JP2017199151A - 作業指示システム - Google Patents

Abstract

【課題】より効率的にできる作業指示システムを提供する。【解決手段】作業指示システムは、複数の処理機械ＭＣ１−ＭＣ８による処理及び複数の処理機械ＭＣ１−ＭＣ８に対する作業者による作業を管理すると共に、作業者の作業状態に基づいて作業者に対する次作業を決定する管理装置Ｍと、作業者により当該作業者の作業状態を入力可能であり、入力された作業状態を管理装置Ｍへ無線通信により送信し、管理装置Ｍから次作業を無線通信により受信し、受信した次作業を表示する、作業者が携帯可能な携帯端末Ｗとを備える。携帯端末Ｗは、設備１におけるホームポジションＰにおいて作業を開始及び完了したものとして、作業者による作業の開始情報及び完了情報を作業状態として入力する。【選択図】図８

Description

本発明は、作業指示システムに関するものである。

特許文献１−５には、生産設備において、作業者が保持する携帯端末を備えるシステムが記載されている。当該システムは、管理装置から携帯端末に対して作業指示内容を送信し、作業者は携帯端末にて作業指示内容を確認できる。また、作業者が携帯端末にて作業の完了操作を行うことで、携帯端末から管理装置へ完了情報を送信する。

特開２０１５−１９１５３０号公報 特開２０１０−２２５０５８号公報 特願２００３−３１１２５２号公報 特開２００２−３６６２１６号公報 特開２００２−３１２０１３号公報

ところで、複数の処理機械（例えば、工作機械、産業ロボットなど）により構成される設備において、作業者の現在位置によって、次作業を実施する処理機械の位置までの距離が異なる。複数の作業者が当該設備を担当する場合において、第一の作業者が前作業を完了して次作業を開始可能な状態となり、第二の作業者が僅かに遅れて前作業を完了して次作業を開始可能な状態となるとする。

そして、第一の作業者の現在位置から次作業の第一処理機械の位置までの距離が遠い場合に、第二の作業者の現在位置から当該次作業の第一処理機械の位置までの距離が近いとする。この場合に、第一の作業者に対して、第一処理機械に対する次作業を指示するよりも、第二の作業者に対して当該次作業を指示する方が効率的となる場合がある。しかし、従来の技術では、このようなことを考慮できていないため、より効率的に作業指示をすることが求められる。
本発明は、より効率的にできる作業指示システムを提供することを目的とする。

本発明に係る作業指示システムは、複数の処理機械を備える設備を対象とし、前記複数の処理機械に対する作業者への作業指示を行う作業指示システムであって、前記複数の処理機械による処理及び前記複数の処理機械に対する作業者による作業を管理すると共に、作業者の作業状態に基づいて作業者に対する次作業を決定する管理装置と、作業者により当該作業者の作業状態を入力可能であり、入力された作業状態を前記管理装置へ無線通信により送信し、前記管理装置から前記次作業を無線通信により受信し、受信した前記次作業を表示する、作業者が携帯可能な携帯端末と、を備える。前記携帯端末は、前記設備における所定のホームポジションにおいて作業を開始及び完了したものとして、作業者による作業の開始情報及び完了情報を前記作業状態として入力する。

本発明に係る作業指示システムによれば、作業者が作業の開始情報及び完了情報を入力した場合において、携帯端末が存在する位置、すなわち作業者が存在する位置を基準として、作業の開始及び完了がなされたとするのではない。つまり、作業者が携帯端末により作業の開始情報及び完了情報を入力した場合において、管理装置は、携帯端末が存在する位置を基準とするのではなく、ホームポジションを基準として、作業の開始状態及び完了状態を推定している。つまり、作業者がホームポジションから離れている場合には、作業の開始及び完了は、携帯端末により入力された時刻よりも遅い時刻とされる。従って、作業者の位置に応じた、より効率的な作業指示を行うことができる。

本実施形態の設備の配置図である。 設備の内部構成を示す図である。 図２の作業者端末（ホーム端末、携帯端末、操作盤）において、作業開始時の操作手順及び表示内容を示す図である。 図２の作業者端末（ホーム端末、携帯端末、操作盤）において、作業完了時の操作手順及び表示内容を示す図である。 図１及び図２に示す管理装置の構成を示す。 図４の表示装置に表示される内容であって、初期工程計画、工程実績及び更新工程計画（予定計画）が表示される。 図４の工程計画更新部による処理を示すフローチャートである。 図４の能力データベースに記憶される作業者の作業能力の第一例を示す図である。 図４の能力データベースに記憶される作業者の作業能力の第二例を示す図である。 図４の作業状態取得部における作業開始時刻推定部による処理を示すフローチャートである。 図４の作業状態取得部における作業完了時刻推定部による処理を示すフローチャートである。 図４の全作業者状態取得部により取得される情報を示す図である。 図４の次作業決定部による処理を示すフローチャートである。

（１．設備１の構成）
本発明の実施形態の作業指示システムとしての設備１の構成について、図１を参照して説明する。作業指示システムとは、複数の処理機械ＭＣ１−ＭＣ８に対する複数の作業者のそれぞれへの作業指示を行うシステムである。対象となる設備１は、例えば、種々の対象物の生産を行う生産設備、対象物の搬送を行う物流設備などである。本実施形態においては、設備１は、機械加工を行う生産設備を例にあげる。また、当該設備１は、作業者が関与する非完全自動化設備である。つまり、設備１は、設備１を構成する処理機械ＭＣ１−ＭＣ８の処理を全て自動で稼働するのではなく、各処理機械ＭＣ１−ＭＣ８に対する作業者による作業を必要とする。

