JP2011191836A - 装置操作情報分析装置および作業者作業内容分析方法 - Google Patents

Abstract

【課題】本発明は、作業者が対象とする製造装置と、該装置に対して実施する作業内容を特定して詳細に作業時間分析ができる技術の提供を目的とする。
【解決手段】
製造装置に設置した加速度センサと、複数の作業者が装着した位置センサと、複数の作業者の身体の異なる部位に装着した複数の加速度センサより、単位時間ごとにセンサデータを収集する手段と、装置に設置した加速度センサのデータから装置稼動内容を特定する手段と、作業者が装着した位置センサと加速度センサのデータから作業者稼動内容を単位時間ごとに特定する手段と、これら特定した情報を組み合わせ作業者が装置に対して実施した作業内容を単位時間ごとに特定する手段と、特定した作業内容を分析し結果を表示する手段を設ける。
【選択図】 図１

Description

本発明は、センサを用いて作業者の作業内容を分析する技術に関する。

従来、センサを用いて製造現場の作業者の作業分析を行う手段として、位置センサを用いて作業内容を推定する技術がある(特許文献１)。この技術は、作業者に位置センサを装着し、作業者が特定の製造装置(以降、単に装置と呼ぶ)付近に滞在した時間をセンサデータから算出していた。そして、算出した滞在時間をその装置で作業した作業時間とみなす判定をして、作業時間分析に利用していた。

特願２００１−３３６５４７号公報

上記特許文献１に記載の技術は、ある装置の付近に滞在していたことは分かるが、その場所での作業内容は把握することができず、粗い粒度の作業分析しか実施できなかった。そこで本発明は、作業者が装置に対して実施した作業内容を単位時間ごとに特定し、特定した作業者の装置操作実績の記憶を元に作業分析を行うことができる技術の提供を目的とする。

上記課題を解決するため、本発明では、製造現場における作業者の作業を分析するために、作業者による製造装置の操作情報を収集して、作業分析を支援する装置操作情報分析装置を提供する。装置操作情報分析装置は、作業者の身体の異なる部位に装着した複数の加速度センサ、および位置センサより所定の単位時間ごとに、Ｘ，Ｙ，Ｚ軸加速度情報、および位置情報を無線通信手段を介して収集して、記憶する第１の記憶部と、製造現場の各製造装置の駆動部に設置された加速度センサより、前記単位時間ごとに、Ｘ，Ｙ，Ｚ軸加速度情報を無線通信手段を介して収集して、記憶する第２の記憶部と、前記第２の記憶部より装置に設置した加速度センサのデータを読み出し、合成加速度値を算出して単位時間ごとの装置稼動内容を特定する手段と、前記第１の記憶部より作業者に装着した各加速度センサのデータ、位置センサのデータを読み出して、各合成加速度値、加速度成分値に従って作業者の稼動内容を、および作業者の滞在位置データに従って対象装置を単位時間ごとに特定する手段と、前記特定された装置稼動内容、作業者の稼動内容、および対象装置の情報を、同じ時系列に対応させて記憶する第３の記憶部と、予め、作業者の稼動内容と、装置の稼動内容との組合せごとに対応して、作業者の装置操作内容を辞書パターンとして登録した第４の記憶部と、前記第３の記憶部より読み出した各単位時間ごとの作業者の稼動内容と、装置の稼動内容とを検索キーとして前記第４の記憶部を検索し、作業者の装置操作内容を読み出して特定する手段と、前記特定された作業者の装置操作内容を、作業者ＩＤ、装置操作情報、および対象装置情報を単位時間ごとに時系列に記憶する第５の記憶部と、前記第５の記憶部に記憶されている装置操作情報を読み出し、作業者ごとの作業内容ごとの継続時間を集計して、表示部に表示する手段と、を有する。

段取り替え時間や装置加工する際の採寸時間といった、作業者が装置を対象として実施した作業内容の特定とその作業時間の算出が可能となる。そして作業者間での比較により非効率な作業内容の発見が容易となり、改善活動を迅速に実施することができる。これにより作業時間の短縮が図れ、原価低減に寄与できる。

