JP2011013986A - 作業指示図生成装置および作業指示図生成方法 - Google Patents

Abstract

【課題】多様な製品への適用が可能で、かつ、作業順番の生成および変更が容易な作業指示図生成装置を提供する。
【解決手段】作業指示図生成装置は、製品を構成する部品の形状データなどを含む三次元モデル情報２２２、ユニット情報２２１などのデータに基づき、子部品化処理（Ｓ１２）およびブロック化処理（Ｓ１３）を実行し、ブロック情報２２４を作成する。次に、サーバ処理装置は、そのブロック情報２２４に基づき、各ブロックを組み立てる作業順番を定める作業順番生成処理（Ｓ１５）を実行し、各作業で組み立てられる製品の外観図を作成する視点位置を定めるカメラ位置情報付加処理（Ｓ１６）を実行する。さらに、作業順番およびカメラ位置を編集する処理（Ｓ１７，Ｓ１８）、アニメでの作業順番、カメラ位置確認処理（Ｓ１９）により、作業順番およびカメラ位置がＯＫの入力操作を受付けたときには、作業指示図出力処理（Ｓ２２）を実行する。
【選択図】図２

Description

本発明は、作業者が複数の部品を組み立てて製品を製造する工程で用いられる作業指示図を生成する作業指示図生成装置および作業指示図生成方法に関する。

工場などにおいて、作業者が複数の部品を組み立てて所定の製品を製造する工程では、作業者に対し、その組み立て作業を指示する作業指示図が提示される。その作業指示図には、通常、所定の組み立て順序に従って、各組み立て作業で必要な部品のリストが示され、さらに、各作業で組み立てられる製造途上の製品の外観図、仕上がりの製品の外観図などが示される。従って、作業者は、どの部品を、どのような順序で、どのように組み立てればよいか知ることができる。

従来、作業指示図は、紙を媒体として作成されてきたが、近年では、コンピュータによる作業指示図の電子化が進行している。例えば、作業指示図は、ネットワークに接続されたデータベースに保管され、作業者の求めに応じて、端末の表示装置に表示されるようになった。また、作業指示図のコンピュータによる電子化によって、作業指示図に写真画像やアニメーションなどを導入すること容易となり、作業者には、よりリアルな作業指示図が提供されるようになった。

例えば、引用文献１には、写真画像を利用して作業指示図を作成する作業指示図作成装置の例が開示され、また、特許文献２には、アニメーションを用いて、製品の組み立て手順を表示する技術が開示されている。

特開２００２−２５９５００号公報 特開２００４−３２６３７０号公報

しかしながら、従来は、製品の三次元モデルの情報から手作業で作業指示図に出力する作業図を取込み、切り出して作業指示図を作成していたため、その作成には、高度の熟練が必要であった。すなわち、熟練作業者が想定した作業順番に沿って三次元モデルを組立てながら画像を取込み、切り出して作業指示図を作成していた。そのため、作業順番を変更した場合、変更した作業順番以降の図を全て取込み・切り出ししなおす必要が生じてしまっていた。

例えば、特許文献１の例では、作業者に提示される作業指示図として、実際の作業を写真撮影した写真画像が利用されている。そのため、作業順番が変更されると、写真を撮影し直す必要が生じ、作業指示図の作成変更に多大な時間が必要となった。また、特許文献２の例では、適用対象としてパソコンなどにＢＩＯ（Built to Order）製品が想定されているため、事前に用意された基本構成に当てはまらない製品の場合、作業指示図を作成することが困難であった。

以上のような従来技術に鑑み、本発明は、多様な製品への適用が可能で、かつ、作業順番の生成および変更が容易な作業指示図生成装置および作業指示図生成方法を提供することにある。

前記発明の目的を達成するために、本発明の作業指示図生成装置は、複数の部品からなる製品に係る前記部品の三次元形状データ、前記製品内における前記部品の配置位置データおよび前記部品同士の隣接関係データを少なくとも記憶した記憶装置と、前記記憶装置に記憶されたデータを処理するデータ処理装置と、を含んで構成される。

そして、前記データ処理装置は、前記部品の三次元形状データ、前記部品の配置位置データおよび前記部品同士の隣接関係データに基づき、前記複数の部品のうち、同じ構造体に統合可能な部品を統合して構成したブロック化部品のデータを生成する処理と、あらかじめ定められた作業順番ルールに基づき、前記部品または前記ブロック化部品の組み立て作業の順番を生成する処理と、前記組み立て作業のそれぞれについて、前記部品の三次元形状データ、前記部品の配置位置データおよび前記部品同士の隣接関係データを用いて、前記部品または前記ブロック化部品を組み立てたときの製造途上の前記製品の所定の視点位置からの外観図を生成する処理と、前記組み立て作業のそれぞれについて、前記生成した三次元形状の外観図を用いて前記作業指示図を生成する処理と、を実行することを特徴とする。

多様な製品への適用が可能で、かつ、作業順番の生成および変更が容易な作業指示図生成装置および作業指示図生成方法を提供することができる。

本発明の実施形態に係る作業指示図生成装置の構成の例を示した図。 サーバ処理装置における作業指示図生成処理の処理フローの例を示した図。 作業指示図要素ＤＢに保持されるデータの構成の例を示した図（その１）。 作業指示図要素ＤＢに保持されるデータの構成の例を示した図（その２）。 作業指示図生成ルールＤＢに保持されるデータの構成の例を示した図。 子部品・ブロック編集処理に際して、作業指示図生成端末の表示装置に表示される子部品・ブロック編集画面の例を示した図。 作業指示図生成対象の製品の右上方から見た外観図の例を示した図。 作業順番編集処理の実行に際して、作業指示図生成端末の表示装置に表示される作業順番編集画面の例を示した図。 カメラ位置編集処理の実行に際して、作業指示図生成端末の表示装置に表示されるカメラ位置編集画面の例を示した図。 本発明の実施形態に係る作業指示図の例を示した図。 本発明の実施形態に係る作業指示図の例を示した図。 ブロックの階層構成およびブロックの部署が類似する二つの製品の対応関係の例を示した図。

以下、本発明の実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。

図１は、本発明の実施形態に係る作業指示図生成装置の構成の例を示した図である。図１に示すように、作業指示図生成装置１は、作業指示図生成サーバ２と、作業指示図生成サーバ２にネットワーク４を介して接続された１台以上の作業指示図生成端末３と、を含んで構成される。

