JP5241479B2 - Rfidとケーブル接続図を関連付ける方法とそれを用いたケーブル作業支援システム - Google Patents

Rfidとケーブル接続図を関連付ける方法とそれを用いたケーブル作業支援システム Download PDF

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Description

本発明は、プラントやビルなどのケーブル作業を支援するシステムに関するものである。
大規模なプラントやビルの建設においてケーブル接続作業には、何万のケーブルを接続する必要があるため、ケーブル接続間違えが起こりやすい。ケーブル接続に間違えがあると、機器の誤作動につながり、機器が破損する等の問題が生じる。また、接続確認のための作業にも膨大な時間が必要となる。特許文献1には、RFID等をケーブル心線に取り付けてケーブル接続作業を行うシステムについて述べられている。RFID等をケーブル心線に取り付け、リーダーを用いてIDを確認することで、設計どおりにケーブル接続が行えているか確認し、接続作業の信頼性向上に役立てている。
建設においては設計にCADが使われるため、RFIDを用いたケーブル作業システムにおいて(端子−ケーブル心線)接続データにはCADデータを流用できる。CADデータに端子側のRFID,ケーブル心線側のRFIDを関連付けておけば、端子側のRFID,ケーブル心線側のRFIDのペアを読み込む等の作業により、接続の正否判定結果を作業者に表示することができる。これにより誤接続を防止できる。特許文献1は、RFID等を用いて誤接続を無くすケーブル作業支援システムについて開示している。
特開2007−279914号公報
そこで、既設プラントやビルのケーブル作業においても、特許文献1の技術を適用したいが、既設プラントやビルにおいてはCADデータが無い場合、すなわち(端子−ケーブル心線の)接続データが無い場合が多い。また、紙の設計データもない場合がある。接続データが存在しない場合、接続状況から現物仕様図を起こす作業が必要となる。しかし、現地作業者が接続状況を確認して現物仕様図をCADで作成する作業は、現地作業者には大きな負荷になる。また、プラントでは、定期点検の際、対象を他から電気的に切り離す処理が必要なため、接続しているケーブルを一旦解線,点検後に再度接続する作業が必要になるが、現在の接続状況どおりに再接続を行うには、現在の接続状況を記録する必要がある。ケーブル接続作業システムを用いた場合には、現在の接続状況記録したデータを、作業者がシステムに入力する必要があり、多くの時間や労力を要する。
上記課題に鑑み、本発明ではCAD等の電子データ図面((端子−ケーブル心線)の接続データ)がない場合、現地作業者が簡単な方法で現物仕様図を作成し、ケーブル作業を行えるようにすることを課題とする。
本発明は、電子データまたは紙の図面の領域を介してRFIDとケーブル情報を関連付けてケーブル接続図情報を得ることを主要な特徴とする。
図面の領域を介することで、作業者が端子台を見ながら簡単にRFIDとケーブル情報を関連付ける操作ができる。
実施例を説明する。なお実施例は以下に限定されるものではない。
図1にケーブル作業のフローを示す。ここでは、プラントの一部分を点検中に電気的に切り離すための解線・復旧ケーブル作業を例に挙げて説明するが、実施例はこれに限られるものではない。図1のケーブル作業フローにおいて、手順1で解線前の接続状況を記録し、手順2で解線する。手順3で点検を行った後、手順4で復旧のために解線前の状態あるいは、接続図の状態にケーブルを接続し、手順5でケーブル接続に間違えが無いことを確認する。
図2に本発明の実施例1,実施例2のシステム構成図を示す。実施例1は斜線のある四角で示された構成を除いてシステムを構築するものとする。機能を拡張した実施例2では、斜線のある四角で示す構成部分まで含めた構成であり、実施例2で後述する。
図3に図2の外観の一例と端子台の一例を示す。なお実施例はこれに限定されるものでない。図3に示したケーブル作業端末16について説明する。本実施例では図2に示した、入力タブレット13,画面14は作業端末16に組み込まれた構成となっているが、入力タブレット,画面は、同一機器に組み込まれている必要はなく、別構成としてもよい。また、ケーブル作業端末は中央処理装置とデータのやりとりを行う構成としてもよい。なお、本実施例において、リーダー15は105(本実施例ではケーブル)を介してケーブル作業端末と接続されている。図3の端子台は、プラントの制御盤等の裏を例として、端子台が複数並んでいるうちのひとつにケーブルを接続するさまを示している。端子台の端子にはRFIDが取り付けてあり、図3では2列の端子台のためRFIDもひとつの端子にひとつずつ取り付けてある。このRFIDは、端子台に直接取り付けても良いが、作業のときのみ端子台に取り付けるプレート(RFIDはプレートを取り付けると端子のすぐ近くにRFIDが位置するように並べて取り付ける)に取り付けてもよい。RFIDをプレート上に並べて作業のときのみ取り付けるものを、以下、RFIDプレートと称する。RFIDの代わりにLEDを取り付ける(LEDプレートと称する)かまたは、RFIDとLEDの両方を取り付ける(RFID/LEDプレートと称する)と、作業のわかりやすさを向上できる。プレートを用いる場合には、プレート取り付け時に、システムに端子台IDを入力する手順を入れると、プレート付け間違いを防ぐことができる。その手段として端子台にRFIDを直接取り付けておき、プレート取り付け時に、端子台RFIDを読み込み、対照を確認するのが簡単な操作でできてよい。または、作業対象の端子台を選ぶメニュー待ち受け状態で、端子台IDを入力する、または端子台RFIDを読み込むと、その端子台の作業にシステムが遷移してメニュー待ち受け画面が画面に示されると良い。RFID/LEDプレートのRFIDはあらかじめ、プレート内の相対位置に対してRFIDのIDを登録しておき、プレート取り付け時に端子台RFIDを読み込む、もしくは端子台IDを入力すると、端子台内の端子の相対位置がプレート内の相対位置に一致しているRFIDのIDが各端子に割り当てるようにする。これにより、端子台のRFIDが不要となり、コストが削減も図れる。また、プレート故障時でも代用のプレートが用いることができ、作業効率を向上できる。
