JP2009109609A - 訓練作業カリキュラム作成装置及び訓練作業システム - Google Patents

Abstract

【課題】訓練作業において、作業技能の客観的評価を可能とし、作業技能の一層の向上を図ることである。
【解決手段】訓練作業カリキュラムに従って各種の訓練作業装置を配置する一例として、ボルト締付け訓練作業システム４０は、適当に多くの数のボルトが入っているケース４２と、作業者がこの例では右手に持っているインパクトゲージ４４と、ネジ穴が多数整列して配置される訓練台４６と、説明画像表示装置５０と、訓練台４６に設けられたマイクと協働して構成され、マイクによって着座音を取得し、ＯＫかＮＧかをブザーで表示する着座音のためのセンサツール５２と、一定のメトロノームリズム音を出力し、また、着座音取得のタイミング等からボルトの締付け周期を計測してその値を表示するリズム管理のための定量値評価装置５４とを含んで構成される。
【選択図】図５

Description

本発明は、訓練作業カリキュラム作成装置及び訓練作業システムに係り、特に、未習熟の作業者に訓練作業を行なうために適切な訓練作業装置を割り当てる訓練作業カリキュラム作成装置と、その割り当てに従って構成される訓練作業システムに関する。

工場における組立作業、検査作業等に、その作業に習熟していない作業者を配置する前に、その作業の内容を訓練することが望ましい。そのために、訓練作業のためのツール、装置等が準備される。例えば、塗料を用いてワークを塗装する塗装作業の訓練のためには、ツールとして、塗料の代わりの水等と、実際の塗装作業と同じ塗装ガンと、塗装目標ライン等が予め引かれた模擬的なワーク等が用いられ、その塗装目標ラインに沿って塗装ガンから水を吹き付けて、目標の塗装作業時間内に塗装目標ラインに沿った塗装作業ができるように模擬塗装訓練が行われる。この訓練作業において、習熟度を早期に確実に上げるための様々な工夫が提案されている。

例えば、特許文献１には、作業習熟支援装置として、作業者の作業時間と作業品質を測定し、その結果に応じて作業習熟を判定し、作業習熟の段階ごとに作業指示の内容を変えることが開示されている。ここでは、習熟の第１段階では画像表示と文章表示と音声出力とで作業指示を行い、第２段階では文章表示と音声出力とで指示を行ない、第３段階では音声出力で指示を行ない、第４段階では作業開始の指示のみを行なうことが述べられている。

また、特許文献２には、動画像データを用いた生産設備として、例えば、ロボットの分解作業及び組立作業において、立体的画像を用いて分解した状態をリアルに示し、また、コンピュータグラフィック（ＣＧ）によって１つのロボットの各部の分解手順、組立手順
などを順次示すことが開示されている。

特開２００１−１６６６８１号公報 特開２００１−２２９５４号公報

特許文献２の方法を用いると、作業の内容がビジュアルに示されるので、作業の理解が容易になる。また、特許文献１の方法を用いると、習熟度に応じて指示内容を変更するので、作業開始の指示のみでできるようになる。これらの方法を用いることで、作業時間を目標作業時間に早期に近づけることが可能になると期待される。

ところで、作業の内容には、ツールの持ち方、作業姿勢、ツールとワークとの間の相対的な位置関係、作業音の聞き取り等ノウハウ的な要素も含まれる。このようなノウハウ的要素も含めて作業技能を高めることで、作業の質が向上する。しかしながら、作業技能の客観的評価は困難なことが多い。このように、訓練作業において作業技能を客観的に評価し、その向上を図るための仕組みが望まれるが、従来技術におけるビジュアル化、作業指示の段階的簡略化のみでは、作業技能の向上に限界がある。

本発明の目的は、訓練作業において作業技能の一層の向上を可能にする訓練作業カリキュラム作成装置及び訓練作業システムを提供することである。また、他の目的は、作業技能の客観的評価を可能とする訓練作業カリキュラム作成装置及び訓練作業システムを提供することである。以下の手段は、これらの目的の少なくとも１つに貢献する。

