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JP7285196B2 - WORKING MACHINE PARTS DETERIORATION ESTIMATION SYSTEM AND WORKING MACHINE PARTS DETERIORATION ESTIMATION METHOD - Google Patents
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WORKING MACHINE PARTS DETERIORATION ESTIMATION SYSTEM AND WORKING MACHINE PARTS DETERIORATION ESTIMATION METHOD Download PDF

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本発明は、作業機械の部品劣化推定システム及び作業機械の部品劣化推定方法に関し、特に環境要因に起因した部品の劣化状況を推定する作業機械の部品劣化推定システム及び作業機械の部品劣化推定方法に関する。 TECHNICAL FIELD The present invention relates to a work machine parts deterioration estimation system and a work machine parts deterioration estimation method, and more particularly to a work machine parts deterioration estimation system and a work machine parts deterioration estimation method for estimating the state of deterioration of parts caused by environmental factors. .

建設機械のような屋外で稼動する作業機械は、国内外の様々な環境で稼動・待機している。例えば沿岸の塩害環境、工業地帯の酸害環境、高温高湿環境等の厳しい環境で稼動・待機している作業機械では、腐食等の環境劣化によって部品が早期に故障することが予想される。 Working machines that operate outdoors, such as construction machines, operate and stand by in various environments both in Japan and overseas. For example, in working machines that operate or stand by in harsh environments such as salt-damaged coastal environments, acid-damaged environments in industrial areas, and high-temperature and high-humidity environments, it is expected that parts will fail early due to environmental deterioration such as corrosion.

具体的には、作業機械は、一箇所の作業現場に留まり稼動する場合もあるが、通常では様々な現場に移動しながら稼動・待機して場合が多い。稼動時において内燃機関により雰囲気温度が高温になるので、シリンダのような可動部では環境からの付着物(例えば塵埃)が取り除かれることが想定される。一方、待機時(すなわち、非稼動時)には雰囲気温度は季節によって結露環境になること、可動部では環境からの付着物が堆積固着して環境劣化による不具合の原因となることが想定される。このため、腐食を含む環境劣化によって部品が早期に故障する事例が生じている。 Specifically, a working machine may operate while staying at one work site, but in most cases, it operates and stands by while moving to various sites. Since the ambient temperature becomes high due to the internal combustion engine during operation, it is assumed that attachments (for example, dust) from the environment are removed from moving parts such as cylinders. On the other hand, during standby (i.e., non-operating), the ambient temperature may become a dewy environment depending on the season, and it is assumed that deposits from the environment will accumulate and adhere to the moving parts, causing problems due to environmental degradation. . For this reason, there have been cases of premature failure of parts due to environmental degradation including corrosion.

このような環境劣化の影響による故障を防止し、作業機械を長期にわたり安定して稼動させるためには、部品の劣化状況を推定して部品交換時期を適切に提案することが考えられる。 In order to prevent failures due to the effects of such environmental deterioration and to operate the work machine stably for a long period of time, it is conceivable to estimate the deterioration state of parts and appropriately propose the parts replacement timing.

そこで、例えば特許文献1に記載された電線の腐食をセンサなしで推定する電線劣化推定方法を、作業機械の部品の腐食推定に適用することが考えられる。より具体的には、特許文献1の電線劣化推定方法では、公開環境データを活用して、腐食要因である塩化物付着量をシミュレーションに基づき塩分到達マップを作成することにより正確な塩化物付着量を推定し、推定した結果に基づいて電線の塩分付着による腐食劣化を定量化し、電線の寿命を評価している。従って、このような方法を用いて作業機械の部品の腐食を推定し、推定した状況に応じて部品の交換を行うことで作業機械を安定した稼動を図ることが考えられる。 Therefore, it is conceivable to apply the wire deterioration estimation method for estimating wire corrosion without a sensor described in Patent Document 1, for example, to corrosion estimation of parts of working machines. More specifically, in the electric wire deterioration estimation method of Patent Document 1, an accurate chloride adhesion amount is created by creating a salt arrival map based on a simulation of the chloride adhesion amount, which is a corrosion factor, by utilizing open environmental data. , and based on the estimated results, quantify the corrosion deterioration due to salt adhesion of the wire, and evaluate the life of the wire. Therefore, it is conceivable to use such a method to estimate the corrosion of the parts of the working machine, and to replace the parts according to the estimated situation, thereby stably operating the working machine.

特許第5008733号公報Japanese Patent No. 5008733

しかし、上述の電線劣化推定方法は、建設機械のように稼動と非稼動を繰り返す作業機械に対する考慮がなされていないため、作業機械の部品腐食推定に適用するのは不向きであるという問題がある。すなわち、作業機械の場合は、国内外の様々な環境で稼動・待機しており、場所ごとに周囲環境が変化するため、電線の事例と異なり常時環境データを収集する必要がある。このため、上述の電線劣化推定方法を作業機械の部品の腐食推定に適用するのは難しい。 However, the wire deterioration estimation method described above does not take into consideration working machines such as construction machines that repeatedly operate and stop working. In other words, in the case of work machines, they operate and stand by in various environments both in Japan and overseas, and the surrounding environment changes from place to place. Therefore, it is difficult to apply the wire deterioration estimation method described above to estimation of corrosion of parts of working machines.

本発明は、このような従来技術の問題点を解決するためになされたものであり、その目的は、稼動と非稼動を繰り返す作業機械に対して、環境要因に起因した部品の劣化状況を推定し、適切な部品交換又はメンテナンス等の対策を講じることで、作業機械の安定した稼動を実現することにある。 The present invention has been made to solve the problems of the prior art, and its purpose is to estimate the state of deterioration of parts caused by environmental factors for a working machine that repeats operation and non-operation. The purpose is to realize stable operation of the work machine by taking measures such as appropriate parts replacement or maintenance.

本発明に係る作業機械の部品劣化推定システムは、作業機械の部品の劣化状況を推定する作業機械の部品劣化推定システムであって、作業機械の非稼働日直前の作業日報にある作業機械の位置における環境データを記憶する環境データ記憶部と、前記環境データ記憶部に記憶された環境データに基づいて作業機械の部品の劣化量を算出する劣化量演算部と、前記劣化量演算部により算出された部品の劣化量に基づいて部品の使用可能期間を算出する使用可能期間演算部と、を備えることを特徴としている。 A work machine part deterioration estimation system according to the present invention is a work machine part deterioration estimation system for estimating the deterioration state of a work machine part, wherein the position of the work machine in the work daily report immediately before the non-operating day of the work machine. an environmental data storage unit that stores environmental data in the environment data storage unit; a deterioration amount calculation unit that calculates the amount of deterioration of parts of the working machine based on the environmental data stored in the environmental data storage unit; and a usable period calculator for calculating the usable period of the part based on the deterioration amount of the part.

本発明に係る作業機械の部品劣化推定システムでは、劣化量演算部は環境データ記憶部に記憶された環境データに基づいて作業機械の部品の劣化量を算出し、使用可能期間演算部は劣化量演算部により算出された部品の劣化量に基づいて部品の使用可能期間を算出する。このようにすることで、作業機械の移動場所ごとの環境データに基づいて部品の劣化状況を推定することが可能となるので、稼動と非稼動を繰り返す作業機械に対して、環境要因に起因した部品の劣化状況を推定することができる。その結果、推定した劣化状況に応じて適切な部品交換又はメンテナンス等の対策を講じることができるので、作業機械の安定した稼動を実現することができる。 In the work machine component deterioration estimation system according to the present invention, the deterioration amount calculation unit calculates the deterioration amount of the work machine component based on the environmental data stored in the environmental data storage unit, and the usable period calculation unit calculates the deterioration amount. The usable period of the part is calculated based on the deterioration amount of the part calculated by the calculation unit. By doing so, it is possible to estimate the state of deterioration of parts based on the environmental data for each location where the work machine is moved. It is possible to estimate the state of deterioration of parts. As a result, appropriate countermeasures such as replacement of parts or maintenance can be taken according to the estimated state of deterioration, so that stable operation of the work machine can be realized.

