JP2017010186A - 物流作業分析システム - Google Patents

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Abstract

【課題】物流作業者の作業内容を自動的に特定することが可能な物流作業分析システムを得る。
【解決手段】位置計測・動作判定・作業分析機器10は、位置センサ1から作業者の位置情報を取得し、移動速度計算プログラム12により移動距離および移動速度を計算し、位置測定プログラム11により、工場の作業エリアにおける作業者の位置を特定し、動作判定プログラム13により、移動速度および製品または部品の授受情報を基にして、作業者の動作を判定し、動作パターン判定プログラム14により、動作情報を基にして、動作パターンを判定し、作業パターン判定プログラム15により、動作パターンおよび工場の作業エリアにおける作業者の位置情報を基にして、作業パターンを判定し、作業判定プログラム16により、作業パターンを基にして、作業者の実施している作業を特定する。
【選択図】図2

Description

この発明は、物流作業者の作業内容を自動的に特定する物流作業分析システムに関するものである。
工場の物流作業にかかる費用の抑制のため、各工場では、作業のムダ抽出および改善の抽出のために、物流作業の調査を定期的に行っている。調査方法としては、観測者が一日中、作業者をストップウォッチを用いて連続的に観測する連続観測法や、作業者が行っている各作業を瞬間的に観測して、統計的に集計し、分類するワークサンプリング法がある。
しかし、連続観測法やワークサンプリング法では、調査に時間を要し、費用と手間がかかるため、調査を自動化する手法が検討されている。
自動的に物流作業を調査する従来手法の一つとして、特許文献1がある。これは、作業エリア、作業内容、作業時間を作業者が登録することにより、作業情報を蓄積し、作業を分析する方法である。作業場に付与されたQRコード(登録商標)を携帯端末でスキャンして、作業エリア情報を取得し、取得した作業エリアに対応する作業内容は、マスターデータから選択する形式となっており、簡便、迅速化が図られている。
また、別の従来手法として、特許文献2がある。この技術では、作業者の動作を計測し(体に取り付けた加速度センサから検知)、その計測データを分析して動作パターンに当てはめ、動作種類および作業種類を特定する方法である。
特願2010−61447号公報(第6〜8頁、第1図) WO2009/063765号(第5〜15頁、第2図)
特許文献1に記載されている方法では、作業情報を作業者が登録する必要があるため、作業内容が秒単位で変化するような物流作業現場においては、その都度、作業内容を登録することが現実的ではなく、作業調査に適用できないという問題がある。
また、特許文献2の方法では、作業情報を作業者が登録する必要がない。しかし、物流作業においては、動作情報だけでは作業種類を特定できないことから、物流作業の調査に適用することができない。
上述のように、従来では、物流作業を人手を介さず、簡便迅速かつ精度良く調査する手法が開発されていなかった。そのため、物流作業の調査に時間を要し、費用と手間がかかっていたという問題があった。
この発明は、上述のような課題を解決するためになされたものであり、物流作業者の作業内容を自動的に特定することが可能な物流作業分析システムを得ることを目的とする。
この発明に係わる物流作業分析システムにおいては、作業者の位置情報に基づき、作業者の移動距離および移動速度を計算する移動速度計算手段、工場レイアウトおよび工場内の作業エリアの情報を予め格納したレイアウトマスタを用いて、工場の作業エリアにおける作業者の位置を特定する位置特定手段、移動速度計算手段により計算された移動速度お
よび作業者の取り扱う製品または部品の授受情報を基にして、作業者の動作を判定する動作判定手段、この動作判定手段により判定された作業者の動作と、工場の作業エリアにおける作業者の位置情報とに基づき、作業者の実施している作業を特定するとともに、特定した作業ごとの時間を集計し、分析結果として作業分析テーブルに格納する作業特定分析手段、およびこの作業分析テーブルに格納された分析結果を表示する作業分析結果表示手段を備えたものである。
