JP2004046730A

JP2004046730A - 作業指示方法および作業指示システム

Info

Publication number: JP2004046730A
Application number: JP2002205979A
Authority: JP
Inventors: Hideo Kawahara; 河原　秀夫; Kiminori Adachi; 足立　公紀
Original assignee: Kawasaki Heavy Industries Ltd
Current assignee: Kawasaki Heavy Industries Ltd
Priority date: 2002-07-15
Filing date: 2002-07-15
Publication date: 2004-02-12

Abstract

【課題】作業の要領を直感的に把握できるよう参照が容易な態様で作業指示を表示し、作業能率を大幅に向上させることができる作業指示方法および作業指示システムを提供する。
【解決手段】ワーク上Ｗに作業指示情報を投影して作業指示をなす作業指示をなすものであって、作業指示情報を格納する作業指示データベース１と、該作業指示データベース１から抽出された作業指示情報をワーク上Ｗに投影する出力装置３と、前記作業指示データベース１から作業指示情報を抽出するとともに、前記出力装置３を制御する制御装置２とを備え、前記作業指示情報の投影が当該作業のタイムスケジュールにしたがって自動的になされるものである。
【選択図】　図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、作業指示方法および作業指示システムに関する。さらに詳しくは、コンピュータを利用して効率的に作業手順を指示・教示するための作業指示方法および作業指示システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、コンピュータ技術の急速な進歩と低価格化を背景として、コンピュータを利用して工場などにおける作業の手順を教示・指示するといった試みが行われるようになってきている。このようなコンピュータを利用した作業指示は、通常、モニタ装置に作業手順を表示するようにしてなされるが、この場合、作業手順を参照する際に手元から視線を外す必要があるため、効率が悪いといった問題がある。
【０００３】
そこで、例えばＨＭＤ（ｈｅａｄ　ｍｏｕｎｔ　ｄｉｓｐｌａｙ；ヘッド・マウント・ディスプレイ）を作業者に装着させるようにして、視線の大幅な移動を避けるといった試みもなされている。ところが、ＨＭＤは比較的高価である上、長時間に亘ってＨＭＤを装着することは作業者の相当な負担となるため、結果として作業効率の低下を招くといったおそれもある。
【０００４】
さらには、モニタ装置やＨＭＤにワーク、部材、部品などの作業対象物を表示させて作業指示行う場合には、作業対象物の大きさが把握しにくく作業の要領が直感的につかめないといった難点もある。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
本発明はかかる従来技術の課題に鑑みなされたものであって、作業の要領を直感的に把握できるよう参照が容易な態様で作業指示を表示し、作業能率を大幅に向上させることができる作業指示方法および作業指示システムを提供することを目的としている。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明の作業指示方法は、作業対象物上に作業指示情報を投影して作業指示をなす作業指示方法であって、前記作業指示情報の投影が当該作業のタイムスケジュールにしたがって自動的になされることを特徴とする。
【０００７】
本発明の作業指示方法においては、作業指示情報の投影が作業者の熟練度に対応させてなされるのが好ましい。
【０００８】
また、本発明の作業指示方法においては、タイムスケジュールが作業者の熟練度に応じて調整されるのが好ましい。
【０００９】
さらに、本発明の作業指示方法においては、作業指示情報が、作業手順を示す情報と作業位置を示す情報とを含んでいるのが好ましい。
【００１０】
さらに、本発明の作業指示方法においては、作業位置を示す情報が作業手順毎に投影されるのが好ましい。
【００１１】
さらに、本発明の作業指示方法においては、作業位置が投影面から所定高さ位置にある場合、その所定高さ位置になされる投影が所定位置になされるよう補正してなされるのが好ましい。その場合、補正は、所定倍に拡大された修正画像を投影することによりなされたり、基準画像を所定倍に拡大して投影することによりなされたりする。