装置操作情報分析装置とセンサ装着した作業者と装置の概略図である。 装置操作情報分析装置の概略図である。 装置操作情報分析装置の処理フロー（全体）を示す図である。 装置操作情報分析装置の処理フロー（S100）を示す図である。 装置操作情報分析装置の処理フロー（S200）を示す図である。 装置操作情報分析装置の処理フロー（S300）を示す図である。 装置操作情報分析装置の処理フロー（S400）を示す図である。 センサ情報記憶部のデータ構造を示す図である。 装置情報記憶部のデータ構造を示す図である。 作業者／装置稼動内容記憶部のデータ構造を示す図（その１）である。 作業者情報記憶部のデータ構造を示す図（その１）である。 作業者情報記憶部のデータ構造を示す図（その２）である。 作業者情報記憶部のデータ構造を示す図（その３）である。 センサID002〜ID004の一次処理結果を示す図である。 作業者／装置稼動内容記憶部のデータ構造を示す図（その２）である。 センサID001〜ID003の3軸加速度の合成値を算出した結果を示す図である。 作業者作業と装置稼動状態の対応を記した状態遷移辞書を示す図である。 作業者の装置操作情報記憶部のデータ構造を示す図である。 作業者の装置操作実績の分析結果記憶部のデータ構造を示す図（その１）である。 作業者の装置操作の分析結果を出力した画面の1例を示す図（その１）である。 作業者の装置操作実績の分析結果記憶部のデータ構造を示す図（その２）である。 作業者の装置操作の分析結果を出力した画面の1例を示す図（その２）である。 作業姿勢の算出方法の例を示す図である。

図１は、本発明である装置操作情報分析装置の実施形態を示す図である。本例では、複数の工作機械に加速度センサを設置し、そして複数の作業者が加速度センサと位置センサを装着している。そして、無線通信機器１５０を介して加速度センサと位置センサのセンサデータを装置操作情報分析装置１００に送信し記憶するようになっている。本例では、1人の作業者が、右手首にセンサ２０２、腰にセンサ２０３の３軸加速度センサを装着し、胸部にセンサ２０４の位置センサを装着している。また、1台の工作機械の加工部分にセンサ２０１の３軸加速度センサを設置している。

図２は、装置操作情報分析装置１００の概略図である。図示するように、装置操作情報分析装置１００は、記憶装置２００と、制御装置３００と、入力部４００と、出力部５００と、通信部６００と、を有する。

記憶装置２００は、センサ情報記憶部２１０と、装置情報記憶部２２０と、作業者情報記憶部２３０と、作業者／装置稼動内容記憶部２４０と、作業者作業と装置稼動状態の対応を記した状態遷移辞書２５０と、作業者の装置操作情報記憶部２６０と、作業者の装置操作実績の分析結果記憶部２７０を有する。制御装置３００は、装置稼動内容特定部３１０と、作業者稼動内容特定部３２０と、作業者の装置操作情報特定部３３０と、作業者の装置操作分析部３４０を有する。

次に記憶装置２００を構成する各記憶部のデータ構成を示す。

センサ情報記憶部２１０のデータ構造を図８に示す。センサ情報記憶部２１０はセンサID欄２１０１、センサ種類欄２１０２、装着対象欄２１０３、装着設置場所欄２１０４、作業者ID欄２１０５を備える。センサID欄２１０１は予めセンサが有する固有ID番号を格納する。センサ種類欄２１０２は夫々のセンサIDのセンサ種類を格納する。装着対象欄２１０３は、装着対象が装置であるならば装置名称、装着対象が作業者であるならば装着部位を格納する。装置設置場所２１０４はセンサの装着対象が装置であった場合にその設置場所を格納する。作業者ID２１０５はセンサの装着対象が作業者であった場合にその作業者IDを格納する。

装置情報記憶部２２０のデータ構造を図９に示す。装置情報記憶部２２０は装置に設置したセンサのセンサデータを時系列に記憶するものであり、時欄２２０１、センサID欄２２０２、X軸加速度欄２２０３、Y軸加速度欄２２０４、Z軸加速度欄２２０５を備える。時欄２２０１は時刻情報を格納する。センサID欄２２０２はセンサIDを格納する。X軸加速度欄２２０３、Y軸加速度欄２２０４、Z軸加速度欄２２０５はセンサの加速度データ(mG)を格納する。本例では装置情報記憶部２２０は時系列に1つのセンサIDと３軸加速度のデータ(mG)を記録しているが、複数のセンサのデータを記憶するものであり、この限りではない。

作業者情報記憶部２３０のデータ構造を図１１、図１２、図１３に示す。本例では、作業者情報記憶部２３０は２個の加速度センサと１個の位置センサのセンサデータを時系列に記憶しており、1個目の加速度センサのセンサデータの記憶を図１１、2個目の加速度センサのセンサデータの記憶を図１２、１個の位置センサのセンサデータの記憶を図１３に示している。
図１１に示す記憶領域では、時欄２３０１、センサID欄２３０２、X軸加速度欄２３０３、Y軸加速度欄２３０４、Z軸加速度欄２３０５を備える。時欄２３０１は時刻情報を格納する。センサID欄２３０２は一つめの加速度センサのセンサIDを格納する。X軸加速度欄２３０３は一つめの加速度センサのX軸加速度データ(mG)を格納する。Y軸加速度欄２３０４は一つめの加速度センサのY軸加速度データ(mG)を格納する。Z軸加速度欄２３０５は一つめの加速度センサのZ軸加速度データ(mG)を格納する。