本発明によれば、稼動と非稼動を繰り返す作業機械に対して、環境要因に起因した部品の劣化状況を推定し、適切な部品交換又はメンテナンス等の対策を講じることで、作業機械の安定した稼動を実現することができる。 According to the present invention, for a work machine that repeats operation and non-operation, the state of deterioration of parts caused by environmental factors is estimated, and appropriate measures such as replacement of parts or maintenance are taken, thereby stabilizing the work machine. operation can be realized.

実施形態に係る作業機械の部品劣化推定システムの構成を示す概略図である。1 is a schematic diagram showing the configuration of a component deterioration estimation system for a work machine according to an embodiment; FIG. 管理サーバの構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of a management server. 実施形態に係る作業機械の部品劣化推定方法を示すフロー図である。FIG. 2 is a flow chart showing a method for estimating deterioration of parts of a work machine according to an embodiment; 図3中のステップS1の詳細を示すフロー図である。FIG. 4 is a flowchart showing the details of step S1 in FIG. 3; 部品劣化データ記憶部に記憶された部品劣化データの一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the components deterioration data memorize|stored in the components deterioration data memory|storage part. 図3中のステップS2の詳細を示すフロー図である。FIG. 4 is a flowchart showing details of step S2 in FIG. 3; 使用期間記憶部に記憶された使用期間情報の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the usage period information memorize|stored in the usage period memory|storage part. 図3中のステップS3の詳細を示すフロー図である。FIG. 4 is a flowchart showing the details of step S3 in FIG. 3; 環境データ記憶部に記憶された環境データの一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the environmental data memorize|stored in the environmental data storage part. 図3中のステップS4の詳細を示すフロー図である。FIG. 4 is a flowchart showing details of step S4 in FIG. 3; 図3中のステップS5の詳細を示すフロー図である。FIG. 4 is a flowchart showing the details of step S5 in FIG. 3; 推定データの一例である、使用可能期間と腐食量との関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship between usable period and corrosion amount which is an example of estimated data. 報知装置の設置例を示すモニタの正面図である。It is a front view of the monitor which shows the installation example of an alerting|reporting apparatus. 累積故障確率と劣化量との関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship between cumulative failure probability and deterioration amount. 生存率と使用可能期間との関係を示す図である。FIG. 4 is a diagram showing the relationship between survival rate and usable period; 生存率と劣化量との関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship between a survival rate and deterioration amount.

以下、図面を参照して本発明に係る作業機械の部品劣化推定システムの実施形態について説明する。下記の説明において、説明の煩雑を避けるために、「作業機械の部品劣化推定システム」を「部品劣化推定システム」、「作業機械の部品劣化推定方法」を「部品劣化推定方法」と省略する場合がある。 An embodiment of a component deterioration estimation system for a work machine according to the present invention will be described below with reference to the drawings. In the following explanation, in order to avoid complication of the explanation, "system for estimating parts deterioration of working machine" is abbreviated as "system for estimating parts deterioration of working machine" and "method for estimating parts deterioration of working machine" is abbreviated as "method for estimating parts deterioration". There is

図1は実施形態に係る作業機械の部品劣化推定システムの構成を示す概略図である。本実施形態の部品劣化推定システム1は、屋外での稼動又は非稼動に伴って環境要因に起因した作業機械の部品劣化状況を推定し、推定した結果を作業員、サービス員、ユーザなどに知らせるシステムである。図1に示すように、部品劣化推定システム1は、主に、作業機械(ここでは油圧ショベル)2と、作業機械2と通信可能な通信衛星3と、通信衛星3と通信可能な基地局4と、回線網5を介して接続されたユーザ端末6、携帯端末7及び管理サーバ10とを備えている。 FIG. 1 is a schematic diagram showing the configuration of a component deterioration estimation system for a work machine according to an embodiment. The parts deterioration estimation system 1 of the present embodiment estimates the parts deterioration state of a working machine caused by environmental factors during outdoor operation or non-operation, and notifies the estimated results to workers, service personnel, users, and the like. System. As shown in FIG. 1, a parts deterioration estimation system 1 mainly includes a working machine (hydraulic excavator in this case) 2, a communication satellite 3 capable of communicating with the working machine 2, and a base station 4 capable of communicating with the communication satellite 3. , a user terminal 6 , a portable terminal 7 and a management server 10 which are connected via a line network 5 .

作業機械2は、製造業者(メーカー)の工場から出荷され、土木作業、建設作業、解体作業、浚渫作業等が行われる作業現場において所定のユーザ(例えば、作業機械の所有者やレンタル契約者)に使用されている。作業機械2には、通信衛星3と通信するための通信アンテナが配置されている。また、作業機械2は、機械識別装置11、稼動検出装置12及び現在位置取得装置13を備えている(図2参照)。 The work machine 2 is shipped from the factory of the manufacturer (manufacturer), and is used by a predetermined user (for example, the owner of the work machine or a rental contractor) at a work site where civil engineering work, construction work, demolition work, dredging work, or the like is performed. used for A communication antenna for communicating with a communication satellite 3 is arranged on the working machine 2 . The work machine 2 also includes a machine identification device 11, an operation detection device 12, and a current position acquisition device 13 (see FIG. 2).

機械識別装置11は、作業機械2を識別するものである。例えば、機械識別装置11は、作業機械2の機種や製造番号等に基づいて作業機械2の識別を行い、作業機械2に対応する機械情報(A)を抽出する。なお、機種としては、例えばE01、E02、E03…等のようなものである。 The machine identification device 11 identifies the working machine 2 . For example, the machine identification device 11 identifies the work machine 2 based on the model, serial number, etc. of the work machine 2 and extracts machine information (A) corresponding to the work machine 2 . The models are, for example, E01, E02, E03, and so on.

稼動検出装置12は、作業機械の稼動情報を記録する作業日報を取得し、作業日報から稼動情報(B)を検出する。また、この稼動検出装置12は、作業日報の有無により作業機械が稼動しているか又は待機しているかを判定する。 The operation detection device 12 acquires a daily work report that records the operation information of the work machine, and detects the operation information (B) from the daily work report. The operation detection device 12 also determines whether the work machine is in operation or on standby based on the presence or absence of the daily work report.

現在位置取得装置13は、稼動検出装置12で取得した作業日報が欠如する日を非稼動日とし、該非稼動日の直前の作業日報にある作業機械2の現在位置情報を取得するものである。すなわち、現在位置取得装置13は、非稼動日があった場合に、その非稼動日の直前の作業日報にある作業機械における地図上の現在位置情報(C)を取得するものであり、GPS(全地球測位システム)等を用いることができる。現在位置取得装置13としてGPSを用いる場合には、GPSを作業機械2に配置することにより、地図上の現在位置情報を取得することができる。 The current position acquisition device 13 sets a day on which the daily work report acquired by the operation detection device 12 is missing as a non-working day, and acquires the current position information of the work machine 2 in the daily work report immediately before the non-working day. That is, when there is a non-working day, the current position acquisition device 13 acquires the current position information (C) on the map of the work machine in the work daily report immediately before the non-working day. Global Positioning System) or the like can be used. When a GPS is used as the current position acquisition device 13, the current position information on the map can be acquired by arranging the GPS on the work machine 2. FIG.

そして、作業機械2は、機械識別装置11で識別した機械情報(A)、稼動検出装置12で検出した稼動情報(B)及び現在位置取得装置13で取得した現在位置情報(C)を、通信衛星3、基地局4及び回線網5を介して管理サーバ10に送信することができる。 The work machine 2 communicates the machine information (A) identified by the machine identification device 11, the operation information (B) detected by the operation detection device 12, and the current position information (C) acquired by the current position acquisition device 13. It can be transmitted to management server 10 via satellite 3 , base station 4 and line network 5 .

管理サーバ10は、部品劣化推定システム1を構成するメインのコンピュータであり、作業機械2のメーカーの本社、支社、工場、或いは管理センタに設置されている。この管理サーバ10は、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憶した二次記憶装置としての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されており、記憶されたプログラムの実行によって部品劣化量の算出、部品劣化量の更新、部品の使用可能期間の算出、部品の交換又はメンテナンスの要否判定、報知装置19への駆動等を行う。 The management server 10 is a main computer that constitutes the parts deterioration estimation system 1 and is installed in the head office, branch office, factory, or management center of the manufacturer of the work machine 2 . The management server 10 includes a CPU (Central Processing Unit) that executes calculations, a ROM (Read Only Memory) as a secondary storage device that stores programs for calculations, and storage of calculation progress and temporary control variables. It is composed of a microcomputer combined with a RAM (Random Access Memory) as a temporary storage device for storing , and by executing the stored program, the amount of deterioration of parts is calculated, the amount of deterioration of parts is updated, and parts can be used. Calculation of the period, determination of necessity of parts replacement or maintenance, driving of the notification device 19, and the like are performed.

