JP6832741B2 - 作業支援システム、作業支援方法及びプログラム - Google Patents

Description

本発明は、作業支援システム、作業支援方法及びプログラムに関する。

工場に代表される作業現場では、作業効率を向上させるための工夫がなされる。この種の比較的単純な工夫として、作業者毎に作業内容と作業に要した時間とを手作業で記録して、この記録に基づいて作業計画を立案することがある。しかしながら、手作業による記録は非常に煩雑である。そこで、このような記録を簡便に行うための技術が提案されている（例えば、特許文献１を参照）。

特許文献１には、複数の装置で行われた作業の内容と作業時間とを収集し、工場内におけるオペレータの位置情報を用いてオペレータが各装置の近傍にいた時間帯を割り出して、各装置で発生したイベントの内容及びイベントの発生時刻をオペレータに関連付ける技術について記載されている。

特開２００３−１４０７２８号公報

セル生産方式を採用する作業現場では、各工程を独立したラインとみなすことができるため、各ワークセルで異なる作業をすることにより多品種少量生産を実現することができる。ここで、作業者には、割り当てられた工程によって得手不得手があり、各ワークセルの出来高は、担当する作業者の習熟度によって左右される。このため、適当に作業者を配置するためには、種々の工程に対する各作業者の習熟度を把握する必要がある。

しかしながら、特許文献１に記載の技術では、習熟度を把握することができない。また、習熟度を把握するために作業者による作業を他者が直接観察したり、作業現場の管理者が経験に基づいて習熟度を推測して作業者を配置したりしているという実情がある。このため、習熟度を把握するために、新たに煩雑な作業が生じたり、すべての作業に精通した経験者が必要になったりしていた。そして、このようにして把握された習熟度は、正確であるとは限らず、効率の低い作業計画を立案する要因になり得る。したがって、正確な習熟度の把握を容易なものとして作業を支援することで、作業の効率を向上させる余地がある。

本発明は、上記の事情に鑑みてなされたもので、作業の効率を向上させることを目的とする。

上記目的を達成するため、本発明の作業支援システムは、作業者が異なる作業をするための複数の装置が設置された領域における作業者の位置を示す位置情報を取得して、複数の装置のうち作業者に最も近い装置を特定する装置特定手段と、複数の装置から作業にかかった作業時間を示す履歴情報を取得して管理する履歴管理手段と、作業者について装置特定手段によって特定された装置と、履歴情報により示される該装置の作業時間と、から作業者の習熟度を決定し、習熟度と作業日とを対応付ける習熟度情報を生成して出力する習熟度決定手段と、作業者が特定の作業をする際に、習熟度情報を参照して、前回の特定の作業をしたときから経過した期間の長さに応じて作業者を支援するための支援情報を出力する支援情報出力手段と、を備える。

本発明によれば、作業者の習熟度が決定して出力される。このため、作業者の正確な習熟度を把握することが容易になる。ひいては、作業を支援して作業の効率を向上させることができる。

作業支援システムの構成を示す図 作業支援システムを構成する装置のハードウェア構成を示す図 作業領域について説明するための図 作業支援システムの機能的な構成を示す図 履歴情報の一例を示す図 習熟度情報の一例を示す図 配置情報の一例を示す図 作業処理を示すフロー図 習熟度決定処理を示すフロー図 作業者配置処理を示すフロー図 作業者配置処理について説明するための図 習熟度情報の他の例を示す図

以下、本発明の実施形態を、図面を参照しつつ詳細に説明する。

実施の形態１．
図１には、本実施の形態に係る作業支援システム１００の概要が示されている。作業支援システム１００は、作業領域１０において作業者２０が作業装置１１〜１４を用いて行う作業の履歴を管理して、作業者２０の習熟度を決定することで、作業者２０による作業を支援するシステムである。

作業領域１０は、本実施の形態では、比較的小規模の、いわゆるセル生産方式で製品を生産する現場である。この作業領域１０では、複数のワークセルを複数の作業者２０が持ち回りで担当する。作業者２０は、部品或いは材料から製品を組み立てることで当該製品を生産する。なお、作業者２０は、複数の作業担当者の総称を意味し、図１では、複数の作業担当者を代表して１人の作業者２０が示されている。

作業支援システム１００は、図１に示されるように、複数のワークセルに設置された作業装置１１，１２，１３，１４と、作業者２０の位置を取得して作業者２０の近傍の作業装置を特定する装置特定ユニット３０と、作業装置１１〜１４の稼働状況に関する情報を取得して管理する履歴管理ユニット４０と、装置特定ユニット３０が特定した作業装置、及び履歴管理ユニット４０が管理する情報から作業者２０の習熟度を決定する習熟度決定ユニット５０と、習熟度に基づいて作業装置１１〜１４のいずれかへの作業者２０の配置を計画する作業者配置ユニット６０と、作業者２０の配置と習熟度とに基づいて作業を支援する情報を出力する支援情報出力ユニット７０と、を有している。

