JP2020071864A - Display system, machine learning device, and display device - Google Patents

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Abstract

To control a display timing of normal work.SOLUTION: A display system 1 includes: a state obtaining portion 22 that obtains sate data; a label obtaining portion 23 that obtains label data indicating whether work when obtaining the state data is abnormal or not; a threshold value calculating portion 24 that calculates a threshold value for determining whether work to be performed is likely to be abnormal or not on the basis of the state data and the label data; a display control portion 32 that controls a display timing of the normal work on the basis of the threshold value; and a display portion 33 that displays the normal work according to the display timing.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、表示システム、機械学習装置、及び表示装置に関し、特に作業を支援する表示システム、機械学習装置、及び表示装置に関する。   The present invention relates to a display system, a machine learning device, and a display device, and more particularly to a display system, a machine learning device, and a display device that support work.

人による作業(例えば組立作業、検査作業、洗浄作業、梱包作業、事務作業等)の際に作業者の見落とし等によって、組立不良、検査ミス、洗浄不足、梱包忘れ、誤字等の作業ミスが発生することがある。そこで、作業手順を表示することによって作業ミスを軽減する技術が公知である。   During human work (for example, assembly work, inspection work, cleaning work, packing work, office work, etc.), due to oversight of workers, assembly mistakes, inspection mistakes, insufficient cleaning, forgetting to pack, mistakes in work etc. occur. I have something to do. Therefore, there is known a technique of displaying a work procedure to reduce work mistakes.

特許文献1には、外景画像を画像認識することによって現在の手順を推定し、指示内容を表す文字列や使用者が実施すべき内容を表す画像を表示する頭部装着型表示装置が開示されている。   Patent Document 1 discloses a head-mounted display device that estimates a current procedure by recognizing an outside scene image and displays a character string indicating the instruction content or an image indicating the content to be performed by the user. ing.

特許文献2には、作業を登録した標準データと、取得した作業データとの差異が閾値以上である場合に、作業の修正に関する指示画像を現実空間に重畳して表示する情報処理システムが開示されている。   Patent Document 2 discloses an information processing system that superimposes and displays an instruction image related to work correction on a real space when a difference between standard data in which work is registered and acquired work data is a threshold value or more. ing.

特許文献3には、速度センサの出力及び撮像部の出力を用いてユーザの作業を同定する作業認識装置が開示されている。   Patent Document 3 discloses a work recognition device that identifies the work of a user using the output of a speed sensor and the output of an imaging unit.

特許文献4には、作業者のスキルレベルに応じて提供する作業手順情報を決定する内視鏡洗浄管理システムが開示されている。   Patent Document 4 discloses an endoscope cleaning management system that determines work procedure information to be provided according to the skill level of a worker.

特開2014−155207号公報JP, 2014-155207, A 特許第6224873号公報Japanese Patent No. 6224873 国際公開第2010/143361号International Publication No. 2010/143361 特開2017−131335号公報JP, 2017-131335, A

作業手順、作業結果等の正常作業を作業前に表示することによって、特に未熟な作業者の作業ミスは低減する。しかし、正常作業の表示は、熟練した作業者にとって煩わしく、邪魔であり、作業効率を低下させる。一方、熟練した作業者であっても、複雑な作業、作業時間が長い作業、勤務時間又は勤務日数の度合い等に依存して作業ミスが発生することもある。   By displaying the normal work such as the work procedure and the work result before the work, the work mistakes of especially inexperienced workers are reduced. However, displaying the normal work is bothersome and disturbing for a skilled worker, and reduces the work efficiency. On the other hand, even a skilled worker may make a work error depending on the complicated work, the work having a long work time, the work time or the degree of working days.

そこで、正常作業の表示タイミングを制御する技術が求められている。   Therefore, there is a demand for a technique for controlling the display timing of normal work.