図１に示すように、設備１は、８台の処理機械ＭＣ１−ＭＣ８、ホーム端末ＨＰ、複数の携帯端末Ｗ、管理装置Ｍを備える。生産の対象物は、例えば、円筒状の部材であるとする。

処理機械ＭＣ１−ＭＣ８は、例えば、マシニングセンタ、旋盤、研削盤などの工作機械であり、処理機械ＭＣ１からＭＣ８の順は、工程順である。処理機械ＭＣ１−ＭＣ８は、２列に配列されており、各列の処理機械ＭＣ１−ＭＣ８は、正面同士が対向するように配列される。

処理機械ＭＣ１−ＭＣ８は、順に、外形の荒加工を行う旋盤、外形の中仕上げ加工を行う研削盤、内形の荒加工を行う旋盤、内形の中仕上げ加工を行う研削盤、外形のストレート部の仕上げ加工を行う研削盤、外形のテーパ部の仕上げ加工を行う研削盤、内形のストレート部の仕上げ加工を行う研削盤、内形のテーパ部の仕上げ加工を行う研削盤である。

ホーム端末ＨＰは、設備１のホームポジションＰに設置される。ホームポジションＰは、設備１の基準となる位置であって、作業上の観点から規定される位置である。ここで、ホーム端末ＨＰは、作業者に対して作業指示を行うと共に、作業者による作業開始情報及び作業完了情報の入力処理を行うための装置である。作業者は、作業を開始及び完了の都度、ホーム端末ＨＰにて入力処理を行う。そこで、作業者の移動距離の観点から、ホーム端末ＨＰが設置されるホームポジションＰは、設備１全体における中央付近としている。なお、ホーム端末ＨＰが設置されるホームポジションＰは、設備１の中央付近に限らず、設備１を構成する処理機械ＭＣ１−ＭＣ８の配列に応じて適宜決定される。

携帯端末Ｗは、ホーム端末ＨＰと同様の機能を有し、作業者が携帯可能な端末である。つまり、携帯端末Ｗは、作業者に対して作業指示を行うと共に、作業者による作業開始情報及び作業完了情報の入力処理を行うための装置である。携帯端末Ｗは、ハンディタイプ、装着タイプの何れでもよい。ハンディタイプの例としては、タブレット、携帯電話、スマートフォンのような非装着型デバイスなどがある。装着タイプの例としては、腕バンドタイプ、眼鏡タイプ、イヤホンタイプ、ヘルメット取付タイプなどがある。

ここで、ホーム端末ＨＰと携帯端末Ｗとは、同様の機能を有するため、何れか一方を選択的に用いることができる。両者を用いる場合には、例えば、未熟作業者は、ホーム端末ＨＰのみを使用し、熟練作業者は、ホーム端末ＨＰ及び携帯端末の両者を使用可能とすることもできる。後述するが、携帯端末Ｗを用いる場合には、作業能力の一つしての作業時間を推定することになるため、作業者の作業能力を正確に把握することができない。そこで、作業者の作業能力がある程度安定した状態になるまで、すなわち熟練作業者になれば、携帯端末Ｗを使用できるようにするとよい。

管理装置Ｍは、処理機械ＭＣ１−ＭＣ８による処理、及び、処理機械ＭＣ１−ＭＣ８に対する作業者による作業について管理する。詳細には、管理装置Ｍは、稼働実績の把握機能、更新工程計画の作成機能、作業者に対する次作業指示機能を有する。管理装置Ｍは、処理機械ＭＣ１−ＭＣ８及びホーム端末ＨＰと、有線又は無線の通信ネットワークにより接続される。管理装置Ｍは、携帯端末Ｗと無線の通信ネットワークにより接続される。

（２．処理機械ＭＣ、ホーム端末ＨＰ及び携帯端末Ｗの内部構成）
次に、処理機械ＭＣ１−ＭＣ８、ホーム端末ＨＰ及び携帯端末Ｗの内部構成について、図２を参照して説明する。

処理機械ＭＣ１−ＭＣ８は、機械本体１１、制御装置１２、操作盤１３及び機械撮像装置１４を備える。操作盤１３は、入力部１３ａと表示部１３ｂとを備える。機械撮像装置１４は、処理機械ＭＣ１−ＭＣ８の周囲を撮像し、特に作業者の動作情報を撮像するための装置である。

ホーム端末ＨＰは、入力部２１と表示部２２とを備える。携帯端末Ｗは、入力部３１、表示部３２、位置センサ３３、携帯撮像装置３４、生体情報センサ３５、加速度センサ３６を備える。携帯端末Ｗの位置センサ３３は、設備１内において携帯端末Ｗ自身の位置を認識するためのセンサであって、例えばＧＰＳセンサである。携帯撮像装置３４は、作業者の視界情報を撮像する。生体情報センサ３５は、作業者の脈波や呼吸波を検出する。加速度センサ３６は、作業者の動き（例えば、歩行状態、起立状態など）に応じた信号を検出する。

