(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2023-10-31
(45)【発行日】2023-11-09
(54)【発明の名称】作業指示システム
(51)【国際特許分類】
G05B 19/418 20060101AFI20231101BHJP
G06Q 50/04 20120101ALI20231101BHJP
G06Q 10/06 20230101ALI20231101BHJP
G06F 3/14 20060101ALI20231101BHJP
G06F 3/04815 20220101ALI20231101BHJP
【ＦＩ】
G05B19/418 Z
G06Q50/04
G06Q10/06
G06F3/14 350B
G06F3/04815
【請求項の数】
3
(21)【出願番号】P 2022115741
(22)【出願日】2022-07-20
(62)【分割の表示】P 2019044183の分割
【原出願日】2019-03-11
(65)【公開番号】P2022163059
(43)【公開日】2022-10-25
【審査請求日】2022-07-20
(73)【特許権者】
【識別番号】000005108
【氏名又は名称】株式会社日立製作所
(74)【代理人】
【識別番号】110000279
【氏名又は名称】弁理士法人ウィルフォート国際特許事務所
(72)【発明者】
【氏名】菅原 禎生
(72)【発明者】
【氏名】山形 知行
(72)【発明者】
【氏名】村上 正博
(72)【発明者】
【氏名】武澤 隆之
(72)【発明者】
【氏名】鯉渕 育雄
(72)【発明者】
【氏名】山村 佳生
【審査官】牧 初
(56)【参考文献】
【文献】特開２００９－１０４３５８（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開平０７－２９６０６５（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１１－０７６２２９（ＪＰ，Ａ）
【文献】国際公開第２０１１／１１１１２２（ＷＯ，Ａ１）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｇ０５Ｂ １９／４１８
Ｇ０６Ｑ ５０／０４
Ｇ０６Ｔ １／００－ ５／５０
Ｇ０６Ｔ ９／００－１９／２０
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
組立作業に関する作業指示を表示する作業指示システムであって、作業指示画面を生成する計算機と、
前記計算機に接続され、前記作業指示画面を表示するディスプレイ装置とを備え、
前記作業指示画面は、
対象物の組立作業の説明に用いられる立体モデルが三次元設計データに基づいて表示される第１表示領域と、
前記三次元設計データの属性情報の少なくとも一部が表示される第２表示領域と、
予め登録された所定の部品情報が前記属性情報に含まれている場合に、前記所定の部品情報に対応づけられている関連情報が表示される第３表示領域と、を含み、
前記第１表示領域では、前記対象物が配線である場合に、前記立体モデルの一部が透過して表示され、
前記計算機は、前記作業指示画面への操作に応じて、情報を伝達するための電子的メッセージを生成し、前記生成した電子的メッセージを予め登録された所定の宛先へ送信させる、作業指示システム。
【請求項2】
前記関連情報には、作業上の注意事項と、前記対象物への操作に必要な所定の道具に関する情報と、前記対象物または前記対象物に関連する所定の物体に関する情報とのうち少なくともいずれか一つを含むことができる、請求項１に記載の作業指示システム。
【請求項3】
前記計算機は、前記作業指示画面に基づいて実施された作業の分析結果を取得し、前記分析結果に基づいて前記作業指示画面を修正することができる、請求項１に記載の作業指示システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、作業指示システムおよび方法に関する。
【背景技術】
【0002】
制御盤、事務機器、自動車、航空機、産業機械、建設機械等々といった各種工場では、ライン方式やセル方式、ダイナミックセル方式等の生産方式で製品を生産する。一つの製品は、例えば、部品や素材の準備、板金、塗装、主要部品の組立、主要部品の本体への組み付け、検査などの複数の作業工程を経て生産される。