本発明に係る訓練作業カリキュラム作成装置は、訓練作業を構成する複数の作業要素について、各作業要素ごとに、その作業内容の説明データまたは作業結果ＯＫについての０／１判定基準データまたは作業結果評価基準値データの中の少なくとも１つを含む作業要素データを記憶する作業要素データ記憶装置と、作業要素データ記憶装置から、各作業要素を順次読み出す読出手段と、読み出された作業要素について、作業要素データ記憶装置に０／１判定基準データまたは作業結果評価基準値データの中の少なくとも１つが記憶されているか否かを判断し、いずれも記憶されていない作業要素を、説明画像によって訓練する画像訓練作業要素に分類する第１分類手段と、作業要素データ記憶装置に０／１判定基準データまたは作業結果評価基準値データの中の少なくとも１つが記憶されている作業要素について、作業結果評価基準値データが記憶されているか否かを判断し、作業結果評価基準値データが記憶されている作業要素を、作業結果を定量値で評価する定量値訓練作業要素に分類し、作業結果評価基準値データが記憶されていない作業要素を、センサツールを用いて訓練するツール訓練作業要素に分類する第２分類手段と、第１分類手段と第２分類手段とによって分類された結果に基づき、１つの訓練作業を構成する複数の作業要素について、各作業要素ごとに、説明画像表示装置または定量値評価装置またはセンサツールのうち少なくとも１つを割り当てる割当手段と、を備えることを特徴とする。

また、本発明に係る訓練作業システムは、訓練作業を構成する複数の作業要素について、予め定められた基準に基づいて各作業要素を画像訓練作業要素または定量値訓練作業要素またはツール訓練作業要素に分類した訓練作業カリキュラムに従って、訓練作業装置を配置する訓練作業システムであって、画像訓練作業要素に該当する作業要素の作業内容を画像によって説明する説明画像表示装置と、定量値訓練作業要素に該当する作業要素の作業結果を定量値で評価し、予め設定された作業結果評価基準値と比較し、その比較結果を定量値評価結果として表示する定量値評価装置と、ツール訓練作業要素に該当する作業要素の作業結果の良否を検出してその良否結果を表示するセンサツールと、を配置することを特徴とする。

また、本発明に係る訓練作業システムにおいて、さらに、作業者ごとに、訓練の時系列に沿って、定量値評価装置によって取得された定量値評価結果を記憶する訓練成果記憶装置を有することが好ましい。

上記構成により、訓練作業カリキュラム作成装置は、訓練作業を構成する複数の作業要素について、各作業要素ごとに、０／１判定基準データまたは作業結果評価基準値データの有無を判断し、いずれも無い作業要素を画像訓練作業要素に分類し、作業結果評価基準値データが少なくとも有る作業要素を定量値訓練作業要素に分類し、作業結果評価基準値データが無いが少なくとも０／１判定基準データがある作業要素をツール訓練作業要素に分類する。そして、分類された結果に基づいて、各作業要素ごとに、説明画像表示装置または定量値評価装置またはセンサツールのうち少なくとも１つを割り当てる。

これにより、作業結果について判定基準があるものについては説明画像のみならず、センサツール、定量値評価装置を用いることで、作業技能の向上を図ることができる。また、センサツール、定量値評価装置を用いるので、作業技能の客観的評価が可能となる。

また、上記構成により、訓練作業システムは、訓練作業の各作業要素を画像訓練作業要素または定量値訓練作業要素またはツール訓練作業要素に分類した訓練作業カリキュラムに従い、画像訓練作業要素に該当する作業要素の作業内容を画像によって説明する説明画像表示装置と、定量値訓練作業要素に該当する作業要素の作業結果を定量値で評価し、予め設定された作業結果評価基準値と比較し、その比較結果を定量値評価結果として表示する定量値評価装置と、ツール訓練作業要素に該当する作業要素の作業結果の良否を検出してその良否結果を表示するセンサツールとを配置する。これにより、説明画像表示装置の他に、センサツール、定量値評価装置を用いることで、作業技能の向上を図ることができる。また、センサツール、定量値評価装置を用いるので、作業技能の客観的評価が可能となる。

また、訓練作業システムにおいて、作業者ごとに、訓練の時系列に沿って、定量値評価装置によって取得された定量値評価結果を記憶するので、作業者ごとに作業技能の客観的評価の管理が可能となり、より一層の作業技能の向上が可能となる。

以下に図面を用いて本発明に係る実施の形態につき詳細に説明する。以下では、訓練作業として、いくつかの例を説明するが、これらは説明のための例示であって、これら以外の内容の訓練作業であってもよい。また、例示する訓練作業の作業要素の分解及びその内容は、説明のための例示であって、勿論、訓練作業の環境に応じ、作業要素の分解の方法、及びその内容も適宜変更が可能である。

