JP7406038B1 - 作業支援システム及び作業支援方法 - Google Patents

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龍太朗 芳賀
幸男 小室
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Abstract

【課題】利便性の高い作業支援システム等を提供する。【解決手段】作業支援システムは、作業員の視野の領域付近を撮像する撮像部11bと、所定の作業指示情報を表示させる第1表示部11cと、を有する端末装置10と、撮像部11bで撮像された作業対象物の機器情報を端末装置10から受信し、当該機器情報に対応する作業指示情報を端末装置10に送信する管理装置30と、を備え、作業指示情報には、作業内容が文字情報で示される作業項目と、当該作業項目に対応する作業項目動画と、が含まれ、管理装置30は、複数の作業指示情報が作業順に配列されてなる作業指示情報群を生成し、当該作業指示情報群の中の最初の作業指示情報を端末装置10に送信し、端末装置10から送信される撮像部11bの撮像結果に基づいて、作業員が作業指示情報に基づく所定の作業を終わらせるたびに、次の作業指示情報を端末装置10に送信する処理を繰り返す。【選択図】図2

Description

本開示は、作業支援システム等に関する。
機械設備の運転や点検やメンテナンスといった作業を支援するための技術として、例えば、特許文献1に記載のものが知られている。すなわち、特許文献1には、「作業者が視認可能に情報を表示する表示デバイスと、前記作業者から作業進捗に関する情報を受け付ける受付部と、前記受付部で受け付けた情報に応じて、作業手順に関する情報である作業手順情報を、前記表示デバイスに表示する表示制御部と、」を備える作業支援システムについて記載されている。
特開2022-114111号公報
特許文献1に記載の技術では、作業進捗に応じた作業手順に関する情報が表示デバイスに表示されるようにしているが、利便性の点で改善の余地がある。
そこで、本開示は、利便性の高い作業支援システム等を提供することを課題とする。
前記した課題を解決するために、本開示は、作業員の視野に入っている領域付近を撮像する撮像部と、所定の作業指示情報を表示させる第1表示部と、を有する端末装置と、前記撮像部で撮像された作業対象物の機器情報を前記端末装置から受信し、前記機器情報を格納した機器情報データベースに当該機器情報が含まれない場合に、所定のエラー信号を前記端末装置に送信し、前記作業対象物の前記機器情報を前記端末装置から再び受信し、当該機器情報が前記機器情報データベースに含まれる場合に、当該機器情報に対応する前記作業指示情報を前記端末装置に送信する管理装置と、を備え、前記作業指示情報には、作業内容を示す文字情報である作業項目と、当該作業項目に対応する作業項目動画と、が含まれ、前記管理装置は、複数の前記作業指示情報が作業順に配列されてなる作業指示情報群を生成し、当該作業指示情報群の中の最初の作業指示情報を前記端末装置に送信し、前記端末装置から送信される前記撮像部の撮像結果に基づいて、前記作業員が前記作業指示情報に基づく所定の作業を終わらせるたびに、次の前記作業指示情報を前記端末装置に送信する処理を繰り返すこととした。
本開示によれば、利便性の高い作業支援システム等を提供できる。
第1実施形態に係る作業支援システムの説明図である。 第1実施形態に係る作業支援システムが備える端末装置及び管理装置の説明図である。 第1実施形態に係る作業支援システムにおける作業対象物の一例である製造装置の説明図である。 第1実施形態に係る作業支援システムが備える端末装置の機能ブロック図である。 第1実施形態に係る作業支援システムが備える管理装置の本体部の機能ブロック図である。 第1実施形態に係る作業支援システムの複数の作業指示情報に関する説明図である。 第1実施形態に係る作業支援システムの作業指示情報群に関する説明図である。 第1実施形態に係る作業支援システムにおける、端末装置及び管理装置の処理を示すフローチャートである。 第1実施形態に係る作業支援システムにおける、端末装置及び管理装置の処理を示すフローチャートである。 第1実施形態に係る作業支援システムにおける確認指示情報の表示例である。 第2実施形態に係る作業支援システムが備える管理装置の本体部の機能ブロック図である。
≪第1実施形態≫
図1は、第1実施形態に係る作業支援システム100の説明図である。
作業支援システム100は、作業員による所定の作業を支援するためのシステムである。なお、作業現場となる設備は、製造プラントや化学プラントの他、発電設備や変電設備、配電設備、鉄道設備、通信設備、空調設備、医療設備、ガス設備、水道設備であってもよく、また、サーバ等のコンピュータ設備、オフィスの複合機等のOA設備、食品加工設備、厨房設備、アミューズメント設備といった他の設備であってもよい。作業員による作業の種類は、所定の装置の運転の他、装置の点検やメンテナンスであってもよく、また、他の所定の作業であってもよい。
図1に示すように、作業支援システム100は、作業現場の端末装置10及び中継装置21を含むとともに、管理室の中継装置22及び管理装置30を含んで構成されている。端末装置10は、作業現場の作業員によって携帯される装置である。
中継装置21は、端末装置10とネットワークN1との間で通信の中継を行う装置であり、作業現場に設置されている。このような中継装置21として、例えば、ルータが用いられる。図1に示すように、中継装置21は、端末装置10との間で有線又は無線で接続されている。なお、中継装置21を介したデータ通信において、Bluetooth(登録商標)やWi-Fi(登録商標)といった通信規格が適宜に用いられてもよい。図1に示すネットワークN1は、インターネット等の広域通信網である。