図2は管理サーバの構成を示すブロック図である。図2に示すように、管理サーバ10は、主に、サーバ内記憶領域20、劣化部品判定部21、使用期間演算部22、劣化量演算部23、劣化量更新部24、使用可能期間演算部25及び交換メンテナンス判定部26を備えている。そして、サーバ内記憶領域20は、使用期間記憶部14と、部品劣化データ記憶部15と、環境データ記憶部16と、積算劣化量記憶部17と、推定データ記憶部18とを有する。 FIG. 2 is a block diagram showing the configuration of the management server. As shown in FIG. 2, the management server 10 mainly includes an internal server storage area 20, a deteriorated component determination unit 21, a usage period calculation unit 22, a deterioration amount calculation unit 23, a deterioration amount update unit 24, and a usable period calculation unit. 25 and a replacement/maintenance determination unit 26 . The intra-server storage area 20 includes a usage period storage section 14 , a component deterioration data storage section 15 , an environment data storage section 16 , an integrated deterioration amount storage section 17 , and an estimated data storage section 18 .

使用期間記憶部14は、稼動検出装置12からの稼動情報に基づき、作業機械の使用期間として作業機械の稼動開始日から現時点までの非稼動日数を記憶する。非稼動日数は、上述したように作業日報が欠如する日に基づいて定められている。また、使用期間記憶部14は、非稼動日数のほか、稼動日数またはカレンダ日数等を記憶しても良い。そして、使用期間記憶部14は、例えば記憶した使用期間の情報を使用期間情報(D)として使用期間演算部22に出力する。 Based on the operation information from the operation detection device 12, the usage period storage unit 14 stores the non-operating days from the operation start date of the work machine to the current time as the usage period of the work machine. The non-operating days are determined based on the days when the daily work report is missing as described above. In addition, the usage period storage unit 14 may store the number of days of operation, the number of calendar days, or the like, in addition to the number of non-operating days. Then, the usage period storage unit 14 outputs, for example, the stored usage period information to the usage period calculation unit 22 as usage period information (D).

部品劣化データ記憶部15は、機械識別装置11で識別した作業機械に関連する部品について、その劣化データを環境劣化に起因した部品交換が起こり易い順に記憶する。また、部品劣化データ記憶部15は、環境劣化を起こし易い部品の材質も記憶する。そして、部品劣化データ記憶部15は、例えば記憶した部品劣化のデータ(E)を劣化部品判定部21又は劣化量演算部23に出力する。 The parts deterioration data storage unit 15 stores the deterioration data of the parts related to the work machine identified by the machine identification device 11 in the order of likelihood of part replacement due to environmental deterioration. The parts deterioration data storage unit 15 also stores materials of parts that are likely to cause environmental deterioration. Then, the component deterioration data storage unit 15 outputs, for example, the stored component deterioration data (E) to the deteriorated component determination unit 21 or the deterioration amount calculation unit 23 .

環境データ記憶部16は、作業機械の非稼働日直前の作業日報にある作業機械の位置における環境データを記憶するものである。すなわち、環境データ取得部16は、現在位置取得装置13で取得した作業機械の現在位置での環境データを記憶するものである。環境データには、外気の温度、相対湿度、二酸化硫黄付着量または二酸化硫黄濃度、塩化物付着量または海岸線からの距離等が含まれている。図示しないが、この環境データ記憶部16は、気象庁や環境省等で公開されている環境データベースに接続する手段と、公開データベースから入手した環境データを管理サーバ10で対応できる値に換算する手段も含まれている。そして、環境データ記憶部16は、例えば記憶した環境データ(F)を劣化量演算部23に出力する。なお、本実施形態では、作業機械2に各センサを設置して、外気の温度、相対湿度、二酸化硫黄付着量または二酸化硫黄濃度、塩化物付着量等を直接測定し、測定した各データを環境データ記憶部16に記憶させてもよい。 The environmental data storage unit 16 stores the environmental data at the position of the working machine in the daily work report immediately before the non-operating day of the working machine. That is, the environmental data acquisition unit 16 stores environmental data at the current position of the work machine acquired by the current position acquisition device 13 . Environmental data includes ambient air temperature, relative humidity, sulfur dioxide deposition or sulfur dioxide concentration, chloride deposition or distance from shoreline, and the like. Although not shown, the environmental data storage unit 16 also has means for connecting to environmental databases published by the Meteorological Agency, the Ministry of the Environment, etc., and means for converting environmental data obtained from the public databases into values that can be handled by the management server 10. include. Then, the environment data storage unit 16 outputs the stored environment data (F) to the deterioration amount calculation unit 23, for example. In this embodiment, each sensor is installed in the working machine 2 to directly measure the outside air temperature, relative humidity, sulfur dioxide adhesion amount or sulfur dioxide concentration, chloride adhesion amount, and the like. It may be stored in the data storage unit 16 .

積算劣化量記憶部17は、作業機械の稼動開始日から現時点までの部品の劣化量データ、例えば劣化量の平均値や積算値を記憶する。積算劣化量記憶部17は、例えば記憶した劣化量データ(G)として劣化量更新部24に出力する。また、積算劣化量記憶部17は、部品の交換履歴情報に基づいて該当部品の劣化量を更新できるようになっている。例えばアームシリンダが交換された場合、積算劣化量記憶部17は、アームシリンダに関する劣化量を初期値(例えばゼロ)に戻すように構成されている。 The integrated deterioration amount storage unit 17 stores deterioration amount data of parts from the operation start date of the work machine to the present time, for example, an average value or an integrated value of the deterioration amount. The integrated deterioration amount storage unit 17 outputs the deterioration amount data (G) stored, for example, to the deterioration amount updating unit 24 . Further, the accumulated deterioration amount storage unit 17 can update the deterioration amount of the corresponding part based on the exchange history information of the part. For example, when the arm cylinder is replaced, the integrated deterioration amount storage unit 17 is configured to return the deterioration amount regarding the arm cylinder to an initial value (for example, zero).

推定データ記憶部18は、部品の劣化推定(例えば、部品の使用可能期間の算出)に用いる各データを記憶するものである。推定データには、部品の過去の故障データに基づいて予め作成された使用可能期間と劣化量との関係、累積故障確率と劣化量との関係、生存率と使用可能期間との関係、又は生存率と劣化量との関係等が含まれている。これらの関係は図、式または表の形で推定データ記憶部18に記憶されている。そして、この推定データ記憶部18は、記憶した推定データ(H)を使用可能期間演算部25に出力する。 The estimated data storage unit 18 stores each data used for estimating the deterioration of parts (for example, calculating the usable period of parts). The estimated data includes the relationship between the usable period and the amount of deterioration created in advance based on the past failure data of the part, the relationship between the cumulative failure probability and the amount of deterioration, the relationship between the survival rate and the usable period, or the survival rate. It includes the relationship between the rate and the amount of deterioration. These relationships are stored in the estimated data storage unit 18 in the form of diagrams, formulas or tables. The estimated data storage unit 18 then outputs the stored estimated data (H) to the usable period calculation unit 25 .

なお、使用可能期間に関わる関係式または表では平均劣化量が使用され、累積故障確率や生存率に関わる関係式または表では積算劣化量が使用される。使用可能期間と劣化量(ここでは、腐食量)との関係の例として、例えば図12に示すものがある。図12に示す関係を利用して、腐食量から使用可能期間を求めることができる。 Note that the average amount of deterioration is used in the relational expression or table relating to the usable period, and the cumulative amount of deterioration is used in the relational expression or table relating to the cumulative failure probability and survival rate. An example of the relationship between the usable period and the amount of deterioration (here, the amount of corrosion) is shown in FIG. Using the relationship shown in FIG. 12, the usable period can be obtained from the corrosion amount.

