DE69433029T2

DE69433029T2 - Verfahren zum Berechnen einer Arbeitslastzahl und entsprechende Vorrichtung

Info

Publication number: DE69433029T2
Application number: DE69433029T
Authority: DE
Inventors: Satoshi Toyota-shi Ogata; Kiyoyuki Toyota-shi Imayoshi; Yoshinori Toyota-shi Eri; Tatsuhisa Toyota-shi Ishii; Tetsuro Toyota-shi Konomi; Kazunari Toyota-shi Fukumoto
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 1993-05-25
Filing date: 1994-05-24
Publication date: 2004-06-09
Anticipated expiration: 2014-05-25
Also published as: EP0628283B1; AU6324494A; AU671207B2; US5740813A; CA2124274C; EP0628283A3; JP3114481B2; KR0139070B1; JPH0743261A; EP0628283A2; DE69433029D1; CA2124274A1

Description

ALLGEMEINER STAND DER TECHNIK
1. Gebiet der Erfindung
Diese Erfindung bezieht sich auf eine Technik des Errechnens eines Index, der die Bewertung des Belastungsumfangs zuläßt, die durch in automatischen Montagefabriken und dergleichen ausgeführte Arbeiten aufkommen. Die Erfindung bezieht sich auch auf eine Technik der Bewertung der Belastung in irrationalen und alogischen Arbeitsteilung oder Arbeitsroutinen auf der Grundlage eines errechneten Arbeitsbelastungsindex, womit das Planen komfortabler und effizienter Arbeitsroutinen möglich wird.
2. Beschreibung des Standes der Technik
Umfang der Arbeitsbelastung, die bei einem Arbeiter aufkommt, ist im wesentlichen abhängig von zwei Faktoren, das heißt, der Härte der Arbeit und der Dauer der Arbeit. Als ein geeigneter Index, der die Härte der Arbeit aufzeigt, wird das maximale Muskelkontraktionsverhältnis verwendet. Das maximale Muskelkontraktionsverhältnis wird gewonnen durch Messen eines schwachen Potentials, das erzeugt wird, wenn die Muskeln sich zusammenziehen, und es ist das Verhältnis des Potentials während der Arbeit zum Potential zur Zeit des maximalen Zusammenziehens der Muskeln. Es kann auf elektrischem Wege objektiv gemessen werden.
Allgemein bekannt ist es, daß, wenn das maximale Muskelkontraktionsverhältnis M verwendet wird zum Aufzeigen der Härte der Arbeit, das Ausmaß der Belastung, das auf den Arbeiter wirkt, gut dargestellt werden kann durch den Arbeitsbelastungsindex L, der in der folgenden Gleichung (1) angegeben ist (Kogi & Hakamada "Slowing of Surface Electromyogram and Muscle Strength in Muscle Fatique", Rep. Inst. Labor, 60, Seiten 27–41, 1962, Sato, Katsuura, Sato, Tochihara, Yokoyama et al. "Human Engineering Basic Numerical Value Formulas Manual", Seiten 223 – 224, 1992, Gihodo Shuppan). L = C1 log t + C2 log M – 48,06 ...(1)
Hierbei ist L der Index, der auch Belastungsumfang des lebenden Körpers genannt wird, und gut dem Ausmaß der Belastung entspricht, die der Arbeiter fühlt, und t ist die Dauer der Arbeit.
Es ist bestätigt worden, daß C1 und C2 in Gleichung (1) Konstanten sind, und es ist auch allgemein bekannt, daß C1 und C2 gleich C1 = 27,03 und C2 = 53,78 ...(2)sind.
Es ist weiter bestätigt worden, daß die Gleichungen (1) und (2) die Art des Muskels, die Position des Arbeiters und so weiter als unabhängig ansehen ("Human Engineering Basic Numerical Value Formulas Manual", das zuvor schon erwähnt wurde, Endo "Evaluation of Static Muscular Fatique", Japanese Journal of Human Engineering, Band 17, Nr. 3, Seiten 123–127, 1981). Des weiteren beinhalten die Gleichungen (1) und (2) die Unabhängigkeit der Art der Arbeit oder den Arbeitsinhalt.
Der Arbeitsbelastungsindex ist zu gewinnen durch die Gleichungen (1) und (2), wenn das maximale Muskelkontraktionsverhältnis M während der Arbeit nicht verändert wird. In langen Arbeiten jedoch, wie beispielsweise in Arbeiten beim Zusammenbau eines Automobils, wird das maximale Muskelkontraktionsverhältnis M während der Arbeit geändert. In üblicher Arbeit ist die Arbeitsbelastung konstant. Wenn die Arbeit mit einer konstanten Arbeitsbelastung weiter ausgeführt wird, wird das maximale Muskelkontraktionsverhältnis im Ablauf der Zeit geändert. Im Falle einer langen Arbeit mit konstanter Arbeitsbelastung ist es folglich inadäquat, den Arbeitsbelastungsindex aus der Gleichung (1) herzuleiten.
Inzwischen kann die Härte der Arbeit auch dargestellt werden durch die Arbeitsbelastung W. Es ist allgemein bekannt, daß, wenn die Härte der Arbeit dargestellt wird durch die Arbeitsbelastung W, der Arbeitsbelastungsindex sich errechnen läßt aus der folgenden Gleichung (3) (Oshima "Studies on Fatigue", Seiten 89–92, Dobun Shoin, Oshima "Labor Burden and Ist Tolerances", 1953, Gakken Text). L = d1 log t + d2 log W – 162,0 ...(3)
Wobei t die Dauer der Arbeit und W die Arbeitsbelastung ist.
Im Falle der obigen Gleichung (1) sind die Koeffizienten C1 und C2 konstant, unabhängig vom Arbeitsinhalt. Jedoch ist es allgemein bekannt, daß im Falle von Gleichung (3), die die Härte der Arbeit hinsichtlich der Arbeitsbelastung darstellt, die Koeffizienten d₁ und d₂ Variable sind, die abhängen von der Position des Arbeiters und dem Inhalt der Arbeit. Wenn folglich beabsichtigt ist, den Arbeitsbelastungsindex zu errechnen für verschiedene Arbeitsinhalte unter Verwendung der Gleichung (3), ist es notwendig, die Koeffizienten d₁ und d₂ für jede Position des Arbeiters und auch für jeden Arbeitsinhalt zu errechnen. Dies zu tun, ist fast unmöglich. Dies liegt daran, weil es enormer Erfahrungen bedarf, für jeden Arbeitsinhalt die Koeffizienten d₁ und d₂ zu bestimmen.
Wie sich aus dem Vorstehenden ergibt, ist es bis heute keine praktisch anwendbare Technik des Errechnens eines Index, der es gestattet, genau die Bewertung des Arbeitsbelastungsumfangs in verschiedenen Arbeiten zu bewerten. Genauer gesagt, mit Gleichung (1) können korrekte Indizes nicht gewonnen werden für Arbeiten, die das maximale Muskelkontraktionsverhältnis während der Arbeitszeit ändern, obwohl es keine Notwendigkeit gibt, den Arbeitsinhalt in Unterschieden zu berücksichtigen. (Tatsächlich gibt es viele solcher Arbeiten.) Mit Gleichung (3) werden korrekte Indizes gewonnen, auch für lange Arbeiten. In diesem Falle ist es jedoch erforderlich, die Koeffizienten für jeden Arbeitsinhalt zu gewinnen, was substantiell nicht praktikabel unter solchen Situationen ist, daß die Arbeit abwechselnde Inhalte enthält. Dies liegt daran, daß die Bestimmung der Koeffizienten d₁ und d₂ enorme Experimente für den Arbeitsinhalt erfordert.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Die Erfindung ist entstanden in Kombination der obigen Techniken und der Entwicklung einer neuen Technik, die eine genaue Errechnung des Arbeitsbelastungsindex ermöglicht, der das Ausmaß der Belastung aufzeigt, die beim Arbeiter bei verschiedenen Arbeiten aufkommt, abhängig von Änderungen des maximalen Muskelkontraktionsverhältnisses während der Arbeitszeit.