本開示の一態様は、少なくとも作業内容を含む状態データを取得する状態取得部と、状態データを取得したときの作業が異常であるか否かを表すラベルデータを取得するラベル取得部と、状態データ及びラベルデータに基づいて、行うべき作業が異常になり易いか否かを判定するための閾値を算出する閾値算出部と、閾値に基づいて正常作業の表示タイミングを制御する表示制御部と、表示タイミングに従って正常作業を表示する1つ又は複数の表示部と、を備える、表示システムを提供する。
本開示の他の態様は、少なくとも作業内容を含む状態データを取得する状態取得部と、状態データを取得したときの作業が異常であるか否かを表すラベルデータを取得するラベル取得部と、状態データ及びラベルデータに基づいて、行うべき作業が異常になり易いか否かを判定するための閾値を算出する閾値算出部と、を備え、閾値は、状態データ及びラベルデータを教師データとして学習モデルに基づき更新される、機械学習装置を提供する。
本開示の別の態様は、少なくとも作業内容を含む状態データを取得する状態取得部と、状態データを取得したときの作業が異常であるか否かを表すラベルデータを取得するラベル取得部と、状態データ及びラベルデータに基づいて、行うべき作業が異常になり易いか否かを判定するための閾値を算出する閾値算出部と、閾値に基づいて正常作業の表示タイミングを制御する表示制御部と、表示タイミングに従って正常作業を表示する表示部と、を備える、表示装置を提供する。
One aspect of the present disclosure is a status acquisition unit that acquires status data including at least work content, a label acquisition unit that acquires label data indicating whether or not work at the time of acquiring status data is abnormal, and a status. Based on the data and the label data, a threshold calculation unit that calculates a threshold for determining whether the work to be performed is likely to be abnormal, and a display control unit that controls the display timing of the normal work based on the threshold, A display system including one or a plurality of display units that display normal work according to display timing.
Another aspect of the present disclosure is a status acquisition unit that acquires status data including at least work content, a label acquisition unit that acquires label data indicating whether or not the work when the status data is acquired is abnormal, A threshold value calculation unit that calculates a threshold value for determining whether or not the work to be performed is likely to be abnormal, based on the state data and the label data, and the threshold value learns the state data and the label data as teacher data. Provide a machine learning device that is updated based on a model.
Another aspect of the present disclosure is a status acquisition unit that acquires status data including at least work content, a label acquisition unit that acquires label data indicating whether or not the work when the status data is acquired is abnormal, Based on the state data and label data, a threshold value calculation unit that calculates a threshold value for determining whether the work to be performed is likely to be abnormal, and a display control unit that controls the display timing of the normal work based on the threshold value. And a display unit that displays normal work according to display timing.

本開示によれば、状態データ及びラベルデータを取得する度に、閾値が更新されるため、行うべき作業が異常になり易いか否かの予測精度が経時的に向上していく。斯かる閾値により、正常作業の表示タイミングが制御されるため、正常作業の表示が作業者にとって邪魔になることなく作業ミスを低減できる。   According to the present disclosure, the threshold value is updated every time the state data and the label data are acquired, and thus the prediction accuracy of whether or not the work to be performed is likely to be abnormal is improved over time. Since the display timing of the normal work is controlled by such a threshold value, it is possible to reduce the work mistake without the display of the normal work hindering the operator.

一実施形態における表示システムのブロック図である。It is a block diagram of the display system in one embodiment. 他の実施形態における表示装置のブロック図である。FIG. 11 is a block diagram of a display device according to another embodiment. 別の実施形態における表示システムのブロック図である。It is a block diagram of the display system in another embodiment. 表示システム又は表示装置の動作の一例を示すフローチャートである。It is a flow chart which shows an example of operation of a display system or a display.

以下、添付図面を参照して本開示の実施形態を詳細に説明する。各図面において、同一又は類似の構成要素には同一又は類似の符号が付与されている。また、以下に記載する実施形態は、特許請求の範囲に記載される発明の技術的範囲及び用語の意義を限定するものではない。   Hereinafter, embodiments of the present disclosure will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In each drawing, the same or similar reference numerals are given to the same or similar components. Further, the embodiments described below do not limit the technical scope of the invention described in the claims and the meaning of terms.

図1は、本実施形態における表示システム1のブロック図である。図1には、作業を行う環境10と、環境10に配置される作業対象11と、作業対象11に対して既定の作業を行う作業者12と、が示されている。作業は、例えば組立作業、検査作業、洗浄作業、梱包作業、事務作業等を含む。表示システム1は、斯かる作業を支援する情報を表示する機能を有している。   FIG. 1 is a block diagram of a display system 1 according to this embodiment. FIG. 1 shows an environment 10 in which a work is performed, a work target 11 placed in the environment 10, and a worker 12 who performs a predetermined work on the work target 11. The work includes, for example, assembling work, inspection work, cleaning work, packing work, office work, and the like. The display system 1 has a function of displaying information that supports such work.

表示システム1は、機械学習装置20及び表示装置30を備えている。機械学習装置20及び表示装置30は、有線又は無線のネットワーク等を介して通信可能に接続される。機械学習装置20は、PC(personal computer)、サーバ等として構成される。一方、表示装置30は、環境10の中に配置されるラップトップ、PDA(personal digital assistant)、スマートフォン、ウェアラブルデバイス等として構成される。表示システム1は、複数の表示装置30を備えてもよく、この場合、表示装置30の各々が同一環境又は別環境に配置される。   The display system 1 includes a machine learning device 20 and a display device 30. The machine learning device 20 and the display device 30 are communicably connected via a wired or wireless network or the like. The machine learning device 20 is configured as a PC (personal computer), a server, or the like. On the other hand, the display device 30 is configured as a laptop, a PDA (personal digital assistant), a smartphone, a wearable device, or the like arranged in the environment 10. The display system 1 may include a plurality of display devices 30, and in this case, each of the display devices 30 is arranged in the same environment or different environments.