図１は、訓練作業カリキュラム作成装置１０の構成を示すブロック図である。訓練作業カリキュラム作成装置１０は、未習熟の作業者に訓練作業を行なうために適切な訓練作業装置を割り当てる機能を有する。ここでカリキュラムとは、訓練作業の内容を配列、特に訓練作業装置を配列したものとの意味で用いられている。

訓練作業カリキュラム作成装置１０は、ＣＰＵ１２と、キーボード等の入力部１４と、ディスプレイ、プリンタ等の出力部１６と、プログラム、データファイル等を記憶する記憶装置１８とを含んで構成される。これらの要素は、内部バスによって相互に接続される。かかる訓練作業カリキュラム作成装置１０は、コンピュータ等で構成することができる。

記憶装置１８には、特に、訓練作業を構成する複数の作業要素の内容である作業要素データ２０が記憶される。図２は、作業要素データの一例を示す図である。ここでは、ボルト締付けの訓練作業における作業要素データが示されている。

ここで、ボルト締付けの訓練作業は次のように行われる。まず、適当に多くの数のボルトが入っているケースから５本のボルトをつかみ出して片手の手のひらの中に保持し、指を使って、１本を指先に送り出し、この１本をインパクトゲージと呼ばれる締付具のソケットに取り付ける。そして、ナットに相当するネジ穴が多数整列して配置される訓練台の前に立って、締付具の先端に取り付けられたボルトをネジ穴に当てて、締付具の先端軸を回転させ、ネジ穴にボルトを締め付ける。締め付けの良否は、着座音を聞いて判断する。このようにして１本のボルトの締め付けが終わると、手のひらの中のボルトの１本を指先に送り出し、以下、同様に繰り返す。この繰り返しをリズミカルに行うように、メトロノームの音に合わせて作業を行なう。

ボルト締付けの訓練作業は、後述のように、作業内容を画像によって説明する説明画像データが表示装置に表示され、その説明画像の進展に合わせて作業者がボルト締付けを行うことで進められる。従来では、メトロノームの音に合わせてリズミカルに締付けが行われるようになれば、訓練に一定の成果が上がったものとして評価される。

図２の作業要素データは、このボルト締付け訓練作業を構成する各作業要素について、その作業内容の説明データまたは作業結果ＯＫについての０／１判定基準データまたは作業結果評価基準値データの中の少なくとも１つを含むデータである。図２においては、ボルト締付け訓練作業を構成するものとして、作業要素１から作業要素７の７つの作業要素に分解が行われている。そして、この場合には、各作業要素にそれぞれその作業内容説明データが付されている。その内容は、上記で説明した訓練作業の内容を分解したものとなっている。例えば、作業要素１は、ボルトを一度に５本取り出すことを作業内容とする。また、作業要素３については、一定のリズムでボルトを送り出すことを作業内容とする。また、作業要素７については、締付けの着座音で締付け状態の良否をみることを作業内容とする。その他の作業要素についての作業内容については説明を省略する。

また、０／１判定基準データとしては、作業要素３において、一定のリズムで送り出す作業内容において、メトロノームのリズムに合わせる、とのデータが付されている。これは、予め設定されているメトロノームのリズムに合わせてボルトの送り出しが行われるときは、作業内容がＯＫで、リズムに合っていない送り出しのときは速すぎても遅くてもＮＧであるという０／１判定の基準を示したものである。また、作業要素７において、締付けの着座音で良否をみる作業内容において、ＯＫ音とＮＧ音のデータが付されている。実際には、別途、ＯＫ音とＮＧ音を識別できるセンサツールが用意され、このセンサツールによって、ＯＫ音であるとされれば作業内容がＯＫで、ＯＫ音でなくＮＧ音とされれば作業内容がＮＧであるという０／１判定の基準を示したものである。

また、作業結果評価基準値データとしては、作業要素１において、ボルトを一度に５本取り出す作業内容において、５本の値が付されている。これは、ボルトを一度に取り出した数を計数して、作業内容の評価をするもので、５本が目標の中心値であり、管理の上限値も下限値も同じ５本であることを示している。したがって、３本取り出せば、管理範囲から外れ、６本取り出しても管理範囲から外れる。訓練は、取り出した数を計数し、その数が目標の中心値となるように繰り返されることになる。また、作業要素３において、一定のリズムで送り出す作業内容において、５秒／本の値が付されている。この場合も、５秒／本が目標の中心値であり、管理の上限値も下限値も同じ５秒／本であることを示している。このように、作業結果評価基準値データは、０／１判定の基準を示すのではなく、作業結果を評価するための目標の中心値と、上限値及び下限値を示すものである。