図2のメイン処理部1は、ケーブル作業に必要なメニュー「解線前の記録」「接続」「確認」を画面14に表示し、作業者が入力タブレット13よりメニュー領域を押すとそのメニュー処理に移る。データ保持部10は、図7に示すテンプレート接続図及び、それに関連するデータを保持する。
図7は、端子が2列になっている端子台用のテンプレート接続図である。中央部に2列並ぶ矩形が各々端子台にならぶ端子および端子に割り当てたRFIDを示す。すなわち、端子側RFIDの領域である。箱の両側に並ぶ線分は端子に接続されるケーブル心線を表す。線分上にある矩形は、心線に取り付けたRFIDを示す。すなわち、心線側RFIDの領域である。このテンプレート上では接続される端子と心線の対応が定義されている。心線で接続されている、端子と心線、および、端子に割り当てたRFIDと心線に取り付けたRFIDは、接続されるべきペアであることを示している。
もし、端子が1列の場合は、このテンプレートの片側のみ使えば、1列と2列の端子台に共通に使える。
「解線前の記録」メニュー処理では図2のRFID領域とIDの関連付け部4は、図7のテンプレート接続図を画面14に表示する。テンプレート接続図とは、あらゆる型式の端子台、ケーブルの接続図に共通である接続図を示す。すなわち、端子とケーブルのペアが複数個並べられた図をさす。このテンプレート接続図に、固有の名称やケーブル接続の有り無しを追記すれば一般的な接続図となる。RFID領域指定部5は、作業者が入力タブレット13より指し示した座標位置を受けて、テンプレート接続図のどの領域を指し示したか判定し図11に示すように選択された領域を矢印で強調表示するとともに、どの領域を指し示したかRFID領域とIDの関連付け部4に渡す。矢印で示すほかに、色を変えて強調しても良い。作業者が画面からRFID領域を指し示す方法であれば、図3の端子側RFIDが無くても作業できるという利点がある。また、図3のように端子側RFIDがついていれば、画面からRFID領域を指し示す代わりに、端子側RFIDをリードすると簡単な操作となる。(端子側RFID,ケーブル心線側RFID)のペアを順次リードしていく操作となる。端子側にLEDがついていれば、所定の順序で端子側のRFID領域をシステムが決めていき、端子側のRFIDをリードする代わりに端子のLEDを光らせて、ケーブル心線側RFIDを読み込むように作業者を促すと、作業者は、画面からRFID領域を指し示すことなく、端子側のRFIDとペアでリードすることも無く、ケーブル心線側RFIDを読み込むだけで作業を終えることができる。これにより作業者は、どの作業を行うか、どの配線を接続するか等、直感的にわかりやすく作業を行える。また、作業の効率も向上する。
このとき画面14には、図11では丸印がついている部位のように、RFIDと関連付けされた部分がわかるように表示すると良い。図11はプロパティとして、サイト名は東京、盤IDがHI,端子台がXxx0と入力された後に、これが表示されている様子を示している。RFID領域とIDの関連付け部4は、作業者がRFID領域を選択した後リーダー15でケーブルに取り付けたRFIDをリードすると、そのID番号をその領域と関連付ける。また作業者が指し示した領域が「サイト名」「ケーブル名」「ケーブル心線名」にするメニュー領域であった場合は、そのメニュー選択後にキーボード等から入力されるテキストを、それぞれのプロパティとしてデータ保持部10に保持する。これによりサイト名,ケーブル名等を画面上で確認でき、後の作業でも配線間違え等を防ぐなどの効果が得られる。
図12にRFIDやデータが入力された後のデータを示す。端子側RFID領域のRFIFは、作業の際に使用したRFID/LEDプレートのRFIDを登録すると、プレート故障時に同じ形のプレートで代替できないので、「解線前の記録」メニュー処理作業時に登録するのはプレート内の相対位置のみとし、「接続」「確認」作業直前のプレート取り付け時に端子台IDを入力した際に、プレート内の該当相対位置に取り付けてあるRFIDのIDを登録されているものと見なすようにすると良い。
図2の端子とケーブル心線対応表作成部17は、テンプレート図で心線で接続されているケーブル側RFID領域と端子側RFID領域から、接続すべき端子をあらわすRFIDとケーブル側RFIDの対応付けデータを作成して保持する。テンプレート図では、作業者もそのように解釈できる配置とするべきである。そして、ケーブル側RFID領域にケーブルに取り付けたRFID1や心線名などのプロパティなどの情報1が対応付けられ、端子側RFID領域に端子に取り付けたRFID2や情報2が対応付けられたならば、RFID1とRFID2,情報1と情報2を対応させる端子とケーブル心線対応を作成しデータ保持部10に保持する。
図4に、解線前の記録の作業フローを示す。実施例1は斜線の無い四角で示す構成部分のみで構成する。機能を拡張した実施例2は、斜線のある四角で示す構成部分まで含めた構成であり、後述する。作業者がする手順とシステムで処理される手順がある。作業者は、手順1−3でケーブルにRFIDを取り付け、手順1−4で作業者がケーブル作業端末の画面上に表示されたテンプレート接続図内の心線側RFID領域を指定してRFIDをリードすると、手順1−4−2で、RFID領域とリードしたRFIDを関連付ける。このとき、前述したように、RFID/LEDプレートを用いて、端子側RFIDと心線側RFIDをペアで読み込むと、作業が簡単に行える。すなわち端子側RFIDをリードすることでそれと接続された心線側RFID領域を指定することに代える。あるいは、システム側が指定した端子のLEDを光らせて、作業者が対応する心線RFIDをリードすることでも、作業が簡単に行える。すなわちシステム側が指定した端子のLEDを光らせることでそれと接続された心線側RFIDを示すこととし、心線側RFID領域を指定することに代える。手順1−5で、サイト名,盤名,端子題名,ケーブル名,ケーブル心線名等のプロパティ情報をRFID領域と関連付ける。これにより、ケーブル接続図が完成される。このとき、RFIDと関連付けられた領域を実線で表示し,関連付けられていない領域を点線で表示する。色を付けて区別がわかるようにするようにすると、どこにケーブルが接続されているか等、固有の情報が画面上で見て取れるため作業しやすい。手順1−10では端子とケーブル心線対応表作成を行う。手順1−10でテンプレート図のRFID領域と入力画像のRFIDを対応付け、手順1−10でRFID領域とRFIDの対応付けがされた結果、端子側RFIDとケーブル側RFIDの対応を得ることができる(入力画像の図12)。これを対応表として手順1−11のデータ保存にてデータ保持部10に保存する。最後に、手順1−12で作業が終了した旨を報告する、報告処理をして終了する。