表示システム1は、第1プロセッサ21、第2プロセッサ31、及び表示部33を備えていてもよい。第1プロセッサ21及び第2プロセッサ31は、ASIC(application specific integrated circuit)、FPGA(field programmable gate array)、CPU(central processing unit)等の公知のプロセッサとして構成される。第1プロセッサ21は、環境10から取得した種々のデータに基づいて作業が異常になり易いか否かを判定するための閾値を算出する機能を有する。第2プロセッサ31は、閾値に基づいて正常作業の表示タイミングを制御する機能を有する。また、第2プロセッサ31は、作業対象11が正常品であるか否かを判定する機能、作業対象11の不良箇所を表示して交換を指示する機能、及び、作業が正常であったか否かを判定する機能を有していてもよい。   The display system 1 may include a first processor 21, a second processor 31, and a display unit 33. The first processor 21 and the second processor 31 are configured as known processors such as ASIC (application specific integrated circuit), FPGA (field programmable gate array), and CPU (central processing unit). The first processor 21 has a function of calculating a threshold value for determining whether or not work is likely to be abnormal, based on various data acquired from the environment 10. The second processor 31 has a function of controlling the display timing of normal work based on the threshold value. In addition, the second processor 31 has a function of determining whether the work target 11 is a normal product, a function of displaying a defective portion of the work target 11 and instructing replacement, and a function of checking whether the work is normal or not. You may have the function to judge.

機械学習装置20は、第1プロセッサ21を備えていてもよい。第1プロセッサ21は、状態取得部22、ラベル取得部23、及び閾値算出部24を備えていてもよい。状態取得部22、ラベル取得部23、及び閾値算出部24は、CPUによって実行可能なプログラムとして構成することも可能である。状態取得部22は、状態データを環境10から取得する。状態データは、作業状態を表すデータであり、少なくとも作業内容を含む。また、状態データは、作業者情報、作業時間の長さ、及び作業日時の少なくとも1つを含んでいてもよい。以下では、各情報の定義及び取得方法を説明する。   The machine learning device 20 may include a first processor 21. The first processor 21 may include a state acquisition unit 22, a label acquisition unit 23, and a threshold value calculation unit 24. The state acquisition unit 22, the label acquisition unit 23, and the threshold value calculation unit 24 can be configured as a program executable by the CPU. The status acquisition unit 22 acquires status data from the environment 10. The state data is data representing a work state and includes at least work content. Further, the state data may include at least one of worker information, a work time length, and a work date and time. The definition and acquisition method of each information will be described below.

「作業内容」は、どのような作業を行っているかを表す情報として定義される。例えば作業内容は、作業種別コード、作業難易度等を含む。作業内容は、例えばカメラ、バーコードリーダ等のデバイスを用いて特定される。デバイスは、表示装置30に設けたものでもよいし、又は別個に設けたものでもよい(後述する「デバイス」についても同様。)。作業内容は、例えば作業対象11のID又は画像に基づき特定してもよい。例えば部品A及び部品Bを部品Cに組付ける組立作業の場合、部品A、部品B、及び部品Cの3つのIDを基準データと照合することによって作業内容が特定される。また、作業内容は、作業が正常であったか否かの判定に用いてもよい。   “Work content” is defined as information indicating what kind of work is being performed. For example, the work content includes a work type code, work difficulty level, and the like. The work content is specified using a device such as a camera or a bar code reader. The device may be provided in the display device 30 or may be provided separately (the same applies to the “device” described later). The work content may be specified based on the ID or image of the work target 11, for example. For example, in the case of an assembly work for assembling the parts A and B into the part C, the work contents are specified by collating the three IDs of the parts A, B, and C with the reference data. In addition, the work content may be used to determine whether or not the work was normal.

「作業者情報」は、作業を行う作業者12の熟練度を表す情報として定義される。例えば作業者情報は、作業者ID、年齢、勤務年数、作業年数等を含む。作業者情報は、例えば環境10への入退室権限、表示装置30へのアクセス権限を検証する際に入力される作業者12のIDに基づき特定される。   The “worker information” is defined as information indicating the skill level of the worker 12 who performs the work. For example, the worker information includes a worker ID, age, years of work, years of work, and the like. The worker information is specified based on the ID of the worker 12 input when verifying the authority to enter and leave the environment 10 and the authority to access the display device 30, for example.

「作業時間の長さ」は、作業開始から作業終了までに掛かった時間間隔を表す情報として定義される。作業時間の長さは、例えばカメラ、バーコードリーダ、内部時計等のデバイスを用いて特定される。作業開始時刻は、作業対象11のIDを取得した時刻でもよいし、表示装置30の電源を投入した時刻でもよいし、又は作業者12が表示装置30に作業開始を入力した時刻でもよい。作業終了時刻は、作業対象11に付与される作業終了印の画像を取得した時刻でもよいし、表示装置30の電源を切った時刻でもよいし、又は作業者12が表示装置30に作業終了を入力した時刻でもよい。   The “work time length” is defined as information indicating a time interval from the start of work to the end of work. The length of working time is specified by using a device such as a camera, a bar code reader, an internal clock, or the like. The work start time may be the time when the ID of the work target 11 is acquired, the time when the power of the display device 30 is turned on, or the time when the worker 12 inputs the work start to the display device 30. The work end time may be the time when the image of the work end mark given to the work target 11 is acquired, the time when the power of the display device 30 is turned off, or the worker 12 indicates the work end on the display device 30. It may be the time you entered.