他方の中継装置22は、管理装置30とネットワークN1との間で通信の中継を行う装置であり、管理室に設置されている。図1に示すように、中継装置22は、管理装置30との間で有線又は無線で接続されている。
端末装置10は、作業員が作業している様子を撮影し、撮影画像のデータを生成する機能を有している。端末装置10で生成された撮影画像のデータは、中継装置21、ネットワークN1、及び中継装置22を順次に介して、管理装置30に送信される。管理装置30は、前記した撮影画像のデータに基づいて、所定の作業指示情報を生成する。管理装置30で生成された作業指示情報は、中継装置22、ネットワークN1、及び中継装置21を順次に介して、端末装置10に送信される。このようにして、端末装置10及び管理装置30の一方から他方にネットワークN1等を介して、所定のデータが送信されるようになっている。
図2は、作業支援システム100が備える端末装置10及び管理装置30の説明図である。
図2に示すように、端末装置10は、スマートグラス11と、制御部12と、を含んで構成されている。スマートグラス11は、作業員に装着されるウェアラブルデバイスである。このようなウェアラブルデバイスを用いることで、作業員の両手が自由な状態で作業の様子を撮像したり、所定の作業指示情報を表示したりすることが可能になる。なお、ウェアラブルデバイスの種類はスマートグラス11に限定されるものではなく、ヘッドセットやVR(Virtual Reality)ゴーグルといったものであってもよい。図2に示すように、スマートグラス11は、フレーム11aと、撮像部11bと、第1表示部11cと、音声出力部11dと、を備えている。
フレーム11aは、眼鏡状のスマートグラス11が作業員の両耳に掛けられるようにしたり、撮像部11bや第1表示部11cや音声出力部11dを保持したりするための枠体である。撮像部11bは、作業員の視野に入っている領域付近を撮影するための目線カメラである。図2の例では、フレーム11aの幅方向の中央付近(スマートグラス11を装着した作業員の両眼の間付近)に撮像部11bが設置されている。そして、作業員が見ている箇所の時々刻々の様子が撮像部11bによって撮像され、その撮像結果である画像データが管理装置30に送信されるようになっている。なお、作業員による作業中、撮像部11bの撮像結果(動画データ)がネットワークN1等(図1参照)を介して、管理装置30に送信する処理がリアルタイムで継続的に行われる。
第1表示部11cは、管理装置30からネットワークN1等(図1参照)を介して受信した作業指示情報等を表示させるためのディスプレイであり、フレーム11aに設置されている。第1表示部11cは、スマートグラス11(ウェアラブルデバイス)を装着した状態の作業員の視野(例えば、注視位置)に入るように所定の作業指示情報を表示させる。なお、第1表示部11cは透明又は半透明であるため、第1表示部11cに作業指示情報が表示された状態でも作業員は外部を視認することが可能である。
音声出力部11dは、所定の音声を出力するスピーカである。すなわち、音声出力部11dは、管理装置30で生成された作業指示情報を音声として出力する。音声出力部11dは、スマートグラス11を装着した状態の作業員の耳の付近に設けられるように、フレーム11aに設置されている。
制御部12は、中継装置21(図1参照)とスマートグラス11との間の通信の中継や、スマートグラス11への電力供給を行うものであり、スマートグラス11(ウェアラブルデバイス)に有線接続されている。なお、制御部12の詳細については後記する。
管理装置30は、本体部31と、第2表示部32と、を備えている。本体部31は、ハードウェア構成として、図示はしないが、CPU(Central Processing Unit)、ROM(Read Only Memory)、RAM(Random Access Memory)、各種インタフェース等の電子回路を含んで構成されている。そして、ROMに記憶されたプログラムを読み出してRAMに展開し、CPUが各種処理を実行するようになっている。
第2表示部32は、スマートグラス11の撮像部11bの撮像結果を表示させるためのディスプレイである。なお、第2表示部32の画像を熟練作業者が見て、作業現場の作業員に所定の指示を行うといったことが特にない場合には、第2表示部32を省略してもよい。
図3は、作業対象物の一例である製造設備M1の説明図である。
なお、図3では、作業対象となる機械設備が、二次電池(図示せず)の製造設備M1である場合を示している。図3の例では、二次電池に所定の加工を施すための複数の加工用部材P1が所定間隔でベルトコンベアB1に設置され、このベルトコンベアB1と一体で移動するようになっている。複数の加工用部材P1には、それぞれ、製造途中の二次電池が嵌め込まれる嵌込部P1aが設けられている。
作業員は、製造設備M1においてボルトの緩みや軸受の摩耗といった不具合が生じていないかを点検し、必要に応じて部品の交換を行う。なお、作業員が作業を行う際には、スマートグラス11(図2参照)を装着している他、制御部12(図2参照)をポケットに入れるなどして携帯しているものとする。
図4は、端末装置10の機能ブロック図である。
図4に示すように、端末装置10は、スマートグラス11(図2も参照)と、制御部12(図2も参照)と、を含んで構成されている。スマートグラス11は、前記したように、撮像部11bや第1表示部11cや音声出力部11dを備える他、通信部11eや信号変換部11fを備えている。通信部11eは、制御部12の通信部12aとの間で所定に通信を行う。また、通信部11eは、撮像部11bから出力される画像データを、自身を介して、制御部12の通信部12aに送信する。