【００１２】
さらに、本発明の作業指示方法においては、作業手順を示す情報のみを投影するようにされてもよい。
【００１３】
さらに、本発明の作業指示方法においては、投影された作業指示情報が実作業からずれを生じた場合、投影される作業指示情報をマニュアルにより補正するようにされてもよい。
【００１４】
さらに、本発明の作業指示方法においては、投影される作業指示情報に基づいて作業の進捗状況の把握も併せてなされてもよい。その場合、把握した作業の進捗状況から作業指示の変更可否の判断がなされてもよい。
【００１５】
一方、本発明の作業指示システムは、作業対象物上に作業指示情報を投影して作業指示をなす作業指示システムであって、前記作業指示システムが、作業指示情報を格納する作業指示データベースと、該作業指示データベースから抽出された作業指示情報を作業対象物上に投影する出力装置と、前記作業指示データベースから作業指示情報を抽出するとともに、前記出力装置を制御する制御装置とを備えてなることを特徴とする。
【００１６】
本発明の作業指示システムにおいては、作業指示情報が作業者の熟練度に対応させて設けられてなるのが好ましい。
【００１７】
また、本発明の作業指示システムにおいては、出力装置による作業指示情報の出力が、作業のタイムスケジュールにしたがってなされるよう構成されてなるのが好ましい。
【００１８】
さらに、本発明の作業指示システムにおいては、タイムスケジュールが、作業者の熟練度に応じて調整されるよう構成されてなるのが好ましい。
【００１９】
さらに、本発明の作業指示システムにおいては、作業指示情報が、作業手順を示す情報と作業位置を示す情報とを含んでいるのが好ましい。
【００２０】
さらに、本発明の作業指示システムにおいては、作業位置を示す情報が作業手順毎に投影されるよう構成されてなるのが好ましい。
【００２１】
さらに、本発明の作業指示システムにおいては、作業位置が投影面から所定高さ位置にある場合、その所定高さ位置になされる投影が所定位置になされるよう補正してなされるよう構成されてなるのが好ましい。その場合、補正は所定倍に拡大された修正画像を投影することによりなされたり、基準画像を所定倍に拡大して投影することによりなされたりする。
【００２２】
さらに、本発明の作業指示システムにおいては、作業手順を示す情報のみを投影するよう構成されてもよい。
【００２３】
さらに、本発明の作業指示システムにおいては、制御装置に接続された操作装置を備え、投影された作業指示情報が実作業からずれを生じた場合、前記操作装置により投影される作業指示情報がマニュアルにより補正されてもよい。
【００２４】
さらに、本発明の作業指示システムにおいては、投影される作業指示情報に基づいて作業の進捗状況の把握も併せてなされてもよい。
【００２５】
さらに、本発明の作業指示システムにおいては、把握された作業の進捗状況から作業指示の変更可否の判断がなされてもよい。
【００２６】
【作用】
本発明は、前記の如く構成されているので、作業指示情報が作業対象物上に直接なされるため、作業者が作業内容を直感的に把握できて作業能率が向上するとともに、誤作業の防止が促進される。
【００２７】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面を参照しながら本発明を実施形態に基づいて説明するが、本発明はかかる実施形態のみに限定されるものではない。
【００２８】
図１に、本発明の一実施形態に係る作業指示方法が適用される作業指示システムの概略構成を示し、この作業指示システムＡは、作業の要領を直感的に把握できるよう作業指示を行うために使用される各種情報（以下、作業指示情報という）を格納する作業指示データベース１と、作業指示データベース１に格納される作業指示情報の追加、修正を行うとともに、必要とされる作業指示情報をデータベース１から抽出し作業のタイムスケジュールにあわせて作業者に提示するよう制御する制御装置２と、制御装置２により抽出された作業指示情報を受け取り、この作業指示情報をワーク、部材および部品などの作業対象物上やその付近などに表示するように出力する、例えば液晶プロジェクタ（ｌｉｑｕｉｄ　ｃｒｙｓｔａｌ　ｐｒｏｊｅｃｔｏｒ；液晶パネルを用いた投影装置）からなる出力装置３とを主要構成要素として備えてなるものとされる。
【００２９】
図２に作業指示データベース１の詳細を示す。作業指示データベース１は、例えばファイルサーバとして構成され、作業手順を示す情報（以下、作業手順情報という）を格納する作業手順情報格納部１１と、作業を実施する各作業者についての情報（以下、作業者情報という）を格納する作業者情報格納部１２と、作業対象物上で当該作業の対象となる位置を指示するための情報（以下、作業対象位置情報という）を格納する作業対象位置情報格納部１３とから構成される。
