JP2020021451A - 設備稼働率算出システムおよび設備稼働率算出プログラム - Google Patents

Abstract

【課題】設備の性能をより正確に表す稼働率を算出する設備稼働率算出システムを提供する。【解決手段】作業者３０の動作の情報を取得するカメラ２０と、作業者３０の動作の情報から作業者３０の作業を分類する作業分類部１１２と、設備５０の稼働状態を取得して、取得した設備５０の稼働状態と分類した作業者の作業とに基づいて、設備５０の稼働率に関する情報を求める計算処理部１１３と、を有する設備稼働率算出システム１。【選択図】図２

Description

本発明は、設備稼働率算出システムおよび設備稼働率算出プログラムに関する。

従来自動工作機などの設備を用いた工場においては、設備を効率的に運用し、生産性を向上するために、設備の稼働率を分析することが行われている。

たとえば、特許文献１では、複数の設備の稼働、停止などの稼働実績をガントチャート形式やグラフ形式として表示している。これにより、ある設備において手待ちが発生した場合に、その要因について前工程に遡って探索できることとなっている。

特開平７−２５１３５６号公報

しかしながら、従来技術においては、稼働実績をガントチャート形式やグラフ形式として表示することでわかりやすくなっているものの、設備の稼働率については、単純に、工場の作業開始時刻から作業終了時刻までの間の時間に対する設備の実際の処理時間から求めている。このため従来技術では、稼働率そのものは設備の性能を正確に表したものとなっていない。

本発明は、上記の事情に鑑みてなされたものであり、本発明の目的は、設備の性能をより正確に表した稼働率の情報を求めることができる設備稼働率算出システムおよび設備稼働率算出プログラムを提供することである。

本発明の上記の目的は、下記の手段によって達成される。

（１）作業者の動作の情報を取得する入力部と、
前記作業者の動作の情報から前記作業者の作業を分類する作業分類部と、
設備の稼働状態を取得して、取得した前記設備の稼働状態と分類した前記作業者の作業とに基づいて、前記設備の稼働率に関する情報を求める計算処理部と、を有する設備稼働率算出システム。

（２）前記設備の稼働率に関する情報は、
稼働率を算出する期間内で前記設備が性能通りに稼働していた割合である性能稼働率、稼働率を算出する期間内で設備が停止している時間である停止ロス、前記停止ロス内で作業者が前記停止ロスの発生している設備に関わっていない時間である非作業ロス、および前記停止ロス内で作業者が前記設備の段取りを行っている時間である段取りロス、の少なくともいずれかが含まれる、上記（１）に記載の設備稼働率算出システム。

（３）前記作業分類部は、前記作業者の動作の情報から前記作業者が所定領域内に存在して前記設備の方向を向いている場合を設備作業と分類し、前記作業者が所定領域内に存在しているが前記設備の方向を向いていない場合または前記作業者が所定領域内に存在しない場合を非設備作業と分類し、
前記計算処理部は、前記設備が稼働中に、前記作業者が前記非設備作業に分類されている間の前記設備の稼働時間を用いて前記性能稼働率を算出する、上記（２）に記載の設備稼働率算出システム。

（４）前記作業分類部は、前記作業者の動作の情報から前記作業者が所定領域内に存在して前記設備の方向を向いている場合を設備作業と分類し、前記作業者が所定領域内に存在しているが設備の方向を向いていない場合または前記作業者が所定領域内に存在しない場合を非設備作業と分類し、
前記計算処理部は、前記設備の稼働率に関する情報として、前記設備が稼働中に前記作業者が前記設備作業に分類される場合を前記性能稼働率を低下させる性能ロスとする、上記（２）または（３）に記載の設備稼働率算出システム。

（５）前記作業分類部は、前記作業者の動作の情報から前記作業者が所定領域内に存在して前記設備の方向を向いている場合を設備作業と分類し、前記作業者が所定領域内に存在しているが前記設備の方向を向いていない場合または前記作業者が所定領域内に存在しない場合を非設備作業と分類し、
前記計算処理部は、前記設備が停止中に、前記作業者が前記非設備作業に分類される場合に前記非作業ロスとする、上記（２）に記載の設備稼働率算出システム。

（６）前記入力部は、前記作業者が作業する前記設備を含む領域を撮影するカメラである、上記（１）〜（５）のいずれか１つに記載の設備稼働率算出システム。

（７）前記計算処理部は、
前記設備の稼働状態に含まれる前記設備の１回の稼働時間が、所定の時間範囲内となっている稼働時間を用いて、前記設備の稼働率に関する情報を求める、上記（１）〜（６）のいずれか１つに記載の設備稼働率算出システム。

（８）設備の稼働時間を取得し、
前記設備の１回の稼働時間が、所定の時間範囲内となっている稼働時間を用いて、前記設備の稼働率に関する情報を求める計算処理部を有する、設備稼働率算出システム。

（９）前記所定の時間範囲は、複数回前記設備を稼働させた際の各稼働時間と、各稼働時間が発生した回数からなるヒストグラムを作成し、当該ヒストグラムの回数のピークとなっている稼働時間を含む、上記（７）または（８）に記載の設備稼働率算出システム。

（１０）前記所定の時間範囲は、１回の稼働時間として予想される標準運転時間を含む、上記（８）に記載の設備稼働率算出システム。

（１１）前記作業分類部は、前記作業者の動作の情報から前記設備が停止中である場合の停止目的を分類し、
前記計算処理部は、前記停止目的に応じて、前記設備の稼働率に関する情報を求める期間に、前記設備が停止中の期間を算入するか否かを判断する、上記（１）〜（７）のいずれか１つに記載の設備稼働率算出システム。

（１２）前記作業分類部は、前記作業者の動作の情報から前記作業者が所定領域内に存在するか否かを検出し、
前記計算処理部は、前記設備が停止中の期間に、前記作業分類部によって前記作業者が所定領域内に存在すると検出された時間が所定時間割合以上であるか、または検出された頻度が所定頻度以上である場合に、前記設備の稼働率に関する情報を求める期間に、前記設備が停止中の期間を算入する、上記（１）〜（７）、および（１１）のいずれか１つに記載の設備稼働率算出システム。

（１３）前記作業分類部は、前記作業者の動作の情報から前記作業者が所定領域内に存在するか否かを検出し、
前記計算処理部は、前記設備が停止中の期間に、前記作業分類部によって前記作業者が所定領域内に存在すると検出された時間が所定時間割合未満であるか、または検出された頻度が所定頻度未満である場合に、前記設備の稼働率に関する情報を求める期間から前記設備が停止中の期間を除外する、上記（１）〜（７）、（１１）、および（１２）のいずれか１つに記載の設備稼働率算出システム。

（１４）前記設備は、当該設備の稼働状態を示す信号灯を備え、
前記計算処理部は、カメラによって撮影された動画データから、前記信号灯が消灯しているか否かを判断し、前記信号灯が消灯している期間を前記設備の停止中とする、上記（１１）〜（１３）のいずれか１つに記載の設備稼働率算出システム。

（１５）作業者の動作の情報および設備の稼働状態を取得する段階（ａ）と、
前記作業者の動作の情報から前記作業者の作業を分類する段階（ｂ）と、
取得した前記設備の稼働状態と分類した前記作業者の作業とに基づいて、前記設備の稼働率に関する情報を求める段階（ｃ）と、
をコンピューターに実行させるための設備稼働率算出プログラム。

（１６）前記段階（ｂ）は、前記作業者の動作の情報から前記作業者が所定領域内に存在して前記設備の方向を向いている場合を設備作業と分類し、前記作業者が所定領域内に存在しているが前記設備の方向を向いていない場合または前記作業者が所定領域内に存在しない場合を非設備作業と分類し、
前記段階（ｃ）は、前記設備が稼働中に、前記作業者が前記非設備作業に分類されている間の前記設備の稼働時間を用いて性能稼働率を算出する、上記（１５）に記載の設備稼働率算出プログラム。

（１７）設備の稼働時間を取得する段階（ａ）と、
前記段階（ａ）で取得した前記設備の１回の稼働時間が、所定の時間範囲内となっている稼働時間を用いて、前記設備の稼働率に関する情報を求める段階（ｂ）と、
をコンピューターに実行させるための設備稼働率算出プログラム。

（１８）前記所定の時間範囲は、複数回前記設備を稼働させた際の各稼働時間と、各稼働時間が発生した回数からなるヒストグラムを作成し、当該ヒストグラムの回数のピークとなっている稼働時間を含む、上記（１７）に記載の設備稼働率算出プログラム。