図１２に示す記憶領域では、時欄２３０１、センサID欄２３０６、X軸加速度欄２３０７、Y軸加速度欄２３０８、Z軸加速度欄２３０９を備える。時欄２３０１は時刻情報を格納する。センサID欄２３０６は二つめの加速度センサのセンサIDを格納する。X軸加速度欄２３０７は二つめの加速度センサのX軸加速度データ(mG)を格納する。Y軸加速度欄２３０８は二つめの加速度センサのY軸加速度データ(mG)を格納する。Z軸加速度欄２３０９は二つめの加速度センサのZ軸加速度データ(mG)を格納する。

図１３に示す記憶領域では、時欄２３０１、センサID欄２３１０、位置欄２３１１を備える。時欄２３０１は時刻情報を格納する。センサID欄２３１０は一つめの位置センサのセンサIDを格納する。位置欄２３１１は一つめの位置センサの位置情報データを格納する。

本例では作業者情報記憶部２３０は２個の加速度センサと１個の位置センサのセンサデータを時系列に記憶しているが、各センサの数によって記憶する領域は拡張され、この限りではない。

作業者／装置稼動内容記憶部２４０のデータ構造を図１０、図１５に示す。作業者／装置稼動内容記憶部２４０は作業者と装置の稼動状態を装置稼動内容特定部３１０と作業者稼動内容特定部３２０で特定して時系列に記憶するものであり、装置稼動内容特定部３１０で特定した内容を図１０に、作業者稼動内容特定部３２０で特定した内容を図１５に示す。

図１０に示す記憶領域では、時欄２４０１、装置欄２４０２、稼動内容欄２４０３を備える。時欄２４０１は時刻情報を格納する。装置欄２４０２は対象となる装置名称を格納する。稼動内容欄２４０３は加速度センサのセンサデータから特定した装置の稼動状態を格納する。

図１５に示す記憶領域では、時欄２４０１、作業者欄２４０４、作業者稼動内容欄２４０５、対象装置欄２４０６を備える。作業者欄２４０４は対象となる作業者の作業者IDを格納する。作業者稼動内容欄２４０５は加速度センサのセンサデータから特定した作業者の稼動状態を格納する。対象装置欄２４０６は位置センサのセンサデータから特定した作業者の作業対象装置を格納する。本例では装置１台と作業者１人に関する情報を記録するものであるが、複数の装置と複数の作業者の情報を記録する場合は記憶領域を拡張して記憶することとし、この限りではない。

作業者稼動状態と装置稼動状態の対応を記した状態遷移辞書２５０のデータ構造を図１７に示す。作業者稼動状態と装置稼動状態の対応を記した状態遷移辞書２５０は作業者稼動内容と装置稼動内容の組み合わせから作業者の装置操作内容を単位時間ごとに特定するものであり、パターン番号欄２５０１、作業者稼動内容欄２５０２、装置稼動内容欄２５０３、作業者の装置操作内容欄２５０４を備える。パターン番号欄２５０１は状態遷移辞書のパターン番号を格納する。作業者稼動内容欄２５０２は作業者の稼動内容の時系列遷移を記述した状態遷移パターンを格納する。装置稼動内容欄２５０３は装置の稼動内容の時系列遷移を記述した状態遷移パターンを格納する。作業者の装置操作内容欄２５０４は２５０２と２５０３に記憶した状態遷移パターンの組み合わせに対応した作業者の装置操作内容を格納する。
例えば、１０行目２５０９、１１行目２５１０、１２行目２５１１に示すように、２５０２に「静止」「前傾で静止」「静止」と記憶し、２５０３に「停止」と記憶し、２５０４に「操作盤の確認」と記憶していた場合、作業者稼動内容が「静止」「前傾で静止」「静止」と時系列に遷移し、装置稼動内容が「停止」である場合に作業者の装置操作内容が「操作盤の確認」であるということを意味する。

作業者の装置操作情報記憶部２６０のデータ構造を図１８に示す。作業者の装置操作情報記憶部２６０は前記作業者作業と装置稼動状態の対応を記した状態遷移辞書２５０を用いて作業者の装置操作情報特定部３３０で特定した内容を時系列に記憶するものであり、時欄２６０１、作業者欄２６０２、装置操作情報欄２６０３、装置欄２６０４を備える。時欄２６０１は時刻を格納する。作業者欄２６０２は対象となる作業者IDを格納する。装置操作情報欄２６０３は特定した装置操作情報を格納する。装置欄２６０４は作業者が対応していた装置名称を格納する。