この発明によれば、作業者の位置情報に基づき、作業者の移動距離および移動速度を計算する移動速度計算手段、工場レイアウトおよび工場内の作業エリアの情報を予め格納したレイアウトマスタを用いて、工場の作業エリアにおける作業者の位置を特定する位置特定手段、移動速度計算手段により計算された移動速度および作業者の取り扱う製品または部品の授受情報を基にして、作業者の動作を判定する動作判定手段、この動作判定手段により判定された作業者の動作と、工場の作業エリアにおける作業者の位置情報とに基づき、作業者の実施している作業を特定するとともに、特定した作業ごとの時間を集計し、分析結果として作業分析テーブルに格納する作業特定分析手段、およびこの作業分析テーブルに格納された分析結果を表示する作業分析結果表示手段を備えたので、人手を要さず、精度の高い作業の特定が可能となる。
この発明の実施の形態1による物流作業分析システムを示す概略図である。 この発明の実施の形態1による物流作業分析システムの位置計測・動作判定・作業分析機器を示す構成図である。 この発明の実施の形態1による位置計測・動作判定・作業分析機器の位置情報処理機能を示す説明図である。 この発明の実施の形態1による位置計測・動作判定・作業分析機器の位置測定テーブルを示す図である。 この発明の実施の形態1による位置計測・動作判定・作業分析機器の動作判定法を示すフローチャートである。 この発明の実施の形態1による位置計測・動作判定・作業分析機器の動作判定テーブルを示す図である。 この発明の実施の形態1による位置計測・動作判定・作業分析機器の入出庫管理方法を示す説明図である。 この発明の実施の形態1による位置計測・動作判定・作業分析機器の動作パターンマスタ、作業パターンマスタおよび作業マスタを示す図である。 この発明の実施の形態1による位置計測・動作判定・作業分析機器の作業分析テーブルを示す図である。 この発明の実施の形態1による位置計測・動作判定・作業分析機器の作業判定方法を示すフローチャートである。 この発明の実施の形態1による位置計測・動作判定・作業分析機器の作業分析テーブルから得られる作業分析結果を示す図である。
実施の形態1.
図1は、この発明の実施の形態1による物流作業分析システムを示す概略図である。
図1において、位置センサ1は、このセンサを取り付けられた物流作業者(以下、単に作業者という。)の位置情報を検出する。位置計測・動作判定・作業分析機器10は、作業者の位置計測・動作判定・作業分析を行うように構成され、作業者の位置情報を処理する位置情報処理機能、作業者の動作を判定する動作判定機能、および作業者の作業分析を行う作業分析機能を有する。
位置センサ1は、検出した作業者の位置情報を、無線を介して位置計測・動作判定・作業分析機器10に送信し、位置計測・動作判定・作業分析機器10は、位置センサ1から送信されてくる位置情報をアンテナで受信する。作業エリアが広範囲に及ぶ場合は、GPSを介して、作業者の位置情報を取得することもあり得る。
なお、位置計測・動作判定・作業分析機器10は、記憶装置を有する計算機によって構成されている。
図2は、この発明の実施の形態1による物流作業分析システムの位置計測・動作判定・作業分析機器を示す構成図である。
図2において、1、10は図1におけるものと同一のものである。図2では、位置計測・動作判定・作業分析機器10の詳細な構成が示されている。
位置計測・動作判定・作業分析機器10は、次のように構成されている。
移動速度計算プログラム12(移動速度計算手段)は、位置情報から移動距離を算出し、移動時間で除することで移動速度を計算する。
位置測定プログラム11(位置特定手段)は、工場の作業エリアにおける作業者の位置を特定する。
動作判定プログラム13(動作判定手段)は、作業者の移動速度および部品授受情報をもとに、作業者の動作を判定する。
動作パターン判定プログラム14(動作パターン判定手段)は、作業者の動作情報をもとに、動作パターンマスタ25から作業者の動作パターンを判定する。
作業パターン判定プログラム15(作業パターン判定手段)は、作業者の動作パターンと位置情報をもとに、作業者の作業パターンを予め定義した作業パターンマスタ27から作業者の行っている作業パターンを判定する。
作業判定プログラム16(作業判定手段)は、作業者の作業パターンをもとに、作業者の作業を予め定義した作業マスタ28から作業者の行っている作業を特定する。さらに、特定した作業毎の時間を集計し、作業分析テーブル26に分析結果を格納する。