作業指示図生成サーバ２は、一般的なコンピュータによって構成され、図示しないＣＰＵ（Central Processing Unit）および記憶装置を含んでなるサーバ処理装置２１と、ハードディスク装置などに記憶されてなる作業指示図要素ＤＢ（Database）２２と、を含んで構成される。

作業指示図生成端末３は、一般的なコンピュータによって構成され、図示しないＣＰＵおよび記憶装置を含んでなる端末処理装置３１と、ハードディスク装置などに記憶されてなる作業指示図生成ルールＤＢ３２と、キーボードやマウスなどからなる入力装置３３と、ＬＣＤ（Liquid Crystal Display）などからなる表示装置３４と、を含んで構成される。

サーバ処理装置２１は、作業指示図生成端末３の入力装置３３などを介して入力され、端末処理装置３１からネットワーク４を介して送信される製品名称を受信し、その受信した製品名称を有する製品の作業指示図を作成する処理を実行する。その処理内容については、図２以降の図を参照して詳しく説明する。

端末処理装置３１は、ネットワーク４を介してサーバ処理装置２１に通信可能に接続されており、サーバ処理装置２１における作業指示図生成処理の実行に必要な作業者との間の対話処理を実行する。すなわち、作業者により入力装置３３から入力される作業指示図生成処理に必要な情報は、端末処理装置３１を介してサーバ処理装置２１へ入力される。また、作業指示図生成処理によって出力される処理結果の情報は、端末処理装置３１を介して表示装置３４に表示される。

本実施形態では、作業指示図生成装置１には、図示しない製品三次元モデルＤＢ管理サーバが、ネットワーク４を介して、さらに接続されているものとする。その製品三次元モデルＤＢ管理サーバは、当該工場で製造される製品およびその製品に用いられている部品についての三次元モデル情報を登録した製品三次元モデルＤＢを保持し、管理する。ここで、各製品の三次元モデル情報は、その製品を構成するユニットや部品についての三次元形状データ、取付位置などのデータを含む。

作業指示図生成サーバ２の作業指示図要素ＤＢ２２には、ある製品が指定されたとき、サーバ処理装置２１がその製品の作業指示図を作成し、表示するために必要なデータが保持される。このとき、そのデータには、製品三次元モデルＤＢから取得された当該製品の三次元モデル情報が含まれ、さらに、その製品の三次元モデル情報を基にサーバ処理装置２１が生成するデータが含まれる。作業指示図要素ＤＢ２２を構成するデータの詳細については後記する。

また、作業指示図生成端末３の作業指示図生成ルールＤＢ３２には、サーバ処理装置２１が製品の作業指示図を作成ときに必要となる製品組み立て時の諸ルールが保持される。そのルールの詳細については後記するが、ルールの内容は、通常、組み立てられる製品の種類に依存する。そのため、そのルールは、当該製品の製品担当者により経験的に定められることが多いので、ここでは、作業指示図生成ルールＤＢ３２は、作業指示図生成端末３に含まれるとしている。

従って、作業指示図生成ルールＤＢ３２がサーバ処理装置２１側に含まれ、作業指示図要素ＤＢ２２の一部であるとしても構わない。また、その場合には、入力装置３３および表示装置３４がサーバ処理装置２１に直接に接続され、端末処理装置３１が実行すべき処理をサーバ処理装置２１が実行するようにした構成であってもよい。

続いて、図１に加え図２〜図１１を参照して、作業指示図生成装置１において行われる作業指示図生成処理について詳しく説明する。ここで、図２は、サーバ処理装置２１における作業指示図生成処理の処理フローの例を示した図、図３および図４は、作業指示図要素ＤＢ２２に保持されるデータの構成の例を示した図、図５は、作業指示図生成ルールＤＢ３２に保持されるデータの構成の例を示した図である。なお、図２において、矢印付きの破線は、情報の参照関係を示している。

＜１．三次元モデル情報取得処理＞
作業指示図生成サーバ２のサーバ処理装置２１は、作業指示図生成端末３の入力装置３３を介して作業者によって入力されるログイン情報を受付けると、図２に示す作業指示図生成処理の実行を開始する。サーバ処理装置２１は、まず、三次元モデル情報取得処理を実行する（ステップＳ１１）。

サーバ処理装置２１は、三次元モデル情報取得処理において、作業指示図生成対象となる製品の名称などの入力を受付け、製品三次元モデルＤＢ管理サーバ（図１に図示せず）から、その名称により指定される製品についてのユニット情報２２１、三次元モデル情報２２２、部品隣接情報２２５、電気部品情報２３２、機械部品情報２３３などを取得し、取得したこれらの情報を作業指示図要素ＤＢ２２に保存する。

ここで、ユニット情報２２１（図３（ａ）参照）は、当該製品を構成するユニット（半製品または複数部品からなる既組立品）についてのモデル名、ユニット座標（配置位置座標）、ユニット名称などのデータにより構成される。また、三次元モデル情報２２２（図３（ｂ）参照）は、モデル名、形状、質量、体積、部署、取付座標、階層、取付面などのデータにより構成され、モデル名で指定されるユニットまたは部品についての物理的な形状や取付位置などを表している。また、部品隣接情報２２５（図３（ｆ）参照）は、親モデル名と子モデル名とから構成され、モデル名で指定される親部品と子部品との対応関係を表している。

また、電気部品情報２３２（図４（ｅ）参照）は、モデル名、部品名、型式、定格、論理座標、デバイス、ソケット型式、取付ネジ、部品コード、部署などのデータによって構成され、主として、当該電気部品を識別するデータや取付位置や取付部品などのデータからなる。なお、論理座標は、電気部品同士を接続する場合の接続関係を表すデータであり、また、デバイスは、電気部品の種別（集積回路、ダイオード、スイッチ、端子など）を表すデータである。また、機械部品情報２３３（図４（ｆ）参照）は、モデル名、図番、来歴、部品名、部品番号、材質、員数、注記などのデータによって構成され、機械部品の詳細な仕様が分かるようにされている。