「接続」メニュー処理では、作業者がRFIDをリードすると、図2のIDからRFID領域検出部6は、リードされたRFIDがどのRFID領域に関連付けされているかを検出し、画面呼び出し部8は画面14にそのRFID領域を含む画像を表示して、画面RFID領域強調部7はRFID領域の色を変えて表示するなど強調表示する。ケーブルに取り付けたRFIDをリードすると、接続すべき端子を示すことができる。各端子の近くにLEDを備えて、接続すべき端子のLEDを光らせると作業性を向上できる。
図5に、接続の作業フローを示す。作業者がする手順とシステムで処理される手順がある。手順4−1で作業者は、「接続」メニュー処理のなかで作業対象の画面を呼び出すが、一例としては、RFID/LEDプレートを取り付けて作業対象の端子台IDを入力することでこれを行うようにする。ケーブル心線のIDを指定するかまたは、取り付けたRFIDをリードすることで行うようにしても良い。手順4−6ですべての端子が接続できたかを確認するまで、以下、手順4−2から4−4を繰り返す。手順4−2ケーブル側のRFIDをリードすると、手順4−3でシステムは接続先を示す。すなわち、表示画面14には図13のようにそのケーブルがどの端子に接続するべきかを、入力画像の該当部分を強調表示して示す。画面14には図13のような入力画面でなくても、図7のテンプレート図に、プロパティデータとともに表示して該当部分を強調表示しても良い。RFID/LEDプレートを取り付けている場合は、該当端子の横にあるLEDを光らせて、直接端子を示すと、わかりやすく作業することができる。手順4−4で作業者はシステムが示した位置にケーブル心線を接続する。手順4−6ですべての端子が接続できたか確認できれば、手順4−5で接続終了報告を行う。具体的な操作は、接続作業アップロードメニューにて、リード履歴を上位システムに転送する。いつ、対象ケーブルの接続を行ったか、リード時間を履歴として残すことで、信頼性が向上する。作業前に、作業者が誰かわかるようにログインするようにすれば、誰がその作業を行ったかも履歴として残すことができる。
「確認」メニュー処理では、端子にケーブルを接続した後、接続が正しいかどうかを確認するが、作業者が端子側RFIDとケーブル側RFIDを連続してリードすると、2つのRFIDが、接続すべき端子とケーブルのRFIDかどうかを判定して、画面14に表示する、或いは、音声で正否を作業者に知らせる。
前回の確認で正しく接続されていた端子とケーブルが、日を置いて、再度確認した際に前回と異なる接続をされている場合がある。その場合、更新メニューを備えておくことで、実際の接続に合わせて、接続データを更新できるようにすると良い。具体的には、図10の{ケーブル情報,矩形領域,RFID}の該当するフィールドの内容が書き換わることになる。ケーブル側RFID領域情報のi番目のフィールドは、端子側RFID領域情報のi番目のフィールドに対応している。現在の端子側RFID領域情報のi番目のフィールドに対応しているケーブルのRFIDと関連付けされているフィールドjでフィールドiを上書きする。その際、フィールドIの情報は、接続無のフィールドを追加してそこに保持しておくと、別の端子につながれている場合に、そのデータを所定のフィールドに書き写すことができる。データ更新の際、作業者の持つ資格に合わせて、その操作を許可するようにすれば、間違った人がデータを更新することが無く、信頼性を確保できる。また、最新の状態が保たれ、作業の重複や過去のデータによる配線間違えを防ぐことができる。
図6に、確認の作業フローを示す。作業者がする手順とシステムで処理される手順がある。手順5−1で「確認」メニュー処理で作業対象の画面を呼び出す。これは、図5に説明した接続処理と同様である。手順5−6ですべての端子が確認できたかを確認するまで、以下、手順5−2から5−4を繰り返す。RFID/LEDプレートを取り付けている場合は、手順5−2で端子側のRFIDをリードし、引き続き手順5−3ケーブル側のRFIDをリードすると、システムは、手順5−4で正否判定をするため、図4の手順1−10で作成したデータを参照し、端子側RFIDとケーブル側RFIDの対応を得て、手順5−2,5−3でリードしたペアがこの対応に含まれていれば正として、含まれていなければ否として正否判定を行って作業者に示す。否であれば、作業者は、接続を確認して、正しくなるように接続しなおし、再度確認処理を行うことになる。手順5−6ですべての端子が確認できたら、手順5−5で正否判定結果を確認終了として報告する。具体的な操作は、確認作業アップロードメニューにて、正否判定結果を上位システムに転送することは、接続メニューの場合と同様である。
図2のRFID領域とIDの照合部9は、RFID領域を示し、次にリードしたRFIDが先に示したRFID領域に関連付けられているかどうかを照合し、結果を作業者に知らせる。これは、作業者が、図面を見ながら、対象の確認をする際の用いる機能である。
図2のプリンター11,スキャナー12は、図3のケーブル作業端末16とケーブルで接続してその機能を用いる。
図7のテンプレート接続図は、左右に2列の端子が並ぶ一般的な端子台に、ケーブルが接続される様子をわかりやすく表示しているが、縦方向や列数が異なるものなど、数種類用意しておくと良い。また、図7のテンプレート接続図は、図9に示すように、あらかじめケーブル側RFID領域と端子側RFID領域が定められており、これらは後でRFIDと関連付けされる候補の領域である。図10はテンプレート接続図に付随するデータである。例として図表IDがXxx0.bmpの図表は、端子台IDがXxx0の端子台を示しており、Xxx0.bmpが含むケーブル側RFID領域は、別表の矩形領域に保持しており、後から追加されるケーブル情報及び関連付けされるRFIDとの対応を保持する。同様にXxx0.bmpが含む端子側RFID領域は、別表の矩形領域に保持している。この表によって、ケーブル側RFID領域と端子側RFID領域は対応付けられており、これは、対応付けられた端子とケーブル心線を接続するように、作業の中では解釈する。ケーブル側RFID領域にケーブルに取り付けたRFIDが対応付けられ、端子側RFID領域にも端子に取り付けたRFIDが対応付けられれば、接続すべき端子とケーブル心線に取り付けた物かどうか2つのRFIDをリードして判定することで、誤接続を回避できる。図10の構成は、これ以外にも、矩形領域のかわりにテンプレート接続図内の領域IDを用いても良い。このとき、画面には、端子側RFID領域とケーブル側RFID領域が相対する位置に表示することで、作業者は実際の端子とケーブル心線をイメージしやすく、作業性を向上できる。