（１９）前記所定の時間範囲は、１回の稼働時間として予想される標準運転時間を含む、上記（１７）に記載の設備稼働率算出プログラム。

（２０）前記段階（ａ）において取得された前記設備の稼働状態が停止中である場合に、前記作業者の動作の情報から前記設備が停止中である場合の停止目的を分類する段階（ｄ）と、
前記停止目的に応じて、前記設備の稼働率に関する情報を求める期間に、前記設備が停止中の期間を算入するか否かを判断する段階（ｅ）と、を有する、上記（１５）または（１６）のいずれか１つに記載の設備稼働率算出プログラム。

（２１）前記段階（ａ）において取得された前記設備の稼働状態が停止中である場合に、前記作業者の動作の情報から前記作業者が所定領域内に存在するか否かを検出する段階（ｆ）と、
前記設備が停止中の期間に、前記作業者が所定領域内に存在すると検出された時間が所定時間割合以上であるか、または検出された頻度が所定頻度以上である場合に、前記設備の稼働率に関する情報を求める期間に、前記設備が停止中の期間を算入する段階（ｇ）と、を有する、上記（１５）、（１６）、および（２０）のいずれか１つに記載の設備稼働率算出プログラム。

（２２）前記段階（ａ）において取得された前記設備の稼働状態が停止中である場合に、前記作業者の動作の情報から前記作業者が所定領域内に存在するか否かを検出する段階（ｆ）と、
前記設備が停止中の期間に、前記作業者が所定領域内に存在すると検出された時間が所定時間割合未満であるか、または検出された頻度が所定頻度未満である場合に、前記設備の稼働率に関する情報を求める期間から前記設備が停止中の期間を除外する段階（ｇ）と、を有する、上記（１５）、（１６）、（２０）、および（２１）のいずれか１つに記載の設備稼働率算出プログラム。

（２３）前記設備は、当該設備の稼働状態を示す信号灯を備えており、
前記段階（ａ）においては、カメラによって撮影された動画データから、前記信号灯が消灯しているか否かを判断し、前記信号灯が消灯している期間を前記設備の停止中とする、上記（２０）〜（２２）のいずれか１つに記載の設備稼働率算出プログラム。

本発明によれば、作業者の動作の情報から作業者が行っている作業を分類して、設備の稼働状態と分類した作業に基づいて設備の稼働率に関する情報を求めることとした。このため作業者が設備に与えた影響を含めて、設備の性能をより正確に表した稼働率を得ることができる。また、本発明は、基準時間を含む所定の時間範囲内となっている設備の稼働時間を用いて、稼働率に関する情報を求めることとした。このため、設備の性能をよく表している稼働時間から稼働率を求めることができる。

実施形態１の設備稼働率算出システムの構成を説明するための説明図である。 実施形態１の設備稼働率算出システムの機能構成を説明するためのブロック図である。 作業領域を説明するための説明図である。 組み合わせパターンを説明するパターン図である。 設備の稼働状態と作業者の状態を示すタイムテーブルである。 設備の稼働状態と作業者の状態を示すタイムテーブルである。 設備の稼働状態と作業者の状態を示すタイムテーブルである。 性能稼働率を算出するための処理手順を示すフローチャートである。 性能稼働率を算出するための処理手順を示すフローチャートである。 実施形態２の設備稼働率算出システムの機能構成を説明するためのブロック図である。 初物生産時の設備稼働状態の一例を示すタイムテーブルである。 初物生産時に設備を稼働させた稼働時間と回数の関係の一例を示すヒストグラムである。 標準運転時間を採用して稼働率を求める一例を説明するためのヒストグラムである。 実施形態３における、設備の稼働状態と作業者の位置の第１の例を示すタイムテーブルである。 実施形態３における、設備の稼働状態と作業者の位置の第２の例を示すタイムテーブルである。 実施形態３における、設備の稼働状態と作業者の位置の第３の例を示すタイムテーブルである。 実施形態３における、設備の稼働状態と作業者の位置の第４の例を示すタイムテーブルである。

以下、図面を参照して、本発明の実施形態を詳細に説明する。なお、図面の説明において同一の要素には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。また、図面の寸法比率は、説明の都合上誇張されており、実際の比率とは異なる場合がある。

（実施形態１）
図１は、実施形態１の設備稼働率算出システムの構成を説明するための説明図である。図２は、実施形態１の設備稼働率算出システムの機能構成を説明するためのブロック図である。

この設備稼働率算出システム１は、サーバー１０と、サーバー１０に接続されたカメラ２０と、を有する。

設備５０は、稼働率を求める対象となるものであって、どのような設備でもよい。設備５０は、たとえば、自動加工機（たとえば数値制御加工機）である。また、以下の説明において、生産とは、自動加工機による部品加工などを含む。

カメラ２０は、設備５０を含む撮影領域４０を撮影する。カメラ２０は、撮影領域４０内において、作業者３０の動作がわかるように作業者３０を上方から撮影する位置に設置する。具体的には、作業者が腕をどちらの方向へ向けているか（設備５０の方向かそれ以外の方向か）が撮影できる位置とする。したがって、カメラ２０は作業者の真上だけでなく斜め上方からの撮影でもよい。カメラ２０自体は一般的なムービーカメラを用いることができる。

図２に示すように、サーバー１０は、作業者の動作の情報として、カメラ２０から動画データの入力を受ける。カメラ２０は動画データを取得してサーバー１０へ入力するための入力部となる。また、サーバー１０は、設備５０から稼働状態を示す設備信号の入力を受ける。

サーバー１０は、カメラ２０および設備５０などの外部機器との接続を行うための各種インターフェースを備えている（不図示）。たとえば、サーバー１０は、カメラ２０や設備５０に備えられているインターフェースに合わせて、たとえば、イーサネット（登録商標）、ＳＡＴＡ、ＰＣＩ Ｅｘｐｒｅｓｓ、ＵＳＢ、ＩＥＥＥ１３９４などの規格によるＢｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）、ＩＥＥＥ８０２．１１などの無線通信インターフェース、そのほかカメラ２０や設備５０に合わせてアナログ回線用のインターフェースなどを備えていてもよい。

設備信号は、設備５０の稼働状態を示す信号である。設備信号は、たとえば、設備５０に備え付けられている積層信号灯（以下、信号灯５１という）のスイッチング信号でもよい。信号灯５１は、３色積層灯、シグナルタワーなどとも称されており、その多くは、緑色、黄色、赤色の３色のランプが設備５０の稼働状態に合わせて発光する。信号灯５１は、通常、設備５０が正常に稼働中の場合は緑色、正常に停止中の場合は黄色、不具合発生時には赤色となるように設定されている。

設備５０の稼働状態は、設備５０から直接設備信号の入力を受けるだけでなく、たとえば、カメラ２０の動画データから取得することもできる。このために、カメラ２０は、その撮影領域４０に信号灯５１が入るように設置される。そして、カメラ２０の動画データの中の信号灯５１の発光色が検知されることで、その発光色から設備５０の稼働状態を知ることができる。この場合は、設備５０とサーバー１０を接続することなく、設備５０の稼働状態を取得することができる。

サーバー１０は、図２に示すように、機能として演算部１１および記憶部１２を有する。

演算部１１は、さらに動画データおよび設備信号を処理する信号処理部１１１、作業者の動作から作業者の作業を分類する作業分類部１１２、設備５０の稼働状態および分類された作業者の作業から稼働率に関する情報を求める計算処理部１１３を有する。このような機能を有する演算部１１は、サーバー１０において、各種の演算処理を実行するプロセッサー（ＣＰＵ：Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）であり、各部位の機能はプロセッサーが各部の機能を実施するためのプログラムを実行することで達成される。

信号処理部１１１は、サーバー１０へ入力された動画データおよび設備信号がアナログデータである場合に、これらをサーバー１０で処理するために、デジタルデータへ変換する。なお、動画データおよび設備信号の両方またはいずれかがデジタルデータとして入力された場合は、そのままデジタルデータを使用するようにしてもよい。