なお、サーバ処理装置２１は、三次元モデル情報取得処理（ステップＳ１１）を毎回行う必要はなく、当該製品の三次元モデル情報２２２を含むデータが、既に、作業指示図要素ＤＢ２２に保存済であった場合には、ステップＳ１１の処理を省略することができる。また、サーバ処理装置２１が三次元モデル情報２２２を含むデータを以前に取得した後に、もとの製品三次元モデルＤＢにおいてその一部のデータが更新されていた場合には、更新後の三次元モデル情報２２２を含むデータを再度取得する。

＜２．子部品化処理＞
次に、サーバ処理装置２１は、組立作業を行う必要がない三次元モデルを一つの部品として纏める子部品化処理を実行する（図２、ステップＳ１２参照）。例えば、作業指示を行う工程の前段階において組立て済みの部品や購入品については、その構成部品を子部品として扱うことができるようにする。

この子部品化処理では、その処理の実行に際して、ユニット情報２２１、三次元モデル情報２２２、子部品化ルール３２１（図５（ａ）参照）が参照され、処理の結果として、子部品情報２２３が作成される。ここで、子部品情報２２３（図３（ｄ）参照）は、子部品名およびモデル名のデータを含んで構成され、同じユニットまたは同じ部品に属する子部品のモデル名と、それらの子部品が同じユニットまたは同じ部品に属することを示す子部品名と、が対応付けられる。

また、子部品化ルール３２１は、子部品化する部品やユニットを抽出するルールを定めたものであり、例えば、そのルールが部署ＡＡＡであった場合には、三次元モデル情報２２２から部署がＡＡＡのモデル名を抽出して、それらのモデル名に対し同じ子部品名を対応付ける。この子部品化ルールの例は、例えば、ある購入品およびその購入品を構成する部品が三次元モデル情報２２２に登録され、その部署がいずれもＡＡＡとなっているような場合に有効である。

また、子部品化ルール３２１にモデル名を登録することもできる。その場合には、サーバ処理装置２１は、部品隣接情報２２５を参照して、そのモデル名を親モデル名とする子モデル名を抽出することによって、子部品情報２２３を作成することができる。

＜３．ブロック化処理＞
次に、サーバ処理装置２１は、製品を構成する部品のうち、同じ一つの構造体として統合可能な部品を統合したブロックを生成するブロック化処理を実行する（図２、ステップＳ１３参照）。このブロック化処理では、サーバ処理装置２１は、作業指示図要素ＤＢ２２の三次元モデル情報２２２、子部品情報２２３、部品隣接情報２２５、締結部品情報２２６、工程情報２２７などを参照するとともに、作業指示図生成ルールＤＢ３２のブロック化ルール３２２に基づき、ブロック情報２２４を作成する。ブロック情報２２４（図３（ｅ）参照）は、ブロック名およびモデル名の各データを含んで構成され、ブロック化したユニットまたは部品のモデル名と、そのブロックを識別するブロック名と、を対応付ける情報である。

ブロック化ルール３２２（図５（ｂ）参照）は、一つのブロックとして纏める部品やユニットを抽出するルールを定めたものであり、例えば、そのルールが部署ＢＢＢであった場合には、三次元モデル情報２２２から部署がＢＢＢのモデル名を抽出し、そのモデル名に対して、あるブロック名が対応付けられる。また、ブロック化ルール３２２にモデル名を登録することもできる。その場合には、サーバ処理装置２１は、部品隣接情報２２５を参照して、そのモデル名を親モデル名とする子モデル名を抽出することによって、ブロック情報２２４を作成することができる。

さらに、ブロック化ルール３２２に、「同一取付面」、「締結材と被締結部品」などのルールがあった場合には、サーバ処理装置２１は、三次元モデル情報２２２の取付座標、階層、取付面などのデータ、さらには、部品隣接情報２２５、締結部品情報２２６、などのデータに基づき、同じ取付面に属する部品をブロック化したり、締結材を被締結部品とブロック化したり、隣接部品をブロック化したりすることができる。

このようにして生成されたブロックは、１つの大きな部品とみなすことができ、ブロック化部品と呼ぶべきものである。また、ブロックは、製品の組み立て作業においては、組立て対象の構造体として取り扱われる。従って、ブロックは、作業指示図において同じ頁に表示すべき部品を纏めたものということもできる。

＜４．子部品・ブロック編集処理＞
次に、サーバ処理装置２１は、作業者の入力操作を受付けて、子部品情報２２３およびブロック情報２２４を編集する子部品・ブロック編集処理を実行する（図２、ステップＳ１４参照）。子部品・ブロック編集処理については、さらに図６を参照して、以下に詳しく説明する。ここで、図６は、子部品・ブロック編集処理に際して、作業指示図生成端末３の表示装置３４に表示される子部品・ブロック編集画面の例を示した図である。

なお、図６の子部品・ブロック編集画面６０は、ネットワーク４を介したサーバ処理装置２１の指示に従って、端末処理装置３１が表示装置３４に表示するものであるが、記載が煩雑になるのを避けるために、以下、本明細書では、サーバ処理装置２１が表示装置３４に直接に表示するものとして記載する。また、入力装置３３から入力されるデータについても、同様に、サーバ処理装置２１が直接に受付けるものとして記載する。

図６に示すように、子部品・ブロック編集画面６０には、「ハイライト」ボタン６１、「非表示」ボタン６２、「作業順番編集」ボタン６３、変更前階層情報表示領域６４、変更後階層情報表示領域６５、三次元モデル表示領域６６などが表示される。

ここで、変更前階層情報表示領域６４には、子部品化処理およびブロック化処理が実行される前のユニットおよび部品の階層情報が表示され、変更後階層情報表示領域６５には、子部品化処理およびブロック化処理が実行された後のユニットおよび部品の階層情報が表示される。図６において、実線の丸で囲まれた部分は、ブロックの例を示し、破線の丸で囲まれた部分は、子部品の例を示している。また、三次元モデル表示領域６６には、作業指示図生成対象の製品の三次元モデルによる外観図が表示される。このとき、その三次元モデル表示は、部品のエッジのみを表示するワイヤー表示や、モデルを透過させる半透明表示などに変更することができる。

この子部品・ブロック編集画面６０において、変更前階層情報表示領域６４や変更後階層情報表示領域６５に表示されているモデル名、ブロック名または子部品名の１つまたは複数が選択され、さらに、「ハイライト」ボタン６１がクリックされると、その選択されたモデル名、ブロック名、子部品名がハイライト表示されるとともに、三次元モデル表示領域６６に表示されている製品の三次元モデルにおいて、その選択されたモデル名、ブロック名、子部品名に対応する部分がハイライト表示される。

