JP2017199150A - 作業指示システム - Google Patents

Abstract

【課題】複数の処理機械を備える設備を対象とし、複数の処理機械に対する複数の作業者のそれぞれへの作業指示を適切に行うことができる作業指示システムを提供する。【解決手段】作業指示システムは、複数の処理機械ＭＣ１−ＭＣ８による処理と複数の処理機械ＭＣ１−ＭＣ８に対する作業者による作業とに関する実行順序が規定された工程計画を記憶する工程計画記憶部５１と、複数の処理機械ＭＣ１−ＭＣ８の現在状態及び工程計画に基づいて、作業者が行う次作業候補を抽出する次作業候補抽出部５８と、複数の作業者及び複数の作業種別に関して、作業者毎に作業種別毎の作業能力を記憶する能力データベース５７と、能力データベース５７に記憶される作業能力に基づいて、次作業候補の中から所定の作業者に対する次作業を決定する次作業決定部６０とを備える。【選択図】図４

Description

本発明は、作業指示システムに関するものである。

複数の処理機械（例えば、工作機械、産業ロボットなど）により構成される生産設備は、複数の対象物についての生産計画に従って実行される。ここで、生産設備には、作業者が全く関与しない完全自動化設備や、作業者が関与する非完全自動化設備が存在する。非完全自動化設備において、複数の処理機械による処理をするために、作業者は、例えば、処理機械の段取り替え、対象物の搬入出、処理機械の起動操作などの作業を行うことがある。

そこで、生産計画に基づいて、複数の処理機械による処理と複数の処理機械に対する作業者による作業とに関する実行順序が規定された工程計画を決定し、作業者は、工程計画に従って作業を実行する。工程計画における作業者による作業として、例えば、処理機械の段取り替え、処理機械へ対象物の搬入、処理機械の起動操作の順に実行され、その後に処理機械による処理が実行される。

設備を構成する処理機械の数が多い場合には、複数の作業者が当該設備を担当する。そして、作業者によって、作業能力が異なる。全ての作業を行うことができる熟練作業者もいれば、特定の作業しか行うことができない未熟作業者もいる。また、作業者によって、作業に要する時間も異なる。ここで、工程計画において、作業者による作業は、標準的な作業時間に基づいて決定されることが一般的である。しかし、未熟作業者は、標準的な作業時間よりも長時間の作業時間を要することがあり、工程計画に対して遅れが生じるおそれがある。そのため、作業者の習熟度に応じて、どの作業者がどの作業を行うべきかを判断することが求められている。

ところで、特許文献１には、作業者間の通信効率、作業者の選択の効率を向上させ、高速なタスクの処理を行う自律協調制御装置が記載されている。この装置は、制御対象の状態から作業手順を決定し、その実行を管理する作業フロー管理手段と、作業フロー管理手段から命令された作業をタスクに分割し、タスク処理の管理を行う作業実行手段と、作業実行手段におけるタスクの処理制御中にタスクの属性とシステム内の作業者の能力を比較して、タスクの処理制御を支援する処理能力判定手段と、作業実行手段で実行完了した結果を基に、各作業者の能力値を変更する学習手段とを備える。

特許文献２には、各々独自の能力を有する複数の作業者に作業を割り振る管理装置が記載されている。管理装置は、作業に参加させる第１の作業者を決定する参加作業者決定部と、第１の作業者に実行させる作業、及び、当該作業を実行する際に従うべき指示を特定した命令を決定する命令決定部と、命令を第１の作業者に通知する通知部とを備える。命令決定部は、仮の命令を決定する仮決定部と、第１の作業者が仮の命令の作業を完了する予測時間を取得する予測時間取得部と、予測時間と所定の閾値とを比較し、仮の命令の内容を変更するか否か決定する変更可否決定部と、仮の命令の内容を変更すると決定した場合、仮決定部に新たな仮の命令を決定させ、仮の命令の内容を変更しないと決定した場合、当該仮の命令を第１の作業者に通知する命令として決定する最適化部とを有する。

特許文献３には、状況に応じて、効率的に作業員を教育することに貢献する教育支援装置が記載されている。教育支援装置は、１又は２以上の作業員の能力に関する、能力情報を取得する能力情報取得部と、１又は２以上の作業員の作業履歴に関する、作業履歴情報を取得する作業履歴取得部と、１又は２以上の顧客からの作業要請に関する、作業要請履歴情報を取得する作業要請履歴取得部と、能力情報、作業履歴情報、作業要請履歴情報に基づいて、各作業員に対する教育内容の教育優先度を判定する教育優先度判定部とを備える。

特開平１１−９６０１１号公報 特開２０１５−１０８８６７号公報 特開２０１４−１７８４４９号公報

複数の処理機械により構成される非完全自動化設備を対象とし、工程計画が決定されており、且つ、複数の作業者が担当する場合において、複数の作業者のそれぞれに対して、適切な作業指示を行うことが求められる。しかし、上記特許文献に記載の装置は、対象が異なるため、適用することはできない。

本発明は、複数の処理機械を備える設備を対象とし、複数の処理機械に対する複数の作業者のそれぞれへの作業指示を適切に行うことができる作業指示システムを提供することを目的とする。

本発明に係る作業指示システムは、複数の処理機械を備える設備を対象とし、前記複数の処理機械に対する複数の作業者のそれぞれへの作業指示を行う作業指示システムであって、前記複数の処理機械による処理と前記複数の処理機械に対する作業者による作業とに関する実行順序が規定された工程計画を記憶する工程計画記憶部と、前記複数の処理機械の現在状態及び前記工程計画に基づいて、作業者が行う次作業候補を抽出する次作業候補抽出部と、複数の作業者及び複数の作業種別に関して、作業者毎に作業種別毎の作業能力を記憶する能力データベースと、前記能力データベースに記憶される前記作業能力に基づいて、前記次作業候補の中から所定の作業者に対する次作業を決定する次作業決定部とを備える。

工程計画とは、複数の処理機械による処理と複数の処理機械に対する作業者による作業とに関する実行順序が規定されている。例えば、第一処理機械を対象とした工程計画は、作業者によるＡ作業→第一処理機械によるＢ処理→作業者によるＣ作業→第一処理機械によるＤ処理などと規定されている。他の処理機械についても同様である。そして、当該設備は、複数の処理機械を備えるため、設備全体の工程計画は、複数の処理機械に対する処理が並行して実行されると共に、各処理機械に対する作業も並行して実行されるような計画となっている。