一方、累積故障確率と劣化量との関係の例として、例えば図14に示すものがある。図14に示す関係を利用して、劣化量から累積故障確率を求めることができる。更に、劣化量をパラメータにする生存率と使用可能期間との関係の例として、例えば図15に示すものがある。図15に示す関係を利用して、劣化量と生存率から使用可能期間を求めることができる。更に、生存率と劣化量との関係の例として、例えば図16に示すものがある。図16に示す関係を利用して、劣化量から生存率を求めることができる。 On the other hand, an example of the relationship between the cumulative failure probability and the amount of deterioration is shown in FIG. 14, for example. Using the relationship shown in FIG. 14, the cumulative failure probability can be obtained from the amount of deterioration. Furthermore, FIG. 15 shows an example of the relationship between the survival rate and the usable period in which the amount of deterioration is used as a parameter. Using the relationship shown in FIG. 15, the available period can be obtained from the amount of deterioration and the survival rate. Furthermore, an example of the relationship between the survival rate and the amount of deterioration is shown in FIG. 16, for example. Using the relationship shown in FIG. 16, the survival rate can be obtained from the amount of deterioration.

劣化部品判定部21は、部品劣化データ記憶部15からの部品劣化データ(E)に基づいて部品の劣化状況を判定する。使用期間演算部22は、使用期間記憶部14からの使用期間情報(D)に基づいて使用期間の積算を行う。 The deteriorated parts determination unit 21 determines the deterioration state of parts based on the parts deterioration data (E) from the parts deterioration data storage unit 15 . The usage period calculator 22 adds up the usage period based on the usage period information (D) from the usage period storage unit 14 .

劣化量演算部23は、環境データ記憶部16に記憶された環境データ(F)(例えば、外気の温度、相対湿度、二酸化硫黄付着量または二酸化硫黄濃度、塩化物付着量)に基づいて作業機械の部品の劣化量を算出する。劣化量更新部24は、劣化量演算部23で算出した劣化量と、積算劣化量記憶部17からの劣化量データ(G)(例えば、過去の劣化量の平均値又は積算値)とを用いて劣化量を更新する。また、劣化量更新部24は、更新した劣化量を積算劣化量記憶部17に記憶させる。 The deterioration amount calculation unit 23 determines the working machine based on the environmental data (F) stored in the environmental data storage unit 16 (for example, the temperature of the outside air, the relative humidity, the sulfur dioxide adhesion amount or sulfur dioxide concentration, and the chloride adhesion amount). Calculate the amount of deterioration of the parts. The deterioration amount update unit 24 uses the deterioration amount calculated by the deterioration amount calculation unit 23 and the deterioration amount data (G) from the accumulated deterioration amount storage unit 17 (for example, the average value or accumulated value of past deterioration amounts). to update the amount of deterioration. Further, the deterioration amount updating unit 24 causes the accumulated deterioration amount storage unit 17 to store the updated deterioration amount.

使用可能期間演算部25は、劣化量演算部23により算出された部品の劣化量に基づいて部品の使用可能期間を算出する。より具体的には、使用可能期間演算部25は、推定データ記憶部18からの推定データ(H)(例えば、使用可能期間と劣化量との関係、累積故障確率と劣化量との関係、生存率と使用可能期間との関係、生存率と劣化量との関係)を利用し、劣化量演算部23で算出し更に劣化量更新部24で更新した劣化量から部品の使用可能期間を算出する。 The usable period calculation unit 25 calculates the usable period of the component based on the deterioration amount of the component calculated by the deterioration amount calculation unit 23 . More specifically, the usable period calculation unit 25 calculates the estimated data (H) from the estimated data storage unit 18 (for example, the relationship between the usable period and the amount of deterioration, the relationship between the cumulative failure probability and the amount of deterioration, relationship between survival rate and usable period, relationship between survival rate and amount of deterioration), the usable period of the component is calculated from the amount of deterioration calculated by the deterioration amount calculation unit 23 and further updated by the deterioration amount updating unit 24. .

交換メンテナンス判定部26は、使用可能期間演算部25で算出した部品の使用可能期間と使用期間記憶部14からの使用期間情報(D)とを比較し、部品の交換又はメンテナンスが必要か否か(言い換えれば、部品交換時期又はメンテナンス時期に達したか否か)を判定する。そして、部品交換時期又はメンテナンス時期に達したと判定した場合、交換メンテナンス判定部26は報知装置19に対して駆動信号を出力する。 The replacement/maintenance determining unit 26 compares the usable period of the part calculated by the usable period calculating unit 25 with the usable period information (D) from the usable period storage unit 14, and determines whether the part needs to be replaced or maintained. (In other words, whether it is time to replace parts or maintenance) is determined. Then, when it is determined that the parts replacement time or maintenance time has come, the replacement/maintenance determination unit 26 outputs a drive signal to the notification device 19 .

報知装置19としては、ランプ、ブザーまたはモニタのような表示装置等を用いることができる。図13は報知装置19の設置例を示す図である。例えば、点灯時に劣化量の積算値が所定の値に達したことを示すランプ33が、水温計31及び燃料計32とともにモニタ30に設定されている。作業員または管理者は、ランプ33を見ることにより、消灯時にはまだメンテナンス時期または部品交換時期に達していないことを知ることができ、点灯時にはメンテナンス時期または部品交換時期に達したことを知ることができる。これによって、作業機械の故障や寿命の低下を未然に防止することができる。また、報知装置19として表示装置を用いる場合には、その画面上にメンテナンス状態・時期を表示させることができる。 As the notification device 19, a lamp, a buzzer, a display device such as a monitor, or the like can be used. FIG. 13 is a diagram showing an installation example of the notification device 19. As shown in FIG. For example, a lamp 33 indicating that the integrated value of the amount of deterioration has reached a predetermined value when lit is set on the monitor 30 together with the water temperature gauge 31 and the fuel gauge 32 . By looking at the lamp 33, the worker or manager can know that the time for maintenance or parts replacement has not yet been reached when the lamp is turned off, and can know that the time for maintenance or parts replacement has been reached when the lamp is lit. can. As a result, it is possible to prevent the work machine from malfunctioning and shortening its life. Further, when a display device is used as the notification device 19, the maintenance state/time can be displayed on the screen.

更に、交換メンテナンス判定部26の判定結果は、回線網5を介してユーザ側のユーザ端末6と、サービス員側の携帯端末7にそれぞれ送信され、ユーザとサービス員に知らせる。このようにすれば、作業機械2のユーザはユーザ端末6を介し、サービス員は携帯端末7を介して部品の交換時期又はメンテナンス時期をそれぞれ容易に把握することができる。そして、部品の交換又はメンテナンスが必要の場合、サービス員は迅速に部品の交換又はメンテナンスを行うことができるので、作業機械2の安定した稼動を実現することが可能になる。なお、携帯端末7としては、例えばスマートフォン、タブレット端末、携帯電話、PDA(Personal Data Assistant)などが挙げられる。 Further, the determination result of the replacement/maintenance determining unit 26 is transmitted to the user terminal 6 on the user side and the mobile terminal 7 on the service staff side via the line network 5 to notify the user and the service staff. In this way, the user of the working machine 2 can easily grasp the replacement timing of the parts or the maintenance timing via the user terminal 6 and the service staff via the portable terminal 7, respectively. When parts need to be replaced or maintained, the service personnel can quickly replace the parts or perform maintenance, so that the working machine 2 can be operated stably. Examples of the mobile terminal 7 include a smart phone, a tablet terminal, a mobile phone, and a PDA (Personal Data Assistant).

以下、図3に基づいて部品劣化推定システム1を用いた部品劣化推定方法を説明する。図3は作業機械の部品劣化推定方法を示すフロー図である。なお、図3に示すフロー図の詳細フローを図4、6、8、10、11に示す。 A method of estimating component deterioration using the component deterioration estimating system 1 will be described below with reference to FIG. FIG. 3 is a flowchart showing a method for estimating deterioration of parts of a working machine. 4, 6, 8, 10, and 11 show the detailed flow of the flow chart shown in FIG.

