JP2021163089A - Skill degree evaluation system - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、習熟度評価システムに関する。より詳しくは、作業エリアに設けられたマイクロホンアレイによって取得された音データに基づいて作業者の習熟度合いを評価する習熟度評価システムに関する。 The present invention relates to a proficiency evaluation system. More specifically, the present invention relates to a proficiency evaluation system that evaluates the proficiency level of an operator based on sound data acquired by a microphone array provided in a work area.
近年、工場内ではロボットによる自動化が進んでいる。このため、作業者が行う作業の難易度は高まる傾向にあり、作業者には専門の技能や十分な習熟度が求められている。また作業者には複数のスキルが求められている。このため複数の作業者を各々の習熟度に応じた適切な作業エリアに配置しなければ、各々の作業効率が低下し、ひいては全体の生産効率も低下してしまう。 In recent years, automation by robots is progressing in factories. For this reason, the difficulty level of the work performed by the worker tends to increase, and the worker is required to have specialized skills and sufficient proficiency. In addition, workers are required to have multiple skills. Therefore, if a plurality of workers are not arranged in appropriate work areas according to their proficiency levels, the work efficiency of each is lowered, and the overall production efficiency is also lowered.
特許文献1には、希望作業データ及び作業熟練度データを含む作業者データベースに基づいて作業者を最適に配置する技術が示されている。しかしながら特許文献1には、作業者の作業者熟練度を客観的に評価する方法については十分に検討されていない。
本発明は、作業者による作業の習熟度合いを客観的に評価できる習熟度評価システムを提供することを目的とする。 An object of the present invention is to provide a proficiency evaluation system capable of objectively evaluating the proficiency level of work by an operator.
(1)本発明に係る習熟度評価システム(例えば、後述の習熟度評価システム1,1A)は、複数の作業者によって作業音の発生を伴う作業が行われる作業エリア(例えば、後述の作業エリアA)に設けられたマイクロホンアレイ(例えば、後述のマイクロホンアレイ3)を備え、当該マイクロホンアレイによって取得された音データに基づいて作業者の習熟度合いを評価する。習熟度評価システムは、前記音データに基づいて作業音の発生源の位置を特定するとともに、前記音データから前記発生源から発生する作業音を抽出し、作業音データを生成する作業音データ生成部(例えば、後述の作業音データ生成部51)と、前記作業音データ生成部によって特定された発生源の位置と評価対象者とを関連付ける作業者特定部(例えば、後述の作業者特定部54)と、前記評価対象者が行っている作業種別の情報である作業種別情報を取得する作業種別情報取得部(例えば、後述の作業種別情報取得部55)と、前記作業種別情報及び前記作業音データに基づいて前記評価対象者の習熟度合いを作業種別毎に評価する習熟度評価部(例えば、後述の習熟度評価部56,56A)と、を備えることを特徴とする。
(1) The proficiency level evaluation system according to the present invention (for example, the proficiency
(2)この場合、前記習熟度評価システムは、熟練者が作業を行うことによって発生する作業音を収録することによって生成される熟練者作業音データを、作業種別と関連付けた状態で記憶する記憶媒体(例えば、後述の記憶媒体57)を備え、前記習熟度評価部は、前記作業音データと、前記作業種別情報に基づいて特定される作業種別の前記熟練者作業音データと、を比較することによって前記評価対象者の習熟度合いを作業種別毎に評価することが好ましい。
(2) In this case, the proficiency level evaluation system stores the expert work sound data generated by recording the work sound generated by the expert performing the work in a state associated with the work type. A medium (for example, a
(3)この場合、前記習熟度評価システムは、前記作業音データをその作業種別及び収録日時と関連付けた状態で記憶し、蓄積する記憶媒体(例えば、後述の記憶媒体57A)を備え、前記習熟度評価部は、前記記憶媒体に記憶された複数の前記作業音データの経時変化を作業種別毎に評価することによって前記評価対象者の習熟度合いを作業種別毎に評価することが好ましい。
(3) In this case, the proficiency level evaluation system includes a storage medium (for example, a
(4)この場合、前記習熟度評価部は、前記作業音データから算出される作業音発生時間、作業音の間隔、作業音の音量レベル、作業音の周波数成分、異音発生頻度、及び異音発生回数の少なくとも何れかの経時変化に基づいて習熟度合いを評価することが好ましい。 (4) In this case, the proficiency level evaluation unit determines the work sound generation time, the work sound interval, the work sound volume level, the work sound frequency component, the abnormal sound generation frequency, and the difference calculated from the work sound data. It is preferable to evaluate the degree of proficiency based on at least one change over time in the number of sound generations.
