CN110785781A - 用于借助于增强现实辅助团队工作的系统 - Google Patents

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Abstract

描述了一种用于辅助团队工作的计算机辅助系统，其借助于增强现实(AR)。根据一实施例，该系统包括：生产服务器，其被构造成存储以下各项：机器的至少一部分的三维几何形状以及多个任务，其中，给每个任务配属一在完成对应任务的空间中的位置以及涉及完成该任务的位置相关信息。该系统还包括通过计算机网络连接生产服务器的多个用户终端，其中，给每个用户终端配属团队的人员。此外，所述生产服务器被构造用于，给团队的每个人员分配一特定任务，其中，被配属给对应任务的位置相关信息被显示在所涉及的人员的用户终端上。

Description

用于借助于增强现实辅助团队工作的系统
技术领域
本发明涉及用于在操作(例如装配或改装)机器时借助于增强现实(AR)系统动态地辅助人员团队的系统和方法。
背景技术
增强现实(也被称为混合现实或全息计算)可以被理解为真实环境和虚拟元件的叠加。这种叠加例如可以借助立体抬头显示器(HUD)实现。这种显示器可以像眼镜一样被佩戴，其中，两个眼镜镜片用作透明的抬头显示器，其使得能够在显示器的视野中立体地(3D)显示元件，并且因此也被称为AR眼镜。具有抬头显示器和集成处理器(CPU)和图形处理器(GPU)以及用于确定AR眼镜在空间中的位姿的传感器的商用系统是例如来自微软的
Figure BDA0002244266280000011
这种设备在下面被称为AR终端。
AR系统在生产和服务中的使用-例如在汽车工业中-本身是已知的(参见例如EP1295 099 B1)。AR系统例如可以在品控方面辅助检查者。在此，AR系统可以向使用者(例如品控时的检查者)在其视野中淡入信息，并由此扩展其感知。作为信息尤其可以淡入图像数据、视频数据或者文本数据。使用者通过虚拟环境和真实环境的叠加而具有简单执行额定-实际平衡的可能性。
发明内容
本发明的任务在于，在生产中更好地利用现代AR系统的潜力，例如在多个人员共同(作为团队)应在机器上执行一过程的状况下，并且为此将工作指令动态地生成以及保持步骤且动态地进行适配。
所提及的任务通过根据权利要求1的系统以及根据权利要求17的方法来解决。各种实施例和进一步的改进方案是从属权利要求的主题。
描述了一种用于借助于增强现实(AR)辅助团队工作的计算机辅助系统。根据一实施例，该系统包括被构造成存储以下各项的生产服务器：机器的至少一部分的三维几何形状和多个任务，其中，给每个任务配属在完成对应任务的空间中的位置以及涉及所述任务完成的位置相关信息。该系统还包括通过计算机网络连接生产服务器的多个用户终端，其中，给每个用户终端配属团队的人员。此外，生产服务器还构造用于给团队的每个人员分配一任务，其中，配属给对应任务的位置相关信息显示在所涉及的人员的用户终端上。
此外，描述了一种用于辅助团队工作的计算机辅助方法。根据一实施例，该方法包括在生产服务器上存储以下数据：机器的至少一部分的三维几何形状和多个任务，其中，给每个任务配属在完成对应任务的空间中的位置以及涉及所述任务完成的位置相关信息。该方法还包括在生产服务器上登记多个用户终端，用户终端通过计算机网络连接生产服务器。给每个用户终端配属团队的一人员。该方法还包括将多个任务中的一任务分配给团队的每个人员，其中，给对应任务配属的位置相关信息被显示在所涉及的人员的用户终端上。
在一实施例中，对应的用户终端可以在空间中的配属给任务的位置上显示(例如，借助于增强现实技术)配属给对应的任务的位置相关信息。人员也可以被分配一组任务(来自多个任务)，其中，该人员的用户终端能够实现从该组任务中选出一任务。然后，所涉及的人员的用户终端可以显示位置相关信息，其被配属给由该人员所选出的任务。
任务或一组任务向(配属了用户终端的)人员的分配可以动态地进行并且与分别由团队执行的过程相适配。在此，当参与的用户终端的数目改变时，任务的分配可以动态地更新，并且任务的分配可以取决于代表对应人员的权限或能力的人员技能水平。
附图说明
下面借助于在附图中示出的例子详细阐释本发明。这些视图不一定按比例，并且本发明不仅限于所示出的方面。确切地说，重点在于示出本发明的基本原理。在附图中：
图1示意性地示出了用于借助于联网AR终端辅助(任意多的)操作人员(操作者)的团队的系统的示例。
图2是机器的示例性视图，其具有与位置和背景相关的、机器的操作或显示元件的信息的视图。
图3借助示意草图示出将生产线划分为多个设备模块和多个位置，在其上可完成任务(作业)。
