(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
建設機械（３）と通信網（２）を介して接続可能なコンピュータシステム（１０）を備えた建設機械のメンテナンス支援システムにおいて、
前記コンピュータシステム（１０，１０Ａ）は、
入力された生産稼働条件に基づいて建設機械（３）の運転状況又は／及び作業状況をシミュレーションする運行シミュレーション手段（１２）と、
前記建設機械（３）から前記通信網を介して取得される稼働情報に基づいて、予め設定された所定の部品に関する前記稼働情報に基づく累積負荷を所定の算出アルゴリズムによって算出し、前記運行シミュレーション手段によるシミュレーション結果に基づいて、前記所定の部品に関する前記シミュレーション結果に基づく累積負荷を前記所定の算出アルゴリズムによって算出する累積負荷算出手段（１３）と、
前記稼働情報に基づいて算出された累積負荷、または、前記運行シミュレーション手段による前記シミュレーション結果に基づいて算出された累積負荷のいずれかに基づいて、前記所定の部品の寿命を算出する寿命算出手段（１４）と、
前記シミュレーション結果に基づく累積負荷と前記稼働情報に基づく累積負荷とを比較する累積負荷比較手段（１５）と、
前記累積負荷比較手段（１５）による比較結果に基づいて、前記所定の算出アルゴリズムを変更させる負荷算出アルゴリズム変更手段（１６）と、
を備えることを特徴とする建設機械のメンテナンス支援システム（１）。
【請求項２】
請求項１に記載の建設機械のメンテナンス支援システムにおいて、
前記運行シミュレーション手段（１２）は、
前記生産稼働条件によってそれぞれ指定される前記建設機械（３）の出発点と、前記建設機械（３）の到着点と、前記出発点と前記到着点とを結ぶ少なくとも一つ以上の走路とをシミュレーションモデルにそれぞれ設定し、これら出発点、到着点及び走路にそれぞれ関連づけられるイベントの発生状況に応じて、前記建設機械（３）の運転状況又は／及び作業状況を所定時間毎にシミュレートするようになっている建設機械のメンテナンス支援システム。
【請求項３】
請求項２に記載の建設機械のメンテナンス支援システムにおいて、
前記運行シミュレーション手段（１２）は、
前記走路に複数のイベントノードをそれぞれ設定し、該各イベントノード間の通行規制及び通行量をそれぞれ考慮して、前記各イベントノード毎にそれぞれイベントを発生させるようになっている建設機械のメンテナンス支援システム。
【請求項４】
請求項１に記載の建設機械のメンテナンス支援システムにおいて、
前記累積負荷算出手段（１３）は、
前記所定の部品に関する累積負荷と稼働時間との関係を算出するようになっている建設機械のメンテナンス支援システム。
【請求項５】
請求項１に記載の建設機械のメンテナンス支援システムにおいて、
前記寿命算出手段（１４）は、
前記所定の部品について予め設定されている標準寿命と前記累積負荷算出手段（１３）による算出結果とに基づいて、前記所定の部品の寿命を予測算出するようになっている建設機械のメンテナンス支援システム。
【請求項６】
請求項１に記載の建設機械のメンテナンス支援システムにおいて、
前記累積負荷算出手段（１３）は、前記所定の部品に関する累積負荷と稼働時間との関係を算出するようになっており、
前記累積負荷比較手段（１５）は、前記シミュレーション結果に基づく累積負荷と前記稼働情報に基づく累積負荷との両方に共通する最大値を求めて、前記シミュレーション結果に基づく累積負荷が前記共通の最大値となるときの稼働時間と、前記稼働情報に基づく累積負荷が前記共通の最大値になるときの稼働時間とをそれぞれ求め、これら求められた各稼働時間の比を算出して出力するようになっており、
前記負荷算出アルゴリズム変更手段（１６）は、前記累積負荷比較手段（１５）により算出された各稼働時間の比に基づいて、前記シミュレーション結果に基づく累積負荷と前記稼働情報に基づく累積負荷との誤差が少なくなるように前記所定の算出アルゴリズムを修正するようになっている建設機械のメンテナンス支援システム。
【請求項７】
それぞれ通信網（２）に接続可能な複数の建設機械（３）と、前記通信網（２）に接続可能なコンピュータシステム（１０，１０Ａ，２０）とを備えた建設機械のメンテナンス支援システムであって、
前記各建設機械（３）は、
各部品の稼働状態を検出するための複数のセンサ（８）と、
前記各センサ（８）によってそれぞれ検出された情報を統計処理し、稼働情報として出力する稼働情報生成部（７）と、
前記稼働情報生成部（７）から出力される前記稼働情報を、前記通信網（２）を介して前記コンピュータシステム（１０，２０）に送信するための通信部（９）と、
をそれぞれ備えており、
前記コンピュータシステム（１０，１０Ａ，２０）は、
前記通信部（９）から前記通信網（２）を介して受信される前記稼働情報を蓄積する稼働実績データベース（２１）と、
前記各部品の標準寿命がそれぞれ予め蓄積されている部品標準寿命データベース（１９）と、
シミュレーション結果を蓄積するシミュレーション結果データベース（１８）と、
前記各建設機械（３）の生産稼働条件を入力するための入力部（３２）と、
前記入力部（３２）を介して入力された生産稼働条件をシミュレーションモデルに設定することにより、前記各建設機械（３）の運転状況又は／及び作業状況をそれぞれ個別にシミュレートし、そのシミュレーション結果を前記シミュレーション結果データベース（１８）に記憶させる運行シミュレーション部（１２）と、
前記稼働実績データベース（２１）に記憶された前記稼働情報に基づいて、前記各部品に関する累積負荷を所定の算出アルゴリズムに従って算出し、前記シミュレーション結果データベース（１８）に記憶された前記シミュレーション結果に基づいて、前記各部品に関する累積負荷を前記所定の算出アルゴリズムに従って算出する累積負荷算出部（１３）と、
前記稼働情報に基づいて算出された累積負荷または前記運行シミュレーション部による前記シミュレーション結果に基づいて算出された累積負荷のいずれか、及び前記部品標準寿命データベース（１９）に基づいて、前記各部品の寿命をそれぞれ算出する寿命算出部（１４）と、
前記シミュレーション結果に基づいて算出された累積負荷と前記稼働情報に基づいて算出された累積負荷とを比較する累積負荷比較部（１５）と、
前記累積負荷比較部（１５）による比較結果に基づいて、前記所定の算出アルゴリズムを変更させる負荷算出アルゴリズム変更部（１６）と、
を備えていることを特徴とする建設機械のメンテナンス支援システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、建設機械のメンテナンス支援システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、建設機械の稼動時間に係る情報を無線通信により取得し、累積稼動時間が保守計画で定められた保守時期に達した場合に、当該保守時期に該当する部品（図中、コンポーネントの略として「コンポ」と表記する）の保守をユーザに促すというシステムが提案されている（特許文献１）。つまり、そのような保守計画では、建設機械の累積稼動時間に応じて、いずれの部品を保守するかが決められていた。
【特許文献１】特開２００３−１１９８３１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ところで、前述の特許文献によれば、建設機械には各重要部品の稼動状態をそれぞれ検出する多数のセンサ類が装着されており、部品に異常が生じたと判断された場合には、保守計画によらずに部品の保守を行うことが可能になっている。
しかし、建設機械の稼動現場が例えば海外である場合、異常と判断されてから部品を手配したのでは、ユーザの作業計画に支障をきたす可能性がある。さらに、部品の早期補給のために航空便を使用する必要があるから、輸送費が大きく嵩むという問題がある。
このため、部品が異常となる前にその寿命を予測し、タイムリーな保守が行える修理計画や補給部品の手配計画を立てることが望まれている。【０００４】
また、建設機械の運転や作業が当初の予測よりも過酷な条件で行われている場合、標準的な保守計画での保守時期よりも早期に部品の異常が発生する。この場合、当初の保守計画よりも早期に保守が必要となる。従って、保守契約（建設機械のメーカと、その使用者（所有者）である顧客とで交わす保守契約）をメーカが履行するにあたり、メーカ側は当初予定していたよりも高い頻度で保守を行うことになる。このため、メーカ側にとっては経費が余計にかかることになる。
従って、各部品の修理計画や補給部品の手配計画等の保守計画の精度をよくすることが重要であり、より精度の高い保守計画に基づいて適切な保守契約を結ぶことが望まれている。【０００５】
本発明の目的は、建設機械の保守計画の精度を改善できるようにした建設機械のメンテナンス支援システムを提供することにある。