ここで分かるように、これらの作業要素は、ボルト締付け作業におけるノウハウに属する内容であるものが多い。例えば、作業要素１、作業要素３、作業要素７には、０／１判定基準データ、作業結果評価基準値データを設けて管理が行われる。しかし、これらの判断基準は、製品としてのボルト締付け品質の数値的判断とは異なる側面を持つ。すなわち、これらの作業要素の判断基準は、ノウハウを数値的または限界的に判断するものであって、ボルトの締付け力の値等の製品としての品質の数値的判断とは異なるものである。勿論、場合によっては、ノウハウの判断基準が製品としての品質の数値的判断基準と同じ内容となることもあるが、その場合でも、目的とする対象が技能の評価の数値的または限界的な判断であって、製品品質の数値的判断ではない。

訓練作業を複数の作業要素を分解し、各作業要素について、作業要素データの構成を異ならせるのは、次の考えに基づくものである。すなわち、上記のように、記憶装置１８には作業要素データ２０として、作業内容説明データが記憶されるが、実際の訓練作業システムでは、作業内容説明データを文章で表示するよりも、これをＣＧ等の画像を用いて表示する方が作業の理解に役立つ。そこで、訓練作業の全体について、説明画像データが準備される。しかしながら、作業結果評価基準値データと０／１判定基準データを、説明画像データとして、文章または画像で表示しても、実際の作業結果がその通りになっているかは不明である。そこで、０／１判定基準データも作業結果評価基準値データも定めていない作業要素については、単に、説明画像データによる訓練を行うものとし、作業結果評価基準値データを有する作業要素と、０／１判定基準データを有する作業要素については、別途判断手段を設けることにしたものである。

別の観点から説明すれば、訓練作業の習熟に余り時間がかからない作業要素は、説明画像による訓練で足りる、という考えで、作業要素を分類する。そして、説明画像による訓練で足りない作業要素については、０／１判定基準データまたは作業結果評価基準値データを設定し、客観的な評価を行って、訓練の習熟度の早期向上を図ることとするものである。

再び図１に戻り、記憶装置１８の作業要素データ２０には、訓練作業を構成する複数の作業要素について、訓練作業名及び作業要素名を検索キーとして、その作業要素についての作業内容説明データまたは作業結果ＯＫについての０／１判定基準データまたは作業結果評価基準値データの中の少なくとも１つが記憶される。また、０／１判定基準データの有無に関するデータ、及び作業結果評価基準値データの有無に関するデータも記憶される。

作業要素データ２０は、階層構造を有するものとでき、例えば、第１階層の検索キーとして訓練作業名、第２階層の検索キーとして作業要素名を用いることができる。この場合には、訓練作業名によって検索を実行すると、その訓練作業を構成する各作業要素名が読み出される。ついで、さらに特定の作業要素名によって検索を実行すると、その作業要素に関して記憶されている作業内容説明データ、または作業結果ＯＫについての０／１判定基準データ、または作業結果評価基準値データ、あるいはそれらの２つまたは３つのデータが読み出される。また、０／１判定基準データの有無に関するデータ、及び作業結果評価基準値データの有無に関するデータも読み出すことができる。

上記の例では、訓練作業名をボルト締付け訓練作業とし、作業要素名を作業要素１として検索を実行すると、ボルトを一度に５本取り出すという作業内容説明データと、作業結果評価基準値データが有るというデータが読み出され、さらにその内容として、目標の中心値が５本、上限値も下限値も５本という作業結果評価基準値データが読み出される。

また、作業要素名を作業要素３として検索を実行すると、一定のリズムで送り出すという作業内容説明データと、０／１判定基準データと作業結果評価基準値データが有るというデータが読み出され、さらにその内容として、メトロノームのリズムに合わせるという０／１判定基準データと、５秒／本という作業結果評価基準値データが読み出される。

また、作業要素名を作業要素７として検索を実行すると、締付けの着座音で良否をみるとの作業内容説明データと、０／１判定基準データが有るというデータが読み出され、さらにその内容として、ＯＫ音とＮＧ音という０／１判定基準データが読み出される。

作業要素名を作業要素２、作業要素４、作業要素５、作業要素６として検索をそれぞれ実行すると、それぞれに対応する作業内容説明データが読み出され、０／１判定データも作業結果評価基準データも無いというデータが読み出される。