「作業日時」は、作業を行った日付、時刻、及び曜日を表す情報として定義される。例えば作業日時は、作業開始日時でもよいし、作業終了日時でもよいし、又は作業開始日時と作業終了日時との間の中間の日時でもよい。作業日時は、例えばカメラ、バーコードリーダ、内部時計等のデバイスを用いて特定される。一定以上の勤務時間、一定以上の勤務日数等になると、作業の正確性が損なわれることがあるため、作業日時を状態データとして取得することが望ましい。   The “work date and time” is defined as information indicating the date, time, and day of the week when the work was performed. For example, the work date and time may be the work start date and time, the work end date and time, or an intermediate date and time between the work start date and time and the work end date and time. The work date and time is specified using a device such as a camera, a barcode reader, an internal clock, or the like. It is desirable to acquire the work date and time as status data because the accuracy of the work may be impaired if the work time exceeds a certain value or the number of work days exceeds a certain value.

ラベル取得部23は、ラベルデータを環境10から取得する。ラベルデータは、状態データを取得したときの作業が異常であるか否かを表すデータである。ラベルデータは正解を示すデータであり、ラベルデータが正常作業を表す場合、作業が正常であったことが真であり、ラベルデータが異常作業を表す場合、作業が異常であったことが真である。ラベルデータは、例えばカメラ、バーコードリーダ等のデバイスを用いて特定される。ラベルデータは、例えば作業対象11のID、画像等に基づき特定される。例えば部品A及び部品Bを配線Dで接続する組立作業の場合、部品A、部品B、及び配線Dの3つのID及び組立後の作業対象11の画像を、基準データと照合することによってラベルデータが特定される。   The label acquisition unit 23 acquires label data from the environment 10. The label data is data indicating whether or not the work when the state data is acquired is abnormal. Label data is data that shows the correct answer.If the label data represents normal work, it is true that the work was normal, and if the label data represents abnormal work, it is true that the work was abnormal. is there. The label data is specified using a device such as a camera or a bar code reader. The label data is specified based on, for example, the ID of the work target 11 and the image. For example, in the case of an assembly work in which the parts A and B are connected by the wiring D, the label data is obtained by collating the three IDs of the parts A, B, and the wiring D and the image of the work target 11 after assembly with the reference data. Is specified.

閾値算出部24は、状態データ及びラベルデータに基づいて作業が異常になり易いか否かを判定するための閾値を算出する。閾値は、機械学習、特に教師あり学習を用いて学習される。即ち、閾値は、状態データ及びラベルデータを教師データとして学習モデル25に基づき更新される。学習モデル25は複数の表示部33の間で共有されてもよい。状態データ及びラベルデータを取得する度に、閾値が増減されるため、行うべき作業が異常になり易いか否かの予測精度が経時的に向上していく。但し、他の実施形態では、回帰分析等の公知の手法を用いて学習せずに閾値を算出してもよい。   The threshold calculation unit 24 calculates a threshold for determining whether or not the work is likely to be abnormal, based on the state data and the label data. The threshold is learned using machine learning, especially supervised learning. That is, the threshold is updated based on the learning model 25 using the state data and the label data as teacher data. The learning model 25 may be shared among the plurality of display units 33. Since the threshold value is increased / decreased each time the state data and the label data are acquired, the prediction accuracy of whether or not the work to be performed is likely to be abnormal is improved over time. However, in other embodiments, the threshold value may be calculated without learning using a known method such as regression analysis.

表示装置30は、第2プロセッサ31及び表示部33を備えていてもよい。第2プロセッサ31は表示制御部32を備えていてもよい。表示制御部32はCPUによって実行可能なプログラムとして構成されてもよい。表示制御部32は、前述の閾値に基づいて正常作業の表示タイミングを制御する機能を有する。「正常作業」は、正常な作業手順でもよいし又は正常な作業結果でもよい。表示部33は、液晶ディスプレイ、タッチパネルディスプレイ等の公知の表示ディスプレイとして構成される。表示部33は、表示制御部32の指令に従って作業を支援する情報を表示し、特に表示制御部32の表示タイミングに従って正常作業を表示する。表示部33は、拡張現実機器として構成されてもよく、この場合、正常作業を現実空間の画像に重畳して表示する。   The display device 30 may include a second processor 31 and a display unit 33. The second processor 31 may include the display control unit 32. The display control unit 32 may be configured as a program executable by the CPU. The display control unit 32 has a function of controlling the display timing of normal work based on the threshold value described above. The “normal work” may be a normal work procedure or a normal work result. The display unit 33 is configured as a known display display such as a liquid crystal display or a touch panel display. The display unit 33 displays information for supporting the work according to the instruction of the display control unit 32, and particularly displays the normal work according to the display timing of the display control unit 32. The display unit 33 may be configured as an augmented reality device, and in this case, the normal work is displayed by being superimposed on the image in the physical space.

