JP2711548B2 - コンピュータによる移動物体の動作分析方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、工場内において反復して行われる作業者の
作業を分析するための動作分析方法に関するものであ
る。

（従来の技術） 従来、上記の如く工場内において反復して行われる人
間の作業を分析するための動作分析方法としては、一般
的には、観測者が作業者の動きを観察し、作業者の作業
に要する時間データをストップウォッチ等を用いて測定
していた。具体的には、例えばピンを箱から取り出して
ボードに嵌め込む作業を例にとり説明すると、作業者を
箱からピンを取り出した時からピンをボードに嵌め込む
までの時間を観測者が視認してストップウォッチ等で測
定し、同様にピンをボードに嵌め込んだ時からピンを放
すまでの時間、ピンを放した時ピンを取り出しそうと箱
に手を入れるまでの時間を測定する。

そして、このような測定作業を繰り返して行うことに
より得られた複数の計測時間から、作業者が夫々の工程
に要する時間（箱からピンを取り出した時からピンをボ
ードに嵌め込むまでの時間）の平均を算出して、その作
業における作業者の動作分析を行っていたものである。

そして、このようにして得られた夫々の時間により一
連の作業（ピンをボードに嵌め込む作業）に要する時間
配分が考案され、これにより作業に必要な時間はもとよ
り用具・道具等（例えばピンを収容した箱）の適正な位
置が推定され、工場内における作業状況の改善を図るこ
とができるものであった。

（発明が解決しようとする問題点） しかしながら、従来の動作分析方法においては実際
上、気化の如き問題点を有していたのである。

すなわち、観測者が常にストップウォッチ等により作
業者が作業に要する時間を測定せねばならず、また測定
した後は分析者が測定時間データを基に測定結果を分析
整理しなければならないために、その作業に時間及び労
力を要し、測定及び分析作業が非常に煩わしいものであ
った。

また、作業者の各動作の時間データの測定の観測者の
視覚による判断でストップウオッチ等を用いることによ
り行われていたために、厳密に正確な時間データの測定
をすることは困難であり、特に、細かい動作や複雑な動
作における時間データの測定にミスや誤差が生じ、正確
な動作分析を行うことができないという問題点を有して
いたのである。つまり、上述のピンを箱から取り出して
ボードに嵌め込む作業を例にとると、作業者がピンをボ
ードに嵌め込んだ時点の判断は微妙であり、観測者がそ
の作業が完了したと誤解してしまい、測定された誤デー
タにより、誤差が生ずるという問題を有していた。

更に、上記観測作業において観測者が直接作業現場で
測定する方法にあっては連続した工程の時間の測定（作
業者が箱からピンを取り出した時からピンをボードに嵌
め込むまでの時間の測定と、ピンをボードに嵌め込んだ
時からピンを放すまでの時間の測定）は観測者一人では
不可能であり、観測者が複数人要することとなる。

しかるに、観測者が複数いる場合には、観測者の違い
により測定時間データに個人差が生じ、正確な時間デー
タを得ることができないという問題点を有していたので
ある。つまり、上述の例によると、作業者が箱からピン
を取り出したと判断するタイミングが観測者によって異
なる場合があり、測定時間データに観測者の個人差が生
じるという問題を有していた。

上記の如き問題点は、予めビデオカメラにより作業
者の作業状況をビデオテープに撮影しておき、撮影され
た映像を再生器により再生して、この再生される映像を
基に一人の観測者が視認しながら各時間を測定するとい
う方法も採用されるが、この場合にあっても、一人の観
測者は何度もビデオテープを巻き戻し、再生して測定作
業を行わなければならないという問題を有していた。

本発明は上記の如き問題点に鑑みて発明されたもの
で、その目的とするところは作業者の動作時間の測定及
び分析処理をコンピュータを用いて自動的に行わせるこ
とにより、作業者の動作分析を人手を介さず、しかも正
確且つ迅速に行わせる点にある。

（問題点を解決するための手段） 本発明は上記の如き問題点を解決するための手段とし
て、従来動作時間の測定及び分析処理を人間（観測者）
の労力により行っていたものをコンピュータを用いて自
動的に行わせようとしたもので、その構成の要旨は工場
内において反復した作業を行う作業者７の動作を複数回
分ビデオカメラ６により撮影し、該ビデオカメラ６によ
り撮影された作業者７の一連の動作を再生器８により該
再生器８に接続されたディスプレイ装置９の画面12上に
移し、該画面12を視認して、一連の動作において時間デ
ータが必要な前記画面12上の所望位置に少なくとも３つ
以上の基準点Ａ…を基準点設定装置により設定し、前記
作業者７が前記基準点Ａ…を通過する時点の各時間デー
タt_1A…を前記ディスプレイ装置９に接続されたコンピ
ュータ11に逐次入力して、該コンピュータ11に各時間デ
ータt_1A…を記憶せしめ、各基準点Ａ…間の平均所要時
間を計算せしめた後に、前記基準点Ａ…の設定を基準点
設定装置により変更せしめ、同じ画像を使用して変更さ
れた基準点間の平均所要時間を計算せしめる点にある。