图4根据示意草图示出了所有可能的任务(作业T11、T21)的总和，这些任务对于动态地生成过程来说是必需的，其中单个任务被配属给生产线上的所属位置。
图5根据示意草图示出了任务到不同任务集群的配属。
图6是用于图解处理工作时对操作人员(操作者)的团队的运营进行自动化组织的图表。
图7根据三个示意图表(a-c)示出了用于将一任务分配给新加入团队的操作者的程序。
图8根据示意图表图解了在由对应的操作者完成特定任务时的程序。
图9根据示意图表图解了当操作者离开团队时的程序。
具体实施方式
图1示意性地示出了用于在借助于联网终端机(终端)诸如增强现实终端设备(也被称为AR终端)来操作生产机器时辅助操作人员(操作者)团队的系统的第一示例。由团队执行的过程例如可以是对生产线的一个或多个机器的装配或改装。在许多工业领域中，例如包装机必须经常被改装，以便制造具有不同包装尺寸或具有不同包装变型的包装产品。仅作为示例性例子，可以提及自动化包装药品，在这些药品的情况下许多不同的国家和产品需要许多不同的包装。需要定期改装包装机，并且这种改装过程的效率可能是重要因素。
在所示的示例中，系统可以以两种运行模式来运行。第一运行模式被表示为创作模式，并且第二运行模式被表示为客户模式。该系统包括一个或多个生产服务器11、12等(例如，针对每个生产线一服务器)，其可以连接计算机网络中的中央服务器10。在较小的生产设施中，中央服务器和生产服务器11的功能可以集中在一(生产)服务器中。在本示例中，生产服务器11被配属给生产线31。通过计算机网络，多个用户终端(例如AR终端41)和(可选的)管理员终端40(例如个人计算机、平板PC或其它AR终端)可以例如通过无线本地局域网(WLAN)与生产服务器11连接。生产服务器11、12不必在独立的(计算机)硬件上运行，而是也可以在用户终端(例如，AR终端或其它移动设备)或管理员终端40上实施所涉及的服务器服务。
AR终端可以是具有或不具有用于空间探测环境的传感装置的立体抬头显示器(HUD，或HMD，即头戴式显示器)。市场上可用的系统例如是Google
Figure BDA0002244266280000041
Epson
Figure BDA0002244266280000042
(没有用于空间探测环境的传感装置)和Microsoft
Figure BDA0002244266280000043
(具有用于空间探测环境的传感装置)。然而，诸如具有内置相机的平板PC的传统移动终端设备也可以用作AR终端。然后，内置相机可以用于读入所谓的AR标记(基于标记的增强现实)，其可以布置在生产线的特定位置上。如果AR设备识别出AR标记(例如条形代码或QR代码)，则属于对应位置的信息可以显示在AR终端上。HUD或HMD具有如下优点，即，所涉及的人员可以自由地用手在对应的位置上完成所需的工作。附加地，也可以使用诸如内置相机的平板PC(然而，其通常不被称为AR终端)的传统移动终端设备。然后，这些终端设备可以例如使用文本或音频指令来工作。
用于生产线31的本地生产服务器11存储与生产线31有关的对生产特定的数据(图1，附图标记15)，并且可以-根据需要而定-动态地提供AR终端41和管理员终端40。这不是一次性在过程开始时发生，而是可以在过程期间保持步骤地随着该过程总是适配于当前状况。例如，当在过程期间，一个或多个操作人员(操作者)离开(登出)或重新进入(登入)系统时，可以或必须进行适配。然后必须由系统(在使用计算机算法的情况下)动态地对于每个操作人员、例如在考虑操作人员的“技能水平”的情况下建立任务(作业)的当前列表并将其提供给对应的操作人员。这也-对于每个作业-在通过操作人员完成作业之后发生。这样确保了所有作业都被处理，没有作业被多次配属，并且每个操作人员仅在其操作者状态方面提供或分配允许的作业。“提供”在此意味着，根据操作人员的技能水平(例如技能水平“专业”)，例如在考虑和定位其他操作人员的情况下，不仅向操作人员提供特定作业，而且还提供对集群和任务(作业组)的选出。因此，操作人员(操作者)可以选出(在一定界限内)其下次实施哪个具体作业。
这些技能水平与对应的操作者的配属可以例如存储在生产服务器11的或中央服务器的数据库中。例如，操作者可以借助代码或密码向用户终端认证自己，并且因此系统可以根据用户“登入”其上的联网用户终端来识别用户。
中央服务器10具有对多个(或所有)生产线的对生产特定的数据的访问权并且可以定期更新这些数据。它还可以被构造用于执行(例如进行比较的)数据分析(图1，附图标记101)。中央服务器10可以通过本地计算机网络与本地生产服务器11连接。如果中央服务器10可能位于不同的地点，则其也可以通过公共互联网(例如借助于虚拟专用网络VPN)与本地生产服务器11连接。所提及的数据分析例如可以包括实时分析(即时分析)、基准法等。