また、逆に、三次元モデル表示領域６６に表示されている製品の三次元モデルにおいて、ある部分が選択され、さらに、「ハイライト」ボタン６１がクリックされると、その選択された部分がハイライト表示されるとともに、変更前階層情報表示領域６４および変更後階層情報表示領域６５において、その選択された部分に対応するモデル名、ブロック名、子部品名がハイライト表示される。

また、変更前階層情報表示領域６４や変更後階層情報表示領域６５に表示されているモデル名、ブロック名または子部品名の１つまたは複数が選択され、さらに、「非表示」ボタン６２がクリックされると、その選択されたモデル名、ブロック名、子部品名の表示が階層表示から消去されるとともに、三次元モデル表示領域６６に表示されている製品の三次元モデルにおいて、その選択されたモデル名、ブロック名、子部品名に対応する部分の表示が消去される。

また、逆に、三次元モデル表示領域６６に表示されている製品の三次元モデルにおいて、ある部分が選択され、さらに、「非表示」ボタン６２がクリックされると、その選択された部分の表示が消去されるとともに、変更前階層情報表示領域６４および変更後階層情報表示領域６５において、その選択された部分に対応するモデル名、ブロック名、子部品名の表示が階層表示から消去される。

以上のような「ハイライト」および「非表示」の機能により、作業者は、子部品化あるいはブロック化する部品が、製品の三次元モデルでどの部分に相当するかを、視覚的に確認することが可能となる。従って、作業者は、子部品化やブロック化が当該製品の組み立てに適切であるか否かを判断するのが容易となる。そこで、作業者が不適切なブロック化が行われていると判断した場合には、変更後階層情報表示領域６５に表示されているモデル名、ブロック名、子部品名の階層表示を、適宜、変更することによって、ブロックの構成などを是正することができる。

その場合、作業者は、変更後階層情報表示領域６５に表示されたブロックなどの階層表示において、あるブロックに属することが不適切なモデルのモデル名を、例えば、マウスカーソルなどで選択して、適切なブロックのブロック名の位置までドラッグしてドロップすればよい。

このように子部品・ブロック編集処理においては、子部品処理およびブロック化処理でサーバ処理装置２１が作成した子部品情報２２３やブロック情報２２４を、作業者の操作によって変更することができる。

なお、図６には図示していないが、子部品・ブロック編集画面６０には、ブロックごとにブロック化されたモデルの員数や比率を表示し、さらに、ブロック化されていない部品の有無や員数を表示するようにしておいてもよい。この場合、作業者は、ブロック化されたブロックをすべてハイライト表示させれば、どの部品がブロックされていないかを一目で知ることができる。

＜５．作業順番生成処理＞
こうして、作業者による子部品およびブロックの編集が終了し、子部品・ブロック編集画面６０の「作業順番編集」ボタン６３がクリックされると、サーバ処理装置２１は、作業順番生成処理を実行する（図２、ステップＳ１５参照）。この作業順番生成処理では、サーバ処理装置２１は、作業指示図要素ＤＢ２２の工程情報２２７、三次元モデル情報２２２、ブロック情報２２４、部品隣接情報２２５などのデータを参照し、作業指示図生成ルールＤＢ３２の取付面作業順番ルール３２３、個別部品作業順番ルール３２４に基づき、作業順番を決定し、その結果を作業順番・カメラ位置情報２２９へ保存する。

工程情報２２７（図３（ｈ）参照）は、工程名、順番、引当モデル名、取付面などのデータにより構成され、工程が行われる順番を示した情報である。ここで、引当モデル名のモデル名は、ブロック名であってもよい。また、取付面とは、例えば、製品の右側面、左側面、天井、床などを意味し、部品取付箇所を区分する情報であり、完成した製品の三次元モデルでは、その構成部品はすべてがいずれかの取付面に属している。

取付面作業順番ルール３２３（図５（ｃ）参照）は、取付面作業順番を割当てるルールを定めた情報である。取付面作業順番とは、作業者の移動距離が少なくなるように、作業効率が向上するように、取付面ごとに定められた作業順番のことをいう。例えば、２ｍ以上の高所作業から、床面作業、側面の作業と移動して作業する必要があるような場合には、取付面間の移動回数が増えると作業効率が低下する。そこで、取付面ごとに作業するような取付面作業順番ルールに従って取付面作業順番を定義し、作業効率の向上が図られている。

個別部品作業順番ルール３２４（図５（ｄ）参照）は、各取付面内において、その取付面に属する部品を取付る順番を割当てるルールを定めた情報である。その順番は、作業者の作業効率とメンテナンス時の作業効率を事前に考慮した順番であり、例えば、上から下へ、左から右へなどの個別部品作業順番が定められている。

作業順番・カメラ位置情報２２９（図４（ｂ）参照）は、ブロック名、作業順番、座標、向きなどのデータを含んで構成される。作業順番生成処理では、ブロック名で指定されるブロックに含まれる部品の組立作業に対して、その作業順番が生成される。なお、座標および向きのデータは、カメラ位置および向きを意味し、次のカメラ位置情報付加処理で付加される。

以上に説明した取付面作業順番は、個別部品作業順番の上位に位置する概念である。また、工程情報２２７の順番は、取付面作業順番の上位に位置する概念である。従って、このような作業順番や工程の順番は、組み立てる部品、つまり、ブロックの階層情報に対応するといえる。すなわち、部品の種類ごとにブロックを構成し、ブロックごとに組立て指示をすることで、作業効率を向上させることができるばかりでなく、その組み立てに用いる装置や道具の利用効率を向上させることもできる。

ここで、作業順番や工程の順番に関連して、部品をブロック化することの効果について補足しておく。図７は、作業指示図生成対象の製品の右上方から見た外観図の例を示した図である。図７に示すように、当該製品は、台座Ａの上に柱Ｃ、柱Ｄ、柱Ｅ、柱Ｆが設けられ、さらにその上に天井Ｂが設けられた構造をしている。このような製品においては、最初に台座Ａの取付けを行ない、最後に天井Ｂの取付けを行うという作業順番を変更することはできない。それに対し、柱Ｃ、柱Ｄ、柱Ｅ、柱Ｆを台座Ａに取付ける順番は、自由に変更することができる。