従って、設備全体で捉えた場合に、例えば、Ａ作業を連続して実行すべき場合もあれば、Ａ作業とＣ作業とが交互に実行すべき場合もある。また、同時期に、複数のＡ作業を実行すべき場合もある。そこで、本発明に係る次作業候補抽出部が、例えば現時点において、作業者による次作業候補を決定する。そして、次作業決定部が、次作業候補の中から所定の作業者に対する次作業を決定する。

ただし、次作業の決定において、次作業決定部は、能力データベースに記憶される作業能力を考慮している。能力データベースには、複数の作業者及び複数の作業種別に関して、作業者毎に作業種別毎の作業能力を記憶される。例えば、Ａ作業は、複数の作業者が実行することができ、Ｃ作業は、ある特定の作業者のみが実行できる場合がある。このような情報が、能力データベースに記憶されている。

つまり、次作業決定部は、作業者の作業能力に応じて、次作業候補の中から所定の作業者に対する次作業を決定している。例えば、現在実行すべき作業として、所定の作業者が実行できるＡ作業と、所定の作業者が実行できないＣ作業とが存在する場合に、所定の作業者には、Ａ作業を行うように指示し、他の作業者には、Ｃ作業を行うように指示することができる。このように、所定の作業者が次作業を行える状態になったときに、所定の作業者には、所定の作業者が実行できる作業が指示される。

本実施形態の設備の配置図である。 設備の内部構成を示す図である。 図２の作業者端末（ホーム端末、携帯端末、操作盤）において、作業開始時の操作手順及び表示内容を示す図である。 図２の作業者端末（ホーム端末、携帯端末、操作盤）において、作業完了時の操作手順及び表示内容を示す図である。 図１及び図２に示す管理装置の構成を示す。 図４の表示装置に表示される内容であって、初期工程計画、工程実績及び更新工程計画（予定計画）が表示される。 図４の工程計画更新部による処理を示すフローチャートである。 図４の能力データベースに記憶される作業者の作業能力の第一例を示す図である。 図４の能力データベースに記憶される作業者の作業能力の第二例を示す図である。 図４の作業状態取得部における作業開始時刻推定部による処理を示すフローチャートである。 図４の作業状態取得部における作業完了時刻推定部による処理を示すフローチャートである。 図４の全作業者状態取得部により取得される情報を示す図である。 図４の次作業決定部による処理を示すフローチャートである。

（１．設備１の構成）
本発明の実施形態の作業指示システムとしての設備１の構成について、図１を参照して説明する。作業指示システムとは、複数の処理機械ＭＣ１−ＭＣ８に対する複数の作業者のそれぞれへの作業指示を行うシステムである。対象となる設備１は、例えば、種々の対象物の生産を行う生産設備、対象物の搬送を行う物流設備などである。本実施形態においては、設備１は、機械加工を行う生産設備を例にあげる。また、当該設備１は、作業者が関与する非完全自動化設備である。つまり、設備１は、設備１を構成する処理機械ＭＣ１−ＭＣ８の処理を全て自動で稼働するのではなく、各処理機械ＭＣ１−ＭＣ８に対する作業者による作業を必要とする。

図１に示すように、設備１は、８台の処理機械ＭＣ１−ＭＣ８、ホーム端末ＨＰ、複数の携帯端末Ｗ、管理装置Ｍを備える。生産の対象物は、例えば、円筒状の部材であるとする。

処理機械ＭＣ１−ＭＣ８は、例えば、マシニングセンタ、旋盤、研削盤などの工作機械であり、処理機械ＭＣ１からＭＣ８の順は、工程順である。処理機械ＭＣ１−ＭＣ８は、２列に配列されており、各列の処理機械ＭＣ１−ＭＣ８は、正面同士が対向するように配列される。

処理機械ＭＣ１−ＭＣ８は、順に、外形の荒加工を行う旋盤、外形の中仕上げ加工を行う研削盤、内形の荒加工を行う旋盤、内形の中仕上げ加工を行う研削盤、外形のストレート部の仕上げ加工を行う研削盤、外形のテーパ部の仕上げ加工を行う研削盤、内形のストレート部の仕上げ加工を行う研削盤、内形のテーパ部の仕上げ加工を行う研削盤である。

ホーム端末ＨＰは、設備１のホームポジションＰに設置される。ホームポジションＰは、設備１の基準となる位置であって、作業上の観点から規定される位置である。ここで、ホーム端末ＨＰは、作業者に対して作業指示を行うと共に、作業者による作業開始情報及び作業完了情報の入力処理を行うための装置である。作業者は、作業を開始及び完了の都度、ホーム端末ＨＰにて入力処理を行う。そこで、作業者の移動距離の観点から、ホーム端末ＨＰが設置されるホームポジションＰは、設備１全体における中央付近としている。なお、ホーム端末ＨＰが設置されるホームポジションＰは、設備１の中央付近に限らず、設備１を構成する処理機械ＭＣ１−ＭＣ８の配列に応じて適宜決定される。

携帯端末Ｗは、ホーム端末ＨＰと同様の機能を有し、作業者が携帯可能な端末である。つまり、携帯端末Ｗは、作業者に対して作業指示を行うと共に、作業者による作業開始情報及び作業完了情報の入力処理を行うための装置である。携帯端末Ｗは、ハンディタイプ、装着タイプの何れでもよい。ハンディタイプの例としては、タブレット、携帯電話、スマートフォンのような非装着型デバイスなどがある。装着タイプの例としては、腕バンドタイプ、眼鏡タイプ、イヤホンタイプ、ヘルメット取付タイプなどがある。

ここで、ホーム端末ＨＰと携帯端末Ｗとは、同様の機能を有するため、何れか一方を選択的に用いることができる。両者を用いる場合には、例えば、未熟作業者は、ホーム端末ＨＰのみを使用し、熟練作業者は、ホーム端末ＨＰ及び携帯端末の両者を使用可能とすることもできる。後述するが、携帯端末Ｗを用いる場合には、作業能力の一つしての作業時間を推定することになるため、作業者の作業能力を正確に把握することができない。そこで、作業者の作業能力がある程度安定した状態になるまで、すなわち熟練作業者になれば、携帯端末Ｗを使用できるようにするとよい。

