(57)【要約】【課題】各種の作業機械、特に移動式作業機械や自走式作業機械の稼働履歴を、携帯可能な端末を経由して公衆無線通信網上にある管理サーバへ送信して管理できるようにする。【解決手段】作業機械１は、公衆無線通信網１１、１３への接続手段を備えた携帯端末３からの送信指令を受けて稼働履歴記憶装置２１に記憶した履歴データを携帯端末３に送信する短距離無線通信手段２２を備える。管理サーバ４は、携帯端末３が受信した作業機械１の履歴データを公衆無線通信網１１、１３を介して送受信する。携帯端末３は、タブレット端末、スマートフォン、ノート型パソコン、専用端末などである。【選択図】図１
2016208245.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
予め定められた稼働データを記憶する稼働履歴記憶装置を備えた作業機械と、当該作業機械の稼働状態を管理する管理サーバとを備えた稼働管理システムにおいて、
前記作業機械は、公衆無線通信網への接続手段を備えた携帯端末からの送信指令を受けて稼働履歴記憶装置に記憶された履歴データを当該携帯端末に送信する短距離無線通信手段を備え、
前記管理サーバは、前記携帯端末が受信した作業機械の履歴データを公衆無線通信網を介して受信する、
稼働管理システム。
【請求項２】
予め定められた稼働データを経時的に記憶する稼働履歴記憶装置をそれぞれ備えた複数台の作業機械と、これら複数台の作業機械の稼働状態を管理する管理サーバとを備えた稼働管理システムにおいて、
前記複数台の作業機械のそれぞれは、公衆無線通信網への接続手段を備えた携帯端末からの送信指令を受けて稼働履歴記憶装置に記憶された履歴データを当該携帯端末に送信する短距離無線通信手段を備え、
前記管理サーバは、前記携帯端末が受信したそれぞれの作業機械の履歴データを公衆無線通信網を介して受信する、
稼働管理システム。
【請求項３】
作業機械が、稼働時に定められた領域内を移動する移動式作業機械である、請求項１又は２記載の稼働管理システム。
【請求項４】
移動式作業機械が、天井クレーンである、請求項３記載の稼働管理システム。
【請求項５】
前記短距離無線通信手段は、定められた期間毎に期間を区切って履歴データを送信する、請求項１、２、３又は４記載の稼働管理システム。
【請求項６】
予め定められた稼働データを経時的に記憶する稼働履歴記憶装置と、公衆無線通信網に接続可能な携帯端末からの送信指令を受けて指令された履歴データを当該携帯端末に送信する短距離無線通信手段とを備えている、
稼働データ収集装置。
【請求項７】
前記短距離無線通信手段は、定められた期間毎に期間を区切って履歴データを送信する、請求項６記載の稼働データ収集装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、産業設備機械の中でも各種の作業機械、特に好適には移動式作業機械ないし建設機械や農業機械等の自走式作業機械に設けられた稼働履歴記憶装置に記憶された履歴データを、インターネット等の公衆無線通信網上にある管理サーバへ携帯可能な端末を経由して送信する装置、及び、それらの作業機械の稼働データの蓄積・分析・監視等を行うための稼働データ管理システムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
多数の作業機械を備えた工場では、生産管理と保守管理のために、それらの機械の稼働状態を管理することが不可欠である。それぞれの機械の稼働状態は、各機械に設けられている制御器が認識しているから、各制御器に稼働履歴記憶装置を設けて稼働データ（運転状態や故障などによる警報状態のデータ）を経時的に記録させることができる。
【０００３】
複数の機械によって一つの生産ラインが形成されるように、工場内に設置されている複数の機械によって一つの生産ないし作業ユニットが形成されている。あるユニットに属する機械の稼働状態は、当該ユニットに属する他の機械の稼働状態に影響を及ぼす。そのため、工場全体の機械の運転状態を管理する管理サーバが設けられて、この管理サーバが各機械の稼働状態を監視し、運転停止や動作変更などの必要な指令を各機械の制御器に送っている。