(1)本発明において、作業音データ生成部は、マイクロホンアレイによって取得された音データに基づいて、作業エリアにおける作業音の発生源の位置を特定するとともに、音データから発生源より発生する作業音を抽出し、作業音データを生成し、作業者特定部は、作業者データ作成部によって特定された発生源の位置と評価対象者とを関連付け、作業種別情報取得部は、評価対象者が行っている作業種別の情報である作業種別情報を取得し、習熟度評価部は、評価対象者の作業種別情報及びこの評価対象者による作業音を含む作業音データに基づいて、この評価対象者の習熟度合いを作業種別毎に評価する。このように本発明では、作業時に発生する音に関するデータを用いることにより、対象作業者による作業の習熟度を客観的に評価できる。また本発明では、複数の作業者による作業音も含み得る音データから作業音の発生源の位置を特定し、この発生源から発生する作業音を作業音データとして抽出し、さらにこの作業音データの発生源位置と評価対象者とを関連付けることにより、複数の作業者が同時に作業音を発生する作業を行っている場合であっても、評価対象とする作業者のみの習熟度を適切に評価できる。このため、作業エリアで複数の作業者が作業を行いながらリアルタイムで各々の習熟度を評価できる。 (1) In the present invention, the work sound data generation unit identifies the position of the work sound source in the work area based on the sound data acquired by the microphone array, and works generated from the sound data from the source. Sound is extracted, work sound data is generated, the worker identification unit associates the position of the source specified by the worker data creation department with the evaluation target person, and the work type information acquisition department is the evaluation target person. The proficiency evaluation unit acquires the work type information, which is the information of the work type being performed, and the proficiency evaluation unit is based on the work type information of the evaluation target person and the work sound data including the work sound by the evaluation target person, and this evaluation target person. Evaluate the degree of proficiency for each work type. As described above, in the present invention, the proficiency level of the work by the target worker can be objectively evaluated by using the data related to the sound generated during the work. Further, in the present invention, the position of the source of the work sound is specified from the sound data that can include the work sound by a plurality of workers, the work sound generated from this source is extracted as the work sound data, and the work sound data is further specified. By associating the location of the source of can. Therefore, it is possible to evaluate each proficiency level in real time while a plurality of workers are working in the work area.
(2)本発明において、習熟度評価部は、作業音データと、作業者種別情報に基づいて特定される作業種別の熟練者作業音データとを比較することによって評価対象者の習熟度合いを評価する。これにより、熟練者を基準として作業者の習熟度合いを客観的に評価することができる。 (2) In the present invention, the proficiency level evaluation unit evaluates the proficiency level of the evaluation target person by comparing the work sound data with the expert work sound data of the work type specified based on the worker type information. do. This makes it possible to objectively evaluate the proficiency level of the worker based on the skilled person.
(3)本発明において、習熟度評価部は、作業音データの経時変化を作業種別ごとに評価することによって評価対象者の習熟度合いを評価する。これにより、初期の作業者自身を基準として作業者の習熟度合いを客観的に評価することができる。 (3) In the present invention, the proficiency level evaluation unit evaluates the proficiency level of the evaluation target person by evaluating the change with time of the work sound data for each work type. As a result, the proficiency level of the worker can be objectively evaluated based on the initial worker himself / herself.