作業分類部１１２は、動画データから作業者の位置と向きを検出して、設備５０に対する作業（設備作業）か、それ以外の作業（非設備作業）かを分類する。

動画データからの作業者の位置および向きの検出は、既存の技術を用いることができる。たとえば、オープンポーズ（Ｏｐｅｎ Ｐｏｓｅ（https://github.com/CMU-Perceptual-Computing-Lab/openpose など参照））、ディープポーズ（Ｄｅｅｐ Ｐｏｓｅ（https://www.slideshare.net/mitmul/deeppose-human-pose-estimation-via-deep-neural-networks など参照））など２次元の動画データから人の骨格を推定して姿勢を認識する技術（以下、骨格認識技術という）を用いることができる。また、その他にも、たとえば、マイクロソフト社のキネクト（登録商標）など、デプスカメラ（ＲＢＧ−Ｄカメラ）やＴＯＦ（Ｔｉｍｅ ｏｆ Ｆｌｉｇｈｔ）を使用した技術を用いることができる。この場合は、通常のムービーカメラに代えて専用のカメラを用いる。

骨格認識技術を用いた作業者の位置の検出は、撮影領域４０の中にあらかじめ作業領域を設定して、その中に作業者がいるか否かを検出する。図３は、この作業領域を説明するための説明図である。

撮影領域４０の中に、図３に示すように、作業領域４１が設定される。作業領域４１は、たとえば、設備５０に対して作業者が直接作業できる範囲であり、作業者が手を伸ばせば設備５０に届く範囲である。

具体的には、動画データに２次元座標系が設定され、その中に上述した作業領域４１の範囲（座標値）が設定される。そして、骨格認識技術を用いて得られた作業者の頭や肩などの要部骨格の座標値が、作業領域４１内に存在するか否かで作業者の位置が判断される。作業領域４１の境界を跨ぐように作業者がいる場合は、作業領域４１内に作業者のいるものとする。また、作業者の要部骨格が、より多く入っている方の領域に、その作業者が存在するとしてもよい。

なお、このような作業者の位置の検出は、２次元座標系以外にも３次元座標系を設定してもよい。また、作業者の位置の検出には、頭や肩以外にも、たとえば足の骨格からどの領域にいるかが判断されてもよい。

さらに、動画データから作業者の向きが検出される。

骨格認識技術を用いた作業者の向きの検出は、頭や肩などの要部骨格に対して腕（特に肘から先の部分）が突出している方向が、その人が向いている方向であると判断される。本実施形態１では、少なくとも一方の腕の骨格が要部骨格に対して、設備５０の方向に突出していれば、作業者が設備５０を向いていると判断される。これは設備５０に対する作業中は、作業者の両腕が設備５０の方向に突出している場合もあるが、片手作業のこともあるためである。片手作業とは、具体的にはたとえば、プログラムの設定変更や再起動などがある。このような作業は、設備５０の操作パネルに対して片手でも行い得る作業のため、もう一方の腕は作業者自身の身体に沿って下げている。このような場合、一方の腕は設備５０の方向に突出しているが、他方の腕は突出していない。そこで、本実施形態１では、上記のように、少なくとも一方の腕が設備５０を向いている場合には、作業者が設備５０を向いていると判断するものとした。

図３においては、実線で示した作業者３０ａは両腕が突出している方向が設備５０の方向であるので設備５０を向いていると判断される。これを「設備作業」と称する。一方、点線で示した作業者３０ｂは、両腕が設備５０以外の方向（図では斜め後ろ向き）を向いている。このため作業者３０ｂは設備５０の方を向いていないと判断される。これを「非設備作業」と称する。

複数の作業者が作業領域４１内にいる場合は、それぞれの作業者の位置が検出され、それぞれの作業者の向きが検出される。

図３においては、１つの設備５０を含む領域をカメラ２０の撮影領域４０としているが、撮影領域４０は、複数の設備５０を一度に撮影できるようにしてもよい。その場合、作業領域４１は、それぞれの設備５０ごとに設定されることが好ましい。複数の設備５０ごとに設定された作業領域４１は、重複部分があってもよい。たとえば、複数の設備５０がある場合に領域の重複する部分に作業者がいるとしても、本実施形態１では、作業者の向きも含めて判断しているため、作業者がどの設備５０に対して作業しているか、または作業していないかが判断される。

計算処理部１１３は、作業分類部１１２において分類された作業者の作業と、設備５０の稼働状態から稼働率に関する情報を求める。稼働率に関する情報は、「性能稼働率」、「性能ロス」、「停止ロス」、「段取りロス」、および「非作業ロス」が含まれる。

「性能稼働率」は、稼働率を算出する期間（稼働率算出期間という）内で、設備５０が性能通りに稼働していた割合である。

「性能ロス」は、設備稼働中に作業者が設備作業を行っている時間である。たとえば、自動加工機などが本来自動で加工できるにもかかわらず、作業者が作業を行うことでその加工のための稼働時間が長くなってしまうような場合である。「性能ロス」は、性能稼働率を低下させる要因となる。

「停止ロス」は、稼働率算出期間内で設備が停止している時間である。

「段取りロス」は、「停止ロス」の中の小分類の１つであり、作業者が設備５０の段取りを行っている時間である。たとえば１つの生産が終了後、次の生産の準備のために設備５０を停止して段取り作業を行っている時間である。

「非作業ロス」は、「停止ロス」の中の小分類の１つであり、停止ロス内で作業者が、停止ロスが発生している設備に関わっていない時間である。つまり、設備停止中に作業者の作業が必要であるにも関わらす、作業が行われていないため、損失となっている時間である。

組み合わせパターンは、設備５０の稼働状態と、作業者の位置および向きの関係から性能ロスおよび非作業ロスを判断するための基準となる。図４は、組み合わせパターンを説明するパターン図である。

設備５０の稼働状態は、既に説明したように、信号灯５１の色に対応している。このため、ここでは、組み合わせパターンを信号灯５１の色と、作業者の位置および向きによって説明する。

「緑色」は、正常に稼働している状態である。通常、このような状態においては、設備５０に対する作業者による作業は不要である。したがって、「緑色」の際に、作業領域４１内に作業者が存在して、設備５０の方向を向いている（設備作業）場合は、「性能ロス」と判断される。一方、「緑色」の際に、作業領域４１内に作業者が存在するが設備５０の方向を向いていない（非設備作業）場合または作業領域４１内に作業者が存在しない場合は、ロスがない適切な状態であると判断される。

「黄色」は、正常に停止して非稼働中（停止中）であることを示しており、設備５０に仕掛けた工程や作業が完了して設備５０が停止し、次の段取りを待っている状態である。たとえば、自動加工機などでは、段取りとして、次に行う加工のための原材料の投入、ツールの交換、加工用プログラムやパラメーターの設定や変更などがある。これらの段取り作業は、作業者が設備５０に対面して行う。したがって、「黄色」の際に、作業領域４１内に作業者が存在して、設備５０の方向を向いている（設備作業）場合は、適切な状態ではあるが、設備が停止しているため、「段取りロス」と判断される。一方、「黄色」の際に、作業領域４１内に作業者が存在するが設備５０の方向を向いていない（非設備作業）場合、または作業領域４１内に作業者が存在しない場合は、必要な作業が行われていないものとして、「非作業ロス」と判断される。

「赤色」は、異常停止して非稼働中（停止中）となったことを示しており、設備５０に何らかの異常が発生した場合である。たとえば、自動加工機などでは、予期せぬ原材料切れや、冷却不良（または加熱不足）、ツール破損、電力の停止、その他の故障などが起こった場合である。このような場合は、その設備５０を修理、調整などする必要がある。このため「赤色」の際に、作業者が設備に対して作業していない場合は、修理対応されていない可能性がある。したがって、「赤色」の際に、作業領域４１内に作業者が存在して、設備５０の方向を向いている（設備作業）場合は適切と判断される。この場合、「黄色」と同様、「段取りロス」と判断される。一方、「赤色」の際に、作業領域４１内に作業者が存在し、設備５０の方向を向いていない（非設備作業）場合または作業領域４１内に作業者が存在しない場合は、稼働率情報は「非作業ロス」と判断される。

ただし、設備５０の修理対応の場合は、修理に必要なツールや部品を取りに行くなど、常時、設備５０に対面しているとは限らない。そこで、「赤色」の場合は、非設備作業であっても「非作業ロス」と判断しないこととしてもよい。たとえば、「赤色」の際に、一旦、適切と判断されたのちに非設備作業となった場合は、非作業ロスと判断しなくてもよい。また、設備５０の修理対応に長い時間が掛かる場合には、信号灯５１を消灯させてもよい。その場合は、性能稼働率の算出から除外される。