【0003】
生産現場には、作業者に対して組立作業を指示する組立作業システムが配置される（特許文献１，２）。このような組立作業システムは、組み付けるべき部品、組み付け方法、組み付けに使用する治具を作業者に提示する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【文献】特開２００１－２４２９２８号公報
【文献】特開２０１２－１１８６９０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
特許文献１は、部品組立風景を示す画像と作業手順に関する文章とをデータ表示部に表示させるものに過ぎない（特許文献１ 段落００２２）。特許文献２は、部品の型式、組み込み順序、組み込みに使用する治具番号、組み込むときの注意事項をテキスト表示するもので、画像は表示しない。
【0006】
このように従来技術では、対象物の三次元設計データに基づく立体モデルを作業者に提示しないため、作業者は、対象物の外形や取付位置、大きさなどを立体的に理解するのに手間取る可能性がある。
【0007】
組立作業の対象物のうち、電気ケーブル、ハーネス、リード線などの配線は、細長い軟性構造を持ち、筐体の表側と裏側の間または筐体の上部と下部の間のように、離れた箇所同士の接続に使用される。さらに、配線の一部が他の部品の裏側を通ったりするため、箱状または板状の他部品に比べて、複雑な経路に沿って取り付けられる。このように、離れた箇所同士を複雑な経路で接続する配線の組立方法を作業者に説明するのは難しく、手間がかかる。
【0008】
本発明は、上記問題に鑑みてなされたもので、その目的は、使い勝手を向上できるようにした作業指示システムおよび方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【0009】
上記課題を解決すべく、本発明に従う作業指示システムは、組立作業に関する作業指示を表示する作業指示システムであって、作業指示画面を生成する計算機と、計算機に接続され、作業指示画面を表示するディスプレイ装置とを備え、作業指示画面は、対象物の組立作業の説明に用いられる立体モデルが三次元設計データに基づいて表示される第１表示領域と、三次元設計データの属性情報の少なくとも一部が表示される第２表示領域と、予め登録された所定の部品情報が属性情報に含まれている場合に、所定の部品情報に対応づけられている関連情報が表示される第３表示領域と、を含み、第１表示領域では、対象物が配線である場合に、立体モデルが第１の所定操作可能に表示される。
【発明の効果】
【0010】
本発明によれば、作業者は作業指示画面を通じて作業内容を立体的に把握することができる。さらに、対象物が配線である場合に、立体モデルを第１の所定操作可能に表示させることができ、配線の組立作業を容易に確認することができ、使い勝手が向上する。
【図面の簡単な説明】
【0011】
【図1】本実施形態に係る作業指示システムを含む作業改善支援システムの全体概要を示す説明図である。
【図2】作業改善支援システムを実現するコンピュータシステムの例である。
【図3】作業指示を管理するテーブルの例である。
【図4】作業指示を生成する処理を示すフローチャートである。
【図5】作業現場で配線の組立作業を確認する処理を示すフローチャートである。
【図6】作業現場で配線以外の部品の組立作業を確認する処理を示すフローチャートである。
【図7】配線の組立作業を指示する画面の例である。
【図8】配線以外の部品の組立作業を指示する画面の例である。
【図9】配線の接続先の部分、配線が他の部品を経由する部分、配線が隠れる部分の例を模式的に示す斜視図である。
【図10】第２実施例に係り、作業現場で配線の組立作業を確認する処理を示すフローチャートである。
【図11】第３実施例に係り、工具の動作状況から配線の組立作業の終了を判定する処理を示すフローチャートである。
【図12】第４実施例に係り、工具の種類と設定値に応じて、作業現場に指示する画面を制御する処理を示すフローチャートである。
【図13】第５実施例に係り、作業指示画面から電子メールを送信する様子を示す説明図である。
【図14】作業中に気づいた事項を連絡する処理を示すフローチャートである。