生产线31包括至少一个具有多个操作元件312和/或显示装置311的机器310(也参见图2)。在本示例中，操作元件312具有显示装置311。作为AR终端可以使用具有用于空间探测环境的传感装置的AR终端。这使得无标记AR(无标记增强现实)和对对应AR终端的位置的精确跟踪成为可能。在创作模式中，借助于至少一个AR终端41和其中包含的传感器(以及终端上列出的软件)三维地检测环境(以及因此还有机器310)的几何形状，并且建立相应的3D模型并将其存储在本地生产服务器11中。在该过程中使用不同的传感器和例如用于同时定位和(3D)建立地图(即时定位与地图构建，SLAM)的算法。合适的传感器例如是相机、TOF相机(飞行时间相机)、惯性测量单元(Inertial Measurement Units，IMU)等。用于数据检测和构建3D模型的方法和算法本身是已知的并由商业上可用的设备来辅助，所述设备例如是微软的
Figure BDA0002244266280000051
谷歌的Tango、Intel公司的RealSenseTM等等。
图2示意性地图示了机器310的3D模型的一部分，其中，示例性地示出了两个具有显示装置311的操作元件312。操作元件通常可以被称为人机接口(Human-MachineInterface，HMI)。在创作模式中，可以在空间中限定其他位置(例如以坐标的形式)，稍后在客户模式中可以将涉及在对应位置处要完成的任务(作业)的位置相关信息410动态地分配和显示在所述其他位置处。因此，位置相关信息410可以以人类可感知的形式(例如，文本、数值、图形等)代表任务设置。例如，除了每个人机接口(操作元件312/显示装置311)之外可以“标记”如下位置，在该位置上在客户模式中可以显示关于对应的人机接口的信息。这个位置相关信息可以被AR终端41叠加给真实环境。在本示例中，不需要位置的特定标记(例如，具有QR码)。在所谓的无标记AR系统中，基于由AR终端提供的当前传感器信息和环境的先前建立(或以其他方式提供)的3D模型，再次识别期望的位置。然而，在较简单的系统中也可以使用标记物。在另一示例中，无标记的和基于标记的AR终端和不具备AR能力的终端可组合在一系统中。应当指出的是，具有显示装置311的操作元件312仅仅是针对机器上的可以完成任务的位置的一示例。其它示例包括机械部件的装入或附装、磨损部件的更换等。
在图2中所示的示例中，在客户模式中，携带AR终端的操作人员(操作者)在空间中的先前在创作模式中所限定的点处示出位置相关信息410。在本示例中，位置相关信息410被示出在空间上直接邻近操作元件312(记载为“C1.1”)的点处。一旦所属的点在空间中处于AR终端41的视野内，信息410就由对应的操作人员的AR终端显示，这又与AR终端41在空间中的位姿(地点和定向)相关。信息410可以涉及在对应位置上(例如在操作元件C1.1的地点上，参见图2)由操作人员待完成的任务(作业)。也就是说，给每个任务配属空间中的特定位置。
在特定位置上示出的信息410例如可以是数值，操作人员应在操作元件312上调整所述数值和/或应在所属的显示装置311上检查所述数值。当操作人员已经完成该任务，也就是在操作元件312上设定所期望的值(或者检查了所设定的值)时，该操作人员可以例如利用在AR终端41视野中的姿态确认完成该任务并结束当前的工作步骤(图2，步骤C1.1)。AR终端41随后为操作人员提供多个地点(空间中的位置)以供选择或提供一特定地点(如果仅有一个供选出)，并然后将操作人员引导到下一个任务、即下一个工作步骤应完成的地点(例如在下一个操作元件/下一个HMI的情况下)。在任务结束时，也可以验证和记录其成功完成，例如通过借助AR终端对操作元件312或显示元件311进行拍照。对于分析目的(Analysewecke)(参见图1，分析101)也可以检测其他数据，例如人员对于特定任务所需的名字、钟点或持续时间。这些时间可以与人员相关地或匿名地存储在生产服务器中。人员相关数据的检测例如可以在制药领域中关于安全性认证甚至进行规定(GMP，良好制造规范)。在该步骤中，系统可以检测已经完成的任务，并且在动态地建立任务列表时，不再向其他操作人员提供或分配这些任务。