消灯の場合は、設備５０の電源を落として停止中、または設備５０を手動操作で動作させている状態である。この場合は、性能稼働率の算出から除外される。設備５０を停止または手動操作している理由は様々であるが、たとえば、計画的な生産中止、定期的なメンテナンスや修理対応などである。これらの状態は、いずれも人為的なものであるので、このような状態においては、性能稼働率を算出しなくてもよい。

計算処理部１１３は、生産数のカウントを行う。生産数は、たとえは、１回の稼働で１カウントとする。具体的には、設備信号が緑色から黄色に変わる時点でカウントアップする。特に、量産工程では、「緑色、非設備作業」→「黄色、設備作業」→「緑色、非設備作業」のパターンが周期的に起こっている。この場合は、後述する実施形態２で説明する初物の生産とは異なり、周期的な変化から生産数をカウントすることで生産数を自動的に得ることができる。

そして、本実施形態１における性能稼働率は、稼働率算出期間（時間）を設定して、その期間内で求められる。稼働率算出期間は、任意に設定すればよく、たとえば、１日、１週間、１か月など、稼働率を求めたい期間が設定されうる。また、稼働率算出期間は、所定の生産数に到達するまでの期間としてもよい。また、稼働率算出期間の途中で集計を止めて、それまでの性能稼働率を求めてもよい。

本実施形態１では、この性能稼働率は、既に説明した組み合わせパターンから性能ロスを判断して、算出される。

つまり、組み合わせパターンから、「緑色、設備作業」の組み合わせが発生している場合、生産を目的としない設備５０に対する作業者の作業であると推定し、性能ロスが判断される。

図５は、設備５０の稼働状態と作業者の状態を示すタイムテーブルである。図示するように、正常稼働中である緑色Ｇの場合に、作業者が非設備作業となっている組み合わせの区間６００がある。この区間６００は、適切な状態である。一方、正常稼働中である緑色Ｇであるにもかかわらず、作業者が設備作業となっている区間６０１がある。このような組み合わせが発生している時間は、性能ロスの区間６０１として、性能稼働率を算出する際に稼働時間から差し引かれる。これにより、性能稼働率は、設備稼働中においては、作業者が非設備作業に分類されている場合の設備稼働時間から算出される。したがって、性能稼働率は下記（１）式により算出される。

性能稼働率＝（各稼働時間の合計−性能ロス時間）／稼働率算出期間 …（１）
式中、稼働時間、性能ロス時間、および稼働率算出期間はいずれも時間の単位とする（以下同様）。

次に、「黄色、非設備作業」および「赤色、非設備作業」の組み合わせが発生している場合、非作業ロスとして、停止ロス中における段取りロスと区別して、稼働率に関する情報とする。

図６は、設備５０の稼働状態と作業者の状態を示すタイムテーブルである。図示するように、正常な停止中である黄色Ｙの場合に、作業者が設備作業となっている組み合わせとなっている区間６０２がある。この区間６０２は、適切な状態である。しかし、既に説明したように、設備が停止している時間となるので、段取りロスと判断される。

また、図６では、正常な停止中である黄色Ｙの場合に、作業者が非設備作業となっている区間６０３がある。このような組み合わせは、非作業ロスとして、段取りロスの区間６０２と区別される。非作業ロスの区間６０３を段取りロスの区間６０２と区別することで、段取りのために必要なロス時間と、本来不要な非作業ロスを見分けることができる。なお、この場合、停止ロスは、段取りロスの区間６０２と非作業ロスの区間６０３とを合わせた区間６０５となる。

なお、図６では設備５０の稼働状態として黄色の場合を示したが、赤色の場合も同様である。

次に、信号灯消灯中の場合を説明する。

図７は、設備５０の稼働状態と作業者の状態を示すタイムテーブルである。図７に示すように、信号灯５１が消灯中の時間がある。このような時間は、たとえば、生産計画として規定されているメンテナンスの時間などである。本実施形態１では、設備５０の稼働率に関する情報を求める際の稼働率算出期間から、このような計画的に停止させている時間を省くこととした。

メンテナンス時は、サービスマンが設備前に常駐するため、多くの時間は設備作業となるが、作業領域４１への出入りも起こる。たとえば、作業者は、メンテナンスに必要なツールや部品を取りに行くために、作業領域４１から離れる場合がある。このため、信号灯５１が消灯中は、作業者の作業分類が設備作業か非設備作業かにかかわらず、性能稼働率の算出から除外されるようにした。

このため、設備５０が計画的に停止されている時間が除外され、設備５０が生産動作を行っている期間のみを用いて性能稼働率が算出される。これにより、設備５０が持つ性能を正確に表した性能稼働率を得ることができる。

図２に戻り記憶部１２を説明する。記憶部１２は、サーバー１０に備えられた記憶装置であり、たとえば、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）およびＨＤＤ（Ｈａｒｄ Ｄｉｓｋ Ｄｒｉｖｅ）などが適宜組み合わされて構成されている。ＲＯＭは、各種プログラムおよび各種データを保存する読み取り専用の記憶装置である。ＲＡＭは、作業領域４１として一時的にプログラムおよびデータを記憶する高速のランダムアクセス記憶装置である。ＨＤＤは、各種プログラムや各種データを保存する大容量のランダムアクセス記憶装置である。もちろん、その他の記憶装置であってもよい。

記憶部１２は、本実施形態１では、主に、データテーブルのデータ１２１、および組み合わせパターンのデータ１２２を記憶する。記憶部１２は、これら以外にも、稼働率に関する情報を求めるために必要なデータを記憶する。

データテーブルのデータ１２１は、設備５０の稼働状態と作業者の状態を時間に沿って記憶したデータである。たとえば、既に説明した図５〜７のとおりである。

組み合わせパターンのデータ１２２は、既に説明したとおり、設備５０の稼働状態と作業者の状態の組み合わせから、性能ロスおよび非作業ロスを判断するためのデータであり、たとえば、図４のとおりである。

次に、本実施形態１における、作業者の動作を考慮した性能稼働率を算出するための処理手順を説明する。図８および９は、性能稼働率を算出するための処理手順を示すフローチャートである。

まず、サーバー１０は、設備５０の性能稼働率を算出するために、集計時間の計時を開始する（Ｓ１０）。なお、図示しないが、この処理手順の開始時（集計時間の計時開始前）には、集計時間、稼働時間、性能ロス時間、および除外時間（後述する）がリセットされる。また、稼働率算出期間（時間）も設定される。設定された稼働率算出期間（時間）は記憶部１２に記憶される。

続いて、サーバー１０は、設備５０の稼働状態を取得する（Ｓ１１）。以下では、設備５０の稼働状態は、信号灯５１の色によって説明する。

続いて、サーバー１０は、作業者の位置および向きを検出する（Ｓ１２）。作業者の位置および向きの検出は、既に説明したとおりである。なお、Ｓ１１およびＳ１２の順は逆であってもよいし同時でもよい。

続いて、サーバー１０は、設備５０の状態として信号灯５１の色を確認する（Ｓ１３）。信号灯５１の色が緑色であれば（Ｓ１３：緑）、サーバー１０は、除外時間計時中であれば計時を停止する（Ｓ１４）。

続いて、サーバー１０は、作業者の動作を確認する。ここで非設備作業の場合（Ｓ１５：ＮＯ）、サーバー１０は、性能ロス計時中であれば計時を停止する（Ｓ１６）。続いて、サーバー１０は、稼働時間が計時されていなければ開始し、計時中であれば継続し、停止中であれば再開する（Ｓ１７）。

一方、Ｓ１５において、設備作業の場合（Ｓ１５：ＹＥＳ）、性能ロス（図４参照）であるので、サーバー１０は、性能ロスが計時されていなければ開始し、計時中であれば継続し、停止中であれば再開する（Ｓ１８）。

その後、サーバー１０は、集計時間が稼働率算出期間に到達したなら（Ｓ１９：ＹＥＳ）、すべての計時を終了してその時点での計時値を記憶し、性能稼働率を算出する（Ｓ２０）。Ｓ２０に入った段階で、集計時間の計時値＝稼働率算出期間となっており、この段階での稼働時間の計時値が複数回の稼働時間の合計として取得されている。同様に、性能ロスおよび除外時間が複数回あった場合もそれぞれ合計が計時値として取得されている。サーバー１０は、これらの値から上述した（１）式により性能稼働率を算出する。なお、除外時間は後述するＳ３２で記憶されるので、集計時間から除外時間を引くことになる。