Nach der vorliegenden Erfindung vorgesehen ist ein Verfahren der Arbeitsbelastungsindexerrechnung, welches schematisch in
1 gezeigt ist, und einen Schritt X1 enthält zum Messen des maximalen Muskelkontraktionsverhältnisses, wenn eine Arbeit für eine vorbestimmte Zeit fortgesetzt wird, einen Schritt X2 zum Errechnen, aus dem maximalen Muskelkontraktionsverhältnis, das in Schritt X1 gemessen wird, und aus der vorbestimmten Zeit, die zuvor festgehalten wurde, einer äquivalenten Arbeitsbelastung in einer Standardarbeit, die denselben Arbeitsbelastungsindex bedeutet wie ein Arbeitsbelastungsindex, wenn die Arbeit für eine vorbestimmte Zeitdauer fortgesetzt wird, und einen Schritt X3 zum Errechnen, aus der errechneten äquivalenten Arbeitsbelastung und einer aktuellen Arbeitszeit, des Arbeitsbelastungsindex, wenn die Arbeit für die aktuelle Arbeitszeit fortgesetzt wird.
In der Gleichung (3), die sich auf den Arbeitsbelastungsindex L, die Arbeitsbelastung W und die Arbeitsdauer t zueinander bezieht, ist es hinreichend möglich, die Koeffizienten d₁ und d₂ zu errechnen, wenn der Arbeitsinhalt feststeht. Beispielsweise wurde berichtet, daß man aus Experimenten mit einem Fahrradergometer herausgefunden hat, wie es in 3 gezeigt ist, daß in der Arbeit des Pedaltretens vom Fahrradergometer d1S = 25,51 und d2s = 117,6 ...(4)ist (Ohshima "Studies on Fatigue", Seiten 82–92, Dobun Shoin). In Gleichung (4) zeigt S das Durchführen der Arbeit des Pedaltretens beim Fahrradergometer auf.
Die Arbeit, in der die Koeffizienten d₁ und d₂ wie oben bekannt sind, kann eine Standardarbeit ausmachen.
Im Verfahren nach der Erfindung ist eine Arbeit fortgesetzt worden für eine vorbestimmte Zeit, und das maximale Muskelkontraktionsverhältnis zu dieser Zeit wird gemessen in Schritt X1. Die vorbestimmte Zeit kann so eingestellt werden, daß für diese Zeit das maximale Muskelkontraktionsverhältnis während der Arbeit nicht geändert wird. Wenn somit das maximale Muskelkontraktionsverhältnis MA ist, wenn eine Arbeit mit einer Arbeitsbelastung WA verrichtet wird, ist der Arbeitsbelastungsindex LA, wenn eine Arbeit für eine vorbestimmte Zeit T fortgesetzt wird, aus Gleichung (2) gewonnen LA = 27,03 × log T + 53,78 × log MA – 48,06 ... (5)und aus Gleichung (3) LA = d1A × log T + d2A × log WA – 162,0 ... (6)
Die Werte des Arbeitsbelastungsindex, die gewonnen werden mit Gleichung (5) und (6) müssen einander gleich sein.
Mit der Standardarbeit werden die Koeffizienten d₁ und d₂ bekannt. Wenn die Arbeit des Pedaltretens eines Fahrradergometers mit einer Arbeitsbelastung WS als Standardarbeit erfolgt, ist der Arbeitsbelastungsindex L aus den Gleichung (3) und (4) L = 25,51 × log T + 117,6 × log Ws – 162,0 ... (7)
Dann ist es möglich, aus den Gleichungen (5) und (7) die Arbeitsbelastung Ws* in einer Standardarbeit zu bestimmen, womit derselbe Arbeitsbelastungsindex als der Arbeitsbelastungsindex LA einer gemessenen Arbeit bereitgestellt wird. Das heißt, Ws* kann bestimmt werden aus einer Gleichung 27,03 × log T + 53,78 × log MA – 48,06 = 25,51 × log T + 117,6 × log Ws* – 162,0 ...(8)
Durch Lösen von Gleichung (8) gewinnen wir Ws* = 9,311 × T 0,0129 × MA 0,457 ... (9)
Aus Gleichung (9) kann man Ws* gewinnen.
Das solchermaßen gewonnene Ws* bedeutet, daß der Arbeitsbelastungsindex LA, wenn eine Arbeit mit maximalem Muskelkontraktionsverhältnis MA fortgesetzt wird für eine Zeit T, und der Arbeitsbelastungsindex, wenn eine Standardarbeit mit Arbeitsbelastung Ws* für eine Zeit t fortgesetzt wird, gleich sind. Das heißt, die Arbeitsbelastung Ws* bedeutet eine in einer Standardarbeit, die denselben Arbeitsbelastungsindex vorsieht, wie derjenige einer Arbeit mit dem maximalen Muskelkontraktionsverhältnis MA. Mit anderen Worten, die Arbeitsbelastung Ws* ist eine äquivalente Arbeitsbelastung in einer Standardarbeit, die denselben Arbeitsbelastungsindex L als den Arbeitsbelastungsindex für die Arbeit des maximalen Muskelkontraktionsverhältnisses MA bedeutet.
Gemäß der Erfindung wird die äquivalente Arbeitsbelastung bei der Standardarbeit in Schritt X2 aus dem gemessenen maximalen Muskelkontraktionsverhältnis MA und der vorbestimmten Zeit T auf der Grundlage des obigen Konzeptes errechnet. Wenn die Standardarbeit darin besteht, das Fahrradergometer mit den Pedalen zu treten, wird die äquivalente Arbeitsbelastung errechnet unter Verwendung von Gleichung (9). Die Standardarbeit kann eine beliebige Arbeit sein, solange die Koeffizienten d₁ und d₂ bekannt sind, und müssen nicht die Arbeit des Pedaltretens des Fahrradergometers ein.
Wenn die äquivalente Arbeitsbelastung Ws* in der Standardarbeit, die denselben Arbeitsbelastungsindex wie denjenigen der gemessenen Arbeit, die errechnet wurde, bedeutet, wird der Index, der den Umfang der Arbeitsbelastung anzeigt, wenn die Arbeit für eine gewisse aktuelle Arbeitszeit fortgesetzt wird, aus den Koeffizienten d_1S und d_2S bei der Standardarbeit, der aktuellen Arbeitszeit und der Gleichung (3) errechnet. Wenn die Standardarbeit darin besteht, das Fahrradergometer mit den Pedalen zu treten, wird der Index errechnet, der den Umfang der Arbeitsbelastung aufzeigt, durch Substituieren der äquivalenten Arbeitsbelastung, die errechnet wurde gemäß Gleichung (9) auf der rechten Seite der Gleichung (8). Diese Rechnung wird ausgeführt in Schritt X3.
Durch das Verfahren nach der Erfindung kann somit die äquivalente Arbeitsbelastung in einer Standardarbeit, die denselben Arbeitsbelastungsindex bereitstellt wie der Arbeitsbelastungsindex, der aus dem gemessenen maximalen Muskelkontraktionsverhältnis gemessen wurde, errechnet werden für verschiedene Arbeiten, und somit wird es möglich, den Index zu errechnen, der den Arbeitsbelastungsumfang in einheitlicher Form in Hinsicht auf die Arbeitsbelastung einer Standardarbeit aufzeigt.
Gemäß der Erfindung ist auch ein Arbeitsbelastungsindex-Rechengerät vorgesehen, welches schematisch in 2 dargestellt ist, das ein Speichermittel X4 enthält zum Speichern, für jeden Arbeitsinhalt, von Daten äquivalenter Arbeitsbelastung in einer Standardarbeit, die denselben Arbeitsbelastungsindex bereitstellt wie den aus dem maximalen Muskelkontraktionsverhältnis errechneten, wenn die Arbeit für eine vorbestimmte Zeit und aus der vorbestimmten Zeit fortgesetzt wird, und Mittel X5 zur Eingabe tatsächlicher Arbeitszeit für jeden Arbeitsinhalt, Wiederauffinden der äquivalenten Arbeitsbelastung für den eingegebenen Arbeitsinhalt aus dem Speichermittel X4 und Errechnen und Ausgeben des Arbeitsbelastungsindex des Arbeitsinhalts durch Substituieren der wiederaufgefundenen äquivalenten Arbeitsbelastung und der tatsächlichen Arbeitszeit in einer Gleichung für die Arbeitsbelastungsindexrechnung aus der Arbeitsbelastung und der Arbeitszeit.
Mit dem Arbeitsbelastungsindex-Rechengerät, welches schematisch in 2 dargestellt ist, wird die äquivalente Arbeitsbelastung bestimmt und für jeden Arbeitsinhalt gespeichert, und somit wird durch Eingabe des Arbeitsinhalts und der Arbeitszeit der Arbeitsbelastungsindex, wenn die Arbeit für eine Arbeitszeit fortgesetzt wird, errechnet und ausgegeben.