作業者の装置操作実績の分析結果記憶部２７０のデータ構造を図１９に示す。作業者の装置操作実績の分析結果記憶部２７０は作業者の装置操作情報記憶部２６０に記憶した情報を対象として作業者の装置操作分析部３４０で分析した作業分析結果を順次記憶していくものであり、分析結果の番号欄２７０１、時欄２７０２、作業者欄２７０３、稼動内容欄２７０４、対象装置欄２７０５、継続時間欄２７０６を備える。分析結果の番号欄２７０１は分析結果の番号を格納する。時欄２７０２は分析の開始時刻を格納する。作業者欄２７０３は分析対象者の作業者IDを格納する。稼動内容欄２７０４は分析対象である作業者の稼動内容を格納する。対象装置欄２７０５は対象装置名称を格納する。継続時間欄２７０６は稼動内容の継続時間を格納する。本例では上記のようなデータ構造をとるが、作業分析の種類によって記憶する内容を追加変更する必要がある場合はこの限りではない。

次に、装置操作情報分析装置１００の処理フローを説明する。図３に全体の処理フロー図を示す。処理フローは４段階のステップを経て進行し、順に、装置に設置した加速度センサのデータから装置稼動内容を単位時間ごとに特定するステップS100、作業者に装着した位置センサと加速度センサのデータから作業者稼動内容を単位時間ごとに特定するステップS200、ステップS100とステップS200で特定した情報を組み合わせ、作業者が装置に対して実施した稼動内容を単位時間ごとに特定するステップS300、特定した稼動内容を分析し、結果を表示するステップS400、となる。ステップS100は、加工装置のモータ部分や切削部分といった駆動部に加速度センサを設置し、駆動部の振動をセンシングして装置の稼動状態を装置稼動内容特定部３１０で特定するステップである。ステップS200は、作業者の身体の複数部位に加速度センサと位置センサを装着し、それらのセンサデータを解析して作業者の作業場所や稼動内容を作業者稼動内容特定部３２０で特定するステップである。ステップS300は、ステップS100とステップS200で特定した作業者と装置の稼動内容に対して、作業者が装置を操作する際の状態遷移のパターンを表した状態遷移辞書を用いることで、作業者が装置に対して実施した内容を作業者の装置操作情報特定部３３０で特定するステップである。ステップS400は、ステップS300で特定した操作内容を作業者の装置操作分析部３４０で分析し、その分析結果を出力するステップである。ステップS100とステップS200は順不同であり、ステップS200、ステップS100,ステップS300、ステップS400の順に処理しても良い。

初めに、ステップS100を説明する。図４にステップS100のフロー図を示す。このステップは、装置に設置した加速度センサのデータを解析して装置の稼動内容を特定するものであり、センサデータを記憶するステップS110、装置稼動内容を単位時間ごとに特定するステップS120、特定した装置稼動内容を記憶するステップS130による構成である。ステップS100では作業者／装置稼動記憶部２４０へのデータの記憶が行われることになる。図１０に記憶の例を示す。装置名称とその稼動内容を時系列に記憶している。また、本実施例では装置が装着した加速度センサのデータを解析して装置の稼動内容を特定するが、予め装置が内蔵する電流センサや振動センサにより装置の稼動ログが存在し装置の稼動内容がわかる場合でも、図１０に示すのと同様の記憶となる。

(ステップS110) 図１に示す装置に設置した加速度センサ２０１のデータを対象に、無線通信機器１５０を介して装置操作情報分析装置１００に収集する。加速度センサ２０１は加速度データを通信部６００経由で入力部４００に送信するので、入力部４００はこのデータを収集し、記憶装置２００に記憶する。ここで、センサ情報記憶部２１０にあらかじめ夫々のセンサIDに対応して、センサの種類、装着対象、装置設置場所、センサ装着の作業者IDが登録されており、入力部４００はこの情報を読み出し参照して、受信したセンサデータのセンサIDを照合して記憶する。図８にセンサ情報記憶部２１０のデータ構成を示す。例えば、センサID001は加速度センサであり、エリアAに設置した装置Aに設置したセンサであると記憶している。またセンサID002は加速度センサであり、作業者Tanakaの右手首に装着したセンサであると記憶している。センサ２０１のデータを記憶する場合、これがセンサID001の識別を持つセンサデータであるならば、装置Aに設置したセンサであることがセンサ情報記憶部２１０に記憶されたセンサID情報と照合することによりわかるため、入力部４００は加速度センサ２０１のデータを装置情報記憶部２２０の該当領域に記憶する。装置情報記憶部２２０に記憶した例を図９に示す。センサIDが001である3軸加速度データを各軸のデータごとに時系列に記憶していることが示されている。