【００３０】
作業手順情報格納部１１は、各作業者の作業熟練度に応じて必要十分な作業指示を行えるように、熟練度レベル毎の作業手順情報を格納するものとされる。
【００３１】
ここで、熟練度レベルとは、作業者の作業熟練度を段階的に区分するようにして設定される指標をいう。具体的には、当該作業を初めて行う者を対象とする初心者レベル、当該作業にある程度習熟した者を対象とする中級者レベル、当該作業に高度に習熟した者を対象とする上級者レベル、といった熟練度レベルが設定され、各熟練度レベルに適合するよう作業手順情報の内容が調整される。
【００３２】
また、作業手順情報は、作業手順にあわせて適宜の内容を表示することができるように各作業手順毎のものが作成される。
【００３３】
例えば、作業開始時に表示される作業手順情報は、作業対象物の格納場所・保管場所、工具の格納場所・保管場所、作業を実施していく上での注意事項などを含むものとされる。その場合、作業手順情報に作業対象物の画像やそれが収納されている棚の画像も含まれているのが、当該作業対象物を探す時間を短縮できる点から好ましい。
【００３４】
また、図１に示すように、各部材Ｗ２、Ｗ３をワークＷ１に取り付ける各作業手順を実施する際の作業手順情報は、各部材Ｗ２、Ｗ３の取り付け方法（例；ボルト止め、溶接）を示す情報を含むとともに、部材Ｗ２がワークＷ１にボルト止めされるものであれば使用するトルクレンチに関する情報、部材Ｗ３がワークＷ１に溶接されるものであれば溶接条件を示す情報を含むものとされる。
【００３５】
作業者情報格納部１２は、各作業者の作業熟練度に関する情報、すなわち作業履歴、勤続年数、能力評価といった各作業者の熟練度レベルを特定するための情報を格納する。
【００３６】
作業対象位置情報格納部１３は、作業対象物上におけるボルトやリベット用透孔の穿孔位置、部材や部品取り付け位置などの作業対象位置を指示するマークからなる画像情報を作業対象位置情報として格納する。
【００３７】
作業対象位置情報は、具体的な作業手順毎に作成することができる。例えば、１つのワークに多数のボルト用透孔が設けられ数種類のボルトを対応する各孔に嵌装する作業を行う際には、各孔に正しい種類のボルトを装着することができるよう例えばボルトの種類毎の作業対象位置情報を作成し、各種類のボルトの装着作業を実施する際に対応する作業対象位置情報を表示する。これによって、作業対象種のボルト装着孔のみをマークで指示することも可能となり、誤作業の発生を防止することができる。
【００３８】
また、作業対象位置情報は、作業対象位置の高さ方向（作業対象物と出力装置３の距離の方向、以下、Ｚ軸方向という）の変位に拘わらず作業対象物上で作業対象位置を正しく指示することができるように、各作業対象位置のＺ軸方向のポジションに応じて作成される。
【００３９】
例えば、図３に示すように、ワークＷ１の面Ｓ１上に部材Ｗ２が設けられ、この部材Ｗ２の面Ｓ２上の位置Ｐ１に部材Ｗ３を取り付けるような場合に、ワークＷ１の面Ｓ１上で正しい位置にマークが表示されるように作成された画像情報を使用すると、面Ｓ１と面Ｓ２との高さの差異に起因して位置Ｐ１から若干ずれた位置Ｐ１´にマークが表示される。これを避けるために、各作業対象位置のＺ軸方向のポジションに対応させて正しい位置にマークを表示させるよう画像情報の修正が行われる。
【００４０】
具体的には、作業対象位置のＺ軸方向のポジションに応じてマークが正しい位置に表示されるように、ワークＷ１の面Ｓ１を基準に作成された画像情報（以下、基準画像情報という）を拡大して複製し、基準画像情報および基準画像情報を拡大して複製した画像情報（以下、高さ修正画像情報という）を作業対象位置情報として作業対象位置情報格納部１３に格納する。これによって、作業対象位置のＺ軸方向の変位に拘わらず作業対象物上で作業対象位置を正しく指示することが可能となる。なお、高さ修正画像情報を予め用意する方式の他、基準画像情報のみを作業対象位置情報格納部１３に格納し、制御装置２において出力装置３に送出する際に、作業対象位置のＺ軸方向のポジションに応じて拡大するようにして、作業対象位置を正しく指示することも可能である。
【００４１】
また、このような作業対象位置のＺ軸方向のポジションについては、例えばＣＡＤ（ｃｏｍｐｕｔｅｒ　ａｉｄｅｄ　ｄｅｓｉｇｎ；コンピュータによる設計支援システム）による設計データを用いて作業対象位置のＺ軸方向のポジションを修正することもできる。
【００４２】