作業者は、図７のような簡単な構造の製品では、作業順番の入れ替えの可否を一目見ただけで判断することができる。ところが、実際の製品の構造は、もっと複雑であるので、一般には、作業者が表示装置３４に表示された製品の三次元モデルを見ただけで、容易に作業順番の入れ替えの可否を判断することができるとは限らない。

しかしながら、ブロック化処理により、複数の部品を一つに纏めておくと、製品の構造が簡単化されるので、作業者は、複数のブロックについての作業順番の入れ替えの可否を容易に判断することが可能となる。ちなみに、図７の例において、柱Ｃ、柱Ｄ、柱Ｅ、柱Ｆが、それぞれ異なる多数の部品で構成され、その形状もそれぞれ異なり、一見柱に見えないような場合には、その取付け順番の入れ替えの可否が分かりにくくなる。それに対して、柱Ｃ、柱Ｄ、柱Ｅ、柱Ｆがそれぞれ一つのブロックで構成されていることが一見して分かる場合には、その取付け順番の入れ替えの可否は、容易に判断可能となる。

＜６．カメラ位置情報付加処理＞
次に、カメラ位置情報付加処理を実行する（図２、ステップＳ１６参照）。すなわち、サーバ処理装置２１は、作業順番生成処理で決定された作業順番が記憶された作業順番・カメラ位置情報２２９と作業図カメラ位置情報２２８と作業図カメラ位置ルール３２５とに基づき、各作業で用いられる作業図を表示するためのカメラ位置を決定し、その決定したカメラ位置のデータ（座標、向きなど）を作業順番・カメラ位置情報２２９の中に格納する。

ここで、作業図カメラ位置情報２２８（図４（ａ）参照）は、パターン名、座標、向き、取付面などのデータにより構成され、パターン名で識別され、かつ、取付面などに応じてあらかじめ設定されたカメラ位置データ（座標、向きなど）である。なお、本実施形態では、カメラ位置と称しているが、実際に製品の三次元モデル表示を行うとき、カメラが使用されることはなく、本実施形態でいうカメラ位置は、実際には、サーバ処理装置２１が三次元モデル表示を行うときの視点位置を意味する。

作業図カメラ位置ルール３２５は、ルールを適用する条件、カメラ位置（座標）、向きなどのデータにより構成され、ブロックを構成する部品が、条件データに適合する場合には、そのブロックのカメラ位置には、座標および向きのデータが適用される。

なお、作業図カメラ位置情報２２８や作業図カメラ位置ルール３２５でいうカメラ位置のデータとして、座標および向きのデータの他に、表示倍率や、カメラの傾きのデータが含まれていてもよい。

＜７．作業順番編集処理＞
次に、サーバ処理装置２１は、作業者の入力操作を受付けて、作業順番・カメラ位置情報２２９の作業順番のデータを編集する作業順番編集処理を実行する（図２、ステップＳ１７参照）。この作業順番編集処理については、さらに図８を参照して、以下に詳しく説明する。ここで、図８は、作業順番編集処理の実行に際して、作業指示図生成端末３の表示装置３４に表示される作業順番編集画面の例を示した図である。

図８に示すように、作業順番編集画面８０には、「カメラ位置」ボタン８１、「アニメ再生」ボタン８２、「作業指示図出力」ボタン８３、「非表示」ボタン８４、作業順番表示領域８５、三次元モデル表示領域８６などが表示される。このとき、作業順番表示領域８５には、作業順番・カメラ位置情報２２９の作業順番の昇順に従って、作業対象のブロック名が表示される。また、三次元モデル表示領域８６には、当該作業指示図生成対象の製品の三次元モデルが表示される。

作業者は、作業順番表示領域８５に表示されたブロック名をマウスカーソルなどで選択し、選択したブロック名を上下方向にドラッグすることにより、作業順番を自由に変更することができる。また、選択したブロック名をドラッグして、他のブロック名にドロップすれば、その選択したブロックをドロップ先のブロックに含まれる下位の階層のブロックとすることができる。

また、作業順番表示領域８５でブロック名が選択されると、その選択されたブロック名はハイライト表示され、さらに、それに対応して、三次元モデル表示領域８６では、その選択されたブロック名によって指定されるブロックの三次元モデル部分がハイライト表示される。同様に、三次元モデル表示領域８６に表示された製品の三次元モデルにおいて、ある部分が選択されると、作業順番表示領域８５では、その選択された部分に対応するブロックのブロック名がハイライト表示される。

また、作業順番表示領域８５でブロック名が選択され、「非表示」ボタン８４がクリックされると、その選択されたブロック名は、そのブロック名の表示は消去され、さらに、三次元モデル表示領域８６では、そのブロック名によって指定されるブロックの三次元モデル部分が三次元モデルの表示から消去される。同様に、三次元モデル表示領域８６に表示された製品の三次元モデルにおいて、ある部分が選択され、「非表示」ボタン８４がクリックされると、作業順番表示領域８５では、その選択された部分に対応するブロックのブロック名がその表示から消去される。

なお、以上の「非表示」の処理では、対象物を消去してしまうのではなく、薄くまたは半透明に表示するようにしてもよい。この方が、非表示扱いになったブロックがあることが作業者にも一目で分かるようになる。

＜８．カメラ位置編集処理＞
こうして、作業者による作業順番の編集が終了し、作業順番編集画面８０の「カメラ位置」ボタン８１がクリックされると、サーバ処理装置２１は、作業者の入力操作を受付けて、作業順番・カメラ位置情報２２９のカメラ位置（座標）や向きなどのデータを編集するカメラ位置編集処理を実行する（図２、ステップＳ１８参照）。このカメラ位置編集処理については、さらに図９を参照して、以下に詳しく説明する。ここで、図９は、カメラ位置編集処理の実行に際して、作業指示図生成端末３の表示装置３４に表示されるカメラ位置編集画面の例を示した図である。

図９に示すように、カメラ位置編集画面９０には、共用パターン選択窓９１、個人パターン選択窓９２、パターン名入力窓９３、現在カメラ位置データ表示窓９４、調整中カメラ位置データ表示窓９５、「パターン削除」ボタン９６、「パターン登録」ボタン９７、「ビュー取得」ボタン９８、「カメラ位置登録」ボタン９９、「戻る」ボタン１０１、三次元モデル表示領域１００などが表示される。