まず、ステップS1では、管理サーバ10は、機械情報(A)の取り込み及び部品劣化データ(E)の取り込みを行う。具体的には、図4に示すように、管理サーバ10は、機械識別装置11から出力された機械情報(A)の取り込み(ステップS11参照)を行った後、部品劣化データ記憶部15にアクセスして、先に取り込まれた機械情報(A)と部品劣化データ記憶部15に記憶された部品劣化データ(E)とを照合する(ステップS12参照)。次に、管理サーバ10は、機械情報(A)に対応する部品劣化情報を抽出し(ステップS13参照)、予め順序付けした環境劣化の可能性のある部品(例えば部品1、部品2)の情報を取り込む(ステップS14参照)。 First, in step S1, the management server 10 takes in machine information (A) and parts deterioration data (E). Specifically, as shown in FIG. 4, the management server 10 acquires the machine information (A) output from the machine identification device 11 (see step S11), and then accesses the parts deterioration data storage unit 15. Then, the previously acquired machine information (A) is collated with the parts deterioration data (E) stored in the parts deterioration data storage unit 15 (see step S12). Next, the management server 10 extracts the part deterioration information corresponding to the machine information (A) (see step S13), and extracts the information of the parts (for example, part 1 and part 2) that have the possibility of environmental deterioration ordered in advance. Take in (see step S14).

図5は部品劣化データ記憶部に記憶された部品劣化データの一例を示す図である。図5に示すように、部品劣化データ記憶部15には、例えば機種E01に対応する環境劣化の可能性のある部品としてE11、E12等が、機種E02に対応する環境劣化の可能性のある部品としてE21、E22等が、機種E03に対応する環境劣化の可能性のある部品としてE31、E32等が、それぞれ記憶されている。なお、図5では環境劣化の可能性のある部品の上位2種(すなわち、劣化レベル1及び劣化レベル2)を例として示したが、その数に制限はない。また、環境劣化の可能性のある部品のデータには、その材質が記載されている。 FIG. 5 is a diagram showing an example of component deterioration data stored in a component deterioration data storage unit. As shown in FIG. 5, the part deterioration data storage unit 15 stores, for example, E11, E12, etc. as parts that may cause environmental deterioration corresponding to the model E01, and parts that may cause environmental deterioration corresponding to the model E02. E21, E22, etc., are stored as parts E21, E22, etc., which correspond to the model E03, and E31, E32, etc., are stored as parts that may be subject to environmental deterioration corresponding to the model E03. In FIG. 5, the top two types of parts that are likely to deteriorate due to the environment (that is, deterioration level 1 and deterioration level 2) are shown as an example, but there is no limit to the number of parts. In addition, the material is described in the data of parts that may be subject to environmental degradation.

ステップS1に続くステップS2では、稼動情報(B)の取り込み及び使用期間情報(D)の算出が行われる。具体的には、図6に示すように、管理サーバ10は、作業機械が稼動している日に送信される作業日報を稼動検出装置12から取得することにより、作業機械の稼動情報(B)を取り込む(ステップS21参照)。次に、管理サーバ10は、作業日報の有無によりその日の稼動の有無を判定する(ステップS22参照)。 In step S2 following step S1, operation information (B) is taken in and usage period information (D) is calculated. Specifically, as shown in FIG. 6, the management server 10 obtains from the operation detection device 12 the daily work report transmitted on the day the work machine is in operation, thereby obtaining the operation information (B) of the work machine. (see step S21). Next, the management server 10 determines whether there is an operation for that day based on whether there is a daily work report (see step S22).

次に、使用期間演算部22は、使用期間情報(D)の算出を行う。具体的には、使用期間演算部22は、図7に示すように作業日報がある日は使用期間記憶部14に稼動あり情報と稼動時間をそれぞれ加算し、作業日報がない日は稼動なし情報と稼動時間ゼロをそれぞれ加算する。これによって、稼動日と非稼動日のデータがそれぞれ作成される(ステップS23参照)。更に、使用期間演算部22は、作業機械の稼動開始日から現時点までのカレンダ日数(すなわち、全期間)、稼動日数(すなわち、稼動期間)、非稼動日数(すなわち、非稼動期間)をそれぞれ算出(すなわち、加算)し、算出した結果を使用期間記憶部14に記憶させる(ステップS24参照)。 Next, the usage period calculator 22 calculates usage period information (D). Specifically, as shown in FIG. 7, the usage period calculation unit 22 adds the operating information and the operating hours to the usage period storage unit 14 on days when there is a daily work report, and adds information on non-operation on days when there is no daily work report. and zero running time are added respectively. As a result, data for working days and non-working days are created (see step S23). Furthermore, the period-of-use computing unit 22 calculates the number of calendar days (that is, the entire period), the number of operating days (that is, the operating period), and the number of non-operating days (that is, the non-operating period) from the operation start date of the work machine to the present time. (that is, addition), and the calculated result is stored in the usage period storage unit 14 (see step S24).

ステップS2に続くステップS3では、現在位置情報(C)の取り込み及び環境データ(F)の取り込みが行われる。具体的には、図8に示すように、現在位置取得装置13は、稼動検出装置12から取得した作業日報が欠如する日を非稼動日とし、該非稼動日の直前の作業日報にある作業機械の位置情報を取得し、作業機械の地図上の現在位置情報(C)を取得し、管理サーバ10に出力する。管理サーバ10は、出力された現在位置情報(C)を取り込む(ステップS31参照)。 In step S3 following step S2, current position information (C) and environment data (F) are captured. Specifically, as shown in FIG. 8, the current position acquisition device 13 sets a day on which the daily work report acquired from the operation detection device 12 is absent as a non-working day, and determines the number of working machines listed in the daily work report immediately before the non-working day. , the current position information (C) of the work machine on the map is obtained and output to the management server 10 . The management server 10 takes in the output current location information (C) (see step S31).

次に、管理サーバ10は、環境データ記憶部16にアクセスして、先に取り込まれた現在位置情報(C)と環境データ記憶部16に記憶された環境データ(F)とを照合し(ステップS32参照)、現在位置情報(C)に対応する環境データ(F)を取り込む(ステップS33参照)。これによって、環境データ(F)に含まれる温度データ、相対湿度データ、硫黄酸化物付着量データ、塩化物付着量データがそれぞれ取り込まれる(ステップS34参照)。なお、ステップS32~S34は、特許請求の範囲に記載の「環境データ取り込みステップ」に相当するものである。 Next, the management server 10 accesses the environmental data storage unit 16 and compares the previously captured current position information (C) with the environmental data (F) stored in the environmental data storage unit 16 (step S32), and the environmental data (F) corresponding to the current position information (C) is taken in (step S33). As a result, the temperature data, relative humidity data, sulfur oxide adhesion amount data, and chloride adhesion amount data included in the environment data (F) are fetched (see step S34). It should be noted that steps S32 to S34 correspond to the "environmental data capturing step" described in the claims.

図9は環境データ記憶部に記憶された環境データの一例を示す図である。図9に示すように、環境データ記憶部16には、例えば現在位置F01,F02,F03,…にそれぞれ対応する温度データF11,F12,F13,…、相対湿度データF21,F22,F23,…、硫黄酸化物付着量データF31,F32,F33,…、塩化物付着量データF41,F42,F43,…がそれぞれ記憶されている。なお、これらのデータは、時間平均値、日平均値、月平均値等複数のデータとして記憶されてもよい。 FIG. 9 is a diagram showing an example of environmental data stored in the environmental data storage unit. As shown in FIG. 9, the environmental data storage unit 16 stores temperature data F11, F12, F13, . . . , relative humidity data F21, F22, F23, . Sulfur oxide adhesion amount data F31, F32, F33, . . . and chloride adhesion amount data F41, F42, F43, . Note that these data may be stored as a plurality of data such as an hourly average value, daily average value, and monthly average value.