（作用） すなわち、ビデオカメラ６により撮影された作業者７
の一連の複数回の動作をディスプレイ装置９の画面12上
に映して、この映像に基づいて観測者が一連の動作にお
いて時間データが必要な所望位置に少なくとも３つ以上
の基準点A,B,Cを設定する。

次に、作業者７が前記基準点A,B,Cを通過する時点の
各時間データt_1A,t_1B,t_1Cがコンピュータ11に入力され
る。つまりコンピュータ11により作業者７が基準点A,B,
Cを通過する時間データt_1A,t_1B,t_1Cが測定されて、コン
ピュータ11内に記憶されるのである。

そして、次の一連の動作についても、同様に基準点A,
B,Cを通過する時間データt_2A,t_2B,t_2Cが測定されて、コ
ンピュータ11内に記憶されて、この測定、記憶作業が複
数回行われる。

その後、コンピュータ11内に記憶された測定時間デー
タを基にしてコンピュータ11によって、各基準点Ａ…間
の平均所要時間の計算が行われるのである。

また、基準点の変更により、同じ画像を使用して違う
データを取ることができる。

（実施例） 以下、本発明の動作分析方法を説明するにあたり、抽
象的な例として、左手でコップを掴んで移動させる場合
の左手の一連の動作の分析を例にあげて、その実施例を
図面に従って説明する。

まず、第１図に示しように、机５上の左側３にある筒
状のコップ２を左手７で掴んで右側４に移動させて、コ
ップ２から手を離し、その後、空になった左手７を左側
３に戻すまでの左手７の一連の動作を、被験者１に繰り
返し複数回行わせ、その動作をビデオカメラ６により撮
影する。

次に、ビデオカメラ６により撮影された左手７の一連
の動作を第２図に示したように再生器８を使用して該再
生器８に接続されたディスプレイ９装置の画面12上に映
し出す。

そして、分析者はディスプレイ９装置の画面12上に映
し出された画像をしばらく観察して、左手７の一連の動
作において時間データが必要な基準点を決定し、該基準
点を基準点設定装置によりディスプレイ９装置の画面12
上に設定するのである。

本実施例では第２図に示したように基準点設定装置と
してマウス装置10を用い、カーソルによりＡ乃至Ｆ点の
合計６点の基準点をディスプレイ９装置の画面12上に設
定した。

前記Ａ乃至Ｆ点の基準点とは、まずＡ点は左手７でコ
ップ２を掴んだ状態で左手７を右側４に移動させようと
している初点、Ｂ点はコップ２を掴んだ状態で左手７を
右側４に移動させている中間点、Ｃ点はコップ２を掴ん
だ状態で左手７を右側４に移動し終わった終点、またＤ
点はコップ２を離して、左手７を左側３に戻そうとして
いる初点、Ｅ点は左手７を空の状態で左側３に戻してい
る中間点、Ｆ点は左手７でコップ２を掴み始める初点で
ある。

このようにして、画面12のＡ乃至Ｆ点の基準点が設定
された後は、ビデオカメラ６により撮影された左手７の
一連の繰り返し動作を、再生器８により再生してディス
プレイ９装置の画面上12に映し出すのである。

そして、第３図（イ）乃至（ヘ）に示すように、まず
左手７の一回目の一連の動作が画面上12に映し出され
て、左手７が各Ａ乃至Ｆ点の基準点を通過する時の時間
データt_1A,t_1B…がコンピュータ11に逐次入力されて記
憶される。次に、左手７の二回目の一例の動作が一回目
の場合と同様に画面上12に映し出されて、各時間データ
t_2A,t_2B…がコンピュータ11に記憶される。このように
して、各回における左手７のＡ乃至Ｆ点を通過する時の
時間データがコンピュータ11に記憶されるのである。

その後、コンピュータ11に記憶された各回における各
点の時間データはコンピュータ11によりデータ処理され
ることにより、左手７のＡ乃至Ｆ点の各区間における平
均移動時間が算出されて、プリンター13により印刷され
る。

本実施例では以上のようにして、コップを左手で握っ
て移動させる場合の左手の各区間における動作分析を行
ったものである。

尚、本実施例においては、ディスプレイ９装置の画面
12上にＡ乃至Ｆ点の合計６点の基準点が設けられている
ために、分析者は各基準点間を左手が移動するのに要す
る平均移動時間の分析データをコンピュータ11から迅速
に得ることができ、その結果、分析者は前記分析データ
とディスプレイ９装置の画面12上に映し出された映像と
の両方から、左手７の一連の動作分析結果を判断できる
利点を得ることができた。