図２には、作業装置１１〜１４、装置特定ユニット３０、履歴管理ユニット４０、習熟度決定ユニット５０、作業者配置ユニット６０、及び支援情報出力ユニット７０それぞれのハードウェア構成が示されている。これらの装置はいずれも、プロセッサ８１、主記憶部８２、補助記憶部８３、出力部８４、入力部８５、及び通信インタフェース８６を有するコンピュータとして構成されている。主記憶部８２、補助記憶部８３、出力部８４、入力部８５、及び通信インタフェース８６はいずれも、内部バス８７を介してプロセッサ８１に接続されている。ただし、図２では、コンピュータを構成するための要素以外の構成要素は省略されている。例えば、作業装置１１が半田付けをするための器具である場合には、半田を加熱するためのヒータが省略されている。

プロセッサ８１は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）又はＭＰＵ（Micro Processing Unit）を含んで構成される。プロセッサ８１は、補助記憶部８３に記憶されるプログラムＰ１を実行することにより、後述の処理を実行する。

主記憶部８２は、ＲＡＭ（Random Access Memory）を含んで構成される。主記憶部８２には、補助記憶部８３からプログラムＰ１がロードされる。そして、主記憶部８２は、プロセッサ８１の作業領域として用いられる。

補助記憶部８３は、ハードディスク又はフラッシュメモリに代表される不揮発性メモリを含んで構成される。補助記憶部８３は、プログラムＰ１の他に、プロセッサ８１の処理に用いられる種々のデータを記憶する。補助記憶部８３は、プロセッサ８１の指示に従って、プロセッサ８１によって利用されるデータをプロセッサ８１に供給し、プロセッサ８１から供給されたデータを記憶する。

出力部８４は、プロセッサ８１の指示に従って、種々の情報を外部に提示する。本実施の形態に係る出力部８４は、グラフィクス処理デバイス８４１とＬＣＤ（Liquid Crystal Display）に代表される表示デバイス８４２とを有する。グラフィクス処理デバイス８４１は、表示デバイス８４２に表示するための画像又は描画指示を表示デバイス８４２に送信することで、表示デバイス８４２に種々の文字及び図形を表示させる。ただし、出力部８４は、スピーカを含んで構成され、音響信号を外部に伝えてもよい。

入力部８５は、外部から入力された情報を取得して、取得した情報をプロセッサ８１に通知する。本実施の形態に係る入力部８５は、入力インタフェース８５１と入力デバイス８５２とを有する。入力デバイス８５２は、例えばキーボード、及び、いわゆるマウスに代表されるポインティングデバイスを含んで構成される。

通信インタフェース８６は、外部の機器とネットワークＮＷを介して通信するためのＮＩＣ（Network Interface Controller）を含んで構成される。通信インタフェース８６は、ネットワークＮＷから信号を受信して、この信号に含まれるデータをプロセッサ８１へ出力する。また、通信インタフェース８６は、プロセッサ８１から出力されたデータを含む信号を、ネットワークＮＷへ送信する。

なお、ネットワークＮＷは、作業装置１１〜１４、装置特定ユニット３０、履歴管理ユニット４０、習熟度決定ユニット５０、作業者配置ユニット６０、及び支援情報出力ユニット７０を互いに通信可能とする有線又は無線のネットワークである。

図３には、作業領域１０の詳細が示されている。図３に示されるように、作業領域１０には、作業装置１１〜１４と、作業者２０の位置を検出するためのアンテナ１７〜１９と、が設置されている。なお、図３では、作業装置１１〜１４を用いる作業者２１〜２４が、作業者２０の例として示されている。

作業装置１１〜１４は、作業者２０が異なる作業をするための複数の装置である。具体的には、作業装置１１〜１４はそれぞれ、作業者２０が作業するためのワークセルに設置されて、作業ロット、作業計画又は作業工程に応じて作業者２０が作業をする際に用いられる。例えば、作業装置１１〜１４は、半田付けに代表される溶着、又は溶接をするための器具、電動ドリル、電動ドライバ、ソーイング・マシン等を含んで構成される。また、作業装置１１〜１４は、単に作業の進捗状況を管理するために作業者２０が作業状況について入力する装置であってもよい。さらに、作業装置１１〜１４は、これには限定されず、作業者２０が作業をする際に用いる装置であればよい。また、作業者２０による作業は、製品の生産に限定されず、試料の分析、及び廃棄物の分解に代表される他の作業であってもよい。

作業装置１１〜１４にはそれぞれ、稼働の指示を入力するための入力機器１１ａ，１２ａ，１３ａ，１４ａが接続されている。本実施の形態に係る入力機器１１ａ〜１４ａは、作業者２１〜２４が持ち込んだ指示書２１ａ，２２ａ，２３ａ，２４ａに記されたバーコードを読み取る読み取り機である。このバーコードには、指示書２１ａ〜２４ａに記載された作業内容と同等の情報が含まれるため、入力機器１１ａ〜１４ａがバーコードを読み取ると、作業装置１１〜１４は、指示書に記載の作業を実行するための稼働を開始する。そして、作業装置１１〜１４は、作業状況に関する情報を履歴管理ユニット４０に送信する。