操作盤１３の入力部１３ａ、ホーム端末ＨＰの入力部２１、及び、携帯端末Ｗの入力部３１は、例えば、タッチ操作による入力が可能なタッチパネル、機械式ボタンなどである。

（３．作業者端末１３，ＨＰ，Ｗの構成及び操作手順）
操作盤１３、ホーム端末ＨＰ及び携帯端末Ｗは、作業者に対する指示を行うと共に、作業者による入力処理を行うための装置であるため、以下において、総称して作業者端末１３，ＨＰ，Ｗと称する。作業者端末１３，ＨＰ，Ｗの構成について、図３Ａ及び図３Ｂを参照して説明する。

作業者端末１３、ＨＰ，Ｗは、図３Ａ及び図３Ｂに示すように、次作業又は現在作業を表示するための作業表示欄４１、次作業候補の一覧を表示するための候補欄４２、作業者名ボタン、作業者毎に作業の開始ボタン、完了ボタン、キャンセルボタンを表示する入力欄４３を備える。

作業表示欄４１には、作業対象の処理機械ＭＣ１−ＭＣ８、及び、作業種別が記載される。さらに、作業表示欄４１には、図３Ａに示すように、次作業を開始しようとする作業者に対して次作業を指示する欄として機能するとともに、図３Ｂに示すように、現在作業の完了処理をしようとする作業者に対して現在作業を表示する欄として機能する。

候補欄４２には、現在、作業者により実行できる作業（以下、次作業候補と称する）が表示されており、作業対象の処理機械ＭＣ１−ＭＣ８、及び、作業種別が記載される。さらに、候補欄４２には、複数の次作業候補が表示される場合には、優先順位も表示される。

次に、作業者が次作業を開始する場合において、作業者による操作手順について図３Ａを参照して説明する。ここで、作業者端末１３，ＨＰ，Ｗの候補欄４２には、現在実行可能な次作業候補が常時表示されている。そして、現在作業を行っていない作業者は、作業者端末１３、ＨＰ，Ｗの自身の作業者名ボタンをタッチする（図３Ａの（１）にて図示）。そうすると、作業者端末１３，ＨＰ，Ｗの作業表示欄４１には、次作業が表示される（図３Ａの（２）にて図示）。この次作業は、候補欄４２に表示されている次作業候補の中の一つである。つまり、作業者は、作業者端末１３，ＨＰ，Ｗにより次作業を指示される。続いて、作業者は、開始ボタンをタッチして（図３Ａの（３）にて図示）、指示された次作業に取りかかる。

次に、作業者が現在作業を完了する場合において、作業者による操作手順について図３Ｂを参照して説明する。処理機械ＭＣ１−ＭＣ８における作業を完了した作業者は、作業者端末１３、ＨＰ，Ｗの自身の作業者名ボタンをタッチする（図３Ｂの（１）にて図示）。そうすると、作業者端末１３，ＨＰ，Ｗの作業表示欄４１には、現在行っていた作業が表示される（図３Ｂの（２）にて図示）。つまり、作業者は、作業表示欄４１にて、現在行っていた作業を確認できる。続いて、作業者は、完了ボタンをタッチして（図３Ｂの（３）にて図示）又は処理機械ＭＣ１−ＭＣ８からの信号等により、現在行っていた作業を完全に完了する。

（４．管理装置Ｍの概要）
次に、管理装置Ｍの概要について、図４を参照して説明する。管理装置Ｍは、図４に示すように、工程計画記憶部５１、機械状態取得部５２、実行作業者取得部５３、位置情報取得部５４、作業状態取得部５５、工程実績記憶部５６、能力データベース５７、次作業候補抽出部５８、全作業者状態取得部５９、次作業決定部６０、初期工程計画取得部６１、工程計画更新部６２、表示装置６３、作業種別取得部６４、機械撮像情報取得部７１、視界情報取得部７２、生体情報取得部７３、加速度情報取得部７４を備える。

管理装置Ｍを構成する各部のうち、機械状態取得部５２は、処理機械ＭＣ１−ＭＣ８の制御装置１２から処理機械ＭＣ１−ＭＣ８の現在状態（稼働状態）に関する情報を取得する。機械撮像情報取得部７１は、処理機械ＭＣ１−ＭＣ８の機械撮像装置１４により撮像された情報を取得する。また、実行作業者取得部５３、位置情報取得部５４、作業状態取得部５５、視界情報取得部７２、生体情報取得部７３、加速度情報取得部７４は、作業者端末１３，ＨＰ，Ｗから、実行作業者の情報、位置情報、作業状態に関する情報を取得する。

実行作業者取得部５３は、作業者端末１３，ＨＰ，Ｗにおいて、タッチされた作業者名ボタンに対応する作業者の情報を、実行作業者として取得する。つまり、実行作業者取得部５３は、作業を実行する作業者のＩＤ情報（作業者の名称など）を取得する。管理装置Ｍを構成する他部は、管理装置Ｍ内に処理を行う部位であり、後に詳述する。

ここで、管理装置Ｍは、上述したように、稼働実績の把握機能、更新工程計画の作成機能、作業者に対する次作業指示機能を有する。稼働実績の把握機能は、工程計画記憶部５１、機械状態取得部５２、作業状態取得部５５、工程実績記憶部５６、表示装置６３、作業種別取得部６４により構成される。

更新工程計画の作成機能は、工程計画記憶部５１、工程実績記憶部５６、初期工程計画取得部６１、工程計画更新部６２により構成される。作業者に対する次作業指示機能は、工程計画記憶部５１、機械状態取得部５２、実行作業者取得部５３、位置情報取得部５４、作業状態取得部５５、能力データベース５７、次作業候補抽出部５８、全作業者状態取得部５９、次作業決定部６０、機械撮像情報取得部７１、視界情報取得部７２、生体情報取得部７３、加速度情報取得部７４により構成される。