本発明の他の目的は、建設機械の実際の稼働状況を考慮して、建設機械の保守計画を精度良く作成することができるようにした建設機械のメンテナンス支援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】
【０００６】
本発明の請求項１に係る建設機械のメンテナンス支援システムは、建設機械と通信網を介して接続可能なコンピュータシステムを備えた建設機械のメンテナンス支援システムにであって、コンピュータシステムは、入力された生産稼動条件に基づいて建設機械の運転状況又は／及び作業状況をシミュレートする運行シミュレーション手段と、シミュレーション結果に基づいて予め設定された所定の部品の累積負荷（苛酷度：シビアリティ）を予測算出する累積負荷算出手段と、その累積負荷に基づいて所定の部品の寿命を算出する寿命算出手段とを備えていることを特徴とする。【０００７】
本発明の請求項２に係る建設機械のメンテナンス支援システムは、建設機械と通信網を介して接続可能なコンピュータシステムを備えた建設機械のメンテナンス支援システムであって、コンピュータシステムは、建設機械の稼動情報に基づいて所定の部品の累積負荷を算出する累積負荷算出手段と、その累積負荷に基づいて所定の部品の寿命を算出する寿命算出手段とを備えていることを特徴とする。【０００８】
本発明の請求項３に係る建設機械のメンテナンス支援システムは、請求項２に記載の建設機械のメンテナンス支援システムにおいて、コンピュータシステムは、生産稼動条件に基づいて建設機械の運転状況又は／及び作業状況をシミュレートする運行シミュレーション手段を備えているとともに、前記累積負荷算出手段は、シミュレーション結果又は前記稼働情報の両方に基づいて前記部品の累積負荷を所定の算出アルゴリズムによってそれぞれ算出可能に設けられており、かつシミュレーション結果に基づく累積負荷と前記稼動情報に基づく累積負荷とを比較する累積負荷比較手段と、この比較結果に基づいて前記算出アルゴリズムを変更する負荷算出アルゴリズム変更手段とが設けられていることを特徴とする。【０００９】
本発明の請求項４に係る建設機械のメンテナンス支援システムは、請求項１〜請求項３のいずれか一項に記載の建設機械のメンテナンス支援システムにおいて、運行シミュレーション手段は、生産稼働条件によってそれぞれ指定される建設機械の出発点と、建設機械の到着点と、出発点と到着点とを結ぶ少なくとも一つ以上の走路とをシミュレーションモデルにそれぞれ設定し、これら出発点、到着点及び走路にそれぞれ関連づけられるイベントの発生状況に応じて、建設機械の運転状況又は／及び作業状況を所定時間毎にシミュレートする。【００１０】
本発明の請求項５に係る建設機械のメンテナンス支援システムは、請求項４に記載の建設機械のメンテナンス支援システムにおいて、運行シミュレーション手段は、走路に複数のイベントノードをそれぞれ設定し、該各イベントノード間の通行規制及び通行量をそれぞれ考慮して、各イベントノード毎にそれぞれイベントを発生させる。【００１１】
本発明の請求項６に係る建設機械のメンテナンス支援システムは、請求項１〜請求項３のいずれか一項に記載の建設機械のメンテナンス支援システムにおいて、累積負荷算出手段は、所定の部品に関する累積負荷と稼働時間との関係を算出する。【００１２】
本発明の請求項７に係る建設機械のメンテナンス支援システムは、請求項１〜請求項３のいずれか一項に記載の建設機械のメンテナンス支援システムにおいて、寿命算出手段は、所定の部品について予め設定されている標準寿命と累積負荷算出手段による算出結果とに基づいて、所定の部品の寿命を予測算出する。【００１３】
本発明の請求項８に係る建設機械のメンテナンス支援システムは、請求項３に記載の建設機械のメンテナンス支援システムにおいて、累積負荷算出手段は、所定の部品に関する累積負荷と稼働時間との関係を算出するようになっており、累積負荷比較手段は、シミュレーション結果に基づく累積負荷と稼働情報に基づく累積負荷との両方に共通する最大値を求めて、この最大値に対応する稼働時間をそれぞれ検出し、これら検出された各稼働時間の比を算出して出力するようになっており、負荷算出アルゴリズム変更手段は、累積負荷比較手段により算出された各稼働時間の比に基づいて、シミュレーション結果に基づく累積負荷と稼働情報に基づく累積負荷との誤差が少なくなるように算出アルゴリズムを修正する。【００１４】
本発明の請求項９に係る建設機械のメンテナンス支援システムは、それぞれ通信網に接続可能な複数の建設機械と、通信網に接続可能なコンピュータシステムとを備えた建設機械のメンテナンス支援システムであって、各建設機械は、各部品の稼働状態を検出するための複数のセンサと、各センサによってそれぞれ検出された情報を統計処理し、稼働情報として出力する稼働情報生成部と、稼働情報生成部から出力される稼働情報を、通信網を介してコンピュータシステムに送信するための通信部と、をそれぞれ備えている。コンピュータシステムは、通信部から通信網を介して受信される稼働情報を蓄積する稼働情報データベースと、各部品の標準寿命がそれぞれ予め蓄積されている部品標準寿命データベースと、シミュレーション結果を蓄積するシミュレーション結果データベースと、各建設機械の生産稼働条件を入力するための入力部と、入力部を介して入力された生産稼働条件をシミュレーションモデルに設定することにより、各建設機械の運転状況又は／及び作業状況をそれぞれ個別にシミュレートし、そのシミュレーション結果をシミュレーション結果データベースに記憶させる運行シミュレーション部と、稼働情報データベースに記憶された稼働情報とシミュレーション結果データベースに記憶されたシミュレーション結果との両方に基づいて、各部品に関する累積負荷を所定の算出アルゴリズムに従って算出する累積負荷算出部と、算出された累積負荷及び部品標準寿命データベースに基づいて、各部品の寿命をそれぞれ算出する寿命算出部と、シミュレーション結果に基づいて算出された累積負荷と稼働情報に基づいて算出された累積負荷とを比較する累積負荷算出部と、累積負荷算出部による比較結果に基づいて、算出アルゴリズムを変更させる負荷算出アルゴリズム変更部と、を備えていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１５】
以上において、請求項１の発明によれば、生産稼動条件に基づいて建設機械の運転状況又は／及び作業状況をシミュレーション手段でシミュレートした後に、その運転状況又は／及び作業状況に応じた部品毎の累積負荷を累積負荷算出手段で算出し、このような累積負荷に基づいて各部品の寿命を寿命算出手段によって算出する。従って、従来のように、単なる稼動時間に基づく場合に比較して、より精度の高い保守計画を立案可能である。このため、予想した寿命よりも早い段階で部品異常が発生する可能性を低減できる。従って、当初の保守計画に応じて部品を稼動現場に輸送すればよいから、航空便での早急な輸送を避けて船便による輸送を利用でき、輸送経費を削減できる。
さらに、部品の保守計画の精度がよくなることで、部品の予期せぬ修理や交換を行う可能性を低減できるため、保守計画から大きく外れた作業を行う必要がなく、保守コストを低下させることができる。【００１６】
請求項２の発明では、建設機械の実際の稼動情報に基づいて部品毎の累積負荷を累積負荷算出手段で所定時間毎に算出し、このような累積負荷に基づいて寿命算出手段が各部品の最新の寿命を算出するので、最新の寿命の予測に基づいて保守計画の信頼性をより高めることができる。【００１７】
建設機械が稼動する以前のシミュレーションによって算出された累積負荷と実際の累積負荷とが、何らかの理由で異なる可能性がある。このために請求項３の発明によれば、そのような場合に、累積負荷比較手段が起動して各累積負荷の相違を判断し、負荷算出アルゴリズム変更手段により、シミュレーション時の生産稼動条件と累積負荷とを関係づけるアルゴリズム等の変更を促す。これによれば、シミュレーションの精度がより向上するので、保守計画の精度がさらに向上する。【００１８】
請求項４の発明によれば、建設機械が出発してから目的地に到着するまでの間に存在する各イベントの発生状況に基づいて、建設機械の運転状況又は／及び作業状況を所定時間毎にシミュレートすることができる。従って、このようなイベントドリブン方式のシミュレーションを採用することにより、複数の建設機械の挙動を比較的簡易な構成でリアルタイムにシミュレートすることができる。【００１９】
請求項５の発明によれば、走路に設定された複数のイベントノード間の通行規制及び通行量をそれぞれ考慮して、より正確なシミュレーション結果を得ることができる。【００２０】
請求項６の発明によれば、累積負荷算出手段は、所定の部品に関する累積負荷と稼働時間との関係を算出するため、部品の寿命を時間情報で示すことができる。【００２１】
請求項７の発明によれば、寿命算出手段は、所定の部品について予め設定されている標準寿命と累積負荷算出手段による算出結果とに基づいて、所定の部品の寿命を予測算出することができる。【００２２】