ステップS3に続くステップS4では、劣化量演算部23は劣化量の算出を行う。このステップS4は、特許請求の範囲に記載の「劣化量演算ステップ」に相当するものである。具体的には、図10に示すように、劣化量演算部23は、まず上記ステップで取り込まれた温度データ、相対湿度データ、硫黄酸化物付着量データ、塩化物付着量データを読み出す(ステップS41参照)。次に、劣化量演算部23は、作業機械の可動部の主要構造材である金属材料の劣化量(ここでは、炭素鋼の腐食量)について、温度データ、相対湿度データ、硫黄酸化物付着量データ、塩化物付着量データに基づいて算出する(ステップS42参照)。 In step S4 following step S3, the deterioration amount calculator 23 calculates the deterioration amount. This step S4 corresponds to the "degradation amount calculation step" described in the claims. Specifically, as shown in FIG. 10, the deterioration amount calculation unit 23 first reads out the temperature data, the relative humidity data, the sulfur oxide adhesion amount data, and the chloride adhesion amount data acquired in the above step (step S41). reference). Next, the deterioration amount calculation unit 23 calculates the deterioration amount of the metal material (here, the corrosion amount of carbon steel), which is the main structural material of the moving parts of the working machine, by calculating the temperature data, the relative humidity data, and the amount of sulfur oxide adhesion. data and chloride adhesion amount data (see step S42).

炭素鋼の腐食量は、例えば温度データT、相対湿度データRH、二酸化硫黄付着量データPd、塩化物付着量データSdの関数f1(T、RH、Pd、Sd)で求められる。関数f1としては、例えばISO9223規格で定められている。この関数f1を用いて屋外環境での炭素鋼の腐食速度を温度、相対湿度、硫黄酸化物量、塩化物量から算出することができる。 The corrosion amount of carbon steel can be obtained, for example, from a function f1 (T, RH, Pd, Sd) of temperature data T, relative humidity data RH, sulfur dioxide adhesion amount data Pd, and chloride adhesion amount data Sd. The function f1 is defined by the ISO9223 standard, for example. Using this function f1, the corrosion rate of carbon steel in an outdoor environment can be calculated from the temperature, relative humidity, amount of sulfur oxides, and amount of chlorides.

具体的には、暴露1年目の炭素鋼の腐食量(厚み減少量又は侵食度ともいう)rcorr(μm/年)は以下の式(1)で求められる。
corr=1.77・Pd0.52exp(0.020・RH+fSt)+0.102・Sd0.62exp(0.033・RH+0.040・T) 式(1)
Specifically, the amount of corrosion (also referred to as thickness reduction amount or degree of corrosion) r corr (μm/year) of carbon steel after exposure for the first year is obtained by the following formula (1).
r corr =1.77·Pd 0.52 exp(0.020·RH+f St )+0.102·Sd 0.62 exp(0.033·RH+0.040·T) Equation (1)

式(1)において、Tは年平均気温(℃)、RHは年平均相対湿度(%)、Pdは年平均硫黄酸化物付着量(mg/m/日)、Sdは年平均塩化物付着量(mg/m/日)、fStは係数で気温T≦10℃のとき0.150・(T-10)、また気温T>10℃のとき-0.054・(T-10)である。なお、ここでは炭素鋼の腐食を指標としたが、他に亜鉛、銅、ステンレス鋼、アルミニウム等の金属を指標にするのも有効である。 In formula (1), T is the annual average temperature (° C.), RH is the annual average relative humidity (%), Pd is the annual average sulfur oxide adhesion amount (mg/m 2 /day), and Sd is the annual average chloride adhesion. Amount (mg/m 2 /day), f St is a coefficient of 0.150·(T-10) when temperature T≦10°C, and −0.054·(T-10) when temperature T>10°C is. Although corrosion of carbon steel is used as an index here, it is also effective to use metals such as zinc, copper, stainless steel, and aluminum as indices.

ステップS4に続くステップS5では、劣化量の更新及び使用可能期間の算出が行われる。具体的には、図11に示すように、劣化量更新部24は、上記ステップで算出した炭素鋼の腐食量rcorr’を読み出し(ステップS51参照)、更に積算劣化量記憶部17から出力される劣化量データ(G)(すなわち、これまで積算された炭素鋼の腐食量rcorr)を取り込み(ステップS52参照)、取り込んだ腐食量rcorrに読み出した腐食量rcorr’を加算して腐食量の更新を行う(ステップS53参照)。 In step S5 following step S4, the deterioration amount is updated and the usable period is calculated. Specifically, as shown in FIG. 11, the deterioration amount updating unit 24 reads the carbon steel corrosion amount r corr ' calculated in the above step (see step S51), and further outputs from the accumulated deterioration amount storage unit 17 The deterioration amount data (G) (that is, the carbon steel corrosion amount r corr accumulated so far) is taken in (see step S52), and the read corrosion amount r corr is added to the taken in corrosion amount r corr to The amount is updated (see step S53).

次に、使用可能期間演算部25は、推定データ記憶部18から推定データ(H)を取り込み(ステップS54参照)、取り込んだ推定データ(H)に基づき、上記ステップで更新した腐食量rcorrから部品の使用可能期間Tlimitを算出する(ステップS55参照)。上述したように、作業機械の稼動時と比べて非稼動時の方は、環境要因による部品の劣化が生じやすいため、ここでは使用可能期間Tlimitに非稼動期間が用いられる。 Next, the usable period calculation unit 25 acquires the estimated data (H) from the estimated data storage unit 18 (see step S54), and based on the acquired estimated data (H), the corrosion amount r corr updated in the above step The usable period T limit of the part is calculated (see step S55). As described above, parts are more likely to deteriorate due to environmental factors when the work machine is not in operation than when it is in operation.

図12は推定データの一例である、使用可能期間(すなわち、非稼動期間)と腐食量との関係を示す図である。図12に示す使用可能期間と腐食量との関係は、例えば実環境での故障に至るまでの非稼動期間と本方法で算出した腐食量のデータの近似式が採用される。そして、使用可能期間演算部25は、図12に示す使用可能期間と腐食量との関係を利用して、更新した腐食量rcorrから使用可能期間Tlimitを求める。なお、使用可能期間と劣化量との関係は、図12に示す線図のほか、式又は表(マップ)を用いてもよい。 FIG. 12 is a diagram showing a relationship between usable period (that is, non-operating period) and corrosion amount, which is an example of estimated data. For the relationship between the usable period and the corrosion amount shown in FIG. 12, for example, an approximation formula of the non-operating period until failure in the actual environment and the corrosion amount data calculated by this method is adopted. Then, the usable period calculation unit 25 uses the relationship between the usable period and the corrosion amount shown in FIG. 12 to obtain the usable period T limit from the updated corrosion amount r corr . In addition to the diagram shown in FIG. 12, a formula or a table (map) may be used for the relationship between the usable period and the amount of deterioration.

また、推定データ(H)として、上述した使用可能期間と劣化量との関係のほか、生存時間解析等を用いてもよい。すなわち、例えば図14に示す累積故障確率と劣化量との関係、又は図15に示す劣化量をパラメータにする生存率と使用可能期間との関係、或いは図16に示す生存率と劣化量との関係を用いてもよい。このような様々な関係を用いることで、様々な観点から部品の使用可能期間を算出することができるとともに、算出精度の向上を図ることができる。 As the estimated data (H), survival time analysis or the like may be used in addition to the relationship between the usable period and the amount of deterioration described above. That is, for example, the relationship between the cumulative failure probability and the amount of deterioration shown in FIG. 14, the relationship between the survival rate and the usable period with the amount of deterioration shown in FIG. Relations may be used. By using such various relationships, it is possible to calculate the usable period of the component from various viewpoints, and to improve the calculation accuracy.

なお、ステップS5は、特許請求の範囲に記載の「使用可能期間演算ステップ」に相当するものである。 It should be noted that step S5 corresponds to the "usable period calculation step" described in the claims.