図2は、他の実施形態における表示装置40のブロック図である。表示装置40は、前述の機械学習装置20の機能を兼ね備えており、スタンドアロンとして動作する。表示装置40は、プロセッサ41及び表示部33を備えている。プロセッサ41は、ASIC、FPGA、CPU等の公知のプロセッサとして構成される。プロセッサ41は、環境10から取得した種々のデータに基づいて作業が異常になり易いか否かを判定するための閾値を算出する機能と、閾値に基づいて正常作業の表示タイミングを制御する機能と、を兼ね備えている。プロセッサ41は、前述の状態取得部22、ラベル取得部23、閾値算出部24、及び表示制御部32を備えている。状態取得部22、ラベル取得部23、閾値算出部24、及び表示制御部32は、CPUによって実行可能なプログラムとして構成されてもよい。   FIG. 2 is a block diagram of a display device 40 according to another embodiment. The display device 40 also has the function of the machine learning device 20 described above, and operates as a stand-alone device. The display device 40 includes a processor 41 and a display unit 33. The processor 41 is configured as a well-known processor such as ASIC, FPGA, and CPU. The processor 41 has a function of calculating a threshold value for determining whether the work is likely to be abnormal based on various data acquired from the environment 10, and a function of controlling the display timing of the normal work based on the threshold value. It has both. The processor 41 includes the above-described state acquisition unit 22, label acquisition unit 23, threshold value calculation unit 24, and display control unit 32. The state acquisition unit 22, the label acquisition unit 23, the threshold value calculation unit 24, and the display control unit 32 may be configured as a program executable by the CPU.

図3は、別の実施形態における表示システム1の構成図である。例えば環境10a−10cのように、環境は1つだけでなく複数あってもよい。また、前述の機械学習装置は、環境10a−10c毎に個別に存在してもよいし、又はネットワーク上に1つ存在してもよい。即ち、機械学習装置は、環境10a−10cの中に又はその近傍に配置されるローカルサーバ20a−20cとして構成してもよいし、或いは環境10a−10cから離れた遠隔地に配置されるクラウドサーバ20dとして構成してもよい。さらに、前述の状態取得部、ラベル取得部、及び閾値算出部は、ローカルサーバ20a−20c上に配置されてもよいし、又はネットワーク上のクラウドサーバ20d上に配置されてもよい。加えて、前述の学習モデルは、作業毎にモデル化してネットワーク上で共有されてもよい。   FIG. 3 is a configuration diagram of a display system 1 according to another embodiment. For example, like the environments 10a-10c, there may be a plurality of environments instead of one. Further, the above-mentioned machine learning device may exist individually for each environment 10a-10c, or one machine learning device may exist on the network. That is, the machine learning device may be configured as a local server 20a-20c arranged in or near the environment 10a-10c, or a cloud server arranged in a remote place apart from the environment 10a-10c. It may be configured as 20d. Furthermore, the state acquisition unit, the label acquisition unit, and the threshold value calculation unit described above may be arranged on the local servers 20a-20c, or may be arranged on the cloud server 20d on the network. In addition, the above learning model may be modeled for each work and shared on the network.

ここで学習モデル25の一例について説明する。式1は、異常作業フラグFと状態データA、B、C、Dとの関係をモデル化した関数の一例である。異常作業フラグFは、行うべき作業が異常になり易いか否かを表す。状態データA、B、C、Dは夫々、前述の作業内容、作業者情報、作業時間の長さ、及び作業日時を表す。a0、b0、c0、d0は夫々、作業内容の重み、作業者情報の重み、作業時間の長さの重み、作業日時の重みを表す。これら重みの初期値は、状態データ等が一定以上蓄積された後に回帰分析等によって求められる。式1は、状態データから異常作業フラグを予測する線形関数であるが、非線形関数としてモデル化してもよい。また、式1の右辺に定数e0を追加してもよい。   Here, an example of the learning model 25 will be described. Formula 1 is an example of a function that models the relationship between the abnormal work flag F and the state data A, B, C, and D. The abnormal work flag F indicates whether the work to be performed is likely to be abnormal. The state data A, B, C, and D respectively represent the work content, the worker information, the length of work time, and the work date and time described above. a0, b0, c0, and d0 respectively represent work content weight, worker information weight, work time length weight, and work date / time weight. The initial values of these weights are obtained by regression analysis or the like after the state data and the like have been accumulated for a certain amount or more. Equation 1 is a linear function that predicts an abnormal work flag from state data, but may be modeled as a non-linear function. Further, the constant e0 may be added to the right side of Expression 1.

