JP2018045512A - 作業性評価装置 - Google Patents
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Abstract
Description
である部分作業に分けたので、サンプル間での動作の対応付けや、問題個所の発見、作業性を阻害する要因の特定などが容易になるという利点もある。また、部分作業分類部は、作業データの中に含まれる作業者の動作を解析することにより部分作業の分類を行うので、実際の作業性を評価するのに適した単位で部分作業を生成することができる。なお本発明において「作業者」は、人でもよいし、人工知能により動作するAIロボットでもよい。
従来システム(特許文献1)のようにCADデータを用いたシミュレーションにより作業性を評価する方法は、汎用性・実用性が低く、また作業者の特性や作業環境などの影響を考慮することができないという問題があった。このような点に鑑み、本実施形態の作業性評価方法は、作業者に評価対象作業を実際に実施させ、そのときの作業者の動作を記録したデータ(「作業データ」と呼ぶ)を解析することにより、評価対象作業の作業性を評価するというアプローチを採用する。この方法によれば、CADデータのような特別な定義情報を与える必要がないので、あらゆる種類の作業性評価に汎用的に適用することができる。また、作業者の実際の作業データを用いるので、作業の対象物の設計、作業手順、作業者の特性、作業環境などの影響がすべて考慮された、現実の作業に即した作業性評価を行うことができる。
間が大きくばらついている場合は、作業手順の自由度が高すぎるために(動作の選択肢が多く、同じ作業を再現できないために)、作業性が低下しているとみなすことができる。このような仮定に基づき、本実施形態の作業性評価装置100は、複数サンプルの作業データにおけるばらつきから評価対象作業の作業性を評価する。詳細は後述する。
図1と図2を参照して、作業性評価装置の構成について説明する。図1は、作業性評価装置のハードウェア構成を示す外観図であり、図2は、作業性評価装置の機能構成を示すブロック図である。
作業性評価装置100は、主なハードウェアとして、1つ以上のセンサ101と情報処理装置102を有して構成される。
するセンサなどが含まれる。以下、センサ101の一例を挙げるが、作業性評価装置100はすべてのセンサ101を備える必要はなく、装置構成、作業の種類や内容、用途などに応じて必要なセンサ101を設ければよい。
図2に示すように、作業性評価装置100は、センサ情報入力部201、作業対象情報入力部202、作業データ記録部203、部分作業分類部204、作業性評価部205、結果出力部206を有する。
本実施形態では「作業」を「設定された目的(課題)を遂行するために作業者が身体の一部または全部を使って行う行為」と定義する。したがって、作業の実施過程では必ず作業者の動作が発生する。また、作業に対してはあらかじめ「作業手順」が設定されるが、その作業手順に従う限り、具体的な動作については任意とする。したがって、作業データの記録時には、作業を実施する作業者によって、あるいは、作業の習熟度合によって、作業の実施過程で行われる動作にある程度の違いが生じ得る。
次に、工場での組み立て作業を例にとり、作業性評価装置100の動作を説明する。
図4は製品の組み立て作業の一例である。3つの穴があるベース部品401に、長さが違う3個の部品402a、402b、402cを取り付ける作業を想定する。ベース部品401にある穴401a、穴401b、穴401cに、部品箱403aにある部品402a、部品箱403bにある部品402b、部品箱403cにある部品402cをそれぞれ取り付ける。作業手順としては、
(1)部品402aを穴401aに挿入
(2)部品402bを穴401bに挿入
(3)部品403cを穴401cに挿入
という組み立ての順番だけが与えられているものとする。ベース部品401には前後にフレーム401d,401eが設けられているため、部品402a、部品402b、部品402cの取り付けは、フレーム401d,401eを避けて行う必要がある。
図5のフローチャートに沿って、作業性評価装置100による作業性評価処理の流れを説明する。
評価対象作業を作業者に複数回実施させ、作業データ記録部203によって、それぞれの作業データを記録する(ステップS500)。図4の例では、ベース部品401に3個の部品402a,402b,402cを順番に取り付ける作業について記録が行われる。すなわち、3個の部品402a,402b,402cのそれぞれについて、部品を部品箱からピックアップして、フレームや他の物体を避けながら、部品をベース部品401の穴に向けて移動させ、部品と穴の空間的姿勢を合わせて部品の先端を穴に差し込み、嵌め込みが完了したことを確認し手を離す、という一連の動作に関する情報が記録される。
次に、部分作業分類部204が、複数サンプルの作業データに基づき作業者の動作を解析することにより、評価対象作業の全体動作を複数の部分作業に分類すると共に、各サンプルの作業データを部分作業ごとのデータに分割する(ステップS501)。
ができる。作業者の属性や作業対象の属性ごとに分類を行うようにしてもよい。部分作業は、必ずしも、人が見たときの作業単位と一致していなくてもよい。複数の作業サンプルのそれぞれから対応する部分作業が正確に抽出できさえすればよい。分類が適切であるかは、同じ分類に属するサンプルの間の類似度を用いて評価できる。適切に分類されていれば、サンプル間の類似度が高くなる。