(ステップS120) ステップS110で記憶した装置情報記憶部２２０のデータを対象に装置稼動内容特定部３１０は装置稼動内容を特定する。本例では3軸加速度データの3軸合成成分の値を算出し、その3軸合成値が１０００ｍG〜１１００ｍGであれば「停止」、１１０１ｍG〜１５００ｍGであれば「アイドリング」、１５０１ｍG〜であれば「稼動」状態であると定義する処理を行う。3軸合成成分の算出結果は図１６に示すがこの算出結果に従うと図１０の稼動内容欄２４０３に示すような結果となる。

(ステップS130) 装置稼動内容特定部３１０は算出結果を作業者／装置稼動内容記憶部２４０に記憶する。記憶した結果を図１０に示す。時系列にセンサID001の単位時間ごとの３軸合成成分より特定した装置Aの稼動内容を記憶している。

次に、ステップS200を説明する。図５にステップS200のフロー図を示す。このステップは、作業者が装着した加速度センサおよび位置センサのデータを解析して作業者の稼動内容を特定するものであり、センサデータを記憶するステップS210、作業者稼動内容を単位時間ごとに特定するステップS220、特定した作業者稼動内容を記憶するステップS230による構成である。ステップS200では作業者と装置の稼動内容を時系列に示したデータが作業者／装置稼動記憶部２４０に記憶されることになる。図１５に記憶の例を示す。作業者IDと作業者稼動内容と対象装置名称を時系列に記憶している。

(ステップS210) 作業者の身体に装着したセンサのデータを装置操作情報分析装置１００に収集する。図１において、センサ２０２〜センサ２０４はセンサデータを通信部６００経由で入力部４００に送信するので、入力部４００はこのデータを収集し、記憶装置２００に記憶する。ステップS110に示したのと同様、センサ情報記憶部２１０があらかじめ登録したセンサ情報を参照してデータを収集する。センサ２０２がセンサID002、センサ２０３がセンサID003、センサ２０４がセンサID004である場合、これらが作業者の装着したセンサであることがセンサ情報記憶部２１０の記憶内容からわかるため、入力部４００はセンサデータを作業者情報記憶部２３０に記憶する。作業者情報記憶部２３０に記憶した例を図１１、図１２、図１３、に示す。加速度センサであるセンサID002のデータをセンサID、X軸、Y軸、Z軸の順にセンサID欄２３０２、X軸加速度欄２３０３、Y軸加速度欄２３０４、Z軸加速度欄２３０５に、加速度センサであるセンサID003のデータをセンサID、X軸、Y軸、Z軸の順にセンサID欄２３０６、X軸加速度欄２３０７、Y軸加速度欄２３０８、Z軸加速度欄２３０９に、位置センサであるセンサID004のデータをセンサID、位置の順にセンサID欄２３１０、位置欄２３１１に記憶する。本例ではセンサID002からセンサID004までのデータを記憶した例であるが、作業者が装着したセンサを追加する都度、複数のセンサのデータを記憶部に追加して時系列に記憶していく。

(ステップS220) ステップS210で記憶した作業者情報記憶部２３０のデータを対象に作業者稼動内容特定部３２０が作業者稼動内容を特定する。本例ではセンサが加速度センサであった場合、3軸加速度データの3軸合成成分の値を算出し、その3軸合成値が９００ｍG〜１１００ｍGであれば「静止」、１１０１ｍG〜２０００ｍGであれば「微動」、２００１ｍG〜であれば「上下動」状態であると定義する処理を行う。さらに、センサが腰に装着したものであった場合、「静止」状態におけるY軸成分とZ軸成分を参照して姿勢判定を行う。図２３に作業姿勢による重力加速度の3軸成分の相違を示すように、作業者の姿勢が直立である場合はY軸成分が重力と同等の1000mＧ程度を示し、Z軸成分が0mＧ程度を示し、また、作業者の姿勢が前傾である場合には、Y軸成分とZ軸成分が1000／√２ｍG程度を示す。そこで、作業姿勢が直立であることを示す加速度成分であれば「静止」、作業姿勢が前傾であることを示す加速度成分であれば「静止前傾」と判定する。センサID002とセンサID003の3軸合成値の算出結果を図１６に、腰に装着したセンサID003の各軸のセンサデータを図１２に示すが、この算出結果とセンサデータに従うと図１４の処理結果欄３２０３、処理結果欄３２０５に示すような算出結果となる。また、本例ではセンサが位置センサであった場合、センサ情報記憶部２１０を参照し、滞在した装置を特定する処理を行うものとする。図１３に示した位置センサの記憶の例からの処理例を図１４の処理結果欄３２０７に示す。センサ情報記憶部２１０ではエリアCには装置Cが、エリアAには装置Aが対応していると記憶されており、これらの情報によって時刻１〜４は装置Cの近傍に、時刻８〜２０は装置Aの近傍に滞在していたと処理している。