Gemäß der Erfindung ist auch des weiteren ein Arbeitsbelastungsindex-Rechengerät vorgesehen, welches, wie es schematisch in 9 gezeigt ist, verfügt über ein Speichermittel X6, das für jeden Arbeitsinhalt Daten äquivalenter Arbeitsbelastung in einer Standardarbeit speichert, die denselben Arbeitsbelastungsindex hat, über Anzeigemittel X7 zur Anzeige von Bildern, die den Arbeitsstatus zeigen, über ein Eingabemittel X8 zur Eingabe eines Arbeitsinhaltsparameters und einer Arbeitszeit gemäß der Arbeit, die auf dem Anzeigemittel X7 angezeigt wird, über ein Rechenmittel X9 zum Errechnen des Arbeitsbelastungsindex des Arbeitsinhalts aus der eingegebenen Arbeitszeit und der äquivalenten Arbeitsbelastung gemäß dem eingegebenen Arbeitsinhaltsparameter, und über ein Anzeigemittel X10 zum Anzeigen des errechneten Arbeitsbelastungsindex.
Mit dem Arbeitsbelastungsindex-Rechengerät, welches schematisch in 9 gezeigt ist, wird es möglich, Arbeitsinhaltsparameter und Arbeitszeit in einem Status einzugeben mit Videobild und tatsächlichen Arbeitsstatus, der angezeigt wird auf dem Anzeigemittel X7, das heißt, während visuell der Arbeitsinhaltsstatus mit dem Parameter und anderen Daten bestätigt wird, die hierfür einzugeben sind. Das Gerät kann somit extrem passend gehandhabt werden.
Gemäß der Erfindung ist des weiteren vorgesehen ein Arbeitsbelastungsindex-Rechengerät, welches, wie es schematisch in 10 gezeigt ist, verfügt über ein Speichermittel X12 zum Speichern, für jeden Arbeitsinhalt, von Daten, die der Arbeitsbelastung äquivalent sind in einer Standardarbeit, die denselben Arbeitsbelastungsindex bereitstellt, über ein Videoanzeigemittel X13 zur Videoanzeige des Arbeitsstatus und das in der Lage ist, die Anzeige versuchsweise anzuhalten, über Eingabemittel X14 zur Eingabe eines Arbeitsinhaltsparameters und Arbeitszeit der Arbeit, die auf dem Videoanzeigemittel X13 angezeigt wird, über Rechenmittel X15 zum Errechnen des Arbeitsbelastungsindex vom Arbeitsinhalt aus der eingegebenen Arbeitszeit und der äquivalenten Arbeitsbelastung gemäß dem eingegebenen Arbeitsinhaltsparameter, und über ein Speichermittel X16 zum Speichern des eingegebenen Arbeitsinhaltsparameters, der Arbeitszeit, des errechneten Arbeitsbelastungsindex und Stehbildinformation, die den Arbeitsstatus gemäß dem eingegebenen Arbeitsinhalt aufzeigen, so daß diese Punkte miteinander in Bezug stehen.
Mit dem Arbeitsbelastungsindex-Rechengerät, welches schematisch in 10 gezeigt ist, zusätzlich zum Gewinnen verbesserter Bediensteuereigenschaft der Dateneingabeoperation, wie in Verbindung mit 9 beschrieben, werden "Stehbildinformation", "Arbeitsinhaltsparameter und Arbeitszeit" und "Arbeitsbelastungsindex" gespeichert im Speichermittel X16, so daß diese miteinander in Bezug stehen. Somit ist es möglich, sehr einfach die Arbeitsbelastungsumfangsanalyseoperation auszuführen. Wenn beispielsweise eine Arbeit mit hohem Arbeitsbelastungsindex gefunden wird, kann die Arbeit mit hohem Arbeitsbelastungsumfang visuell erkannt werden durch Wiederauffinden der bleibenden Stehbildinformation. Oder es ist möglich, den ständigen Arbeitsinhaltsparameter und die Arbeitszeit leicht zu erfahren.
Nach einem anderen Aspekt der Erfindung vorgesehen ist ein Erfahren des Planens einer Arbeitsroutine oder Arbeitsteilung durch Verwenden des Arbeitsbelastungsindex, der errechnet wurde auf dem obigen Wege. Das Verfahren, wie es schematisch in 11 gezeigt ist, umfaßt einen Schritt X17 zum Errechnen, für jeden Arbeitsinhalt, der äquivalenten Arbeitsbelastung in einer Standardarbeit, die denselben Arbeitsbelastungsindex bereitstellt, einen Schritt X18 zur Eingabe, für jede Arbeitseinheit, eines Arbeitsinhaltsparameters und einer Arbeitszeit, einen Rechenschritt X19 zum Errechnen, für jede Arbeitseinheit, des Arbeitsbelastungsindex desselben aus dem eingegebenen Arbeitsinhaltsparameter und der Arbeitszeit, und einen Korrekturschritt (das heißt, eine Schleife der Schritte X20, X21 und X19) zum Korrigieren der Arbeitseinheit, bis der errechnete Arbeitsbelastungsindex normiert ist.
Das Verfahren, das schematisch in 11 gezeigt ist, gestattet die Neubewertung der Arbeitsroutine der Arbeitsteilung durch Verwenden des Arbeitsbelastungsindex, der in der obigen Weise errechnet wurde. Beispielsweise ist es mit einer Arbeitseinheit mit einem Arbeitsbelastungsindex, der oben ein zulässiger Wert ist, möglich, den Index zum unteren zulässigen Wert zu bringen durch Teilen der Arbeitseinheit. Im entgegengesetzten Falle mit zwei oder mehr Arbeitseinheiten mit kleinen Arbeitsbelastungsindizes können diese Arbeitseinheiten kombiniert werden in eine einzige Arbeitseinheit, so daß es möglich wird, die Operationssteuerungseigenschaft zu verbessern. Auf diesem Wege gestattet das Verfahren die Planung befriedigender Arbeitsroutine, während der Umfang der Belastung angepaßt wird, der durch den Arbeiter in einem adäquaten Bereich aufkommt.
Die vorliegende Erfindung läßt sich besser verstehen aus der nachfolgenden detaillierten Beschreibung und den anliegenden Patentansprüchen in Verbindung mit der beiliegenden Zeichnung.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNG
1 ist eine schematische Darstellung eines Verfahrens der Belastungsindexerrechnung;
2 ist eine schematische Ansicht, die ein Gerät einer Arbeitsbelastungsindexerrechnung zeigt;
3 ist eine Ansicht, die ein Beispiel einer Standardarbeit zeigt;
4 ist eine Ansicht, die den Aufbau eines Ausführungsbeispiels des Gerätes zeigt;
5(A) und 5(B) sind Ansichten, die Muskelpotentialmeßpositionen und Muskeln unter Messung zeigen;
6 ist eine Ansicht, die Verarbeitungsinhalte zeigt;
7(A) bis 7(C) sind Ansichten, die ein Beispiel von Arbeitsinhalten, eines anhaltenden maximalen Muskelkontraktionsverhältnisses und äquivalente Arbeitsbelastung zeigen;
8 ist ein Graph, der ein Beispiel eines Index TVAL einer aktuellen Arbeit zeigt;
9 ist eine schematische Ansicht, die ein Arbeitsbelastungsindex-Rechengerät zeigt;
10 ist eine schematische Ansicht, die ein Arbeitsbelastungsindex-Rechenmittel zeigt;
11 ist eine schematische Ansicht, die ein Verfahren der Arbeitsroutinenplanung veranschaulicht;
12 ist ein Blockdiagramm, das den Aufbau eines Ausführungsbeispiels des Gerätes zeigt;
13 ist ein Beispiel der Anzeige eines Anzeigebildschirms;
14 ist eine Ansicht, die eingegebene Daten und so weiter zeigt;
15 ist ein Graph, der ein Beispiel graphischer Anzeige eines errechneten TVAL zeigt;
16 ist ein Graph, der ein anderes Beispiel einer graphischen Anzeige eines errechneten TVAL zeigt;
17 ist eine Datenliste zur TVAL-Rechnung;
18(A) bis 18(C) sind Ansichten, die Änderungen in der graphischen Anzeige errechneter TVAL mit Routinenkorrektur zeigen;
19 ist eine Ansicht, die eine Positionsskala zeigt; und
20 ist eine Ansicht, die eine andere Positionsskala zeigt.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSBEISPIELE
4 zeigt schematisch den Aufbau eines Gerätes, das die Erfindung verkörpert. Unter Bezug auf 4 gezeigt unter 1(+) und 1(–) sind gepaarte Elektroden zum Messen des Muskelpotentials. Zwanzig Paare derartiger Elektroden werden verwendet für die Messung des maximalen Muskelkontraktionsverhältnisses. Die zwanzig Paare Elektroden sind beim Test an dem Arbeiter befestigt an jeweiligen zwanzig Stellen, wie in 5(A) gezeigt. Diese befestigten Elektrodenpaare an den Stellen 1 bis 20 stellen Muskelpotentiale an Muskeln fest, wie in der Tabelle von 5(B) aufgelistet.
