お知らせ2022年05月19日

－余剰なエンジン稼働を削減し、重機や車両の低燃費運転を支援－

当社は、重機のエンジン回転数をリアルタイムでモニタリングし、データを蓄積・分析できるシステムを開発いたしました。

■ 開発の背景
当社では、2030年度までにCO2排出量ネットゼロを目標に掲げており、その中の一項目として「建設機械の省燃費運転」を推進しています。建設機械の省燃費運転を実現するためには、省エネ型の建設機械を導入することはもちろんですが、オペレータが長時間のアイドリングや不必要な高回転稼働をしないような低燃費運転が重要となります。しかしながら、燃費などの情報が可視化されていない旧式の建設機械では、オペレータは低燃費運転ができているかリアルタイムに認識することはできませんでした。
そこで、当社は、重機からエンジン回転数と位置情報をリアルタイムで取得し、重機のエンジン稼働状況、作業エリアをモニタリングするシステムを開発しました。日々の作業の中において、生産性を下げることなく余剰なエンジン稼働（長時間のアイドリングや不必要な高回転稼働）を削減し、重機の省燃費運転を支援することを可能としました。

図-1　エンジン回転数モニタリング画面（Tableau）

■ 重機エンジン回転数モニタリングシステムの概要
今回開発したシステムは、エンジン回転を検出する光ファイバセンサ、センサからの信号を数値化するPLC、データを伝送する無線中継器（Wi-Fiモデム）、GPSアンテナで構成されます。これらの装置を後付けするだけでエンジン回転数を検出できるので、機種やメーカに関係なくデータを取得することができます。近年販売されている重機や車両には、自身の運転席のモニター等で燃費などのエコ運転に関する情報を参照することができますが、旧式の機械にはそれらの機能が搭載されていないものが多くあります。そのような機械に対しても、本システムを取り付けることにより、エンジン回転数のデータをリアルタイムで取得することができるようになります。さらに取得したデータはクラウド上にアップロードされるため重機個々の管理ではなく現場全体として管理することが可能となり、データの閲覧に関しても現場事務所や本支社で統括して管理することができます。

■ 実証実験の概要
今回は、ディーゼルエンジンで稼働する重ダンプトラック（40t級）と油圧ショベル（4m3級）を使用して実証を行いました。
エンジン回転数の検出は、エンジン回転部に光ファイバセンサを設置し、エンジンルーム内の回転部に反射板を設置して行います。検出した信号はPLCを介し数値化して無線通信でデータ用PC内のcsvファイルに書き込まれます。データは最低8秒間隔で取得可能です。
また、各重機のキャビン内にGPSアンテナを設置することにより作業箇所とエンジン回転数を紐づけ、データを参照する際に作業箇所ごとでのエンジン回転数を見ることができます。
これらの取得したデータはクラウドサーバー上へ自動的にアップロードされます。アップロードされたデータの可視化には「Tableau」を使用することで、大量かつ複雑なデータを簡潔明瞭に可視化し、必要な情報のみをピックアップすることができます。データはTableauアカウントでログインしたPCであればどこでも好きなタイミングで閲覧・分析することが可能です。

図-2　40t重ダンプトラック/4m3級油圧ショベル

図-3　システムの構成

■ 今後の展開
　今後は、設置重機の拡大や長期間にわたるデータの取得によってデータ数を増大させ、作業内容や現場状況（油圧ショベルなら土質とその固結状態、車両であれば走行軌跡や高低差などの地形）と紐づけます。そこから、各条件による閾値を抽出し、作業内容毎のエンジン回転数の最適値の導出を目指します。それらのデータを用いて重機オペレータへの通知、最終的にはエンジンのコントロールを目指し、省燃費運転を支援する緻密なエンジン稼働の管理を行えるようなシステムの確立を目指します。
　また、本システムのエンジン稼働状況の経時変化を可視化したデータを活用し、重機の作業効率や作業量算出し、重機の台数計画や組み合わせを策定し施工を進めることにより、効率的な重機の運用が可能となり、CO2の発生を最低限に抑制するのみならず生産性が向上することが期待されます。順次システムの導入を拡大し、脱炭素に寄与するシステムを目指します。