【図15】作業分析結果および／または現場からの連絡に基づいて作業指示画面を修正する処理を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【0012】
以下、図面に基づいて、本発明の実施の形態を説明する。本実施形態に係る作業指示システム１１は、組立作業の対象物である部品の三次元設計データに基づく立体モデルと、三次元設計データの属性情報の少なくとも一部と、属性情報に含まれている所定の部品情報に対応づけられている関連情報とを作業指示画面として、作業者へ提供する。さらに、作業指示システム１１は、対象物の部品が配線である場合に、配線の組立作業の説明に使用する立体モデルを第１の所定操作が可能に表示することにより、一瞥ではわかりにくい配線の組立作業方法を作業者へ伝える。
【実施例1】
【0013】
図１～図９を用いて第１実施例を説明する。図１は、作業改善支援システム１の全体概要を示す説明図である。作業改善支援システム１は、作業指示システム１１と作業分析システム１２を備える。これに代えて、作業改善支援システム１は、作業指示システム１１を含む情報処理システムと呼ぶこともできる。
【0014】
作業改善支援システム１は、作業現場２で組立作業する作業者に対して作業指示画面３００を提供すると共に、作業者の作業結果を収集して分析する。後述する他の実施例では、作業改善支援システム１は、作業分析結果および／または作業者からの連絡に基づいて、作業指示画面を修正することもできる。
【0015】
作業改善支援システム１は、例えば、少なくとも一つの計算機を用いて構成することができる。作業改善支援システム１を実現するコンピュータシステムの一例は、図２で後述する。
【0016】
先に作業現場２について説明する。作業現場２は、少なくとも一つのセル２１を含んでいる。セル２１では、作業者Ｗが作業指示端末２３に表示された作業手順にしたがって、製品２５を生産する。
【0017】
ここでは、セル生産方式を例に挙げて説明するが、これに限らず、ライン方式、ダイナミックセル方式に適用してもよい。また、本実施形態の作業現場２は、いわゆる多品種少量生産に向いているが、少品種大量生産や少品種少量生産にも適用可能である。
【0018】
セル２１には、作業者Ｗによる作業の状況を監視するためのカメラ２４が少なくとも一つ設置されている。カメラ２４は、作業状況のみならず、セル２１の周囲の状況を監視してもよい。
【0019】
セル２１またはセル２１の近傍には、ＲＦＩＤ（Radio Frequency IDentifier）タグ２６から情報を読み出すＲＦＩＤリーダ２２が設けられている。ここで、ＲＦＩＤタグ２６は、例えば、作業者Ｗが持つ作業タグ２６－１と、製品２５に設けられる製品タグ２６－２とに分けることができる。
【0020】
作業タグ２６－１は、さらに、作業者Ｗの識別情報を格納する作業者タグと、作業者の配置先のセル（配置先工程）を示す作業指導票タグとに分けることができる（いずれも図示せず）。ＲＦＩＤリーダ２２は、作業タグ２６－１から、作業者を特定する識別情報と、セル（工程）を特定する識別情報とを読み出す。作業改善支援システム１は、ＲＦＩＤリーダ２２の読み取った情報に基づいて、どのセル２１にどの作業者が配置されているかを把握できる。また、製品タグ２６－２から製品２５に関する情報を取得することで、製品２５の現在位置や製造履歴等を把握することもできる。
【0021】
「ディスプレイ装置」の一例としての作業指示端末２３は、そのセル２１での作業手順を作業者へ教示する作業指示画面３００を表示する。作業指示画面３００は、「第１表示領域」の例である第１ペイン３１０と、「第２表示領域」の例である第２ペイン３２０と、「第３表示領域」の例である第３ペイン３３０とを含む。
【0022】
第１ペイン３１０には、組立対象製品２５の立体モデル３１１と、組立対象部品２８の立体モデル３１２とが表示される。ここでは、部品として、ケーブル、リード線、ハーネスなどの配線２８を挙げる。作業手順の対象となる部品２８の立体モデル３１２は、他の部品と区別がつくように強調表示することができる。強調表示のために、例えば、他の部品と色彩を変える、線を太くする、点滅させる等の手法を採用することができる。
【0023】
作業者は、第１ペイン３１０に表示された配線３１２の接続位置、取付け位置、通過位置などを確認するために、立体モデル３１１，３１２に対して所定の操作（第１の所定操作）を行うことができる。