ステップS5に続くステップS6では、管理サーバ10は、使用期間情報(D)の取り込みを行う。使用期間情報(D)として、非稼動期間Tnopが採用される。すなわち、本実施形態では、作業機械を構成している様々な交換部品の分析を行い、作業機械が待機している期間が長いほど、環境劣化による部品故障(部品交換)サイクルが早くなることを考慮し、使用期間情報(D)として非稼動期間Tnopを採用した。従って、ステップS6では、管理サーバ10は、使用期間記憶部14から出力された使用期間情報(D)として非稼動期間Tnopを取り込む。なお、非稼動期間は、作業機械が全く稼動しない日は勿論だが、当日の作業機械の稼動時間が1時間以内の場合であっても稼動していない状況とみなし、非稼動日として積算されてもよい。 In step S6 following step S5, the management server 10 retrieves the usage period information (D). A non-operating period T nop is adopted as the usage period information (D). That is, in this embodiment, various replacement parts that make up the working machine are analyzed, and it is found that the longer the waiting period of the working machine, the faster the part failure (part replacement) cycle due to environmental deterioration. Considering this, the non-operating period T nop was adopted as the usage period information (D). Accordingly, in step S6, the management server 10 takes in the non-operating period T nop as the usage period information (D) output from the usage period storage unit 14. FIG. The non-operating period includes not only days when the work machine does not operate at all, but even if the work machine is operated for less than 1 hour on the day, it is considered as a non-operating situation and is counted as a non-operating day. good too.

ステップS6に続くステップS7では、交換メンテナンス判定部26は、非稼動期間Tnopと上記ステップS5で求めた使用可能期間Tlimitとを対比し、非稼動期間Tnopが使用可能期間Tlimitに達しているか否かを判定する。そして、非稼動期間が稼動可能期間に達している(すなわち、Tnop≧Tlimit)と判定した場合、交換メンテナンス判定部26は、報知装置19に駆動信号を出力し(ステップS8参照)、作業員又は管理者に部品の交換又はメンテナンス等を実施するように注意を促す。一方、非稼動期間が使用可能期間に達していない(すなわち、Tnop<Tlimit)と判定した場合、処理はステップS1に戻って上述の各ステップが繰り返される。なお、ここでのステップS7は、特許請求の範囲に記載の「判定ステップ」に相当するものである。 In step S7 subsequent to step S6, the replacement/maintenance determining unit 26 compares the non-operating period T nop with the usable period T limit obtained in step S5, and determines whether the non-operating period T nop reaches the usable period T limit . Determine whether or not Then, when it is determined that the non-operating period has reached the operable period (that is, T nop ≧T limit ), the replacement/maintenance determining unit 26 outputs a drive signal to the notification device 19 (see step S8), It prompts the employee or manager to pay attention to replace parts or carry out maintenance, etc. On the other hand, if it is determined that the non-operating period has not reached the usable period (that is, T nop <T limit ), the process returns to step S1 and the above steps are repeated. Note that step S7 here corresponds to the "determining step" described in the claims.

以上のように構成された部品劣化推定システム1では、劣化量演算部23は環境データ記憶部16に記憶された環境データに基づいて作業機械2の部品の劣化量を算出し、使用可能期間演算部25は劣化量演算部23により算出された部品の劣化量に基づいて部品の使用可能期間を算出する。このようにすれば、作業機械2の移動場所ごとの環境データに基づいて部品の劣化状況を推定することが可能となるため、稼動と非稼動を繰り返す作業機械2に対して、環境要因に起因した部品の劣化状況を推定することができる。その結果、推定した劣化状況に応じて適切な部品交換又はメンテナンス等の対策を講じることができるので、作業機械2の安定した稼動を実現することができる。 In the parts deterioration estimation system 1 configured as described above, the deterioration amount calculation unit 23 calculates the deterioration amount of the parts of the work machine 2 based on the environmental data stored in the environmental data storage unit 16, and calculates the usable period. The part 25 calculates the usable period of the part based on the deterioration amount of the part calculated by the deterioration amount calculation part 23 . In this way, it is possible to estimate the state of deterioration of the parts based on the environmental data for each movement location of the work machine 2. It is possible to estimate the deterioration status of the parts that have been installed. As a result, appropriate countermeasures such as replacement of parts or maintenance can be taken according to the estimated deterioration state, so stable operation of the work machine 2 can be realized.

また、交換メンテナンス判定部26は、使用可能期間演算部25により算出された使用可能期間と使用期間記憶部14に記憶された使用期間とを比較し、部品の交換又はメンテナンスが必要か否かを判定するので、部品交換又はメンテナンス等の対策をタイムリーに実施することが可能となり、作業機械2の安定した稼動を実現し易くなる。 Further, the replacement/maintenance determining unit 26 compares the usable period calculated by the usable period calculating unit 25 with the usable period stored in the usable period storage unit 14, and determines whether or not the parts need to be replaced or maintained. Since the judgment is made, it becomes possible to implement countermeasures such as part replacement or maintenance in a timely manner, and it becomes easier to realize stable operation of the work machine 2 .

一方、本実施形態に係る部品劣化推定方法では、作業機械2の非稼働日直前の作業日報にある作業機械2の位置における環境データを取り込み、取り込んだ環境データに基づいて作業機械2の部品の劣化量を算出し、算出した部品の劣化量に基づいて部品の使用可能期間を算出するので、作業機械2の移動場所ごとの環境データに基づいて部品の劣化状況を推定することが可能となるので、稼動と非稼動を繰り返す作業機械2に対して、環境要因に起因した部品の劣化状況を推定することができる。その結果、推定した劣化状況に応じて適切な部品交換又はメンテナンス等の対策を講じることができるので、作業機械2の安定した稼動を実現することができる。 On the other hand, in the parts deterioration estimation method according to the present embodiment, the environmental data at the position of the work machine 2 in the daily work report immediately before the non-operating day of the work machine 2 is read, and the parts of the work machine 2 are replaced based on the read environment data. Since the deterioration amount is calculated and the usable period of the part is calculated based on the calculated deterioration amount of the part, it is possible to estimate the deterioration state of the part based on the environmental data for each movement place of the work machine 2. Therefore, it is possible to estimate the state of deterioration of parts caused by environmental factors for the work machine 2 that repeats operation and non-operation. As a result, appropriate countermeasures such as replacement of parts or maintenance can be taken according to the estimated deterioration state, so stable operation of the working machine 2 can be realized.

上述した実施形態では、使用期間情報(D)として採用した非稼動期間Tnopについて、作業機械の非稼動日のみに基づいて定められたが、稼動期間でも部品の劣化が進行することを考慮した場合、作業機械の非稼動期間と稼動期間に重み付け係数(0から1の数値、例えば0.2を採用する)を乗じた値との和、すなわち「非稼動期間+重み付け係数×稼動期間」といった関係式で補正非稼動期間Tnop’としてもよい。このようにすれば、部品の交換又はメンテナンスが必要か否かを判定する精度を高めることができる。 In the above-described embodiment, the non-operating period T nop adopted as the usage period information (D) is determined based only on the non-operating days of the work machine, but it is considered that the deterioration of parts progresses even during the operating period. In this case, the sum of the non-operating period of the work machine and the value obtained by multiplying the operating period by a weighting factor (a value between 0 and 1, for example, 0.2), that is, "non-operating period + weighting factor x operating period" A relational expression may be used as the corrected non-operating period T nop '. In this way, it is possible to improve the accuracy of determining whether or not replacement of parts or maintenance is necessary.

また、上述した実施形態では、図10に示すステップS4を実行するにあたり、作業機械の主要構造材である炭素鋼の腐食量を採用した。作業機械の主要部品は炭素鋼であるが、他にもステンレス鋼等が用いられている。ステンレス鋼では、塩化物の方が二酸化硫黄より腐食感受性があり、塩化物による腐食(孔食やすき間腐食)が顕著と考えられる。図5に示す部品劣化データ記憶部15に記憶された部品劣化データには、部品材料が記載されている。従って、部品がステンレス鋼からなる場合には、腐食量の算出式として、二酸化硫黄付着量データPdを除いた、温度データT、相対湿度データRH、塩化物付着量データSdの関数f1(T、RH、Sd)を採用する。これにより、ステンレス鋼製部品の劣化量を精度良く算出することができる。 Further, in the above-described embodiment, the amount of corrosion of carbon steel, which is the main structural material of the working machine, is used in executing step S4 shown in FIG. Main parts of working machines are made of carbon steel, but other materials such as stainless steel are also used. In stainless steel, chlorides are more susceptible to corrosion than sulfur dioxide, and chloride-induced corrosion (pitting and crevice corrosion) is thought to be prominent. The parts materials are described in the parts deterioration data stored in the parts deterioration data storage unit 15 shown in FIG. Therefore, when the parts are made of stainless steel, the corrosion amount calculation formula is a function f1 (T, RH, Sd). This makes it possible to accurately calculate the deterioration amount of the stainless steel component.