管理装置Ｍは、処理機械ＭＣ１−ＭＣ８による処理、及び、処理機械ＭＣ１−ＭＣ８に対する作業者による作業について管理する。詳細には、管理装置Ｍは、稼働実績の把握機能、更新工程計画の作成機能、作業者に対する次作業指示機能を有する。管理装置Ｍは、処理機械ＭＣ１−ＭＣ８及びホーム端末ＨＰと、有線又は無線の通信ネットワークにより接続される。管理装置Ｍは、携帯端末Ｗと無線の通信ネットワークにより接続される。

（２．処理機械ＭＣ、ホーム端末ＨＰ及び携帯端末Ｗの内部構成）
次に、処理機械ＭＣ１−ＭＣ８、ホーム端末ＨＰ及び携帯端末Ｗの内部構成について、図２を参照して説明する。

処理機械ＭＣ１−ＭＣ８は、機械本体１１、制御装置１２及び操作盤１３を備える。操作盤１３は、入力部１３ａと表示部１３ｂとを備える。ホーム端末ＨＰは、入力部２１と表示部２２とを備える。携帯端末Ｗは、入力部３１、表示部３２、位置センサ３３を備える。操作盤１３の入力部１３ａ、ホーム端末ＨＰの入力部２１、及び、携帯端末Ｗの入力部３１は、例えば、タッチ操作による入力が可能なタッチパネル、機械式ボタンなどである。携帯端末Ｗの位置センサ３３は、設備１内において携帯端末Ｗ自身の位置を認識するためのセンサであって、例えばＧＰＳセンサである。

（３．作業者端末１３，ＨＰ，Ｗの構成及び操作手順）
操作盤１３、ホーム端末ＨＰ及び携帯端末Ｗは、作業者に対する指示を行うと共に、作業者による入力処理を行うための装置であるため、以下において、総称して作業者端末１３，ＨＰ，Ｗと称する。作業者端末１３，ＨＰ，Ｗの構成について、図３Ａ及び図３Ｂを参照して説明する。

作業者端末１３、ＨＰ，Ｗは、図３Ａ及び図３Ｂに示すように、次作業又は現在作業を表示するための作業表示欄４１、次作業候補の一覧を表示するための候補欄４２、作業者名ボタン、作業者毎に作業の開始ボタン、完了ボタン、キャンセルボタンを表示する入力欄４３を備える。

作業表示欄４１には、作業対象の処理機械ＭＣ１−ＭＣ８、及び、作業種別が記載される。さらに、作業表示欄４１には、図３Ａに示すように、次作業を開始しようとする作業者に対して次作業を指示する欄として機能するとともに、図３Ｂに示すように、現在作業の完了処理をしようとする作業者に対して現在作業を表示する欄として機能する。

候補欄４２には、現在、作業者により実行できる作業（以下、次作業候補と称する）が表示されており、作業対象の処理機械ＭＣ１−ＭＣ８、及び、作業種別が記載される。さらに、候補欄４２には、複数の次作業候補が表示される場合には、優先順位も表示される。

次に、作業者が次作業を開始する場合において、作業者による操作手順について図３Ａを参照して説明する。ここで、作業者端末１３，ＨＰ，Ｗの候補欄４２には、現在実行可能な次作業候補が常時表示されている。そして、現在作業を行っていない作業者は、作業者端末１３、ＨＰ，Ｗの自身の作業者名ボタンをタッチする（図３Ａの（１）にて図示）。そうすると、作業者端末１３，ＨＰ，Ｗの作業表示欄４１には、次作業が表示される（図３Ａの（２）にて図示）。この次作業は、候補欄４２に表示されている次作業候補の中の一つである。つまり、作業者は、作業者端末１３，ＨＰ，Ｗにより次作業を指示される。続いて、作業者は、開始ボタンをタッチして（図３Ａの（３）にて図示）、指示された次作業に取りかかる。

次に、作業者が現在作業を完了する場合において、作業者による操作手順について図３Ｂを参照して説明する。処理機械ＭＣ１−ＭＣ８における作業を完了した作業者は、作業者端末１３、ＨＰ，Ｗの自身の作業者名ボタンをタッチする（図３Ｂの（１）にて図示）。そうすると、作業者端末１３，ＨＰ，Ｗの作業表示欄４１には、現在行っていた作業が表示される（図３Ｂの（２）にて図示）。つまり、作業者は、作業表示欄４１にて、現在行っていた作業を確認できる。続いて、作業者は、完了ボタンをタッチして（図３Ｂの（３）にて図示）又は処理機械ＭＣ１−ＭＣ８からの信号等により、現在行っていた作業を完全に完了する。

（４．管理装置Ｍの概要）
次に、管理装置Ｍの概要について、図４を参照して説明する。管理装置Ｍは、図４に示すように、工程計画記憶部５１、機械状態取得部５２、実行作業者取得部５３、位置情報取得部５４、作業状態取得部５５、工程実績記憶部５６、能力データベース５７、次作業候補抽出部５８、全作業者状態取得部５９、次作業決定部６０、初期工程計画取得部６１、工程計画更新部６２、表示装置６３、作業種別取得部６４を備える。

管理装置Ｍを構成する各部のうち、機械状態取得部５２は、処理機械ＭＣ１−ＭＣ８の制御装置１２から処理機械ＭＣ１−ＭＣ８の現在状態（稼働状態）に関する情報を取得する。また、実行作業者取得部５３、位置情報取得部５４、及び、作業状態取得部５５は、作業者端末１３，ＨＰ，Ｗから、実行作業者の情報、位置情報、作業状態に関する情報を取得する。実行作業者取得部５３は、作業者端末１３，ＨＰ，Ｗにおいて、タッチされた作業者名ボタンに対応する作業者の情報を、実行作業者として取得する。つまり、実行作業者取得部５３は、作業を実行する作業者のＩＤ情報（作業者の名称など）を取得する。管理装置Ｍを構成する他部は、管理装置Ｍ内に処理を行う部位であり、後に詳述する。