また、作業者２１〜２４はそれぞれ、発信機２１ｂ，２２ｂ，２３ｂ，２４ｂを携帯している。発信機２１ｂ〜２４ｂは、いわゆるビーコンであって、予め定められたパターンの無線信号を一定の時間間隔で発信する。なお、無線信号のパターンは、発信機２１ｂ〜２４ｂそれぞれで異なっており、このパターンを識別することで、作業者２１〜２４を識別することができる。例えば、作業者２１が携帯する発信機２１ｂは、「００１」というパターンの無線信号を発信し、作業者２２が携帯する発信機２２ｂは、「０１０」というパターンの無線信号を発信する。

アンテナ１７〜１９は、発信機２１ｂ〜２４ｂから発信された無線信号を受信する。アンテナ１７〜１９によって受信された信号は、その強度により作業領域１０における作業者２０の位置を示す情報に相当する。アンテナ１７〜１９は、受信した信号を、受信した時刻と関連付けて、作業者２０の位置を示す情報として装置特定ユニット３０に送信する。

図４には、作業支援システム１００の機能的な構成が示されている。図４に示される機能は、図２に示されたハードウェア構成が協働することで実現される。

装置特定ユニット３０は、作業領域１０における作業者２０の位置を取得して、作業者２０の位置と予め設定された作業装置１１〜１４の位置との関係から、作業者２０に最も近い作業装置を特定する。装置特定ユニット３０は、作業者２０の位置を示す作業者位置情報３２ａを収集する位置情報収集部３１と、種々の情報を記憶する記憶部３２と、記憶部３２の情報から作業装置を特定する作業装置特定部３３と、を有している。

位置情報収集部３１は、主として装置特定ユニット３０のプロセッサ８１と通信インタフェース８６との協働により実現される。位置情報収集部３１は、アンテナ１７〜１９から作業者位置情報３２ａを収集して、記憶部３２に格納する。

記憶部３２は、主として装置特定ユニット３０の主記憶部８２と補助記憶部８３との少なくとも一方によって実現される。記憶部３２は、作業者位置情報３２ａの他に、予め設定される装置位置情報３２ｂと、後述の作業装置情報３２ｃと、を記憶する。装置位置情報３２ｂは、作業領域１０における作業装置１１〜１４の位置を示す。

作業装置特定部３３は、主として装置特定ユニット３０のプロセッサ８１によって実現される。作業装置特定部３３は、記憶部３２から作業者位置情報３２ａと装置位置情報３２ｂとを読み出して、作業者２０の位置と作業装置１１〜１４の位置との関係から、作業装置１１〜１４のうち各時刻で作業者２０に最も近い作業装置を特定する。そして、作業装置特定部３３は、作業者２０に最も近い作業装置を示す時系列のデータを、作業装置情報３２ｃとして記憶部３２に格納する。

履歴管理ユニット４０は、作業装置１１〜１４それぞれから作業の履歴に関する履歴情報４２ａを取得して蓄積することで履歴情報４２ａを管理する。履歴管理ユニット４０は、履歴情報４２ａを収集する履歴情報収集部４１と、履歴情報４２ａを記憶する記憶部４２と、を有している。

履歴情報収集部４１は、主として履歴管理ユニット４０のプロセッサ８１と通信インタフェース８６との協働により実現される。履歴情報収集部４１は、作業装置１１〜１４から送信された履歴情報４２ａを受信して記憶部４２に格納する。

記憶部４２は、主として履歴管理ユニット４０の主記憶部８２と補助記憶部８３との少なくとも一方によって実現される。記憶部４２に記憶される履歴情報４２ａは、作業に関する作業情報４２ｂと、作業装置１１〜１４の稼働に関する稼働情報４２ｃと、を含む。

作業情報４２ｂは、作業に関する内容を記録するための情報であって、例えば、作業対象の製品の機種と、作業の対象とする製品の台数と、を含む。稼働情報４２ｃは、作業装置１１〜１４の稼働に関する情報であって、作業装置１１〜１４の稼働時間と稼働中断時間とを示す情報である。なお、稼働時間及び稼働中断時間は、作業者２０が作業装置１１〜１４を用いて行う作業にかかった作業時間及び作業中断時間に等しい。

図５には、履歴情報４２ａの一例が示されている。図５に示されるように、履歴情報４２ａは、作業装置の識別番号と、作業ロットの識別番号と、作業対象機種と、作業対象台数と、稼働状況コードと、開始日時及び終了日時を含む稼働時間又は稼働中断時間と、を対応付けたテーブル形式のデータである。図５に示される履歴情報４２ａのうち、作業装置と、作業ロットと、作業対象機種と、作業対象台数と、を対応付けた部分が作業情報４２ｂに相当する。また、稼働状況コードと、稼働時間又は稼働中断時間と、を対応付けた部分が稼働情報４２ｃに相当する。

なお、稼働状況コードは、例えば、正常に稼働している状況を示す「００００」と、異常が生じている状況を示す「０００１」と、作業者２０の休憩により作業が中断している状況を示す「０００２」と、のいずれかである。