作業性評価部205は、部分作業リストから部分作業を一つずつ選択し(ステップS502)、部分作業ごとの作業性を評価する。本実施形態では、部分作業の作業性を表す指標として、
(指標1)作業者間での平均作業時間のばらつき、及び、
(指標2)作業者ごとの作業時間のばらつき、
を計算する(ステップS503、S504)。
ステップS506では、結果出力部206が、作業性評価部205の評価結果を表示装置又は外部装置に対し出力する。
(付記1)
本発明は、評価対象作業の作業性を評価する作業性評価装置であって、
ハードウェアプロセッサと前記ハードウェアプロセッサに動作的に連結されたメモリと、ストレージとを有し、
前記ハードウェアプロセッサは前記ストレージに格納されたプログラムを前記メモリに
配置し、コンピュータの機能として、
作業者が前記評価対象作業を実施したときに前記作業者の動作に関わる情報を作業データとして前記ストレージ内に記録する作業データ記録部と、
前記作業データの中に含まれる作業者の動作を解析することによって前記評価対象作業の全体を複数の部分作業に分ける部分作業分類部と、
前記作業データの複数のサンプルにおけるばらつきを部分作業ごとに評価することによって、部分作業ごとの作業性に関する指標を求める作業性評価部と、
を有する。
(付記2)
本発明は、評価対象作業の作業性を評価する作業性評価方法であって、
少なくとも1つのハードウェアプロセッサによって、作業者が前記評価対象作業を実施したときに前記作業者の動作に関わる情報を作業データとしてストレージ内に記録するステップと、
少なくとも1つのハードウェアプロセッサによって、前記作業データの中に含まれる作業者の動作を解析することによって前記評価対象作業の全体を複数の部分作業に分類するステップと、
少なくとも1つのハードウェアプロセッサによって、前記作業データの複数のサンプルにおけるばらつきを部分作業ごとに評価することによって、部分作業ごとの作業性に関する指標を求めるステップと、
を有する。
201:センサ情報入力部、202:作業対象情報入力部、203:作業データ記録部、204:部分作業分類部、205:作業性評価部、206:結果出力部
401:ベース部品、401a,401b,401c:穴、401d,401e:フレーム、402a,402b,402c:部品、403a,403b,403c:部品箱
601:ベクトル抽出部、602:変化点検出部、603:類似点検出部、604:分類生成部、605:分類結果出力部
610:作業データ入力部、611:深層ニューラルネットワーク、612:分類結果出力部
Claims (10)
- 評価対象作業の作業性を評価する作業性評価装置であって、
作業者が前記評価対象作業を実施したときに前記作業者の動作に関わる情報を作業データとして記録する作業データ記録部と、
前記作業データの中に含まれる作業者の動作を解析することによって前記評価対象作業の全体を複数の部分作業に分ける部分作業分類部と、
前記作業データの複数のサンプルにおけるばらつきを部分作業ごとに評価することによって、部分作業ごとの作業性に関する指標を求める作業性評価部と、
を有することを特徴とする作業性評価装置。 - 前記部分作業分類部は、前記作業データの複数のサンプルに基づきDeep Learningにより動作を解析することによって、前記評価対象作業の全体を前記複数の部分作業に分ける
ことを特徴とする請求項1に記載の作業性評価装置。 - 前記部分作業分類部は、前記作業データに基づき作業者の動作の変化点を検出し、前記動作の変化点を基に前記評価対象作業の全体を前記複数の部分作業に分ける
ことを特徴とする請求項1に記載の作業性評価装置。 - 前記複数のサンプルは、複数の作業者それぞれの複数回の作業データを含み、
前記作業性評価部は、部分作業ごとに各作業者の平均作業時間を算出し、部分作業ごとに平均作業時間の作業者間でのばらつきを表す指標を求める
ことを特徴とする請求項1〜3のうちいずれか1項に記載の作業性評価装置。 - 前記複数のサンプルは、複数の作業者それぞれの複数回の作業データを含み、
前記作業性評価部は、部分作業ごとに各作業者の作業時間のばらつきを算出し、部分作業ごとに各作業者の作業時間のばらつきを表す指標を求める
ことを特徴とする請求項1〜3のうちいずれか1項に記載の作業性評価装置。 - 作業者の動きを検出する1つ以上のセンサを有し、
前記作業データ記録部は、前記センサから得られるセンサデータを記録する
ことを特徴とする請求項1〜5のうちいずれか1項に記載の作業性評価装置。 - 前記センサは、作業者の身体に装着された動きセンサを含む
ことを特徴とする請求項6に記載の作業性評価装置。 - 前記作業者は、人、又は、人工知能により動作するAIロボットである
ことを特徴とする請求項1〜7のうちいずれか1項に記載の作業性評価装置。 - コンピュータにより評価対象作業の作業性を評価する作業性評価方法であって、
作業者が前記評価対象作業を実施したときに前記作業者の動作に関わる情報を作業データとして記録するステップと、
前記作業データの中に含まれる作業者の動作を解析することによって前記評価対象作業の全体を複数の部分作業に分類するステップと、
前記作業データの複数のサンプルにおけるばらつきを部分作業ごとに評価することによって、部分作業ごとの作業性に関する指標を求めるステップと、
を有することを特徴とする作業性評価方法。 - 請求項9に記載の作業性評価方法の各ステップをコンピュータに実行させるためのプロ
グラム。
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