(4)本発明において、習熟度評価部は、作業音データから算出される作業音発生時間、作業音の間隔、作業音の音量レベル、作業音の周波数成分、異音発生頻度、及び異音発生回数の少なくとも何れかの経時変化に基づいて習熟度を評価する。これにより、作業者の習熟度合いを客観的に評価することができる。 (4) In the present invention, the proficiency level evaluation unit uses the work sound generation time, the work sound interval, the work sound volume level, the work sound frequency component, the abnormal sound generation frequency, and the abnormal sound calculated from the work sound data. Proficiency is evaluated based on at least one of the number of occurrences over time. This makes it possible to objectively evaluate the proficiency level of the worker.
<第1実施形態>
以下、本発明の第1実施形態に係る習熟度評価システムについて図面を参照しながら説明する。
<First Embodiment>
Hereinafter, the proficiency level evaluation system according to the first embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
図1は、習熟度評価システム1の構成を示す図である。習熟度評価システム1は、工場内の作業エリアAに設けられたマイクロホンアレイ3と、このマイクロホンアレイ3によって取得された音データに基づいて作業エリアA内で作業に従事する複数の作業者2a,2b,2cの習熟度合いを評価する習熟度評価装置5と、を備える。
FIG. 1 is a diagram showing a configuration of a proficiency
作業エリアA内では、生産ラインLによって搬送されるワークWに対し、複数名(図1の例では3名)の作業者2a,2b,2cが各々に定められた作業種別の作業を行う。以下では、ワークWを車体とし、3名の作業者2a,2b,2cはワークWに対し各々作業音が発生する作業、より具体的には、ワークWに対し電動ドライバを用いた締付作業を行う場合について説明するが、本発明はこれに限らない。
In the work area A, a plurality of workers (3 in the example of FIG. 1) 2a, 2b, and 2c perform work of the work type defined for each of the work W conveyed by the production line L. In the following, the work W is used as the vehicle body, and the three
マイクロホンアレイ3は、複数のマイクロホンを備える。マイクロホンアレイ3は、作業エリアA内、より具体的には作業者2a,2b,2cによる締付作業に伴って発生する作業音を収録できる程度にワークWから離れた位置に設けられている。なおマイクロホンアレイ3は、各作業者2a,2b,2cへの方向が多くの時間で異なるような位置に設けられていることが好ましい。本実施形態では、マイクロホンアレイ3として、複数のマイクロホンを球形状に配置した球状マイクロホンアレイを用いた場合について説明するが、本発明はこれに限らない。マイクロホンアレイ3によって得られる音データは、習熟度評価装置5へ送信される。
The
図2は、習熟度評価装置5の構成を示す図である。習熟度評価装置5は、各作業者2a,2b,2cが作業を行っている間にマイクロホンアレイ3によって取得された音データから、各作業者2a,2b,2cによる作業音を抽出し、作業音データを生成する作業音データ生成部51と、生成された作業音データに基づいて各作業者2a,2b,2cの習熟度を評価する評価部52と、評価部52による評価結果を表示する表示パネル53と、を備える。
FIG. 2 is a diagram showing the configuration of the proficiency
作業音データ生成部51には、マイクロホンアレイ3によって取得された音データから音源の位置(より具体的には、マイクロホンアレイ3の設置位置から音源への方向)を推定する音源定位機能と、この音データから特定の位置の音源より発せられる音のみを抽出する音源抽出機能と、を備えるソフトウェア(例えば、HARK(Honda Research Institute Japan Audition for Robots with Kyoto University))がインストールされたコンピュータが用いられる。
The work sound
先ず作業音データ生成部51は、各作業者2a,2b,2cによる締付作業に伴って発生する作業音を含む音データに対し、所定の音源定位アルゴリズム(例えば、MUSIC(multiple signal classification)法)に基づく音源抽出処理を施すことにより、作業音の発生源位置(より具体的には、マイクロホンアレイ3の設置位置から作業音の発生源への方向)を特定する。なお上記音源定位アルゴリズムによれば、各作業者2a,2b,2cが同時に締付作業を行われた場合であっても、すなわち音データに複数の異なる発生源位置から発生する作業音が同時に含まれている場合であってもこれら作業音の発生源位置を特定することができる。
