーストレージ（６）が、複数の前記採掘機（２）の少なくとも１つの採掘機（２）に、その推進ユニット（９）および搭載機器（１０）にエネルギー供給するために選択的に接続可能な複数のエネルギーストレージ（６）と、
前記採掘環境（３）における各採掘機（２）および各エネルギーストレージ（６）の位置を得るための空間位置特定システム（１１）と、
前記採掘環境（３）における各採掘機（２）と、フォグおよび／またはクラウドコンピューティングシステム（１３）との間のデータリンクを提供する通信インターフェース（１２）と、を備え、
フォグおよび／またはクラウドコンピューティングシステム（１３）が、各採掘機（２）および各エネルギーストレージ（６）からのデータ、前記空間位置特定システム（１１）からのデータ、および、前記共有された作業割当（８）に関連するデータに基づいて、生産性、コストまたは安全性のうちの少なくとも１つの最適化対象に最適化されたエネルギーストレージの利用を計算し、通信インターフェース（１２）を介して、最適化されたエネルギーストレージの利用に基づいて、前記共有された作業割当（８）のためのワークフロー情報であって、各採掘機（２）の少なくとも１つの進行中のタスクを含むワークフロー作業情報を、前記複数の採掘機（２）へ展開することを特徴とするシステム。

【請求項2】

複数の採掘機における各採掘機（２）を監視する１または複数の機械センサが、少なくとも１つの環境特性に関するデータを提供するように構成されていることを特徴とする請求項１に記載のシステム。

【請求項3】

各エネルギーストレージ（６）を監視する１または複数のセンサが、使用状態、残りの容量、摩耗と健全性、および、機械の接続互換性のうち少なくとも１つに関するデータを提供するように構成されていることを特徴とする請求項１に記載のシステム。

【請求項4】

前記共有された作業割当（８）からのデータが、共有された割当作業全体の計画、個別のタスクの計画、個別の作業の計画、個別の作業のサイクル、個別の作業の種類、採掘環境基盤の能力および制約のうち少なくとも１つに関するデータの含むことを特徴とする請求項１に記載のシステム。

【請求項5】

前記フォグおよび／またはクラウドコンピューティングシステム（１３）は、さらに、各採掘機（２）および各エネルギーストレージ（６）のために個別に最適化されたエネルギーストレージの利用を計算するように構成されていることを特徴とする請求項３に記載のシステム。

【請求項6】

前記フォグおよび／またはクラウドコンピューティングシステム（１３）は、さらに、複数の採掘機の各採掘機（２）の異なる最適化対象に基づいて、最適化されたエネルギーストレージの利用を計算するように構成されていることを特徴とする請求項１に記載のシステム。

【請求項7】

前記フォグおよび／またはクラウドコンピューティングシステム（１３）は、さらに、各採掘機（２）を整備領域（５）または別の採掘機（２）にある、適切な交換可能なエネルギーストレージ（６）へ走行させるのに要求される時間、各採掘機（２）を整備領域（５）または別の採掘機（２）にある、適切な交換可能なエネルギーストレージ（６）へ走行させるのに要求されるエネルギー、エネルギーストレージ（６）を交換するのに要求される時間、または、エネルギーストレージ（６）を補充するのに要求される時間のうち少なくとも１つを考慮した前記空間位置特定システム（１１）からの位置データに基づいて、最適化されたエネルギーストレージの利用を計算するように構成されていることを特徴とする請求項１に記載のシステム。

【請求項8】

システムにおいて、最適化されたエネルギーストレージの利用を計算する計算方法であって、
（Ｓ１）共有された作業割当（８）に関するデータを取得し、
（Ｓ２）１または複数の機械センサを用いて、複数の採掘の各採掘機（２）に関するデータを取得し、
（Ｓ３）１または複数のエネルギーストレージセンサを用いて、各エネルギーストレージ（６）に関するデータを取得し、
（Ｓ４）空間位置特定システム（１１）を用いて、採掘環境（３）における各採掘機（２）および各エネルギーストレージ（６）の位置に関するデータを取得し、
（Ｓ５）通信インターフェース（１２）を用いて、取得されたデータをフォグおよび／またはクラウドコンピューティングシステム（１３）に提供し、
（Ｓ６）前記フォグおよび／またはクラウドコンピューティングシステム（１３）により、提供されたデータに基づいて、生産性、コストまたは安全性のうち少なくとも１つの最適化対象に関して最適化されたエネルギーストレージの利用を計算し、
（Ｓ７）前記通信インターフェース（１２）を介して、最適化されたエネルギー貯留の利用に基づいて、前記共有された作業割当（８）のための、各採掘機（２）の少なくとも１つの進行中の作業を含むワークフロー情報を、前記複数の採掘機（２）へ自動的に展開することを特徴とする計算方法。

【請求項9】

システムにおける最適化されたエネルギーストレージの利用を計算する請求項８に記載の方法を実行するように構成されたプログラムを記憶することを特徴とするコンピュータにより読み取り可能な非一時的な記憶媒体（１４）。

【請求項10】

プログラムがコンピュータによって実行されたときに、システムにおける最適化されたエネルギーストレージの利用を計算する請求項８に記載の方法をコンピュータに実行させる命令を含むコンピュータプログラム製品。

【国際調査報告】