図3に示したケーブル作業端末16について説明する。本実施例では図2に示した、入力タブレット13,画面14は作業端末16に組み込まれた構成となっているが、入力タブレット,画面は、同一機器に組み込まれている必要はなく、別構成としてもよい。また、ケーブル作業端末は中央処理装置とデータのやりとりを行う構成としてもよい。なお、本実施例において、リーダー15は105(本実施例ではケーブル)を介してケーブル作業端末と接続されている。図3の端子台は、プラントの制御盤等の裏を例として、端子台が複数並んでいるうちのひとつにケーブルを接続するさまを示している。端子台の端子にはRFIDが取り付けてあり、図では2列の端子台のためRFIDもひとつの端子にひとつずつ取り付けてある。このRFIDは、端子台に直接取り付けても良いが、作業のときのみ端子台に取り付けるプレート(RFIDはプレートを取り付けると端子のすぐ近くにRFIDが位置するように並べて取り付ける)に取り付けてもよい。これにより、端子台のRFIDが不要となり、コストの削減が図れる。RFIDをプレート上に並べて作業のときのみ取り付けるものを、以下、RFIDプレートと称する。RFIDの代わりにLEDを取り付ける(LEDプレートと称する。)かまたは、RFIDと並べてLEDを取り付ける(RFID/LEDプレートと称する。)と、作業のわかりやすさを向上できる。プレートを用いる場合には、プレート取り付け時に、システムに端子台IDを入力する手順を入れると、プレート付け間違いを防ぐことができる。その手段として端子台に1つRFIDを直接取り付けておき、プレート取り付け時に、端子台RFIDを読み込み、対象を確認するのが簡単な操作でできてよい。または、作業対象の端子台を選ぶメニュー待ち受け状態で、端子台IDを入力するまたは端子台RFIDをリードすると、その端子台の作業にシステムが遷移して画面表示がされると良い。RFID/LEDプレートのRFIDはあらかじめ、プレート内の相対位置に対してRFIDのIDが登録しておき、プレート取り付け時に端子台IDが入力されると、端子台内の端子の相対位置がプレート内の相対位置に一致しているRFIDのIDが各端子に割り当てるようにする。
図2のメイン処理部1は、ケーブル作業に必要なメニュー「解線前の記録」「接続」「確認」を画面14に表示し、作業者が入力タブレット13よりメニュー領域を押すとそのメニュー処理に移る。データ保持部10は、図7に示すテンプレート接続図及び、それに関連するデータを保持する。
「解線前の記録」メニュー処理では、図2のRFID領域とIDの関連付け部4は、図7のテンプレート接続図を画面14に表示する。RFID領域指定部5は、作業者が入力タブレット13より指し示した座標位置を受けて、テンプレート接続図のどの領域を指し示したか判定し図11に示すように選択された領域を矢印で強調表示するとともに、どの領域を指し示したかRFID領域とIDの関連付け部4に渡す。矢印で示すほかに、色を変えて強調しても良い。この作業者が画面からRFID領域を指し示す方法であれば、図3の端子側RFIDが無くても作業できるという利点がある。図3のように端子側RFIDがついていれば、画面からRFID領域を指し示す代わりに、端子側RFIをリードすると簡単な操作となる。(端子側RFID,ケーブル心線側RFID)のペアを順次リードしていく操作となる。端子側にLEDがついていれば、所定の順序で端子側のRFID領域をシステムが決めていき、LEDを光らせて、ケーブル心線側RFIDをリードするように作業者を促すと、作業者は、RFID領域を指し示すことなく、ペアでリードすることも無く、ケーブル心線側RFIDをリードするだけで作業を終えることができる。
このとき画面14には、図11では丸印がついている部位のように、RFIDと関連付けされた部分がわかるように表示すると良い。図11はプロパティとして、サイト名は東京、盤IDがHI,端子台がXxx0と入力された後に、これが表示されている様子を示している。RFID領域とIDの関連付け部4は、作業者がRFID領域を選択した後リーダー15でケーブルに取り付けたRFIDをリードすると、そのID番号をその領域と関連付ける。また作業者が指し示した領域が「サイト名」「ケーブル名」「ケーブル心線名」にするメニュー領域であった場合は、そのメニュー選択後にキーボード等から入力されるテキストを、それぞれのプロパティとしてデータ保持部10に保持する。
RFIDやデータが入力された後のデータを図12に示す。端子側RFID領域のRFIFは、作業の際に使用したRFID/LEDプレートのRFIDを登録すると、プレート故障時に同じ形のプレートで代替できないので、「解線前の記録」メニュー処理作業時に登録するのはプレート内の相対位置のみとし、「接続」「確認」作業直前のプレート取り付け時に端子台IDを入力した際に、プレート内の該当相対位置に取り付けてあるRFIDのIDを登録されているものと見なすようにすると良い。これによりプレート故障時でも代用のプレートが用いることができ、作業効率を向上できる。
図2の端子とケーブル心線対応表作成部17は、テンプレート図で接続されているケーブル側RFID領域と端子側RFID領域を、接続すべき端子とケーブルとする対応付けを行う。作業者もそのように解釈するような配置とするべきである。そして、ケーブル側RFID領域にケーブルに取り付けたRFID1や心線名などのプロパティなどの情報1が対応付けられ、端子側RFID領域に端子に取り付けたRFID2や情報2が対応付けられたならば、RFID1とRFID2,情報1と情報2を対応させる端子とケーブル心線対応を作成しデータ保持部10に保持する。