First, the work sound
次に作業音データ生成部51は、上述のように作業音の発生源位置が特定された音データに対し、所定の音源抽出アルゴリズム(例えば、GHDSS(Geometric High−order Dicorrelation based Source Separation)法)に基づく音源抽出処理を施すことにより、元の音データから、上述のように特定した作業音の発生源位置より発生する音のみを抽出し、作業音データを生成する。従って作業音データでは、元の音データに含まれていた様々な音のうち、特定した発生源位置から発生する音以外の音は抑制されている。また作業音データ生成部51は、上述のように音データに複数の異なる発生源位置から発生する作業音が同時に含まれている場合には、上記音源定位アルゴリズムに基づいて特定した発生源位置ごとに作業音データを生成する。
Next, the work sound
作業音データ生成部51は、以上のようにして元の音データから生成した作業音データを、その発生源位置に関する情報(以下、「発生源位置情報」ともいう)と関連付けた状態で評価部52へ送信する。
The work sound
評価部52は、作業者特定部54と、作業種別情報取得部55と、習熟度評価部56と、記憶媒体57と、を備える。
The
作業者特定部54は、作業音データ生成部51から送信される発生源位置情報と複数の作業者2a,2b,2cのうちの一人である評価対象者とを関連付ける。より具体的には、作業者特定部54は、発生源位置情報に基づいて、この発生源位置情報と関連付けられた作業音データに含まれる作業音を発生させた作業者を評価対象者として特定する。作業者特定部54は、工場内に設けられたカメラによって撮影された画像と発生源位置情報とに基づいて評価対象者を特定するが、本発明はこれに限らない。なお各作業者2a,2b,2cの移動範囲が限られている場合、発生源位置情報のみから評価対象者を特定することもできる。
The
作業種別情報取得部55は、作業者特定部54によって特定された評価対象者に固有の作業者番号と、評価対象者が現在(マイクロホンアレイ3によって音データが取得された時点)行っている作業種別(以下、「評価対象作業種別」という)の情報である作業種別情報と、を取得し、これら評価対象者に関する情報を評価対象者情報として習熟度評価部56へ送信する。
The work type
記憶媒体57には、作業種別毎に予め作成された複数の熟練者作業音データが記憶されている。熟練者作業音データは、作業種別毎の熟練者が作業を行うことによって発生する作業音を収録することによって生成される。例えば電動ドライバを用いた締付作業では、この締付作業に熟練した熟練者が行った場合に発生する作業音は、この締付作業に慣れていない初心者が行った場合に発生する作業音と異なる。例えば熟練者が締付作業を行った場合、ほぼ一定レベルの打撃音が概ね等間隔で発生するのに対し、初心者が締付作業を行った場合、発生する打撃音のレベルは一定でなく、また打撃音の間隔もばらばらであり、異音も発生する。記憶媒体57には、このような熟練者作業音データが作業種別と関連付けた状態で記憶されている。
The
習熟度評価部56は、作業音データ生成部51によって生成された作業音データと、この作業音データと作業者特定部54及び作業種別情報取得部55によって関連付けられた評価対象者に関する評価対象者情報に基づいて、評価対象者の習熟度合いを作業種別毎に評価する。より具体的には、習熟度評価部56は、評価対象作業種別と関連付けられた熟練者作業音データを記憶媒体57から読み込むとともに、作業音データ生成部51によって生成された作業音データと、読み込んだ熟練者作業音データと、既知のアルゴリズムによって比較することにより、評価対象者による評価対象作業種別の作業に対する習熟度を評価する。習熟度評価部56は、作業音データと熟練者作業音データとの一致度合いが高くなるほど習熟度を高く評価し、作業音データと熟練者作業音データとの一致度合いが低くなるほど習熟度を低く評価する。
The proficiency
習熟度評価部56は、習熟度の評価結果を作業者及び作業種別毎に記憶媒体57に記憶させる。またこの記憶媒体57に記憶された評価結果は、管理者による操作に応じて適宜表示パネル53に表示させることが可能となっている。従って管理者は、この評価結果を参照することにより、複数の作業者を各々の習熟度に適した作業エリアに配置し、全体の生産効率を向上させることができる。
The proficiency
本実施形態に係る習熟度評価システム1によれば、以下の効果を奏する。
(1)作業音データ生成部51は、マイクロホンアレイ3によって取得された音データに基づいて、作業エリアAにおける作業音の発生源位置を特定するとともに、音データから発生源より発生する作業音を抽出し、作業音データを生成する。作業者特定部54は、作業者データ作成部51によって特定された発生源位置と評価対象者とを関連付け、作業種別情報取得部55は、評価対象者が現在行っている作業種別の情報である作業種別情報を取得する。習熟度評価部56は、評価対象者の作業種別情報及びこの評価対象者による作業音を含む作業音データに基づいて、この評価対象者の習熟度合いを作業種別毎に評価する。このように習熟度評価システム1では、作業時に発生する音に関するデータを用いることにより、対象作業者による作業の習熟度を客観的に評価できる。また習熟度評価システム1では、複数の作業者による作業音も含み得る音データから作業音の発生源位置を特定し、この発生源から発生する作業音を作業音データとして抽出し、さらにこの作業音データの発生源位置と評価対象者とを関連付けることにより、複数の作業者2a,2b,2cが同時に作業音を発生する作業を行っている場合であっても、評価対象とする作業者のみの習熟度を適切に評価できる。このため、作業エリアAで複数の作業者2a,2b,2cが作業を行いながらリアルタイムで各々の習熟度を評価できる。