図４に戻り、習熟度決定ユニット５０は、装置特定ユニット３０から作業装置情報３２ｃを取得して、履歴管理ユニット４０から履歴情報４２ａを取得する。そして、習熟度決定ユニット５０は、作業者２０それぞれについて装置特定ユニット３０によって特定された作業装置と、履歴情報４２ａにより示されるこの作業装置の作業時間と、から作業者２０それぞれの習熟度を機種毎に決定して出力する。詳細には、習熟度決定ユニット５０は、作業者２０それぞれについて作業時間を算出して、算出した作業時間に基づく習熟度を作業対象の機種毎に決定する。習熟度決定ユニット５０は、作業時間を算出する作業時間算出部５１と、習熟度を示す習熟度情報５３ａを生成する習熟度情報生成部５２と、習熟度情報５３ａを記憶する記憶部５３と、を有している。

作業時間算出部５１は、主として習熟度決定ユニット５０のプロセッサ８１と通信インタフェース８６との協働により実現される。作業時間算出部５１は、履歴情報４２ａから稼働時間の開始日時と終了日時とを読み出して、これら開始日時と終了日時との差分から稼働時間の長さを算出する。また、作業時間算出部５１は、算出した稼働時間の長さから、稼働時間の長さと同様にして算出した稼働中断時間の長さを差し引くことで、実質的な稼働時間の長さを算出する。さらに、作業時間算出部５１は、実質的な稼働時間の長さを、作業対象とした製品の台数で除することにより、作業対象とした製品の１台あたりの実質作業時間の長さを、作業対象とする製品の機種毎に算出する。

習熟度情報生成部５２は、主として習熟度決定ユニット５０のプロセッサ８１と通信インタフェース８６との協働により実現される。習熟度情報生成部５２は、稼働情報４２ｃと作業装置情報３２ｃとを関連付ける。詳細には、習熟度情報生成部５２は、作業の開始時刻に作業装置１１〜１４の最も近くにいる作業者２０を特定する。このようにして、習熟度情報生成部５２は、作業時間算出部５１によって算出された作業時間と、作業者２０とを対応づける。そして、習熟度情報生成部５２は、作業者２０それぞれについて、作業時間に基づいて習熟度を決定し、決定した習熟度を示す習熟度情報５３ａを生成する。

図６には、習熟度情報５３ａの一例が示されている。図６に示されるように、習熟度情報５３ａは、作業者２０の識別番号と、作業ロットの識別番号と、作業対象機種と、作業日と、作業対象機種の製品１台あたりの実質作業時間と、を対応付けたテーブル形式のデータである。なお、本実施の形態に係る習熟度は、１台あたりの実質作業時間に等しいため、作業者２０が作業に習熟するほど、習熟度の値は小さくなる。図６中の「０：３７」は、ゼロ時間３７分間を意味する。

作業者配置ユニット６０は、習熟度決定ユニット５０から習熟度情報５３ａを取得して、習熟度に基づいて効率的な作業を進めるための作業者２０の配置を計画する。作業者配置ユニット６０は、将来の作業計画を取得する作業計画取得部６１と、作業者２０の配置を計画する配置計画部６２と、計画された配置を示す配置情報６３ａを表示する表示部６３と、を有している。

作業計画取得部６１は、主として作業者配置ユニット６０のプロセッサ８１と通信インタフェース８６との協働により実現される。作業計画取得部６１は、作業領域１０全体で進められる作業を管理する管理者から作業計画を取得する。作業計画には、作業装置１１〜１４それぞれについての、作業ロットの識別番号と、作業対象とする製品の機種と、作業の順番と、作業対象とする製品の台数と、が含まれる。

配置計画部６２は、主として作業者配置ユニット６０のプロセッサ８１によって実現される。配置計画部６２は、作業者２０それぞれについて作業対象機種毎の習熟度を示す習熟度情報５３ａを習熟度決定ユニット５０から取得する。そして、配置計画部６２は、習熟度情報５３ａと作業計画とに基づいて、作業者２０それぞれに割り当てる作業装置を決定することで、配置情報６３ａを生成する。配置計画部６２による計画の詳細については、後述する。

表示部６３は、主として作業者配置ユニット６０の出力部８４によって実現される。表示部６３は、配置情報６３ａを表示する。ただし、表示部６３は、配置情報６３ａを加工して表示してもよい。例えば、表示部６３は、配置情報６３ａのうち、直近の作業計画に対応する作業者２０の配置のみを表示してもよいし、作業者２０又は管理者の求めに応じて詳細な配置情報６３ａに習熟度情報５３ａを追加して表示してもよい。

図７には、配置情報６３ａの一例が示されている。図７に示されるように、配置情報６３ａは、作業装置の識別番号と、作業ロットの識別番号と、作業対象機種と、作業対象台数と、作業者と、作業開始予定時刻と、作業終了予定時刻と、を対応付けたテーブル形式のデータである。

支援情報出力ユニット７０は、作業者配置ユニット６０から配置情報６３ａを取得して、習熟度決定ユニット５０から習熟度情報５３ａを取得する。そして、支援情報出力ユニット７０は、取得した情報に基づいて作業者２０による作業を支援するための支援情報を生成して出力する。支援情報出力ユニット７０は、支援情報を生成する支援情報生成部７１と、支援情報を作業装置１１〜１４に出力する出力部７２と、を有している。