（５．稼働実績の把握機能）
管理装置Ｍの稼働実績の把握機能について、図４及び図５を参照して説明する。まずは、稼働実績の把握機能に用いられる初期工程計画、工程実績及び更新工程計画について、図５を参照して説明する。

図５は、表示装置６３に表示される内容である。図５には、現在時刻を表すペースメーカー、工程計画記憶部５１に記憶される対象物毎の初期工程計画、工程計画記憶部５１に記憶される対象物毎の更新工程計画、及び、工程実績記憶部５６に記憶される対象物毎の工程実績が表示される。対象物１ａ，１ｂ，１ｃは、同種の対象物であって、対象物２ａ，２ｂ，２ｃは、同種の対象物である。ここで、対象物とは、生産設備においては生産対象物（工作物、組立品など）であり、物流設備において物流対象物（搬送物）である。また、対象物１ａ，１ｂ，１ｃと、対象物２ａ，２ｂ，２ｃと、対象物３とは、異種の対象物である。

ここで、工程計画とは、複数の処理機械ＭＣ１−ＭＣ８による処理と複数の処理機械に対する作業者による作業とに関する実行順序が規定された計画である。初期工程計画及び更新工程計画は、工程計画記憶部５１に記憶されている。初期工程計画とは、対象物の生産計画に基づいて、管理者によって予め決定される。さらに、初期工程計画は、標準の作業能力を有する作業者による作業時間に基づき設定された工程計画である。更新工程計画とは、処理機械の稼働実績及び作業者の作業実績に応じて、初期工程計画を更新した工程計画である。工程実績とは、処理機械ＭＣ１−ＭＣ８による処理実績、及び、作業者による作業実績を表す。工程実績は、工程実績記憶部５６に記憶されている。

図５において、ペースメーカーの表示より、現在時刻が２３時３０分頃であることが分かる。初期工程計画は、図５の対象物毎の初期計画欄に表示されている。初期計画欄において、白抜き実線枠は、作業者による作業であり、ハッチング実線枠は、処理機械ＭＣ１−ＭＣ８による処理である。

工程実績は、図５の対象物毎の実績予定欄のうち、白抜き実線枠及びハッチング実線枠である。実績予定欄において、白抜き実線枠は、作業者による作業実績であり、ハッチング実線枠は、処理機械ＭＣ１−ＭＣ８による処理実績である。更新工程計画は、図５の対象物毎の実績予定欄のうち、白抜き破線枠及びハッチング破線枠である。白抜き破線枠は、作業者による予定作業であり、ハッチング破線枠は、処理機械ＭＣ１−ＭＣ８による予定処理である。ここで、図５において、黒塗りは、現在実行している処理機械ＭＣ１−ＭＣ８による処理又は作業者による作業である。また、枠と枠の隙間は、処理機械ＭＣ１−ＭＣ８による処理も作業者による作業も行われない時間帯である。

ここで、工程実績記憶部５６は、処理機械ＭＣ１−ＭＣ８による処理実績及び作業者による作業実績を記憶する。処理機械ＭＣ１−ＭＣ８による処理実績は、機械状態取得部５２が取得する情報である。機械状態取得部５２は、処理機械ＭＣ１−ＭＣ８の制御装置１２から、処理機械ＭＣ１−ＭＣ８の現在状態（稼働状態）を取得する。

また、作業者による作業実績は、作業状態取得部５５及び作業種別取得部６４が取得する情報である。作業状態取得部５５は、作業実績の一つとして、作業者による作業状態に関する情報を取得する。ここで、作業者による作業状態に関する情報とは、作業開始時刻、作業完了時刻、並びに、作業中であるか作業完了状態であるかの情報である。

さらに、作業種別取得部６４は、作業実績の他の一つとして、作業者が実行する作業種別を取得する。作業種別取得部６４は、後述する次作業決定部６０により決定された次作業を取得することで、作業種別を取得している。なお、作業状態取得部５５の処理及び次作業決定部６０の処理の詳細は、後述する。

（６．更新工程計画作成機能）
次に、管理装置Ｍの更新工程計画の作成機能について、図４−図６を参照して説明する。更新工程計画の作成機能は、工程計画記憶部５１、工程実績記憶部５６、初期工程計画取得部６１、工程計画更新部６２により構成される。

初期工程計画取得部６１は、工程計画記憶部５１に記憶されている初期工程計画を取得する。工程計画更新部６２は、初期工程計画取得部６１により取得された初期工程計画と、工程実績記憶部５６に記憶されている工程実績とに基づいて、図５の破線枠にて示すような更新工程計画を作成する。

詳細には、工程計画更新部６２による処理は、図６に示す。更新部６２は、初期工程計画取得部６１から初期工程計画を取得する（Ｓ１）。続いて、更新部６２は、工程実績記憶部５６に記憶されている実績が更新されたか否かを判定する（Ｓ２）。実績が更新されていなければ、更新部６２は、更新されるまで判定処理を繰り返す（Ｓ２：Ｎｏ）。

一方、実績が更新されていれば、更新部６２は、工程実績に基づいて、工程計画を更新する（Ｓ３）。続いて、更新部６２は、工程計画の全てが実行されたか否かを判定し、まだであればＳ２に戻り処理を繰り返す（Ｓ４：Ｎｏ）。一方、更新部６２は、工程計画の全てが実行されていれば（Ｓ４：Ｙｅｓ）、処理を終了する。