According to the proficiency
(1) The work sound
(2)習熟度評価システム1において、習熟度評価部56は、作業音データと、作業者種別情報に基づいて特定される作業種別の熟練者作業音データとを比較することによって評価対象者の習熟度合いを評価する。これにより、熟練者を基準として作業者の習熟度合いを客観的に評価することができる。
(2) In the proficiency
<第2実施形態>
以下では、本発明の第2実施形態に係る習熟度評価システムについて図面を参照しながら説明する。以下の説明において、第1実施形態と同じ構成については同じ符号を付し、その詳細な説明を省略する。
<Second Embodiment>
Hereinafter, the proficiency level evaluation system according to the second embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. In the following description, the same components as those in the first embodiment are designated by the same reference numerals, and detailed description thereof will be omitted.
図3は、本実施形態に係る習熟度評価システム1Aの習熟度評価装置5Aの構成を示す図である。本実施形態に係る習熟度評価システム1Aは、評価部52Aの構成、より具体的には、習熟度評価部56A及び記憶媒体57Aの構成が異なる。
FIG. 3 is a diagram showing a configuration of a proficiency
習熟度評価部56Aは、作業音データ生成部51によって生成された作業音データを、この作業音データと作業者特定部54及び作業種別情報取得部55によって関連付けられた評価対象者に関する評価対象者情報(作業者番号及び評価対象作業種別)及び作業音データの収録日時と関連付けた状態で記憶媒体57Aに記憶し、蓄積させる。これにより、記憶媒体57Aには、作業者及び作業種別毎に分類された複数の作業音データの時系列データの集合である作業音データベースが構築される。
The proficiency
また習熟度評価部56Aは、記憶媒体57Aに構築される作業音データベースを適宜参照することによって評価対象者の作業音データの時系列データを読み込み、この時系列データを作業種別毎に評価することによって、評価対象者の習熟度合いを作業種別毎に評価する。例えば電動ドライバを用いた締付作業を初心者が行った場合、発生する打撃音のレベルは一定でなく、また打撃音の間隔もばらばらであり、異音も発生する。これに対し習熟度が高くなると、打撃音のレベルや間隔は一定に近づき、異音の発生頻度も低下すると考えられる。そこで習熟度評価部56Aは、各作業音データから算出される作業音発生時間、作業音の間隔、作業音の音量レベル、作業音の周波数成分、異音発生頻度、及び異音発生回数の少なくとも何れかの経時変化に基づいて習熟度合いを評価する。
Further, the proficiency
習熟度評価部56は、習熟度の評価結果を作業者及び作業種別毎に記憶媒体57Aに記憶させる。またこの記憶媒体57Aに記憶された評価結果は、管理者による操作に応じて適宜表示パネル53に表示させることが可能となっている。従って管理者は、この評価結果を参照することにより、複数の作業者を各々の習熟度に適した作業エリアに配置し、全体の生産効率を向上させることができる。
The proficiency
本実施形態に係る習熟度評価システム1Aによれば、以下の効果を奏する。
(3)習熟度評価部56Aは、作業音データの経時変化を作業種別ごとに評価することによって評価対象者の習熟度合いを評価する。これにより、初期の作業者自身を基準として作業者の習熟度合いを客観的に評価することができる。
According to the proficiency
(3) The proficiency
(4)習熟度評価部56Aは、作業音データから算出される作業音発生時間、作業音の間隔、作業音の音量レベル、作業音の周波数成分、異音発生頻度、及び異音発生回数の少なくとも何れかの経時変化に基づいて習熟度を評価する。これにより、作業者の習熟度合いを客観的に評価することができる。
(4) The proficiency
以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明はこれに限らない。本発明の趣旨の範囲内で、細部の構成を適宜変更してもよい。 Although one embodiment of the present invention has been described above, the present invention is not limited to this. Within the scope of the gist of the present invention, the detailed configuration may be changed as appropriate.