支援情報生成部７１は、主として支援情報出力ユニット７０のプロセッサ８１と通信インタフェース８６との協働により実現される。支援情報生成部７１は、作業者２０が作業予定の特定の作業をする際に、習熟度情報５３ａを参照して、前回の当該特定の作業から経過した期間の長さに応じて作業者２０を支援するための支援情報を生成する。詳細には、支援情報生成部７１は、作業装置１１〜１４それぞれについて、現在時刻が作業開始予定時刻になる直前に、配置情報６３ａに示される作業者２０による同一の機種を対象とする前回の作業日から経過した期間の長さを算出する。この期間の長さは、図６に示される習熟度情報５３ａに含まれる作業日を参照することで算出される。そして、支援情報生成部７１は、期間の長さに応じた作業時の注意点及び確認事項を含むワンポイントのアドバイスを、予め設定されたアドバイスのリストから習熟度に応じて選択することで、支援情報を生成する。例えば、作業者２０が作業に比較的習熟していない場合において、前回の作業日が１ヶ月以上前であれば、作業前に作業要領書を支援情報として生成する。

出力部７２は、主として支援情報出力ユニット７０の通信インタフェース８６によって実現される。出力部７２は、作業装置１１〜１４それぞれに対応する支援情報を、作業装置１１〜１４に送信することで、作業装置１１〜１４に支援情報を表示させる。

続いて、作業者による作業によって発生する一連の処理について、図８を用いて説明する。図８では、作業装置１１を用いた場合について説明するが、作業装置１２〜１４を用いた作業でも作業装置１１と同様の一連の処理が発生する。

図８に示されるように、作業が開始されると、作業者２０が、入力機器１１ａで指示書２１ａを読み取る（ステップＳ１）。具体的には、作業者２０が、バーコードリーダを用いて指示書２１ａに記されたバーコードを読み取る。

次に、履歴管理ユニット４０は、履歴情報４２ａを登録する（ステップＳ２）。具体的には、履歴情報収集部４１は、図５に示される作業装置、作業ロット、作業対象機種、稼働状況コード、及び稼働時間の開始日時を対応付けたレコードを追加する。このときの稼働状況コードは、正常な稼働を示す「００００」である。なお、作業対象機種は、指示書に記されたものが入力されてもよいし、作業ロットに関連付けられた機種として外部のシステムから取得されてもよい。

次に、履歴管理ユニット４０は、作業が中断したか否かを判定する（ステップＳ３）。具体的には、履歴情報収集部４１は、作業設備に導入されたＭＥＳ（Manufacturing Execution System）と呼ばれる作業管理機能を利用して中断に関する情報を収集して、作業が中断したか否かを判定する。作業の中断には、作業設備の異常による中断、及び作業者の休憩による中断が含まれる。

作業が中断していないと判定した場合（ステップＳ３；Ｎｏ）、ステップＳ５に処理が移行する。一方、作業が中断したと判定した場合（ステップＳ３；Ｙｅｓ）、履歴管理ユニット４０は、履歴情報４２ａを更新する（ステップＳ４）。例えば、履歴情報収集部４１は、履歴情報４２ａのうち、異常を示す「０００１」の稼働状況コードと、中断の開始日時及び終了日時と、を関連付けたレコードを追加する。

次に、履歴管理ユニット４０は、作業が終了したか否かを判定する（ステップＳ５）。具体的には、履歴情報収集部４１は、作業を終了した作業者２０が入力機器１１ａで指示書２１ａを読み取り、作業対象とした製品の台数を作業装置１１に入力したか否かを判定する。

作業が終了していないと判定された場合（ステップＳ５；Ｎｏ）、ステップＳ３以降の処理が繰り返される。一方、作業が終了したと判定された場合（ステップＳ５；Ｙｅｓ）、履歴管理ユニット４０は、履歴情報４２ａを更新する（ステップＳ６）。具体的には、履歴情報収集部４１が、ステップＳ２で登録したレコードに、ステップＳ５にて入力されたと判定した台数と、終了日時としての現在時刻を追加する。

その後、作業処理が終了する。以上の処理が、作業が行われるたびに繰り返されるため、作業装置１１の作業に関する履歴が履歴情報４２ａに蓄積される。同様に、作業装置１２〜１４の作業に関する履歴も履歴情報４２ａに蓄積される。

続いて、習熟度決定ユニット５０によって実行される習熟度決定処理について、図９を用いて説明する。習熟度決定処理では、まず、作業時間算出部５１が、履歴管理ユニット４０に対して要求することで履歴情報４２ａを取得する（ステップＳ１１）。

次に、作業時間算出部５１は、履歴情報４２ａを構成するすべてのレコードのうち、正常な稼働を示す稼働状況コードである「００００」に関連付けられた稼働時間の開始日時及び終了日時から、正常な稼働時間の長さを算出する（ステップＳ１２）。

次に、作業時間算出部５１は、各作業ロットについて、異常を示す稼働状況コードである「０００１」或いは休憩を示す稼働状況コードである「０００２」に関連付けられた作業中断時間の総和の長さを算出する（ステップＳ１３）。

次に、作業時間算出部５１は、ステップＳ１２で算出した正常な稼働時間の長さから、ステップＳ１３で算出した作業中断時間の長さを減じることで１回の作業における実質作業時間を算出する（ステップＳ１４）。