図14は、テンプレート図に対し、各プロパティの入力操作例を示すものである。心線を表す線分の近くに心線名入力領域が示してあり、プロパティの入力モードにおいて、この領域を選択後、テキストを入力すると、心線名を指定することとする。また、心線と心線を束ねたケーブルの対応情報を入力する操作例として、心線を示す線に対して直角な線を入力するとそれらは一束ねのケーブルであることと登録し、ケーブル名指定入力領域が自動生成され、そこにケーブル名としてテキストを入力する。その線の引き出し線も入力する或いはケーブル名に近い位置に自動生成するようにするとケーブル名との対応がわかりやすく表示できる。これにより作業間違えや作業効率も向上する。
また、作業者は、テンプレート図を印刷した紙に鉛筆やボールペンでメモを書き、スキャナーで読み取り画像IDを付けて保存(図8に例を示す)、図2の位置あわせ処理部2を起動して、盤IDと画像IDを入力すると、画像IDで示される画像は、テンプレート図と位置あわせして、RFID領域検出部3は画像内のRFID領域とテンプレート図のRFID領域の対応を探し、テンプレート図のRFID領域に関連付けられたRFIDを画像内のRFID領域に関連付けられたとするデータを生成し、データ保持部10に保持する。
図4に、解線前の記録の作業フローを示す。作業者がする手順とシステムで処理される手順がある。作業者は、手順1−1でプリンターで図7のテンプレート用紙を印刷し、手順1−2で、端子台現場を参照しながら端子台情報を用紙に書き込み、手順1−3でケーブルにRFIDを取り付け、手順1−4でRFIDを読み込みしてRFID領域と関連付ける。このとき、前述したように、RFID/LEDプレートを用いると、作業が簡単に行える。手順1−5で、サイト名,盤名,端子題名,ケーブル名,ケーブル心線名等のプロパティ情報をRFID領域と関連付ける。これにより、ケーブル接続図が完成される。作業者は、現場から事務室に戻り、手順1−6で手順1−2で作成した端子台情報を書き込んだ用紙をスキャナーで読み込み適宜画像名を付けて保存する。手順1−7で用紙画像のRFID領域の位置あわせする。手順1−7は、システムの位置あわせ処理部2の機能を呼び出して手順1−6で読み取った画像を指定すると、手順1−8用紙画像のRFID領域検出はシステム側で自動で行う。たとえば、図7のテンプレート用紙の四隅に合い印をあらかじめ入れておき、読み取った画像(以降、入力画像)の四隅からこの合い印を探し、元の画像の合印と一致するように回転,移動,拡大縮小を行う。位置あわせの後は、入力画像の各RFID領域は元の画像の各RFID領域と一致する。合い印は無くとも、四隅のケーブル側RFID領域を抽出して同様に位置あわせしても良い。手順1−9の用紙画像のRFID領域とRFIDを関連付けも、システム側で自動で行う。テンプレート画像のRFID領域に割り当てられたRFIDを、入力画像の各RFID領域に登録する。手順1−10では端子とケーブル心線対応表作成を行う。手順1−6でテンプレート図のRFID領域と入力画像のRFIDを対応付け、手順1−7でRFID領域とRFIDの対応付けがされた結果、端子側RFIDとケーブル側RFIDの対応を得ることができる(入力画像の図12)。これを対応表として手順1−11のデータ保存にてデータ保持部10に保存する。最後に、手順1−12で作業が終了した旨を報告する、報告処理をして終了する。これにより、簡単な方法でデータ(ケーブル接続図等)を作成できる。また、作業時間も減らせ、作業効率も向上する。
「接続」メニュー処理では、作業者がRFIDをリードすると、図2のIDからRFID領域検出部6は、リードされたRFIDがどのRFID領域に関連付けされているかを検出し、画面呼び出し部8は画面14にそのRFID領域を含む画像を表示して、画面RFID領域強調部7はRFID領域を色を変えて表示するなど強調表示する。また、RFIDを関連付けた際の図11のままで以外に、作業者がテンプレート図を印刷した紙に鉛筆やボールペンでメモを書き、スキャナーで読み取った画像により、対応するRFID領域を示すと、作業者は作業しやすい。また、画像と重ねて表示することでも良い。
ケーブルに取り付けたRFIDをリードすると、接続すべき端子を示すことができる。各端子の近くにLEDを備えて、接続すべき端子のLEDを光らせると作業性を向上できる。
図5に、接続の作業フローを示す。作業者がする手順とシステムで処理される手順がある。手順4−1で作業者は、「接続」メニュー処理のなかで作業対象の画面を呼び出すが、一例としては、RFID/LEDプレートを取り付けて作業対象の端子台IDを入力することでこれを行うようにする。ケーブル心線のIDを指定するかまたは、取り付けたRFIDをリードすることで行うようにしても良い。手順4−6ですべての端子が接続できたかを確認するまで、以下、手順4−2から4−4を繰り返す。手順4−2ケーブル側のRFIDをリードすると、手順4−3でシステムは接続先を示す。すなわち、表示画面14には図13のようにそのケーブルがどの端子に接続するべきかを、入力画像の該当部分を強調表示して示す。画面14には図13のような入力画面でなくても、図7のテンプレート図に、プロパティデータとともに表示して該当部分を強調表示しても良い。RFID/LEDプレートを取り付けている場合は、該当端子の横にあるLEDを光らせて、直接端子を示すと、わかりやすく作業することができる。手順4−4で作業者はシステムが示した位置にケーブル心線を接続する。手順4−6ですべての端子が接続できたか確認できれば、手順4−5で接続終了報告を行う。具体的な操作は、接続作業アップロードメニューにて、リード履歴を上位システムに転送する。いつ、対象ケーブルの接続を行ったか、リード時間を履歴として残すことで、信頼性が向上する。作業前に、作業者が誰かわかるようにログインするようにすれば、誰がその作業を行ったかも履歴として残すことができる。
「確認」メニュー処理では、端子にケーブルを接続した後、接続が正しいかどうかを確認するが、作業者が端子側RFIDとケーブル側RFIDを連続してリードすると、2つのRFIDが、接続すべき端子とケーブルのRFIDかどうかを判定して、画面14に表示する、或いは、音声で正否を作業者に知らせる。これにより作業者は、次にどの作業を行うか、どの配線を接続するか等、簡単に分かる。また、作業効率も向上する。
