特開 2025-6539 シミュレーションシステム及びシミュレーションプログラム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2025006539

(43)【公開日】2025-01-17

(54)【発明の名称】シミュレーションシステム及びシミュレーションプログラム

(51)【国際特許分類】

   G06Q 10/0639 20230101AFI20250109BHJP

【ＦＩ】

G06Q10/0639

【審査請求】未請求

【請求項の数】5

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023107400

(22)【出願日】2023-06-29

(71)【出願人】

【識別番号】000003207

【氏名又は名称】トヨタ自動車株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110003199

【氏名又は名称】弁理士法人高田・高橋国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】櫻井 貴宏

(72)【発明者】

【氏名】徳田 茂史

(72)【発明者】

【氏名】松本 健介

(72)【発明者】

【氏名】門井 優文

(72)【発明者】

【氏名】滝澤 吉雄

(72)【発明者】

【氏名】伴 拓実

(72)【発明者】

【氏名】ショウ アンビ

(72)【発明者】

【氏名】加賀 智之

(72)【発明者】

【氏名】長谷川 英男

(72)【発明者】

【氏名】宮原 謙太

(72)【発明者】

【氏名】山内 慎祐

【テーマコード（参考）】

5L010

5L049

【Ｆターム（参考）】

5L010AA06

5L049AA06

(57)【要約】

【課題】複数の作業が協調して実施される作業ラインにおいて、複数の作業員がそれぞれ着用する装着具によるこれらの作業員の作業効率の変化を考慮して、作業ライン全体での作業効率を高める。
【解決手段】デジタルツインシミュレーションが行われる。このシミュレーションでは、現実空間の作業ラインで実施予定の複数の作業の作業内容のデータと、当該作業ラインに配置される複数の作業員に関するデータと、当該複数の作業員がそれぞれ着用する装着具に関するデータと、に基づいて、デジタル空間の作業ラインで実施される複数の作業のそれぞれに対し、作業員と、当該作業員が着用する装着具との組み合わせが振り分けられる。そして、振り分けられた組み合わせに基づいて、基準条件が満たされる場合における複数の作業員と、当該複数の作業員のそれぞれが着用する装着具の組み合わせのグループが探索される。
【選択図】図４

【特許請求の範囲】

【請求項1】

現実空間の作業ラインに配置される複数の作業員に関するデータと、当該複数の作業員のそれぞれが着用する装着具に関するデータと、当該複数の作業員のそれぞれの作業効率に関する指標のデータとが、前記現実空間の作業ラインで実施される複数の作業の作業内容に関連付けられて格納されたデータベースと、
前記現実空間の作業ラインでの作業計画のデータと、前記データベースに格納されたデータと、に基づいて、前記現実空間の作業ラインに対応するデジタル空間の作業ラインに関するシミュレーションを行うプロセッサと、
を備え、
前記現実空間の作業ラインでの作業計画のデータは、前記現実空間の作業ラインで実施予定の複数の作業の作業内容のデータを含み、
前記プロセッサは、前記シミュレーションにおいて、
前記実施予定の複数の作業の作業内容のデータと、前記データベースに格納された前記複数の作業員に関するデータ及び前記装着具のデータと、に基づいて、前記デジタル空間の作業ラインで実施される複数の作業の作業内容のそれぞれに対し、作業員と、当該作業員が着用する装着具との組み合わせを振り分け、
前記振り分けられた組み合わせと、前記データベースに格納された前記指標のデータであって、前記振り分けられた組み合わせを構成する作業員の作業効率に関する指標のデータと、に基づいて、前記デジタル空間の作業ライン全体での作業効率が目標値以上となる基準条件が満たされる場合における複数の作業員と、当該複数の作業員のそれぞれが着用する装着具の組み合わせのグループを探索する
ことを特徴とするシミュレーションシステム。

【請求項2】

前記プロセッサは、更に、前記現実空間の作業ラインに作業員を配置する人員配置処理を更に行い、
前記プロセッサは、前記人員配置処理において、
前記実施予定の複数の作業の作業内容のデータと、これらの作業内容のそれぞれに応じて使用される装着具に関するデータとに基づいて、前記実施予定の複数の作業の作業内容と、これらの作業内容のそれぞれに応じて使用される装着具の組み合わせのグループを特定し、
前記シミュレーションによる探索結果を用いた前記現実空間の作業ラインに配置予定の作業員のスケジュールのデータの参照により、前記特定された組み合わせのグループに振り分けられる作業員の候補と、当該作業員の候補が着用する装着具の組み合わせのグループを示す候補グループを選出する
ことを特徴とする請求項１に記載のシミュレーションシステム。

【請求項3】

前記プロセッサは、前記人員配置処理において、
前記シミュレーションによる探索結果に前記基準条件が満たされる前記組み合わせのグループが２グループ以上含まれる場合、前記作業ライン全体での作業効率が高い前記組み合わせのグループから順番に、前記配置予定の作業員のスケジュールのデータを用いた参照を行う
ことを特徴とする請求項２に記載のシミュレーションシステム。

【請求項4】

前記データベースにおいて、前記現実空間の作業ラインで実施される複数の作業の作業内容には、前記複数の作業員のそれぞれの属性に関するデータが更に関連付けられ、
前記プロセッサは、前記人員配置処理において、
前記シミュレーションによる探索結果に基づいて、前記基準条件が満たされる前記組み合わせのグループを構成する複数の作業員の属性を特定し、
前記実施予定の複数の作業に対してそれぞれ割り当てられる作業員の候補と、当該作業員の候補が着用する装着具との組み合わせの提案において、前記特定された複数の作業員の属性が更に参照され、
前記実施予定の複数の作業に対してそれぞれ割り当てられる作業員の候補と、当該作業員の候補が着用する装着具との組み合わせが、前記特定された複数の作業員の属性と同一の属性を有する別の作業員を当該作業員の候補として含む
ことを特徴とする請求項２又は３に記載のシミュレーションシステム。