作業分析・結果表示プログラム17(作業分析結果表示手段)は、作業分析テーブル26に格納された分析結果を表示する。
なお、動作パターン判定プログラム14と作業パターン判定プログラム15と作業判定プログラム16とは、作業特定分析手段を構成する。
レイアウトマスタ21は、工場レイアウトや作業エリアの情報を予め格納する。位置測定テーブル22は、作業者の移動速度および工場内の作業エリアにおける作業者位置情報を格納する。品目マスタ23は、品目情報と品目ごとの重量情報を有する。
動作判定テーブル24は、作業者の動作情報を格納する。動作パターンマスタ25は、作業者の動作パターンを予め定義し、格納する。作業分析テーブル26は、動作パターン情報、作業パターン情報、作業情報および分析結果情報を格納する。
なお、上述の21〜26は記憶装置上に形成されている。
図3は、この発明の実施の形態1による位置計測・動作判定・作業分析機器の位置情報処理機能を示す説明図である。
図3(a)は、工場レイアウト情報301を示す図、図3(b)は、作業エリア情報302を示す図、図3(c)は、工場内の作業エリアにおける作業者位置情報303を示す図である。
図3において、工場レイアウト情報301、作業エリア情報302は、レイアウトマスタ21に格納されており、工場内の作業エリアにおける作業者位置情報303は、位置測定テーブル22に格納される。
図3では、位置測定プログラム11により、工場レイアウト情報301、作業エリア情報302に、位置センサ1で検出した作業者の位置情報を重ね合わせることで、工場内の作業エリアにおける作業者位置情報303を取得する。
図4は、この発明の実施の形態1による位置計測・動作判定・作業分析機器の位置測定テーブルを示す図である。
図4において、作業者の動作ごとに、開始時刻、終了時刻、地点、時間、距離、移動速度が示されている。位置センサ1から周期的に時刻、地点、移動距離の情報が格納される。
ここで、図4の位置測定テーブル22は、一例を示したものであり、測定周期などは図中で示した内容に限定されるものではない。移動速度計算プログラム12により、格納された開始時刻と完了時刻の差分から時間を算出し、開始時刻の地点と完了時刻の地点の差分から作業者の移動距離を算出し、移動距離を時間で除することで作業者の移動速度を算出し、位置測定テーブル22に格納させる。
図6は、この発明の実施の形態1による位置計測・動作判定・作業分析機器の動作判定テーブルを示す図である。
図6において、動作判定テーブル24では、図4の位置測定テーブル22の各項目に対して、図7のハンディターミナル2から得られる情報である品目、部品・製品授受数、部品・製品個数(累計)、部品・製品重量(累計、kg)、動作の情報が追加されている。
図7は、この発明の実施の形態1による位置計測・動作判定・作業分析機器の入出庫管理方法を示す説明図である。
図7において、2、23、24は図2におけるものと同一のものである。図7では、作業者が所有するハンディターミナル2により、部品および製品の現品票に付与されたQRコード(またはバーコード)602をスキャンし、品目情報を取得し、この取得したQRコード602の情報をもとに、品目マスタ23から入出庫した品目の重量情報を取得する。取得した情報は、図6の動作判定テーブル24に格納される。
図8は、この発明の実施の形態1による位置計測・動作判定・作業分析機器の動作パターンマスタ、作業パターンマスタおよび作業マスタを示す図である。
図8(a)は、動作パターンマスタ25を示す図であり、複数の動作からなるパターン(動作パターン)が示されている。図8(b)は、作業パターンマスタ27を示す図であり、図8(a)の動作パターンに対応する作業パターンが示されている。図8(c)は、作業マスタ28を示す図であり、図8(b)の作業パターンに対応する作業が示されている。
図9は、この発明の実施の形態1による位置計測・動作判定・作業分析機器の作業分析テーブルを示す図である。
図9において、作業分析テーブル26では、図6の動作判定テーブル24の各項目に対して、動作パターン、地点、作業パターン、作業、合計時間(分)、作業割合が追加されている。
図11は、この発明の実施の形態1による位置計測・動作判定・作業分析機器の作業分析テーブルから得られる作業分析結果を示す図である。
図11において、図9の作業分析テーブル26の作業割合を、作業分析・結果表示プログラム17によりグラフ表示された作業分析結果を示している。