図１におけるＣＰＵ１２は、記憶装置１８に記憶される作業要素データ２０に基づいて、訓練作業を構成する各作業要素に適切な訓練作業装置を割り当てる機能を有する。ＣＰＵ１２は、作業要素データ２０から訓練作業を構成する各作業要素を読み出す作業要素読出モジュール２４と、各作業要素を画像訓練作業要素または定量値訓練作業要素またはツール訓練作業要素に分類する作業要素分類モジュール２６と、各作業要素に説明画像表示装置または定量値評価装置またはセンサツールのうち少なくとも１つを割り当てる訓練作業装置割当モジュール２８とを含んで構成される。これらの機能はソフトウェアによって実現でき、具体的には訓練作業カリキュラム作成プログラムを実行することで実現できる。これらの機能の一部をハードウェアで実現することもできる。

かかる構成の作用、特にＣＰＵ１２の各機能について、図３のフローチャートと図４とを用いて説明する。図３は、訓練作業カリキュラムの作成の手順を示すフローチャートで、各手順は、訓練作業カリキュラム作成プログラムの各処理手順にそれぞれ対応する。

図４は、訓練作業カリキュラムの例を示す図で、ここでは４つの訓練作業について、それぞれの訓練作業を構成する作業要素にどの訓練作業装置を割り当てるかが示されている。例えば、ボルト締付け訓練作業における訓練作業装置の割り当てについては図４（ｄ）に示される。ここで、各作業要素において、説明画像の欄に◎が付されているときは、主として説明画像表示装置が割り当てられ、センサツールの欄に◎が付されているときは、主としてセンサツールが割り当てられ、定量値の欄に◎が付されているときは、主として定量値評価装置が割り当てられることを示している。なお、○印は、必要に応じて、その訓練装置を割り当てることができることを示している。

まず、訓練作業カリキュラム作成プログラムを立ち上げると、訓練作業名を入力する画面が立上がり、訓練作業名を入力すると、その訓練作業を構成する複数の作業要素が読み出される（Ｓ１０）。この手順は、ＣＰＵ１２の作業要素読出モジュール２４の機能によって実行される。具体的には、入力された訓練作業名を検索キーとして記憶装置１８の作業要素データ２０の検索が実行され、入力された訓練作業名に対応する訓練作業を構成する複数の作業要素名が読み出される。上記の例で、訓練作業名をシーラー塗布訓練作業とすると、作業要素１から作業要素７が読み出される。

つぎに、読み出された各作業要素について、その作業結果についての判定基準の有無が判断される（Ｓ１２）。具体的には、訓練作業名を第１階層の検索キーとし、作業要素名を第２階層の検索キーとして記憶装置１８の作業要素データ２０の検索が実行され、入力された作業要素名に対応する作業要素について、０／１判定基準データの有無データと、作業結果評価基準値データの有無データが読み出される。そして、判定基準の有無判断は、０／１判定基準データが有るかまたは作業結果評価基準値データの中の少なくとも１つが有れば、判定基準が有ると判断され、いずれも無いときに、判定基準が無いと判断される。

Ｓ１２において、判定基準が無いと判断されると、その作業要素は画像訓練作業要素に分類される（Ｓ１４）。上記のボルト締付け訓練作業の例では、図２で説明したように、作業要素１と作業要素３に作業結果評価基準値データが有り、作業要素１、作業要素３、作業要素７に０／１判定基準データが有るが、作業要素２、作業要素４、作業要素５、作業要素６にはこれらのいずれもが無い。したがって、作業要素２、作業要素４、作業要素５、作業要素６は、画像訓練作業要素に分類される。Ｓ１２，Ｓ１４の分類処理手順を後のＳ１６，Ｓ１８，Ｓ２０の分類処理手順と区別して第１分類処理手順と呼ぶことができる。

ここで、画像訓練作業要素とは、作業要素の作業内容を画像によって説明する説明画像データを表示する説明画像表示装置を用いて訓練を行うこととなる作業要素である。上記のように、訓練作業の習熟に余り時間がかからない作業要素は、原則として、この画像訓練作業要素として分類されることになる。図４（ｄ）において、作業要素２、作業要素４、作業要素５、作業要素６の説明画像の欄にそれぞれ◎が付されているのは、これらの作業要素が画像訓練作業要素に分類され、説明画像表示装置を用いて訓練が行われることを示している。