信号変換部11fは、通信部11eで受信された作業指示情報を所定の画像信号に変換し、この画像信号を第1表示部11cに出力する他、作業指示情報を所定の音声信号に変換し、この音声信号を音声出力部11dに出力する。
図4に示すように、制御部12は、通信部12aと、信号変換部12bと、記憶部12cと、電力供給部12dと、を備えている。通信部12aは、中継装置21(図1参照)との間でデータの送受信を行うとともに、スマートグラス11との間でデータの送受信を行う。なお、通信部12aは、通信の中継装置21(図1参照)に無線接続するようになっている。信号変換部12bは、通信部12aを介して受信されたデータを所定に変換し、変換後のデータを記憶部12cに格納する。記憶部12cには、撮像部11bの撮像結果である画像情報が一時的に格納される他、管理装置30(図1参照)から受信した作業指示情報が一時的に格納される。
電力供給部12dは、バッテリ(図示せず)からスマートグラス11(ウェアラブルデバイス)に電力を供給する。なお、スマートグラス11と制御部12とが電力線を介して接続されていない場合には、バッテリ(図示せず)から電力供給部12dを介して、スマートグラス11にワイヤレス給電が行われるものとする。
図5は、管理装置30の本体部31の機能ブロック図である。
図5に示すように、管理装置30の本体部31は、通信部311と、信号変換部312と、記憶部313と、処理部314と、を備えている。通信部311は、中継装置22(図1参照)との間でデータの送受信を行う。信号変換部312は、通信部311を介して受信したデータを所定に変換した上で、処理部314に出力する。また、処理部314で生成されたデータが端末装置10(図4参照)に送信される際には、信号変換部312でデータが所定に変換され、変換後のデータが通信部311を介して送信される。
記憶部313には、所定のプログラムが予め格納されている他、機器情報データベース313aと、作業指示情報データベース313bと、作業仕様データベース313cと、が予め格納されている。機器情報データベース313aは、機器情報が格納されたデータベースであり、作業員の作業対象を特定する際に用いられる。例えば、作業対象が制御盤等の装置である場合には、製造番号等に基づいて装置が特定される。また、作業対象が部品である場合には、その部品の型式やデバイス識別情報に基づいて部品が特定される。
なお、作業対象を特定する方法は、これに限定されるものではない。例えば、作業員が3次元計測センサ(図示せず)を使って、作業対象物の形状を3次元的に計測するようにしてもよい。3次元計測センサで生成された3次元計測データ(例えば、点群データ)は、ネットワークN1等(図1参照)を介して、管理装置30に送信される。管理装置30は、3次元計測データと、プラントの設計データと、を比較することで作業対象物を特定する。この場合において、機器情報データベース33aにプラントの設計データが格納されているものとする。このような3次元計測も作業対象物の「撮像」に含まれる。
図5に示す作業指示情報データベース313bは、所定の作業指示情報の生成に用いられるデータベースである。なお、作業指示情報とは、所定の作業の遂行を作業員に指示するための情報である。
図6は、複数の作業指示情報に関する説明図である。
図6の紙面左端に上下方向で並べて示した機器情報α,β,γ,δ,ε,ηは、それぞれ、作業対象物である装置(又は装置の部品)の識別情報である。図6に示す第1の作業指示情報、第2の作業指示情報、・・・、第nの作業指示情報は、所定の作業対象物に対して作業員が行うべき作業の内容を示す情報であり、作業順に配列されている。すなわち、第1の作業指示情報は、作業員が最初に行うべき作業の内容を示している。第2の作業指示情報は、作業員が2番目に行うべき作業の内容を示している。また、第nの作業指示情報は、作業員が最後に行うべき作業の内容を示している。
このように、所定の作業対象物に関して作業員が行うべき一連の作業がn個に分割され、さらに、これらn個の作業に対応する第1~第nの作業指示情報が作業順に配列されている。なお、図6の例では、機器情報α,β,γ,δ,ε,ηのそれぞれにn個の作業指示情報が対応付けられる場合を示しているが、作業対象物ごとに(つまり、機器情報ごとに)作業指示情報の数が異なっていてもよい。
それぞれの作業指示情報には、作業内容を示す文字情報である作業項目と、当該作業項目に対応する作業項目動画と、が含まれている。例えば、機器情報αに対応する第1の作業指示情報は、作業項目α1aと、作業項目動画α1bと、を含んでいる。作業項目α1aは、作業内容を示す所定の文字情報である。例えば、「制御盤の番号XXX1のスイッチをONにしてください」といった文章をスマートグラス11(図2参照)の第1表示部11c(図2参照)に表示させる際、作業項目α1aのテキストデータが用いられる。
作業項目動画α1bは、作業員に正しい作業の仕方を動画で示す際に用いられるデータであり、作業項目α1aに対応付けられている。例えば、過去に熟練作業員が作業項目α1aの作業を行ったときの様子を録画したデータが、作業項目動画α1bとして用いられてもよい。また、作業の正しい仕方を示す所定のアニメーションが、作業項目動画α1bとして用いられてもよい。このような作業項目動画α1bは、機器情報αで特定される作業対象物に対して作業員が所定の作業を行う際、スマートグラス11(図2参照)の第1表示部11c(図2参照)に作業項目動画α1bの文字情報と併せて、動画として表示される。なお、残りの第2~第nの作業指示情報についても同様である。
そして、作業員が所定の作業指示情報に基づく作業を終わらせるたびに、管理装置30(図2参照)が、次の作業指示情報を端末装置10(図2参照)に送信するようになっている。