【０００４】
工場に設置されている機械の稼働状態は、工場から遠く離れている本社の管理部門においても把握する必要がある。また、機械メーカは客先に設置されている自社の機械について、その稼働状態、異常発生の有無、保守点検の必要性などを知ることが望ましい。そこで、管理サーバをインターネットに接続して、距離的に離れている本社や機械メーカ、あるいは顧客に通知可能にする稼働状態管理システムが設けられる。
【０００５】
図６は、そのような管理システムの一形態を示す。図６の管理システムは、各工場毎に管理サーバ４が設けられ、それぞれの工場に設置した機械１に稼働履歴記憶装置２１とイントラネット接続手段２３とを備えた稼働データ収集装置８が設けられ、各機械の履歴データが社内ＬＡＮなどのイントラネット１４を介して管理サーバ４に送信されている。管理サーバ４は、インターネット接続手段を備えており、それぞれの管理サーバ４がインターネット１１を介してクライアント端末、すなわち本社や機械メーカ、あるいは顧客に設置されたクライアント端末５とデータの送受信を行うことができるようにしたものである。
【０００６】
このような管理システムの他の例は、特許文献１や特許文献２に提案されている。特許文献１には、天井クレーンと、光通信及びモデムを介して天井クレーンに接続されたクレーン制御装置と、イントラネットを介してクレーン制御装置に接続された監視用ＷＥＢサーバと、電話回線を介して監視用ＷＥＢサーバに接続可能なＰＨＳ端末とを備えた自動化設備の遠隔制御システムが開示されている。
【０００７】
クレーン制御装置は定位置に設置されており、天井クレーンに異常が発生したとき、監視用ＷＥＢサーバからＰＨＳ端末に電子メールを送信して、ＰＨＳ端末を保持している保守員や操作員に異常発生を知らせるとともに、ＰＨＳ端末で天井クレーンの動作を制御できるようにしている。
【０００８】
また特許文献２には、無線端末を搭載した移動装置（建設機械）と、移動装置の入出庫エリアに設置された基地局装置と、基地局装置とＬＡＮ等で接続された計算機とを備えた無線データ収集システムが開示されている。移動装置が基地局装置から送信されるビーコンの受信エリア内に入ると、無線端末が移動装置の未送信の稼働データを自動的に送信する。このシステムでは、移動装置の入出庫管理も行っている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開２００５−１８４５４９号公報
【特許文献２】特開２００３−３２４７７７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
各機械の稼働履歴データを蓄積・分析することにより、早期に交換部品の手配が可能となり、突発的な修理対応や過剰在庫を免れることができる。また、運転支援情報を提供することで機械の部品消耗度を緩和させることができ、やはり突発的な修理対応や過剰在庫を免れることができる。更にはユーザーのメンテナンス費用を軽減することができる。
【００１１】
管理対象となる機械が工場内に設置されている自動搬送車や天井クレーンなどの移動式作業機械であるときや、特許文献２に例示されている建設機械や農業機械などの自走式作業機械であるときは、有線による情報ネットワーク構築（機械と管理サーバが直接通信すること）が困難である。また、建設機械等を含めた産業設備機械は、定期的にメンテナンスをする必要があり作業員は定期的に機械の点検作業をする必要がある。
【００１２】
機械の設置箇所や移動範囲が無線通信領域内であれば、図６に示したようなシステム構成が可能である。しかし、稼働履歴記憶装置から管理サーバへの通信に無線ＬＡＮを使用する場合、１台で占有する電波の帯域が広いため、一つの工場に機械が何十台〜百台超もある場合には、混信や通信不通が発生する。また、各工場に管理サーバを設置する必要があり、コスト面で難がある。
【００１３】