【請求項5】

現実空間の作業ラインに対応するデジタル空間の作業ラインにおけるシミュレーションをコンピュータに行わせるシミュレーションプログラムであって、
前記シミュレーションでは、
前記現実空間の作業ラインで実施予定の複数の作業の作業内容のデータと、前記現実空間の作業ラインに配置される複数の作業員に関するデータと、前記複数の作業員がそれぞれ着用する装着具に関するデータと、に基づいて、前記デジタル空間の作業ラインで実施される複数の作業のそれぞれに対し、作業員と、当該作業員が着用する装着具との組み合わせが振り分けられ、
前記振り分けられた組み合わせと、前記振り分けられた組み合わせを構成する作業員の作業効率に関する指標のデータと、に基づいて、前記デジタル空間の作業ライン全体での作業効率が目標値以上となる基準条件が満たされる場合における複数の作業員と、当該複数の作業員のそれぞれが着用する装着具の組み合わせのグループが探索される
ことを特徴とするシミュレーションプログラム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、作業ラインに関するシミュレーションを行うシステム及びプログラムに関する。

【背景技術】

【0002】

特開２０２１－０８９５９８号公報は、作業者による作業をアシストする装置を装着した作業者の作業負荷を管理する装置を開示する。この従来の装置は、アシスト装置を装着した作業者の挙動情報を取得する。従来の装置は、また、この挙動情報に基づいて、アシスト装置を装着した作業者の疲労度に関する評価値を計算する。疲労度に関する評価値は、同一のアシスト装置を装着した作業者ごとに計算される。従来の装置は、更に、疲労度の低い作業者に対し、疲労度の高い作業者の作業を振り分ける。

【0003】

本開示に関連する技術分野の技術水準を示す文献としては、特開２０２１－８９５９８号公報の他に、特開２０２２－０６９９５６号公報及び特開２０２１－１７７４１２号公報を例示することができる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２０２１－８９５９８号公報

【特許文献2】特開２０２２－０６９９５６号公報

【特許文献3】特開２０２１－１７７４１２号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

アシスト装置は、作業員が着用する器具（装着具）に分類される。このような装着具には、作業をアシストする補助具の他、作業環境から作業員を保護する保護具も含まれる。

【0006】

作業員の作業効率は、装着具の着用の有無、装着具の着用時間（使用時間）によって上昇又は低下することが予想される。このような変化を事前に予測できれば、必要な対策を講じることが可能となる。必要な対策としては、作業員の作業効率が上昇する装着具の着用が求められる作業に当該作業員を割り当てることが考えられる。必要な対策としては、また、装着具の着用時間が長くなって作業員の作業効率が低下する前に、当該装着具の着用が求められる作業から当該作業員を外すことも考えられる。

【0007】

特に、複数の作業員による複数の作業が協調して実施される作業ラインでは、装着具による作業員の作業効率の上昇又は低下が、作業ライン全体での作業効率に影響する。従って、この観点からの開発の余地がある。

【0008】

本開示の１つの目的は、複数の作業が協調して実施される作業ラインにおいて、複数の作業員がそれぞれ着用する装着具によるこれらの作業員の作業効率の変化を考慮して、作業ライン全体での作業効率を高めることが可能な技術を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0009】

本開示の第１の観点は、シミュレーションシステムであり、次の特徴を有する。
前記シミュレーションシステムは、データベースと、プロセッサとを備える。前記データベースには、現実空間の作業ラインに配置される複数の作業員に関するデータと、当該複数の作業員のそれぞれが着用する装着具に関するデータと、当該複数の作業員のそれぞれの作業効率に関する指標のデータとが、前記現実空間の作業ラインで実施される複数の作業の作業内容に関連付けられて格納されている。前記プロセッサは、前記現実空間の作業ラインでの作業計画のデータと、前記データベースに格納されたデータと、に基づいて、前記現実空間の作業ラインに対応するデジタル空間の作業ラインに関するシミュレーションを行うように構成されている。
前記現実空間の作業ラインでの作業計画のデータは、前記現実空間の作業ラインで実施予定の複数の作業の作業内容のデータを含む。
前記プロセッサは、前記シミュレーションにおいて、
前記実施予定の複数の作業の作業内容のデータと、前記データベースに格納された前記複数の作業員に関するデータ及び前記装着具のデータと、に基づいて、前記デジタル空間の作業ラインで実施される複数の作業の作業内容のそれぞれに対し、作業員と、当該作業員が着用する装着具との組み合わせを振り分け、
前記振り分けられた組み合わせと、前記データベースに格納された前記指標のデータであって、前記振り分けられた組み合わせを構成する作業員の作業効率に関する指標のデータと、に基づいて、前記デジタル空間の作業ライン全体での作業効率が目標値以上となる基準条件が満たされる場合における複数の作業員と、当該複数の作業員のそれぞれが着用する装着具の組み合わせのグループを探索する。

【0010】

本開示の第２の観点は、シミュレーションプログラムであり、次の特徴を有する。
前記シミュレーションプログラムは、現実空間の作業ラインに対応するデジタル空間の作業ラインにおけるシミュレーションをコンピュータに行わせる。
前記シミュレーションでは、
前記現実空間の作業ラインで実施予定の複数の作業の作業内容のデータと、前記現実空間の作業ラインに配置される複数の作業員に関するデータと、前記複数の作業員がそれぞれ着用する装着具に関するデータと、に基づいて、前記デジタル空間の作業ラインで実施される複数の作業のそれぞれに対し、作業員と、当該作業員が着用する装着具との組み合わせが振り分けられ、
前記振り分けられた組み合わせと、前記振り分けられた組み合わせを構成する作業員の作業効率に関する指標のデータと、に基づいて、前記デジタル空間の作業ライン全体での作業効率が目標値以上となる基準条件が満たされる場合における複数の作業員と、当該複数の作業員のそれぞれが着用する装着具の組み合わせのグループが探索される。