次に、作業時間算出部５１は、実質作業時間を作業対象台数で除することで１台あたりの作業時間を作業対象の機種毎に算出する（ステップＳ１５）。ここで、１台あたりの作業時間は、作業者２０それぞれについて機種毎に求められた平均値とする。

次に、習熟度情報生成部５２は、装置特定ユニット３０に対して要求することで作業装置情報３２ｃを取得する（ステップＳ１６）。

次に、習熟度情報生成部５２は、習熟度を決定して習熟度情報５３ａを生成する（ステップＳ１７）。具体的には、習熟度情報生成部５２は、ステップＳ１５で算出した１台あたりの作業時間を習熟度として決定する。また、習熟度情報生成部５２は、正常な稼働を示す稼働状況コード「００００」に関連付けられた稼働時間の開始日時と、作業装置情報３２ｃとを照らし合わせることで、この稼働状況コードに対応する作業をした作業者２０を特定する。そして、習熟度情報生成部５２は、図６に例示される習熟度情報５３ａを生成する。これにより、作業者２０それぞれについて、作業対象機種毎に習熟度が決定される。その後、習熟度決定ユニット５０は、習熟度決定処理を終了する。

続いて、作業者配置ユニット６０によって実行される作業者配置処理について、図１０を用いて説明する。図１０に示されるように、作業者配置処理では、作業計画取得部６１が、作業計画を取得する（ステップＳ２１）。ここで、作業装置１１〜１４のうちｍ番目の作業装置についてｎ番目に計画された作業ロットで予定される作業対象の製品の台数をＷｍｎとする。

次に、配置計画部６２は、習熟度情報５３ａを取得する（ステップＳ２２）。ここで、複数の作業者２０のうち、ｉ番目の作業者２０によるｊ番目の機種についての１台あたりの作業時間をＰｉｊとする。なお、ｊ番目の機種は、機種を示す番号を順に並べた場合に、ｊ番目の番号に対応する機種を意味する。

次に、配置計画部６２は、作業者２０の初期配置をして暫定パターンに設定する（ステップＳ２３）。初期配置は、作業計画に対して作業者２０を無作為に割り当てたものに相当する。図１１（ａ）には、この初期配置の例が示されている。図１１（ａ）では、１番目（ｍ＝１）の作業装置１１には、すべての作業ロットについて作業者２１が割り当てられている。また、２番目（ｍ＝２）の作業装置１２には、すべての作業ロットについて作業者２２が割り当てられ、３番目（ｍ＝３）の作業装置１３には、すべての作業ロットについて作業者２３が割り当てられている。

次に、配置計画部６２は、暫定パターンですべての作業ロットにかかる作業時間の総和を暫定値として算出する（ステップＳ２４）。例えば、図１１（ａ）では、作業ロット「Ａ００１」で予定される作業対象の機種が１番目（ｊ＝１）であれば、作業ロット「Ａ００１」が終了するまでにかかる時間は、作業台数が「１００」であるためＰ１１×１００の演算式を用いて算出することができる。ここで、作業時間の総和をＬ（Ｘ）と表記する。Ｘは、作業者２０の配置パターンを意味する。Ｌ（Ｘ）は以下の式（１）を用いて算出することができる。

Ｌ（Ｘ）＝Σ（Ｗｍｎ×Ｐｉｊ） ・・・（１）

次に、配置計画部６２は、暫定パターンから作業者２０の配置を変更する（ステップＳ２５）。配置の変更には、局所探索法に代表されるメタ解法の組み合わせを用いる。この手法は、ステップＳ２３の初期配置に対して、部分的に作業者２０の割り当てを順繰りに入れ替えて、この入れ替え処理を繰り返すことで作業時間の総和が最小となる配置を探索するものである。図１１（ｂ）には、初期配置から変更された配置の一例が示されている。図１１（ｂ）では、作業ロット「Ａ００１」、「Ｂ００１」の作業者２０が初期配置から入れ替えられている。ステップＳ２３では、暫定パターンから配置が変更されたパターンとして、探索手法に応じて定まる数の異なるパターンが導出される。

次に、配置計画部６２は、ステップＳ２５で変更した各パターンでの作業時間の総和を算出する（ステップＳ２６）。具体的には、配置計画部６２は、上述の式（１）を用いて作業時間の総和Ｌ１（Ｘ）、Ｌ２（Ｘ）、Ｌ３（Ｘ）・・・Ｌｋ（Ｘ）を算出する。

次に、配置計画部６２は、ステップＳ２６で算出された作業時間の総和のうち、最小の値を更新値に設定し、更新値に対応するパターンを更新パターンに設定する（ステップＳ２７）。ここで、更新値Ｌａは、Ｌａ＝ｍｉｎ Ｌｋ（Ｘ）として算出される。