請求項８の発明によれば、比較的簡易な構成で、シミュレーション結果に基づく累積負荷と稼働情報に基づく累積負荷との誤差が少なくなるように算出アルゴリズムを修正することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明の一実施形態に係る建設機械のメンテナンス支援システムを実現するためのコンピュータ端末のブロック図。
【図２】生産条件の入力画面を示す図。
【図３】走路条件の入力画面を示す図。
【図４】コースの一例を示す図。
【図５】機械条件の入力画面を示す図。
【図６】フリート条件の入力画面を示す図。
【図７】区間時間の入力画面を示す図。
【図８】シミュレーション条件の入力画面を示す図。
【図９】機械経費の入力画面を示す図。
【図１０】通常シミュレーション結果における個別機械経費の表示画面を示す図。
【図１１】通常シミュレーション結果におけるフリート機械経費の表示画面を示す図。
【図１２】通常シミュレーション結果におけるまとめの表示画面を示す図。
【図１３】アニメーションの再生画面を示す図。
【図１４】シミュレーションから保守契約までの流れを示すフローチャート。
【図１５】累積負荷の演算テーブルを示す図。
【図１６】実際の稼動情報に基づく部品寿命算出の流れを示すフローチャート。
【図１７】サイクルタイム頻度マップを示す図。
【図１８】移動距離頻度マップを示す図。
【図１９】運行シミュレーション手段の構成を示す図。
【図２０】イベント処理の詳細を示すフローチャート。
【図２１】図２０に続くイベント処理のフローチャート。
【図２２】累積負荷算出手段の構成を示す図。
【図２３】寿命算出手段の構成を示す図。
【図２４】累積負荷と稼働時間との関係を示す特性図。
【図２５】累積負荷比較手段の構成を示す図。
【図２６】負荷算出アルゴリズム変更手段の構成を示す図。
【図２７】建設機械のメンテナンス支援システムの別の構成例を示すブロック図。
【符号の説明】
【００２４】
１…建設機械のメンテナンス支援システム、３…建設機械、５…コンピュータ端末、６…車載コントローラ、７…データ収集コントローラ、８…各種センサ、９…衛星通信モデム、１０…コンピュータ端末、１０Ａ…サーバコンピュータ、１１…演算処理装置、１２…運行シミュレーション手段、１２Ａ…建設機械データベース、１３…累積負荷算出手段、１４…寿命算出手段、１５…累積負荷比較手段、１６…負荷算出アルゴリズム変更手段、１７…記憶手段、１８…シミュレーション結果データベース、１９…部品標準ライフデータベース、２０…データベースサーバ、２１…稼働実績データベース。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
以下、本発明の一実施形態を図面に基づいて説明する。
図１には、本実施形態に係る建設機械のメンテナンス支援システムとしての部品リコメンドシステム１の全体構成が示されている。
【実施例１】
【００２６】
〔システムの概略構成〕
部品リコメンドシステム１は、例えば、鉱山開発等に先立って、建設機械メーカが鉱山開発者である顧客に対し、種々の提案を行うために使用することができる。例えば、建設機械メーカは、本システム１を用いることにより、顧客の生産稼動条件を満足するフリート構成をシミュレーションして提唱することができる。フリート構成とは、ある目的を達成するために編成された建設機械群の構成を意味する。また、建設機械メーカは、本システム１を用いることにより、建設機械購入時の保守契約に必要な部品の保守計画（修理計画、補給手配計画等）に関する情報を、顧客に提示することができる。さらに、鉱山開発開始後においては、建設機械メーカは、本システム１を用いることにより、建設機械の部品の最適交換時期等を予測して保守計画を最新状態に更新することができる。【００２７】
部品リコメンドシステム１の少なくとも一部を構築するためのコンピュータ端末１０には、例えば、汎用のパーソナルコンピュータを用いることができる。例えば、建設機械メーカによるフリート構成の提案段階では、コンピュータ端末１０単独で使用することができる。また、例えば、鉱山の開発開始後にあっては、インターネット等の通信網２を介して、コンピュータ端末１０とメーカ側のデータベースサーバ２０とを接続させることにより、保守計画の見直し作業等を行うことができる。このコンピュータ端末１０については、後段で詳説する。【００２８】
データベースサーバ２０は、建設機械３から稼動情報を取得し、この稼動情報を各機械の稼動実績データベース２１に記憶するための装置である。
建設機械３としては、例えば、鉱山開発現場で稼動するローダあるいは油圧ショベル等の積込機や、ダンプトラックのような運搬機等を挙げることができる。
稼動情報は、通信衛星４および通信網２を介して各機械３からデータベースサーバ２０に直接的に送信することができる。この他、例えば、各機械３から別のコンピュータ端末５に稼働情報をダウンロードさせた後、このコンピュータ端末５から通信網２を介してデータベースサーバ２０に稼働情報を送信できる場合もある。【００２９】
このために、建設機械３には、稼動情報を生成する手段や、生成された稼働情報をデータベースサーバ２０に送信するための手段、あるいは稼働情報をコンピュータ端末５にダウンロードするための手段等の各種の手段が設けられている。
これらの手段は、具体的には、図１６に模式的に示されている。すなわち、建設機械３は、エンジン、トランスミッション、パワーライン、その他の部品（コンポーネント）を制御するための車載コントローラ６を備えている。車載コントローラ６は、各部品からそれぞれ取得した稼働情報をデータ収集コントローラ７に出力する。稼働情報としては、例えばエンジンでいえば燃料消費量、トランスミッションでいえば変速回数等を挙げることができる。【００３０】
さらに、建設機械３には、例えば、エンジンでの回転数、潤滑油温、水温、ブローバイ圧、排気温等を検出したり、トランスミッションでのクラッチ摩耗量、出力トルク、作動油温等を検出する各種センサ８が設けられている。これら各種センサ８からの検出データも稼動情報としてデータ収集コントローラ７に出力される。また、その他の稼動情報としては、例えば、稼動時間、サイクルタイム、移動距離、掘削時間、最高車速などが挙げられる。【００３１】
そして、データ収集コントローラ７で収集された稼動情報は、任意に圧縮することができる。例えば、各稼働情報は、最低値、最高値、平均値のように、統計処理することができる。また、適宜な稼動情報の組み合わせにより、マップやトレンドを構築することができる。このように処理された稼働情報は、衛星通信モデム９から通信衛星４に送信されるか、または端末５にダウンロードされて、前述の稼動実績データベース２１に蓄積されるようになっている。マップの種類等については後述する。【００３２】
〔コンピュータ端末〕
図１に戻って、コンピュータ端末１０は、当該端末１０の動作制御を行うＯＳ（Operating System）上で各種のプログラムを展開させる演算処理装置１１を備えている。ＯＳ上で展開されるプログラムとしては、運行シミュレーション手段１２、累積負荷算出手段１３、寿命算出手段１４、累積負荷比較手段１５、負荷算出アルゴリズム変更手段１６などを挙げることができる。【００３３】
また、コンピュータ端末１０には、前記各プログラム１２〜１６がそれぞれ格納される記憶手段１７の他、運行シミュレーションの結果を蓄積するシミュレーション結果データベース１８、および各部品の設計値などから得られる標準的な寿命が標準ライフ表として蓄積されている部品標準ライフデータベース１９がそれぞれ設けられている。【００３４】
運行シミュレーション手段１２は、顧客が提示した生産条件に加え、例えば、現場での走路条件、機械条件、フリート条件、区間時間、シミュレーション条件等の生産稼動条件を任意に選定して建設機械３の運転・作業状況のシミュレーションを行う機能を有している。このシミュレーションの結果、推奨する建設機械３にかかる個別の経費、フリート全体での建設機械３にかかる経費、フリートでの建設機械３の作業時間や休止時間をまとめたシミュレーション結果を得ることができる。さらに、シミュレーション結果に基づいて、各建設機械３の運行状況をアニメーション動画で表示させることが可能である。【００３５】
そして、建設機械メーカは、シミュレーションの結果得られた経費の情報に基づいて顧客と商談し、推奨した建設機械の販売を促進させる。つまり、運行シミュレーション手段１２は、鉱山開発等を行おうとする顧客に対し、建設機械メーカの営業ツールとして利用することができる。この運行シミュレーション手段１２によるシミュレーションの具体的な手順については後述する。【００３６】
累積負荷算出手段１３は、顧客との商談段階にあっては、前記シミュレーション結果に基づき、各部品の累積負荷としての苛酷度（シビアリティ）を算出する。そして、累積負荷算出手段１３は、実際の鉱山開発等が開始された後にあっては、建設機械３から取得された実際の稼動情報に基づいて各部品の苛酷度を算出する機能を有している。【００３７】