Obwohl nur ein einziges Paar von Elektroden zur Vereinfachung der Darstellung gezeigt ist, werden tatsächlich Signale, die Muskelpotentiale darstellen wie durch die 20 Elektrodenpaare festgestellt, eingegeben und verstärkt durch verstärkt durch einen Verstärker 30 und einem Drucker 40 zugeführt. Der Drucker 40 gibt den gemessenen Muskelpotentialänderungsgegenstand als einen Graph 42 wieder. Obwohl ein einzelner Graph in 4 dargestellt ist, werden tatsächlich 20 dieser Graphen ausgegeben.
Nach Befestigung der 20 Elektrodenpaare am zu testenden Arbeiter wird die Messung begonnen. Zuerst werden die Muskelpotentiale VMAX(1) bis VMAX(20) zur Zeit maximaler Schrumpfung der Muskel gemessen für die 20 unterschiedlichen Muskeln (Schritt 52 in 6). Dann werden die maximalen Muskelkontraktionsverhältnisse M(1) bis M(20) gemessen. Die Messung erfolgt, nachdem der Arbeiter stetig für 5 Sekunden für jeden Arbeitsinhalt gearbeitet hat. Die Arbeitsinhalte werden festgelegt als Kombinationen der Positionen 1 bis 3 des Arbeiters in 7(A), Richtungen A bis D, in denen der Arbeiter Kraft aufbringt in jeder der zuvor angegebenen Position, Pegel 1 bis 5 der angewandten Kraft und so weiter. 7(A) zeigt nur einen Teil der Arbeitsinhalte, und es gibt viele Arbeitsinhalte, die in 7(A) nicht gezeigt sind.
Beispielsweise werden durch Bezeichnen der Arbeit, die ausgeführt wird mit der Position nach oben, die in Zeile 1 in 7(A) gezeigt ist, und durch Anwenden einer Vorwärtskraft des Pegels 1, der in 7(B) gezeigt ist, durch Arbeitsinhalt A, die Muskelpotentiale VA(1) bis VA(20) gemessen, die festgestellt werden, wenn der Arbeitsinhalt A für 5 Sekunden fortgesetzt wurde. Die maximalen Muskelkontraktionsverhältnisse werden bestimmt unter Verwendung von Gleichungen MA(1) = VA(1)/VMAX(1) × 100, ... MA(20) = VA(20)/VMAX(20) × 100 (Schritt S4 in 6). MA(1), ..., MA(20) stellen die Muskelpotentiale dar (das heißt, 20 Muskelpotentiale gemäß den 20 unterschiedlichen Muskeln) nach 5 Sekunden.
Wenn die Messung, die einen Arbeitsinhalt betrifft, abgeschlossen ist, dann wird der Arbeitsinhalt geändert, und dann werden Muskelpotentiale erneut nach 5 Sekunden gemessen, und die maximalen Muskelkontraktionsverhältnisse werden bestimmt (Schritt 54 in 6).
Auf diese Weise werden das maximale Muskelkontraktionsverhältnis MA(1) bis MA(20) für Arbeitsinhalt A bestimmt, das maximale Muskelkontraktionsverhältnis MB(1) bis MB(20) für Arbeitsinhalt B und das maximale Muskelkontraktionsverhältnis MC(1) bis MC(20) für Arbeitsinhalt C (Schritt S4 in 6). In Schritt S4 zeigt die Unterschrift i den Arbeitsinhalt an und die Unterschriften 1 bis 20 zeigen die gemessene Muskelart an.
Die Arbeitszeit wird auf 5 Sekunden eingestellt, weil sich während der Arbeit in der Länge von 5 Sekunden das maximale Muskelkontraktionsverhältnis im wesentlichen nicht verändert. Somit wird in diesem Falle der Arbeitbelastungsindex Li, j aus den Gleichungen (1) und (2) festgelegt auf Li, j = 27,03 × log 5 + 53,78 × Mi, j – 48,06wobei i den Arbeitsinhalt aufzeigt und j (1 bis 20) die Muskelart aufzeigt.
Wenn der Arbeitsbelastungsindex Li, j für jeden Muskel bestimmt ist für jeden Arbeitsinhalt, wird die äquivalente Arbeitsbelastung Ws*i, j in einem Standardarbeitsinhalt, der denselben Arbeitsbelastungsindex Li, j für jeden Muskel bedeutet, unter Verwendung von Gleichung (7) errechnet. Es ist auch möglich, die äquivalente Arbeitsbelastung Ws*i, j direkt aus Gleichung (9) zu errechnen, wie in Schritt S6 in 6 gezeigt. Hier zeigt s die Standardarbeit auf, i den tatsächlichen Arbeitsinhalt und j die Muskelart. Wenn die äquivalente Arbeitsbelastung Ws*i, j auf diesem Wege gewonnen wird, erfolgt Schritt S8 das Speichern in einer Datei.
In der Datei, wie unter 60 in 6 gezeigt, wird die äquivalente Arbeitsbelastung einer Standardarbeit gespeichert gemäß einem jeden tatsächlichen Arbeitsinhalt und einer jeden Muskelart. Der Prozeß nach Schritt S6 in 6 wird ausgeführt im Computer 50, der in 4 gezeigt ist. Die Datei 60, in der die äquivalente Arbeitsbelastung für jeden Arbeitsinhalt und für jede Muskelart gespeichert ist, wird in einem Speicher des Computers 50 erstellt.
Für die Bewertung des Gesamtarbeitsbelastungsumfangs der Arbeit ist die Analyse eines jeden Muskels nicht wesentlich. Es ist möglich, einen Durchschnitt der Werte heranzuziehen, gewonnen für die 20 unterschiedlichen Muskelarten für jeden Arbeitsinhalt. 7(B) zeigt einen Teil der Daten des Durchschnittswertes der maximalen Muskelkontraktionsverhältnisse für die individuellen Muskelarten für jeden Arbeitsinhalt, der durch die Position, den Belastungspegel und die Richtung der Arbeit bestimmt ist. 7(B) zeigt einen Teil des Durchschnittswertes der errechneten äquivalenten Arbeitsbelastung. In diesem Falle wird die äquivalente Arbeitsbelastung ebenfalls errechnet für eine Pegel-Null-Arbeit, das heißt für die Arbeit, bei der der Arbeiter die Position beibehält.
Bis zum obigen Schritt ist das Errechnen der äquivalenten Arbeitsbelastung in einer Standardarbeit für jeden Arbeitsinhalt abgeschlossen. Die äquivalente Arbeitsbelastung bei der Standardarbeit wird in der obigen Weise für jeden Arbeitsinhalt errechnet und wird im Speichermittel (das heißt, in der Datei) 60 gespeichert. Wie zuvor erwähnt, kann jeder Wert für jede Muskelart im Durchschnittswert in der Datei 60 gespeichert werden. 6 zeigt ein Beispiel, bei dem Werte für individuelle Muskelarten gespeichert sind.