Figure 2020071864
Figure 2020071864

式2は、ラベルデータの重みl1、l2と、状態データの重みa0、b0、c0、d0との関係をモデル化した関数の一例である。ラベルデータの重みl1は正常作業ラベルデータL1の重みを表し、ラベルデータの重みl2は異常作業ラベルデータL2の重みを表す。a1、b1、c1、d1は夫々、L1取得時の状態データの重みを表し、a2、b2、c2、d2は夫々、L2取得時の状態データの重みを表す。   Formula 2 is an example of a function that models the relationship between the label data weights 11 and 12 and the state data weights a0, b0, c0, and d0. The label data weight l1 represents the weight of the normal work label data L1, and the label data weight l2 represents the weight of the abnormal work label data L2. a1, b1, c1, and d1 respectively represent weights of the state data at the time of L1 acquisition, and a2, b2, c2, and d2 respectively represent weights of the state data at the time of L2 acquisition.

Figure 2020071864
Figure 2020071864

式3は、L1取得時及びL2取得時の異常作業フラグFと閾値Xとの関係をモデル化した関数である。Yは前回ラベルデータを取得したときの閾値を表し、Yの初期値は0でよい。式3に示す通り、L1取得時には閾値Xが増加され、L2取得時には閾値Xが減少されることとなる。これにより、状態データ及びラベルデータを取得する度に、閾値Xが更新されていくこととなる。式1から式3は、前述の閾値算出部24において実装される。   Formula 3 is a function that models the relationship between the abnormal work flag F and the threshold value X at the time of L1 acquisition and L2 acquisition. Y represents a threshold value when the label data was acquired last time, and the initial value of Y may be 0. As shown in Expression 3, the threshold value X is increased when L1 is acquired, and the threshold value X is decreased when L2 is acquired. As a result, the threshold value X is updated every time the state data and the label data are acquired. Expressions 1 to 3 are implemented in the above-described threshold value calculation unit 24.

Figure 2020071864
Figure 2020071864

式4は、行うべき作業が異常になり易いか否かを判定する関数である。式4に示す通り、異常作業フラグFが閾値X以上の場合には、作業が異常になり易いため、作業前に正常作業が表示される。一方、異常作業フラグFが閾値X未満の場合には、作業が異常になり難いため、行った作業が正常でなかった場合にのみ正常作業が表示される。式4は、前述の表示制御部32において実装される。   Expression 4 is a function that determines whether the work to be performed is likely to be abnormal. As shown in Expression 4, when the abnormal work flag F is equal to or more than the threshold value X, the work is likely to be abnormal, and thus the normal work is displayed before the work. On the other hand, when the abnormal work flag F is less than the threshold value X, the work is unlikely to be abnormal, and therefore the normal work is displayed only when the performed work is not normal. Expression 4 is implemented in the display control unit 32 described above.

Figure 2020071864
Figure 2020071864

図4は、表示システム1又は表示装置40の動作の一例を示すフローチャートである。ステップS10では、状態データを取得する。状態データは、作業内容に加えて、作業者情報、作業時間の長さ、及び作業日時を含む。状態データを取得したときに、前述の閾値も更新される。   FIG. 4 is a flowchart showing an example of the operation of the display system 1 or the display device 40. In step S10, state data is acquired. The state data includes worker information, the length of work time, and work date and time in addition to the work content. When the state data is acquired, the above threshold value is also updated.

ステップS11では、作業対象11が正常品であるか否かが判定される。作業対象11が正常品であるか否かは、画像認識等によって特定される。例えば部品A及び部品Bを部品Cに組付ける組立作業の場合、部品A、部品B、及び部品Cの3つの画像を夫々、基準データと照合することによって部品A、B、Cが正常品であるか否かが特定される。ステップS11において作業対象11が正常品でない場合には(ステップS11のNO)、ステップS12において不良箇所を表示すると共に、交換を指示する。次いで、作業開始へ戻る。ステップS11において作業対象11が正常品である場合には(ステップS11のYES)、ステップS13に進む。   In step S11, it is determined whether the work target 11 is a normal product. Whether or not the work target 11 is a normal product is specified by image recognition or the like. For example, in the case of assembling work in which the parts A and B are assembled to the part C, the three images of the parts A, B, and C are compared with the reference data, respectively, so that the parts A, B, and C are normal products. Whether or not there is specified. If the work target 11 is not a normal product in step S11 (NO in step S11), the defective portion is displayed and replacement is instructed in step S12. Then, the operation is returned to the start. When the work target 11 is a normal product in step S11 (YES in step S11), the process proceeds to step S13.