Ｓ１２において、判定基準が有ると判断されると、次に、作業結果評価基準値データの有無が判断される（Ｓ１６）。具体的には、訓練作業名を第１階層の検索キーとし、作業要素名を第２階層の検索キーとして記憶装置１８の作業要素データ２０の検索が実行され、入力された作業要素名に対応する作業要素についての作業結果評価基準値データについての有無データが読み出される。上記のボルト締付け訓練作業の例では、作業要素１と作業要素３に作業結果評価基準値データが有るが、作業要素７には作業結果評価基準値データが無い。

Ｓ１６において、作業結果評価基準データが有ると判断されると、その作業要素は、定量値訓練作業要素に分類される（Ｓ１８）。上記の例では、ボルト締付け訓練作業の作業要素１と作業要素３が定量値訓練作業要素に分類される。また、Ｓ１６において、作業結果評価基準データが無いと判断されると、その作業要素は、ツール訓練作業要素に分類される（Ｓ２０）。上記の例では、ボルト締付け訓練作業の作業要素７がツール訓練作業要素に分類される。Ｓ１２，Ｓ１４の第１分類処理手順と区別して、Ｓ１６，Ｓ１８，Ｓ２０の手順を第２分類処理手順と呼ぶことができる。なお、Ｓ１２からＳ２０までの手順は、ＣＰＵ１２の作業要素分類モジュールの機能によって実行される。

ここで、定量値訓練作業要素とは、定量値評価装置を用いて訓練作業を行なう作業要素のことである。定量値評価装置は、作業要素の作業結果を定量値で評価し、予め設定された作業結果評価基準値と比較し、その比較結果を定量値評価結果として表示する装置である。かかる定量値評価装置は、適当な計測部と、演算部と、表示部とを含んで構成できる。演算部と表示部とは、たとえばパーソナルコンピュータ（ＰＣ）を用いることができる。図４（ｄ）において、作業要素１、作業要素３の定量値の欄にそれぞれ◎が付されているのは、これらの作業要素が定量値訓練作業要素に分類され、定量値評価装置を用いて訓練が行われることを示している。

また、ツール訓練作業要素とは、センサツールを用いて訓練作業を行なう作業要素のことである。センサツールは、作業要素の作業結果の良否を検出し、その良否結果を表示する装置である。かかるセンサツールは、適当な計測部と、ブザーあるいはランプ等の結果表示部とを組み合わせて構成することができる。図４（ｄ）において、作業要素７のセンサツールの欄に◎が付されているのは、作業要素７がツール定量値訓練作業要素に分類され、センサツールを用いて訓練が行われることを示している。

このように各作業要素が画像訓練作業要素、定量値訓練作業要素、ツール訓練作業要素に分類された後、訓練作業装置の割り当てが行なわれる（Ｓ２４）。この手順は、ＣＰＵ１２の訓練作業装置割当モジュール２８の機能によって実行される。上記のように、画像訓練作業要素には説明画像表示装置がまず割り当てられ、定量値訓練作業要素には定量値評価装置がまず割り当てられ、ツール訓練作業要素にはセンサツールがまず割り当てられる。ここでは、この原則的に割り当てられる訓練作業装置以外に、必要に応じ、その他の種類の訓練作業装置を割り当てる。

例えば、定量値訓練作業要素、ツール訓練作業要素に説明画像表示装置をさらに割り当てることができる。また、定量値訓練作業要素にセンサツールをさらに割り当てることができ、ツール訓練作業要素に定量値評価装置をさらに割り当てるものとすることができる。図４（ｄ）において、説明画像、センサツール、定量値の欄に○印が付されているのは、この選択的な割り当てが行われたことを示している。このようにして、各作業要素ごとに、説明画像表示装置または定量値評価装置またはセンサツールのうち少なくとも１つの割り当てが行われる。

このように、訓練作業を構成する各作業要素のそれぞれについて、Ｓ１０からＳ２２までの各処理が繰り返し行われる（Ｓ２４）。全ての作業要素について訓練作業装置の割当が終わると、その訓練作業についての訓練作業カリキュラムの作成が完了する。

図４は、４種類の訓練作業についての訓練作業カリキュラムを示すものである。例えば、図４（ａ）は、シーラー塗布訓練作業の訓練作業カリキュラムである。ここでは、習得すべき作業内容の観点から７つの作業要素に分解され、作業要素３には定量値評価装置が割り当てられるとともにセンサツールが割り当てられ、作業要素４にはセンサツールが割り当てられ、さらに全部の作業要素に説明画像表示装置が割り当てられる様子が示されている。