寿命算出手段１４は、前記累積負荷算出手段１３で算出された苛酷度に基づき、各部品の寿命を予測算出する。この予測算出された寿命は、消耗品や補強部品の最適交換時期を予測するのに用いることができる。さらに、最適交換時期の情報は、修理計画および補強部品の手配計画といった保守計画の立案に利用することができる。そして、保守計画は、顧客との商談段階にあっては、販売する建設機械３の保守契約を結ぶのに有用であり、鉱山開発が開始された後にあっては、保守契約を実際に履行するために利用される。【００３８】
すなわち、本実施形態では、この寿命算出手段１４と累積負荷算出手段１３とにより、個々の部品の苛酷度に応じてその寿命をそれぞれ予測する。そして、本実施形態では、これらの予測された各寿命に基づいて、各部品の交換時期等をそれぞれ決定する。この点で、単に建設機械３の累積稼動時間に応じて部品の交換時期を決定していた従来技術とは異なる。【００３９】
累積負荷比較手段１５は、シミュレーション結果に基づいて算出された苛酷度と、実際の運転・作業状況に即した稼動情報に基づいて算出された苛酷度とを比較する機能を有している。保守計画の対象となる各部品毎に双方の苛酷度をそれぞれ比較することにより、双方の苛酷度が大きく異なる部品を特定することが可能である。そして、建設機械３の稼働前に予測された苛酷度と建設機械３の稼働後に算出される実際の苛酷度とに違いのある部品については、その部品寿命も異なってくるため、保守計画の修正更新が行われる。また、特定の部品における前記各苛酷度間の違いに基づいて、シミュレーション時におけるその部品に関係する生産稼動条件を検証したり、シミュレーション結果あるいは稼動情報から苛酷度をそれぞれ算出する際のアルゴリズムを検証することができる。【００４０】
例えば、ローダのブレーキパッドを一例として挙げる。稼動情報に基づいて算出されたブレーキパッドの苛酷度が、シミュレーションによって予測された苛酷度よりも厳しい結果となった場合には、例えば、シミュレーション時に使用された生産稼動条件が実際の稼働条件とは大きく異なっていたと考えることができる。例えば、積込時のローダの移動速度の値が、シミュレーション時と実際のそれとで大きく異なっている場合である。実際の移動速度がシミュレーション時の入力値よりも大きいと、ブレーキパッドの減り具合も早まるからである。このような比較の結果は、次回のシミュレーションを行う際、より正確な入力値を決定するのに活かされる。【００４１】
ところで、そのような入力値は、予め定められた標準値に基づいて人為的に決められるのであるが、シミュレーション結果あるいは稼動情報から苛酷度を算出するのには、所定の演算式等が用いられる。従って、前述のように、ブレーキパッドの苛酷度の比較結果に違いが生じた場合に、生産稼動条件の検証の結果、人為的に決められた移動速度の入力値が実際の移動速度と略同じであった場合には、その演算式を疑うことになる。【００４２】
そこで、本実施形態では、負荷算出アルゴリズム変更手段１６が設けられている。
負荷算出アルゴリズム変更手段１６は、苛酷度の比較結果に違いを生じた原因が苛酷度を算出する際の演算式にあると判断した場合には、その演算式中の係数等の変更を促す機能を有している。これにより、演算式がより正しい式に修正されることになるから、苛酷度の値も正確になり、ひいては寿命の算出結果、およびこれに基づいて立てられる保守計画の精度も一層向上する。【００４３】
〔シミュレーション手順〕
以下には、図２ないし図１３を参照し、運行シミュレーション手段１２を起動させた際の具体的なシミュレーション手順について説明する。【００４４】
シミュレーション用のプログラムである運行シミュレーション手段１２を起動させると先ず、図２に示すような、生産条件入力画面１２１が端末１０のディスプレイ３１に表示される。この生産条件入力画面１２１では、顧客側が予定している稼動スケジュールおよび目標生産量等の生産計画に関する情報が生産条件として入力される。稼動スケジュールに関する情報としては、例えば、一日当たりの運転時間、修理・整備時間、オペレータの拘束時間、稼動率等を挙げることができる。目標生産量としては、例えば、一時間当たりの目標生産量、一日当たりの目標生産量等を挙げることができる。これら各値の入力は、キーボード・マウス３２によって行うことができる。【００４５】
次の画面としては、走路条件入力画面１２２（図３）が表示される。走路条件入力画面１２２では、例えば、鉱山の土質、建設機械３の作業条件、地形に関する条件が入力される。鉱山の土質としては、例えば、土質名や土質換算係数等を挙げることができる。作業条件としては、例えば、ダンプトラックや積込機の機能率等を挙げることができる。地形としては、例えば、現場標高、走路幅、カーブ半径、制限速度等を挙げることができる。また、地形の各種条件に基づく現場のコースが自動的に作成されるようになっている。走路条件入力画面１２２中の「地形確認」をマウスでクリック等することにより、図４に示すように、別ウインドウで現場のコース１２３が表示されるようになっている。【００４６】
さらに、機械条件入力画面１２４（図５）が表示される。機械条件とは、例えば、建設機械３が使用されるフリート番号、建設機械３として推奨する積込機（ローダ・油圧ショベル）の詳細情報、ダンプトラックの詳細情報等である。機械条件入力画面１２４では、フリートを構成するために推奨される全建設機械３の条件が入力される。また、入力台数を任意に変更することで、様々なフリート構成にてシミュレーションを行うことが可能である。【００４７】
次に表示されるフリート条件入力画面１２５（図６）では、例えば、フリートを構成する積込機およびダンプトラックの初期配置位置や、各積込機がいずれのダンプに対して積込を行うかといった情報、ダンプの各積込機に対する１日当たりの積込回数等がフリート条件として入力される。【００４８】
次の区間時間入力画面１２６（図７）では、例えば、各ダンプトラックの平均速度や区間時間がコースの区間毎にそれぞれ入力される。図７に示すように、平均速度や区間時間は、各区間毎に、往路及び復路のそれぞれについて入力することができる。【００４９】
そして、シミュレーション条件入力画面１２７（図８）が表示される。この画面１２７では、シミュレーションを行う際の各種の条件が入力される。例えば、ダンプトラックにおいては、追い越しの可否を選択することができる。即ち例えば、同一走路を複数のダンプトラックが連なって走行している場合など、高速走行可能なダンプトラックによる低速ダンプトラックの追い越しを許可するのか、または、追い越しを許可せずに連なった状態を維持して走行するのか等を選択する。【００５０】
次の画面としては、機械経費入力画面１２８（図９）が表示される。この画面１２８では、例えば、推奨する建設機械３毎の本体価格や、オペレータ労務費といった機械経費の他、消耗部品のコストを入力する。【００５１】
以上の入力を行った後にシミュレーションを実行すると、通常シミュレーション結果が表示される。シミュレーション結果としては、個別機械経費、フリート機械経費、まとめの画面に分けて表示される。【００５２】
図１０に示す個別機械経費表示画面１２９では、フリートを構成する建設機械３毎の機械損料、運転経費、機械経費、生産コスト等が表示される。図１１に示すフリート機械経費表示画面１３０では、フリート全体での単位時間当たりの機械経費、単位立米当たりの生産コスト、一日当たりの総運搬量、総待ち時間等が表示される。図１２に示すまとめの画面１３１では、排土場での排土量、積込機およびダンプの個々の作業時間および休止時間等が表示される。【００５３】
また、このシミュレーション結果に基づいて、ダンプトラックがどのような動きで現場内のコースを走行するかといったアニメーションを動画表示させることが可能である。このようなアニメーションの再生画面１３２を図１３に示す。本実施形態では、約１時間毎のダンプの動きを任意の再生速度で表示させることが可能である。【００５４】
以上の運行シミュレーションを行うことにより、シミュレーション結果を顧客にアニメーションと共に提示し、建設機械３の販売商談の成立を促す。また、このシミュレーション結果は、部品の苛酷度および寿命を予測するのに用いられ、最終的には顧客との保守契約を結ぶ際の情報を得るためのツールとして使用される。以下には、シミュレーションから保守契約までの流れを図１４のフローチャートをも参照して説明する。【００５５】
〔鉱山開発以前におけるシミュレーションから保守契約までの流れ〕
図１４において、先ず、前述したように、コンピュータ端末１０の運行シミュレーション手段１２により運行シミュレーションを行う。すなわち、走路条件やシミュレーション条件等の現場条件と、機械条件と、生産条件に代表される生産計画とをそれぞれ入力し（ＳＴ１）、運行シミュレーションを実行させる（ＳＴ２）。【００５６】
そして、シミュレーションの結果により得られた個別機械経費、フリート機械経費、およびまとめの情報により、顧客との商談を行う（ＳＴ３）。一方で、シミュレーション結果から各機械３の作業スケジュール、つまり各ダンプトラックの走行スケジュール、および各積込機（ローダ、油圧ショベル）の積込スケジュールもそれぞれ出力される（ＳＴ４〜ＳＴ６）。【００５７】