ステップS13では、行うべき作業が異常になり易いか否かが判定される。即ち、異常作業フラグが閾値以上であるかが判定される。ステップS13において作業が異常になり難い場合には(ステップS13のNO)、ステップS14において作業が正常であったか否かを判定し、作業が正常でなかった場合にのみ(ステップS14のNO)、ステップS15において正常作業を表示し、不良箇所を表示すると共に、交換を指示する。これにより、熟練した作業者であっても煩わしさを感じることなく正常作業を確認できる。次いで、ステップS16において異常作業フラグを増加し、作業開始へ戻る。ステップS14において作業が正常であった場合には(ステップS14のYES)、ステップS17において異常作業フラグを減少し、ステップS18において作業終了か否かを判定する。   In step S13, it is determined whether the work to be performed is likely to be abnormal. That is, it is determined whether the abnormal work flag is equal to or greater than the threshold value. If the work is unlikely to become abnormal in step S13 (NO in step S13), it is determined whether or not the work is normal in step S14, and only when the work is not normal (NO in step S14), the step In S15, normal work is displayed, a defective portion is displayed, and replacement is instructed. As a result, even a skilled worker can confirm normal work without feeling bothersome. Next, in step S16, the abnormal work flag is increased, and the process returns to the start. If the work is normal in step S14 (YES in step S14), the abnormal work flag is decreased in step S17, and it is determined in step S18 whether the work is completed.

ステップS13において、行うべき作業が異常になり易い場合には(ステップS13のYES)、ステップS19において作業前に正常作業を表示する。これにより、未熟な作業者、複雑な作業、作業時間が長い作業、又は勤務時間若しくは勤務日数の多い場合であっても作業ミスを低減できる。ステップS20において作業が正常であったか否かを判定し、作業が正常でなかった場合にのみ(ステップS20のNO)、ステップS21において作業後に正常作業を再表示し、不良箇所を表示すると共に、交換を指示する。これにより、作業前に正常作業を表示したにも拘わらず作業が異常であった場合でも作業ミスを低減できる。次いで、ステップS22において異常作業フラグを増加し、作業開始へ戻る。ステップS20において作業が正常であった場合には(ステップS20のYES)、ステップS23において異常作業フラグを減少し、ステップS18において作業終了か否かを判定する。   If the work to be performed is likely to be abnormal in step S13 (YES in step S13), the normal work is displayed before the work in step S19. As a result, work errors can be reduced even if the operator is immature, a complicated work, a work with a long working time, or a large number of working hours or working days. In step S20, it is determined whether or not the work is normal, and only when the work is not normal (NO in step S20), the normal work is re-displayed after the work in step S21, and the defective portion is displayed and replaced. Instruct. As a result, even when the normal work is displayed before the work, but the work is abnormal, the work error can be reduced. Next, in step S22, the abnormal work flag is increased, and the process returns to the start of work. If the work is normal in step S20 (YES in step S20), the abnormal work flag is decreased in step S23, and it is determined in step S18 whether the work is completed.

ステップS18において、作業が終了していない場合には(ステップS18のNO)、作業開始に戻り、作業が終了した場合には(ステップS18のYES)、作業終了となる。   In step S18, if the work is not finished (NO in step S18), the process returns to the start of work, and if the work is finished (YES in step S18), the work is finished.

以上の実施形態によれば、状態データ及びラベルデータを取得する度に、閾値が更新されるため、行うべき作業が異常になり易いか否かの予測精度が経時的に向上していく。斯かる閾値により、正常作業の表示タイミングが制御されるため、正常作業の表示が作業者にとって邪魔になることなく作業ミスを低減できる。   According to the above embodiment, the threshold value is updated every time the state data and the label data are acquired, so that the prediction accuracy of whether or not the work to be performed is likely to be abnormal is improved over time. Since the display timing of the normal work is controlled by such a threshold value, it is possible to reduce the work mistake without the display of the normal work hindering the operator.

前述のフローチャートを実行するプログラムは、コンピュータ読取り可能な非一時的記録媒体、例えばCD−ROM等に記録して提供してもよい。   The program for executing the above-described flowchart may be provided by being recorded in a computer-readable non-transitory recording medium, for example, a CD-ROM.

本明細書において種々の実施形態について説明したが、本発明は、前述の実施形態に限定されるものではなく、以下の特許請求の範囲に記載された範囲内において種々の変更を行えることを認識されたい。   Although various embodiments have been described in the present specification, it is recognized that the present invention is not limited to the above-described embodiments and various modifications can be made within the scope of the claims below. I want to be done.