一方、Ｓ１９において集計時間が稼働率算出期間（時間）に到達していなければ（Ｓ１９：ＮＯ）、サーバー１０は、処理をＳ１１へ戻し、処理を継続する。

Ｓ１３において、設備５０の状態が黄色または赤色の場合（Ｓ１３：黄、赤）、サーバー１０は、除外時間計時中であれば計時を停止する（Ｓ２１）。

続いて、サーバー１０は、性能ロス計時中であれば計時を停止する（Ｓ２２）。

続いて、サーバー１０は、稼働時間計時中であれば計時を停止する（Ｓ２３）。このとき、サーバー１０は、停止ロスを記憶部１２へ記憶してもよい。なお、本実施形態１では、段取りロスと非作業ロスを記憶するため、サーバー１０は、停止ロスを記憶しなくてもよい。

続いて、サーバー１０は、作業者の動作を確認し、設備作業の場合（Ｓ２４：ＹＥＳ）、段取りロスを記憶部１２へ記憶する（Ｓ２５）。一方、非設備作業の場合（Ｓ２４：ＮＯ）、サーバー１０は、非作業ロスを記憶部１２へ記憶する（Ｓ２６）。その後、サーバー１０は、処理をＳ１９へ進ませる。

Ｓ１３において、設備５０の状態が消灯の場合（Ｓ１３：消灯）、サーバー１０は、集計時間以外の計時を停止する（Ｓ３１）。

続いて、サーバー１０は、除外時間が、計時されていなければ計時を開始し、計時中であれば継続し、停止中であれば再開する（Ｓ３２）。その後、サーバー１０は、処理をＳ１９へ進ませる。以上により性能稼働率の算出処理は終了する。

なお、この処理手順では、段取りロスおよび作業ロスの時間は計時していないが、これらの時間を計時するようにしてもよい。

本実施形態１によれば、以下のような効果を奏する。

本実施形態１では、作業者の動作の情報から、作業者が行っている作業を設備作業か非設備作業かに分類して、設備５０の稼働状態と分類した作業に基づいて設備５０の稼働率に関する情報を求めることとした。これにより作業者が設備に対して行った作業を考慮した、より正確に設備５０の性能を表した性能稼働率を得ることができる。したがって、本実施形態１によって、性能稼働率を見るだけで設備５０の性能がより正確にわかるようになり、生産計画を立てやすくなる。

また、本実施形態１では、設備５０の稼働状態と、作業者の設備５０に対する動作の組み合わせに基づいて、性能ロス、段取りロス、および非作業ロスを求めている。特に、設備稼働中（信号灯５１が緑色）に、性能ロスが記録されたときには、作業者が設備５０に対して不必要な作業をしている可能性のあることがわかる。また、設備停止中（信号灯５１が黄色および赤色）に、非作業ロスが記録されたときには、作業者が設備５０に対して作業をしていない可能性のあることがわかる。さらに、設備電源をオフにするなど、信号灯５１が消灯している場合は、性能稼働率の算出から除外することで、設備５０の性能をより正確に見極めることができる。

得られた稼働率に関する情報は、たとえばサーバー１０に接続されたユーザー端末へ送信されてもよい。その際、記録した稼働時間やロス時間をタイムテーブル（たとえば図５〜７など）などとすることで、よりわかりやすくなる。また、その他の表示形式でユーザーへ提供されるようにしてもよい。ここで、ユーザー端末とは、たとえばユーザーが使用するスマートフォンやタブレットなどの携帯端末、その他のコンピューターなどである。

（実施形態２）
図１０は、実施形態２の設備稼働率算出システム２の機能構成を説明するためのブロック図である。

本実施形態２の設備稼働率算出システム２は、サーバー１０が設備５０に接続されていて、設備５０から稼働状態を示す設備信号の入力を受ける。この場合、カメラ２０は不要である。しかし、実施形態２においても、実施形態１同様に、信号灯５１の色から設備５０の稼働状態が判断されてもよい。その場合には、設備５０の信号灯５１を撮影できるカメラ２０が設けられる。

サーバー１０内の各機能は、実施形態１同様に、演算部１１および記憶部１２を有する。演算部１１は、実施形態１同様に、信号処理部１１１および計算処理部１１３を有する。信号処理部１１１は実施形態１同様に、設備５０からの信号を処理する。

一方、計算処理部１１３は、設備信号から設備５０の稼働状態に基づき、後述のように性能稼働率を算出する。

また、記憶部１２は、実施形態１同様であり、サーバー１０の記憶装置である。本実施形態２では、記憶部１２は、稼働時間、停止時間などのテーブルデータのデータ１２１と、後述するヒストグラムのデータ１２３を記憶する。

本実施形態２は、稼働時間のうち基準時間を含む所定の時間範囲内の稼働時間から性能稼働率を算出する。このために、本実施形態では、基準時間を含む所定の時間範囲を得るためにヒストグラムが用いられる。ヒストグラムは、複数回設備を稼働させて、稼働時間と、稼働時間の回数から作成される。

このような本実施形態２による性能稼働率の算出は、たとえば「緑色、非設備作業」→「黄色、設備作業」→「緑色、非設備作業」のパターンが非周期的に起こっている場合に有効である。このような非周期的な動作パターンは、初物の生産時に起こりやすい。

図１１は、初物生産時の設備稼働状態の一例を示すタイムテーブルである。また、図１２は、初物生産時に設備５０を稼働させた稼働時間と回数の関係の一例を示すヒストグラムである。

図１１においては、設備５０の信号灯５１による稼働状態を、正常稼働中である緑色Ｇ、正常停止中である黄色Ｙとして示されている。

図１１に示すとおり、初物を生産する場合、生産品を検査しながら初物用プログラムが調整される。この間、緑色Ｇの時間も、黄色Ｙの時間もばらばらで非周期的である。初物用プログラムの調整後、量産運転が行われる。量産運転中には、緑色Ｇの時間および黄色Ｙのそれぞれの時間は、安定していて周期的なパターンとなっている。続いて、量産運転中に不具合が出た場合、または効率を上げるなどのために、出戻り調整としてプログラムやパラメーターの調整が行われる。出戻り調整中も、緑色Ｇおよび黄色Ｙのそれぞれの時間は、非周期的となる。出戻り調整後は、また量産運転が行われる。

このような初物生産時（プログラム調整や出戻り調整が発生している間）は、調整のために、設備５０を止めたり、生産速度（加工速度）を速くしたり、遅くしたりして、稼働時間が人為的に変えられている。そのような期間の稼働時間をそのまま用いて性能稼働率を算出すると、その設備５０が本来持っている性能が反映されないことになる。

そこで、本実施形態２では、設備５０を複数回稼働させたときに、１回の稼働時間ごとのヒストグラムを作成して、回数のピークを中心とした所定の時間範囲内にある稼働時間から、性能稼働率が算出される。ここで１回の稼働時間とは、信号灯５１が緑色に点灯してから緑色が消灯（他の色にかわる）までの時間である、つまり、信号灯５１の緑色の１回の点灯時間である。ここでは、この回数のピークを基準時間とする。

図１２に示したヒストグラムは、初物生産時に複数回設備を稼働させて、信号灯５１が緑色に点灯した回数（稼働中）と、それぞれの点灯時間から作成する。

横軸は、緑色の点灯１回あたりの点灯時間、すなわち稼働時間である。縦軸は、所定の時間間隔（ｔｍ１〜ｔｍ６）ごとに、各時間間隔に含まれる稼働時間（緑色が点灯）の回数である。図においては、時間間隔をｔｍ１〜ｔｍ６の６分割としているが、限定されない。

所定の時間間隔（ｔｍ１〜ｔｍ６のそれぞれ）は、たとえば、計時できる最小値としてもよい。計時できる最小値は、たとえば０．１秒、１秒などである。もちろん、さらに小さな値であってもよいし、これらよりも大きな値であってもよい。

また、所定の時間間隔（ｔｍ１〜ｔｍ６のそれぞれ）は、たとえば、１つの製品の生産に掛かると予想される時間によって異ならせてもよい。予想生産時間が長ければ、時間間隔を長く、予想生産時間が短ければ、時間間隔を短くする。具体的には、自動加工機における部品加工において、１つの加工に６０分掛かると予想される場合、所定の時間間隔（ｔｍ１〜ｔｍ６のそれぞれ）は、１秒〜１分間隔とする。また、たとえば、１つの加工に２４時間掛かると予想される場合、所定の時間間隔（ｔｍ１〜ｔｍ６のそれぞれ）は、１分〜１０分間隔とする。このような時間間隔は、ヒストグラムを得ることができる任意の時間間隔とすればよい。