Der Arbeitsinhalt und die aktuelle Arbeitszeit einer aktuellen Arbeit werden dann in den Computer 50 in Schritt S10 eingegeben. Beispielsweise wird in 8 eingegeben, daß eine Arbeit, bei der der Arbeiter eine stark gebückte Haltung beibehält, gestartet wird im Zeitpunkt T1 und beendet wird im Zeitpunkt T2. Es wird auch eingegeben, daß eine Arbeit, bei der der Arbeiter eine Kraft der Größe 5 in Vorwärtsrichtung in einer stark gebückten Position aufbringt, gestartet wird zum Zeitpunkt T3 und zum Zeitpunkt 4 beendet wird (Schritt 10 in 6). Für die erstere Arbeit erfolgt das Wiederauffinden für die äquivalente Arbeitsbelastung gemäß dem früheren Arbeitsinhalt, und der Arbeitsbelastungsindex TVAL wird errechnet durch Substituieren der festgestellten äquivalenten Arbeitsbelastung in der rechten Seite der Gleichung (8). Der hier errechnete Arbeitsbelastungsindex ist nicht direkt aus dem maximalen Muskelkontraktionsverhältnis oder der Arbeitsbelastung hergeleitet, sondern wird gewonnen nach Umsetzen der äquivalenten Arbeitsbelastung in die Standardarbeit. Der für den letzteren gewonnene Index wird für den TVAL benutzt.
Wie aus der Form von Gleichung (8) ersichtlich, erhöht sich der Arbeitsbelastungsindex exponentiell mit dem Verlauf der Zeit, und eine Kurve des Graphen 80 wird gewonnen. Diese Kurve zeigt die Art der Änderungen im TVAL mit der Zeit für den Arbeitsinhalt des Beibehaltens in der stark gebückten Position. In diesem veranschaulichten Falle hat der Index, wenn die Arbeit endet, einen Wert von 42. Zwischenzeitlich wird ein gleicher Prozeß für die letztere Arbeit ausgeführt. Im Ergebnis wird eine Kurve vom Graphen 82 gewonnen.
Verglichen mit ersterem und letzterem ist in letzterem die Dauer kurz, obwohl die äquivalente Arbeitsbelastung hoch ist, und somit ist der Index zur Zeit des Endens der Arbeit in der ersteren größer. Die anderen Kurven in 8 werden in gleicher Weise wie die Kurven 80 und 82 gewonnen.
In Schritt S12 in 6 werden die Arbeitsbelastungsindizes gewonnen für die individuellen Muskelarten und in Schritt S14 wird ein Durchschnitt gebildet. Auf diese Weise wird der Arbeitsbelastungsindex TVLA (i, j) gewonnen für jeden Inhalt und auch für jede Muskelart, und durch Durchschnittsbildung dieser Wert können die Arbeitsbelastungsindizes der gesamten Arbeit erzielt werden. Wo die Gesamtbewertung allein erforderlich ist, kann der Index gewonnen werden aus der in Schritt S12 durch Durchschnittsbildung gewonnenen äquivalenten Arbeitsbelastung.
Der Index zur Bewertung, der am Ende der Arbeit (bezieht sich auf TVLA) errechnet wird, stimmt gut überein mit dem Umfang der Arbeitsbelastung, die der Arbeiter empfindet. Im Falle von 8 wird die Arbeitsbelastung als zu hoch in der langen Arbeit empfunden, die zum Zeitpunkt T1 beginnt, eher als in der kurzen Arbeit, die zum Zeitpunkt T3 beginnt. Manchmal kann der Pegel des Graphen, der mit der kurzen Arbeit gewonnen wird, wie unter 82 gezeigt, hoch sein, verglichen mit demjenigen des Graphen, der gewonnen wird mit der langen Arbeit, wie unter 80 gezeigt. In einem solchen Falle empfindet der Arbeiter, daß die Arbeitsbelastung in der harten und kurzen Arbeit höher ist.
Das heißt, es wird erkannt, daß der Arbeitsbelastungsindex TVAL, der gemäß der Erfindung errechnet wird, gut zu den Empfindungen des Arbeiters paßt und ein allgemein adäquater Index ist.
In diesem Ausführungsbeispiel erfolgt eine 5-Sekunden-Messung vorläufig für jeden Arbeitsinhalt, und die äquivalente Arbeitsbelastung für diesen Arbeitsinhalt wird errechnet. In der tatsächlichen Arbeit wird somit ein korrekter Arbeitsbelastungsindex gewonnen für eine kurze Arbeit, die sich innerhalb 5 Sekunden abspielt. Für eine zusammengesetzte Arbeit, beispielsweise für eine Arbeit, bei der eine Arbeit des Beibehaltens einer stark gebückten Position verbunden ist mit einer anderen Arbeit, ist es möglich, den Arbeitsbelastungsindex für jede Arbeitskomponente zu errechnen, und die Belastung der tatsächlichen Arbeit kann allgemein und analytisch schnell gewonnen werden.
Nachstehend beschrieben ist ein Arbeitsbelastungs-Indexerrechnungssystem, das speziell für die Erfindung hergestellt worden ist. 12 zeigt kurz das System. Im System wird eine Videoinformation eines Arbeitsplatzes 90 aufgenommen von einer Videokamera 91 auf ein Videoband 92. Das System 93 ist eine Kombination eines Videosystems mit einem Computersystem und umfaßt ein Videogerät 98 und eine Anzeige 94. Das Videogerät 98 ist verbunden mit einer Eingabe/Ausgabeschnittstelle 100 mit dem Computersystem, das über die CPU 101 verfügt. Mit dem Computersystem ist die Anzeige 94 gleichzeitig mit einer Tastatur 96 und einer Maus 97 über die Eingabe/Ausgabeschnittstelle 100 verbunden. Im Computersystem sind ein RAM 102 und ein ROM 103 mit der CPU 101 über einen Bus verbunden.
3 zeigt ein Beispiel eines Anzeigebildschirms der Anzeige 94 im System 93. Im linken oberen Bereich 94a des Anzeigebildschirms wird eine Videoinformation aus dem Videogerät 98 angezeigt. Nahe dem Bereich 94a vorgesehen sind Bedienteile für das Videogerät 98, das heißt ein Play-Bedienteil, ein Bedienteil für zeitweiligen Stopp, ein Bedienteil für Schnellstopp und so weiter, die über eine Maus 97 angeklickt werden.
Ein Bereich 94b wird hauptsächlich für die Anzeige von Stehbildern verwendet. Ein Bereich 94c wird hauptsächlich verwendet für die Anzeige und Eingabe von Arbeitsinhaltsparametern, Arbeitszeit und so weiter. 13 zeigt einen Anzeigezustand, bei dem die Bedienperson den Arbeitsinhaltsparameter, die Arbeitszeit und so weiter eingibt, während die Videoinformation oder der Arbeitsstatus aus dem Videogerät 98 auf dem Bereich 94a angezeigt wird. Die Dateneingabeoperation wird nun als nächstes beschrieben.
Zunächst spezifiziert die Bedienperson mit der Tastatur 96 die Zeile (a), die Gruppe (b) und die Routine (c), zu denen die einzugebenden Daten gehören. Beim veranschaulichten Beispiel handelt es sich um eine Arbeit, die in die Zeile A3 (a), die Gruppe Nr. 413 (b) und in die Routine Nr. 6 (c) gehört. Wenn die Eingabeoperation beendet ist, startet die Bedienperson Playback mit dem Videosystem. Das Videogerät 98 wird bedient durch Anklicken der auf dem Bildschirm angezeigten Bedienteile mit der Maus 97.
Die Bedienperson spezifiziert den Moment des Starts eines Arbeitselements mit der Maus 97, während er die Videoanzeige auf dem Bereich 94a betrachtet. Die Videobildnummer zu dieser Zeit wird auf einer IN-Spalte 104 angezeigt. Das Beispiel von 13 zeigt die Art und Weise der Dateneingabe einer Arbeit, während ein Arbeitselement des Einsetzens einer Frontallampe (e) als Arbeitselement Nr. 14 (d) ausgeführt wird.
Während des Betrachtens der Videoanzeige vom Arbeitselement des Einsetzens der Frontallampe beurteilt die Bedienperson den Arbeitsabschnitt (das heißt, ob die Arbeit einzurichten ist, durch Schneiden, Koppeln, Einpassen und so weiter eingerichtet wird) und gibt die Daten (f) unter Verwendung der Maus 97 ein.