1 表示システム
10 環境
10a−10c 環境
11 作業対象
12 作業者
20 機械学習装置
20a−20c ローカルサーバ
20d クラウドサーバ
21 第1プロセッサ
22 状態取得部
23 ラベル取得部
24 閾値算出部
25 学習モデル
30 表示装置
31 第2プロセッサ
32 表示制御部
33 表示部
40 表示装置
41 プロセッサ
1 Display System 10 Environment 10a-10c Environment 11 Work Target 12 Worker 20 Machine Learning Device 20a-20c Local Server 20d Cloud Server 21 First Processor 22 State Acquisition Unit 23 Label Acquisition Unit 24 Threshold Calculation Unit 25 Learning Model 30 Display Device 31 Second processor 32 Display control unit 33 Display unit 40 Display device 41 Processor

Claims (11)

少なくとも作業内容を含む状態データを取得する状態取得部と、
前記状態データを取得したときの作業が異常であるか否かを表すラベルデータを取得するラベル取得部と、
前記状態データ及び前記ラベルデータに基づいて、行うべき作業が異常になり易いか否かを判定するための閾値を算出する閾値算出部と、
前記閾値に基づいて正常作業の表示タイミングを制御する表示制御部と、
前記表示タイミングに従って前記正常作業を表示する1つ又は複数の表示部と、
を備えることを特徴とする表示システム。
A status acquisition unit that acquires status data including at least the work content,
A label acquisition unit that acquires label data indicating whether or not the work when the state data is acquired is abnormal,
Based on the state data and the label data, a threshold value calculation unit that calculates a threshold value for determining whether the work to be performed is likely to be abnormal,
A display control unit that controls the display timing of normal work based on the threshold value,
One or more display units for displaying the normal work according to the display timing;
A display system comprising:
前記閾値は、前記状態データ及び前記ラベルデータを教師データとして学習モデルに基づき更新される、請求項1に記載の表示システム。   The display system according to claim 1, wherein the threshold value is updated based on a learning model using the state data and the label data as teacher data. 前記状態データは、作業者情報、作業時間の長さ、及び作業日時のうち少なくとも1つをさらに含む、請求項1又は2に記載の表示システム。   The display system according to claim 1, wherein the status data further includes at least one of worker information, a length of work time, and a work date and time. 前記学習モデルが前記複数の表示部の間で共有される、請求項2に記載の表示システム。   The display system according to claim 2, wherein the learning model is shared among the plurality of display units. 前記表示部が拡張現実機器として構成される、請求項1から4のいずれか一項に記載の表示システム。   The display system according to claim 1, wherein the display unit is configured as an augmented reality device. 前記表示部が組立作業を支援する情報を表示する、請求項1から5のいずれか一項に記載の表示システム。   The display system according to claim 1, wherein the display unit displays information supporting the assembly work. 前記状態取得部、前記ラベル取得部、及び前記閾値算出部がローカルサーバ又はクラウドサーバ上に配置される、請求項1から6のいずれか一項に記載の表示システム。   The display system according to claim 1, wherein the state acquisition unit, the label acquisition unit, and the threshold value calculation unit are arranged on a local server or a cloud server. 前記学習モデルは前記作業毎にモデル化してネットワーク上で共有される、請求項2に記載の表示システム。   The display system according to claim 2, wherein the learning model is modeled for each work and shared on a network. 少なくとも作業内容を含む状態データを取得する状態取得部と、
前記状態データを取得したときの作業が異常であるか否かを表すラベルデータを取得するラベル取得部と、
前記状態データ及び前記ラベルデータに基づいて、行うべき作業が異常になり易いか否かを判定するための閾値を算出する閾値算出部と、
を備え、
前記閾値は、前記状態データ及び前記ラベルデータを教師データとして学習モデルに基づき更新されることを特徴とする機械学習装置。
A status acquisition unit that acquires status data including at least the work content,
A label acquisition unit that acquires label data indicating whether or not the work when the state data is acquired is abnormal,
Based on the state data and the label data, a threshold value calculation unit that calculates a threshold value for determining whether the work to be performed is likely to be abnormal,
Equipped with
The machine learning device, wherein the threshold value is updated based on a learning model using the state data and the label data as teacher data.
前記学習モデルは前記作業毎にモデル化してネットワーク上で共有される、請求項9に記載の機械学習装置。   The machine learning device according to claim 9, wherein the learning model is modeled for each work and shared on a network. 少なくとも作業内容を含む状態データを取得する状態取得部と、
前記状態データを取得したときの作業が異常であるか否かを表すラベルデータを取得するラベル取得部と、
前記状態データ及び前記ラベルデータに基づいて、行うべき作業が異常になり易いか否かを判定するための閾値を算出する閾値算出部と、
前記閾値に基づいて正常作業の表示タイミングを制御する表示制御部と、
前記表示タイミングに従って前記正常作業を表示する表示部と、
を備えることを特徴とする表示装置。
A status acquisition unit that acquires status data including at least the work content,
A label acquisition unit that acquires label data indicating whether or not the work when the state data is acquired is abnormal,
Based on the state data and the label data, a threshold value calculation unit that calculates a threshold value for determining whether the work to be performed is likely to be abnormal,
A display control unit that controls the display timing of normal work based on the threshold value,
A display unit for displaying the normal work according to the display timing,
A display device comprising:
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