图1和图2示出整个系统的结构和通过AR终端41的操作人员(操作者)的视野。在下面的图3-9中，图示了系统的功能方式，其中，各个功能可以部分地在生产服务器11中实现，并部分地在AR终端41或管理员终端40中实现。如上面已经阐述的那样，在创作模式中，在几何方面检测生产线31(参见图1)的一个或多个设备模块并限定多个位置或区域(斑点)，在所述位置或区域上由操作人员(操作者)的团队完成大量任务。在根据图3的示意图中，这些位置用P11、P12、P13、P21等表示，它们形成大量所有可能的位置。在本示例中，生产线中的特定工作区域(例如，机器310的不同部分)被限定为设备模块，并且每个所限定的位置可以被配属给一模块。(设备)模块相应于在所涉及的生产线中的机器或机器的一部分。在根据图3的视图中，生产线31(或其一部分)被划分成三个模块M1、M2和M3。模块M1包括位置P11、P12和P13，模块M2包括位置P21和P22，并且模块M3包括位置P31、P32和P33。如果在所考虑的过程中需要，则位置P11、P12、P13、P21、P22、P31、P32和P33中的每个可以在建立用于该对应过程(例如，改装机器)的工作文档时动态地被配属一特定任务，该任务必须由团队的操作者完成。位置与模块的配属不是强制性的，并且可以取决于生产线的特殊情况和在生产线上的特定工序中加工(例如包装)的产品的精确要求。位置P11、P12、P13、P21、P22、P31、P32和P33中的每个可以例如由三个空间坐标来限定。每个位置还可以被配属一定向(为了3D表示关于在该对应位置处待完成的任务的、配属一位置的位置相关信息的目的)。
在图4的图表A中示出了将任务(作业)配属给位置P11、P12、P13、P21、P22、P31、P32和P33。各个任务可以组合成集群C1、C2等(分组)，其中，配属给特定集群的任务例如可以彼此相关(并且因此例如必须相继处理)。此外，必须在空间上非常接近地彼此相邻的位置上完成的任务可以被配属给一集群。集群可包括，但不是必须包括，配属给模块位置的那些作业。在图4的示例(图表A)中，作业T11、T12和T13被配属给模块M1中的位置P11、P12和P13；作业T14和T21被配属给模块M2中的位置P21和P22。可以看出，模块的作业量不等于集群的作业量。在本示例中，作业T11、T12、T13和T14被配属给集群CL1，并且作业T21(除了其它作业之外)被配属给集群CL2。如已经提到的，模块代表生产线中的机器的特定区域或部分(三维几何形状)，与之相反，集群将作业在它们的逻辑顺序或关联性方面进行分组。图4中的图表B示出图2中的细节。位置P21表示操作元件所处的地点，并且所示出的信息410涉及配属给位置P21的作业。如所提及的那样，在设备模块和集群之间不存在一对一的配属。例如，如图4的图表C中所示，两个设备模块M1和M2也可以部分地叠置布置。由于空间接近而可能已经有意义的是，使同一人员(或相同人员)在位置P21和P13、P22和P14以及P23处依次完成任务。在这种情况下，处于模块M2上方的模块Ml的右部被配属给与模块M2相同的集群C2。仅模块Ml的左部被配属给集群C1。作业T11、T12、T13和T14与位置P11、P12、P13、P21之间的配属以及所属的位置相关信息可以例如存储在所涉及的生产线的生产服务器11的数据库中。
图5示出了借助于集群的系统描述以及作业到多个集群上的分布的示例。在本示例中，给第一集群CL1配属四个作业(T11、T12、T13、T14)，给第二集群配属两个作业(T21、T22)并且给第三集群配属三个作业(T31、T32、T33)。整个系统(关于生产线31)可以基本上由三个动态管理的列表来限定(参见图6)，即是还没有被分配给团队的操作者的未完成作业的列表L1、分别被分配给操作者的"活跃"作业的列表L2、以及已完成作业的列表L3。列表L1是在过程开始时动态地根据待获得的过程结果(为了实现期望结果所需的过程参数)和可变的框架条件(例如操作人员的数量和技能水平)而生成的任务列表，该任务列表也可以在过程期间被自动地进行适配。列表L1还可以取决于先前执行的过程的过程参数。因此，当生产线上的所涉及的设定/配置已经针对之前的过程进行并且不必针对当前的过程进行改变时，例如可以取消特定作业。
列表L1、L2、L3同样可以存储在生产服务器11的数据库中，并由其动态管理。在此方面，动态意味着待完成的任务的列表和将任务分配给团队的操作者不是在过程开始时(即，在操作者开始工作之前)静态地建立的，而是可以在工作执行期间被改变/适配。在过程期间(在团队执行过程时)团队操作者的数量可以改变，团队中的操作者的技能水平可以改变(例如，当具有技能水平“实习”的操作者由具有技能水平“入门”的操作者替换时)。在"手动"规划的情况下不可能的该动态可以显著改善过程执行的效率。