図5に示す作業仕様データベース313cは、所定の作業対象物に対して作業が適切に行われているか否かの判定に用いられる。例えば、作業対象物の本来の作業箇所を示す情報の他、作業対象物の有無や位置(例えば、4本のねじ止めされた板材の交換作業をするときに、板材交換後に4本のネジによりねじ止めされているか)、作業員の手の正しい位置、手の正しい加速度(手が動かされる向きを含む)、作業員が持っている工具の正しい動かし方といった、作業員が実施する作業内容を特徴づける情報(作業行為データという。)の組合せが、ひとつひとつの作業項目に対応付けて、作業仕様情報として予め設定されている。
図5に示すように、処理部314は、機器情報照合部314aと、指示情報生成部314bと、作業内容照合部314cと、を備えている。機器情報照合部314aは、端末装置10の撮像結果に基づいて、作業対象物の機器情報を抽出する。そして、機器情報照合部314aは、抽出した機器情報と、機器情報データベース313aに含まれている複数の機器情報と、の間で照合を行う。作業対象物の機器情報が機器情報データベース313aに含まれている場合、この機器情報は、指示情報生成部314bの処理に用いられる。また、作業対象物の機器情報が機器情報データベース313aに含まれていない場合には、端末装置10(図2参照)に所定のエラー信号が送信される。この場合には、端末装置10において機器情報の撮像が再び行われる。
図5に示す指示情報生成部314bは、機器情報照合部314aの照合結果に基づいて、所定の作業指示情報群を生成する。
図7は、作業指示情報群に関する説明図である。
なお、図7に示す作業指示情報群は、図6の機器情報αの複数の作業指示情報に対応している。図7の例では、第1~第4の作業指示情報によって、作業指示情報群が構成されている。第1の作業指示情報には、作業内容を示す文字情報である作業項目α1aと、作業の正しい仕方を動画で表示させるための作業項目動画α1bと、が含まれている。なお、第2~第4の作業指示情報についても同様である。そして、第1~第4の作業指示情報が作業順に配列されることで、作業指示情報群が構成されている。
図5に示す作業内容照合部314cは、作業現場で作業員が実際に行っている作業が適切であるか否かを、作業仕様データベース313cの情報に基づいて、作業項目ごとに判定する。なお、作業員によって作業が適切に行われているか否かの判定にAI(Artificial Intelligence)が適宜に用いられてもよい。
図8A、図8Bは、端末装置及び管理装置の処理を示すフローチャートである(適宜、図4、図5も参照)。
ステップS101において端末装置10は、撮像部11bによって、機器情報を撮像する。前記したように、機器情報は、作業対象物を特定するための識別情報である。例えば、作業対象物の所定位置に機器情報が記載されており、スマートグラス11を付けている作業員が作業対象物の機器情報を見た上で、この機器情報を管理装置30に送信する際のトリガとなる所定の操作(所定のボタンの押下等)を行うようにしてもよい。
ステップS102において端末装置10は、機器情報を含む画像情報を管理装置30に送信する。すなわち、端末装置10は、作業員の作業対象物の機器情報を撮像し、当該機器情報を管理装置30に送信する(機器情報送信ステップ)。
ステップS103において管理装置30は、端末装置10から機器情報を受信する。そして、管理装置30は、パターンマッチング等を行うことで画像情報から機器情報を抽出する。
ステップS104において管理装置30は、指示情報生成部314bによって、作業指示情報群を生成する。より詳しく説明すると、まず、管理装置30は、端末装置10から受信した機器情報の画像データに基づいて、作業対象物を特定する。そして、管理装置30は、複数の作業指示情報を作業指示情報データベース313bから抽出することで、作業指示情報群を生成する。前記したように、作業指示情報群とは、機器情報に対応する複数の作業指示情報が、第1の作業指示情報から第nの作業指示情報まで作業順に配列されたデータである。
次に、ステップS105において管理装置30は、第1の作業指示情報を端末装置10に送信する。このように、管理装置30は、撮像部11bで撮像された作業対象物の機器情報を端末装置10から受信し(S103)、当該機器情報に対応する作業指示情報を端末装置10に送信する(S105:作業指示情報送信ステップ)。
ステップS106において端末装置10は、第1の作業指示情報を管理装置30から受信する。
ステップS107において端末装置10は、作業項目及び作業項目動画を含む所定の作業指示情報を第1表示部11cに表示させる(作業指示情報表示ステップ)。例えば、図6に示す機器情報αに対応する第1の作業指示情報を管理装置30から受信した場合、端末装置10は、文字情報である作業項目α1aを第1表示部11cに表示させるとともに、正しい作業の仕方を示す作業項目動画α1bも併せて第1表示部11cに表示させる。これによって、作業員は、どのように作業を進めればよいかを一目で把握できる。
なお、第1表示部11cにおいて、作業項目α1a及び作業項目動画α1bが作業者の注視位置に表示されるようにするとよい。これによって、作業者が作業項目α1a及び作業項目動画α1bを視認しやすくなる。なお、作業者の目の瞳孔の動きをスマートグラス11で特定し、この瞳孔の動きに応じて、スマートグラス11における作業指示情報の表示位置を調整するようにしてもよい。
次に、ステップS108において端末装置10は、撮像部11bによって、作業者の作業を撮像する。なお、作業者の手の動きが分かるように、作業の様子が動画として撮像されるようにするとよい。
ステップS109において端末装置10は、作業の撮像結果を管理装置30に送信する。ステップS110において管理装置30は、作業の撮像結果を端末装置10から受信する。