【発明の効果】

【0011】

本開示によれば、現実空間の作業ラインに対応するデジタル空間の作業ラインに関するシミュレーションが行われる。このシミュレーションでは、デジタル空間の作業ライン全体での作業効率が目標値以上となる基準条件が満たされる場合における複数の作業員と、当該複数の作業員のそれぞれが着用する装着具の組み合わせのグループが探索される。基準条件が満たされる場合の組み合わせのグループによれば、このグループを参照して現実空間の作業ラインを稼働したときに、当該作業ライン全体での作業効率が高まることが期待される。故に、本開示によれば、複数の作業が協調して実施される作業ラインにおいて、複数の作業員がそれぞれ着用する装着具によるこれらの作業員の作業効率の変化を考慮して、作業ライン全体での作業効率を高めることが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【0012】

【図1】実施形態が適用される作業ラインの例を説明する図である。

【図2】作業員の作業効率に関する指標の設定例を説明する図である。

【図3】実施形態に係るシミュレーションの概要を説明する図である。

【図4】実施形態に係るシミュレーションシステムの構成例を説明する図である。

【図5】作業員データの構成例を説明する図である。

【図6】シミュレーション用の作業員データの構成例を説明する図である。

【発明を実施するための形態】

【0013】

以下、図面を参照しながら、本開示の実施形態について説明する。尚、各図において、同一又は相当する部分には同一符号を付してその説明を簡略化し又は省略する。

【0014】

１．作業ライン
図１は、本開示の実施形態が適用される作業ラインの例を説明する図である。図１に描かれる作業ラインＷＬは、製品の生産、保管、包装といった各種の作業を協調して実施するためにライン化されたものである。作業ラインＷＬは、製品を大量生産する工場の敷地内、製品やその原材料を保管し又は製品をパッキングして出荷する物流倉庫の敷地内、商品の入荷、検品、保管、ピッキング、パッキング、出荷などを行う物流センタの敷地内に設けられる。

【0015】

作業ラインＷＬには複数の作業員が配置されている。これらの作業員は、作業ラインＷＬで協調して実施される各種作業に携わる。図１に示される作業員ＷＫ１、ＷＫ２、ＷＫ３及びＷＫ４は、作業ラインＷＬに配置される複数の作業員の一例である。作業員ＷＫ１及びＷＫ２は、作業内容ＷＣ１の作業に携わる。作業員ＷＫ３は作業内容ＷＣ２の作業に携わり、作業員ＷＫ４は作業内容ＷＣ３の作業に携わる。以下、説明の便宜上、複数の作業員のうちの何れか１人について言及する場合は「作業員ＷＫｘ」とも称す。

【0016】

各種作業の実施に際し、作業員ＷＫｘは、各種の装着具ＭＦを着用する。装着具ＭＦとしては、作業環境から作業員ＷＫｘを保護する保護具が例示される。装着具ＭＦには、作業員ＷＫｘが実施する作業をアシストする補助具や、作業員ＷＫｘの身体状況を測定する計測具も含まれる。装着具ＭＦには、作業員ＷＫｘによる着用が法令、規則等により義務付けられているものと、この着用が義務付けられていないもの（つまり、着用が任意のもの）とが含まれる。一般的に、保護具の多くは前者に分類される。一方、補助具や計測具の多くは後者に分類される。

【0017】

図１に示される装着具ＭＦ１、ＭＦ２、ＭＦ３、ＭＦ４及びＭＦ５は、装着具ＭＦの一例である。作業員ＷＫ１は、装着具ＭＦ１、ＭＦ２及びＭＦ３を着用する。作業員ＷＫ２は、装着具ＭＦ１及びＭＦ３を着用する。作業員ＷＫ３は、装着具ＭＦ１及びＭＦ４を着用する。作業員ＷＫ４は、装着具ＭＦ１、ＭＦ３及びＭＦ５を着用する。作業員ＷＫ１と作業員ＷＫ３の間、及び、作業員ＷＫ１と作業員ＷＫ４の間で装着具ＭＦの種類が異なるのは、作業内容ＷＣが異なるためである。同じ作業内容ＷＣ（つまり、作業内容ＷＣ１）の作業に携わる作業員ＷＫ１と作業員ＷＫ２の間で装着具ＭＦが異なるのは、装着具ＭＦ２の着用が少なくとも任意であることを意味している。

【0018】

図１には、更に、作業員ＭＫｘの属性ＡＴが示されている。属性ＡＴは、年齢、性別といった基本属性、身長、体重といった身体属性、作業ラインＷＬでの作業の経験年数といった労働属性などの属性化要素を用いて決定される。図１に示される例では、作業員ＷＫ１の属性ＡＴは属性ＡＴ１であり、作業員ＷＫ２の属性ＡＴは属性ＡＴ２であり、作業員ＷＫ３の属性ＡＴは属性ＡＴ３である。作業員ＷＫ４の属性ＡＴは作業員ＷＫ２のそれと同じである。

【0019】

２．実施形態の特徴
実施形態では、デジタル空間を用いたシミュレーション（以下、「デジタルツインシミュレーション」又は「ＤＴＳ」とも称す。）が実施される。このデジタル空間は、図１で説明した作業ラインＷＬが設けられる現実空間に基づいて再現されたものである。ＤＴＳでは、このデジタル空間において、現実空間の作業ラインＷＬで実施される各種の作業と同じ各種の作業が実施され、作業ラインＷＬにおける将来の状態が予測される。この将来の状態には、作業ラインＷＬ全体での作業効率ＷＥ＿ＷＷＬが含まれる。

【0020】

作業効率ＷＥ＿ＷＷＬに影響を及ぼす因子としては、作業員ＷＫｘの作業効率ＷＥ＿ＷＫｘが想定される。また、この作業効率ＷＥ＿ＷＫｘに影響を及ぼす因子には、作業内容ＷＣ、この作業内容ＷＣにおいて着用する装着具ＭＦ、この装着具ＭＦの着用時間などが想定される。そこで、実施形態では、作業効率ＷＥ＿ＷＫｘに影響を及ぼすこれらの因子に着目し、作業効率ＷＥ＿ＷＫｘに関する指標ＩＮ＿ＷＥ＿ＷＫｘが計算される。そして、この指標ＩＮ＿ＷＥ＿ＷＫｘを用いて作業効率ＷＥ＿ＷＷＬが計算される。