Im veranschaulichten Beispiel ist gezeigt, daß eine Arbeit des Festziehens (Abschnitt Nr. 3) ausgeführt wird. Gleichermaßen beurteilt und gibt die Bedienperson den Abschnitt (g) ein, zu dem der Teil der Arbeit gehört. Im veranschaulichten Beispiel von 13 ist gezeigt, daß ein Teil im Abschnitt Nr. 6 verwendet wird (g). Wenn ein Arbeitselement, beispielsweise das Arbeitselement des Einsetzens der Frontallampe, beendet ist, stoppt die Bedienperson vorläufig die Anzeige. Dann bestimmt die Bedienperson den Titel der Arbeit (e) und gibt den festgelegten Titel ein unter Verwendung der Tastatur 96 und der Maus 97. Das veranschaulichte Beispiel zeigt, daß der Arbeit ein Titel (e) für das Einsetzen der Frontallampe gegeben wurde. Wenn die Arbeit tatsächlich erfolgt ist, wird ein allgemeiner Arbeitstitel wie "Einsetzen" oder "Festziehen" angezeigt als Bedienteilanzeige auf dem Bildschirm. Daten "Frontallampe" werden eingegeben unter Verwendung der Tastatur 96, und Daten "Einsetzen" werden eingegeben unter Verwendung der Maus 97. Wenn ein allgemeiner Arbeitstitel eingegeben ist, wird die Spalte des Arbeitsabschnitts (e) automatisch eingestellt.
Wenn die Anzeige 94a vorläufig gestoppt ist nach dem Ende eines Arbeitselements, zählt die Bedienperson die Anzahl von Operationen (i) des Arbeitselements. Im Falle einer Arbeit des Streckens und Zusammenballens der Hände werden beispielsweise die Anzahl von Operationen in der Summe der Anzahl von Operationen des Streckens der Hände und die Anzahl der Operationen des Zusammenballens der Hände gezählt. Als Zahl der Operationen wird eine Operation, ausgeführt in 0,6 Sekunden vom Durchschnittsarbeiter, angegeben mit einer Zahl von 1; beispielsweise wird die Streckens der Hände angegeben mit einer Zahl von 1,3 (0,78 s). Beim Eingeben der Operationsnummerdaten wird eine Operationsnummertabelle für jede Operation auf der Anzeige 94 angezeigt, und die Bedienperson kann die Zahl an Operationen unter Bezug auf diese Tabelle zählen. Im dargestellten Falle wird das Arbeitselement (e) des Einsetzens einer Frontallampe ausgeführt mit einer Operationszahl von 3,4 (i). Es gibt Arbeiten mit unbekannten Operationszahlen. In solchen Fällen wird die tatsächliche Arbeitszeit (h) errechnet, um die Operationszahl (i) zu ersetzen. Wenn die Bedienperson die Anzeige vorläufig nach dem Ende des Arbeitselements die Anzeige stoppt, wird die vorangehende Videobildnummer auf einer OUT-Spalte 106 angezeigt. Im veranschaulichten Falle ist gezeigt, daß der Arbeiter auf dem Video im wesentlichen mit einer Durchschnittsgeschwindigkeit arbeitet und daß die tatsächliche Arbeit in einer Zeitdauer beendet ist (2,8 Sekunden, (h)), die im wesentlichen der Operationszahl entspricht (die 3,4 ist (i)).
Die Operationszahl oder die tatsächliche Arbeitszeit werden verwendet für die Errechnung des Arbeitsbelastungsindex TVAL. Wenn. alle Arbeiter mit derselben Geschwindigkeit arbeiten, ist es möglich, den genauen TVAL aus der tatsächlichen Arbeitszeit (h) zu errechnen. Jedoch wird die Arbeit in Wirklichkeit schnell und langsam erledigt, und die Arbeitsgeschwindigkeit, die im Video angezeigt wird, kann keine standardisierte sein. Zwischenzeitlich wird die Operationszahl (i) bezüglich der Standardarbeitsgeschwindigkeit gezählt. Eine Arbeit, deren Operationszahl bestimmt ist, wird somit dadurch behandelt, daß die aus der Operationszahl bestimmte Arbeitszeit die tatsächliche Arbeitszeit darstellt. Diese Arbeitszeit wird verwendet zur Errechnung von TVAL.
Wie zuvor beschrieben, ist zum Errechnen des TVAL der Arbeitsinhalt erforderlich zusätzlich zur Arbeitszeit. Die Art und Weise der Dateneingabe bis hierher wird nun beschrieben. Zuerst beurteilt die Bedienperson die Position des Arbeiters durch Betrachten der Videoanzeige vom Arbeitsstatus auf dem Bereich 94a und gibt die Position (j) unter Verwendung der Maus 97 ein. Dort gibt es eine Anzeige "1, 2, ..." in Zeile 108. Die Bedienperson gibt die Zahl gemäß der Position ein durch Anklicken dieser mit der Maus 97. Im dargestellten Beispiel wird gezeigt, daß die Arbeit in der Aufrechtstellung erfolgt (von Position Nr. 2, (j)). Dann wird die Richtung der vom Arbeiter angewandten Kraft (k) in derselben Weise eingegeben. Im veranschaulichten Beispiel ist gezeigt, daß der Arbeiter die Kraft nach vorne aufbringt (das heißt, in Richtung Nr. 0, (k)) bei der Arbeit des Einsetzens der Frontallampe. Dann werden das Gewicht (Montagegewicht) von Teil (1) und die Kopplungslast (m) (das heißt, erforderliche Belastung zum Verbinden) eingegeben. Die an dieser Stelle eingegebenen Daten entsprechen der Eingabe vom Pegel der für den Arbeiter erforderlichen Kraft.
Die Richtung der Belastung wird nicht abhängig vom Arbeitsinhalt eingegeben. Beispielsweise ist der Umfang der Arbeitsbelastung bei einer Arbeit des Festziehens unabhängig von der Kraftrichtung, und von daher hat die Richtung der Belastung keinen Einfluß auf die TVAL-Berechnung. Die Kopplungslast kann direkt eingegeben werden durch Spezifizieren der Art des Werkzeugs. Im Falle einer Arbeit unter Verwendung beispielsweise eines Drehmomentschlüssels wird, wenn das Werkzeug bestimmt ist, die Kopplungslast im wesentlichen bestimmt.
Mit der Eingabe von Daten für jedes Arbeitselement im obigen Dateneingabeprozeß werden die Arbeitszeit (die in diesem Fall die Operationszahl (i) oder die tatsächliche Arbeitszeit (h) ist) und der Arbeitsinhaltsparameter (in diesem Fall die Position (j), die Belastungsrichtung (k), das Montagegewicht (1) und die Kopplungslast (m)) in den RAM 102 eingegeben und gespeichert. Während der Dateneingabeoperation kann die Bedienperson ein Stehbildaufnahmebedienteil 99 betätigen in Gegenwart einer Anzeige eines Arbeitsstatus, der erforderlich scheint, wenn eine Analyse für die Zukunft erfolgt. Mit einem Klick auf das Bedienteil 99 wird die vorangehende Videoinformation im RAM 102 gespeichert. Zu dieser Zeit werden Stehbildinformationen im RAM 102 gespeichert, so daß diese sich beziehen auf ein entsprechendes Arbeitselement, und wenn das Arbeitselement spezifiziert ist, kann das Stehbild aus dem RAM 102 ausgelesen werden.
14 zeigt ein Beispiel eingegebener Daten als Ergebnis der obigen Dateneingabeoperation. Kreismarkierungen in einer Stehbilddatenspalte zeigen die beibehaltene Stehbildinformation auf, die im RAM 102 gespeichert ist. Editierfunktionen sind vorgesehen zum Korrigieren, Löschen, Hinzufügen und so weiter von Daten.
Wenn der Arbeitsinhalt durch die Position (j), die Richtung der Kraft (k) und die Stärke dieser (1, m) spezifiziert ist, erfolgt das Wiederauffinden für die äquivalente Arbeitsbelastung in einer Standardarbeit, wie zuvor in Verbindung mit den 6 und 7 beschrieben. Eine Tabelle mit 1-zu-1-Entsprechung des Arbeitsinhalts und der entsprechenden äquivalenten Arbeitsbelastung ist im ROM 103 gespeichert. Der Arbeitsbelastungsindex TVAL des bleibenden Arbeitselements wird errechnet aus der wiederaufgefundenen äquivalenten Arbeitsbelastung und der Standardarbeitszeit, die aus der Operationszahl errechnet wurde (oder die tatsächliche Arbeitszeit). TVAL wird nicht für eine Spalte errechnet, in der es klar ist, daß TVAL aufgrund geringen Kraftumfangs klein ist.