さらに、右手の加速度センサの処理結果と腰の加速度センサの処理結果を組み合わせ、作業者稼動内容特定部３２０で作業者の稼動内容を特定する。本例では右手と腰の処理結果が「静止」と「静止」の組み合わせであるならば「静止」、「微動」と「微動」の組み合わせであるならば「歩行」、「上下動」と「静止前傾」の組み合わせであるならば「前傾での作業」、と稼動内容を特定する。このように各部位の動きの組み合わせで作業者の稼動内容を特定する。このようにして特定した結果を図１５の作業者稼動内容欄２４０５に示す。時系列に作業者Tanakaの作業者稼動内容を示している。また、位置センサから特定した作業者の対象装置を対象装置欄２４０６に示している。

本例では、対象装置欄２４０６に示すように、作業者が対象としている装置を位置センサによって特定しているが、装置に設置した加速度センサのデータや稼動ログから対象装置を特定する方法もある。これは、作業者の稼動状態を特定した後、作業者の特定の稼動状態と同期して装置の特定の稼動状態が出現した場合に作業者と対象装置を対応づけるものである。例えば、装置Xの稼動状態が停止から稼動となるタイミングで作業者Zが静止から歩行と稼動状態が遷移した場合に、作業者Zの装置Xでの処理が終了したと判定し、直前の作業者が静止していた時間帯の対象装置を装置Xとするといった処理方法による。

(ステップS230) 作業者稼動内容特定部３２０は算出結果を作業者／装置稼動内容記憶部２４０に記憶する。記憶した結果を図１５に示す。時系列に作業者Tanakaの稼動内容と対象装置を記憶している。

次に、ステップS100とステップS200で特定した情報を組み合わせ、作業者が装置に対して実施した作業内容を特定するステップS300を説明する。図６にステップS300のフロー図を示す。このステップでは、ステップS100で特定した装置稼動内容、ステップS200で特定した作業者稼動内容、をそれぞれ単独で分析してもわからない作業者と装置の関係について、両者を組み合わせることで作業者の装置操作内容を特定するものである。このステップは、特定した装置稼動内容を呼び出すステップS310、特定した作業者稼動内容を呼び出すステップS320、呼び出した稼動内容を対象として状態遷移辞書と照合し、作業者が装置に対して実施した作業内容を単位時間ごとに特定するステップS330、特定した作業内容を記憶するステップS340による構成である。ステップS300では作業者の装置操作情報記憶部２６０へのデータの記憶が行われることになる。図１８に記憶の例を示す。作業者ID、装置操作情報、装置名称を時系列に記憶している。

(ステップS310) 作業者／装置稼動内容記憶部２４０に記憶した装置稼動内容を作業者の装置操作情報特定部３３０が読み込む。図１０に読み込む内容を示す。

(ステップS320) 作業者／装置稼動内容記憶部２４０に記憶した作業者稼動内容を作業者の装置操作情報特定部３３０が読み込む。図１５に読み込む内容を示す。

(ステップS330) 読み込んだ装置と作業者の稼動内容を対象として、作業者が装置に対して実施した作業内容を作業者の装置操作情報特定部３３０が特定する。特定は作業者稼動状態と装置稼動状態に対応する作業者の装置操作内容を記した状態遷移辞書２５０を用いて行う。図１７に状態遷移辞書のデータ構成例を示す。本例では５パターンの記憶例を示している。例えば、２行目２５０５、３行目２５０６、４行目２５０７、５行目２５０８にパターン番号１の記憶例を示すが、作業者稼動内容欄２５０２に示すように作業者稼動内容が「静止」「前傾での作業」「静止」と連続し、装置稼動内容欄２５０３に示すように同時間帯に装置稼動内容が「停止」「稼動」の状態遷移をしていた場合、作業者の装置操作内容欄２５０４に示すように同時間帯での作業者の装置操作内容は「装置チェック」「装置整備」「正立」と特定することを示している。本例のパターン番号１の記憶例では、４つの作業者稼動内容と装置稼動内容の組み合わせによって作業者の装置操作内容を特定する辞書を示している。

このような辞書を利用して呼び出した作業者と装置の稼動内容から作業者の装置操作内容を特定した例を図１８に示す。図１７のパターン番号１を利用して特定を行い、時刻８〜１１を「装置チェック」、時刻１２〜１７を「装置整備」時刻１８〜２０を「正立」と特定している。

(ステップS340) 特定した内容を作業者の装置操作情報特定部３３０が作業者の装置操作情報記憶部２６０に記憶する。記憶した例を図１８に示す。作業者、装置操作情報、対象となる装置の情報を時系列に記憶している。