【0021】

図２は、指標ＩＮ＿ＷＥ＿ＷＫｘの計算例を説明する図である。図２の縦軸には作業員ＷＫｘの疲労度ＦＡが示され、図２の横軸には作業時間（作業開始後の経過時間）ＷＴが示されている。疲労度ＦＡは、作業効率ＷＥ＿ＷＫｘと相関を有する変数であり、その程度を数値で表すことができるという点で指標ＩＮ＿ＷＥ＿ＷＫｘの設定に適している。この相関としては、疲労度ＦＡが高くなると作業効率ＷＥ＿ＷＫｘが低下するという関係が例示される。尚、作業効率ＷＥ＿ＷＫｘと相関を有し、かつ、その程度を数値で表すことができる変数（例えば、集中度、覚醒度）であれば、疲労度ＦＡに代えて、又は、疲労度ＦＡと組み合わせて指標ＩＮ＿ＷＥ＿ＷＫｘの設定に用いることができる。

【0022】

図２には、作業員ＷＫｘについての作業内容ＷＣと装着具ＭＦの組み合わせ（ＷＣ，ＭＦ）が４組描かれている。実線で描かれる組み合わせ（ＷＣ，ＭＦ）＝（ＷＣｉ，ＭＦα）及び（ＷＣ，ＭＦ）＝（ＷＣｉ，ＭＦβ）は、作業内容ＷＣが共通し、装着具ＭＦにおいて異なる。この２組についての疲労度ＦＡの経過を比較すると、作業員ＷＫｘが装着具ＭＦαを着用した場合の疲労度ＦＡは、作業員ＷＫｘが装着具ＭＦβを着用した場合のそれに比べて疲労度ＦＡの上昇の速度が高くなることが理解される。つまり、作業員ＷＫｘが装着具ＭＦαを着用すると、作業員ＷＫｘが装着具ＭＦβを着用するときに比べて作業効率ＷＥ＿ＷＫｘが低下することが理解される。

【0023】

破線で描かれる組み合わせ（ＷＣ，ＭＦ）＝（ＷＣｊ，ＭＦγ）及び（ＷＣ，ＭＦ）＝（ＷＣｊ，ＭＦβ）は、作業内容ＷＣが作業内容ＷＣｊで共通し、装着具ＭＦにおいて異なる。この２組についての疲労度ＦＡの経過を比較すると、作業員ＷＫｘが装着具ＭＦγを着用した場合の疲労度ＦＡは、作業員ＷＫｘが装着具ＭＦβを着用した場合のそれに比べて疲労度ＦＡの上昇の速度が高くなることが理解される。つまり、作業員ＷＫｘが装着具ＭＦγを着用すると、作業員ＷＫｘが装着具ＭＦβを着用するときに比べて作業効率ＷＥ＿ＷＫｘが低下することが理解される。

【0024】

組み合わせ（ＷＣ，ＭＦ）＝（ＷＣｉ，ＭＦβ）及び（ＷＣ，ＭＦ）＝（ＷＣｊ，ＭＦβ）に着目する。この２組の組み合わせは、装着具ＭＦが共通し、作業内容ＷＣにおいて異なる。これらの組み合わせについて疲労度ＦＡの経過を比較すると、作業員ＷＫｘが作業内容ＷＣｉの作業を実施した場合の疲労度ＦＡと、作業員ＷＫｘが作業内容ＷＣｊの作業を実施した場合のそれとの大小関係が、時点Ｔを境に逆転することが理解される。つまり、作業員ＷＫｘが作業内容ＷＣｉの作業を長時間に亘って実施すると、時点Ｔを境に作業効率ＷＥ＿ＷＫｘが低下することが理解される。

【0025】

上述した組み合わせ（ＷＣ，ＭＦ）と疲労度ＦＡの推移の関係に基づき、実施形態では、単位時間ＵＴ当たりの疲労度ＦＡの変化量ΔＦＡを用いて指標ＩＮ＿ＷＥ＿ＷＫｘが計算される。単位時間ＵＴは３０分、１時間、４時間といった時間幅である。単位時間ＵＴは、２種類以上設定されてもよい。この場合の単位時間ＵＴとしては、第１時間ＵＴ１及び第２時間ＵＴ２が例示される（ＵＴ１＜ＵＴ２）。これらの単位時間ＵＴには、任意の時間を設定できる。例えば、第１時間ＵＴ１は短期的な変化量ΔＦＡを想定したものであり、第２時間ＵＴ２は長期的な変化量ΔＦＡを想定したものである。

【0026】

単位時間ＵＴが２種類以上設定された場合は、１種類の組み合わせ（ＷＣ，ＭＦ）に対して複数の指標ＩＮ＿ＷＥ＿ＷＫｘを計算できる。この場合は、例えば、作業内容ＷＣの作業時間に見合った変化量ΔＦＡを用いて指標ＩＮ＿ＷＥ＿ＷＫｘを計算することが可能となる。このことは、ＤＴＳで行われる作業効率ＷＥ＿ＷＷＬの予測精度の向上に繋がることが期待される。

【0027】

図３は、実施形態に係るＤＴＳの概要を説明する図である。図３に示されるように、実施形態に係るＤＴＳでは、作業ラインＷＬで協調して実施される複数の作業の作業内容ＷＣのそれぞれに対し、１人の作業員ＷＫｘと、この作業員ＷＫｘが着用する装着具ＭＦの組み合わせ（ＷＫｘ，ＭＦ）が振り分けられる。ある単一の作業内容ＷＣに振り分けられる組み合わせ（ＷＫｘ，ＭＦ）が特定されると、この組み合わせ（ＷＫｘ，ＭＦ）を構成する作業員ＷＫｘが当該組み合わせ（ＷＫｘ，ＭＦ）を構成する装着具ＭＦを着用したときの指標ＩＮ＿ＷＥ＿ＷＫｘが特定される。そうすると、特定された指標ＩＮ＿ＷＥ＿ＷＫｘに基づいて、作業効率ＷＥ＿ＷＷＬが計算できる。作業効率ＷＥ＿ＷＷＬの計算は、例えば、特定された指標ＩＮ＿ＷＥ＿ＷＫｘを変数とする計算式を用いて行われる。