また、上記実施例においては、基準点設定装置として
マウス装置10を用い、カーソルにより基準点を設定した
が、基準点設定装置としては必ずしもマウス装置10を用
いる必要はなく、例えばペンスコープ等により基準点を
設定してもよく、要は画面12上に映し出される作業者７
が認識できる基準点であればよく、その基準点設定装置
の種類は問うものではない。

また、上記実施例においては画面12上にＡ乃至Ｆ点の
合計６個の基準点を設けたために、詳細な動作分析を行
うことができたが、基準点の数は６個に限定されるもの
ではなく、一連の作業を測定するための必要な数、要は
基準点は３つ以上設けられていればよく、その数は問う
ものではない。

さらに、基準点の設定位置は自由に変更することが可
能であり、基準点の変更により、同じ画像を使用して違
うデータを取ることができる。即ち、基準点Ａ…を基準
点設定装置により変更せしめて、同じ画像を使用して変
更された基準点間の平均所要時間を計算せしめて、これ
により同じ画像データを使用して違うデータをとること
ができる。

更に、上記実施例においては本発明を説明するにあた
り動作分析の抽象的な例としてコップ２を左手７で掴ん
で移動させる一連の動作をコンピュータ11により分析処
理した例を示したが、本発明の動作分析方法は、工場内
において反復した作業を行う作業者の一連の動作を分析
する方法であれば良く、例えば工場内で作業者がある位
置から他の位置へ移動する動作分析についても行うこと
ができる。

また、上記実施例においてはコンピュータ11によるデ
ータ処理により単に基準点間の平均移動時間のみ求めた
に過ぎなかったが、本発明において平均移動時間を求め
るのみならず例えばＡ点とＢ点との距離を測定して平均
移動速度をも計算することもできる。しかも、分析者
（観測者）が前記分析データを基にして動作改善された
仮データを作成し、該仮データをコンピュータ11に入力
することにより、作業改善された動きをコンピュータ11
によりディスプレイ９装置の画面12上にシュミレーショ
ンすることも可能であり、更に分析目的に応じて様々な
データ処理を行わせることも可能である。

（効果） 本発明においては、ビデオカメラにより撮影した一連
の複数回の作業を画面上に写し、該画面を視認して一連
の動作において時間データが必要な前記画面上の所望位
置に少なくとも３つ以上の基準点を設定することによ
り、従来の問題点であった観測者の誤判断、個人差によ
る計測ミスを防止でき、測定誤差及び測定ミスが生じる
可能性はなく、時間データの測定精度は向上し、その結
果精度の高い動作分析を行うことができるという効果を
得ることができた。

また、時間データの測定のみならず、分析作業もコン
ピュータにより自動的に行われるために、従来のように
時間データの測定及び分析作業に人手を要する必要はな
く、大幅な労力の軽減がはかれるという効果も得られ
た。

更に、コンピュータにより算出された分析データをも
とに改善された仮データをコンピュータに入力すること
により、ディスプレイ装置の画面上において、動作が改
善された場合の作業者の一連のシュミレーションを行う
ことができるという効果も得られた。

また、上記の如き分析作業に用いられた一連の作業状
況は再生器により再生でき、基準点の変更により同じ画
像を使用して、違うデータを取ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は被験者がコップを移動させている動作を示した
説明図。 第２図は本実施例の動作分析装置の斜視図。 第３図（イ）乃至（ヘ）はディスプレイ装置の画面上に
映し出される左手の一連の動きを示した説明図。 ６……ビデオカメラ、７……作業者（左手）、８……再
生器 ９……ディスプレイ装置、11……コンピュータ、12……
画面 A,B,C……基準点 t_1A,t_1B,t_1C,t_2A,t_2B,t_2C……時間データ

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】工場内において反復した作業を行う作業者
   ７の動作を複数回分ビデオカメラ６により撮影し、該ビ
   デオカメラ６により撮影された作業者７の一連の動作を
   再生器８により該再生器８に接続されたディスプレイ装
   置９の画面12上に写し、該画面12を視認して、一連の動
   作において時間データが必要な前記画面12上の所望位置
   に少なくとも３つ以上の基準点Ａ…を基準点設定装置に
   より設定し、前記作業者７が前記基準点Ａ…を通過する
   時点の各時間データt_1A…を前記ディスプレイ装置９に
   接続されたコンピュータ11に逐次入力して、該コンピュ
   ータ11に各時間データt_1A…を記憶せしめ、各基準点Ａ
   …間の平均所要時間を計算せしめた後に、前記基準点Ａ
   …の設定を基準点設定装置により変更せしめ、同じ画像
   を使用して変更された基準点間の平均所要時間を計算せ
   しめることを特徴とする工場内の作業者の動作分析方
   法。