シーラー塗布訓練作業とは、シール材を２つのワークの重ね目の隙間等に塗布する作業について、未習熟の作業者を習熟させることを目的とする訓練作業である。ここで作業要素３では、ガンを当てる力の大きさが、例えば、中心値が約５０Ｎ、上限が約６０Ｎ、下限が約４０Ｎ等のように、ガンを当てるという作業の結果を評価する作業結果評価基準値データとして、目標の中心値と、上限値・下限値の目標範囲のデータが示される。また、作業要素４では、ノズル角度として、例えば、約６０度以上約１００度以下であればＯＫ等のように、ガンのノズルをワークに対して傾ける作業の結果を評価する０／１判定基準データとして閾値のデータが示される。図２で説明したボルト締付け訓練作業においては、作業結果評価基準値データとして、目標の中心値と上限値と下限値とが同じであったが、一般的には、このように、目標の中心値の前後に上限値と下限値とが設定される。

図４（ｂ）は、軸を片手で持って穴にはめ込む作業の訓練、すなわち片手隙間はめあい訓練作業についての訓練作業カリキュラムである。また、図４（ｃ）は、２枚のワークの段差の検査作業の訓練、すなわち段差検査訓練作業についての訓練作業カリキュラムである。これらについての訓練作業装置の割当の見方は、他の場合と同様であるので、詳細な説明を省略する。

図５は、訓練作業カリキュラムに従って訓練作業装置を配置した訓練作業システムの例として、ボルト締付け訓練作業システム４０を示す図である。ボルト締付け訓練作業システム４０は、適当に多くの数のボルトが入っているケース４２と、作業者がこの例では右手に持っているインパクトゲージ４４と、ネジ穴が多数整列して配置される訓練台４６と、説明画像表示装置５０と、訓練台４６に設けられたマイクと協働して構成され、マイクによって着座音を取得し、ＯＫかＮＧかをブザーで表示する着座音のためのセンサツール５２と、一定のメトロノームリズム音を出力し、また、着座音取得のタイミング等からボルトの締付け周期を計測してその値を表示するリズム管理のための定量値評価装置５４とを含んで構成される。

この図では、作業者８の左手の手のひらには、最初に５本つかんで、まだ締付けが終わっていない残りのボルトがあるが、図示されていない。また、作業者が一度につかんだボルトの数は、例えば、ケース４２の重さの検出等で計測できるが、その定量値評価装置の図示も省略した。

このボルト締付け訓練作業システム４０においては、図２または図４（ｄ）で説明した各作業要素は、以下のようにして訓練が行われる。すなわち、作業要素１については、図示されていないボルト数の管理のための定量値評価装置に、実際のボルト数が表示される。これにより、作業者８は、表示されたボルト数が目標の中心値である５本に近づけるように工夫することで訓練が行われる。作業要素２については、もっぱら説明画像表示装置５０を見ながら訓練が行われる。作業要素３については、リズム管理のための定量値評価装置５４に実際のボルト締付け周期が表示される。これにより、作業者８は、表示された周期を送りリズムとして、目標の中心値である５秒／本に近づけるように工夫することで訓練が行われる。作業要素４から作業要素６については、もっぱら説明画像表示装置５０を見ながら訓練が行われる。作業要素７については、着座音のためのセンサツール５２にＯＫかＮＧかを区別するブザー音が出力される。これにより、作業者８は、ＯＫを示すブザー音のみとなるように工夫することで訓練が行われる。

このようにして、作業要素の特質に合わせて、訓練作業装置を割り当てることで、作業技能の客観的評価を可能として、作業技能の一層の向上を図ることができる。また、定量値評価装置には、客観的な作業結果評価データが集積されるが、これは訓練成果データでもあるので、これを記憶し、作業者ごとの個人的技能向上のために用いることができる。なお、訓練成果データは、定量値評価装置内に訓練成果記憶装置を設けてこれに記憶してもよく、あるいは別の訓練成果管理装置等にデータ転送して記憶するものとしてもよい。