ここで、管理装置Ｍは、上述したように、稼働実績の把握機能、更新工程計画の作成機能、作業者に対する次作業指示機能を有する。稼働実績の把握機能は、工程計画記憶部５１、機械状態取得部５２、作業状態取得部５５、工程実績記憶部５６、表示装置６３、作業種別取得部６４により構成される。

更新工程計画の作成機能は、工程計画記憶部５１、工程実績記憶部５６、初期工程計画取得部６１、工程計画更新部６２により構成される。作業者に対する次作業指示機能は、工程計画記憶部５１、機械状態取得部５２、実行作業者取得部５３、位置情報取得部５４、作業状態取得部５５、能力データベース５７、次作業候補抽出部５８、全作業者状態取得部５９、次作業決定部６０により構成される。

（５．稼働実績の把握機能）
管理装置Ｍの稼働実績の把握機能について、図４及び図５を参照して説明する。まずは、稼働実績の把握機能に用いられる初期工程計画、工程実績及び更新工程計画について、図５を参照して説明する。

図５は、表示装置６３に表示される内容である。図５には、現在時刻を表すペースメーカー、工程計画記憶部５１に記憶される対象物毎の初期工程計画、工程計画記憶部５１に記憶される対象物毎の更新工程計画、及び、工程実績記憶部５６に記憶される対象物毎の工程実績が表示される。対象物１ａ，１ｂ，１ｃは、同種の対象物であって、対象物２ａ，２ｂ，２ｃは、同種の対象物である。ここで、対象物とは、生産設備においては生産対象物（工作物、組立品など）であり、物流設備において物流対象物（搬送物）である。また、対象物１ａ，１ｂ，１ｃと、対象物２ａ，２ｂ，２ｃと、対象物３とは、異種の対象物である。

ここで、工程計画とは、複数の処理機械ＭＣ１−ＭＣ８による処理と複数の処理機械に対する作業者による作業とに関する実行順序が規定された計画である。初期工程計画及び更新工程計画は、工程計画記憶部５１に記憶されている。初期工程計画とは、対象物の生産計画に基づいて、管理者によって予め決定される。さらに、初期工程計画は、標準の作業能力を有する作業者による作業時間に基づき設定された工程計画である。更新工程計画とは、処理機械の稼働実績及び作業者の作業実績に応じて、初期工程計画を更新した工程計画である。工程実績とは、処理機械ＭＣ１−ＭＣ８による処理実績、及び、作業者による作業実績を表す。工程実績は、工程実績記憶部５６に記憶されている。

図５において、ペースメーカーの表示より、現在時刻が２３時３０分頃であることが分かる。初期工程計画は、図５の対象物毎の初期計画欄に表示されている。初期計画欄において、白抜き実線枠は、作業者による作業であり、ハッチング実線枠は、処理機械ＭＣ１−ＭＣ８による処理である。

工程実績は、図５の対象物毎の実績予定欄のうち、白抜き実線枠及びハッチング実線枠である。実績予定欄において、白抜き実線枠は、作業者による作業実績であり、ハッチング実線枠は、処理機械ＭＣ１−ＭＣ８による処理実績である。更新工程計画は、図５の対象物毎の実績予定欄のうち、白抜き破線枠及びハッチング破線枠である。白抜き破線枠は、作業者による予定作業であり、ハッチング破線枠は、処理機械ＭＣ１−ＭＣ８による予定処理である。ここで、図５において、黒塗りは、現在実行している処理機械ＭＣ１−ＭＣ８による処理又は作業者による作業である。また、枠と枠の隙間は、処理機械ＭＣ１−ＭＣ８による処理も作業者による作業も行われない時間帯である。

ここで、工程実績記憶部５６は、処理機械ＭＣ１−ＭＣ８による処理実績及び作業者による作業実績を記憶する。処理機械ＭＣ１−ＭＣ８による処理実績は、機械状態取得部５２が取得する情報である。機械状態取得部５２は、処理機械ＭＣ１−ＭＣ８の制御装置１２から、処理機械ＭＣ１−ＭＣ８の現在状態（稼働状態）を取得する。

また、作業者による作業実績は、作業状態取得部５５及び作業種別取得部６４が取得する情報である。作業状態取得部５５は、作業実績の一つとして、作業者による作業状態に関する情報を取得する。ここで、作業者による作業状態に関する情報とは、作業開始時刻、作業完了時刻、並びに、作業中であるか作業完了状態であるかの情報である。

さらに、作業種別取得部６４は、作業実績の他の一つとして、作業者が実行する作業種別を取得する。作業種別取得部６４は、後述する次作業決定部６０により決定された次作業を取得することで、作業種別を取得している。なお、作業状態取得部５５の処理及び次作業決定部６０の処理の詳細は、後述する。

（６．更新工程計画作成機能）
次に、管理装置Ｍの更新工程計画の作成機能について、図４−図６を参照して説明する。更新工程計画の作成機能は、工程計画記憶部５１、工程実績記憶部５６、初期工程計画取得部６１、工程計画更新部６２により構成される。

初期工程計画取得部６１は、工程計画記憶部５１に記憶されている初期工程計画を取得する。工程計画更新部６２は、初期工程計画取得部６１により取得された初期工程計画と、工程実績記憶部５６に記憶されている工程実績とに基づいて、図５の破線枠にて示すような更新工程計画を作成する。

詳細には、工程計画更新部６２による処理は、図６に示す。更新部６２は、初期工程計画取得部６１から初期工程計画を取得する（Ｓ１）。続いて、更新部６２は、工程実績記憶部５６に記憶されている実績が更新されたか否かを判定する（Ｓ２）。実績が更新されていなければ、更新部６２は、更新されるまで判定処理を繰り返す（Ｓ２：Ｎｏ）。

一方、実績が更新されていれば、更新部６２は、工程実績に基づいて、工程計画を更新する（Ｓ３）。続いて、更新部６２は、工程計画の全てが実行されたか否かを判定し、まだであればＳ２に戻り処理を繰り返す（Ｓ４：Ｎｏ）。一方、更新部６２は、工程計画の全てが実行されていれば（Ｓ４：Ｙｅｓ）、処理を終了する。