次に、配置計画部６２は、更新値Ｌａ（Ｘ）が暫定値Ｌ（Ｘ）以上か否かを判定する（ステップＳ２８）。更新値Ｌａ（Ｘ）が暫定値Ｌ（Ｘ）以上ではないと判定した場合（ステップＳ２８；Ｎｏ）、配置計画部６２は、暫定パターンを更新パターンに置き換えて、暫定値に更新値を代入する（ステップＳ２９）。そして、配置計画部６２は、ステップＳ２５以降の処理を繰り返す。これにより、更新値Ｌａ（Ｘ）に対応する更新パターンをさらに変更して、作業時間の総和を算出することとなる。例えば、図１１（ｃ）に示されるように、さらに配置が変更される。図１１（ｃ）に示される配置は、作業ロット「Ｂ００１」、「Ｃ００１」の作業者２０が図１１（ｂ）に示される配置から入れ替えられたものに相当する。

一方、更新値Ｌａ（Ｘ）が暫定値Ｌ（Ｘ）以上であると判定した場合（ステップＳ２８；Ｙｅｓ）、配置計画部６２は、暫定値Ｌ（Ｘ）に対応する暫定パターンの配置を、効率のよい局所最適解に相当する配置として、この配置を示す配置情報６３ａを出力する（ステップＳ３０）。その後、作業者配置処理を終了する。

なお、上述の作業者配置処理では、作業者２０を配置する際にメタ解法を採用したが、これには限定されない。例えば、二分探索法を用いた探索方式を採用してもよい。

以上、説明したように、作業支援システム１００によれば、作業者２０それぞれについて習熟度が決定されて出力される。これにより、作業領域１０における作業を管理する管理者は、習熟度を容易に把握して、効率的な作業の計画を立案することができる。ひいては、作業の効率を向上させることができる。

また、作業者配置ユニット６０は、習熟度に基づいて作業者２０の配置を計画した。これにより、管理者は、効率的な作業をするための人員配置を容易に実現することができる。

また、支援情報出力ユニット７０は、前回の作業から経過した期間の長さに応じた支援情報を出力した。これにより、作業者２０は、前回の作業から長い期間が経過した場合であっても、作業を効率的に実行することができ、習熟度から生じる作業品質のバラつきを抑制することができる。

また、習熟度決定ユニット５０は、作業対象の機種毎に習熟度を決定した。これにより、作業者２０の機種に応じた得手不得手を加味して、効率的な作業を計画することが可能になる。

また、習熟度決定ユニット５０は、１台あたりの実質作業時間を習熟度として決定した。これにより、作業者配置ユニット６０が配置を計画するための演算を容易に定義することができる。

以上、本発明の実施の形態について説明したが、本発明は上記実施の形態によって限定されるものではない。

例えば、上記実施の形態では、装置特定ユニット３０、履歴管理ユニット４０、習熟度決定ユニット５０、作業者配置ユニット６０、及び支援情報出力ユニット７０それぞれを、別途のコンピュータ装置として説明したが、これには限定されない。例えば、これらの装置のうちの一部又はすべてを一体のコンピュータ装置として作業支援システム１００を構成してもよい。

また、上記実施の形態では、１台あたりの実質作業時間を習熟度に等しいものとしたが、これには限定されない。例えば、習熟度は、１台あたりの実質作業時間から演算式を用いることで算出されてもよいし、１台あたりの実質作業時間と対応する値であってもよい。例えば、１台あたりの実質作業時間の０：３０〜０：４５の範囲と習熟度「３」とが予め対応付けられていれば、図１２に示されるように、「０：３７」と算出された実質作業時間から、習熟度が「３」として求められる。この場合、実質作業時間が短くなるほど習熟度の値は大きくなる。

また、上記実施の形態では、前回の作業日から経過した期間の長さに応じて支援情報が生成されたが、これには限定されない。例えば、支援情報出力ユニット７０は、履歴情報４２ａを参照して、作業予定の機種を対象とした過去の１台あたりの実質作業時間のバラつきに基づいて支援情報を生成してもよい。このバラつきが大きい場合には、作業者が作業に習熟していないため、基本的な内容の支援情報を作業者に提示することが好ましく、このバラつきが小さい場合には、作業者が作業に慣熟しているため、確認的な内容の支援情報を作業者に提示することが好ましい。

上記実施の形態に係る作業装置１１〜１４、装置特定ユニット３０、履歴管理ユニット４０、習熟度決定ユニット５０、作業者配置ユニット６０、及び支援情報出力ユニット７０の機能は、専用のハードウェアによっても、また、通常のコンピュータシステムによっても実現することができる。

例えば、補助記憶部８３に記憶されているプログラムＰ１を、フレキシブルディスク、ＣＤ−ＲＯＭ（Compact Disk Read-Only Memory）、ＤＶＤ（Digital Versatile Disk）等のコンピュータ読み取り可能な記録媒体に格納して配布し、そのプログラムＰ１をコンピュータにインストールすることにより、上述の処理を実行する装置を構成することができる。

また、プログラムＰ１をインターネットに代表される通信ネットワーク上のサーバ装置が有するディスク装置に格納しておき、例えば、搬送波に重畳させて、コンピュータにダウンロードしてもよい。

また、通信ネットワークを介してプログラムＰ１を転送しながら起動実行することによっても、上述の処理を達成することができる。

更に、プログラムＰ１の全部又は一部をサーバ装置上で実行させ、その処理に関する情報をコンピュータが通信ネットワークを介して送受信しながらプログラムＰ１を実行することによっても、上述の処理を達成することができる。