次に、動作について、図2を用いて説明する。
位置センサ1によって作業者の位置情報を検出し、レイアウトマスタ21に位置情報を当てはめ、位置測定プログラム11で工場の作業エリアにおける作業者の位置を特定し、特定した位置情報を位置測定テーブル22に格納する。
図3に示すように、工場エリア内の作業者の位置情報を取得するため、位置計測・動作判定・作業分析機器10は、位置測定プログラム11により、工場レイアウト情報301、作業エリア情報302に、位置センサ1で検出した作業者の位置情報を重ね合わせることで、工場内の作業エリアにおける作業者位置情報303を取得する。
次いで、移動速度計算プログラム12により、作業者の位置情報から作業者の移動距離を算出し、移動時間で除することで、作業者の移動速度を計算する。
次に、動作判定プログラム13は、作業者の移動速度および部品授受情報をもとに、作業者の動作を判定し、動作判定テーブル24に判定した動作情報を格納する。
次いで、動作パターン判定プログラム14により、動作判定テーブル24に格納された作業者の動作情報をもとに動作パターンマスタ25から作業者の動作パターンを判定し、作業分析テーブル26に判定した動作パターンを格納する。
次いで、作業パターン判定プログラム15により、作業者の動作パターンと位置情報をもとに、作業パターンマスタ27から作業者の作業パターンを判定し、作業分析テーブル26に判定した作業パターンを格納する。
次に、作業判定プログラム16が、作業分析テーブル26に格納された作業パターンをもとに、作業マスタ28から作業者の行っている作業を特定し、作業分析テーブル26に特定した作業内容を格納する。また、特定した作業毎の時間を集計し、作業分析テーブル26に分析結果を格納する。
最後に、作業分析・結果表示プログラム17により、分析結果を表示する。
図11は、作業分析テーブル26に格納された作業分析結果情報をもとに、作業分析・結果表示プログラム17により表示された作業分析結果を示す。
このように、作業分析した結果、作業内容(移動、払出し、もの探し、搬送、部品供給)を判定し、作業エリア別、搬送種類別の停滞率、稼働率を算出することができる。
次に、図5を用いて、動作判定プログラム13の処理について、さらに詳しく説明する。
動作判定プログラム13は、位置測定テーブル22に格納された移動速度情報と、ハンディターミナル2によって得られた部品授受情報をもとにして、図5に示す動作判定を行う。
すなわち、作業者の移動速度が第一のしきい値(図5の例では3)以上かどうかを判定し(S1)、未満であれば、動作停止と判定し、入出庫履歴の有無(S2)により、有の場合は入庫または出庫に応じて(S3)、それぞれ「入庫(渡す)」、「出庫(取る)」との動作判定を行う。入出庫履歴が無の場合は、「停止」と判定する。
S1で、作業者の移動速度が第一のしきい値以上であれば、第一のしきい値より大の第二のしきい値(図5の例では10)と比較し(S4)、超えていれば、「移動(フォークリフト)」と判定し、超えていなければ、製品重量累計が、所定の値(図5の例では20)以上かどうかを判定し(S5)、以上であれば、「移動(フォークリフト)」と判定し、未満であれば、「移動(人)」と判定する。
この動作判定は、動作判定の一例を示したものであり、この判定方法に限定されるものではない。
動作判定の結果を、図6の動作判定テーブル24に記憶する。この動作判定テーブル24には、位置測定テーブル22およびハンディターミナル2から得られた情報が格納される。
次に、図7を用いて、ハンディターミナル2により、部品および製品の現品票に付与されたQRコード(またはバーコード)602のスキャンを行い、品目情報を取得し、入出庫した品目の重量情報の取得について説明する。
上述のように、図5では、移動速度の値から、作業者が移動しているか、停止しているかを判定する。
移動している場合、移動速度の情報をもとに、移動手段が人(歩行)によるか、動力(例:フォークリフト。フォークリフトに限られるものではない)によるかを判定する。
停止している場合は、通常、図3に示すような部品倉庫および製品倉庫で入出庫作業をしている。作業者が図7に示すハンディターミナル2を所有し、部品および製品の現品票に付与されたQRコード(またはバーコード)602をスキャンし、品目情報を取得し、入出庫した数量を入力し、入出庫履歴(品目および数量)を管理しているのが通常である。