【0028】

実施形態に係るＤＴＳでは、更に、複数の作業の作業内容ＷＣに対する組み合わせ（ＷＫｘ，ＭＦ）の振り分けが、振り分けが可能な組み合わせ（ＷＫｘ，ＭＦ）のパターンＣＰの全てに対して行われる（ＣＰ１－ＣＰｎ）。そうすると、組み合わせ（ＷＫｘ，ＭＦ）のパターンＣＰごとに作業効率ＷＥ＿ＷＷＬが計算される。組み合わせ（ＷＫｘ，ＭＦ）のパターンＣＰごとに作業効率ＷＥ＿ＷＷＬが計算されたら、下記の基準条件を用いてこれらの作業効率ＷＥ＿ＷＷＬを選別する。
基準条件：作業効率ＷＥ＿ＷＷＬが目標値ＴＧ以上である
これにより、基準条件が満たされるときの組み合わせ（ＷＫｘ，ＭＦ）のパターンＣＰが特定される。尚、目標値ＴＧには、作業ラインＷＬでの作業計画ＷＰに基づいて別途設定されたものが適用される。

【0029】

基準条件が満たされるときの組み合わせ（ＷＫｘ，ＭＦ）のパターンＣＰは、複数の作業員と、当該複数の作業員のそれぞれが着用する装着具ＭＦの組み合わせ（ＷＫ，ＭＦ）のグループと考えることもできる。実施形態に係るＤＴＳでは、このような組み合わせ（ＷＫ，ＭＦ）のグループＣＧを特定するための探索が行われる。探索の結果、組み合わせ（ＷＫ，ＭＦ）のグループＣＧが特定できた場合、このグループＣＧを参照して現実空間の作業ラインＷＬを稼働すれば、この作業ラインＷＬ全体での作業効率ＷＥ＿ＷＷＬが高まることが期待される。

【0030】

特定された組み合わせ（ＷＫ，ＭＦ）のグループＣＧを参照して現実空間の作業ラインＷＬを稼働するためには、この作業ラインＷＬで実施される複数の作業に対する作業員ＷＫｘの割り当て（複数の作業の作業内容ＷＣに対する組み合わせ（ＷＫｘ，ＭＦ）の振り分け）を行うことが必要となる。そこで、実施形態では、ＤＴＳによる探索の結果を用いて、現実空間の作業ラインＷＬに作業員ＷＫｘを配置する「人員配置処理」が行われる。人員配置処理の詳細については後述される。

【0031】

３．構成例
３－１．システム構成例
図４は、実施形態に係るシステムの構成例を説明する図である。図４に示されるシミュレーションシステム１は、作業ラインＷＬが設けられる実工場２内の現実空間を再現したデジタル空間を用いたシミュレーション（つまり、デジタルツインシミュレーション）を行うための構成として、データベース１１と、データ処理装置１２と、を備えている。

【0032】

データベース１１は、例えば、ハードディスク、フラッシュメモリの内部に形成される。図４に示される例では、データベース１１は、３種類のデータベース１１ａ、１１ｂ及び１１ｃを含んでいる。データベース１１ａには、装着具データＤＭＦが格納されている。データベース１１ｂには、作業員データＤＷＫが格納されている。データベース１１ｃには、ＤＴＳ用の作業員データＤＷＫ＿ＤＴＳが格納されている。

【0033】

装着具データＤＭＦは、装着具ＭＦに関するデータを表す。装着具ＭＦは、作業ラインＷＬにおいて実施される複数の作業の作業内容ＷＣに応じて設定される。既述したように、装着具ＭＦには、作業員ＷＫｘによる着用が法令、規則等により義務付けられているものと、この着用が義務付けられていないものとが含まれる。そのため、装着具データＤＭＦは、その着用が義務の装着具ＭＦのデータと、その着用が任意の装着具ＭＦのデータとを含んでいる。

【0034】

作業員データＤＷＫは、作業ラインＷＬに配置される複数の作業員に関するデータを表す。作業員データＤＷＫは、作業員ＷＫｘに関するデータの集合でもある。図５は、作業員データＤＷＫの構成例を説明する図である。図５に示される例では、作業員データＤＷＫが、識別データＤＩＤと、属性データＤＡＴと、作業履歴データＤＷＨと、スケジュールデータＤＳＣと、を含んでいる。

【0035】

識別データＤＩＤは、作業員ＷＫｘを識別するためのデータを表す。属性データＤＡＴは、作業員ＷＫｘの属性ＡＴに関するデータを表す。既述したように、属性ＡＴは、年齢、性別といった基本属性、身長、体重といった身体属性、作業ラインＷＬでの作業の経験年数といった労働属性などの属性化要素によって決定される。

【0036】

作業履歴データＤＷＨは、作業員ＷＫｘの作業履歴に関するデータを表す。図５に示される例では、作業履歴データＤＷＨが、作業内容データＷＣ＿Ｈと、作業時間データＷＴ＿Ｈと、装着具データＭＦ＿Ｈと、バイタルデータＶＴ＿Ｈと、を含んでいる。

【0037】

作業内容データＷＣ＿Ｈは、作業員ＷＫｘが従事した作業内容ＷＣの作業の履歴データを表す。作業時間データＷＴ＿Ｈは、作業員ＷＫｘが作業内容ＷＣの作業に従事した時間の履歴データを表す。作業時間データＷＴ＿Ｈは、作業内容ＷＣごとに生成される。装着具データＭＦ＿Ｈは、作業員ＷＫｘが作業内容ＷＣの作業に従事したときに着用した装着具ＭＦの履歴データを表す。作業時間データＷＴ＿Ｈと同じく、装着具データＭＦ＿Ｈは、作業内容ＷＣごとに生成される。バイタルデータＶＴ＿Ｈは、作業員ＷＫｘの脈拍、血圧、体温といった身体状況に関するデータを表す。バイタルデータＶＴ＿Ｈは、例えば、作業員ＷＫｘが着用する計測具から取得される。作業時間データＷＴ＿Ｈと同じく、バイタルデータＶＴ＿Ｈは、作業内容ＷＣごとに生成される。