一方、特許文献１や２に示すように、光通信やビーコンを介して各機械の稼働データ収集装置と管理サーバとの通信を行うシステムでは、天井クレーンや建設機械が無線通信領域内まで移動して通信を行う必要があるので、無線通信領域内から離れた箇所で異常が発生して機械が停止したときは、その異常の発生を管理サーバに通知することができない。
【００１４】
イントラネットが利用できない工場での管理システムとして、図７に示すようなシステムが考えられる。すなわち、機械１毎の稼働データ収集装置９に携帯電話網接続手段２４を持たせ、携帯電話網１３を介して稼働履歴記憶装置２１に記憶した履歴データを管理サーバ４に送信するというものである。携帯電話網１３には、ＰＨＳ回線を用いることもできる。
【００１５】
図７のシステムで、稼働データ収集装置９から管理サーバ４への通信に携帯電話網を使用する場合、管理サーバ４はインターネット１１上に配置することができ、工場毎に設置する必要が無い。しかし、稼働データ収集装置９毎に携帯電話回線使用料金が発生するため、ランニングコストの面で難がある。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
この発明の稼働データ収集装置２は、予め定められた稼働データを経時的に記憶する稼働履歴記憶装置２１と、公衆無線通信網１１、１３に接続可能な携帯端末３からの送信指令を受けて指令された履歴データを携帯端末３に送信する短距離無線通信手段２２とを備えていることを特徴とするものである。
【００１７】
またこの発明の稼働管理システムは、予め定められた稼働データを経時的に記憶する稼働履歴記憶装置２１を備えた作業機械１と、当該作業機械１の稼働状態を管理する管理サーバ４とを備えた稼働管理システムにおいて、作業機械１は、公衆無線通信網１１、１３への接続手段を備えた携帯端末３からの送信指令を受けて稼働履歴記憶装置２１に記憶した履歴データを当該携帯端末３に送信する短距離無線通信手段２２を備え、管理サーバ４は、携帯端末３が受信した作業機械１の履歴データを公衆無線通信網１１、１３を介して送受信することを特徴とするものである。
【００１８】
この発明の稼働管理システムでは、携帯電話網１３などを介してインターネット１１に接続する手段を備えた携帯端末３を介して、メールやＷＥＢなどの一般的なインターネットの通信手段を用いて、各機械１の履歴データを管理サーバ４へ転送させる。すなわち、短距離無線通信１２を介して携帯端末３が作業機械１と管理サーバ４との中継役を担っている。
【００１９】
使用する携帯端末３は、汎用のタブレット端末、スマートフォン、ノート型パソコン、専用端末などである。短距離無線通信１２は、携帯端末３と短距離無線通信手段２２がその都度１対１で接続をし、収集終了後に接続を切断できるものが好ましい。例えば、ブルートゥース（登録商標）、無線ＬＡＮ（アドホックモード）、ＳＳ無線などである。
【００２０】
収集するデータの内容は、負荷毎の動作回数と動作時間の履歴と積算値が主であり、今現在の操作状態などリアルタイムな情報の必要性は低い。そのため、データを稼働データ収集装置２内に蓄積し、定期的にそのデータを収集することで、常時通信を行わなくて済む。具体的には、メンテナンスや設備管理を行う作業員が、定期的に携帯端末３を用いて、短距離無線通信１２で手動によりデータを収集する。
【００２１】
携帯端末３は、作業員が現場内で操作して稼働データを収集するツールであるが、代わりに自動的に稼働データを収集する中継器を現場に設置してもよい。管理サーバ４に蓄積された稼働データを分析して、消耗部品の交換時期やその交換費用などのメンテナンス情報をユーザーに通知することができる。また、機械１の操作方法に関するアドバイスなどの運転支援情報もユーザーに通知することもできる。
【００２２】
管理サーバ４に登録されたユーザーは、インターネット１１に接続されたクライアント端末５により稼働データ（状態監視、メンテナンス情報など）を遠隔から閲覧できる。インターネット接続手段を持つ携帯端末であれば、クライアント端末として管理サーバ４の管理データを受信することもできる。
【発明の効果】
【００２３】
この発明では、既存のインターネット回線や短距離無線通信を経由して、移動式作業機械や自走式作業機械を含む各種の作業機械の稼働状態監視とメンテナンス情報閲覧ができる。