次に、図8BのステップS111において管理装置30は、作業内容照合部314cによって、作業者の作業に誤りがないか否かを判定する。すなわち、管理装置30は、撮像部11bの撮像結果に基づいて、作業員が実施した作業内容を特徴づける作業行為データを生成する。そして、管理装置30は、それぞれの作業行為データが所定の許容範囲内であるか否かを判定する。例えば、それぞれの作業行為データが許容範囲内である場合、管理装置30は、作業者の作業に誤りがないと判定する。また、作業行為データの中に許容範囲外であるものが存在する場合、管理装置30は、作業者の作業に誤りがあると判定する。
なお、作業者による作業のし忘れも、作業の誤りに含まれるものとする。ステップS111において作業に誤りがある場合(S111:No)、管理装置30の処理はステップS112に進む。
ステップS112において管理装置30は、作業の誤りを指摘するための確認指示情報を端末装置10に送信する。確認指示情報は、作業の誤りを指摘するための文字情報及び音声情報を含み、誤りの内容に対応付けて、記憶部313に予め記憶されている。その他、正しい作業内容を示す作業項目動画が確認指示情報に含まれていてもよい。この作業項目動画については、ステップS105(図8A参照)で送信された第1の作業指示情報に含まれる作業項目動画と同一のものであってもよく、また、作業の誤りを正すために所定箇所が強調表示されたものであってもよい。
このように、管理装置30は、撮像部11bの撮像結果に基づいて、本来の作業内容に対して作業員の作業に誤りがあると判定した場合(S111:No)、この誤りを指摘する確認指示情報を端末装置10に送信する(S112)。ステップS112の処理を行った後、管理装置30は、作業員の作業の撮像結果を端末装置10から再び受信し(図8AのS110)、その作業に誤りがないか否かを再び判定する(図8BのS111)。
図8BのステップS113において端末装置10は、作業の誤りを指摘するための確認指示情報を管理装置30から受信する。
次に、ステップS114において端末装置10は、確認指示情報の表示等を行う。すなわち、端末装置10は、確認指示情報を受信した場合、当該確認指示情報に含まれる画像を第1表示部11cに表示させる。例えば、端末装置10は、作業の誤りを指摘するための文字情報や動画を第1表示部11cに表示させる。また、端末装置10が確認指示情報を受信した場合、当該確認指示情報に含まれる音声を音声出力部11dから出力するようにしてもよい。これによって、作業員が作業の誤りに気付くことができる他、本来の正しい作業内容を把握しやすくなる。
図9は、確認指示情報の表示例である。
なお、図9に示す確認指示情報の画像は、スマートグラス11(図2参照)の第1表示部11c(図2参照)に表示されるものとする。作業員の作業が誤っている場合、この誤りを正すように、例えば、図9に示す確認指示情報が第1表示部11cに表示される。図9の例では、「作業内容が誤っています。作業項目動画に従って作業を行ってください。」というメッセージが表示されている他、熟練作業者がトルクレンチT1を使ってナットU1を締め込む様子(録画した画像)の作業項目動画が表示されている。このような確認指示情報を表示させることで、直前の作業が誤っていたことを作業員が把握し、作業をやり直すことができる。
また、図8BのステップS111において作業に誤りがない場合(S111:Yes)、管理装置30の処理はステップS115に進む。すなわち、前記した作業行為データが許容範囲内である場合、管理装置30の処理はステップS115に進む。
ステップS115において管理装置30は、第1~第nの作業指示情報の全てを作業指示情報群(図7参照)から消去済みであるか否かを判定する。ステップS115において、作業指示情報群の中に作業指示情報が残っている場合(S115:No)、管理装置30の処理はステップS116に進む。
ステップS116において管理装置30は、作業指示情報群から第1の作業指示情報を消去して、順番を繰り上げる。具体的に説明すると、管理装置30は、当初の第2の作業指示情報の順番を繰り上げて第1の作業指示情報とし、また、当初の第nの作業指示情報の順番を繰り上げて第(n-1)の作業指示情報とするといったように、1つずつ順番を繰り上げる。このように、管理装置30は、今回の一連の作業で使用済みとなった作業指示情報を消去して、作業指示情報の順番をひとつずつ繰り上げる。これによって、作業指示情報が誤った順序で送信されるといったことを防止できる他、管理装置30の記憶容量に余裕を持たせることができる。
ステップS116の処理を行った後、管理装置30の処理はステップS105(図8A参照)に戻る。そして、ステップS105において管理装置30は、新たな第1の作業指示情報を端末装置10に送信する。すなわち、作業員の実施した作業内容を特徴づける作業行為データが許容範囲内である場合、管理装置30は、次の作業指示情報を端末装置10に送信する。例えば、図6の機器情報αに対応する作業指示情報群では、作業項目α2a及び作業項目動画α2bを含む新たな第1の作業指示情報が、管理装置30から端末装置10に送信される。
このように、管理装置30は、複数の作業指示情報が作業順に配列されてなる作業指示情報群を生成し、作業指示情報群の中の最初の作業指示情報を端末装置10に送信し、端末装置10から送信される撮像部11bの撮像結果に基づいて、作業員が作業指示情報に基づいて所定の作業を終わらせるたびに、次の作業指示情報を端末装置10に送信する処理を繰り返す。具体的には、管理装置30は、第1の作業指示情報の作業項目に対応する作業が作業員によって正しく行われた場合、作業指示情報群から第1の作業指示情報を消去し、作業指示情報に対応付けられる作業順の番号を繰り上げて、新たな第1の作業指示情報を端末装置10に送信する処理を繰り返す。