【0038】

スケジュールデータＤＳＣは、作業員ＷＫｘのスケジュールＳＣに関するデータを表す。作業員ＷＫｘのスケジュールＳＣは、例えば、作業員ＷＫｘの一定期間（例えば、１日、１週間、１ヶ月）の勤務スケジュールである。勤務スケジュールには、作業ラインＷＬへの配置予定の時間帯、作業ラインＷＬでの作業内容ＷＣ以外の業務に従事する予定の時間帯、休憩予定の時間帯などの情報が含まれている。

【0039】

作業員データＤＷＫ＿ＤＴＳは、ＤＴＳに用いられる作業員ＷＫｘに関するデータの集合である。図６は、作業員データＤＷＫ＿ＤＴＳの構成例を説明する図である。図６に示される例では、作業員データＤＷＫが、識別データＤＩＤと、属性データＤＡＴと、組み合わせデータＤ（ＷＣ，ＭＦ）と、指標データＤＩＮと、を含んでいる。作業員データＤＷＫ＿ＤＴＳを構成するデータのうちの一部のデータ（具体的には、識別データＤＩＤ及び属性データＤＡＴ）は、作業員データＤＷＫ＿ＤＴＳを構成するデータと共通する。

【0040】

組み合わせデータＤ（ＷＣ，ＭＦ）と指標データＤＩＮは、作業員データＤＷＫ＿ＤＴＳに特有なデータである。組み合わせデータＤ（ＷＣ，ＭＦ）は、作業員ＷＫｘについての作業内容ＷＣと装着具ＭＦの組み合わせ（ＷＣ，ＭＦ）のデータを表す。組み合わせデータＤ（ＷＣ，ＭＦ）は、例えば、作業員ＷＫｘについての作業履歴データＤＷＨ（具体的には、作業内容データＷＣ＿Ｈ及び装着具データＭＦ＿Ｈ）に基づいて生成される。指標データＤＩＮは、指標ＩＮ＿ＷＥ＿ＷＫｘに関するデータを表す。指標データＤＩＮは、例えば、作業員ＷＫｘについての作業履歴データＤＷＨ（具体的には、バイタルデータＶＴ＿Ｈ）に基づいて、作業員ＷＫｘについての組み合わせ（ＷＣ，ＭＦ）ごとに生成される。

【0041】

図６に示される例では、指標データＤＩＮが、第１指標データＤＩＮ＿ＵＴ１と第２指標データＤＩＮ＿ＵＴ２を含んでいる。第１指標データＤＩＮ＿ＵＴ１は第１指標ＩＮ＿ＵＴ１のデータを表し、第２指標データＤＩＮ＿ＵＴ２は第２指標ＩＮ＿ＵＴのデータを表す。第１指標ＩＮ＿ＵＴ１は、バイタルデータＶＴ＿Ｈに含まれる身体状況に関するデータの、第１時間ＵＴ１当たりの変化量を用いて計算される。第２指標ＩＮ＿ＵＴ２は、この身体状況に関するデータの、第２時間ＵＴ２当たりの変化量を用いて計算される。第１時間ＵＴ１及び第２時間ＵＴ２は、図２に示した２種類の単位時間ＵＴである。身体状況に関するデータの変化量としては、図２の説明で言及された疲労度ＦＡの変化量ΔＦＡが例示される。

【0042】

データ処理装置１２は、少なくとも１つのプロセッサと、少なくとも１つの記憶装置とを含むコンピュータである。少なくとも１つのプロセッサは、ＣＰＵ（Central Processing Unit）を含む。少なくとも１つの記憶装置には、指標計算処理、ＤＴＳ、人員配置処理、及びその他のデータ処理を実行するためのプログラムが格納されている。これらのプログラムは、データ処理装置１２が読み取り可能な記録媒体に格納されていてもよい。

【0043】

３－２．データ処理装置の機能構成例
図４には、データ処理装置１２が有する機能として、指標計算部１２ａと、シミュレーション部１２ｂと、人員配置処理部１２ｃとが描かれている。これらの機能は、データ処理装置１２のプロセッサが、データ処理装置１２の記憶装置に格納された各種プログラムを実行することにより実現される。

【0044】

指標計算部１２ａは、指標ＩＮ＿ＷＥ＿ＷＫｘの計算処理を行う。この計算処理では、データベース１１ｂに格納された作業員データＤＷＫ（具体的には、作業履歴データＤＷＨ）に基づいて、作業員ＷＫｘが作業内容ＷＣの作業に従事している間の指標ＩＮ＿ＷＥ＿ＷＫｘが計算される。指標ＩＮ＿ＷＥ＿ＷＫｘは、単一の単位時間ＵＴに着目して計算されてもよいし、複数の単位時間ＵＴに着目して計算されてもよい。計算処理により得られた指標ＩＮ＿ＷＥ＿ＷＫｘのデータは、作業員ＷＫｘについての組み合わせデータＤ（ＷＣ，ＭＦ）と関連付けられてデータベース１１ｃに格納される。この指標ＩＮ＿ＷＥ＿ＷＫｘのデータが、作業員ＷＫｘについての指標データＤＩＮとなる。

【0045】

シミュレーション部１２ｂは、ＤＴＳを行う。このＤＴＳでは、まず、作業ラインＷＬで実施中の複数の作業の作業内容ＷＣのそれぞれに対し、１人の作業員ＷＫｘと、この作業員ＷＫｘが着用する装着具ＭＦの組み合わせ（ＷＫｘ，ＭＦ）が振り分けられる。作業ラインＷＬで実施予定の複数の作業の作業内容ＷＣのそれぞれに対し、１人の作業員ＷＫｘと、この作業員ＷＫｘが着用する装着具ＭＦの組み合わせ（ＷＫｘ，ＭＦ）が振り分けられてもよい。