Unter den Arbeiten gibt es solche, die durchgeführt werden durch Beibehalten der Position, wie schon zuvor beschrieben. Im TVAL-Errechnungsprozeß wird die Arbeitszeit folglich eingeteilt unter Bezug auf die Positionsdaten in jeder Periode, während der dieselbe Position beibehalten wird. TVAL der ausgeführten Arbeit durch Beibehalten der Position wird dann errechnet für jede Teilperiode. Die Teilperiode ist auf der Spalte ganz rechts in 14 gezeigt. Es ist hier ersichtlich, daß TVAL sich graduell aufgrund des Beibehaltens der Position erhöht (von Nr. 2). Der errechnete Wert von TVAL wird für jedes Arbeitselement im RAM 102 gespeichert.
15 ist ein Graph, der die Ordinate für den errechneten Wert von TVAL bilden, und die Ordinate für die akkumulierte Operationszahl. Dieser Graph wird angezeigt auf der Anzeige 94. Der Graph zeigt sowohl TVAL der Arbeit des Beibehaltens der Position als auch derjenigen Arbeit des Anwendens von Kraft.
Wird der Graph angezeigt, kann die Bedienperson den Umfang und den Trend der Arbeitsbelastung erfassen, der sich vom Arbeiter in Beziehung auf die akkumulierte Operationszahl ergibt.
Ist einmal der Graph angezeigt, kann die Bedienperson des weiteren einen speziellen Punkt auf dem Graphen mit der Maus 97 festlegen. Wenn dies geschieht, wird das Arbeitselement, das den bestimmten TVAL bereitstellt, spezifiziert, und der Parameter, beispielsweise vom Arbeitselement, wird angezeigt auf der Anzeige 94 (siehe 14). Wenn die Bedienperson die Stehbildanzeige bestimmt, wird das Stehbild des Arbeitselements auf der Anzeige 94 angezeigt. Die Bedienperson kann somit genau den Umfang der Arbeitsbelastung und den Arbeitsinhalt visuell erkennen.
Als ein Analysewerkzeug kann die Bedienperson den Graph in 16 auf der Anzeige 94 zur Anzeige bringen. Der Graph ist ein Histogramm von TVAL, und aus diesem Histogramm ist es möglich, leicht Kenntnis zu bekommen über die Auftrittshäufigkeit harter Arbeiten und über den Umfang von Arbeitsbelastungen.
Nun wird eine Technik des Planens einer Arbeitsroutine unter Verwendung des Arbeitsbelastungsindex TVAL beschrieben, der in der obigen Weise errechnet wurde. Dieses Ausführungsbeispiel behandelt einen Fall des Planens einer Arbeitsroutine zum Zusammenbau eines herzustellenden Automobils im voraus. Ein Fall wird herangezogen, bei dem das zuvor beschriebene Videoband in Verbindung mit dem vorherigen Ausführungsbeispiel nicht vorhanden ist.
17 ist ein Beispiel des Planens einer versuchsweisen Arbeitsroutine. Beispielsweise zeigt die zweite Spalte 171 in 17. daß eine Arbeit des Zusammenbaus eines Rr-Außengriffes L auf der linken Seite des Fahrzeugs (171c) in Zeile Nr. 13 (171a), Gruppe Nr. 312-02 (171b) geplant ist. Bei dieser geplanten Arbeit zieht der Arbeiter unter Verwendung eines Teiles mit einem Gewicht von 0,5 g (s) zwei Muttern (y) an einer Position seitlich vom Fahrzeug an (t, Standardposition Nr. 2) mit einem 65-Drehmomentschlüssen (z). Ebenfalls dargestellt ist, daß die Montageposition 250 mm (u) in Längsrichtung des Fahrzeugs mit 800 mm (v) in Breitenrichtung und bei 600 mm (w) in der Höhenrichtung liegt. Wenn diese Daten bereitstehen, wird die Position des Arbeiters bestimmt durch Positionsskalen, wie sie in den 19 und 20 gezeigt sind. Die in 19 gezeigte Skala gilt für den Fall der Abwesenheit irgendeines Hindernisses zwischen dem Arbeiter und dem Fahrzeug, beispielsweise wenn der Arbeiter an einer Stelle seitlich am Fahrzeug arbeitet. Wenn die Arbeitsposition in einer Zone 190 ist, arbeitet der Arbeiter in einer Stehposition. Wenn die Arbeitsposition in einer Zone 192 liegt, arbeitet der Arbeiter in einer leicht gebückten Position. Wenn die Arbeitsposition in einer Zone 193 liegt, arbeitet der Arbeiter in einer stark gebückten Position. Die in 20 gezeigte Skala gilt für den Fall der Anwesenheit eines Hindernisses zwischen dem Arbeiter und dem Fahrzeug, so als wenn die Arbeit in einem entfernten Raum geschieht. In einer Arbeitszone 200 arbeitet der Arbeiter in einer stehenden Stellung. In einer Arbeitszone 201 arbeitet der Arbeiter in einer leicht gebückten Stellung. In einer Arbeitszone 202 arbeitet der Arbeiter in einer stark gebückten Stellung.
Bei der Festzieharbeit wird die Richtung der Kraft für TVAL irrelevant. Wenn darüber hinaus bekannt ist, daß das Festziehen mit einem 6S-Werkzeug durchzuführen ist, ist der notwendige Pegel an Kraft, den der Arbeiter aufbringt, ebenfalls bekannt. Auf die obige Weise kann der Arbeitsinhalt aus der Tabelle beurteilt werden. Die Standardarbeitszeit ist des weiteren aus der Menge an Teilen und der Art der Arbeit bekannt.
TVAL kann somit aus der Tabelle von 17 bestimmt werden, und es ist möglich, einen Graphen zu gewinnen, der jenen früher beschriebenen gleicht (siehe 18(A)).
18(A) zeigt einen Fall, bei dem eine Arbeit, die Kraftaufbringung erfordert, zweimal geschieht, während eine Position beibehalten wird (zugehöriges TVAL ist unter 180 gezeigt). In diesem Falle ist die Positionsbeibehaltung betreffs TVAL größer, und folglich trägt der Arbeiter eine große Belastung zur Beibehaltung der Position. Wenn auf diese Weise gewonnenes TVAL so weit für jedes Arbeitselement oder jede Arbeitseinheit nicht variiert wird, aber in einem vorbestimmten vereinheitlichten Bereich liegt, ist die Neubewertung des Arbeitsroutinenplans nicht notwendig (dies entspricht in Schritt X20 in 11 dem OK). Wenn jedoch TVAL vom Arbeitselement oder von der Arbeitseinheit extrem groß ist, so daß die Vereinheitlichung ungenügend ist, wird eine Neubewertung erforderlich (dies entspricht in Schritt X21 von 11 dem NO) .
Es gibt verschiedene Prozesse der TVAL-Vereinheitlichung. 18(B) zeigt einen Fall, bei dem die Arbeitsbelastung erhoben werden kann durch Bereitstellen einer Plattform bei der Arbeitsposition und somit durch eine Änderung der Position vom Arbeiter. Durch Verwenden der Plattform kann die numerische Figur in der Spalte H in 17 im wesentlichen geändert werden auf die geänderte Position des Arbeiters. Wenn dies effektiv ist für die TVAL-Vereinheitlichung, kann der Arbeitsroutinenplan vereinheitlicht werden. Des weiteren ist es möglich, TVAL durch Ändern der Arbeitsprozedur zu verändern. 18 zeigt einen Fall, bei dem die Arbeitsprozedur geändert wird durch Verändern der Position während der Arbeit. Es ist auch gezeigt, daß die Vereinheitlichung zu erzielen ist durch Verringern der Dauer einer Position. Durch Korrigieren der Arbeit oder der Arbeitseinheit auf dem obigen Wege ist es möglich, den Arbeitsbelastungsindex für jede Arbeitseinheit beträchtlich zu vereinheitlichen.
Wenn die Arbeitsroutinenkorrektur ineffektiv ist, kann die TVAL-Vereinheitlichung durch eine Designänderung des Fahrzeugs selbst realisiert werden. In besonders geeigneter Weise wird TVAL für die Arbeit gewonnen, die tatsächlich getan wird, und eine Arbeit, bei der das gewonnene TVAL besonders groß ist, wird neu bewertet, wenn ein neues Fahrzeugmodel entworfen wird. In dem man dies tut, ermöglicht es ein rationales und verlustfreies Planen, das äußerst wünschenswert ist.