また、ステップS115において、作業指示情報群に含まれる全ての作業指示情報が消去済みである場合(S115:Yes)、管理装置30の処理はステップS117に進む。ステップS117において管理装置30は、作業終了信号を端末装置10に送信し、一連の処理を終了する(END)。なお、作業終了信号とは、作業対象物に関する一連の作業が終了したことを示す信号である。このように、管理装置30は、作業指示情報群に含まれる作業指示情報を全て消去した場合(S115:Yes)、作業終了信号を端末装置10に送信する(S117)。
一方、端末装置10は、ステップS118において管理装置30から作業終了信号を受信したか否かを判定する。管理装置30から作業終了信号を受信していない場合(S118:No)、端末装置10の処理はステップS106(図8A参照)に戻る。そして、ステップS106において端末装置10は、順番が繰り上げられた後の新たな第1の作業指示情報を管理装置30から受信する。
また、ステップS118において管理装置30から作業終了信号を受信した場合(S118:Yes)、ステップS119において端末装置10は、作業終了メッセージを第1表示部11cに表示させる。例えば、端末装置10は、「制御盤の運転操作の作業が終了しました」といったメッセージを第1表示部11cに表示させる。これによって、作業対象物に関する一連の作業が終了したことを作業員が確認できる。ステップS119の処理を行った後、端末装置10は、一連の処理を終了する(END)。
<効果>
第1実施形態によれば、作業員が所定の作業指示情報に基づく作業を終えるたびに、次の作業指示情報が第1表示部11cに表示される。これによって、作業員が作業内容をひとつひとつ確認しながら作業を進めることができるため、作業を行う際の利便性や信頼性が高められる。また、作業員の作業に誤りがあった場合には、この誤りを指摘するための確認指示情報が第1表示部11cに表示される。これによって、作業者が初心者である場合でも、作業に誤りが生じることを防止できる。また、作業者のそばに別の熟練作業者がついてアドバイスをする必要が特にないため、作業に要する手間やコストを削減できる。
≪第2実施形態≫
第2実施形態は、管理装置30A(図10参照)が作業仕様データベース313c(図5参照)や作業内容照合部314c(図5参照)を特に備えていない点が、第1実施形態とは異なっている。また、第2実施形態は、管理室にいる熟練作業員(アドバイザ)が、作業員の作業の様子を見て、作業に誤りがある場合には作業員に音声等で指摘する点が、第1実施形態とは異なっている。なお、その他については第1実施形態と同様である。したがって、第1実施形態とは異なる部分について説明し、重複する部分については説明を省略する。
図10は、第2実施形態に係る作業支援システムが備える管理装置30Aの本体部31Aの機能ブロック図である。
図10に示すように、管理装置30Aは、通信部311と、信号変換部312と、記憶部313Aと、処理部314Aと、を備えている。また、記憶部313Aには、機器情報データベース313aと、作業指示情報データベース313bと、が予め格納されている。これらの機器情報データベース313aや作業指示情報データベース313bについては、第1実施形態(図5参照)と同様であるから、説明を省略する。なお、第1実施形態で説明した作業仕様データベース313c(図5参照)については、記憶部313Aには特に格納されていない。
また、処理部314Aは、機器情報照合部314aと、指示情報生成部314bと、を備えている。これらの機器情報照合部314aや指示情報生成部314bについては、第1実施形態(図5参照)と同様であるから、説明を省略する。なお、第1実施形態で説明した作業内容照合部314c(図5参照)については、処理部314Aは特に備えていない。
管理室では、スマートグラス11(図2参照)の撮像部11b(図2参照)の撮像結果が、管理装置30Aの第2表示部32(図2参照)に動画としてリアルタイムで表示されるようになっている。そして、熟練作業員が第2表示部32を見ることで作業員の作業内容をひとつひとつ確認し、作業内容が誤っている場合には、誤りを指摘して正しい作業内容を教えるようにしている。
なお、端末装置10が行う処理については、第1実施形態で説明したもの(図8A、図8B参照)と同様であるから、説明を省略する。また、管理装置30Aが行う処理については、第1実施形態とはステップS111,S112(図8B参照)の処理が異なっている。すなわち、第2実施形態では、作業員の作業に誤りがないか否かについては、管理装置30Aに代わって、熟練作業員が判断するようにしている。
また、作業員の作業に誤りがある場合には、熟練作業員が誤りを正すようにしている。例えば、スマートグラス11(図2参照)の音声出力部11dから熟練作業員による所定のアドバイスが音声で出力されるようにしてもよい。すなわち、第2表示部32(図2参照)に表示される作業員の作業を見て、当該作業に誤りがあると確認した熟練作業員(アドバイザ)の音声信号が、管理装置30から端末装置10に送信された場合、この音声信号が所定の音声として音声出力部11dから出力されるようにしてもよい。
また、管理室にいる熟練作業員と、作業現場にいる作業員と、の間で情報共有が行われる際、Teams(登録商標)やZoom(登録商標)といったコミュニケーションツールが適宜に用いられてもよい。この場合において、作業員に正しい作業内容を伝えるために、所定の画像情報がTeams(登録商標)やZoom(登録商標)で共有され、この画像情報がスマートグラス11の第1表示部11cに表示されるようにしてもよい。これによって、作業現場の作業員がアドバイスを受ける際の利便性を高めることができる。
<効果>
第2実施形態によれば、作業員の作業内容を熟練作業者が管理室で確認して、作業内容に誤りがある場合には音声等で指摘するようにしている。これによって、作業員が熟練作業者のアドバイスを受けたり、必要に応じて、所定の画像情報を共有したりすることができる。