具体的には、ダンプトラックの走行スケジュールは、例えば、生産稼動条件中の積荷状態での走行時間と距離、空荷での走行時間と距離、待ち時間、燃料消費量、および変速回数等の情報によって決定される。積込機の積込スケジュールは、同様に例えば、生産稼動条件中の積込作業回数と時間、待ち時間、燃料消費量等の情報によって決定される。これらの各スケジュールは、図１に示したシミュレーション結果データベース１８に蓄積されるとともに、必要に応じて端末１０に接続されたプリンタ３３で出力させることも可能である。【００５８】
次いで、それらの走行スケジュール及び積込スケジュールに基づき、累積負荷算出手段１３を起動させて作業負荷度、すなわち苛酷度（シビアリティ）を算出し（ＳＴ７）、各部品の負荷変動を予測するために苛酷度を出力する（ＳＴ８）。【００５９】
ここで、図１５には、一例として、ローダのパワーライン（図１６参照）であるアクスルフレームの苛酷度を算出するための算出テーブル１３３が示されている。累積負荷算出手段１３は、前記積込スケジュールを決定するのに用いられた各情報から「ａ負荷の大きさ」に関する係数、「ｂ偏荷重」に関する係数、および「ｃ負荷頻度」に関する係数、および「ｄ車両重量」に関する係数を所定の演算式によってそれぞれ求め、これらを掛け合わすことで苛酷度を算出する。【００６０】
「ａ負荷の大きさ」に関する係数は、標準的には、例えば、作業内容に応じて軽負荷から重負荷までの間で５段階に分かれており、前記積込スケジュールを実行した場合の係数が累積負荷算出手段１３により演算される。図１５では、顧客Ａのシミュレーション結果による積込スケジュールに基づき、係数として「１．０２５」が演算されたことを示している。【００６１】
「ｂ偏荷重」に関する係数は、例えば、積込を行う対象物の大きさに応じて３段階に分かれている。図１５では、顧客Ａの扱う対象物が中石〜大石の間であり、「ｂ偏荷重」に関する係数として「１．０２５」が演算されたことが示されている。【００６２】
「ｃ負荷頻度」に関する係数は、例えば、サイクルタイムおよび燃費に応じて４段階に分かれている。ダンプトラックへの積み込みサイクルタイムが２５〜４０．５ｓｅｃである顧客Ａの場合では、係数として「１．０」が演算されている。【００６３】
「ｄ車両重量」に関する係数は、積荷状態の車両重量であって、例えば、３段階に分かれている。図１５に示す顧客Ａのローダでは、スタンダードな車両に対し、重量アップとなるバケット改造、ＡＤＤウェイトの装着、タイヤチェーンの装着などが行われており、係数として「１．０５」が算出されている。【００６４】
従って、以上の各係数から、累積負荷算出手段１３は、アクスルフレームの苛酷度を、「ａ×ｂ×ｃ×ｄ」により、「１．１０３」であると算出することになる。なお、前記の算出テーブル１３３は、部品標準ライフデータベース１９に格納されている。【００６５】
図１４に戻り、累積負荷算出手段１３による苛酷度の演算が終了すると、寿命算出手段１４が起動し、所定の演算式に基づいて苛酷度に対応した寿命比を演算する。顧客Ａでいえば、苛酷度「１．１０３」の場合は、寿命比が「９０」％であると算出される（図１５参照）。これは、標準の寿命に比して１０％寿命が短いことを意味する。【００６６】
そして、寿命算出手段１４は、その寿命比に基づいて各部品の標準ライフとの突き合わせを行う（ＳＴ９）。この際に用いられる標準ライフ表１９１，１９２も、部品標準ライフデータベース１９に格納されている。これにより、寿命比９０％とされたアクスルフレームの具体的な寿命が日数等で算出される。また、算出された寿命は、各部品毎にそれぞれ出力される（ＳＴ１０）。【００６７】
この後、算出された寿命日数を参照して、消耗品や補給部品の最適交換時期を予測するとともに（ＳＴ１１）、この予測結果に基づいて修理計画および補給手配計画等の保守計画を立案し、この保守計画に基づいて保守契約を締結する。この保守計画は、上述のように算出された寿命に基づくことになるため、単純に稼働時間に基づいて立案される保守計画よりも精度が高い。【００６８】
締結後は、その保守計画に基づいて保守契約を履行する。ただし、本実施形態では、建設機械３から逐一稼働情報を取得することができる。従って、鉱山開発の開始後にあっては、その稼働情報に基づいて部品の実際の苛酷度を予測算出して、より実態に即した寿命を求めるとともに、必要に応じて保守計画を見直し、最新の保守計画に則って保守業務を行うことができる。稼働情報に基づいて保守計画を見直すことにより、シミュレーションによる保守計画との間で多少のずれが生じるが、保守計画の精度が一層向上することになるため、突発的な異常がより発生しにくくなる。以下には、鉱山開発の開始以後における部品の寿命算出の流れを図１６をも参照して説明する。【００６９】
〔鉱山開発開始後における部品寿命算出の流れ〕
図１６に示すように、各建設機械３の稼動情報が所定時間毎に逐一稼動実績データベース２１に蓄積される（ＳＴ２１）。稼動情報は、前述したように、マップ形式に変換されていることが多い。複数の稼動情報の組み合わせにより形成されるマップとしては、以下のものがある。【００７０】
すなわち、積載量頻度マップ、サイクルタイム頻度マップ、移動距離頻度マップ、掘削時間頻度マップ、エンジン負荷マップ、トランスミッションでの係合回数頻度マップ、変速前の車速頻度マップ、変速頻度−Ｒ／Ｆ速度回数マップ、ロード＆キャリー時のトルク−回転数マップ、入力トルク−滑り率マップ、Ｍ／Ｃクラッチ熱負荷マップ等である。【００７１】
これらのうち、例えば、ローダでのアクスルフレームの苛酷度を演算するのに必要なマップは、サイクルタイム頻度マップ、移動距離頻度マップ、積載量頻度マップ、および掘削時間頻度マップである。参考として、図１７にサイクルタイム頻度マップ１３４を、図１８に移動距離頻度マップ１３５（移動距離Ｌ１についてのみ）をそれぞれ示した。【００７２】
図１６に戻って、累積負荷算出手段１３は、各マップの情報に基づく作業負荷度、すなわち苛酷度を演算し（ＳＴ２２）、算出された苛酷度を各部品の負荷変動予測のために出力する（ＳＴ２３）。なお、苛酷度の演算に必要な演算テーブルは、図１５に示したものと同じである。【００７３】
累積負荷算出手段１３による苛酷度の演算が終了すると、シミュレーション時の処理と同様に、寿命算出手段１４が起動し、所定の演算式に基づいて苛酷度に対応した寿命比を演算する。そして、寿命算出手段１４は、その寿命比に基づいて各部品の標準ライフとの突き合わせを行う（ＳＴ２４）。これにより、アクスルフレームの実際の稼動状況に即した具体的な寿命が日数等で算出される。また、算出された寿命は、各部品毎にそれぞれ出力される（ＳＴ２５）。【００７４】
この後、算出された寿命日数を参照して消耗品や補給部品の最適交換時期を予測するとともに（ＳＴ１６）、この予測がシミュレーション時の予測と異なる場合には、修理計画および補給手配計画等の保守計画を修正更新し、最新のものとして精度を一層高めることが可能である。【００７５】
以上により、鉱山開発開始後においては、建設機械３の実際の運転状況や作業状況に即した各部品の苛酷度が算出され、この苛酷度に基づいてその寿命が算出される。このため、この寿命に基づいて保守計画を最新状態に更新すれば、異常が生じる前に、部品の手配や交換といった保守業務を行うことができる。【００７６】
ところで、ＳＴ２３で算出された苛酷度が、シミュレーション時の苛酷度と大きく違う場合も考えられる。そこで、本実施形態では、シミュレーション時の苛酷度をＳＴ２４の段階で入力し（ＳＴ２７）、累積負荷比較手段１５を起動させ、各苛酷度の比較を行うようにしている（ＳＴ２８）。【００７７】
この結果、各苛酷度に大きな違いがあり、この違いがシミュレーション時の生産稼動条件の入力値に起因して生じたと判断された場合、この相違は、次回のシミュレーションを行う際に活かされるようにフィードバックされる。これにより、次回のシミュレーション時には、より適切な入力値が決定、入力されるようにする。これに対して、各苛酷度の相違が、シミュレーション時の苛酷度の演算式に起因して生じたと判断された場合は、負荷算出アルゴリズム変更手段１６が起動し、演算式中の係数等の変更を促す（ＳＴ２９）。これにより、次回のシミュレーション時には、より正確な演算式で苛酷度が演算されるようになり、部品寿命の算出結果の信頼性が増す。【００７８】
このような本実施形態によれば、以下の効果がある。
（１）すなわち、部品リコメンドシステム１では、鉱山開発等の開始以前にあっては、生産稼動条件に基づいて建設機械３の運転・作業状況をシミュレーションした後に、その運転・作業状況に応じた部品毎の過酷度を算出し、このような累積負荷に基づいて各部品の寿命をより正確に予測算出することができる。このため、従来のように、単なる稼動時間に基づいていずれの部品を保守するかといった保守計画を立てる場合に比較して、部品寿命を予測してより精度のよい保守計画を立てることができる。従って、予想した寿命よりも早い段階で、突発的な部品異常が発生する可能性を少なくすることができる。この結果、当初の保守計画に基づいて、部品を鉱山開発現場に計画的に搬入すればよいから、航空便を利用する必要がなく、船便による輸送で足り、輸送経費を大幅に削減できる。【００７９】