图6示例性地图示了生产线的描述，该生产线带有十一个未完成作业的(列表L1：来自集群C1的作业T12、T13和T14、来自集群C2的作业T24和T25、来自集群C3的作业T32、T33和T34、来自集群C4的作业T41、T42和T43)、三个活跃作业(列表L2：作业/操作者T11/O1、T23/O2和作业T31/O3)以及五个完成作业(列表L3：作业T11、T21、T22、T23和T31)。能够根据由其所使用的AR终端来区分操作者O1、O2和O3。在此还要再次提到，未完成的作业的列表L1不是固定限定的列表，而是可以在过程开始时动态地建立该列表。在此情况下，多个因素影响到该列表的建立。在过程开始时，操作者(例如具有技能水平“监督”)例如可以判断，在组成待完成任务的列表L1时是否应考虑生产线上的由先前过程已知的设定。基于如此生成的列表L1，动态地建立用于每个操作者O1、O2等的列表L2(活跃作业)。在此考虑，是否能够将作业T1、T2等分配给操作者O1、O2等，也就是说是否授权执行特定作业并且是否将这些作业作为列表L1分配给其用于选出或者以固定预先给定的、动态生成的顺序分配给其。
在此要注意的是，例如在改装生产线(改装过程)时不总是必须执行/检验生产线上的所有可能的设定/适配。在一些情况下这是期望的。然而，可能更有效的是，在改装过程中仅对生产线的如下每个位置执行/检查生产线上的设定/适配，在这些位置上，与最后的改装过程相比区分所期望的设定/适配。
每个AR终端具有明确的标识符，例如计算机网络中的对应AR终端的MAC地址(媒体访问控制地址)。然而，任何其他明确的标识符可用于识别操作者的AR终端。与该标识符关联的可以是个人数据和/或关于所涉及的操作者的任务完成(确定的时间、文档等)的数据。
在许多生产设备中，机器必须由多个人员(在此称为操作者)操作，这些人员必须作为团队工作(例如在改装用于生产或包装或处理其他产品的机器时)。团队成员必须很好地叠置平衡，以便有效地合作。实际上，为每个机器(或为生产线的一组机器)针对团队的人员建立流程计划(例如，纸形式)，并且每个团队成员处理其流程计划。团队大小对于特定的过程(例如，机器改装)是固定的，并且在工作开始之后不能容易地改变。流程计划是静态的。如果团队成员退出(或例如刚好在进行交接班)，则这可能大大延迟整个过程。即使通过将另一人员添加到团队，整个过程(作业的总和)也不能显著地被加速，因为这会使平衡的流程计划混乱。
这里描述的系统能够实现借助于由团队成员(操作者)使用的AR终端(见图1)灵活地对团队大小进行适配。下面描述一种方法，该方法使得借助于联网AR终端41动态地对例如不同地构造(即具有不同的技能水平，例如“实习”、“入门”、“高级”、“专业”、“监督”等)的并配备不同的终端的操作者的团队的大小进行适配以及还有对所属任务向团队成员的分配进行动态适配。图7的示例示出在由操作者(操作者O5)扩张团队的状况(人员新到团队中)。为此，操作者O5的AR终端在生产服务器11中注册。该注册可以自动地进行(例如在将操作者O5的AR终端与特定WLAN接入点连接之后)，或者由操作者O5手动地(例如通过输入密码)触发(例如利用其AR终端41或管理员终端40)。在注册之后，将作为空闲操作者的操作者O5接收到空闲操作者的列表L0中(并且如果需要考虑技能水平)(即，还未被分配或提供任务的那些操作者/团队成员)。这种状况在图7的图表A中示出。
图7中的图表B示例性地图示了如何可以自动地做出决定，给(来自集群之一的)哪个还未完成的作业分配哪个空闲操作者。具有低技能水平(例如“入门”)的操作者可以由系统动态地分配其必须按照预定顺序处理的任务列表。系统也不会分配已经完成的作业，也不分配对于操作者的技能水平不合适的作业。此外，系统可以给(“入门”)操作者优选分配如下作业，这些作业可以在所述生产线的尽可能空闲的部分上执行。为此目的，系统可以借助合适的算法确认“入门”操作者的最佳开始位置，并且开始生成被提供给其(保持步骤地随着过程期间不断变化的状况)的作业列表。具有较高技能水平(例如“专业”)的操作者可以从系统向其提供的多个集群和作业中选择抢在“入门”操作者前面并“阻碍”(这防止“入门”操作者可以执行特定作业)其，在具有该较高技能水平的操作者的状况下，系统可以动态地为“入门”操作者生成新的(例如根据特定标准优化的)任务列表(自动导航模式)。该过程恒定地并且与过程保持步骤地在后台运行并提供了操作者在生产线上的优化分布。根据操作者的技能水平而定，可以一次仅向操作者分别分配一作业，或者还可以向操作者分配由操作者(借助于其用户终端)可以选择的作业组。当操作者(借助于其用户终端)确认特定作业时，用户终端可以在空间中的给对应任务配属的位置处虚拟地显示所属的(位置相关)信息，该信息应在执行任务时辅助或引导操作者。