このとき、現在カメラ位置データ表示窓９４には、カメラ位置情報付加処理（ステップＳ１６）ですでに決定され、作業順番・カメラ位置情報２２９に記憶されている当該ブロック（ブロック名で指定）の組立作業に対応付けられたカメラ位置データ（座標、向きなど）が表示される。そして、三次元モデル表示領域１００には、そのカメラ位置に基づき、当該ブロックの作業に対する製品の三次元モデルが表示される。

作業者は、表示された三次元モデルを、マウス操作などにより、三次元空間内で自由に回転させ、また、拡大・縮小することができる。このとき、調整中カメラ位置データ表示窓９５には、三次元モデル表示領域１００に表示中の三次元モデルに対応するカメラ位置データが表示される。すなわち、サーバ処理装置２１は、三次元モデルを回転、拡大、縮小する操作入力を受付けると、その操作に応じて、三次元モデルの表示を更新するとともに、カメラ位置のデータ（座標、向きなど）を計算して、その計算結果を調整中カメラ位置データ表示窓９５に表示する。

そこで、作業者が三次元モデル表示領域１００に表示されている三次元モデルを見て、そのカメラ位置が当該ブロックの組立て作業にとって適切な位置やアングルにあると判断したときには、作業者は、「カメラ位置登録」ボタン９９をクリックして、当該ブロックの組立て作業に対するカメラ位置を確定させる。

このとき、サーバ処理装置２１は、三次元モデル表示領域１００に表示中の三次元モデルに基づき、カメラ位置データ（座標、向きなど）を算出し、その算出したカメラ位置データ（座標、向きなど）により、当該作業（ブロック名）に対応付けられた作業順番・カメラ位置情報２２９のカメラ位置データ（座標、向きなど）を更新する。

また、カメラ位置編集画面９０において、その共用パターン選択窓９１には、作業図カメラ位置情報２２８に登録されているパターン名が表示され、個人パターン選択窓９２には、作業者が個人用に設定したカメラ位置データを選択するためのパターン名が表示される。なお、作業者が個人用に設定したカメラ位置データは、例えば、端末処理装置３１に付属する記憶装置（以下、個人用記憶ファイルという）に記憶されているものとする。

この場合、作業者は、これらのパターン名の一つをマウスカーソルなどで選択することができる。このとき、サーバ処理装置２１は、その選択されたパターン名に対応するカメラ位置データ（座標、向きなど）を、作業図カメラ位置情報２２８または個人用に設定されたカメラ位置データの中から抽出し、その抽出したカメラ位置データを現在カメラ位置データ表示窓９４に表示する。

次に、作業者が「ビュー取得」ボタン９８をクリックすると、現在カメラ位置データ表示窓９４に表示されたカメラ位置データに対応する製品の三次元モデルが三次元モデル表示領域１００に表示される。以降、作業者は、前記したように、その表示された三次元モデルを、マウス操作などにより、三次元空間内で自由に回転させ、また、拡大・縮小させることができる。

次に、作業者が「カメラ位置登録」ボタン９９をクリックすると、当該ブロックの組立て作業に対するカメラ位置が確定される。すなわち、サーバ処理装置２１は、そのとき調整中カメラ位置データ表示窓９５に表示しているカメラ位置データによって、現在カメラ位置データ表示窓９４の表示を更新するとともに、作業順番・カメラ位置情報２２９における当該ブロック名に対応付けられたカメラ位置データ（座標、向きなど）を更新する。

なお、作業者は、共用パターン選択窓９１および個人パターン選択窓９２に表示されているパターン名の一つを選択して、「ビュー取得」ボタン９８をクリックした後、三次元モデル表示領域１００に表示された三次元モデルに対して何ら操作を加えずに、「カメラ位置登録」ボタン９９をクリックすることもできる。この場合、作業者は、当該ブロックの組立て作業のカメラ位置データとして、作業図カメラ位置情報２２８または個人用記憶ファイルに登録済のカメラ位置データをそのまま再利用したものといえる。

また、作業者は、三次元モデル表示領域１００に表示中の三次元モデルに対して、回転などの操作を加えた後、パターン名入力窓９３に新たなパターン名を設定して、「パターン登録」ボタンをクリックすることもできる。この場合には、サーバ処理装置２１は、そのとき調整中カメラ位置データ表示窓９５に表示中のカメラ位置データを新たなパターン名のカメラ位置データとして、作業図カメラ位置情報２２８または当該作業者の個人用記憶ファイルに登録する。

また、作業者が共用パターン選択窓９１または個人パターン選択窓９２に表示されているパターン名のうち１つまたは複数のパターン名を選択し、「パターン削除」ボタン９６をクリックした場合には、サーバ処理装置２１は、その選択されたパターン名に該当するカメラ位置データを、作業図カメラ位置情報２２８または個人用記憶ファイルから削除する。

なお、以上に説明したカメラ位置編集処理は、作業順番・カメラ位置情報２２９で定義されているすべての作業（すなわち、ブロック名）に対応して、その作業（ブロック名）ごとに行われる。そこで、カメラ位置編集処理の対象作業（対象ブロック）を明確化するために、三次元モデル表示領域１００などにブロック名を表示しておく。

作業者は、カメラ位置編集画面９０を用いたカメラ位置の編集操作を終了したときには、「戻る」ボタン１０１をクリックする。その場合には、サーバ処理装置２１は、カメラ位置編集画面９０の表示を閉じて、前に表示していた作業順番編集画面８０を再度表示する。

なお、作業順番・カメラ位置情報２２９における座標、向きなどのカメラ位置データは、すでにカメラ位置情報付加処理（ステップＳ１６）で設定されているわけであるから、サーバ処理装置２１は、一部または全部の作業（ブロック）に対するカメラ位置編集処理の実行を省略してもよい。

＜９．アニメでの作業順番、カメラ位置確認処理＞
次に、作業順番編集画面８０で「アニメ再生」ボタン８２がクリックされると、サーバ処理装置２１は、アニメでの作業順番、カメラ位置確認処理を実行する（図２、ステップＳ１９参照）。すなわち、サーバ処理装置２１は、作業順番・カメラ位置情報２２９に格納されているブロックの組立の作業順番に従い、そのブロックの作業に対応付けられたカメラ位置データに基づき再生される製品の三次元モデルを、三次元モデル表示領域８６に所定の時間間隔で順次表示する。この表示は、各ブロックが順次組み立てられ、製品が組み上がって行く様子を、時間を追って表示するアニメーション表示に他ならない。