つまり、工程計画更新部６２は、初期工程計画に対して工程実績に遅れが生じている場合には、この遅れを考慮して、将来の工程計画を決定する。このとき、作業者による作業時間は、標準な作業能力を有する作業者による作業時間に基づいて設定される。

（７．能力データベース５７）
次に、管理装置Ｍの作業者に対する次作業指示機能に用いられる能力データベース５７について、図７Ａ、図７Ｂを参照して説明する。図７Ａは、第一例の能力データベース５７であり、図７Ｂは、第二例の能力データベース５７である。

能力データベース５７は、複数の作業者及び複数の作業種別に関して、作業者毎に作業種別毎の作業能力を記憶する。作業種別としては、例えば、段取り、試加工、異常復帰処理などである。さらに、各情報は、処理機械ＭＣ１−ＭＣ８毎に記憶されている。

図７Ａに示すように、第一例の能力データベース５７は、該当する作業種別について、各作業者が実行可能か否かの情報を有している。図中、○印は、当該作業種別を作業可能であることし表し、×印は、当該作業種別を作業不可であることを表す。作業者Ａは、全ての作業種別を作業可能であるのに対して、作業者Ｂ，Ｃ，Ｄは、一部の作業種別のみを作業可能である。

図７Ｂに示すように、第二例の能力データベース５７は、該当する作業種別について、各作業者が作業可能か否か、作業可能であるとした場合に、習熟度レベルを含む。例えば、第二例の能力データベース５７は、各作業者が作業可能である場合に、習熟度レベルとして、標準能力以上を有しているか、標準能力を有していないかを表す。図中、○印は、標準能力以上を有することを表し、△印は、標準能力を有していないことを表し、×印は、当該作業種別の実行不可であることを表す。

（８．作業状態取得部５５による処理）
管理装置Ｍによる作業者に対する次作業指示機能及び稼働状態の把握機能に用いられる作業状態取得部５５による処理について、図３Ａ、図３Ｂ、図８及び図９を参照して説明する。作業状態取得部５５は、作業開始時刻推定部５５ａ及び作業完了時刻推定部５５ｂを備える。

図８に示すように、作業開始時刻推定部５５ａは、作業者端末１３，ＨＰ，Ｗにより開始情報を取得したかを判定する（Ｓ１１）。すなわち、推定部５５ａは、作業者が作業者端末１３，ＨＰ，Ｗの図３Ａに示す開始ボタンをタッチしたか否かを判定する。推定部５５ａは、開始情報を取得した場合には、操作された作業者端末がホーム端末ＨＰであるか（Ｓ１２）、ホーム端末ＨＰでなければ携帯端末Ｗであるか（Ｓ１３）を判定する。

作業者がホーム端末ＨＰを操作した場合には（Ｓ１２：Ｙｅｓ）、推定部５５ａは、開始ボタンをタッチした現在時刻を開始時刻とする（Ｓ１４）。作業者が携帯端末Ｗを操作した場合には（Ｓ１２：Ｎｏ→Ｓ１３：Ｙｅｓ）、推定部５５ａは、位置情報取得部５４にて取得された携帯端末Ｗの位置情報を取得する（Ｓ１５）。続いて、推定部５５ａは、作業者の標準移動速度と、携帯端末Ｗの現在位置からホームポジションＰまでの距離とに基づいて、作業者の移動時間を推定する（Ｓ１６）。作業者の標準移動速度は、予め設定されている。続いて、推定部５５ａは、推定した移動時間を現在時刻に加算した時刻を、開始時刻として推定する（Ｓ１７）。

作業者が操作盤１３を操作した場合には（Ｓ１２：Ｎｏ→Ｓ１３：Ｎｏ）、推定部５５ａは、作業者の標準移動速度と、操作された操作盤１３の位置からホームポジションＰまでの距離とに基づいて、作業者の移動時間を推定する（Ｓ１８）。続いて、推定部５５ａは、推定した移動時間を現在時刻に加算した時刻を、開始時刻として推定する（Ｓ１９）。

図９に示すように、作業完了時刻推定部５５ｂは、作業者端末１３，ＨＰ，Ｗにより完了情報を取得したかを判定する（Ｓ２１）。すなわち、推定部５５ｂは、作業者が作業者端末１３，ＨＰ，Ｗの図３Ｂに示す完了ボタンをタッチしたか否かを判定する。推定部５５ｂは、完了情報を取得した場合には、操作された作業者端末がホーム端末ＨＰであるか（Ｓ２２）、ホーム端末ＨＰでなければ携帯端末Ｗであるか（Ｓ２３）を判定する。

作業者がホーム端末ＨＰを操作した場合には（Ｓ２２：Ｙｅｓ）、推定部５５ｂは、完了ボタンをタッチした現在時刻を完了時刻とする（Ｓ２４）。作業者が携帯端末Ｗを操作した場合には（Ｓ２２：Ｎｏ→Ｓ２３：Ｙｅｓ）、推定部５５ｂは、位置情報取得部５４にて取得された携帯端末Ｗの位置情報を取得する（Ｓ２５）。続いて、推定部５５ｂは、作業者の標準移動速度と、携帯端末Ｗの現在位置からホームポジションＰまでの距離とに基づいて、作業者の移動時間を推定する（Ｓ２６）。続いて、推定部５５ｂは、推定した移動時間を現在時刻に加算した時刻を、完了時刻として推定する（Ｓ２７）。

作業者が操作盤１３を操作した場合には（Ｓ２２：Ｎｏ→Ｓ２３：Ｎｏ）、推定部５５ｂは、作業者の標準移動速度と、操作された操作盤１３の位置からホームポジションＰまでの距離とに基づいて、作業者の移動時間を推定する（Ｓ２８）。続いて、推定部５５ｂは、推定した移動時間を現在時刻に加算した時刻を、完了時刻として推定する（Ｓ２９）。

（９．全作業者状態取得部５９による取得情報）
管理装置Ｍによる作業者に対する次作業指示機能に用いられる全作業者状態取得部５９による処理について、図１０を参照して説明する。全作業者状態取得部５９は、実行作業者取得部５３により取得された実行作業者、及び、作業状態取得部５５により取得された作業状態に関する情報を受け取る。詳細には、全作業者状態取得部５９は、図１０に示すように、作業者毎に、作業開始情報の入力時刻、ホームポジションを基準とした作業開始の推定時刻（ＨＰ作業開始推定時刻）、作業完了情報の入力時刻、ホームポジションを基準とした作業完了の推定時刻（ＨＰ作業完了推定時刻）を有する。