前回の確認で正しく接続されていた端子とケーブルが、日を置いて、再度確認した際に前回と異なる接続をされている場合がある。その場合、更新メニューを備えておくことで、実際の接続に合わせて、接続データを更新できるようにすると良い。具体的には、図10の{ケーブル情報,矩形領域,RFID}の該当するフィールドの内容が書き換わることになる。ケーブル側RFID領域情報のi番目のフィールドは、端子側RFID領域情報のi番目のフィールドに対応している。現在の端子側RFID領域情報のi番目のフィールドに対応しているケーブルのRFIDと関連付けされているフィールドjでフィールドiを上書きする。その際、フィールドIの情報は、接続無のフィールドを追加してそこに保持しておくと、別の端子につながれている場合に、そのデータを所定のフィールドに書き写すことができる。データ更新の際、作業者の持つ資格に合わせて、その操作を許可するようにすれば、間違った人がデータを更新することが無く、信頼性を確保できる。また、最新の状態が保たれ、作業の重複や過去のデータによる配線間違えを防ぐことができる。
図6に、確認の作業フローを示す。作業者がする手順とシステムで処理される手順がある。手順5−1で「確認」メニュー処理で作業対象の画面を呼び出す。これは、図5に説明した接続処理と同様である。手順5−6ですべての端子が確認できたかを確認するまで、以下、手順5−2から5−4を繰り返す。RFID/LEDプレートを取り付けている場合は、手順5−2で端子側のRFIDをリードし、引き続き手順5−3ケーブル側のRFIDをリードすると、システムは、手順5−4で正否判定をするため、図4の手順1−10で作成したデータを参照し、端子側RFIDとケーブル側RFIDの対応を得て、手順5−2,5−3でリードしたペアがこの対応に含まれていれば正として、含まれていなければ否として正否判定を行って作業者に示す。否であれば、作業者は、接続を確認して、正しくなるように接続しなおし、再度確認処理を行うことになる。手順5−6ですべての端子が確認できたら、手順5−5で正否判定結果を確認終了として報告する。具体的な操作は、確認作業アップロードメニューにて、正否判定結果を上位システムに転送することは、接続メニューの場合と同様である。
図2のRFID領域とIDの照合部9は、RFID領域を示し、次にリードしたRFIDが先に示したRFID領域に関連付けられているかどうかを照合し、結果を作業者に知らせる。これは、作業者が、図面を見ながら、対象の確認をする際の用いる機能である。
図2のプリンター11,スキャナー12は、図3のケーブル作業端末16とケーブルで接続してその機能を用いる。
図7のテンプレート接続図は、左右に2列の端子が並ぶ一般的な端子台に、ケーブルが接続される様子をわかりやすく表示しているが、縦方向や列数が異なるものなど、数種類用意しておくと良い。また、図7のテンプレート接続図は、図9に示すように、あらかじめケーブル側RFID領域と端子側RFID領域が定められており、これらは後でRFIDと関連付けされる候補の領域である。図10はテンプレート接続図に付随するデータである。例として図表IDがXxx0.bmpの図表は、端子台IDがXxx0の端子台を示しており、Xxx0.bmpが含むケーブル側RFID領域は、別表の矩形領域に保持しており、後から追加されるケーブル情報及び関連付けされるRFIDとの対応を保持する。同様にXxx0.bmpが含む端子側RFID領域は、別表の矩形領域に保持している。この表によって、ケーブル側RFID領域と端子側RFID領域は対応付けられており、これは、対応付けられた端子とケーブル心線を接続するように、作業の中では解釈する。ケーブル側RFID領域にケーブルに取り付けたRFIDが対応付けられ、端子側RFID領域にも端子に取り付けたRFIDが対応付けられれば、接続すべき端子とケーブル心線に取り付けた物かどうか2つのRFIDをリードして判定することで、誤接続を回避できる。図10の構成は、これ以外にも、矩形領域のかわりにテンプレート接続図内の領域IDを用いても良い。このとき、画面には、端子側RFID領域とケーブル側RFID領域が相対する位置に表示することで、作業者は実際の端子とケーブル心線をイメージしやすく、作業性を向上できる。
実施例1の構成に対し、心線と心線を束ねたケーブルの対応情報を入力する操作例を以下に示す。図14は、テンプレート図に対し、各プロパティの入力操作例を示すものである。心線を表す線分の近くに心線名入力領域が示してあり、プロパティの入力モードにおいて、この領域を選択後、テキストを入力すると、心線名を指定することとする。また、心線と心線を束ねたケーブルの対応情報を入力する操作例として、心線を示す線に対して直角な線を入力するとそれらは一束ねのケーブルであることと登録し、ケーブル名指定入力領域が自動生成され、そこにケーブル名としてテキストを入力する。その線の引き出し線も入力する或いはケーブル名に近い位置に自動生成するようにするとケーブル名との対応がわかりやすく表示できる。
実施例2の構成に対し、図15は、「解線前の記録」メニュー処理で、作業者が紙にメモしたものをスキャナーで読み取る方法に対する代案を示している。
図15のように、RFIDとの関連付けをする画面で、手書きメモ入力モードを作業者が示したならば、メモ入力レイヤーが入力受付状態となり、作業者は自由にメモを書き入れることができる。この方法であれば、後で紙をスキャナーで読み込む手間を省くことができる。RFID領域とRFIDの関連付けや、接続,確認の作業での動作は図2の実施例と同様にすればよい。
実施例2の構成に対し、図16は、「解線前の記録」メニュー処理で、作業者が紙にメモしたものをスキャナーで読み取る方法に対する代案を示している。図16は、端子台を撮影した画像であるが、この画像に対して、作業者がケーブル側RFID領域や端子側RFID領域を指し示すことで、各RFID領域が定義される。指し示す代わりに、特徴的な形状をしたRFIDを取り付けることとし、RFID取り付け後に撮影した画像から画像処理により自動でRFID領域の候補を抽出しておくと、正確なRFID領域の位置ではなく、近くを作業者が示すことでも、画像の中の正しいRFID領域を得ることができる。図16では、RFID領域とされた部分4箇所を矢印で示している。RFID領域とRFIDの関連付けや、接続,確認の作業での動作は図2の実施例と同様にすればよい。これにより、より簡単な方法でデータが作成でき、作業量が軽減する。