つまり、工程計画更新部６２は、初期工程計画に対して工程実績に遅れが生じている場合には、この遅れを考慮して、将来の工程計画を決定する。このとき、作業者による作業時間は、標準な作業能力を有する作業者による作業時間に基づいて設定される。

（７．能力データベース５７）
次に、管理装置Ｍの作業者に対する次作業指示機能に用いられる能力データベース５７について、図７Ａ、図７Ｂを参照して説明する。図７Ａは、第一例の能力データベース５７であり、図７Ｂは、第二例の能力データベース５７である。

能力データベース５７は、複数の作業者及び複数の作業種別に関して、作業者毎に作業種別毎の作業能力を記憶する。作業種別としては、例えば、段取り、試加工、異常復帰処理などである。さらに、各情報は、処理機械ＭＣ１−ＭＣ８毎に記憶されている。

図７Ａに示すように、第一例の能力データベース５７は、該当する作業種別について、各作業者が実行可能か否かの情報を有している。図中、○印は、当該作業種別を作業可能であることし表し、×印は、当該作業種別を作業不可であることを表す。作業者Ａは、全ての作業種別を作業可能であるのに対して、作業者Ｂ，Ｃ，Ｄは、一部の作業種別のみを作業可能である。

図７Ｂに示すように、第二例の能力データベース５７は、該当する作業種別について、各作業者が作業可能か否か、作業可能であるとした場合に、習熟度レベルを含む。例えば、第二例の能力データベース５７は、各作業者が作業可能である場合に、習熟度レベルとして、標準能力以上を有しているか、標準能力を有していないかを表す。図中、○印は、標準能力以上を有することを表し、△印は、標準能力を有していないことを表し、×印は、当該作業種別の実行不可であることを表す。

（８．作業状態取得部５５による処理）
管理装置Ｍによる作業者に対する次作業指示機能及び稼働状態の把握機能に用いられる作業状態取得部５５による処理について、図３Ａ、図３Ｂ、図８及び図９を参照して説明する。作業状態取得部５５は、作業開始時刻推定部５５ａ及び作業完了時刻推定部５５ｂを備える。

図８に示すように、作業開始時刻推定部５５ａは、作業者端末１３，ＨＰ，Ｗにより開始情報を取得したかを判定する（Ｓ１１）。すなわち、推定部５５ａは、作業者が作業者端末１３，ＨＰ，Ｗの図３Ａに示す開始ボタンをタッチしたか否かを判定する。推定部５５ａは、開始情報を取得した場合には、操作された作業者端末がホーム端末ＨＰであるか（Ｓ１２）、ホーム端末ＨＰでなければ携帯端末Ｗであるか（Ｓ１３）を判定する。

作業者がホーム端末ＨＰを操作した場合には（Ｓ１２：Ｙｅｓ）、推定部５５ａは、開始ボタンをタッチした現在時刻を開始時刻とする（Ｓ１４）。作業者が携帯端末Ｗを操作した場合には（Ｓ１２：Ｎｏ→Ｓ１３：Ｙｅｓ）、推定部５５ａは、位置情報取得部５４にて取得された携帯端末Ｗの位置情報を取得する（Ｓ１５）。続いて、推定部５５ａは、作業者の標準移動速度と、携帯端末Ｗの現在位置からホームポジションＰまでの距離とに基づいて、作業者の移動時間を推定する（Ｓ１６）。作業者の標準移動速度は、予め設定されている。続いて、推定部５５ａは、推定した移動時間を現在時刻に加算した時刻を、開始時刻として推定する（Ｓ１７）。

作業者が操作盤１３を操作した場合には（Ｓ１２：Ｎｏ→Ｓ１３：Ｎｏ）、推定部５５ａは、作業者の標準移動速度と、操作された操作盤１３の位置からホームポジションＰまでの距離とに基づいて、作業者の移動時間を推定する（Ｓ１８）。作業者の標準移動速度は、予め設定されている。続いて、推定部５５ａは、推定した移動時間を現在時刻に加算した時刻を、開始時刻として推定する（Ｓ１９）。

図９に示すように、作業完了時刻推定部５５ｂは、作業者端末１３，ＨＰ，Ｗにより完了情報を取得したかを判定する（Ｓ２１）。すなわち、推定部５５ｂは、作業者が作業者端末１３，ＨＰ，Ｗの図３Ｂに示す完了ボタンをタッチしたか否かを判定する。推定部５５ｂは、完了情報を取得した場合には、操作された作業者端末がホーム端末ＨＰであるか（Ｓ２２）、ホーム端末ＨＰでなければ携帯端末Ｗであるか（Ｓ２３）を判定する。

作業者がホーム端末ＨＰを操作した場合には（Ｓ２２：Ｙｅｓ）、推定部５５ｂは、完了ボタンをタッチした現在時刻を完了時刻とする（Ｓ２４）。作業者が携帯端末Ｗを操作した場合には（Ｓ２２：Ｎｏ→Ｓ２３：Ｙｅｓ）、推定部５５ｂは、位置情報取得部５４にて取得された携帯端末Ｗの位置情報を取得する（Ｓ２５）。続いて、推定部５５ｂは、作業者の標準移動速度と、携帯端末Ｗの現在位置からホームポジションＰまでの距離とに基づいて、作業者の移動時間を推定する（Ｓ２６）。続いて、推定部５５ｂは、推定した移動時間を現在時刻に加算した時刻を、完了時刻として推定する（Ｓ２７）。