Wie schon im Vorstehenden beschrieben, ist nach der vorliegenden Erfindung möglich, das Erfordernis des Bestimmens für jeden Arbeitsinhalt der Koeffizienten d₁ und d₂ zu eliminieren, und zwischen der Arbeitsbelastung und dem Umfang desselben die Messung zu halten, zu der enorme Erfahrung gehört. Während die Bestimmung des Arbeitsbelastungsumfangs aus dem maximalen Muskelkontraktionsverhältnis es unmöglich macht, einen korrekten Index eines Arbeitsgegenstands zu errechnen, um das maximale Muskelkontraktionsverhältnis zu ändern, wird es möglich, den korrekten Index durch Umsetzen der äquivalenten Arbeitsbelastung in eine Standardarbeit zu errechnen.
Nach der vorliegenden Erfindung ist es somit möglich, den korrekten Arbeitsbelastungsindex einer Vielzahl von Arbeiten zu errechnen und leicht alogische Arbeitsverteilungen herauszufinden. Des weiteren ist es möglich, Arbeitsroutinen zu planen, die für den Arbeiter komfortabel sind. Die Erfindung kann so verschiedene Anwendungen in der Industrie finden.
Während die Erfindung anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispiels derselben beschrieben worden ist, versteht es sich, daß Abwandlungen und Variationen leicht erfolgen können, ohne vom Umfang der vorliegenden Erfindung abzuweichen, die in den anliegenden Patentansprüchen festgelegt ist.
Um einen Index zu bekommen, der allgemein den Arbeitsbelastungsumfang verschiedener Arbeiten zeigt, die ausgeführt wird in einer Automobilzusammenbaufabrik oder dergleichen, wird für jeden Arbeitsinhalt das maximale Muskelkontraktionsverhältnis gemessen, nachdem die Arbeit für 5 Sekunden fortgesetzt worden ist, der Arbeitsbelastungsindex (L) wird errechnet aus dem gemessenen Verhältniswert, und die äquivalente Arbeitsbelastung in einer Standardarbeit wird errechnet aus dem errechneten Arbeitsbelastungsindex (L) für 5 Sekunden. Der Arbeitsbelastungsindex (TVAL) einer tatsächlichen Arbeit wird errechnet aus der äquivalenten Arbeitsbelastung und der aktuellen Arbeitszeit. Ein Arbeitsroutinenplan wird so korrigiert, daß der gewonnene TVAL normiert ist in passender Weise mit einem Gerät, das über Mittel zum Speichern der äquivalenten Arbeitsbelastung für jeden Arbeitsinhalt, Mittel zum Anzeigen eines Bildes des Arbeitsinhaltes und Mittel zur Eingabe eines Arbeitsinhaltsparameter und so weiter verfügt, während das angezeigte Bild betrachtet wird.

Claims

Verfahren zum Ändern einer Arbeitsprozedur unter Verwendung eines Arbeitslastzahlindex (TVAL), das den Umfang der von einem Arbeiter ertragenen Last in verschiedenen Arbeiten gemäß maximaler Muskelkonzentrationsverhältnisänderungen während der Arbeitszeit aufzeigt, mit den Verfahrensschritten: Messen (Schritt X1) eines maximalen Muskelkonzentrationsverhältnisses (MA), wenn der Arbeitsinhalt für eine vorbestimmte Zeit (T) fortgesetzt wurde; Errechnen (Schritt X2) aus dem maximalen Muskelkonzentrationsverhältnis (MA) und der vorbestimmten Zeit (T) einer äquivalenten Arbeitslast (WS*) in einer Standardarbeit, wobei ein aus dem gemessenen maximalen Muskelkonzentrationsverhältnis (MA) und der vorbestimmten Zeit (T) errechneter Arbeitslastindex (LA) demselben Arbeitslastindex (LA) gleicht (Gleichung (8)), der aus der äquivalenten Arbeitslast (WS*) in der Standardarbeit und der vorbestimmten Zeit (T) errechnet wurde, und wobei die Beziehung (Gleichung (7)) zwischen dem Arbeitslastindex (L), der Arbeitszeit (t) und der Arbeitslast (WS) in der Standardarbeit bekannt ist; Eingeben eines Arbeitsinhaltsparameters und einer aktuellen Arbeitszeit für jede Arbeitseinheit; Errechnen (Schritt X3) aus der äquivalenten Arbeitslast (WS*), der aktuellen Arbeitszeit (t) und der eingegebenen Arbeitsinhaltsparameter, des Arbeitslastindex (TVAL) bei für eine aktuelle Arbeitszeit (t) fortgesetzter Arbeitseinheit; und Korrigieren der Arbeitseinheit, bis der errechnete Arbeitslastindex (TVAL) normiert ist.
Verfahren nach Anspruch 1, bei dem der Schritt (X2) des Errechens der äquivalenten Arbeitslast (WS*) die Gleichung (Gleichung (8)) C1*log T + C2*log MA – C3 = d1*log T + d2*log WS* – d3 nutzt, wobei C1 = 27,03, C2 = 53,78 und C3 = 48,06 bekannte Konstanten sind, und d1 = 25,51, d2 = 117,6 und d3 = 162,0 ausgewählt sind, so daß der Arbeitslastindex (L) des Ausführens der Standardarbeit für die Zeit (t) bei der Arbeitslast (W) angegeben wird mit L = d1*log(t) + d2*log(W) – d3 (Gleichung (3)); und der Schritt (X3) des Errechnens des Arbeitslastindex (TVAL) vom Arbeitsinhalt die Gleichung verwendet: TVAL = d1*log(t) + d2*log(WS*) – d3 (Gleichung (7)).
Vorrichtung zum Errechnen eines Arbeitslastindex (TVAL) eines Arbeitsinhalts (A), wobei der Arbeitslastindex (TVAL) den Umfang der Last aufzeigt, den ein Arbeiter in verschiedenen Arbeiten gemäß maximaler Muskelkonzentrationsverhältnisänderungen während der Arbeitszeit erträgt, wobei der Arbeitslastindex eine objektive Messung der Arbeitshärte eines Arbeiters ist, der den Arbeitsinhalt für eine aktuelle Zeit (TA) ausführt, mit: einem Mittel zum Messen (X1) des maximalen Muskelkonzentrationsverhältnisses (M), wenn ein Arbeitsinhalt (A) für eine vorbestimmte Zeit (T) fortgesetzt wurde; einem Mittel zum Errechnen (X2) einer äquivalenten Arbeitslast (WS*) in einer Standardarbeit aus dem maximalen Muskelkonzentrationsverhältnis (MA) und der vorbestimmten Zeit (T), wobei ein aus dem gemessenen maximalen Muskelkonzentrationsverhältnis (MA) und der vorbestimmten Zeit (T) errechneter Arbeitslastindex (LA), demselben Arbeitslastindex (LA) gleicht (Gleichung (8)), der aus der äquivalenten Arbeitslast (WS*) in der Standardarbeit und der vorbestimmten Zeit (T) errechnet ist, und wobei die Beziehung (Gleichung (7)) zwischen dem Arbeitslastindex (L), der Arbeitszeit (t) und der Arbeitslast (WS) in der Standardarbeit bekannt ist; einem Mittel zum Eingeben (X8, X14) eines Arbeitsinhaltsparameters und einer aktuellen Arbeitszeit für jede Arbeitseinheit; einem Mittel zum Errechnen (X3) des Arbeitslastindex (TVAL) aus der äquivalenten Arbeitslast (WS*), der aktuellen Arbeitszeit (t) und dem eingegebenen Arbeitsinhaltsparameter bei fortgesetzter Arbeitseinheit für die aktuelle Arbeitszeit (t).
Vorrichtung nach Anspruch 3, die des weiteren ausgestattet ist mit: einem Anzeigemittel (X7; X13) zum Anzeigen von Bildern des Arbeitsstatus; und einem Eingabemittel (X8, X14) zur Eingabe eines Arbeitsinhaltsparameters und der aktuellen Arbeitszeit (t), die die Anzeige des Arbeitsstatus vom Anzeigemittel betrifft.
Vorrichtung nach Anspruch 3, die des weiteren ausgestattet ist mit: einem Videoanzeigemittel zur Videoanzeige eines Arbeitsstatus, das in der Lage ist, die Anzeige zeitweilig zu stoppen; und mit einem Eingabemittel zur Eingabe eines Arbeitsinhaltsparameters und der aktuellen Arbeitszeit (t) der Arbeit, die auf dem Videoanzeigemittel zur Anzeige kommt.