図６は、一例として、塗装訓練作業において、４つの定量値訓練作業要素における定量値測定結果の時系列データ６０を示す図である。この時系列データ６０は、一人の特定の作業者ＸＸＸＸＸのデータである。ここでは、４つの定量値訓練作業要素は、ワークと塗装ガンとの間の距離、ワークと塗装ガンとの間の水平角度及び垂直角度、塗装ガンの引き金を引くタイミングであるトリガＯＮ／ＯＦＦであって、これらについて、縦軸に定量値測定装置の計測値がとられ、横軸に訓練作業の繰り返しの通し番号がとられる。そして、これらの作業要素のそれぞれの作業結果評価基準値として、目標の中心値、管理の上限値（ＵＣＬ）、下限値（ＬＣＬ）が示されている。

このように、定量値測定結果は、目標の中心値、管理の上限値（ＵＣＬ）、下限値（ＬＣＬ）とともに、訓練作業を繰り返すごとに、例えば、説明画像表示装置の機能を切り換えること等によって表示される。これをみて、作業者は、定量値測定結果がＵＣＬとＬＣＬの範囲内で、中心値に近づくように、自己の努力を重ねることができ、技能の管理と共に、技能の向上を図ることができる。

本発明に係る実施の形態において、訓練作業カリキュラム作成装置の構成を示すブロック図である。 本発明に係る実施の形態において、作業要素データの一例を示す図である。 本発明に係る実施の形態において、訓練作業カリキュラムの作成の手順を示すフローチャートである。 本発明に係る実施の形態において、訓練作業カリキュラムの例を示す図である。 本発明に係る実施の形態において、訓練作業カリキュラムに従って訓練作業装置を配置した訓練作業システムの一例を示す図である。 本発明に係る実施の形態において、作業者個人についての定量値測定結果の時系列データを示す図である。

符号の説明

１０ 訓練作業カリキュラム作成装置、１２ ＣＰＵ、１４ 入力部、１６ 出力部、１８ 記憶装置、２０ 作業要素データ、２４ 作業要素読出モジュール、２６ 作業要素分類モジュール、２８ 訓練作業装置割当モジュール、４０ 訓練作業システム、４２ ケース、４４ インパクトゲージ、４６ 訓練台、５０ 説明画像表示装置、５２ センサツール、５４ 定量値評価装置、６０ 時系列データ。

Claims (3)

1. 訓練作業を構成する複数の作業要素について、各作業要素ごとに、その作業内容の説明データまたは作業結果ＯＫについての０／１判定基準データまたは作業結果評価基準値データの中の少なくとも１つを含む作業要素データを記憶する作業要素データ記憶装置と、
   作業要素データ記憶装置から、各作業要素を順次読み出す読出手段と、
   読み出された作業要素について、作業要素データ記憶装置に０／１判定基準データまたは作業結果評価基準値データの中の少なくとも１つが記憶されているか否かを判断し、いずれも記憶されていない作業要素を、説明画像によって訓練する画像訓練作業要素に分類する第１分類手段と、
   作業要素データ記憶装置に０／１判定基準データまたは作業結果評価基準値データの中の少なくとも１つが記憶されている作業要素について、作業結果評価基準値データが記憶されているか否かを判断し、作業結果評価基準値データが記憶されている作業要素を、作業結果を定量値で評価する定量値訓練作業要素に分類し、作業結果評価基準値データが記憶されていない作業要素を、センサツールを用いて訓練するツール訓練作業要素に分類する第２分類手段と、
   第１分類手段と第２分類手段とによって分類された結果に基づき、１つの訓練作業を構成する複数の作業要素について、各作業要素ごとに、説明画像表示装置または定量値評価装置またはセンサツールのうち少なくとも１つを割り当てる割当手段と、
   を備えることを特徴とする訓練作業カリキュラム作成装置。
2. 訓練作業を構成する複数の作業要素について、予め定められた基準に基づいて各作業要素を画像訓練作業要素または定量値訓練作業要素またはツール訓練作業要素に分類した訓練作業カリキュラムに従って、訓練作業装置を配置する訓練作業システムであって、
   画像訓練作業要素に該当する作業要素の作業内容を画像によって説明する説明画像表示装置と、
   定量値訓練作業要素に該当する作業要素の作業結果を定量値で評価し、予め設定された作業結果評価基準値と比較し、その比較結果を定量値評価結果として表示する定量値評価装置と、
   ツール訓練作業要素に該当する作業要素の作業結果の良否を検出してその良否結果を表示するセンサツールと、
   を配置することを特徴とする訓練作業システム。
3. 請求項２に記載の訓練作業システムにおいて、
   さらに、
   作業者ごとに、訓練の時系列に沿って、定量値評価装置によって取得された定量値評価結果を記憶する訓練成果記憶装置を有することを特徴とする訓練作業システム。

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