なお、そのアニメーション表示の再生速度は、図示しない速度設定のスライダボタンなどを用いて、適宜、変更可能なようにしておく。また、作業順番表示領域８５に表示されたブロック名から所定の範囲のブロック名が選択され、「アニメ再生」ボタン８２がクリックされたときには、その範囲で指定されたブロックの組立作業のアニメーションのみが表示がされる。また、図示しない「アニメ停止」ボタンを設けておき、アニメ表示中に、「アニメ停止」ボタンがクリックされたときには、そのアニメーション表示を停止するようにしておいてもよい。

以上のアニメーション表示により、作業者は、製品が組み上がって行く様子を、つぶさに見ることができるので、それぞれの作業についてカメラ位置が適切であるか否かを容易に判断することが可能となる。

そこで、作業者が以上のようなアニメーション表示を見て、それぞれの作業のカメラ位置が適切であることを確認したとき、つまり、サーバ処理装置２１は、「確認ＯＫ」の操作入力を受付けたときには（ステップＳ２０でＹｅｓ）、次のステップＳ２１へ移行する。また、作業者がアニメーション表示を見て、少なくとも一つ作業についてカメラ位置を変更したほうがよいと判断した場合、つまり、サーバ処理装置２１が「確認ＯＫ」でない操作入力を受付けたときには（ステップＳ２０でＮｏ）、ステップＳ１８へ戻って、カメラ位置編集処理（ステップＳ１８）を再度実行して、カメラ位置データを変更する。

ここで、「確認ＯＫ」の操作入力とは、作業順番編集画面８０で「作業指示図出力」ボタン８３のクリック入力を受け付けることであり、また、「確認ＯＫ」でない操作入力とは、「カメラ位置」ボタン８１のクリック入力を受け付けることである。

＜１０．作業指示図出力処理＞
そこで、作業順番編集画面８０で「作業指示図出力」ボタン８３がクリックされると、サーバ処理装置２１は、まず、作業指示図テンプレート選択処理を実行する（図２、ステップＳ２１参照）。

すなわち、サーバ処理装置２１は、作業指示図フォーマット情報２３０（図４（ｃ）参照）を参照して、作業指示図フォーマットのテンプレート名のリストを表示装置３４に表示する（図示省略）。そして、作業者がマウスカーソルなどでそのテンプレート名のリストから１つを選択する操作をすると、サーバ処理装置２１は、作業指示図フォーマット情報２３０を参照して、選択されたテンプレート名に対応するファイル名を有する作業指示図のテンプレートを取得する。

次に、サーバ処理装置２１は、その取得した作業指示図テンプレートを用いて、各作業（ブロック）に対する作業指示図を作成し、出力する作業指示図出力処理を実行する（ステップＳ２２参照）。このとき、作業指示図の作業図表示領域１１２に表示される製品の三次元モデルの図は、アニメでの作業順番、カメラ位置処理（ステップＳ１９）で確定されたカメラ位置により得られた三次元モデルの図である。

図１０および図１１は、本発明の実施形態に係る作業指示図の例を示した図であり、図１０は、台座の上に柱を表すブロックＢ１を取付ける作業を行うときに提示される作業指示図の例、図１１は、４本の柱の上に天井を表すブロックＴ１を取付ける作業を行うときに提示される作業指示図の例である。図１０および図１１のそれぞれに示すように、作業指示図１１０おいて、工程名欄１１１には、それぞれのブロックを組立てる工程の工程名が表示される。その工程名は、ブロック情報２２４および工程情報２２７を参照することにより、ブロック名に対応する工程名を得ることができる。

作業図表示領域１１２に表示された製品の三次元モデルの図において、当該工程で組立て対象となるブロックは、ハイライトされて表示される。従って、作業者は、どのブロックをどの位置にどのように組立てればよいか、視覚的に認識することができる。

また、作業指示図１１０の下欄部１１４には、当該工程で必要な部品についての様々な情報が表示される。これらの情報は、作業指示図フォーマット情報２３０から得られた作業指示図テンプレートで指定される情報であり、ユニット情報２２１、締結部品情報２２６、工程情報２２７、電気部品情報２３２、機械部品情報２３３、子部品情報２２３、ブロック情報２２４などを参照することによって得られる。

また、作業指示図１１０の注記欄１１３には、組立作業者が作業時に注意すべき事項が表示される。この注記事項は、作業指示図生成の作業者によって、キーボードなどの入力装置３３を介して入力される。

＜作成済み作業指示図の利用方法＞
以上、図２〜図１１を用いた説明した作業指示図生成の手順は、作業指示図を全くの新規に作成する場合のものである。次に、図１２を参照して、作成済みの作業指示図に関連するデータが存在する場合の作業指示図の作成手順について説明する。

図１２は、ブロックの階層構成およびブロックの部署が類似する二つの製品の対応関係の例を示した図である。図１２（ａ）に示すように、既存の製品Ａと新しい製品Ｂとの間で、個々のブロック名が異なっていても、ブロックの階層構成が同じで、さらに、図１２（ｂ）に示すように、製品Ａと製品Ｂとの間で、各ブロックに対応付けられた部署が同じであった場合には、これら製品Ａと製品Ｂとは、よく似た製品であるといえる。ここで、部署とは、前記したように該当するユニットや部品を製造した部署（自社生産の場合）、または、メーカである（購入品の場合）。このような場合、製品Ｂは、製品Ａからみると部品の一部が更新されたものであったり、形状が似た製品であったりする。

このような場合には、製品Ａの作業工程および作業指示図を製品Ｂに適用することができるが、その際には、製品Ｂのユニット、隣接関係、締結部品、機械部品、電気部品などを、それぞれ、製品Ａのユニット、隣接関係、締結部品、機械部品、電気部品などに対応付ける必要がある。サーバ処理装置２１は、ユニット情報２２１、締結部品情報２２６、部品隣接情報２２５、機械部品情報２３３、電気部品情報２３２などを用いて、その対応付けの処理を行う。

このような対応付けを行っておくことにより、サーバ処理装置２１は、製品Ａの子部品情報２２３、ブロック情報２２４、作業順番・カメラ位置情報２２９を、製品Ｂの対応するユニットや部品で置き換えることだけで、製品Ｂの作業順番・カメラ位置情報２２９を作成することができる。