作業者が操作盤１３を操作した場合には（Ｓ２２：Ｎｏ→Ｓ２３：Ｎｏ）、推定部５５ｂは、作業者の標準移動速度と、操作された操作盤１３の位置からホームポジションＰまでの距離とに基づいて、作業者の移動時間を推定する（Ｓ２８）。続いて、推定部５５ｂは、推定した移動時間を現在時刻に加算した時刻を、完了時刻として推定する（Ｓ２９）。

（９．全作業者状態取得部５９による取得情報）
管理装置Ｍによる作業者に対する次作業指示機能に用いられる全作業者状態取得部５９による処理について、図１０を参照して説明する。全作業者状態取得部５９は、実行作業者取得部５３により取得された実行作業者、及び、作業状態取得部５５により取得された作業状態に関する情報を受け取る。詳細には、全作業者状態取得部５９は、図１０に示すように、作業者毎に、作業開始情報の入力時刻、ホームポジションを基準とした作業開始の推定時刻（ＨＰ作業開始推定時刻）、作業完了情報の入力時刻、ホームポジションを基準とした作業完了の推定時刻（ＨＰ作業完了推定時刻）を有する。

さらに、全作業者状態取得部５９は、作業者が、作業中であるか、作業完了した状態であるかの情報を有する。全作業者状態取得部５９は、作業を開始した後にまだ完了していなければ作業中であると判定し、作業を完了した後にまだ開始していなければ作業完了状態であると判定する。

さらに、全作業者状態取得部５９は、作業中の作業者が指示された作業を完了する予測時刻を有する。このとき、全作業者状態取得部５９は、次作業決定部６０から作業者に指示した作業種別を取得することにより、作業種別に応じた標準作業時間を考慮して、予測時刻を算出する。

ここで、図１０において、作業者Ａは、作業中であって、作業開始入力時刻とＨＰ作業開始推定時刻が同時刻である。つまり、作業者Ａは、ホーム端末ＨＰを用いて作業開始の操作を行っている。また、作業者Ｃも同様にホーム端末ＨＰを用いて作業完了の操作を行っている。一方、作業者Ｄは、作業開始入力時刻とＨＰ作業開始推定時刻が異なる。つまり、作業者Ｄは、携帯端末Ｗ又は操作盤１３を用いて操作を行っている。作業者Ｂも同様である。

（１０．次作業指示機能）
次に、管理装置Ｍによる作業者に対する次作業指示機能について、図３Ａ、図４及び図１１を参照して説明する。作業者に対する次作業指示機能は、工程計画記憶部５１、機械状態取得部５２、実行作業者取得部５３、位置情報取得部５４、作業状態取得部５５、能力データベース５７、次作業候補抽出部５８、全作業者状態取得部５９、次作業決定部６０、機械撮像情報取得部７１、視界情報取得部７２、生体情報取得部７３、加速度情報取得部７４により構成される。

図４に示すように、次作業候補抽出部５８は、機械状態取得部５２により取得された複数の処理機械ＭＣ１−ＭＣ８の現在状態、及び、工程計画記憶部５１に記憶されている工程計画を取得する。そして、次作業候補抽出部５８は、処理機械ＭＣ１−ＭＣ８の現在状態及び工程計画に基づいて、作業者が行う次作業候補を抽出する。次作業候補は、設備１全体として、現在、作業者による作業を必要とする作業である。この次作業候補は、図３Ａの作業者端末１３，ＨＰ，Ｗの候補欄４２に表示される。次作業候補抽出部５８が、複数の次作業候補を抽出する場合には、複数の次作業候補について順位を決定する。順位についても、図３Ａの候補欄４２に表示される。

次に、次作業決定部６０が、所定の作業者に対する次作業を決定する。次作業決定部６０による処理については、図１１を参照して説明する。決定部６０は、実行作業者取得部５３から実行作業者を取得したか否かを判定する（Ｓ３１）。つまり、何れかの作業者が作業者端末１３，ＨＰ，Ｗにて作業者ボタンをタッチした場合に、決定部６０は、実行作業者を取得したと判定する。

決定部６０は、実行作業者を取得しなければ、処理を進めることはない（Ｓ３１：Ｎｏ）。一方、決定部６０は、実行作業者を取得したならば（Ｓ３１：Ｙｅｓ）、全作業者状態取得部５９から、当該実行作業者の状態を取得する（Ｓ３２）。そして、決定部６０は、当該実行作業者の状態が作業完了状態であるか否かを判定する（Ｓ３３）。作業完了状態でなければ（Ｓ３３：Ｎｏ）、決定部６０は、Ｓ３１に戻り処理を繰り返す。

一方、作業完了状態であれば（Ｓ３３：Ｙｅｓ）、次作業候補抽出部５８により抽出された次作業候補を取得する（Ｓ３４）。続いて、決定部６０は、実行作業者の作業能力を、能力データベース５７から取得する（Ｓ３５）。続いて、決定部６０は、機械撮像情報取得部７１、視界情報取得部７２、生体情報取得部７３、加速度情報取得部７４から各情報を取得する（Ｓ３６）。