そして、図１２の例では、所定の時間範囲をヒストグラムの全稼働時間の範囲の５０％とし、ヒストグラムの回数のピーク（基準時間）をこの所定の時間範囲の中心にする。したがって、ピークの前２５％、後２５％内にある稼働時間から性能稼働率を算出する。性能稼働率は、下記（２）式により算出される。

性能稼働率＝基準時間を中心に時間範囲５０％にある稼働時間の合計／基準時間を中心に時間範囲５０％内の集計時間 …（２）
式中、集計時間は設備稼働中と停止中を含む時間である。

このようにヒストグラムから設備５０の性能稼働率を求めることで、たとえば初物生産時のように１回ごとに稼働時間が変動するような場合においても、設備５０の性能をより正確に表した性能稼働率を得ることができる。

基準時間は、回数のピークではなく、たとえば標準運転時間としてもよい。

図１３は、標準運転時間を採用して稼働率を求める一例を説明するためのヒストグラムである。

図１３に示したヒストグラム自体は、図１２で説明した場合と同様である。そして、図１３に示したヒストグラムにおいては、全稼働時間に対して、標準運転時間を中心に５０％（標準運転時間の前２５％、後２５％）内にある稼働時間から性能稼働率が算出される。算出式は（２）式と同様である。

標準運転時間は、１つの製品の生産に掛かる時間である。標準運転時間は、たとえば、他製品の生産実績や設計上予想される時間からあらかじめ求めておく。

このように標準運転時間を用いることで、初物製品を生産するために予想される稼働時間を中心にした範囲内の稼働時間を用いて性能稼働率を求めることができる。

なお、回数のピークを用いる場合も標準運転時間を用いる場合も、所定の時間範囲は全稼働時間の範囲の５０％に限定されない。たとえば、所定の時間範囲は、１０％など狭い値としてもよいし、８０％など広い範囲としてもよい。これらの値は、初物生産に予想される時間の変動幅や、過去の製品を生産したときの変動幅などから任意に決めればよい。また、回数のピークや標準運転時間などの基準時間は、所定の時間範囲の中心に設定されたが、基準時間は、所定の時間範囲内に含まれていればよく、中心からずれて設定されてもよい。たとえば、基準時間に対して、前１０％、後４０％、または前３０％、後２０％などとしてもよい。もちろんこのような数値は例示であり、任意に決定することができる。

なお、標準運転時間を用いる場合は、ヒストグラムを作成せずに、標準運転時間を含む所定の時間範囲内となっている稼働時間を蓄積（合計）して、最後にその時間範囲の集計時間で割ることでも、算出できる。

また、図においては初物用プログラム調整と出戻り調整がそれぞれ１回行われる場合示されているが、初物生産において、このような調整の回数は、それぞれ１回とは限らず、複数回行われることもある。したがって、ヒストグラムを取得する期間は、複数回の初物用プログラム調整および出戻り調整を含めた任意の期間とする。

本実施形態２は以下のような効果を奏する。

本実施形態２では、基準時間を含む所定の時間範囲内となっている設備５０の稼働時間を用いて、稼働率に関する情報を求めることとした。これにより、設備５０の性能とはかけ離れた稼働時間を排除して、性能をよく表している稼働時間から稼働率を求めることができる。特にヒストグラムを作成して、その中から所定の時間範囲内に分布している稼働時間を用いて性能稼働率を求めることで、より実際の設備５０の性能を表した性能稼働率を得ることができる。

また、実施形態２では、ヒストグラムを作成して、作業者の動作を調べることなく性能稼働率を算出している。仮に作業者起因の性能ロスが発生している場合、それらも含めヒストグラムが作成される。このため、作業者起因のロスがある場合には、回数のピークや標準運転時間などの基準時間から大きくずれて、所定の時間範囲に入らなくなり、性能稼働率の算出から除外される可能性が高い。したがって、作業者に起因した稼働時間の変動要因が除外されて、設備５０の性能をよく表した性能稼働率を得ることができる。

なお、本実施形態２においても、実施形態１同様に、作業者の動作の情報から、設備稼働中に設備作業を行っている場合は性能ロスとして、稼働時間から差し引くようにしてもよい。このようにすることで、設備５０の性能により近い性能稼働率を得ることができる。

（実施形態３）
上述した実施形態１では、信号灯５１が消灯して設備５０が停止している場合、その期間を、性能稼働率を算出する期間から除外することとした。この信号灯５１を消灯させている理由は、実施形態１において説明したとおり様々である。しかし、消灯理由によっては、本来、設備５０を稼働させておく方が稼働率を向上させられる可能性がある。そこで、本実施形態３は、設備を停止させている目的を分類し、分類した目的に応じて、設備５０が停止している期間を、性能稼働率の算出に用いるべきか否かを判断することとした。本実施形態３において、設備５０の停止目的の分類としては、計画停止と、計画停止以外に分類することとした。そして、本示指形態３では、計画停止の場合は、性能稼働率の算出に用いるべきではないと判断し、計画停止以外の場合は、性能稼働率の算出に用いるべきであると判断する。

本実施形態３における設備稼働率算出システムの構成は、実施形態１と同様である。したがって、本実施形態３における、設備停止目的の分類と、それに応じた性能稼働率の算出に用いるべきか否かの判断は、実施形態１同様に、サーバー１０の各機能によって実施される。以下では、サーバー１０の各機能は図２を参照して説明する。

また、本実施形態３の処理手順は、後述するＳ３２の段階での処理以外は、実施形態１と同様である。

本実施形態３においては、まず、信号処理部１１１が信号灯５１の消灯を検出する。続いて、作業分類部１１２は、動画データから作業者の位置から設備５０の停止目的を分類する。そして、計算処理部１１３は、信号灯５１が消灯している場合に設備５０が停止していると判断し、分類結果から設備５０の停止中の期間を性能稼働率の算出に用いるべきか否かを判断する。

作業分類部１１２は、信号灯５１の消灯中における設備５０の停止目的を、作業者の位置によって分類する。具体的には下記の条件により分類される。

計画停止以外と分類する条件は、信号灯５１が消灯中、作業者が作業領域４１内に存在している合計時間の割合が５０％以上、または、作業者が作業領域４１内に存在していると検出された頻度が、１時間当たり１０回以上であること、である。ただし、頻度は、作業者が作業領域４１内に入ってから作業領域４１外へ出るまでの時間が１分以上で１回とし、１分未満はカウントしないこととする。

計画停止と分類する条件は、信号灯５１が消灯中、作業者が作業領域４１内に存在している合計時間の割合が５０％未満、または、作業者が作業領域４１内に存在していると検出された頻度が、１時間当たり１０回未満であること、である。ただし、頻度は、作業者が作業領域４１内に入ってから作業領域４１外へ出るまでの時間が１分以上で１回とし、１分未満はカウントしないこととする。

計算処理部１１３は、この分類結果を受けて、計画停止以外と分類されている場合は、信号灯５１が消灯中の期間を、性能稼働率の算出に用いると判断し、計画停止と分類されている場合は、信号灯５１が消灯中の期間を、性能稼働率の算出から除外すると判断する。

このような各機能はサーバーの処理によって行われる。したがって、図８に示したＳ３２の処理としてサーバー１０によって実行される。図８を参照して処理手順を説明する。

サーバー１０は、信号灯５１が消灯中であれば（Ｓ１３：消灯）、Ｓ３１を経て、Ｓ３２へ処理を進ませる。サーバー１０は、Ｓ３２において、消灯中の期間に対して、作業者が作業領域４１内に存在している合計時間の割合が５０％以上、または作業者が作業領域４１内に存在していると検出された頻度が１時間当たり１０回以上である場合に、除外時間の計時を行わない。つまり、除外時間の計時が開始されていなければ、そのまま開始されないことになり、除外時間が計時中であれば計時が停止される。これにより、計画停止以外の場合は、実施形態１で説明した稼働率算出式である（１）式における稼働率算出期間に、信号灯５１が消灯中の期間が算入される。

一方、サーバー１０は、Ｓ３２において、消灯中の期間に対して、作業者が作業領域４１内に存在している合計時間の割合が５０％未満、または作業者が作業領域４１内に存在していると検出された頻度が１時間当たり１０回未満であれば、除外時間の計時を行う。つまり、計時していなければ計時を開始または再開し、計時中であれば継続する。これにより、計画停止の場合は、実施形態１で説明した稼働率算出式である（１）式における稼働率算出期間から、信号灯５１が消灯中の期間は除外される。