（２）さらに、本実施形態では、部品の保守計画の精度を改善できるため、予期せぬ部品交換の発生を低減することができる。従って、顧客との保守契約を履行するにあたっては、保守計画から大きく外れた作業を行う可能性が少なくなり、保守作業の作業性を向上させることができ、保守コストを低減することができる。【００８０】
（３）本実施形態では、鉱山開発開始後にあっては、建設機械３の実際の稼動情報に基づいて部品毎の苛酷度を所定時間毎に予測算出し、このような苛酷度に基づいて各部品の最新の寿命を算出可能である。このため、最新の寿命の予測に基づいて保守計画をより精度のよいものに更新でき、船便によるタイムリーな部品の輸送をより確実に行える。【００８１】
（４）本実施形態では、建設機械３が稼動する以前のシミュレーションによって算出された苛酷度と実際の苛酷度とが、何らかの理由で相違する場合には、累積負荷比較手段１５が起動してこれを判断する。そして、負荷算出アルゴリズム変更手段１６により、シミュレーション時の苛酷度を演算するための演算式を変更することができるため、次回のシミュレーションの精度をより向上させることができ、保守計画の精度もさらに向上させてより適切な保守契約を交わすことができる。
【実施例２】
【００８２】
上述した実施形態のより詳細な具体例を以下に説明する。まず、図１９は、運行シミュレーション手段１２の具体的な構成例を示す。運行シミュレーション手段１２は、上述の通り、生産稼働条件及び各建設機械３の仕様に基づいて、各建設機械３の挙動をシミュレートする。【００８３】
以下の例では、例えば、積込場と廃土場との間を複数のダンプトラックが往復する場合を説明する。即ち、積込場においては、ローダがダンプトラックに土砂や鉱石等を積み込ませる。土砂等を満載したダンプトラックは、走路を通って廃土場に移動し、廃土場で土砂等を排出させる。空荷となったダンプトラックは、走路を通って、積込場に戻り、再び土砂等が積み込まれるのを待機する。【００８４】
積込場では、先着のダンプトラックへの積み込みが完了するまで待ち時間が生じる。同様に、廃土場でも、先着のダンプトラックの廃土が完了するまで待ち時間が生じる。さらに、走行中の場合、通行規制等による渋滞等が発生し、待ち時間を生じる。運行シミュレーション手段１２は、上述のようにモデル化された仮想的な生産現場空間において、各建設機械３の挙動をイベントドリブン方式でシミュレートする。【００８５】
図１９中に符号PEで示すように、生産稼働条件には、フリート条件と、現場条件と、走路条件とが含まれている。フリート条件には、例えば、そのフリートを構成する各種建設機械３の機種及び台数の情報が含まれる。現場条件には、例えば、建設機械３が使用される生産現場の標高や気温等の情報が含まれる。走路条件には、例えば、積込場の設置数、廃土場の設置数、積込場と廃土場との間の走路の距離、走路の勾配、カーブの位置、通行規制（一方通行か否か）等の情報が含まれる。【００８６】
建設機械データベース１２Ａには、各種建設機械３の仕様に関する情報が記憶されている。仕様情報としては、例えば、一回あたりの作業量、搬送量、大きさ、移動速度等を挙げることができる。【００８７】
運行シミュレーション手段１２の作動について説明する。まず、運行シミュレーション手段１２は、シミュレーション時間を初期化する（ＳＴ３１）。シミュレーション時間は、例えば、一日の操業時間または予定生産量に達するまでの時間として設定することができる。なお、シミュレーション時間は、実時間よりも早く変化させることができるため、現実世界における一日分の挙動変化を短時間のうちにシミュレート可能である。【００８８】
次に、運行シミュレーション手段１２は、初期状態を設定する（ＳＴ３２）。初期状態の設定としては、例えば、各建設機械３の初期位置及び状態の設定、各積込場の待ち行列の設定、各廃土場の待ち行列の設定、走路上の各ノードの待ち行列の設定等を挙げることができる。なお、各待ち行列の設定には、その行列を処理するための時間（積込時間や廃土時間等）を含めることができる。【００８９】
後述のように、シミュレーション空間内において、積込場と廃土場とを結ぶ走路上には、複数のノードを設定することができる。ノードは、例えば、直線路からカーブに変化する地点や、双方向通行路から一方通行に変化する地点等のように、走路の環境が変化する地点に設定することができる。また、ノードは、例えば、１マイル毎、１０キロメートル毎のように、所定距離毎に設定することもできる。さらに、距離と走路環境の変化点とを組み合わせて設定することもできる。【００９０】
次に、運行シミュレーション手段１２は、積込場の待ち行列の先頭にあるダンプトラックについて、積込作業を開始させる（ＳＴ３３）。つまり、運行シミュレーション手段１２は、その先頭のダンプトラックについて、所定の積込時間のカウントを開始し、カウントアップした場合には、積込終了イベントを発生させる（ＳＴ３３）。
シミュレーション開始直後は、その先頭のダンプトラックへの積込時間が経過するまで、イベントは発生しない。先頭のダンプトラックについて積込時間が経過すると、そのダンプトラックに関して「積込終了イベント」が発生する。積込を終えたダンプトラックは、所定の走路を通行しながら、廃土場へ向けて移動する。積込場で待機しているダンプトラックの列は１台分だけ短くなり、次のダンプトラックへの積込が開始される。このように、運行シミュレーション手段１２は、各ダンプトラックの挙動をそれぞれ並行的にシミュレートすることができる。各オブジェクト（建設機械３）の挙動は、イベントドリブン方式に基づいて進められる。つまり、あるイベントの発生は、このイベントに続く別のイベントのトリガとなり、順序よく進行していく。【００９１】
イベントの発生が検出されると（ST34:YES）、運行シミュレーション手段１２は、その発生したイベントに応じた処理を行う（ＳＴ３５）。イベント処理の詳細は、さらに後述する。そして、運行シミュレーション手段１２は、シミュレーション空間内における時刻情報と共に各ダンプトラックのイベントを、シミュレーション結果データベース１８に記録させる（ＳＴ３６）。【００９２】
運行シミュレーション手段１２は、シミュレーション時間を進行させ（ＳＴ３７）、各ダンプトラックの位置及び状態をそれぞれ更新させる（ＳＴ３８）。運行シミュレーション手段１２は、例えば、シミュレーション空間内の時間を所定の単位時間（例えば、１０分間）だけ進行させ、この時間進行に応じて各ダンプトラックのシミュレーション空間内の位置及び状態をそれぞれ更新させる。状態としては、例えば、「積込待ち状態」、「廃土場への往路走行中状態」、「走行中の待ち状態」、「廃土待ち状態」、「積込場への復路走行中状態」等を挙げることができる。【００９３】
運行シミュレーション手段１２は、シミュレーションを終了させるか否かを判定する（ＳＴ３９）。例えば、シミュレーション開始時に設定された予定の時間に到達した場合や、目標生産量に到達した場合等には、シミュレーションを終了させる。また、手動操作によって中止が命じられた場合も、シミュレーションを終了させることができる。
シミュレーションの開始直後には、積込場で待機していたダンプトラックに次々に土砂等が積み込まれて、積込終了イベントが続々と発生する。積込を終えたダンプトラックは、それぞれ順番に走行を開始し、これにより、走路上の各ノードでは別のイベントがそれぞれ発生する。そして、各ダンプトラックは、廃土場にそれぞれ到着して、廃土待ちの行列に加わり、廃土を終えると積込場へ向けて移動を開始する。【００９４】
図２０，図２１に基づいて、イベント処理の詳細を説明する。イベント処理では、発生したイベントの種類を判別し、各イベントの種類に応じて所定の処理を行う。
積込終了イベントが発生した場合（ST41:YES）、運行シミュレーション手段１２は、積込場の待ち行列を一つずつ進めると共に、その待ち行列の先頭に位置するダンプトラックについて積込時間の演算（カウント）を開始させる（ＳＴ４２）。積込時間が経過すると、そのダンプトラックの状態は「積込待ち状態」から「積込終了状態」に遷移し、積込終了イベントが発生する。なお、積込場の待ち行列とは、積込機による所定量の土砂等の積込を待つための行列である。各ダンプトラックの最大積載量は、その機種によって相違する。【００９５】
次に、運行シミュレーション手段１２は、積込終了イベントが発生したダンプトラックについての処理を行う（ＳＴ４３）。つまり、運行シミュレーション手段１２は、積込を終えたダンプトラックについて、目標の廃土場を設定し、その廃土場までの走行ルートを選択する（ＳＴ４３）。さらに、運行シミュレーション手段１２は、その走行ルート上の最初のノードに到達するまでの走行パターンや、変速回数、走行時間等をそれぞれ算出する（ＳＴ４３）。走行パターンとしては、例えば、加減速状態の時間変化を挙げることができる。