部品倉庫および製品倉庫での入出庫履歴を取得し、作業者が行っている部品および製品を取る動作、渡す動作の情報を取得する。
また、部品および製品を特定するQRコード(またはバーコード)602の情報をもとに、品目マスタ23から入出庫した品目の重量情報を取得する。部品および製品の数量データおよび重量データは、部品を取るおよび部品を渡す動作において、その時間が標準的な時間であるか否かを判断し、部品を取るおよび渡す動作とは別の動作が発生しているか否かを判定する指標となる。
次に、図10を用い、作業判定プログラム16の処理について説明する。
図2の位置計測・動作判定・作業分析機器10に搭載された作業分析機能には、図8(a)に示す動作パターンマスタ25、図8(b)に示す作業パターンマスタ27、図8(c)に示す作業マスタ28および図9に示す作業分析テーブル26が用意されている。
動作パターン判定プログラム14は、動作判定テーブル24に格納された動作情報を、動作パターンマスタ25に当てはめ、動作パターンを自動選択し、作業分析テーブル26に格納する。
次に、作業パターン判定プログラム15は、位置測定テーブル22に格納された位置情報と作業分析テーブル26に格納された動作パターン情報から、作業パターンマスタ27の作業パターンを自動選択し、作業分析テーブル26に格納する。
次に、作業判定プログラム16は、作業分析テーブル26に格納された作業パターンを作業マスタ28に当てはめ、作業者の行っている作業内容を自動で特定し、作業内容を作業分析テーブル26に格納する。
ここで、例えば、製品倉入れ、製品出荷、部品棚入れ、部品払出しは、図10(a)に示す作業判定方法705あるいは図10(b)に示す作業判定方法706に従って判定することもできる。この図10(a)、図10(b)では入出庫履歴があるものとする。
図10(a)の作業判定方法705では、作業エリア情報から倉庫情報を選択し(S11)、製品倉庫の場合には、入庫か出庫かにより(S12)、入庫の場合には動作判定を「入庫(渡す)」とし、作業判定を「倉入れ」とする。出庫の場合には動作判定を「出庫(取る)」とし、作業判定を「出荷」とする。
一方、倉庫情報が部品倉庫の場合には(S11)、入庫か出庫かにより(S13)、入庫の場合には動作判定を「入庫(渡す)」とし、作業判定を「棚入れ」とする。出庫の場合には動作判定を「出庫(取る)」とし、作業判定を「払出し」とする。
図10(b)の作業判定方法706では、入出庫情報を選択し(S21)、入庫の場合には、入庫されたものが、部品か製品かを品目マスタ23の情報をもとに選択し(S22)、製品の場合には動作判定を「入庫(渡す)」とし、作業判定を「倉入れ」とする。部品の場合には動作判定を「入庫(渡す)」とし、作業判定を「棚入れ」とする。
一方、出庫の場合には(S21)、出庫されたものが部品か製品かを品目マスタ23の情報をもとに選択し(S23)、製品の場合には動作判定を「出庫(取る)」とし、作業判定を「出荷」とする。部品の場合には動作判定を「出庫(取る)」とし、作業判定を「払出し」とする。
本発明が対象とする物流作業では、類似の動作であっても、作業内容として異なることが多々ある。例えば「部品を取る」といった動作でも、作業エリアが部品倉庫であれば、作業は「払出し」となり、作業エリアが製品倉庫であれば、作業は「出荷」となる。
また、作業者が「歩く」動作をしている場合、単に「移動」しているのか、「もの探し」をしているのか、「運搬」をしているのか、動作情報だけでは判断できない。そのため、瞬間の動作だけではなく、前後の動作を含めて連続した動作として分析する必要があり、動作パターンとして捉える必要がある。
また、動作パターンだけでは上述したように、作業内容を特定できないため、作業エリアを分析要素に加え、作業パターンを決定し、作業を特定する必要がある。
本発明は、動作を計測し、動作パターンに当てはめ、作業を特定する方法に、調査対象の工場レイアウトおよび作業エリア情報、作業者の位置情報、移動速度、部品の授受データを加えることで、従来法よりも精度の高い調査、分析を可能とする。
その結果、人手を要さず、自動で作業内容の特定を可能とし、調査分析工数および分析結果を得るための工数を削減できる。
実施の形態1によれば、従来法よりも精度の高い物流作業の調査を可能とし、人手を要さず自動で作業内容の特定を可能とし、調査工数および調査結果の分析工数を削減することができる。