【００２４】
携帯端末から公衆無線通信網を介して管理サーバに接続することで、工場毎に管理サーバを設置する必要が無くなる。携帯電話網を利用しているので、回線使用料金が発生するが、メンテナンスや設備管理を行う作業員が持ち歩く携帯端末の台数分のみで済む。
【００２５】
公衆無線通信網への接続手段と設定された機器間での短距離無線通信手段とを備えた既存の携帯端末を介して作業機械と管理サーバ間の通信を行うので、新たに公衆回線接続費用が発生せず、周囲への電波障害を起こすことなく無線通信が可能である。
【００２６】
高所を移動する天井クレーンでは、稼働データを収集するツールとして可搬性に優れた携帯端末を採用して定期的に機械の点検作業を行うことで、作業者が高所に上がることなく、かつクレーンを停止させることもなく、点検作業ができる。
【００２７】
近年は携帯端末が普及しており、また企業ではインターネット環境が整備されているため、安価に本発明を導入できる。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】本発明の第１実施例を示すブロック図
【図２】本発明の第２実施例を示すブロック図
【図３】本発明の第３実施例を示すブロック図
【図４】通信シーケンスチャートの一例を示す図
【図５】本発明の第４実施例を示すブロック図
【図６】従来例を示すブロック図
【図７】比較例を示すブロック図
【発明を実施するための形態】
【００２９】
以下、図面に示す実施例を参照して、この発明を更に説明する。図１〜図３は、この発明の第１実施例から第３実施例を示した図である。これらの図において、１１はインターネット、１２はブルートゥース（登録商標）、無線ＬＡＮ（アドホックモード）、ＳＳ無線などの短距離無線通信である。
【００３０】
２は、工場１０内に設置された作業機械１の制御器にそれぞれ設置された稼働データ収集装置である。稼働データ収集装置２は、稼働履歴記憶装置２１と、ブルートゥース（登録商標）、無線アドホックネットワークなどの無線ＬＡＮ、ＳＳ通信などの使用する短距離無線通信１２の種類に応じた短距離無線通信手段２２とを備えている。
【００３１】
３は、携帯電話、スマートフォン、タブレットなどと呼ばれる市販の携帯端末で、インターネット接続手段と、ブルートゥース（登録商標）、無線ＬＡＮ（無線アドホックネットワークなど）、ＳＳ通信などの短距離無線通信の接続手段を備えたものである。４は管理サーバ、５はクライアント端末で、共にインターネット接続手段を備えたものである。クライアント端末５は、工場１０の本社、作業機械のメーカや保守管理担当者及び工場１０の顧客に設置されたパソコンなどの端末が含まれる。
【００３２】
図１の１３は携帯電話網ないしインターネット、図３の１４はイントラネット（社内ＬＡＮ、ＷｉＦｉ（登録商標））、図３の６はゲートウェイないしルータである。図３のように、携帯端末３を工場内のイントラネット１４を介して、インターネット１１に接続された管理サーバ４に接続する場合、工場内でのみ用いる携帯端末であれば、携帯端末３のインターネット１１の回線使用料が不要になる。
【００３３】
携帯端末を持った作業者が、メンテナンスや点検のために工場へ入り、携帯端末を起動して、稼働データ収集装置よりデータを収集する。携帯端末は通信可能な稼働データ収集装置の一覧を表示し、作業者がその中から１台を選択することで、その装置のデータを図４のシーケンスに基づいて収集する。
【００３４】
図４は、この発明の管理システムにおける通信シーケンスチャートの一例を示した図である。稼働データ収集装置２は、それが設置されている機械１の稼働状態、異常発生の有無とその原因、修復の有無及び修復に要した時間などを経時的に収集して、暦日毎の稼働データを収集して記憶する。
【００３５】
稼働データ収集装置２は、短距離無線通信手段２２が携帯端末３から送信指令を受けたとき、対象機械を特定するための装置情報データを送信する。次いで稼働データ収集装置２は、携帯端末３からの要求に従って稼働履歴記憶装置２１に蓄積されている稼働データや警報履歴データを、日毎の履歴データ、月毎の履歴データ、記憶している全ての履歴データなど、指定された期間の履歴データを携帯端末３に送信する。