以上のように、積込終了イベントが発生した場合は、積込場で待機する別のダンプトラックに関する処理（ＳＴ４２）と、その積込終了イベントを発生させたダンプトラックに関する次のイベントへの開始処理（ＳＴ４３）とをそれぞれ実行する。【００９６】
順番は前後するが、次に、積込場到着イベントについて説明する。積込場到着イベントとは、そのダンプトラックに関連づけられた所定の積込場に、そのダンプトラックが到着した場合に発生するイベントである。積込場到着イベントが発生した場合（ＳＴ４４）、運行シミュレーション手段１２は、積込場に到着したダンプトラックを積込場の待ち行列の最後に追加させる（ＳＴ４５）。【００９７】
次に、廃土終了イベントを説明する。廃土終了イベントとは、そのダンプトラックが積載物を廃土場で排出した場合に発生するイベントである。廃土終了イベントが発生した場合（ST46:YES）、運行シミュレーション手段１２は、廃土場の待ち行列を処理し（ＳＴ４７）、続いて、廃土終了イベントを発生させたダンプトラックに関する次のイベントを開始させるための処理を行う（ＳＴ４８）。
即ち、運行シミュレーション手段１２は、廃土場の待ち行列を１つずつ進めると共に、先頭となったダンプトラックについて廃土時間の計測を開始させる（ＳＴ４７）。次に、運行シミュレーション手段１２は、廃土を終えて空荷になったダンプトラックについて、戻るべき積込場及びその積込場への走行ルートをそれぞれ選択する（ＳＴ４８）。また、運行シミュレーション手段１２は、その走行ルート上の最初のノードに到達するまでの走行パターン、変速回数、走行時間等をそれぞれ算出する（ＳＴ４８）。【００９８】
次に、廃土場到着イベントを説明する。廃土場到着イベントとは、そのダンプトラックに関連づけられている廃土場に、そのダンプトラックが到着した場合に発生するイベントである。廃土場到着イベントが発生した場合（ST49:YES）、運行シミュレーション手段１２は、廃土場に到着したダンプトラックを廃土場の待ち行列の最後に追加させる（ＳＴ５０）。
上述した各イベント毎の処理を行うと、イベント処理は終了し、図１９に示した運行シミュレーション処理のメインフローチャートに戻る。【００９９】
図２１は、図２０に続くイベント処理のフローチャートである。ノード到着イベントとは、そのダンプトラックに設定された走行ルート上のノードに到着した場合に発生するイベントである。各ダンプトラックには、往路と復路とでそれぞれ一つずつ走行ルートが設定される。そして、往路及び復路の各走行ルートには、それぞれ少なくとも一つ以上のノードが設定される。【０１００】
ノード到着イベントが発生すると（S51：YES）、運行シミュレーション手段１２は、そのダンプトラックが通過した走路に関する処理（ＳＴ５２〜ＳＴ５５）と、次に通行する走路に関する処理（ＳＴ５６〜ＳＴ６０）とをそれぞれ実行する。【０１０１】
まず、そのノードに到着する直前にダンプトラックの通過した走路が、一方通行路であるか否かを判定する（ＳＴ５２）。一方通行路を走行してそのノードに到着した場合（ST52:YES）、運行シミュレーション手段１２は、そのダンプトラックが通過してきた一方通行路について、占有度を１つ減算させる（ＳＴ５３）。占有度とは、その走路の混雑度（通行量）を示す情報である。走路の占有度が高いほど、その走路を多くのダンプトラックが走行中であり、混雑していることを意味する。【０１０２】
運行シミュレーション手段１２は、その一方通行路の占有度と予め設定されている所定値とを比較し、占有度が所定値未満であるか否かを判定する（ＳＴ５４）。占有度が所定値未満の場合（ST54:YES）、その一方通行路に次のダンプトラックを進入させることができるため、運行シミュレーション手段１２は、その一方通行路の始点における待ち行列を１つずつ進める（ＳＴ５５）。つまり、ノード到着イベントに係るノードよりも１つ手前のノードで待機するダンプトラックのうち、先頭のダンプトラックをその一方通行路に進入させる。【０１０３】
一方、ノード到着イベントに到着する直前に通過した走路が一方通行路ではない場合（ST52:NO）、または、通過した一方通行路の占有度が所定値以上の場合（ST54:NO）、ＳＴ５６に移行する。
運行シミュレーション手段１２は、ノード到着イベントを発生させたダンプトラックが次に走行する走路が一方通行路であるか否かを判定する（ＳＴ５６）。これから走行する走路が一方通行路の場合（ST56:YES）、運行シミュレーション手段１２は、その通過予定の走路の占有度と予め設定されている所定値とを比較し、占有度が所定値以上であるか否かを判定する（ＳＴ５７）。この所定値は、ＳＴ５４で述べた所定値とは異なる値に設定することができる。この所定値は、次の走路に進入可能か否かを判定するための閾値である。【０１０４】
次の走路の占有度が所定値以上の場合（ST57:YES）、運行シミュレーション手段１２は、そのダンプトラックを待ち行列の最後に追加させる（ＳＴ５８）。即ち、次の走路への進入許可を待つダンプトラックの列の最後に、ノード到着イベントを発生させたダンプトラックを追加させる。【０１０５】
これに対し、次の走路の占有度が所定値以上ではない場合（ST57:NO）、運行シミュレーション手段１２は、次の走路の占有度を１つ加算する（ＳＴ５９）。運行シミュレーション手段１２は、ノード到着イベントを発生させたダンプトラックを次の走路に進入させるために、次の走路に関連づけられている占有度を１つ増加させる。【０１０６】
そして、運行シミュレーション手段１２は、現ノードから次ノードまでの走行パターン、変速回数、走行時間等をそれぞれ算出する（ＳＴ６０）。なお、次に走行する走路が一方通行路ではない場合（ST56:NO）、待ち行列の処理等を行う必要がないため、運行シミュレーション手段１２は、ＳＴ６０に移行する。【０１０７】
以上がイベント処理の説明である。上述のように、運行シミュレーション手段１２が使用するシミュレーションモデルでは、各ダンプトラック毎に、積込終了イベント→一つ又は複数のノード到着イベント（往路）→廃土場到着イベント→廃土終了イベント→一つまたは複数のノード到着イベント（復路）→積込場到着イベント→積込終了イベントの順番で、各イベントをそれぞれ複数回ずつ発生させるであろう。
なお、各ダンプトラックの状態に着目すると、例えば、積込待ち状態→積込中状態→積込終了状態→走行中状態→廃土待ち状態→廃土中状態→廃土終了状態→走行中状態→積込待ち状態等のように遷移する。【０１０８】
図２２は、累積負荷算出手段１３の構成例を示す説明図である。上述のように、累積負荷算出手段１３は、運行シミュレーション手段１２によるシミュレーション結果、または、稼働実績データベース２１に蓄積された稼働情報の両方に基づいて、各部品の累積負荷をそれぞれ算出可能である。説明の便宜上、以下の説明では、シミュレーション結果に基づいて算出される値を「予測累積負荷」と、稼働情報に基づいて算出される値を「実累積負荷」とそれぞれ呼ぶ場合がある。なお、以下の説明では、保守対象の所定部品として、ダンプトラックのトランスミッションを例に挙げて説明する。【０１０９】
累積負荷算出手段１３は、累積負荷の算出に際して、稼働時間に初期値を設定する（ＳＴ７１）。そして、累積負荷算出手段１３は、各操業日毎の稼働時間及び変速回数をそれぞれ読み出す（ＳＴ７２）。シミュレーション結果から累積負荷を算出する場合、累積負荷算出手段１３は、シミュレーション結果データベース１８に記憶されたシミュレーション結果から稼働時間及び変速回数をそれぞれ取得する。一方、実際の稼働状況に基づいて累積負荷を算出する場合、累積負荷算出手段１３は、稼働実績データベース２１に記憶された稼働情報から稼働時間及び変速回数をそれぞれ取得する。【０１１０】
次に、累積負荷算出手段１３は、変速回数の累積値を算出し（ＳＴ７３）、稼働時間と変速回数の累積値との関係を保存する（ＳＴ７４）。保存先としては、例えば、記憶手段１７を用いることができる。
累積負荷算出手段１３は、処理対象のデータを全て解析したか否かを判定し（ＳＴ７５）、対象データを全て処理するまでＳＴ７２〜ＳＴ７５のステップを繰り返す。これにより、あるダンプトラックのトランスミッションについて、その累積負荷（累積変速回数）と稼働時間との関係を求めることができる。【０１１１】
図２３は、寿命算出手段１４の構成例を示す説明図である。まず、寿命算出手段１４は、累積負荷算出手段１３により出力された累積負荷と稼働時間との関係を読み込むと共に（ＳＴ８１）、そのトランスミッションに関連づけられている部品標準ライフを部品標準ライフデータベース１９から読み込む（ＳＴ８２）。トランスミッションの部品標準ライフは、「回数値」として設定されている。即ち、累積負荷の次元と部品標準ライフの次元とは一致する。【０１１２】