さらに、全作業者状態取得部５９は、作業者が、作業中であるか、作業完了した状態であるかの情報を有する。全作業者状態取得部５９は、作業を開始した後にまだ完了していなければ作業中であると判定し、作業を完了した後にまだ開始していなければ作業完了状態であると判定する。

さらに、全作業者状態取得部５９は、作業中の作業者が指示された作業を完了する予測時刻を有する。このとき、全作業者状態取得部５９は、次作業決定部６０から作業者に指示した作業種別を取得することにより、作業種別に応じた標準作業時間を考慮して、予測時刻を算出する。

ここで、図１０において、作業者Ａは、作業中であって、作業開始入力時刻とＨＰ作業開始推定時刻が同時刻である。つまり、作業者Ａは、ホーム端末ＨＰを用いて作業開始の操作を行っている。また、作業者Ｃも同様にホーム端末ＨＰを用いて作業完了の操作を行っている。一方、作業者Ｄは、作業開始入力時刻とＨＰ作業開始推定時刻が異なる。つまり、作業者Ｄは、携帯端末Ｗ又は操作盤１３を用いて操作を行っている。作業者Ｂも同様である。

（１０．次作業指示機能）
次に、管理装置Ｍによる作業者に対する次作業指示機能について、図３Ａ、図４及び図１１を参照して説明する。作業者に対する次作業指示機能は、工程計画記憶部５１、機械状態取得部５２、実行作業者取得部５３、位置情報取得部５４、作業状態取得部５５、能力データベース５７、次作業候補抽出部５８、全作業者状態取得部５９、次作業決定部６０により構成される。

図４に示すように、次作業候補抽出部５８は、機械状態取得部５２により取得された複数の処理機械ＭＣ１−ＭＣ８の現在状態、及び、工程計画記憶部５１に記憶されている工程計画を取得する。そして、次作業候補抽出部５８は、処理機械ＭＣ１−ＭＣ８の現在状態及び工程計画に基づいて、作業者が行う次作業候補を抽出する。次作業候補は、設備１全体として、現在、作業者による作業を必要とする作業である。この次作業候補は、図３Ａの作業者端末１３，ＨＰ，Ｗの候補欄４２に表示される。次作業候補抽出部５８が、複数の次作業候補を抽出する場合には、複数の次作業候補について順位を決定する。順位についても、図３Ａの候補欄４２に表示される。

次に、次作業決定部６０が、所定の作業者に対する次作業を決定する。次作業決定部６０による処理については、図１１を参照して説明する。決定部６０は、実行作業者取得部５３から実行作業者を取得したか否かを判定する（Ｓ３１）。つまり、何れかの作業者が作業者端末１３，ＨＰ，Ｗにて作業者ボタンをタッチした場合に、決定部６０は、実行作業者を取得したと判定する。

決定部６０は、実行作業者を取得しなければ、処理を進めることはない（Ｓ３１：Ｎｏ）。一方、決定部６０は、実行作業者を取得したならば（Ｓ３１：Ｙｅｓ）、全作業者状態取得部５９から、当該実行作業者の状態を取得する（Ｓ３２）。そして、決定部６０は、当該実行作業者の状態が作業完了状態であるか否かを判定する（Ｓ３３）。作業完了状態でなければ（Ｓ３３：Ｎｏ）、決定部６０は、Ｓ３１に戻り処理を繰り返す。

一方、作業完了状態であれば（Ｓ３３：Ｙｅｓ）、次作業候補抽出部５８により抽出された次作業候補を取得する（Ｓ３４）。続いて、決定部６０は、実行作業者の作業能力を、能力データベース５７から取得する（Ｓ３５）。続いて、決定部６０は、全作業者状態取得部５９から、他の作業者の状態を取得する（Ｓ３６）。例えば、決定部６０は、他の作業者で現在次作業を開始可能な状態であるか、他の作業者で間もなく作業を完了する状態であるかなどを取得する。続いて、決定部６０は、他の作業者の作業能力を、能力データベース５７から取得する（Ｓ３７）。

最後に、決定部６０は、次作業候補、実行作業者の作業能力、他の作業者の状態、他の作業者の作業能力に基づいて、実行作業者に対する次作業を決定する（Ｓ３８）。決定部６０は、上位順位の次作業候補を実行作業者が作業可能か否かを判定し、作業可能な次作業候補を実行作業者の次作業とする。ただし、他の作業者も作業を開始することができる状態の場合には、当該実行作業者の作業能力と他の作業者の作業能力を考慮して、当該実行作業者の次作業を決定する。

例えば、図７Ａに示すように、作業者Ａは全ての作業種別の作業が可能であるが、作業者Ｂ，Ｃ，Ｄは、一部の作業種別のみの作業が可能である。作業者Ａの次作業を決定する場合において、作業者Ｂが現在次作業を開始可能な状態、又は、作業者Ｂが間もなく次作業を開始可能な状態であるとする。このとき、作業者Ａも作業者Ｂも作業可能な作業種別が、上位順位の次作業候補となっている場合には、決定部６０は、下位順位の次作業候補を作業者Ａに対する次作業とする。上位順位の次作業候補は、作業者Ｂの次作業として指示することができるが、下位順位の次作業候補は、作業者Ｂの次作業として指示できないことがある。そこで、上位順の次作業候補は、作業者Ｂに対する次作業とし、下位順位の次作業候補を、作業者Ａに対する次作業とすることで、次作業候補を効率的に実行することができる。

ただし、下位順位の次作業候補を次作業として決定する場合には、工程計画を考慮する。下位順位の次作業候補を作業者の次作業として決定すると、工程計画に遅延を生じるおそれがある場合には、下位順位の次作業候補を作業者の次作業とするのではなく、やはり上位順位の次作業候補を作業者の次作業とする。