更に、作業機械の部品として、金属材料のほか、樹脂材料等からなる場合がある。本発明は、樹脂材料からなる部品にも適用することが可能である。 Furthermore, there are cases where parts of working machines are made of resin materials, etc., in addition to metal materials. The present invention can also be applied to parts made of resin material.

以上、本発明の実施形態について詳述したが、本発明は、上記の実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の精神を逸脱しない範囲で、種々の設計変更を行うことができるものである。 Although the embodiments of the present invention have been described in detail above, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and various designs can be made without departing from the spirit of the invention described in the claims. Changes can be made.

1 作業機械の部品劣化推定システム
2 作業機械
3 通信衛星
4 基地局
5 回線網5
6 ユーザ端末
7 携帯端末
10 管理サーバ
11 機械識別装置
12 稼動検出装置
13 現在位置取得装置
14 使用期間記憶部
15 部品劣化データ記憶部
16 環境データ記憶部
17 積算劣化量記憶部
18 推定データ記憶部
19 報知装置
20 サーバ内記憶領域
21 劣化部品判定部
22 使用期間演算部
23 劣化量演算部
24 劣化量更新部
25 使用可能期間演算部
26 交換メンテナンス判定部
1 Parts deterioration estimation system for working machine 2 Working machine 3 Communication satellite 4 Base station 5 Network 5
6 User terminal 7 Mobile terminal 10 Management server 11 Machine identification device 12 Operation detection device 13 Current position acquisition device 14 Use period storage unit 15 Parts deterioration data storage unit 16 Environmental data storage unit 17 Integrated deterioration amount storage unit 18 Estimated data storage unit 19 Notification device 20 Storage area 21 in server Deteriorated part determination unit 22 Usage period calculation unit 23 Deterioration amount calculation unit 24 Deterioration amount update unit 25 Usable period calculation unit 26 Replacement maintenance determination unit

Claims (10)

作業機械の部品の劣化状況を推定する作業機械の部品劣化推定システムであって、
作業機械の非稼働日直前の作業日報にある作業機械の位置における環境データを記憶する環境データ記憶部と、
前記環境データ記憶部に記憶された環境データに基づいて作業機械の部品の劣化量を算出する劣化量演算部と、
前記劣化量演算部により算出された部品の劣化量に基づいて部品の使用可能期間を算出する使用可能期間演算部と、
を備えることを特徴とする作業機械の部品劣化推定システム。
A work machine part deterioration estimation system for estimating a deterioration state of a work machine part,
an environmental data storage unit that stores environmental data at the position of the work machine in the daily work report immediately before the non-operating day of the work machine;
a deterioration amount calculation unit that calculates an amount of deterioration of a part of the work machine based on the environmental data stored in the environmental data storage unit;
a usable period calculation unit that calculates a usable period of the component based on the deterioration amount of the component calculated by the deterioration amount calculation unit;
A parts deterioration estimation system for a working machine, comprising:
前記使用可能期間演算部は、部品の過去の故障データに基づいて予め作成された使用可能期間と劣化量との関係、累積故障確率と劣化量との関係、生存率と使用可能期間との関係、又は生存率と劣化量との関係のいずれかを利用し、前記劣化量演算部により算出された部品の劣化量から部品の使用可能期間を算出する請求項1に記載の作業機械の部品劣化推定システム。 The usable period calculation unit calculates the relationship between the usable period and the amount of deterioration created in advance based on the past failure data of the part, the relationship between the cumulative failure probability and the amount of deterioration, and the relationship between the survival rate and the usable period. or the relationship between the survival rate and the amount of deterioration, and the usable period of the part is calculated from the amount of deterioration of the part calculated by the deterioration amount calculation unit. estimation system. 部品の使用期間情報を記憶する使用期間記憶部と、
前記使用可能期間演算部により算出された使用可能期間と前記使用期間記憶部に記憶された使用期間とを比較し、部品の交換又はメンテナンスの要否を判定する判定部と、を更に備える請求項1又は2に記載の作業機械の部品劣化推定システム。
a period-of-use storage unit that stores period-of-use information of parts;
A determination unit that compares the usable period calculated by the usable period calculation unit with the usable period stored in the usable period storage unit and determines whether or not replacement of parts or maintenance is necessary. 3. The work machine part deterioration estimation system according to 1 or 2.
前記使用期間記憶部に記憶された使用期間には、少なくとも作業機械の非稼動期間が用いられる請求項3に記載の作業機械の部品劣化推定システム。 4. The system for estimating component deterioration of a working machine according to claim 3, wherein at least a non-operating period of the working machine is used as the usage period stored in the usage period storage unit. 前記使用期間記憶部に記憶された使用期間は、作業機械の非稼動期間と、作業機械の稼動期間に重み付け係数を乗じた値との和である請求項4に記載の作業機械の部品劣化推定システム。 5. Estimation of parts deterioration of a working machine according to claim 4, wherein the usage period stored in the usage period storage unit is the sum of the non-operating period of the working machine and the value obtained by multiplying the operating period of the working machine by a weighting factor. system. 作業機械の部品の劣化状況を推定する作業機械の部品劣化推定方法であって、
作業機械の非稼働日直前の作業日報にある作業機械の位置における環境データを取り込む環境データ取り込みステップと、
前記環境データ取り込みステップで取り込んだ環境データに基づいて作業機械の部品の劣化量を算出する劣化量演算ステップと、
前記劣化量演算ステップで算出した部品の劣化量に基づいて部品の使用可能期間を算出する使用可能期間演算ステップと、
を含むことを特徴とする作業機械の部品劣化推定方法。
A work machine part deterioration estimation method for estimating a deterioration state of a work machine part, comprising:
an environmental data capturing step of capturing environmental data at the position of the work machine in the work daily report immediately before the non-operating day of the work machine;
a degradation amount calculation step of calculating a degradation amount of a part of the working machine based on the environmental data acquired in the environmental data acquisition step;
a usable period calculation step of calculating a usable period of the part based on the deterioration amount of the part calculated in the deterioration amount calculation step;
A method for estimating part deterioration of a working machine, comprising:
前記使用可能期間演算ステップにおいて、部品の過去の故障データに基づいて予め作成された使用可能期間と劣化量との関係、累積故障確率と劣化量との関係、生存率と使用可能期間との関係、又は生存率と劣化量との関係のいずれを利用し、前記劣化量演算ステップで算出した部品の劣化量から部品の使用可能期間を算出する請求項6に記載の作業機械の部品劣化推定方法。 In the usable period calculation step, the relationship between the usable period and the amount of deterioration created in advance based on the past failure data of the part, the relationship between the cumulative failure probability and the amount of deterioration, the relationship between the survival rate and the usable period 7. The method of estimating deterioration of a part for a working machine according to claim 6, wherein the usable period of the part is calculated from the deterioration amount of the part calculated in the deterioration amount calculation step, using either the survival rate or the relationship between the deterioration amount and the survival rate. . 前記使用可能期間演算ステップで算出した使用可能期間と作業機械の使用期間とを比較し、部品の交換又はメンテナンスの要否を判定する判定ステップを更に含む請求項6又は7に記載の作業機械の部品劣化推定方法。 8. The working machine according to claim 6, further comprising a determining step of comparing the usable period calculated in the usable period calculating step with the usable period of the working machine to determine whether parts need to be replaced or maintained. Parts deterioration estimation method. 前記作業機械の使用期間には、少なくとも作業機械の非稼動期間が用いられる請求項8に記載の作業機械の部品劣化推定方法。 9. The method of estimating component deterioration of a working machine according to claim 8, wherein at least a non-operating period of the working machine is used as the period of use of the working machine. 前記作業機械の使用期間は、作業機械の非稼動期間と、作業機械の稼動期間に重み付け係数を乗じた値との和である請求項9に記載の作業機械の部品劣化推定方法。
10. The method of estimating component deterioration of a working machine according to claim 9, wherein the usage period of the working machine is the sum of the non-operating period of the working machine and the value obtained by multiplying the operating period of the working machine by a weighting factor.
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