以上の実施例いずれのシステムにも適したリーダー15について、図17,図18にて説明する。なお、本実施例は適したリーダーの一例であり、実施例はこれに限られるものでない。図17はそのハード構成、図18は外観図である。手の中に納まるケース15−100の中に納まる基板に、以下を収める。USB−シリアル変換LSI15−3は、外部PCとの接続に用い、電源を得るとともに、外部PCから制御される。3.3Vレギュレータ15−2は、電源を整流する。USB−シリアル変換LSI15−3を介して外部PCからリードするようコマンドを受け取ると、RFIDリーダモジュール15−1にコマンドは渡され、RFIDリーダモジュール15−1はリードコマンドを発生して読み取りアンテナ15−8より電波を発信する。その後、読み取りアンテナ15−8は、RFIDからの信号を受信してRFIDリーダモジュール15−1に伝え、RFIDリーダモジュール15−1は信号を解析して、USB−シリアル変換LSI15−3を介して外部PCに解析結果を伝える。外部PCからLEDを光らせるようコマンドを受け取るとLED15−7は光る。外部PCから振動するコマンドを受け取ると振動モータ15−6は振動する。スイッチ15−5が押されると外部PCに信号を送る。外部PCはリードコマンド結果を受けた際にLEDを光らせる、あるいは、振動モータを振動させると、作業者はリードしたことが画面を見ずともわかり作業しやすい。または、外部PCはリードした結果が接続が正しい、或いは誤っているときに所定の光らせ方でLEDを光らせる、あるいは、所定の振動のしかたで(長く一定時間振動する、短く複数回振動する、或いはそれらの組み合わせ)振動モータを振動させると、作業者は作業の正否が画面を見ずともわかり作業しやすい。
読み取りアンテナ15−8は、図18に示すように、アンテナ本体をペンのように持つときにアンテナのリードしやすい面が下方を向くように先を曲げると、ケーブル心線に取り付けたRFIDをリードしやすくなる効果と、アンテナにリードしやすい面がどこかわかりやすく作業しやすくなる。アンテナを基板で製作する場合には、基板の角を丸くすると、誤って何かに触れた場合に触れた先に傷を付けにくくなる。また、ケーブル作業をする目的からは、電気を通さない樹脂で読み取りアンテナ15−8を被うと、誤って電圧のかかった部分に触れることがあっても安全上問題ない。
以上の実施例いずれのシステムにも適したRFID/LEDプレートについて図19を用いて説明する。なお、本実施例は適したRFID/LEDプレートの一例であり、実施例はこれに限られるものでない。RFID/LEDプレート19は、作業のときのみに端子台にはめることで、図3のように端子一つ一つにRFIDを取り付けたのと同じ効果がある。また、端子を示すLEDも付いており、接続時にケーブル心線側のRFIDをリードすると接続先の端子を示すなど作業をナビゲートすることができる。RFID端子台に取り付けやすいように、端子の並び方向の上下に端子台をはさむように取り付け部を設けると、ケーブルと干渉しないため作業の邪魔になることがない。また、同じ端子に割り当てられるRFIDとLEDの位置は、他の端子に割り当てられるRFIDとの距離,他の端子に割り当てられるLEDとの距離よりも近くなるように配置すると、作業者は直感的にRFIDとLEDの示す端子がわかりやすい。LEDを光らせる信号は、上位PC(図3の13,14,15)より受ける。端子の数だけ備えられたLEDをつけて制御するには、LEDの数以上のビット数のシフトレジスタを用意し、シフトレジスタの各ビットにLEDを接続する。光らせるビットを1,光らせないビットを0にシフトレジスタをセットして、ON/OFFすることでLEDを制御する。シフトレジスタをセットするには、ビット列を1ビットずつLEDの数だけシフトする。すべて消すためには、すべて0クリアする。シフトレジスタが、8ビットなどの単位であれば、必要なビット数以上になる数のシフトレジスタを用意して直列に接続する。タイマーを備えてON/OFFの時間を制御するようにすれば、所定の時間間隔で点滅する制御ができ、さらに、点滅間隔を非常に短い間隔にすれば、人の目には弱い光で点灯しているように見え、電力を節約することができる。
上位PCとの信号の送受信は、無線にすると使い勝手が良い。無線にするためには、図19のように、LEDプレートコントローラ部18に電源や無線送受信部が必要となるため容積が増してしまうため、RFID/LEDプレート19に直付けすると、端子台の位置によっては、コントローラ部が他の物と干渉して取り付けられないことがあるため、図19のようにRFID/LEDプレート19とLEDプレートコントローラ部18を基板とケースを分けて2つの位置関係が自由になるようケーブルでつなぐと、LEDプレートコントローラ部18を干渉しない位置に設置できるので良い。
また、RFID/LEDプレート19は、端子台の形や作業のしやすさを考慮して、数種類用意する場合、RFID/LEDプレート19とLEDプレートコントローラ部18を切り離してプレートを差し替え可能にすると、コストを抑えることができる。
この場合、LED情報取得部を設けて、接続されたRFID/LEDプレート19の型式を取得するようにすれば、作業対象端子台の端子の数とLEDやRFIDの数が異なるなど、使用するRFID/LEDプレート19が間違った型式であればエラーを発することができ、作業を矛盾無く進める上で役に立つ。たとえば、以下のようにする。まず、シフトレジスタをすべて0クリアする。カウンタを0にする。一番上位の桁のビットから押し出されてきたビットを確認ビットとする。最初のビットを1,それ以降のビットを0にセットして、ビット列を1ビットずつシフトするごとにカウンタを進め、確認ビットが1かどうかを確認する。確認ビットが1になれば、そのときのカウンタの数がシフトレジスタのビット数となり、型式を確認することができる。
作業フローの例。 システム構成図。 システム外観。 作業フロー。 作業フロー。 作業フロー。 テンプレート接続図の例。 メモ書きの例。 テンプレート接続図の例。 テンプレート接続図に付随するデータの例。 画面例。 接続図データの例。 画面例。 操作例。 代案の説明図。 代案の説明図。 リーダーの説明図。 リーダーの説明図。 RFID/LEDプレートの説明図。
符号の説明
1 メイン処理部
2 位置あわせ処理部
3 RFID領域検出部