【0046】

作業ラインＷＬで実施中の複数の作業の作業内容ＷＣ、及び、作業ラインＷＬで実施予定の複数の作業の作業内容ＷＣは、作業ラインＷＬの作業計画データＤＷＰから特定される。ここで、作業計画データＤＷＰは、例えば、実工場２が備えるコンピュータにより別途設定される。作業計画データＤＷＰは、例えば、作業ラインＷＬで実施中の（又は実施が予定されている）作業内容ＷＣ＿Ｐのデータと、この作業内容ＷＣ＿Ｐの作業を実施する（又は実施が予定されている）時間ＷＴ＿Ｐのデータと、を含んでいる。そのため、作業内容ＷＣ＿Ｐのデータを参照することで、複数の作業の作業内容ＷＣが特定される。

【0047】

組み合わせ（ＷＫｘ，ＭＦ）が振り分けられたら、この組み合わせ（ＷＫｘ，ＭＦ）を構成する作業員ＷＫｘについての指標ＩＮ＿ＷＥ＿ＷＫｘが特定される。この指標ＩＮ＿ＷＥ＿ＷＫｘの特定は、振り分けられた組み合わせ（ＷＫｘ，ＭＦ）を用いたデータベース１１ｃの参照により行われる。尚、組み合わせ（ＷＫｘ，ＭＦ）の振り分けは、複数の作業の作業内容ＷＣのそれぞれに対して行われる。そのため、指標ＩＮ＿ＷＥ＿ＷＫｘの特定も、複数の作業の作業内容ＷＣのそれぞれに対して行われる。つまり、特定される指標ＩＮ＿ＷＥ＿ＷＫｘの数は、複数の作業の作業内容ＷＣの数と等しくなる。

【0048】

指標ＩＮ＿ＷＥ＿ＷＫｘが特定されたら、これらの指標ＩＮ＿ＷＥ＿ＷＫｘに基づいて、作業効率ＷＥ＿ＷＷＬが計算される。作業効率ＷＥ＿ＷＷＬの計算は、例えば、特定された指標ＩＮ＿ＷＥ＿ＷＫｘを変数とする計算式を用いて行われる。

【0049】

図３を参照して説明したように、複数の作業の作業内容ＷＣに対する組み合わせ（ＷＫｘ，ＭＦ）の振り分けは、振り分けが可能な組み合わせ（ＷＫｘ，ＭＦ）のパターンＣＰの全てに対して行われる（ＣＰ１－ＣＰｎ）。そのため、作業効率ＷＥ＿ＷＷＬは、組み合わせ（ＷＫｘ，ＭＦ）のパターンＣＰごとに計算される。

【0050】

組み合わせ（ＷＫｘ，ＭＦ）のパターンＣＰごとに作業効率ＷＥ＿ＷＷＬが計算されたら、上記の基準条件を用いてこれらの作業効率ＷＥ＿ＷＷＬを選別する。このように、ＤＴＳでは、上記の基準条件が満たされる作業効率ＷＥ＿ＷＷＬに対応する組み合わせ（ＷＫｘ，ＭＦ）のパターンＣＰ（つまり、組み合わせ（ＷＫ，ＭＦ）のグループＣＧ）が探索される。尚、上記の基準条件を用いた選別の結果、上記の基準条件が満たされる作業効率ＷＥ＿ＷＷＬに対応する組み合わせ（ＷＫｘ，ＭＦ）のグループＣＧが２グループ以上残ることもある。この場合は、これらのグループＣＧを選別し、かつ、作業効率ＷＥ＿ＷＷＬのスコアが高い順にこれらのグループＣＧを並べておくことが本開示の目的に沿うため望ましい。

【0051】

人員配置処理部１２ｃは、現実空間の作業ラインＷＬに作業員を配置する人員配置処理を行う。人員配置処理では、ＤＴＳによる探索結果を参照して、作業ラインＷＬで実施予定の複数の作業のそれぞれに対して割り当てられる作業員ＷＫｘの候補ＷＫｘ＿Ｃと、この候補ＷＫｘ＿Ｃが着用する装着具ＭＦとの組み合わせ（ＷＫｘ＿Ｃ，ＭＦ）が選出される。選出された組み合わせ（ＷＫｘ＿Ｃ，ＭＦ）は、データ処理装置１２から出力される。これにより、選出された組み合わせ（ＷＫｘ＿Ｃ，ＭＦ）の提案が行われる。この提案の採用の判断は、例えば、現実空間の作業ラインＷＬの責任者によって行われる。

【0052】

作業ラインＷＬで実施予定の複数の作業は、作業ラインＷＬの作業計画データＤＷＰから特定される。既述したように、作業計画データＤＷＰは、作業ラインＷＬで実施が予定されている作業内容ＷＣ＿Ｐのデータと、この作業内容ＷＣ＿Ｐの作業の実施が予定されている時間ＷＴ＿Ｐのデータとを含んでいる。そのため、作業内容ＷＣ＿Ｐのデータを参照することで、実施予定の複数の作業と、これらの作業の作業内容ＷＣとが特定される。

【0053】

作業ラインＷＬで実施予定の複数の作業と、これらの作業の作業内容ＷＣとが特定されたら、この作業内容ＷＣを用いたデータベース１１ａの参照により、装着具ＭＦが特定される。既述したように、データベース１１ａには装着具データＤＭＦが格納されており、この装着具データＤＭＦは、作業内容ＷＣに応じて設定される装着具ＭＦに関するデータである。そのため、装着具データＤＭＦを参照することで、作業ラインＷＬで実施予定の複数の作業の作業内容ＷＣに応じた装着具ＭＦが特定される。