以下さらに具体例を挙げて説明する。

図１４は、実施形態３における、設備５０の稼働状態と作業者の位置の第１の例を示すタイムテーブルである。

第１の例では、図示するように、信号灯５１が消灯中の時間、作業者が作業領域４１に頻繁に出入りしている。作業者が作業領域４１内に存在している合計時間の割合は、消灯中の時間に対して５０％以上となっている。

このような状態は、計画停止以外に分類され、たとえば、作業待ち状態のときに発生する。作業待ち状態は、作業者が設備５０の前や周囲に居て、次の工程を設備５０に実施させるために必要なツールを用意したり、段取り替えの準備をしたりしている。このため、作業待ち状態では、作業領域４１内で作業者の検出が多くなり、それが消灯中の期間に対して５０％以上となったり、頻度として１時間当たり１０回以上となったりする。なお、図１４は、消灯中の時間に対して作業領域４１内で作業者が検出された合計時間の割合が５０％以上となっている例である。したがって、第１の例における信号灯５１が消灯している期間は、性能稼働率の算出に用いるべきと判断され、稼働率算出期間に算入される。

図１５は、実施形態３における、設備５０の稼働状態と作業者の位置の第２の例を示すタイムテーブルである。

第２の例では、図示するように、信号灯５１が消灯中の時間、作業者が作業領域４１に存在しない。この時間の間は稼働率算出期間に算入すべきではないと判断される。その後、信号灯５１に黄色が点灯すると、ほぼ同時に作業者が作業領域４１内で検出される。

このような状態は、計画停止に分類され、たとえば、始業後、午前中は生産計画などによって設備を停止しており、午後から設備５０を稼働させるような場合である。このような場合、午前中は作業領域４１内で作業者は検出されていない。したがって、第２の例における信号灯５１が消灯している期間は、性能稼働率の算出に用いるべきではないと判断され、稼働率算出期間から除外される。

図１６は、実施形態３における、設備５０の稼働状態と作業者の位置の第３の例を示すタイムテーブルである。

第３の例では、図示するように、信号灯５１が黄色のあと、消灯している。そして消灯している時間の間、作業者が作業領域４１に存在しない。

このような状態は、計画停止に分類され、たとえば、午後からは生産計画などによって設備を計画停止したような場合である。このような場合、午前中は作業領域４１内で作業者が検出されるが、午後からは、作業者が検出されなくなる。したがって、第３の例における信号灯５１が消灯している期間は、性能稼働率の算出に用いるべきではないと判断され、稼働率算出期間から除外される。

図１７は、実施形態３における、設備５０の稼働状態と作業者の位置の第４の例を示すタイムテーブルである。

第４の例では、図示するように、信号灯５１が緑色から黄色の点灯に代わり、その後、消灯している時間があり、黄色が点灯し、さらに緑色の点灯となっている。消灯している時間の間、作業者が作業領域４１に存在しない。

このような状態は、計画停止に分類され、たとえば、終業後、次の始業までの間などのように、設備５０を計画停止しているような場合である。このような場合、設備停止中は、作業領域４１内で作業者は検出されない。したがって、第４の例では、信号灯５１が消灯している期間は、性能稼働率の算出に用いるべきではないと判断され、稼働率算出期間から除外される。

本実施形態３は以下のような効果を奏する。

本実施形態３では、設備５０が停止していて信号灯の消灯中に、作業者が、所定時間割合以上または所定頻度以上、作業領域４１内に存在する場合は、稼働率算出期間に算入し、逆の場合には、稼働率算出期間に算入しないこととした。この点、実施形態１においては、停止目的によらず、信号灯５１が消灯中は、稼働率算出期間から除外していたが、本実施形態３では、本来設備を稼働させられる時間における設備停止は、稼働率算出期間に算入することとしたのである。これにより、信号灯５１の消灯中を単純に稼働率算出期間から除外する場合よりも、算出される稼働率の精度を上げることができる。

なお、上述した稼働率算出期間に算入すべきと判断するための条件は、あくまでも一例である。したがって、信号灯５１が消灯中に、作業領域に作業者が存在する時間割合は、５０％以上に限定されない。同様に、頻度についても１時間あたり１０回以上に限定されない。これらの時間割合や頻度は、たとえば、設備の稼働実績やこれまでの経験などから任意に決定される。

また、本実施形態３では、設備５０の停止目的を分類することで、設備５０が停止している期間を性能稼働率の算出に用いるか否かを判断したが、これに限定されない。たとえば、サーバー１０は、信号灯５１が消灯している期間について、作業者が所定領域に、所定お時間割合以上、または所定頻度以上存在する場合は、設備５０が停止している期間を性能稼働率の算出に用いることと判断してもよい。

また、設備５０の停止は、カメラ２０からの動画データ内の信号灯５１が消灯していることにより検出することとしたが、これに限定されない。たとえば、設備５０の電源のオン、オフをセンサーなどで検知して、設備５０の電源がオフとなった場合に、設備５０の停止が検出されてもよい。

以上、本発明の実施形態を説明したが、様々な変形が可能である。実施形態では、各機能をサーバー１０の機能として説明したが、これに限定されない。たとえば、サーバー１０の機能として、小型のコンピューター（ボードＰＣなど）をカメラ２０に組み込んで、またはカメラ２０とコンピューターを一体化させて、カメラ２０内のコンピューターにプログラムを実行させるようにしてもよい。このようにすることで、コンピューター一体型のカメラ２０を設置するだけで、本実施形態を達成させることができる。

また、サーバー１０の機能はクラウドサーバーにより代替させることもできる。たとえば設備５０およびカメラ２０にインターネット接続可能なインターフェースを設けて、動画データ、設備信号を直接クラウドサーバーへ送信する。そして、クラウドサーバー上で既に説明した処理手順を実行することで、クラウドサーバーに稼働率情報を蓄え、ユーザー端末から、稼働率情報を取り出すようにしてもよい。

また、作業者の位置および向きの検出には、カメラ２０の動画データから骨格認識技術を用いて検出するだけでなく、その他のセンサーなどを用いてもよい。たとえば、物体までの距離値を得るライダー（ＬＩＤＡＲ（Ｌｉｇｈｔ Ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ ａｎｄ Ｒａｎｇｉｎｇ））により人の各部位までの距離値を得て、人の姿勢（特に腕の方向）を推定する技術を用いることができる。また、赤外線センサー（サーマルカメラ）を用いて人の顔の温度から人の向きを判定する技術などを用いることができる。

また、設備５０の稼働状態はたとえば、音で生産完了やプログラムの変更、異常停止などを知られる音響報知機が付いている場合は、その音や音を発するためのスイッチング信号などから取得してもよい。

また、信号灯５１がある場合においても、３色とは限らず、２色の信号灯５１、１色の信号灯５１などの場合でも適用可能である。たとえば、２色の信号灯５１の場合は、緑色の正常稼働と赤色の異常停止などである。このような設備５０に実施形態を対応させる際は、黄色の場合の処理を行わないようにすればよい。同じ２色の信号灯５１の場合でも、たとえば、黄色の正常停止と赤色の異常停止の場合もある。このような設備５０は、消灯状態が正常稼働であれば、上述した実施形態における緑色の処理を消灯のときに行えばよい。さらに、本発明は、信号灯５１が１色の場合、または、４色、５色といった場合においても、各実施形態と同様に、設備５０の稼働状態に対応して処理することができる。

また、実施形態の説明の中で使用した条件や数値などはあくまでも説明のためのものであり、本発明がこれら条件や数値に限定されるものではない。

本発明は特許請求の範囲に記載された構成に基づき様々な改変が可能であり、それらについても本発明の範疇である。

１、２ 設備稼働率算出システム、
１０ サーバー、
１１ 演算部、
１２ 記憶部、
２０ カメラ
３０、３０ａ、３０ｂ 作業者、
４０ 撮影領域、
４１ 作業領域、
５０ 設備、
５１ 信号灯、
１１１ 信号処理部、
１１２ 作業分類部、
１１３ 計算処理部、
１２１ データテーブルのデータ、
１２２ 組み合わせパターンのデータ、
１２３ ヒストグラムのデータ。

Claims (23)