また、工程計画に遅延が生じないのであれば、次作業決定部６０は、標準能力より低い作業能力を有する作業者に対する次作業を決定することもできる。図５において、枠と枠の隙間は、処理機械ＭＣ１−ＭＣ８による処理も作業者による作業も行われない時間帯である。つまり、次作業決定部６０は、この空白時間を利用することで、標準作業時間よりも長めに作業時間を設定して余裕を持たせ、作業能力の低い作業者に対する教育を行うこともできる。

（１１．実施形態の効果）
上記実施形態に係る管理装置Ｍの作業指示機能（作業指示システムに相当）は、複数の処理機械ＭＣ１−ＭＣ８を備える設備１を対象とし、複数の処理機械ＭＣ１−ＭＣ８に対する複数の作業者のそれぞれへの作業指示を行う。

管理装置Ｍの作業指示機能は、複数の処理機械ＭＣ１−ＭＣ８による処理と複数の処理機械ＭＣ１−ＭＣ８に対する作業者による作業とに関する実行順序が規定された工程計画を記憶する工程計画記憶部５１と、複数の処理機械ＭＣ１−ＭＣ８の現在状態及び工程計画に基づいて、作業者が行う次作業候補を抽出する次作業候補抽出部５８と、複数の作業者及び複数の作業種別に関して、作業者毎に作業種別毎の作業能力を記憶する能力データベース５７と、能力データベース５７に記憶される作業能力に基づいて、次作業候補の中から所定の作業者に対する次作業を決定する次作業決定部６０とを備える。

工程計画とは、複数の処理機械による処理と複数の処理機械に対する作業者による作業とに関する実行順序が規定されている。例えば、第一処理機械ＭＣ１を対象とした工程計画は、作業者によるＡ作業→第一処理機械ＭＣ１によるＢ処理→作業者によるＣ作業→第一処理機械ＭＣ１によるＤ処理などと規定されている。他の処理機械ＭＣ２−ＭＣ８についても同様である。そして、当該設備１は、複数の処理機械ＭＣ１−ＭＣ８を備えるため、設備１全体の工程計画は、複数の処理機械ＭＣ１−ＭＣ８に対する処理が並行して実行されると共に、各処理機械ＭＣ１−ＭＣ８に対する作業も並行して実行されるような計画となっている。

従って、設備１全体で捉えた場合に、例えば、Ａ作業を連続して実行すべき場合もあれば、Ａ作業とＣ作業とが交互に実行すべき場合もある。また、同時期に、複数のＡ作業を実行すべき場合もある。そこで、次作業候補抽出部５８が、例えば現時点において、作業者による次作業候補を決定する。そして、次作業決定部６０が、次作業候補の中から所定の作業者に対する次作業を決定する。

ただし、次作業の決定において、次作業決定部６０は、能力データベース５７に記憶される作業能力を考慮している。能力データベース５７には、複数の作業者及び複数の作業種別に関して、作業者毎に作業種別毎の作業能力を記憶される。例えば、Ａ作業は、複数の作業者が実行することができ、Ｃ作業は、ある特定の作業者のみが実行できる場合がある。このような情報が、能力データベース５７に記憶されている。

つまり、次作業決定部６０は、作業者の作業能力に応じて、次作業候補の中から所定の作業者に対する次作業を決定している。例えば、現在実行すべき作業として、所定の作業者が実行できるＡ作業と、所定の作業者が実行できないＣ作業とが存在する場合に、所定の作業者には、Ａ作業を行うように指示し、他の作業者には、Ｃ作業を行うように指示することができる。このように、所定の作業者が次作業を行える状態になったときに、所定の作業者には、所定の作業者が実行できる作業が指示される。

また、次作業決定部６０は、実行作業者（所定の作業者）による作業能力、及び、設備１に対して作業可能な他の作業者による作業能力に基づいて、実行作業者（所定の作業者）に対する次作業を決定する。

作業種別によっては、複数の作業者ができる場合があるが、一部の作業者のみしかできない場合がある。例えば、実行作業者は、全ての作業を行うことができ、他の作業者は、一部の作業しかできないとする。次作業候補として、複数の次作業候補が決定された場合において、実行作業者に対する次作業として、他の作業者ができない作業とする。このように、実行作業者による作業能力のみならず、他の作業者の作業能力を考慮して、実行作業者に対する次作業を決定することで、それぞれの作業者に対する指示を適切に行うことができる。

また、次作業候補抽出部５８は、複数の次作業候補を抽出すると共に、複数の次作業候補の順位を決定する。さらに、次作業決定部６０は、実行作業者による作業能力、及び、他の作業者による作業能力に基づいて、複数の次作業候補の中から下位順位の次作業候補を、実行作業者に対する次作業として決定する。

次作業候補抽出部５８は、複数の次作業候補が決定された場合において、次作業候補に対して優先順位が決定されている。この場合に、作業者は、順位に従って次作業を行うのは通常である。しかし、下位順位であっても、特定の作業の場合には、他の作業者の作業能力を考慮して、実行作業者に対する次作業とする。例えば、当該実行作業者しかできない作業が次作業候補に含まれている場合には、下位順位であっても、当該実行作業者に対する次作業とすることで、工程計画通りに実行することができる。

また、次作業決定部６０は、実行作業者による作業能力、他の作業者による作業能力、及び、工程計画に基づいて、複数の次作業候補の中から下位順位の次作業候補を、実行作業者に対する次作業として決定する。

下位順位の次作業候補を実行作業者に対する次作業とする場合には、工程計画を考慮する。上位順位の次作業候補が他の作業者ができる作業であって、下位順位の次作業候補が実行作業者のみができる作業である場合に、当該実行作業者が下位順位の次作業候補を行うと、工程計画に対して遅延を生じるおそれがある場合には、他の作業者ができる次作業候補であっても、実行作業者が当該次作業候補を行う。これにより、確実に、工程計画通りに実行できる。

また、次作業決定部６０は、実行作業者による作業能力、他の作業者による作業能力、工程計画、及び、他の作業者による現在状態に基づいて、複数の次作業候補の中から下位順位の次作業候補を、実行作業者に対する次作業として決定する。

他の作業者が現在作業中である場合に、当該作業を開始したばかりなのか、開始して時間が経過しているのかを考慮して、実行作業者に対する次作業を決定する。例えば、他の作業者がもうすぐ現在作業を完了する頃であれば、上位順位の次作業候補は他の作業者により行うようにし、実行作業者は、下位順位の次作業候補を行うようにする。一方、他の作業者が完了までに時間を要するのであれば、実行作業者が上位順位の次作業候補を行うようにする。これにより、確実に、工程計画通りに実行できる。