在图7的图表B所示的示例中，相应于未完成作业的数量将集群降级分类(第一标准)。作为用于动态生成的第二标准可以使用(在升级分类的情况下)活跃作业的数量。也就是说，向空闲操作者(这里是操作者O5)(例如具有技能水平“入门”)从包括最多未完成作业的集群分配作业。如果该选择标准不导致明确的结果(例如因为在两个集群的情况下未完成作业的数量相同)，则向操作者O5分配来自包括最多未完成作业和最少活跃作业的集群的作业。替代地或附加地，可以考虑其他选择标准。例如，系统已知(并且周期性更新)的所有操作者当前位置可以被考虑在如下范围上作为标准，一个或多个作业被分配给或提供给最接近配属给作业的位置的那个(空闲)操作者。这种方式允许缩短操作者的路径。也可以避免作业与操作者之间的特定配属，例如当特定配属将导致太多的操作者同时会停留在特定空间区域中时。如所提及的那样，例如可以借助AR终端41跟踪单个操作者的位置，并且在动态适配任务列表L1-L3时同样考虑该信息。应当理解，对于小的生产线(例如，仅一单个机器)，不需要将作业分组成集群。作为用于将任务分配给操作者的标准，可以考虑例如操作者的结果路径或类似物。如果应用允许，甚至随机配属也是可能的。
在本示例中，集群C4包括三个未完成的作业且不包括活跃作业(因为例如作业刚好被完成，也参见图8)，集群C2包括未完成作业和活跃作业，集群C3不包括未完成作业并包括活跃作业，以及集群C1不包括未完成作业并包括两个活跃作业。因此，尤其来自集群C4的作业(例如作业T41)被提供给空闲操作者05。这种分配示意性地在图7的图表C中示出。该作业在未完成作业列表L1中清除并被接收到活跃作业列表L2中。操作者O5从空闲操作者列表L0中划去(参见图6)。在集群内部可以固定地预先给定作业的顺序。如果存在必要的顺序(例如首先移除一个部分，然后装入新的部分)，则在创作模式中确认顺序。只要作业(或作业的子集)的固定顺序不是通过生产线预先给定，则可以按照特定的选择标准来选择所述作业(例如使得避免操作者的工作区域在配属给作业的位置处的空间重叠(即冲突)。在一种变型方案中，也可以同时向操作者提供多个作业，在所述作业的情况下不取决于所述完成的顺序。在这种情况下，完成顺序委托给操作者。如果他不能完成所有作业(例如因为他离开过程，例如在交接班的情况下)，则在由系统建立另外的和必要时新的操作者的作业列表时考虑该操作者未完成的作业。
图8示意性地图示了操作者已经确认作业(任务)完成或者作业组中的最后作业完成(如果已经向多个作业的操作者分配的话)的状况。通常由操作者在他的AR终端处手动地进行该确认(例如通过在AR终端的视野中操作虚拟按钮，通过在AR终端处操作真实按钮，借助于蓝牙控制器、语音控制器等)。在这种情况下，从活跃作业列表L2中清除活跃作业(例如作业41)并将其接收到已完成作业列表L3中，并且所涉及的操作者(例如操作者O5)被重新接收到空闲操作者列表L0中。存在活跃操作人员离开(或必须离开)其工位，而不终止(或能终止)分配给其的作业的状况。当离开工位时，所涉及的操作者的AR终端从服务器11注销(未登记)。该注销可以自动地进行(例如当AR终端和接入点之间WLAN连接中断时)或者由操作者或另一人员手动地促成(例如经由管理员终端40或AR终端)。这种状况在图9的图表A中示出。在所示的示例中，操作者O5已从服务器11注销他的AR终端。活跃的、未完成的作业(例如作业T41)和所涉及的操作者O5从活跃作业列表L2中删除，该作业重新被接收到未完成作业列表L1中，并可以例如分配给另一操作者(参见图7、图表C)。如果空闲操作者(例如O4)的AR终端被注销，其被从空闲操作者列表L0中删除。
下面总结这里所述的实施例的一些方面(参见图1-9)。然而应当注意，它不是一完整的列举，而仅仅是一示例性列举。本发明描述了一种用于借助于增强现实(AR)辅助团队工作的系统。根据这里描述的示例，系统具有被构造成存储(参见图2)机器的至少一部分的三维几何形状的生产服务器(参见图1)。此外，存储多个任务(作业)，其中，可以给每个任务配属在完成对应任务的空间中的位置以及涉及所述任务完成的位置相关信息(参见图4，图表A和B)。系统还具有多个AR终端(参见图1)，它们通过计算机网络连接生产服务器。在此，给每个AR终端可以配属团队的人员。生产服务器被构造用于动态地生成用于执行过程的"方案"(并且必要时对其适配)，其中，通过在空间中的配属给对应的任务的位置处在所涉及人员的AR终端上显示所属的位置相关信息(参见图4，图表4)，为团队的每个人员(例如在考虑人员的技能水平的情况下)分配特定的任务或提供任务组(集群)(参见图7)。根式执行而定，可借助于AR终端来保持步骤地(即，在过程期间)检测并(例如与所属的时间和活跃作业一起)存储单个操作者的位置。这些数据可以用于以后的数据分析或者也可以用于实时数据分析(实时分析)(参见图1)。例如，可以借助于这些数据(部分)自动地优化工作流程(例如将作业配属给集群或集群中作业的顺序或者避免两个或更多操作者的冲突)。