1. 作業者の動作の情報を取得する入力部と、
   前記作業者の動作の情報から前記作業者の作業を分類する作業分類部と、
   設備の稼働状態を取得して、取得した前記設備の稼働状態と分類した前記作業者の作業とに基づいて、前記設備の稼働率に関する情報を求める計算処理部と、を有する設備稼働率算出システム。
2. 前記設備の稼働率に関する情報は、
   稼働率を算出する期間内で前記設備が性能通りに稼働していた割合である性能稼働率、稼働率を算出する期間内で設備が停止している時間である停止ロス、前記停止ロス内で前記作業者が前記停止ロスの発生している設備に関わっていない時間である非作業ロス、および前記停止ロス内で前記作業者が前記設備の段取りを行っている時間である段取りロス、の少なくともいずれかが含まれる、請求項１に記載の設備稼働率算出システム。
3. 前記作業分類部は、前記作業者の動作の情報から前記作業者が所定領域内に存在して前記設備の方向を向いている場合を設備作業と分類し、前記作業者が所定領域内に存在しているが前記設備の方向を向いていない場合または前記作業者が所定領域内に存在しない場合を非設備作業と分類し、
   前記計算処理部は、前記設備が稼働中に、前記作業者が前記非設備作業に分類されている間の前記設備の稼働時間を用いて前記性能稼働率を算出する、請求項２に記載の設備稼働率算出システム。
4. 前記作業分類部は、前記作業者の動作の情報から前記作業者が所定領域内に存在して前記設備の方向を向いている場合を設備作業と分類し、前記作業者が所定領域内に存在しているが設備の方向を向いていない場合または前記作業者が所定領域内に存在しない場合を非設備作業と分類し、
   前記計算処理部は、前記設備の稼働率に関する情報として、前記設備が稼働中に前記作業者が前記設備作業に分類される場合を前記性能稼働率を低下させる性能ロスとする、請求項２または３に記載の設備稼働率算出システム。
5. 前記作業分類部は、前記作業者の動作の情報から前記作業者が所定領域内に存在して前記設備の方向を向いている場合を設備作業と分類し、前記作業者が所定領域内に存在しているが前記設備の方向を向いていない場合または前記作業者が所定領域内に存在しない場合を非設備作業と分類し、
   前記計算処理部は、前記設備が停止中に、前記作業者が前記非設備作業に分類される場合に前記非作業ロスとする、請求項２に記載の設備稼働率算出システム。
6. 前記入力部は、前記作業者が作業する前記設備を含む領域を撮影するカメラである、請求項１〜５のいずれか１つに記載の設備稼働率算出システム。
7. 前記計算処理部は、
   前記設備の稼働状態に含まれる前記設備の１回の稼働時間が、所定の時間範囲内となっている稼働時間を用いて、前記設備の稼働率に関する情報を求める、請求項１〜６のいずれか１つに記載の設備稼働率算出システム。
8. 設備の稼働時間を取得し、
   前記設備の１回の稼働時間が、所定の時間範囲内となっている稼働時間を用いて、前記設備の稼働率に関する情報を求める計算処理部を有する、設備稼働率算出システム。
9. 前記所定の時間範囲は、複数回前記設備を稼働させた際の各稼働時間と、各稼働時間が発生した回数からなるヒストグラムを作成し、当該ヒストグラムの回数のピークとなっている稼働時間を含む、請求項７または８に記載の設備稼働率算出システム。
10. 前記所定の時間範囲は、１回の稼働時間として予想される標準運転時間を含む、請求項８に記載の設備稼働率算出システム。
11. 前記作業分類部は、前記作業者の動作の情報から前記設備が停止中である場合の停止目的を分類し、
    前記計算処理部は、前記停止目的に応じて、前記設備の稼働率に関する情報を求める期間に、前記設備が停止中の期間を算入するか否かを判断する、請求項１〜７のいずれか１つに記載の設備稼働率算出システム。
12. 前記作業分類部は、前記作業者の動作の情報から前記作業者が所定領域内に存在するか否かを検出し、
    前記計算処理部は、前記設備が停止中の期間に、前記作業分類部によって前記作業者が所定領域内に存在すると検出された時間が所定時間割合以上であるか、または検出された頻度が所定頻度以上である場合に、前記設備の稼働率に関する情報を求める期間に、前記設備が停止中の期間を算入する、請求項１〜７、および１１のいずれか１つに記載の設備稼働率算出システム。
13. 前記作業分類部は、前記作業者の動作の情報から前記作業者が所定領域内に存在するか否かを検出し、
    前記計算処理部は、前記設備が停止中の期間に、前記作業分類部によって前記作業者が所定領域内に存在すると検出された時間が所定時間割合未満であるか、または検出された頻度が所定頻度未満である場合に、前記設備の稼働率に関する情報を求める期間から前記設備が停止中の期間を除外する、請求項１〜７、１１、および１２のいずれか１つに記載の設備稼働率算出システム。
14. 前記設備は、当該設備の稼働状態を示す信号灯を備え、
    前記計算処理部は、カメラによって撮影された動画データから、前記信号灯が消灯しているか否かを判断し、前記信号灯が消灯している期間を前記設備の停止中とする、請求項１１〜１３のいずれか１つに記載の設備稼働率算出システム。
15. 作業者の動作の情報および設備の稼働状態を取得する段階（ａ）と、
    前記作業者の動作の情報から前記作業者の作業を分類する段階（ｂ）と、
    取得した前記設備の稼働状態と分類した前記作業者の作業とに基づいて、前記設備の稼働率に関する情報を求める段階（ｃ）と、
    をコンピューターに実行させるための設備稼働率算出プログラム。
16. 前記段階（ｂ）は、前記作業者の動作の情報から前記作業者が所定領域内に存在して前記設備の方向を向いている場合を設備作業と分類し、前記作業者が所定領域内に存在しているが前記設備の方向を向いていない場合または前記作業者が所定領域内に存在しない場合を非設備作業と分類し、
    前記段階（ｃ）は、前記設備が稼働中に、前記作業者が前記非設備作業に分類されている間の前記設備の稼働時間を用いて性能稼働率を算出する、請求項１５に記載の設備稼働率算出プログラム。
17. 設備の稼働時間を取得する段階（ａ）と、
    前記段階（ａ）で取得した前記設備の１回の稼働時間が、所定の時間範囲内となっている稼働時間を用いて、前記設備の稼働率に関する情報を求める段階（ｂ）と、
    をコンピューターに実行させるための設備稼働率算出プログラム。
18. 前記所定の時間範囲は、複数回前記設備を稼働させた際の各稼働時間と、各稼働時間が発生した回数からなるヒストグラムを作成し、当該ヒストグラムの回数のピークとなっている稼働時間を含む、請求項１７に記載の設備稼働率算出プログラム。
19. 前記所定の時間範囲は、１回の稼働時間として予想される標準運転時間を含む、請求項１７に記載の設備稼働率算出プログラム。
20. 前記段階（ａ）において取得された前記設備の稼働状態が停止中である場合に、前記作業者の動作の情報から前記設備が停止中である場合の停止目的を分類する段階（ｄ）と、
    前記停止目的に応じて、前記設備の稼働率に関する情報を求める期間に、前記設備が停止中の期間を算入するか否かを判断する段階（ｅ）と、を有する、請求項１５または１６に記載の設備稼働率算出プログラム。
21. 前記段階（ａ）において取得された前記設備の稼働状態が停止中である場合に、前記作業者の動作の情報から前記作業者が所定領域内に存在するか否かを検出する段階（ｆ）と、
    前記設備が停止中の期間に、前記作業者が所定領域内に存在すると検出された時間が所定時間割合以上であるか、または検出された頻度が所定頻度以上である場合に、前記設備の稼働率に関する情報を求める期間に、前記設備が停止中の期間を算入する段階（ｇ）と、を有する、請求項１５、１６、および２０のいずれか１つに記載の設備稼働率算出プログラム。
22. 前記段階（ａ）において取得された前記設備の稼働状態が停止中である場合に、前記作業者の動作の情報から前記作業者が所定領域内に存在するか否かを検出する段階（ｆ）と、
    前記設備が停止中の期間に、前記作業者が所定領域内に存在すると検出された時間が所定時間割合未満であるか、または検出された頻度が所定頻度未満である場合に、前記設備の稼働率に関する情報を求める期間から前記設備が停止中の期間を除外する段階（ｇ）と、を有する、請求項１５、１６、２０、および２１のいずれか１つに記載の設備稼働率算出プログラム。
23. 前記設備は、当該設備の稼働状態を示す信号灯を備えており、
    前記段階（ａ）においては、カメラによって撮影された動画データから、前記信号灯が消灯しているか否かを判断し、前記信号灯が消灯している期間を前記設備の停止中とする、請求項２０〜２２のいずれか１つに記載の設備稼働率算出プログラム。