また、管理装置Ｍは、作業者毎に、作業者による作業の開始情報及び完了情報を取得する作業状態取得部５５を備える。そして、次作業決定部６０は、実行作業者として、作業状態取得部５５により作業完了情報を取得した作業者に対して、次作業候補の中から次作業を決定する。

管理装置Ｍによる作業指示機能は、作業者が次作業を実行できる状態であるか否かの判定を、作業完了情報に基づいて行っている。つまり、作業完了情報を取得した作業者に対して、次作業の指示がされることで、確実に所定の作業者が次作業を実行できる。

また、能力データベース５７は、作業者毎に作業種別毎の作業能力として、作業の可否を含む。次作業決定部は、次作業候補の中から、確実に実行作業者に対する次作業を決定できる。

また、能力データベースは、作業者毎に作業種別毎の作業能力として、作業可能である場合に、さらに習熟度レベルを含むようにしてもよい。作業者の習熟度レベルを考慮して、実行作業者に対する次作業として次作業候補の中から決定することで、工程計画通りに実行できる。

また、工程計画記憶部５１は、予め設定された初期工程計画に対して複数の処理機械ＭＣ１−ＭＣ８の状態及び作業者の作業実績に応じて更新された工程計画を記憶する。工程計画を状況に応じて逐次更新することで、より効果的な次作業を決定できる。

また、次作業決定部６０は、工程計画に遅延が生じない範囲で、標準能力より低い作業能力を有する作業者に対する次作業を決定するようにしてもよい。所定作業種別に関して、標準能力より低い作業能力を有する作業者に対する次作業とすると、他の作業者に対する次作業とするよりも、遅くなるおそれがある。しかし、遅くなったとしても、工程計画に遅延が生じない範囲（例えば後工程までの待ち時間以内）であれば、当該作業者の教育目的として当該所定作業種別の作業を指示することで、当該作業者の習熟度が向上することを狙うことができる。

１：設備、 １３：操作盤、 ３３：位置センサ、 ５１：工程計画記憶部、 ５２：機械状態取得部、 ５３：実行作業者取得部、 ５４：位置情報取得部、 ５５：作業状態取得部、 ５５ａ：作業開始時刻推定部、 ５５ｂ：作業完了時刻推定部、 ５６：工程実績記憶部、 ５７：能力データベース、 ５８：次作業候補抽出部、 ５９：全作業者状態取得部、 ６０：次作業決定部、 ６１：初期工程計画取得部、 ６２：工程計画更新部、 ６３：表示装置、 ６４：作業種別取得部、 ＨＰ：ホーム端末、 Ｍ：管理装置、 ＭＣ１−ＭＣ８：処理機械、 Ｐ：ホームポジション、 Ｗ：携帯端末

Claims (10)

1. 複数の処理機械を備える設備を対象とし、前記複数の処理機械に対する複数の作業者のそれぞれへの作業指示を行う作業指示システムであって、
   前記複数の処理機械による処理と前記複数の処理機械に対する作業者による作業とに関する実行順序が規定された工程計画を記憶する工程計画記憶部と、
   前記複数の処理機械の現在状態及び前記工程計画に基づいて、作業者が行う次作業候補を抽出する次作業候補抽出部と、
   複数の作業者及び複数の作業種別に関して、作業者毎に作業種別毎の作業能力を記憶する能力データベースと、
   前記能力データベースに記憶される前記作業能力に基づいて、前記次作業候補の中から所定の作業者に対する次作業を決定する次作業決定部と、
   を備える、作業指示システム。
2. 前記次作業決定部は、前記所定の作業者による前記作業能力、及び、前記設備に対して作業可能な他の作業者による前記作業能力に基づいて、前記所定の作業者に対する前記次作業を決定する、請求項１に記載の作業指示システム。
3. 前記次作業候補抽出部は、複数の前記次作業候補を抽出すると共に、複数の前記次作業候補の順位を決定し、
   前記次作業決定部は、前記所定の作業者による前記作業能力、及び、前記他の作業者による前記作業能力に基づいて、複数の前記次作業候補の中から下位順位の前記次作業候補を、前記所定の作業者に対する前記次作業として決定する、請求項２に記載の作業指示システム。
4. 前記次作業決定部は、前記所定の作業者による前記作業能力、前記他の作業者による前記作業能力、及び、前記工程計画に基づいて、複数の前記次作業候補の中から下位順位の前記次作業候補を、前記所定の作業者に対する前記次作業として決定する、請求項３に記載の作業指示システム。
5. 前記次作業決定部は、前記所定の作業者による前記作業能力、前記他の作業者による前記作業能力、前記工程計画、及び、前記他の作業者による現在状態に基づいて、複数の前記次作業候補の中から下位順位の前記次作業候補を、前記所定の作業者に対する前記次作業として決定する、請求項４に記載の作業指示システム。
6. 前記作業指示システムは、作業者毎に、作業者による作業の開始情報及び完了情報を取得する作業状態取得部を備え、
   前記次作業決定部は、前記所定の作業者として、前記作業状態取得部により作業完了情報を取得した作業者に対して、前記次作業候補の中から次作業を決定する、請求項１−５の何れか一項に記載の作業指示システム。
7. 前記能力データベースは、作業者毎に作業種別毎の前記作業能力として、作業の可否を含む、請求項１−６の何れか一項に記載の作業指示システム。
8. 前記能力データベースは、作業者毎に作業種別毎の前記作業能力として、作業可能である場合に、さらに習熟度レベルを含む、請求項７に記載の作業指示システム。
9. 前記工程計画記憶部は、予め設定された初期工程計画に対して前記複数の処理機械の状態及び前記作業者の作業実績に応じて更新された前記工程計画を記憶する、請求項１−８の何れか一項に記載の作業指示システム。
10. 前記次作業決定部は、前記工程計画に遅延が生じない範囲で、標準能力より低い作業能力を有する作業者に対する前記次作業を決定する、請求項１−９の何れか一項に記載の作業指示システム。

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