≪変形例≫
以上、本開示に係る作業支援システム100や作業支援方法について各実施形態で説明したが、本開示はこれらの記載に限定されるものではなく、種々の変更を行うことができる。例えば、各実施形態では、端末装置10(図2参照)として、スマートグラス11(図2参照)等のウェアラブル型のデバイスが用いられる場合について説明したが、これに限らない。すなわち、端末装置10として、スマートフォンやタブレットが用いられてもよい。
また、各実施形態では、作業員の視野に入っている領域付近を撮影する撮像部11b(図2参照)として目線カメラが用いられる場合について説明したが、これに限らない。例えば、作業員の視野に入っている領域付近を撮影するカメラ(撮像部)を、作業員の頭部(ヘルメット等)に装着したり、作業員の身体の所定部位に装着したりしてもよい。
また、各実施形態では、スマートグラス11(図2参照)の音声出力部11d(図2参照)から音声が出力される場合について説明したが、これに限らない。例えば、作業員がイヤホン(図示せず)を装着し、このイヤホンから所定の音声が出力されるようにしてもよい。
また、作業員がマイク(図示せず)を装着するようにしてもよい。そして、作業員が作業を行う際に不明点がある場合、その旨を作業員がマイクに向けて発話するようにしてもよい。この場合に、管理装置30が発明者からの質問に回答するようにしてもよく、また、熟練作業員が音声で回答するようにしてもよい。なお、管理装置30が回答する場合において、AI(Artificial Intelligence)が適宜に用いられてもよい。
また、センサプローブ(図示せず)等の点検装置が端末装置10に含まれ、この点検装置の時々刻々の検出値がネットワークN1等(図1参照)を介して、管理装置30に送信されるようにしてもよい。この場合において管理装置30は、作業員の作業内容の他、点検装置の検出値に基づいて、作業内容の適否を判定する。また、作業員がモーションセンサ(図示せず)を装着し、撮影画像の他にモーションセンサの時々刻々の検出値も作業内容の適否の判定に用いられるようにしてもよい。
また、第2実施形態では、管理装置30A(図10参照)の処理部314Aが機器情報照合部314aを備える構成について説明したが、機器情報照合部314aを省略することも可能である。この場合において、管理室にいる熟練作業員(アドバイザ)は、第2表示部32(図2参照)に表示される機器情報の撮像結果を目視で確認して、この機器情報を入力するものとする。
また、各実施形態では、管理装置30(図2参照)において本体部31と第2表示部32とが別々である場合について説明したが、これに限らない。例えば、スマートフォンやタブレットのように、本体部31と第2表示部32とが一体の構成にしてもよい。
また、各実施形態では、作業指示情報の画像が第1表示部11cにおける作業者の注視位置に表示される場合について説明したが、これに限らない。例えば、第1表示部11cにおいて作業者の注視位置から外れた位置に作業指示情報の画像が表示されるようにしてもよい。
また、各実施形態では、第1の作業指示情報の作業が終わった場合、管理装置30が作業指示情報群から第1の作業指示情報を消去して、作業指示情報の順番を1つずつ繰り上げる場合について説明したが、次の処理を行うようにしてもよい。すなわち、所定の作業項目の作業が完了するたびに、第1の作業指示情報、第2の作業指示情報、・・・、第nの作業指示情報を管理装置30が順次に読み出して、読み出した作業指示情報を端末装置10に送信するようにしてもよい。この場合において、作業指示情報の消去や順番の繰り上げを行う必要は特にない。
また、第1実施形態と第2実施形態とを組み合わせることも可能である。すなわち、作業員の作業内容に誤りがないか否かを管理装置30が判定するとともに、熟練作業員も第2表示部32(図2参照)を見ながら作業内容を確認し、必要に応じて作業員にアドバイスするようにしてもよい。
また、本開示は、各実施形態に限定されるものではなく、様々な変形例が含まれる。例えば、各実施形態は、本開示を分かりやすく説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明したすべての構成を備えるものに限定されるものではない。また、ある実施形態の構成の一部を他の実施形態の構成に置き換えることが可能であり、また、ある実施形態の構成に他の実施例の構成を加えることも可能である。また、各実施形態の構成の一部について、他の構成の追加・削除・置換をすることが可能である。
また、前記の各構成、機能、処理部、処理手段等は、それらの一部又は全部を、例えば集積回路で設計する等によりハードウェアで実現してもよい。また、前記の各構成、機能等は、プロセッサがそれぞれの機能を実現するプログラムを解釈し、実行することによりソフトウェアで実現してもよい。各機能を実現するプログラム、テーブル、ファイル等の情報は、メモリや、ハードディスク、SSD(Solid State Drive)等の記録装置、又は、ICカード、SDカード、DVD等の記録媒体に格納することができる。
また、制御線や情報線は説明上必要と考えられるものを示しており、製品上必ずしも全ての制御線や情報線を示しているとは限らない。実際には、ほとんどすべての構成が相互に接続されていると考えてもよい。
10 端末装置
11 スマートグラス(ウェアラブルデバイス)
11a フレーム
11b 撮像部
11c 第1表示部
11d 音声出力部
12 制御部
12a 通信部
12b 信号変換部
12c 記憶部
12d 電力供給部
21,22 中継装置
30,30A 管理装置
31,31A 本体部
32 第2表示部
100 作業支援システム
313,313A 記憶部
313a 機器情報データベース
313b 作業指示情報データベース
313c 作業仕様データベース