4 RFID領域とIDの関連付け部
5 RFID領域指定部
6 IDからRFID領域検出部
7 画面RFID領域強調部
8 画面呼び出し部
9 RFID領域とIDの照合部
10 データ保持部
11 プリンター
12 スキャナー
13 入力タブレット
14 画面
15 リーダー
16 ケーブル作業端末
17 端子とケーブル心線対応表作成部
18 LEDプレートコントローラ
19 RFID/LEDプレート

Claims (16)

  1. RFIDを用いた作業支援システムにおいて、
    対象物に取り付けたRFIDをリードするRFIDリーダーを有し、
    前記RFIDリーダーと接続されたケーブル作業端末が、
    前記対象物に取り付けたRFIDと関連付けされる領域を含むテンプレート接続図を記録するデータベースと、
    前記テンプレート接続図のうち指定されたある領域と前記RFIDリーダーにより読み込んだRFIDを関連付ける領域とRFIDの関連付け手段と、
    前記テンプレート接続図はある一つの領域と前記ある一つの領域とは別の領域の対応関係を有しており、前記対応関係と前記領域とRFIDの関連付け手段における関連付け情報より、前記対象物に取り付けたRFIDと前記RFIDとは別のRFIDの対応を導く端子とケーブル心線対応表作成手段とを有することを特徴とする作業支援システム。
  2. 請求項1に記載の作業支援システムにおいて、
    前記図の領域に情報を追加する手段を設けたことを特徴とする作業支援システム。
  3. 請求項2に記載の作業支援システムにおいて、
    前記RFIDリーダーにより前記図の領域に関連付けられたRFIDをリードすると、前記図と追加された情報を表示して関連付けられた領域を強調表示する手段を設けたことを特徴とする作業支援システム。
  4. 請求項2に記載の作業支援システムにおいて、
    前記RFIDと関連付けされる領域を1つ以上含む図を第1の図とし、前記第1の図を印刷した紙に加筆した結果をスキャナーで読み取った図を第2の図とし、前記第1の図の領域と前記第2の図の領域を位置あわせして領域の対応を抽出する位置あわせ処理手段と、
    前記RFIDリーダーにより前記第1の図の領域に関連付けられたRFIDをリードすると、前記第2の図を表示して前記位置あわせ手段により第1の図の領域と対応付けられた第2の図の領域を強調表示する手段を設けた作業支援システム。
  5. 請求項2に記載の作業支援システムにおいて、
    前記図の領域に情報を追加する手段は、前記図を表示してそれと重なる自由曲線入力領域を設け、前記自由曲線入力領域にメモ書きを受け付けることを特徴とする作業支援システム。
  6. 請求項2に記載の作業支援システムにおいて、
    前記図の領域に情報を追加する手段は、前記図の各々の領域に対し、項目別にテキストを入力することを特徴とする作業支援システム。
  7. 請求項2に記載の作業支援システムにおいて、
    前記図の領域は、図面内の基準位置に対し形状と位置座標をあらかじめ定めておくことを特徴とする作業支援システム。
  8. 請求項2に記載の作業支援システムにおいて、
    ケーブル接続状況が変化した際、図面内のRFIDと関連付けされた領域を示すRFID確認要求手段と、前記RFID確認要求手段により示された領域と関連付けられたRFIDをリードしてそれが関連付けられたRFIDと異なる場合、接続が変化したことと認識して、端子とケーブルの接続データを、端子側RFIDとケーブル側RFIDのペアが正しくなるように更新することを特徴とする作業支援システム。
  9. RFIDを用いた作業支援方法において、
    ケーブル作業端末が、
    RFIDリーダーでリードした対象物に取り付けたRFIDを記録し、
    前記対象物に取り付けたRFIDと関連付けされる領域を含むテンプレート接続図中の前記RFIDと関連付けされる領域との関連付け情報を作成し、
    前記図の領域と前記領域とは別の領域の対応関係と前記関連付け情報から前記対象物に取り付けたRFIDと前記RFIDとは別のRFIDの対応を導くことを特徴とする作業支援方法。
  10. 請求項9に記載の作業支援方法において、
    前記図の領域に情報を追加することを特徴とする作業支援方法。
  11. 請求項10に記載の作業支援方法において、
    前記RFIDリーダーにより前記図の領域に関連付けられたRFIDをリードすると、前記図と追加された情報を表示し、前記関連付けられた領域を強調表示することを特徴とする作業支援方法。
  12. 請求項10に記載の作業支援方法において、
    前記RFIDと関連付けされる領域を1つ以上含む図を第1の図とし、前記第1の図を印刷した紙に加筆した結果をスキャナーで読み取った図を第2の図とし、前記第1の図の領域と前記第2の図の領域を位置あわせし、前記領域の対応を抽出し、前記RFIDリーダーにより前記第1の図の領域に関連付けられたRFIDをリードすると、前記第2の図を表示して前記位置あわせ手段により第1の図の領域と対応付けられた第2の図の領域を強調表示することを特徴とする作業支援方法。
  13. 請求項10に記載の作業支援方法において、
    前記追加は、前記図を表示してそれと重なる自由曲線入力領域を設け、前記自由曲線入力領域にメモ書きを受け付けることを特徴とする作業支援方法。
  14. 請求項10に記載の作業支援方法において、
    前記図の領域に情報を追加する手段は、前記図の各々の領域に対し、項目別にテキストを入力することを特徴とする作業支援方法。
  15. 請求項10に記載の作業支援方法において、
    前記図の領域は、図面内の基準位置に対し形状と位置座標をあらかじめ定めておくことを特徴とする作業支援方法。
  16. 請求項10に記載の作業支援方法において、
    ケーブル接続状況が変化した際、図面内のRFIDと関連付けされた領域を示すRFID確認要求をし、前記RFID確認要求により示された領域と関連付けられたRFIDをリードしてそれが関連付けられたRFIDと異なる場合、接続が変化したことと認識して、端子とケーブルの接続データを、端子側RFIDとケーブル側RFIDのペアが正しくなるように更新することを特徴とする作業支援方法。
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