生产服务器还可以被构造用于，给团队的已经被分配或提供任务的每个人员标记为忙，并将所分配的任务标记为活跃。例如，通过将人员和任务接收到活跃任务的列表L2中(参见图6)来进行所述标记。此外，如果分配该任务的(忙的)人员通过其AR终端确认该任务完成，则生产服务器可以将该任务标记为完成。例如，通过将任务接收到已完成任务的列表L3中(参见图6)来进行该标记。
如果分配了任务的人员的AR终端在没有事先确认该人员完成该任务的情况下从生产服务器注销，则又消除将该任务标记为活跃(不将该任务标记为完成)。例如，可以通过将所涉及的任务重新接收到未完成任务的列表L1中来清除标记(参见图6)。其AR终端已经被生产服务器注销的人员不再可供用于分配其它任务。
生产服务器可以向当前没有分配任务的人员(空闲操作者的列表L0，参见图7)分配新的(未完成的)任务，只要存在既不被标记为活跃的也不被标记为完成的任务并且由于配属不会导致冲突(由于空间上彼此靠近的作业，两个操作者的工作区域重叠)。可以通过由生产服务器注册附加AR终端将具有附加AR终端的附加人员添加给团队(参见图7，图表A)。在这里所述的示例中，根据配属给团队人员的AR终端的标识符，由生产服务器识别或区分这些团队人员。
过程的每个任务(例如对生产线或其一部分进行改装)可以被配属给一集群，并且每个任务可以被标记为未完成、活跃或已完成(参见图5和图6)。在将任务分配给人员时，生产服务器可以进行优先级分配。例如，可以首先考虑在包括最多未完成任务和最少活跃任务的集群中的任务，只要在此预期不会与其他操作者发生冲突。为此，可以伴随过程保持步骤地在考虑所限定的边缘条件(诸如针对特定作业所需的技能水平或任务的彼此相关性(逻辑相关性或空间相关性))的情况下生成或更新每个操作者的作业的列表。

Claims (21)

1.用于辅助团队工作的计算机辅助系统，其具有下列装置：
生产服务器(11)，其被构造用于存储以下各项：机器的至少一部分的三维几何形状以及多个任务(T12、T22、...)，其中，给每个任务配属在完成对应任务(T12、T22、...)的空间中的位置(P11、P12、...)以及涉及所述任务完成的位置相关信息；
多个用户终端(41)，所述用户终端通过计算机网络连接所述生产服务器(11)，其中，给每个用户终端(41)配属团队的一人员(O3、O4、O5、...)，
其中，所述生产服务器(11)还被构造用于，给所述团队的每个人员(O3、O4、O5、...)分配一任务(T11、T12、...)，其中，配属给对应任务(T11、T12、...)的位置相关信息(410)显示在所涉及的人员(O3、O4、O5、...)的用户终端(41)上。
2.根据权利要求1所述的系统，
其中，所述用户终端(41)被构造用于在所述空间中的配属给所述任务的位置(P11、P12、...)上显示配属给对应任务(T11、T12、...)的位置相关信息(410)。
3.根据权利要求1或2所述的系统，
其中，所述生产服务器(11)还被构造用于给每个人员分配单个任务或一组任务，其中，在分配时考虑对应人员的技能水平。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的系统，
其中，所述生产服务器(11)还被构造用于为由所述团队待处理的过程建立任务列表(L1)，并从所述列表中给每个人员(O3、O4、O5、...)分配单个任务或一组任务，
其中，所述任务的分配动态地根据所述人员(O3、O4、O5、...)的数量来进行并且在所述人员(O3、O4、O5、...)的数量改变时被更新。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的系统，
其中，所述生产服务器(11)还被构造用于将被分配了任务(T41)的所述团队的每个人员(O5、...)标记为忙，并将所分配的任务标记为活跃。
6.根据权利要求5所述的系统，
其中，所述生产服务器(11)还被构造用于，如果分配给所述任务(41)的人员(O5、...)通过其用户终端(41)确认所述任务(T41)完成，则将任务(T41)标记为完成。
7.根据权利要求6所述的系统，
其中，所述生产服务器(11)还被构造用于，如果分配了所述任务(T41)的人员(O5)的用户终端(41)从所述生产服务器(11)注销，而该人员(O5)没有确认所述任务(T41)完成，则又将任务作为活跃的标记删除，而不将其标记为完成。