次に、特定した作業内容を分析し、結果を表示するステップS400を説明する。図７にステップS400のフロー図を示す。このステップは、前ステップで特定した作業者の装置操作内容を元に作業分析を行い、その結果を出力するものである。このステップは、特定した作業内容を元に作業分析を実施するステップS410、作業分析結果を出力するステップS420による構成である。ステップS400では作業者の装置操作実績の分析結果記憶部２７０へのデータの記憶が行われることになる。図１９、図２１に記憶の例を示す。

(ステップS410) 特定した作業内容を元に作業分析を実施する。実施は作業者の装置操作分析部３４０で行う。本例では、図１８に示した記憶内容において、整備に要した時間を分析する。時刻１２〜１７の期間、作業者Tanakaが装置Aを対象として整備していたことがわかる。分析結果は作業者の装置操作実績の分析結果記憶部２７０に記憶する。記憶した例を図１９に示す。時刻、作業者、作業内容、対象装置、継続時間、を記憶している。このような作業分析のタイミングに関しては、作業が終了する定時後に一括して分析する方法でも良いし、無線でリアルタイムにデータが収集されているのでリアルタイムに分析する方法でも良い。

(ステップS420) 分析結果は出力部５００に送付され、表示部にて表示する。表示の例を図２０に示す。図２０に示す例では、作業者IDがTanakaとSaitouの二人の月曜日から木曜日の装置Aの整備に要する時間の推移を表示している。このような表示をユーザが参照することで、ユーザは月曜日に整備に要する時間が多いことに着目し、装置Aのメンテナンスを日曜日に行っておく、といった対策をとる。また、Tanakaの装置Aの整備に要する時間の平均がSaitouよりも多いことに着目し、TanakaとSaitouの装置Aのメンテナンス方法を比較し、両手作業化や作業手順の見直し等によってTanakaの装置Aのメンテナンスの短時間化を図る。

また、別の分析結果を記憶した例を図２１に、分析結果を表示した例を図２２に示す。図２１には作業者IDがTanakaとSuzukiの2名の作業者の装置Aを対象とした稼動内容とその継続時間を記憶している。また、図２２には、図２１の分析結果を受け、作業者IDがTanakaとSuzukiの二人の装置Aの整備に要する手順と継続時間をガントチャートとして比較表示している。装置Aでは部品１〜部品４のチェックを行う必要があるが、部品１、部品２、部品３、部品４と順にチェックした作業者Tanakaよりも、部品４、部品２、部品３、部品１とチェックした作業者Suzukiのほうが短時間で整備を完了させている。このような表示をユーザが参照することで、ユーザは作業手順によって延べ作業時間が異なることを認識し、別途ビデオ分析等でSuzukiの作業手順が短時間で済んでいる要因を分析し、かつTanakaの作業手順が長期化している要因を分析する。そして作業者Suzukiの作業手順が最も効率的な作業手順であると判断した場合、標準作業プロセスとする、といった作業改善を行うことができる。

以上のような方法で、装置に設置したセンサ、作業者に装着した加速度センサと位置センサのセンサデータから作業者が装置に対して実施する作業内容を特定して、作業者ごとに作業分析を行えるようにする。

１００…装置操作情報分析装置、１５０…無線通信機器、２００…記憶装置、２０１…製造装置に設置されたセンサ、２０２…右手首に装着されたセンサ、２０３…腰に装着されたセンサ、２０４…胸部に装着されたセンサ、２１０…センサ情報記憶部、２２０…装置情報記憶部、２３０…作業者情報記憶部、２４０作業者／装置稼動内容記憶部、２５０…作業者作業と装置稼動状態の対応を記した状態遷移辞書、２６０…作業者の装置操作情報記憶部、２７０…作業者の装置操作実績の分析結果記憶部、３００…制御装置、３１０…装置稼動内容特定部、３２０…作業者稼動内容特定部、３３０…作業者の装置操作情報特定部、３４０…作業者の装置操作分析部、４００…入力部、５００…出力部、６００…通信部、

Claims (4)