【0054】

作業ラインＷＬで実施予定の複数の作業と、これらの作業の作業内容ＷＣと、これらの作業内容ＷＣに応じた装着具ＭＦとが特定されたら、候補ＷＫｘ＿Ｃが特定される。例えば、作業計画データＤＷＰに含まれる時間ＷＴ＿Ｐのデータと、スケジュールデータＤＳＣとが参照されて、作業ラインＷＬへの配置予定の時間帯が時間ＷＴ＿Ｐの時間帯と重複する候補ＷＫｘ＿Ｃが特定される。この段階で特定される候補ＷＫｘ＿Ｃの人数は、通常２人以上である。

【0055】

候補ＷＫｘ＿Ｃが特定されたら、この候補ＷＫｘ＿Ｃと、ＤＴＳによる探索結果とが参照される。ＤＴＳによる探索によれば、上記の基準条件が満たされる作業効率ＷＥ＿ＷＷＬに対応する組み合わせ（ＷＫｘ，ＭＦ）のグループＣＧが選別されている。そのため、この組み合わせ（ＷＫｘ，ＭＦ）のグループＣＧを構成する作業員ＷＫｘがスケジュールデータＤＳＣを参照して特定された候補ＷＫｘ＿Ｃに含まれていれば、当該作業員ＷＫｘが候補ＷＫｘ＿Ｃとして特定される。作業員ＷＫｘが候補ＷＫｘ＿Ｃとして特定されれば、当該作業員ＷＫｘを含む組み合わせ（ＷＫｘ，ＭＦ）が、組み合わせ（ＷＫｘ＿Ｃ，ＭＦ）として選出される。

【0056】

上記の基準条件が満たされる作業効率ＷＥ＿ＷＷＬに対応する組み合わせ（ＷＫｘ，ＭＦ）のグループＣＧが２グループ以上ある場合は、作業効率ＷＥ＿ＷＷＬの高い組み合わせ（ＷＫｘ，ＭＦ）のグループＣＧから順番に、スケジュールデータＤＳＣの参照が行われる。そのため、例えば、作業効率ＷＥ＿ＷＷＬが最も高い組み合わせ（ＷＫｘ，ＭＦ）のグループＣＧを構成する一部又は全部の作業員ＷＫｘの勤務スケジュールが作業ラインＷＬの作業計画と合わない場合に、作業効率ＷＥ＿ＷＷＬが２番目に高い組み合わせ（ＷＫｘ，ＭＦ）の検討を行うことが可能となる。このような順番で参照が行われることで、組み合わせ（ＷＫｘ＿Ｃ，ＭＦ）の選出ができない状況となるのを抑えることが可能となる。同時に、作業効率ＷＥ＿ＷＷＬのより高い組み合わせ（ＷＫｘ，ＭＦ）のグループＣＧに基づいて、組み合わせ（ＷＫｘ＿Ｃ，ＭＦ）を選出することが可能となる。

【0057】

上記の基準条件が満たされる作業効率ＷＥ＿ＷＷＬに対応する組み合わせ（ＷＫｘ，ＭＦ）のグループＣＧが１グループしか無い場合において、このグループＣＧを構成する一部の作業員ＷＫｘの勤務スケジュールが作業ラインＷＬの作業計画と合わないときは、グループＣＧを構成する複数の作業員の属性ＡＴに関するデータ（つまり、属性データＤＡＴ）を参照してもよい。属性データＤＡＴを参照することで、作業ラインＷＬの作業計画と合わない作業員ＷＫｘの属性ＡＴと同じ属性ＡＴを有し、かつ、作業ラインＷＬの作業計画と合う勤務スケジュールを有する別の作業員ＷＫｘを候補ＷＫｘ＿Ｃとして特定することが可能となる。尚、属性データＤＡＴは、データベース１１ｂに格納されている。

【0058】

上記の基準条件が満たされる作業効率ＷＥ＿ＷＷＬに対応する組み合わせ（ＷＫｘ，ＭＦ）のグループＣＧが２グループ以上ある場合にも、上述した属性データＤＡＴの参照を行ってもよい。例えば、作業効率ＷＥ＿ＷＷＬが最も高い組み合わせ（ＷＫｘ，ＭＦ）のグループＣＧを構成する一部又は全部の作業員ＷＫｘの勤務スケジュールが作業ラインＷＬの作業計画と合わない場合に、この作業計画と合わない作業員ＷＫｘの属性ＡＴと同じ属性ＡＴを有し、かつ、作業ラインＷＬの作業計画と合う勤務スケジュールを有する別の作業員ＷＫｘを候補ＷＫｘ＿Ｃとして特定することが可能となる。

【0059】

４．効果
以上説明した実施形態によれば、ＤＴＳにおいて基準条件が満たされるときの組み合わせ（ＷＫ，ＭＦ）のグループＣＧを特定することが可能となる。そして、この特定された組み合わせ（ＷＫ，ＭＦ）のグループＣＧを参照して現実空間の作業ラインＷＬを稼働すれば、この作業ラインＷＬ全体での作業効率ＷＥ＿ＷＷＬが高まることが期待される。

【符号の説明】

【0060】

１…シミュレーションシステム、２…実工場、１１…データベース、１２…データ処理装置、ＡＴ，ＡＴ１－ＡＴ３…属性、ＣＰ，ＣＰ１－ＣＰｎ…組み合わせ（ＷＫｘ，ＭＦ）のパターン、ＭＦ，ＭＦ１－ＭＦ５…装着具、ＵＴ，ＵＴ１－ＵＴ２…単位時間、ＷＣ，ＷＣ１－ＷＣ３…作業内容、ＷＫ１－ＷＫ４，ＷＭｘ…作業員、ＷＬ…作業ライン、ＷＴ…作業時間、ＷＥ＿ＷＫｘ…作業員ＷＫｘの作業効率、ＷＥ＿ＷＷＬ…作業ラインＷＬ全体での作業効率、ＩＮ＿ＷＥ＿ＷＫｘ…指標、ＤＡＴ…属性データ、ＤＩＮ…指標データ、ＤＷＨ…作業履歴データ、ＤＳＣ…スケジュールデータ、ＤＷＫ…作業員データ、ＤＷＫ＿ＤＴＳ…ＤＴＳ用の作業員データ、Ｄ（ＷＣ，ＭＦ）…組み合わせデータ

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】