なお、上述の機能を、ＯＳ（Operating System）が分担して実現する場合又はＯＳとアプリケーションとの協働により実現する場合等には、ＯＳ以外の部分のみを媒体に格納して配布してもよく、また、コンピュータにダウンロードしてもよい。

また、作業装置１１〜１４、装置特定ユニット３０、履歴管理ユニット４０、習熟度決定ユニット５０、作業者配置ユニット６０、及び支援情報出力ユニット７０の機能を実現する手段は、ソフトウェアに限られず、その一部又は全部を、回路を含む専用のハードウェアによって実現してもよい。

１００ 作業支援システム、 １０ 作業領域、 １１〜１４ 作業装置、 １１ａ〜１４ａ 入力機器、 １７〜１９ アンテナ、 ２０〜２４ 作業者、 ２１ａ〜２４ａ 指示書、 ２１ｂ〜２４ｂ 発信機、 ３０ 装置特定ユニット、 ３１ 位置情報収集部、 ３２ 記憶部、 ３２ａ 作業者位置情報、 ３２ｂ 装置位置情報、 ３２ｃ 作業装置情報、 ３３ 作業装置特定部、 ４０ 履歴管理ユニット、 ４１ 履歴情報収集部、 ４２ 記憶部、 ４２ａ 履歴情報、 ４２ｂ 作業情報、 ４２ｃ 稼働情報、 ５０ 習熟度決定ユニット、 ５１ 作業時間算出部、 ５２ 習熟度情報生成部、 ５３ 記憶部、 ５３ａ 習熟度情報、 ６０ 作業者配置ユニット、 ６１ 作業計画取得部、 ６２ 配置計画部、 ６３ 表示部、 ６３ａ 配置情報、 ７０ 支援情報出力ユニット、 ７１ 支援情報生成部、 ７２ 出力部、 ８１ プロセッサ、 ８２ 主記憶部、 ８３ 補助記憶部、 ８４ 出力部、 ８５ 入力部、 ８６ 通信インタフェース、 ８７ 内部バス、 ８４１ グラフィクス処理デバイス、 ８４２ 表示デバイス、 ８５１ 入力インタフェース、 ８５２ 入力デバイス、 ＮＷ ネットワーク、 Ｐ１ プログラム。

Claims (6)

1. 作業者が異なる作業をするための複数の装置が設置された領域における前記作業者の位置を示す位置情報を取得して、前記複数の装置のうち前記作業者に最も近い装置を特定する装置特定手段と、
   前記複数の装置から作業にかかった作業時間を示す履歴情報を取得して管理する履歴管理手段と、
   前記作業者について前記装置特定手段によって特定された装置と、前記履歴情報により示される該装置の作業時間と、から前記作業者の習熟度を決定し、習熟度と作業日とを対応付ける習熟度情報を生成して出力する習熟度決定手段と、
   前記作業者が特定の作業をする際に、前記習熟度情報を参照して、前回の前記特定の作業をしたときから経過した期間の長さに応じて前記作業者を支援するための支援情報を出力する支援情報出力手段と、
   を備える作業支援システム。
2. 前記作業者の習熟度に基づいて、前記複数の装置のいずれかへの前記作業者の配置を計画する配置計画手段をさらに備える、
   請求項１に記載の作業支援システム。
3. 前記履歴情報は、作業時間と作業の対象である製品の機種とを対応付ける情報であって、
   前記習熟度決定手段は、前記作業者の習熟度を機種毎に決定する、
   請求項１又は２に記載の作業支援システム。
4. 前記履歴情報は、作業時間と、作業が中断した作業中断時間と、作業の対象である製品の台数と、を対応付ける情報であって、
   前記習熟度決定手段は、作業時間から作業中断時間を減じて得る実質作業時間を、台数で除することにより、前記作業者の習熟度を決定する、
   請求項１から３のいずれか一項に記載の作業支援システム。
5. 装置特定手段が、作業者が異なる作業をするための複数の装置が設置された領域における前記作業者の位置から、前記複数の装置のうち前記作業者に最も近い装置を特定する装置特定ステップと、
   習熟度決定手段が、前記作業者について前記装置特定ステップにおいて特定された装置と、該装置から出力された情報により示される作業時間と、から前記作業者の習熟度を決定し、習熟度と作業日とを対応付ける習熟度情報を生成する習熟度決定ステップと、
   支援情報出力手段が、前記作業者が特定の作業をする際に、前記習熟度情報を参照して、前回の前記特定の作業をしたときから経過した期間の長さに応じて前記作業者を支援するための支援情報を出力する出力ステップと、
   を含む作業支援方法。
6. コンピュータに、
   作業者が異なる作業をするための複数の装置が設置された領域における前記作業者の位置から、前記複数の装置のうち前記作業者に最も近い装置を特定し、
   前記作業者について特定した装置と、該装置から出力された情報により示される作業時間と、から前記作業者の習熟度を決定し、習熟度と作業日とを対応付ける習熟度情報を生成し、
   前記作業者が特定の作業をする際に、前記習熟度情報を参照して、前回の前記特定の作業をしたときから経過した期間の長さに応じて前記作業者を支援するための支援情報を出力する、
   ことを実行させるためのプログラム。

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