1. 製造現場における作業者の作業を分析するために、作業者による製造装置の操作情報を収集して、作業分析を支援する装置操作情報分析装置であって、
   作業者の身体の異なる部位に装着した複数の加速度センサ、および位置センサより所定の単位時間ごとに、Ｘ，Ｙ，Ｚ軸加速度情報、および位置情報を無線通信手段を介して収集して、記憶する第１の記憶部と、
   製造現場の各製造装置の駆動部に設置された加速度センサより、前記単位時間ごとに、Ｘ，Ｙ，Ｚ軸加速度情報を無線通信手段を介して収集して、記憶する第２の記憶部と、
   前記第２の記憶部より装置に設置した加速度センサのデータを読み出し、合成加速度値を算出して単位時間ごとの装置稼動内容を特定する手段と、
   前記第１の記憶部より作業者に装着した各加速度センサのデータ、位置センサのデータを読み出して、各合成加速度値、加速度成分値に従って作業者の稼動内容を、および作業者の滞在位置データに従って対象装置を単位時間ごとに特定する手段と、
   前記特定された装置稼動内容、作業者の稼動内容、および対象装置の情報を、同じ時系列に対応させて記憶する第３の記憶部と、
   予め、作業者の稼動内容と、装置の稼動内容との組合せごとに対応して、作業者の装置操作内容を辞書パターンとして登録した第４の記憶部と、
   前記第３の記憶部より読み出した各単位時間ごとの作業者の稼動内容と、装置の稼動内容とを検索キーとして前記第４の記憶部を検索し、作業者の装置操作内容を読み出して特定する手段と、
   前記特定された作業者の装置操作内容を、作業者ＩＤ、装置操作情報、および対象装置情報を単位時間ごとに時系列に記憶する第５の記憶部と、
   前記第５の記憶部に記憶されている装置操作情報を読み出し、作業者ごとの作業内容ごとの継続時間を集計して、表示部に表示する手段と、
   を有することを特徴とする装置操作情報分析装置。
2. 前記第１の記憶部より作業者に装着した各加速度センサのデータ、位置センサのデータを読み出して、各合成加速度値、加速度成分値に従って作業者の稼動内容を、および作業者の滞在位置データに従って対象装置を単位時間ごとに特定する手段は、
   作業者の各部位に装着された各加速度センサのデータの各合成加速度値を、所定の閾値に適用して作業者の各稼動状態を判定し、および作業者の腰に装着された加速度センサのデータのＹ軸、Ｚ軸成分を参照して姿勢判定を行い、各部位の判定結果を組み合わせて作業者の稼動内容を特定する
   ことを特徴とする請求項１に記載の装置操作情報分析装置。
3. 作業者の身体の異なる部位に装着した複数の加速度センサ、および位置センサより所定の単位時間ごとに、Ｘ，Ｙ，Ｚ軸加速度情報、および位置情報を無線通信手段を介して収集して、第１の記憶部へ記憶する工程と、
   製造現場の各製造装置の駆動部に設置された加速度センサより、前記単位時間ごとに、Ｘ，Ｙ，Ｚ軸加速度情報を無線通信手段を介して収集して、第２の記憶部へ記憶する工程と、
   前記第２の記憶部より装置に設置した加速度センサのデータを読み出し、合成加速度値を算出して単位時間ごとの装置稼動内容を特定する工程と、
   前記第１の記憶部より作業者に装着した各加速度センサのデータ、位置センサのデータを読み出して、各合成加速度値、加速度成分値に従って作業者の稼動内容を、および作業者の滞在位置データに従って対象装置を単位時間ごとに特定する工程と、
   前記特定された装置稼動内容、作業者の稼動内容、および対象装置の情報を、同じ時系列に対応させて第３の記憶部へ記憶する工程と、
   予め、作業者の稼動内容と、装置の稼動内容との組合せごとに対応して、作業者の装置操作内容を辞書パターンとして第４の記憶部へ登録する工程と、
   前記第３の記憶部より読み出した各単位時間ごとの作業者の稼動内容と、装置の稼動内容とを検索キーとして前記第４の記憶部を検索し、作業者の装置操作内容を読み出して特定する工程と、
   前記特定された作業者の装置操作内容を、作業者ＩＤ、装置操作情報、および対象装置情報を単位時間ごとに時系列に第５の記憶部へ記憶する工程と、
   前記第５の記憶部に記憶されている装置操作情報を読み出し、作業者ごとの作業内容ごとの継続時間を集計して、表示部に表示する工程と、
   を有することを特徴とする作業者作業内容分析方法。
4. 前記第１の記憶部より作業者に装着した各加速度センサのデータ、位置センサのデータを読み出して、各合成加速度値、加速度成分値に従って作業者の稼動内容を単位時間ごとに特定する工程は、
   前記第１の記憶部より作業者に装着した各加速度センサのデータ、位置センサのデータを読み出して、作業者の各部位に装着された各加速度センサのデータの各合成加速度値を、所定の閾値に適用して作業者の各稼動状態を判定し、および作業者の腰に装着された加速度センサのデータのＹ軸、Ｚ軸成分を参照して姿勢判定を行い、各部位の判定結果を組み合わせて作業者の稼動内容を特定する工程であることを特徴とする請求項３に記載の作業者作業内容分析方法。

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