制御装置２は、作業手順や作業手順にあわせて、当該作業者の熟練度レベルに対応した作業指示情報を作業指示データベース１から抽出し、抽出された情報を出力装置３に送出する。
【００４３】
制御装置２は、具体的には、作業開始からの経過時間を計測し、予め設定される各作業手順の所要時間が経過した時点で次の手順の作業手順情報および作業対象位置指示情報を出力装置３に送出するというようにして、つまり作業のタイムスケジュールにあわせて作業手順情報および作業対象位置情報を作業対象物上で表示させるようにして作業情報の出力を制御する。この場合、作業者の熟練度に応じてタイムスケジュールを調整するようにしてもよい。例えば、タイムスケジュールを初心者用、中級者用、上級者用のものを設けるようにしてもよい。そして、そうすることにより、各作業者に応じた最適なタイムスケジュールで作業指示がなし得るので、生産性が向上する。
【００４４】
また、このような設定時間と実際の作業時間とのずれを修正するために、順送り釦および逆送り釦を有する操作装置２ａを制御装置２に接続し、この操作装置２ａを介した作業者のマニュアル操作によりなされる順送り指示および逆送り指示にしたがって、出力装置３により作業対象物上で表示される情報を変更するようにしてもよい。
【００４５】
なお、設定時間によらず操作装置２ａの操作のみにしたがって、出力装置３により表示される情報を手順毎に切り替えるものとしてもよい。
【００４６】
出力装置３は、制御装置２から送出される電子的情報（文字情報、画像情報）を作業対象物上に映像として表示する機能を有するものとされる。このような出力装置３としては、液晶プロジェクタの他、ブラウン管、ＤＭＤ（ｄｉｇｉｔａｌ　ｍｉｃｒｏｍｉｒｒｏｒ　ｄｅｖｉｃｅ）などの映像デバイスを使用するプロジェクタを用いることができる。
【００４７】
しかして、このような構成を有する作業指示システムＡにおいては、作業手順毎に、各作業者の作業熟練度に応じた必要十分な詳細さの作業指示情報を、直接作業対象物上に表示させるようにして作業指示を行うことが可能となる。このため、全作業を事前に教育することなく、例えば作業内容を作業中に指示するようにして初心者の作業教育を実施することが可能となり、教育期間を短縮することが可能となる。
【００４８】
また、多品種少量生産が求められる趨勢の中で、図面を参照する等して作業内容の把握に費やす時間を大幅に低減することができ、生産効率を各段に向上させることができる。その上、作業手順にあわせて作業手順や注意事項を指示することが可能であるため、作業ミスや作業忘れの発生を低減することが可能となる。
【００４９】
また、従来、作業指示情報を罫書き装置やＮＣ加工機（レーザー切断機）を用いて、作業対象物に記載したり罫書きしたりすることが行われているが、このような付随的・非本来作業を各装置に行わせることなく、各装置を本来作業に専従させることができるため、作業効率を全体として向上させることができる。
【００５０】
また、電子的情報として作業指示データベース１に格納される作業指示情報を用いて作業指示がなされるので、部分的手直しで作業指示の内容を修正することが可能であり、例えば顧客の要求に応じて作業中にリアルタイムで作業指示を変更することが可能となる。
【００５１】
これに関連して、作業者により作業中に参照されている作業指示情報を特定することによって、作業の進捗状況を把握することが可能となる。このため、把握された進捗状況を顧客に通知して、製品仕様の見直しの可否を確認させることも可能となる。また、操作装置２ａの操作によって表示される作業指示情報を切り替えるものとした場合は、切り替え操作によって各手順の開始時刻および終了時刻を検知し、記録することが可能となる。さらに、図４に示すように、この情報を通信回線、通信ネットワークを介して中央制御室に得るようにして、作業の進捗状況を遠隔的に監視し、この情報に基づいて顧客の仕様変更に対処するようにすることもできる。
【００５２】
また、罫書き用ＮＣデータに基づき作業対象位置情報を罫書き装置により作業対象物上に罫書きするものとする一方で、作業手順情報のみを本装置により表示するものとしてもよい。
【００５３】
さらに、作業指示情報をインターネットなどの通信ネットワークを介して編集可能とすることによって、顧客の要求変更、作業の進捗状況および必要部品の入手状況などに即応して修正することが可能となる。
【００５４】
【発明の効果】
以上詳述したように、本発明によれば、作業指示情報が作業対象物上に直接なされるため、作業者が作業内容を直感的に把握できて作業能率が向上するとともに、誤作業の防止が促進されるという優れた効果が得られる。
【００５５】