【００３６】
稼働データ収集装置２と携帯端末３との間のデータの送受信は、短距離無線通信１２によって行われる。携帯端末３は、その収集したデータを表示する手段を備えることが好ましい。
【００３７】
携帯端末３は、稼働データ収集装置２のデータ収集が完了すると、メールやＷＥＢなどの一般的なインターネット通信技術を利用して、管理サーバ４へデータ転送する。
管理サーバ４は、受信した稼働データを装置情報データに基づいて機械毎に蓄積し、予め管理サーバに登録されている管理プログラムに従って、稼働履歴、警報履歴、積算運転時間、積算負荷時間（出力を加味した積算運転時間）を演算するなどの統計処理を施して記憶する。
【００３８】
統計処理されたデータは、インターネット１１を介して本社のクライアント端末に公開され、必要なデータについては、機械メーカや顧客その他の必要な端末に公開される。機械メーカは、開示された情報によって、保守作業の時期や消耗部品の交換の時期などを予め予測することができる。また、顧客は、公開されたデータによって、依頼した作業の進捗状態を確認することができる。
【００３９】
各機械１の稼働データが管理サーバ４に確実に送信されるためには、作業者が適時携帯端末３を携帯して、所定の手順に従ってそれぞれの機械の稼働データ収集装置２から稼働データを受信して管理サーバに送信するという作業を行う必要がある。
【００４０】
送受信するデータが細かく区分されていたり、管理する機械が多数設置されているために、手動でデータを送受信する操作が煩雑になる場合には、携帯端末３に工場内に設置された機械の一括データ収集手順を登録しておけば、作業者の一度の操作により、携帯端末３は通信可能な稼働データ収集装置２から、１台ずつ順次に図４のシーケンスに基づいたデータ収集を自動で行うことも可能である。
【００４１】
また他の手段として、その操作手順を記録したトリガー装置７を工場１０内の適所に設置し、そのトリガー装置７に例えば携帯端末３をセットしたときに、トリガー装置７内に登録されたデータ転送プログラムが自動起動されて、短距離無線通信１２で通信可能な領域内にある稼働データ収集装置２に記憶されている稼働データを順次受信して、管理サーバ４に送信するという一連の作業を自動で行わせることも可能である。
【００４２】
また、携帯端末３内にタイマー機能を付加し、そのタイマーで周期的なトリガーを生成させることで、外部からのトリガーを不要とする方法もある。
【００４３】
なお、図５は、携帯端末３と管理サーバ４との通信をインターネット１１を介して行う場合の例であるが、図１の携帯電話網を介して行う場合や、図３のイントラネットとインターネットを介して行う場合にも同様なシステム構成を採用することができる。
【００４４】
この発明の稼働状態管理システムは、複数台の移動式または自走式の作業機械の管理に特に好適であるが、固定設置式の作業機械、特に例えば高所に設置された作業機械のように、作業者が機械に接近することが困難な作業機械や有線でデータの送受信を行うことが困難な作業機械に採用することもできる。
【符号の説明】
【００４５】
１  作業機械
２  稼働データ収集装置
３  携帯端末
４  管理サーバ
５  クライアント端末
６  ゲートウェイ、ルータ
７  トリガー装置
１１  インターネット
１２  短距離無線通信
１３  携帯電話網ないしインターネット
１４  イントラネット（社内ＬＡＮ、ＷｉＦｉ（登録商標））
２１  稼働履歴記憶装置
２２  短距離無線通信手段
【図１】
2016208245.tif 000003
【図２】
2016208245.tif 000004
【図３】
2016208245.tif 000005
【図４】
2016208245.tif 000006
【図５】
2016208245.tif 000007
【図６】
2016208245.tif 000008
【図７】
2016208245.tif 000009