8.根据权利要求6或7所述的系统，
其中，所述生产服务器(11)还被构造用于，只要所述多个任务(T11、T12、...)包含既不标记为活跃又不标记为完成的任务，则从所述多个任务中分配一新任务给当前没有被分配任务的人员(O2、O4、...)。
9.根据权利要求1至8中任一项所述的系统，
其中，所述生产服务器(11)还被构造用于，利用附加用户终端(41)将附加人员(O5)添加给所述团队，其方式是，由所述生产服务器注册所述附加用户终端(41)。
10.根据权利要求1至9中任一项所述的系统，
其中，所述生产服务器(11)还被构造用于，所述团队的人员(O3、O4、O5、...)根据与其所配属的用户终端(41)的标识符来识别。
11.根据权利要求1至10中任一项所述的系统，
其中，所述任务(T11、T12、...)中的每个被配属给一集群，并且该集群的每个任务被标记为未完成、活跃、或完成。
12.根据权利要求11所述的系统，
其中，所述生产服务器(11)还被构造用于，在向人员分配任务时，首先考虑如下集群中的任务，该集群包括最多未完成的任务和最少活跃的任务。
13.根据权利要求1至12中任一项所述的系统，
其中，所述用户终端(41)是增强现实(AR)终端，它们分别具有立体抬头显示器以及一个或多个传感器，所述传感器三维地检测环境的几何形状。
14.根据权利要求13所述的系统，
其中，所述AR终端(41)和/或所述生产服务器(11)的至少一部分被构造用于，在创作模式中从传感器数据中建立环境的3D模型，该3D模型也包含配属给所述任务(T11、T12、...)的位置(P11、P12、...)。
15.根据权利要求1至14中任一项所述的系统，
其中，所述生产服务器(11)还被构造用于为由所述团队待处理的过程最初建立用于执行所述过程所需的任务的列表(L1)，
其中，在建立该列表(L1)时，考虑先前执行的过程的过程参数。
16.根据权利要求15所述的系统，
其中，在考虑已经完成的任务(T11、T12、...)和人员(O3、O4、O5、...)可能变化的数量以及他们的技能水平的情况下，对任务列表(L1)不断地进行动态适配。
17.一种用于辅助团队工作的计算机辅助方法，所述方法包括以下步骤：
在生产服务器(11)上存储以下数据：机器的至少一部分的三维几何形状和多个任务(T11、T12、...)，其中，给每个任务配属在完成对应任务(T12、T22、...)的空间中的位置(P11、P12、...)以及涉及所述任务完成的位置相关信息；
在所述生产服务器(11)上登记多个用户终端(41)，所述用户终端通过计算机网络连接所述生产服务器(11)，其中，给每个用户终端(41)配属团队的一人员(O3、O4、O5、...)；
将所述多个任务中的一任务(T11、T12、...)分配给所述团队的每个人员(O3、O4、O5、...)，其中，给对应任务(T11、T12、...)配属的位置相关信息(410)被显示在所涉及的人员(O3、O4、O5、...)的用户终端(41)上。
18.根据权利要求17所述的方法，
其中，对应的用户终端(41)在所述空间中的配属给所述任务的位置(P11、P12、...)上显示配属给对应任务(T11、T12、...)的位置相关信息(410)。
19.根据权利要求17或18所述的方法，
其中，每个用户终端(41)显示分配配属于该用户终端(41)的人员(O3、O4、O5、...)的任务，并且当用户确认该任务时，在所述空间中的配属给对应任务的位置(P11、P12、...)上显示配属给对应任务(T11、T12、...)的位置相关信息(410)。
20.根据权利要求17至19中任一项所述的方法，其中，从所述多个任务中分配任务(T11、T12、...)包括：
将来自所述多个任务的一组任务(T11、T12、...)分配给所述团队的一个或多个人员(O3、O4、O5、...)，其中，所述人员(O3、O4、O5、...)的用户终端(41)能够实现从该组任务(T11、T12、...)中选出一任务；以及
在所涉及的人员(O3、O4、O5、...)的用户终端(41)上显示位置相关信息(410)，所述位置相关信息被配属给由所述人员(O3、O4、O5、...)所选出的任务(T11、T12、...)。
21.根据权利要求17至20中任一项所述的方法，
其中，所述任务(T11、T12、...)、所述空间中的配属给所述任务的位置以及所属的位置相关信息(410)被存储在所述生产服务器(11)的数据库中。
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