1,1A…習熟度評価システム
A…作業エリア
W…ワーク
2a,2b,2c…作業者
3…マイクロホンアレイ
5,5A…習熟度評価装置
51…作業音データ生成部
52,52A…評価部
53…表示パネル
54…作業者特定部
55…作業種別情報取得部
56,56A…習熟度評価部
57,57A…記憶媒体
1,1A ... Proficiency evaluation system A ... Work area W ...
Claims (4)
前記音データに基づいて作業音の発生源の位置を特定するとともに、前記音データから前記発生源から発生する作業音を抽出し、作業音データを生成する作業音データ生成部と、
前記作業音データ生成部によって特定された発生源の位置と評価対象者とを関連付ける作業者特定部と、
前記評価対象者が行っている作業種別の情報である作業種別情報を取得する作業種別情報取得部と、
前記作業種別情報及び前記作業音データに基づいて前記評価対象者の習熟度合いを作業種別毎に評価する習熟度評価部と、を備えることを特徴とする習熟度評価システム。 A proficiency evaluation system that evaluates the proficiency level of workers based on the sound data acquired by the microphone array, which is equipped with a microphone array provided in a work area where work involving the generation of work sounds is performed by a plurality of workers. And
A work sound data generation unit that identifies the position of the work sound generation source based on the sound data, extracts the work sound generated from the source from the sound data, and generates the work sound data.
A worker identification unit that associates the position of the source identified by the work sound data generation unit with the evaluation target person,
A work type information acquisition unit that acquires work type information, which is work type information performed by the evaluation target person, and a work type information acquisition unit.
A proficiency level evaluation system including a proficiency level evaluation unit that evaluates the proficiency level of the evaluation target person for each work type based on the work type information and the work sound data.
前記習熟度評価部は、前記作業音データと、前記作業種別情報に基づいて特定される作業種別の前記熟練者作業音データと、を比較することによって前記評価対象者の習熟度合いを作業種別毎に評価することを特徴とする請求項1に記載の習熟度評価システム。 It is provided with a storage medium that stores the expert work sound data generated by recording the work sound generated by the expert performing the work in a state associated with the work type.
The proficiency level evaluation unit compares the work sound data with the expert work sound data of the work type specified based on the work type information to determine the proficiency level of the evaluation target person for each work type. The proficiency level evaluation system according to claim 1, wherein the proficiency level is evaluated.
前記習熟度評価部は、前記記憶媒体に記憶された複数の前記作業音データの経時変化を作業種別毎に評価することによって前記評価対象者の習熟度合いを作業種別毎に評価することを特徴とする請求項1に記載の習熟度評価システム。 A storage medium for storing and accumulating the work sound data in a state associated with the work type and the recording date and time is provided.
The proficiency level evaluation unit is characterized in that the proficiency level of the evaluation target person is evaluated for each work type by evaluating the time course of a plurality of the work sound data stored in the storage medium for each work type. The proficiency evaluation system according to claim 1.
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