寿命算出手段１４は、そのトランスミッションに関する最終の累積負荷（ＳＴ８１で取得した値）と部品標準ライフとを比較し、累積負荷が部品標準ライフ以上であるか否かを判定する（ＳＴ８３）。トランスミッションの累積負荷がトランスミッションの部品標準ライフの値以上である場合（ST83:YES）、寿命算出手段１４は、図２４に示すように、稼働時間と累積負荷との特性線を外挿する（ＳＴ８４）。【０１１３】
トランスミッションの累積負荷が、その部品標準ライフ未満である場合（ST83:NO）、寿命算出手段１４は、図２４に示すように、現在の累積負荷が部品標準ライフの示す値に到達するまでの稼働時間を算出する（ＳＴ８５）。【０１１４】
図２５は、累積負荷比較手段１５の構成例を示す説明図である。上述の通り、本実施形態では、事前に与えられた条件の下で行われるシミュレーション結果と、各建設機械３の実際の稼働状況との両方について、累積負荷（苛酷度）をそれぞれ算出する。
このように由来の異なる複数種類の累積負荷を算出可能であるため、同一の部品に関する累積負荷であっても、その値が異なる場合もあり得る。両者の差異が生じる原因としては、例えば、シミュレーションモデルに設定される生産稼働条件の精度が低い場合、累積負荷算出手段１３の使用する算出アルゴリズムの係数の値が最適値に設定されていない場合等を挙げることができる。【０１１５】
累積負荷比較手段１５は、シミュレーション結果に基づく予測累積負荷を取得し（ＳＴ９１）、また、稼働情報に基づく実累積負荷を取得する（ＳＴ９２）。次に、累積負荷比較手段１５は、両方の累積負荷に共通する最大の値CLを求める（ＳＴ９３）。続いて、累積負荷比較手段１５は、予測累積負荷が共通の最大値CLになるときの稼働時間ｔｓ（ＳＴ９４）と、実累積負荷が共通の最大値CLになるときの稼働時間ｔｒ（ＳＴ９５）とを、それぞれ求める。【０１１６】
そして、累積負荷比較手段１５は、各稼働時間ｔｓ，ｔｒに基づいて、修正用の比率RL（RL＝（CL/tr）/（CL/ts）＝ts/tr）を算出する（ＳＴ９６）。この比率RLは、予測累積負荷よりも実累積負荷の方がRL倍大きいことを示す。RLが大きくなるほど、その部品を備えた建設機械３は、想定された通常状態の使用条件よりも厳しい状況下で使用されていることを意味する。【０１１７】
なお、実際には、累積負荷と稼働時間との特性線は、直線とはならず、曲線を描くが、本実施形態では、一例として、平均傾きで比率RLを簡易的に求める場合を述べた。これに限らず、より精密に両累積負荷の相違を算出してもよい。但し、本実施形態のように、累積負荷と稼働時間との特性線を直線とみなして簡易的に比率RLを求めることにより、比率RLを簡単に得ることができる。従って、例えば、保守対象部品をそれぞれ複数ずつ備えた建設機械３が多数存在するような場合でも、比較的短時間で修正用の比率RLを求めることができる。【０１１８】
図２６は、負荷算出アルゴリズム変更手段１６の構成例を示す説明図である。負荷算出アルゴリズム変更手段１６は、累積負荷比較手段１５によって算出された比率RLを取得する（ＳＴ１００）。そして、負荷算出アルゴリズム変更手段１６は、累積負荷算出手段１３に対し、シミュレーションから得られた負荷に比率RLを乗算して累積負荷を算出させるように、設定する（ＳＴ１０１）。
【実施例３】
【０１１９】
図２７は、本発明のシステムの別の構成例を示すブロック図である。この例では、コンピュータ１０Ａをサーバとして構成し、他のコンピュータ端末５からのリクエストに応じて、応答を返すようになっている。【０１２０】
コンピュータ端末５は、例えば、建設機械メーカや販売代理店のセールスエンジニア、あるいはメンテナンス要員等によって操作されるクライアント端末である。この端末５は、通信網２を介して、サーバコンピュータ１０Ａに接続可能である。端末５は、例えば、ウェブブラウザ５１を搭載しており、このウェブブラウザ５１を介して、サーバコンピュータ１０Ａとの間で情報を交換する。例えば、携帯電話や携帯情報端末、ハンドヘルドコンピュータ等のようなモバイル端末をクライアント端末５として利用可能である。【０１２１】
なお、本実施例では、メンテナンス支援処理の多くをサーバコンピュータ１０Ａ上で処理する場合を例に挙げる。しかし、これに限らず、例えば、ウェブブラウザ５１に一つまたは複数のプラグインソフトウェアを実装し、サーバコンピュータ１０Ａと端末５とでメンテナンス処理を協働処理する構成でもよい。【０１２２】
サーバコンピュータ１０Ａは、通信網２を介して、各建設機械３及び端末５とそれぞれ通信可能に接続される。サーバコンピュータ１０Ａは、例えば、運行シミュレーション手段１２と、累積負荷算出手段１３と、寿命算出手段１４と、累積負荷比較手段１５と、負荷算出アルゴリズム変更手段１６と、記憶手段１７と、シミュレーション結果データベース（図２７中「DB」と略記）１８と、部品標準ライフデータベース１９と、稼働実績データベース２１と、建設機械データベース１２Ａとを備えて構成することができる。
なお、サーバコンピュータ１０Ａは、単一のコンピュータである必要はなく、複数のサーバコンピュータを連携させて構築することもできる。【０１２３】
サーバコンピュータ１０Ａは、上述のように、入力された生産稼働条件に基づいて建設機械群の挙動をシミュレートし、各建設機械３の有する複数の部品について、それぞれの累積負荷を予測する。また、サーバコンピュータ１０Ａは、各建設機械３から収集された稼働情報に基づいて、実際の累積負荷を算出する。そして、サーバコンピュータ１０Ａは、保守対象部品の寿命を予測する。サーバコンピュータ１０Ａは、累積負荷の算出アルゴリズムを自律的に修正して、予測精度を自動的に改善することができる。【０１２４】
端末５は、通信網２を介してサーバコンピュータ１０Ａにアクセスすることにより、例えば、サーバコンピュータ１０Ａに生産稼働条件を入力してシミュレーションを行わせることができる。シミュレーション結果に基づく予測寿命等の情報は、通信網２を介して、サーバコンピュータ１０Ａから端末５に送信される。また、端末５は、サーバコンピュータ１０Ａにアクセスすることにより、稼働情報に基づく累積負荷の情報等をサーバコンピュータ１０Ａから得ることもできる。
部品寿命の予測等を行うための各種データベース１２Ａ，１８，１９，２１をサーバコンピュータ１０Ａで一元的に管理するため、データベースの保守も容易である。【０１２５】
なお、本発明は、前記実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を達成できる他の構成等を含み、以下に示すような変形等も本発明に含まれる。
例えば、前記実施形態の部品リコメンドシステム１では、コンピュータ端末１０が運行シミュレーション手段１２を備えており、鉱山開発以前の段階で部品の苛酷度を演算し、その寿命を算出して精度のよい保守計画を立案できるようになっていたが、そのような運行シミュレーション手段１２が設けられていない場合でも本発明に含まれる。つまり、実際の建設機械３の運転・作業状況に即した稼動情報に基づいて部品の苛酷度が演算されるだけでも、より正確な部品寿命を算出でき、これに基づいて保守計画を随時更新すれば、保守計画を精度のよいものにできるからである。
しかしながら、運行シミュレーション手段１２を備えていることで、精度のよい保守計画による正確な保守契約を締結できるという効果があるため、運行シミュレーション手段１２を設けることが望ましい。【０１２６】
反対に、前記実施形態での累積負荷算出手段１３は、シミュレーション結果に応じた苛酷度と、実際の稼動情報に基づいた苛酷度との両方を演算可能に設けられていたが、シミュレーション結果に応じた苛酷度のみを算出できる場合でも本発明に含まれる。このような場合でも、従来に比べれば十分に精度のよい保守計画を立案できるため、部品に異常が生じる前に部品の手配や交換等を行うことができる。
ただし、実際の稼動情報に基づいた苛酷度を算出することにより、シミュレーションにより求めた苛酷度が何らかの理由で違っていた場合でも、前者の苛酷度に応じて保守計画を見直すことができ、部品に異常が生じる前に手配、交換等を行うことができるため、稼動情報に基づいても苛酷度を算出可能に設けることが望ましい。【０１２７】
前記実施形態では、鉱山開発を例にとって実施形態を説明したが、これに限定されず、建設現場や土木現場等、任意の現場で稼動する建設機械に本発明のシステムを適用することができる。稼働現場が海外である必要もない。さらには、建設機械としても、ローダ、油圧ショベル、ダンプトラックに限らず、ブルドーザ、グレーダ、破砕機等、いずれの建設機械であってもよい。
【産業上の利用可能性】
【０１２８】
本発明の建設機械のメンテナンス支援システムは、交換部品の輸送を伴う現場で稼動する各種の建設機械に適用できる。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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