続いて、決定部６０は、全作業者状態取得部５９から、他の作業者の状態を取得する（Ｓ３７）。例えば、決定部６０は、他の作業者で現在次作業を開始可能な状態であるか、他の作業者で間もなく作業を完了する状態であるかなどを取得する。続いて、決定部６０は、他の作業者の作業能力を、能力データベース５７から取得する（Ｓ３８）。

最後に、決定部６０は、次作業候補、実行作業者の作業能力、他の作業者の状態、他の作業者の作業能力に基づいて、実行作業者に対する次作業を決定する（Ｓ３９）。さらに、決定部６０は、機械撮像情報、視界情報、生体情報、加速度情報を利用して、実行作業者の状態及び他の作業者の状態をより詳細に把握することができる。そこで、決定部６０は、これらの情報も用いて、実行作業者に対する次作業を決定する。

具体的には、決定部６０は、上位順位の次作業候補を実行作業者が作業可能か否かを判定し、作業可能な次作業候補を実行作業者の次作業とする。ただし、他の作業者も作業を開始することができる状態の場合には、当該実行作業者の作業能力と他の作業者の作業能力を考慮して、当該実行作業者の次作業を決定する。

例えば、図７Ａに示すように、作業者Ａは全ての作業種別の作業が可能であるが、作業者Ｂ，Ｃ，Ｄは、一部の作業種別のみの作業が可能である。作業者Ａの次作業を決定する場合において、作業者Ｂが現在次作業を開始可能な状態、又は、作業者Ｂが間もなく次作業を開始可能な状態であるとする。このとき、作業者Ａも作業者Ｂも作業可能な作業種別が、上位順位の次作業候補となっている場合には、決定部６０は、下位順位の次作業候補を作業者Ａに対する次作業とする。上位順位の次作業候補は、作業者Ｂの次作業として指示することができるが、下位順位の次作業候補は、作業者Ｂの次作業として指示できないことがある。そこで、上位順の次作業候補は、作業者Ｂに対する次作業とし、下位順位の次作業候補を、作業者Ａに対する次作業とすることで、次作業候補を効率的に実行することができる。

ただし、下位順位の次作業候補を次作業として決定する場合には、工程計画を考慮する。下位順位の次作業候補を作業者の次作業として決定すると、工程計画に遅延を生じるおそれがある場合には、下位順位の次作業候補を作業者の次作業とするのではなく、やはり上位順位の次作業候補を作業者の次作業とする。

また、工程計画に遅延が生じないのであれば、次作業決定部６０は、標準能力より低い作業能力を有する作業者に対する次作業を決定することもできる。図５において、枠と枠の隙間は、処理機械ＭＣ１−ＭＣ８による処理も作業者による作業も行われない時間帯である。つまり、次作業決定部６０は、この空白時間を利用することで、標準作業時間よりも長めに作業時間を設定して余裕を持たせ、作業能力の低い作業者に対する教育を行うこともできる。

また、実行作業者の生体情報から、当該実行作業者の体調が優れないことを把握できれば、決定部６０は、正常時に比べて作業能力が低下することを考慮して、当該作業者に対する次作業を決定する。また、機械撮像装置による撮像情報、視界情報、加速度情報から、作業者の動作を認識することができる。例えば、作業者が怪我をしていて身体の一部の動きが正常時に比べて鈍い場合など、決定部６０は、正常時に比べて作業能力が低下することを考慮して、当該作業者に対する次作業を決定する。つまり、決定部６０は、工程計画に基づいて、上記のような作業能力の低下を考慮した上で、遅れを生じないような次作業の決定を行う。

（１１．実施形態の効果）
上記実施形態に係る作業指示システムとしての設備１は、複数の処理機械ＭＣ１−ＭＣ８を備える設備１を対象とし、複数の処理機械ＭＣ１−ＭＣ８に対する作業者への作業指示を行う。作業指示システムとしての設備１は、複数の処理機械ＭＣ１−ＭＣ８による処理及び複数の処理機械ＭＣ１−ＭＣ８に対する作業者による作業を管理すると共に、作業者の作業状態に基づいて作業者に対する次作業を決定する管理装置Ｍと、作業者により当該作業者の作業状態を入力可能であり、入力された作業状態を管理装置Ｍへ無線通信により送信し、管理装置Ｍから次作業を無線通信により受信し、受信した次作業を表示する、作業者が携帯可能な携帯端末Ｗとを備える。携帯端末Ｗは、設備１におけるホームポジションＰにおいて作業を開始及び完了したものとして、作業者による作業の開始情報及び完了情報を作業状態として入力する。

上記作業指示システムによれば、作業者が作業の開始情報及び完了情報を入力した場合において、携帯端末Ｗが存在する位置、すなわち作業者が存在する位置を基準として、作業の開始及び完了がなされたとするのではない。つまり、作業者が携帯端末Ｗにより作業の開始情報及び完了情報を入力した場合において、管理装置Ｍは、携帯端末Ｗが存在する位置を基準とするのではなく、ホームポジションＰを基準として、作業の開始状態及び完了状態を推定している。つまり、作業者がホームポジションＰから離れている場合には、作業の開始及び完了は、携帯端末Ｗにより入力された時刻よりも遅い時刻とされる。従って、作業者の位置に応じた、より効率的な作業指示を行うことができる。

また、携帯端末Ｗは、作業者の所定部位（例えば、腕部、頭部、腹部など）の加速度を検出する加速度センサ３６を有し、検出情報を管理装置Ｍへ無線通信により送信する。これにより、管理装置Ｍは、作業者の動作を検出することにより、作業者の状況を把握することができる。さらに、管理装置Ｍは、作業者の動作に応じて、次作業を決定することも可能となる。