また、作業エリア情報を分析要素に加えることで、類似の動作が発生した場合にも、作業を特定できる。
また、作業者の移動速度データ、および、部品の授受情報(数量データおよび重量データ)を作業の判断手段に加えることで、より精度の高い作業内容の特定を可能とする。
すなわち、作業者の移動速度データから、人手による作業であるか、フォークリフトによる作業であるかを区別することが可能となる。部品数量データおよび重量データは、部品を取る作業において、その時間が標準的な作業時間であるか否かを判断し、部品を取る作業とは別の作業が発生しているか否かを判定する指標となり、適正な時間判断を可能とする。
さらに、人手を要さず自動で作業内容の特定を可能とし、調査工数および調査結果の分析工数を削減できる。
なお、本発明は、その発明の範囲内において、実施の形態を適宜、変形、省略することが可能である。
1 位置センサ、2 ハンディターミナル、10 位置計測・動作判定・作業分析機器、11 位置測定プログラム、12 移動速度計算プログラム、13 動作判定プログラム、
14 動作パターン判定プログラム、15 作業パターン判定プログラム、
16 作業判定プログラム、17 作業分析・結果表示プログラム、
21 レイアウトマスタ、22 位置測定テーブル、23 品目マスタ、
24 動作判定テーブル、25 動作パターンマスタ、26 作業分析テーブル、
27 作業パターンマスタ、28 作業マスタ、301 工場レイアウト情報、
302 作業エリア情報、303 作業者位置情報、602 QRコード、
705 作業判定方法、706 作業判定方法

Claims (4)

  1. 作業者の位置情報に基づき、上記作業者の移動距離および移動速度を計算する移動速度計算手段、
    工場レイアウトおよび工場内の作業エリアの情報を予め格納したレイアウトマスタを用いて、工場の作業エリアにおける上記作業者の位置を特定する位置特定手段、
    上記移動速度計算手段により計算された移動速度および上記作業者の取り扱う製品または部品の授受情報を基にして、上記作業者の動作を判定する動作判定手段、
    この動作判定手段により判定された上記作業者の動作と、上記工場の作業エリアにおける上記作業者の位置情報とに基づき、上記作業者の実施している作業を特定するとともに、上記特定した作業ごとの時間を集計し、分析結果として作業分析テーブルに格納する作業特定分析手段、
    およびこの作業分析テーブルに格納された分析結果を表示する作業分析結果表示手段を備えたことを特徴とする物流作業分析システム。
  2. 上記動作判定手段は、上記作業者の動作判定に当たって、上記移動速度を第一のしきい値と比較して、上記移動速度が上記第一のしきい値未満であれば、入出庫履歴から求められる上記作業者が入庫および出庫のいずれに対応しているかに応じて、動作を判定するとともに、
    上記移動速度が上記第一のしきい値以上の場合には、上記第一のしきい値より大の第二のしきい値と比較し、超えているかどうか、および取り扱う製品または部品の重量に応じて、動作を判定することを特徴とする請求項1記載の物流作業分析システム。
  3. 上記作業特定分析手段は、
    上記動作判定手段により判定された上記作業者の動作を基にして、複数の動作に対応する動作パターンを予め定義した動作パターンマスタを用いて、上記作業者の動作パターンを判定する動作パターン判定手段と、
    この動作パターン判定手段により判定された上記作業者の動作パターンおよび上記工場の作業エリアにおける上記作業者の位置情報を基にして、上記動作パターンおよび作業エリアに対応する作業パターンを予め定義した作業パターンマスタを用いて、上記作業者の作業パターンを判定する作業パターン判定手段と、
    上記作業パターン判定手段によって判定された上記作業パターンに基づき、上記作業パターンに対応する作業を予め定義した作業マスタを用いて、上記作業者の実施している作業を判定する作業判定手段とを有することを特徴とする請求項1または請求項2記載の物流作業分析システム。
  4. 上記作業者の位置情報は、上記作業者に取り付けられた位置センサから取得することを特徴とする請求項1から請求項3のいずれか一項記載の物流作業分析システム。
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