314,314A 処理部
314a 機器情報照合部
314b 指示情報生成部
314c 作業内容照合部
M1 製造設備(作業対象物)
N1 ネットワーク
S102 ステップ(機器情報送信ステップ)
S105 ステップ(作業指示情報送信ステップ)
S107 ステップ(作業指示情報表示ステップ)

Claims (8)

  1. 作業員の視野に入っている領域付近を撮像する撮像部と、所定の作業指示情報を表示させる第1表示部と、を有する端末装置と、
    前記撮像部で撮像された作業対象物の機器情報を前記端末装置から受信し、前記機器情報を格納した機器情報データベースに当該機器情報が含まれない場合に、所定のエラー信号を前記端末装置に送信し、前記作業対象物の前記機器情報を前記端末装置から再び受信し、当該機器情報が前記機器情報データベースに含まれる場合に、当該機器情報に対応する前記作業指示情報を前記端末装置に送信する管理装置と、を備え、
    前記作業指示情報には、作業内容を示す文字情報である作業項目と、当該作業項目に対応する作業項目動画と、が含まれ、
    前記管理装置は、複数の前記作業指示情報が作業順に配列されてなる作業指示情報群を生成し、当該作業指示情報群の中の最初の作業指示情報を前記端末装置に送信し、前記端末装置から送信される前記撮像部の撮像結果に基づいて、前記作業員が前記作業指示情報に基づく所定の作業を終わらせるたびに、次の前記作業指示情報を前記端末装置に送信する処理を繰り返す、作業支援システム。
  2. 前記端末装置は、所定の音声を出力する音声出力部を備え、
    前記管理装置は、前記撮像部の撮像結果に基づいて、本来の作業内容に対して前記作業員の作業に誤りがあると判定した場合、当該誤りを指摘する確認指示情報を前記端末装置に送信し、
    前記端末装置は、前記確認指示情報を受信した場合、当該確認指示情報に含まれる音声を前記音声出力部から出力すること
    を特徴とする請求項1に記載の作業支援システム。
  3. 前記管理装置は、前記撮像部の撮像結果に基づいて、本来の作業内容に対して前記作業員の作業に誤りがあると判定した場合、当該誤りを指摘する確認指示情報を前記端末装置に送信し、
    前記端末装置は、前記確認指示情報を受信した場合、当該確認指示情報に含まれる画像を前記第1表示部に表示させること
    を特徴とする請求項1に記載の作業支援システム。
  4. 前記端末装置は、所定の音声を出力する音声出力部を備え、
    前記管理装置は、前記撮像部の撮像結果が表示される第2表示部を備え、
    前記第2表示部に表示される前記作業員の作業を見て、当該作業に誤りがあると確認したアドバイザの音声信号が、前記管理装置から前記端末装置に送信された場合、当該音声信号が所定の音声として前記音声出力部から出力されること
    を特徴とする請求項1に記載の作業支援システム。
  5. 前記管理装置は、
    前記機器情報に対応する複数の前記作業指示情報として、第1の作業指示情報から第nの作業指示情報まで作業順に配列された前記作業指示情報群を生成し、
    前記第1の作業指示情報の前記作業項目に対応する作業が前記作業員によって正しく行われた場合、前記作業指示情報群から前記第1の作業指示情報を消去し、新たな第1の作業指示情報を前記端末装置に送信する処理を繰り返し、
    前記作業指示情報群に含まれる前記作業指示情報を全て消去した場合、作業終了信号を前記端末装置に送信すること
    を特徴とする請求項1に記載の作業支援システム。
  6. 前記端末装置は、前記作業員に装着されるウェアラブルデバイスと、前記ウェアラブルデバイスに有線接続される制御部と、を備え、
    前記ウェアラブルデバイスは、当該ウェアラブルデバイスを装着した状態の前記作業員の視野に入るように前記作業指示情報を表示させる前記第1表示部と、前記作業員の耳の付近に設けられる音声出力部と、前記撮像部と、を有し、
    前記制御部は、前記ウェアラブルデバイスに電力を供給する電力供給部と、通信の中継装置に無線接続する通信部と、を有すること
    を特徴とする請求項1に記載の作業支援システム。
  7. 前記管理装置は、前記撮像結果に基づいて、前記作業員が実施する作業内容を特徴づける作業行為データを生成し、当該作業行為データが許容範囲内である場合、次の前記作業指示情報を前記端末装置に送信すること
    を特徴とする請求項1に記載の作業支援システム。
  8. 端末装置が、作業員の作業対象物の機器情報を撮像部で撮像し、当該機器情報を管理装置に送信する機器情報送信ステップと、
    前記管理装置が、前記機器情報を前記端末装置から受信し、前記機器情報を格納した機器情報データベースに当該機器情報が含まれない場合に、所定のエラー信号を前記端末装置に送信し、前記作業対象物の前記機器情報を前記端末装置から再び受信し、当該機器情報が前記機器情報データベースに含まれる場合に、当該機器情報に対応する作業指示情報を前記端末装置に送信する作業指示情報送信ステップと、
    前記端末装置が、前記作業指示情報を第1表示部に表示させる作業指示情報表示ステップと、を含み、
    前記作業指示情報には、作業内容を示す文字情報である作業項目と、当該作業項目に対応する作業項目動画と、が含まれ、
    前記作業指示情報送信ステップでは、複数の前記作業指示情報が作業順に配列されてなる作業指示情報群を生成し、当該作業指示情報群の中の最初の作業指示情報を前記端末装置に送信し、前記端末装置から送信される前記撮像部の撮像結果に基づいて、前記作業員が前記作業指示情報に基づく所定の作業を終わらせるたびに、次の前記作業指示情報を前記端末装置に送信する処理が繰り返される、作業支援方法。
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