以降、作業指示図を作成する作業者は、サーバ処理装置２１が実行する図２のステップＳ１９〜ステップＳ２２の処理に従って、製品Ｂの作業順番・カメラ位置情報２２９に基づいて表示されるアニメーションなどを見て、作業順番やカメラ位置を確認し、確認ＯＫであれば、作業テンプレートを適宜選択して、表示装置３４に作業指示図を出力させればよい。

以上のように、製品のブロックの階層構成および部署が類似している作業指示図生成済の既存の製品がある場合には、既存の製品の子部品化、ブロック化、作業順番・カメラ位置などのデータを引き継ぐことによって、作業指示図を作成する作業者の手数を軽減することができる。

以上、本実施形態によれば、サーバ処理装置がユニットまたは部品の三次元モデル情報２２２、部品隣接情報２２５などに基づき、ユニットや部品間の関係を子部品化し、ブロック化することにより、自動的に作業順番を生成し、それぞれの作業に対する作業図を作成するので、作業指示図を作成する作業者の負担が大幅に軽減される。

１ 作業指示図生成装置
２ 作業指示図生成サーバ
３ 作業指示図生成端末
４ ネットワーク
２１ サーバ処理装置
２２ 作業指示図要素ＤＢ
３１ 端末処理装置
３２ 作業指示図生成ルールＤＢ
３３ 入力装置
３４ 表示装置
２２１ ユニット情報
２２２ 三次元モデル情報
２２３ 子部品情報
２２４ ブロック情報
２２５ 部品隣接情報
２２６ 締結部品情報
２２７ 工程情報
２２８ 作業図カメラ位置情報
２２９ 作業順番・カメラ位置情報
２３０ 作業指示図フォーマット情報
２３２ 電気部品情報
２３３ 機械部品情報
３２１ 子部品化ルール
３２２ ブロック化ルール
３２３ 取付面作業順番ルール
３２４ 個別部品作業順番ルール
３２５ 作業図カメラ位置ルール

Claims (8)

1. 複数の部品からなる製品に係る前記部品の三次元形状データ、前記製品内における前記部品の配置位置データおよび前記部品同士の隣接関係データを少なくとも記憶した記憶装置と、前記記憶装置に記憶されたデータを処理するデータ処理装置と、を含んでなり、前記部品を組み立てる各工程で用いられる作業指示図を生成する作業指示図生成装置であって、
   前記データ処理装置は、
   前記部品の三次元形状データ、前記部品の配置位置データおよび前記部品同士の隣接関係データに基づき、前記複数の部品のうち、同じ構造体に統合可能な部品を統合して構成したブロック化部品のデータを生成する処理と、
   あらかじめ定められた作業順番ルールに基づき、前記部品または前記ブロック化部品の組み立て作業の順番を生成する処理と、
   前記組み立て作業のそれぞれについて、前記部品の三次元形状データ、前記部品の配置位置データおよび前記部品同士の隣接関係データを用いて、前記部品または前記ブロック化部品を組み立てたときの製造途上の前記製品の所定の視点位置からの外観図を生成する処理と、
   前記組み立て作業のそれぞれについて、前記生成した三次元形状の外観図を用いて前記作業指示図を生成する処理と、
   を実行すること
   を特徴とする作業指示図生成装置。
2. 前記データ処理装置は、
   前記外観図を生成する処理では、作業者の操作入力を受付けて、前記視点位置を変更する視点位置編集処理を、さらに、実行すること
   を特徴とする請求項１に記載の作業指示図生成装置。
3. 前記データ処理装置は、
   前記外観図を生成する処理では、作業者の操作入力を受付けて、前記組み立て作業の順番を生成する処理で生成された前記組み立て作業の順番を変更する作業順番編集処理を、さらに、実行すること
   を特徴とする請求項１または請求項２に記載の作業指示図生成装置。
4. 前記データ処理装置は、
   前記組み立て作業のそれぞれについて、前記生成した三次元形状の外観図を、前記組み立て作業の順番に沿って、表示装置に所定の時間間隔で順次表示するアニメーション表示処理を、さらに、実行すること
   を特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれか一項に記載の作業指示図生成装置。
5. 複数の部品からなる製品に係る前記部品の三次元形状データ、前記製品内における前記部品の配置位置データおよび前記部品同士の隣接関係データを少なくとも記憶した記憶装置と、前記記憶装置に記憶されたデータを処理するデータ処理装置と、を含んでなり、前記部品を組み立てる各工程で用いられる作業指示図を生成する作業指示図生成装置における作業指示図生成方法であって、
   前記データ処理装置は、
   前記部品の三次元形状データ、前記部品の配置位置データおよび前記部品同士の隣接関係データに基づき、前記複数の部品のうち、同じ構造体に統合可能な部品を統合して構成したブロック化部品のデータを生成する処理と、
   あらかじめ定められた作業順番ルールに基づき、前記部品または前記ブロック化部品の組み立て作業の順番を生成する処理と、
   前記組み立て作業のそれぞれについて、前記部品の三次元形状データ、前記部品の配置位置データおよび前記部品同士の隣接関係データを用いて、前記部品または前記ブロック化部品を組み立てたときの製造途上の前記製品の所定の視点位置からの外観図を生成する処理と、
   前記組み立て作業のそれぞれについて、前記生成した三次元形状の外観図を用いて前記作業指示図を生成する処理と、
   を実行すること
   を特徴とする作業指示図生成方法。
6. 前記データ処理装置は、
   前記外観図を生成する処理では、作業者の操作入力を受付けて、前記視点位置を変更する視点位置編集処理を、さらに、実行すること
   を特徴とする請求項５に記載の作業指示図生成方法。
7. 前記データ処理装置は、
   前記外観図を生成する処理では、作業者の操作入力を受付けて、前記組み立て作業の順番を生成する処理で生成された前記組み立て作業の順番を変更する作業順番編集処理を、さらに、実行すること
   を特徴とする請求項５または請求項６に記載の作業指示図生成方法。
8. 前記データ処理装置は、
   前記組み立て作業のそれぞれについて、前記生成した三次元形状の外観図を、前記組み立て作業の順番に沿って、表示装置に所定の時間間隔で順次表示するアニメーション表示処理を、さらに、実行すること
   を特徴とする請求項５ないし請求項７のいずれか一項に記載の作業指示図生成方法。