また、携帯端末Ｗは、作業者の生体情報を検出するセンサ３５を有し、検出情報を管理装置Ｍへ無線通信により送信する。これにより、管理装置Ｍは、作業者の生体情報を検出することにより、作業者の体調などを把握することができる。さらに、管理装置Ｍは、作業者の生体情報に応じて、次作業を決定することもできる。

また、携帯端末Ｗは、作業者の視界を撮像する携帯撮像装置３４を有し、撮像情報を管理装置Ｍへ無線通信により送信する。これにより、管理装置Ｍは、作業者の周囲状況を撮像することにより、作業者の状況を把握することができる。さらに、管理装置Ｍは、作業者の周囲状況に応じて、次作業を決定することも可能となる。

また、作業状態取得部５５は、携帯端末Ｗに作業の開始情報が入力された場合に、入力された時刻と、入力された時の携帯端末Ｗの位置からホームポジションＰの位置までの距離とに基づいて、開始時刻を推定する作業開始時刻推定部５５ａと、携帯端末Ｗに作業の完了情報が入力された場合に、入力された時刻と、入力された時の携帯端末Ｗの位置からホームポジションＰの位置までの距離とに基づいて、完了時刻を推定する作業完了時刻推定部５５ｂとを備える。そして、次作業決定部６０は、推定された開始時刻及び完了時刻に基づいて作業者に対する次作業を決定する。

作業者が携帯可能な携帯端末Ｗを用いて、作業者による作業の開始及び完了を入力した場合に、作業状態取得部５５は、携帯端末Ｗの位置とホームポジションＰの位置までの距離を考慮して、開始時刻及び完了時刻を推定している。従って、ホームポジションＰとは異なる位置に作業者がいるときに、作業者が携帯端末Ｗにて作業の開始及び完了を入力したとしても、作業状態取得部５５は、確実に、ホームポジションＰを基準とした作業の開始時刻及び完了時刻を取得することができる。

１：設備、 １３：操作盤、 １４：機械撮像装置、 ３３：位置センサ、 ３４：携帯撮像装置、 ３５：生体情報センサ、 ３６：加速度センサ、 ５１：工程計画記憶部、 ５２：機械状態取得部、 ５３：実行作業者取得部、 ５４：位置情報取得部、 ５５：作業状態取得部、 ５５ａ：作業開始時刻推定部、 ５５ｂ：作業完了時刻推定部、 ５６：工程実績記憶部、 ５７：能力データベース、 ５８：次作業候補抽出部、 ５９：全作業者状態取得部、 ６０：次作業決定部、 ６１：初期工程計画取得部、 ６２：工程計画更新部、 ６３：表示装置、 ６４：作業種別取得部、 ７１：機械撮像情報取得部、 ７２：視界情報取得部、 ７３：生体情報取得部、 ７４：加速度情報取得部、 ＨＰ：ホーム端末、 Ｍ：管理装置、 ＭＣ１−ＭＣ８：処理機械、 Ｐ：ホームポジション、 Ｗ：携帯端末

Claims (5)

1. 複数の処理機械を備える設備を対象とし、前記複数の処理機械に対する作業者への作業指示を行う作業指示システムであって、
   前記複数の処理機械による処理及び前記複数の処理機械に対する作業者による作業を管理すると共に、作業者の作業状態に基づいて作業者に対する次作業を決定する管理装置と、
   作業者により当該作業者の作業状態を入力可能であり、入力された作業状態を前記管理装置へ無線通信により送信し、前記管理装置から前記次作業を無線通信により受信し、受信した前記次作業を表示する、作業者が携帯可能な携帯端末と、
   を備え、
   前記管理装置は、
   前記携帯端末から作業者による作業の開始情報及び完了情報を前記作業状態として入力した場合に、前記設備における所定のホームポジションにおいて作業の開始状態及び完了状態を推定する作業状態取得部と、
   推定された作業の開始状態及び完了状態に基づいて作業者に対する次作業を決定する次作業決定部と、
   を備える、作業指示システム。
2. 前記携帯端末は、作業者の所定部位の加速度を検出する加速度センサを有し、検出情報を前記管理装置へ無線通信により送信する、請求項１に記載の作業指示システム。
3. 前記携帯端末は、作業者の生体情報を検出するセンサを有し、検出情報を前記管理装置へ無線通信により送信する、請求項１又は２に記載の作業指示システム。
4. 前記携帯端末は、作業者の視界を撮像する撮像装置を有し、撮像情報を前記管理装置へ無線通信により送信する、請求項１−３の何れか一項に記載の作業指示システム。
5. 前記作業状態取得部は、
   前記携帯端末に作業の開始情報が入力された場合に、入力された時刻と、入力された時の前記携帯端末の位置から前記所定のホームポジションの位置までの距離とに基づいて、前記開始時刻を推定する作業開始時刻推定部と、
   前記携帯端末に作業の完了情報が入力された場合に、入力された時刻と、入力された時の前記携帯端末の位置から前記所定のホームポジションの位置までの距離とに基づいて、前記完了時刻を推定する作業完了時刻推定部と、
   を備え、
   前記次作業決定部は、推定された前記開始時刻及び前記完了時刻に基づいて作業者に対する次作業を決定する、請求項１−４の何れか一項に記載の能力データベース構築装置。

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