また、本発明の好ましい形態によれば、作業者の熟練度に応じた作業指示情報が作業対象物上に投影されるので、作業能率の一層の向上が図られるという優れた効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態に係る作業指示方法が適用される作業指示システムの全体構成を示す概略図である。
【図２】同装置の作業指示データベースの構成を示すブロック図である。
【図３】高さ修正画像情報の作成原理を説明する説明図である。
【図４】本発明の変形例のブロック図である。
【符号の説明】
Ａ　　　作業指示システム
Ｗ　　　作業対象物（ワーク、部材、部品）
１　　　作業指示データベース
２　　　制御装置
３　　　出力装置
１１　　作業手順情報格納部
１２　　作業者情報格納部
１３　　作業対象位置情報格納部

Claims

作業対象物上に作業指示情報を投影して作業指示をなす作業指示方法であって、前記作業指示情報の投影が当該作業のタイムスケジュールにしたがって自動的になされることを特徴とする作業指示方法。
作業指示情報の投影が作業者の熟練度に対応させてなされることを特徴とする請求項１記載の作業指示方法。
タイムスケジュールが作業者の熟練度に応じて調整されることを特徴とする請求項１記載の作業指示方法。
作業指示情報が、作業手順を示す情報と作業位置を示す情報とを含んでいることを特徴とする請求項１記載の作業指示方法。
作業位置を示す情報が作業手順毎に投影されることを特徴とする請求項４記載の作業指示方法。
作業位置が投影面から所定高さ位置にある場合、その所定高さ位置になされる投影が所定位置になされるよう補正してなされることを特徴とする請求項４記載の作業指示方法。
補正が所定倍に拡大された修正画像を投影することによりなされることを特徴とする請求項６記載の作業指示方法。
補正が基準画像を所定倍に拡大して投影することによりなされることを特徴とする請求項６記載の作業指示方法。
作業手順を示す情報のみを投影することを特徴とする請求項４記載の作業指示方法。
投影された作業指示情報が実作業からずれを生じた場合、投影される作業指示情報をマニュアルにより補正することを特徴とする請求項１記載の作業指示方法。
投影される作業指示情報に基づいて作業の進捗状況の把握も併せてなされることを特徴とする請求項１または１０記載の作業指示方法。
把握した作業の進捗状況から作業指示の変更可否の判断がなされることを特徴とする請求項１１記載の作業指示方法。
作業対象物上に作業指示情報を投影して作業指示をなす作業指示システムであって、
前記作業指示システムが、作業指示情報を格納する作業指示データベースと、該作業指示データベースから抽出された作業指示情報を作業対象物上に投影する出力装置と、前記作業指示データベースから作業指示情報を抽出するとともに、前記出力装置を制御する制御装置とを備えてなることを特徴とする作業指示システム。
作業指示情報が作業者の熟練度に対応させて設けられてなることを特徴とする請求項１３記載の作業指示システム。
出力装置による作業指示情報の出力が、作業のタイムスケジュールにしたがってなされるよう構成されてなることを特徴とする請求項１３記載の作業指示システム。
タイムスケジュールが、作業者の熟練度に応じて調整されるよう構成されてなることを特徴とする請求項１３記載の作業指示システム。
作業指示情報が、作業手順を示す情報と作業位置を示す情報とを含んでいることを特徴とする請求項１３記載の作業指示システム。
作業位置を示す情報が作業手順毎に投影されるよう構成されてなることを特徴とする請求項１７記載の作業指示システム。
作業位置が投影面から所定高さ位置にある場合、その所定高さ位置になされる投影が所定位置になされるよう補正してなされるよう構成されてなることを特徴とする請求項１７記載の作業指示システム。
所定倍に拡大された修正画像を投影することにより補正をなすよう構成されてなることを特徴とする請求項１９記載の作業指示システム。
基準画像を所定倍に拡大して投影することにより補正をなすよう構成されてなることを特徴とする請求項１９記載の作業指示システム。
作業手順を示す情報のみを投影するよう構成されてなることを特徴とする請求項１７記載の作業指示システム。
制御装置に接続された操作装置を備え、投影された作業指示情報が実作業からずれを生じた場合、前記操作装置により投影される作業指示情報がマニュアルにより補正されてなることを特徴とする請求項１３記載の作業指示システム。
投影される作業指示情報に基づいて作業の進捗状況の把握も併せてなされるよう構成されてなることを特徴とする請求項１３または２３記載の作業指示システム。
把握された作業の進捗状況から作業指示の変更可否の判断がなされるよう構成されてなることを特徴とする請求項２４記載の作業指示システム。