【0024】
所定の操作には、例えば、製品の立体モデル３１１を回転させたり、製品の立体モデル３１１の一部を透明にしたり、製品の立体モデル３１１に含まれる他の部品を消去したり、製品の立体モデル３１１のうち配線の立体モデル３１２が接続されている箇所または通過する箇所などを拡大表示または縮小表示したりする操作が、含まれる。
【0025】
配線以外の他の部品の場合、例えば、液晶ディスプレイ、シーケンサ、リレー、スイッチ、電源装置などの立体モデルは、配線に比べて組立作業は複雑ではなく、一瞥して理解可能であるため、所定の操作（第２の所定操作）は限定されている。非配線部品の立体モデルに対しては、回転操作などの限られた操作のみ許可することができる。
【0026】
第２ペイン３２０には、製品２５の三次元設計データに含まれる属性情報のうち少なくとも一部（例えば、製品２５に組み付ける部品の属性情報の一部）が表示される。
【0027】
第３ペイン３３０には、属性情報に所定の部品コードが含まれている場合に、その部品コードに対応づけられている関連情報が表示される。所定の部品コードは「所定の部品情報」の例である。関連情報には、例えば、作業上の注意事項と、対象製品へ対象部品を組み付ける際に必要な所定の道具に関する情報と、対象製品または対象製品に関連する他の部品に関する情報とのいずれか一つを含むことができる。後述の実施例で明らかとなるように、関連情報が存在しない場合も考えられ、その場合は作業指示画面３００に第３ペイン３３０は設けられない。
【0028】
作業者は、一つの作業手順を完了すると、作業指示画面３００上において、その作業手順の完了を示す完了ボタンまたは次の作業手順の表示を要求する次ボタン（いずれも不図示）を操作する。作業改善支援システム１は、作業指示端末２３（作業指示画面３００）への操作を監視することにより、各セル２１での作業手順の進捗状況をリアルタイムで把握することができる。なお、後述する他の実施例では、配線の組立作業に使用する工具（例えば自動ドライバ）の動作状況を監視することにより、配線の組立作業が完了したことを自動的に検出する。
【0029】
作業者Ｗは、作業者端末２７を持つこともできる。作業者端末２７は、例えば、会社の支給する携帯電話（いわゆるスマートフォンを含む）や携帯情報端末である。作業者端末２７は、例えば、眼鏡型または時計型のようないわゆるウェアラブル端末として構成されてもよい。作業者端末２７または作業指示端末２３の少なくともいずれかをＡＲ（Augmented Reality）端末として構成してもよい。
【0030】
作業改善支援システム１の構成を説明する。作業改善支援システム１は、上述の通り、作業指示システム１１と、作業分析システム１２とを含む。先に作業指示システム１１について説明する。
【0031】
作業指示システム１１は、各セル２１において作業者Ｗへ提供する作業指示画面３００を生成する。作業指示システム１１は、例えば、３ＤＣＡＤデータ記憶部１１１と、組立順序記憶部１１２と、組立順序登録部１１３と、作業指示生成部１１４と、作業指示表示部１１５と、作業指示管理テーブル１１６とを備える。
【0032】
３ＤＣＡＤデータ記憶部１１１は、図外の三次元ＣＡＤシステムの出力した三次元設計データ（３ＤＣＡＤデータ）を記憶する。
【0033】
組立順序記憶部１１２は、３ＤＣＡＤデータから自動的にまたは手動で生成される組立順序に関する情報を記憶する。組立順序情報とは、製品２５を製造する際に、どの部品をどの順番でどこに取り付けるかを示す情報である。
【0034】
組立順序登録部１１３は、組立順序記憶部１１２に記憶された組立順序情報のうち、対象物である製品２５の組立についての作業指示に用いる組立順序情報を登録する。
【0035】
作業指示生成部１１４は、組立順序登録部１１３に登録された組立順序情報と、作業指示管理テーブル１１６に記憶された属性情報および関連情報とから、作業指示画面３００に表示する作業指示コンテンツを生成する。
【0036】
本実施例では、上述の通り、作業指示コンテンツのうち、配線の組立作業についてのコンテンツと、配線以外の部品の組立作業についてのコンテンツとでは、作業者が行うことのできる操作の種類（回転、拡大、縮小、透過など）が相違する。製品２５の離れた箇所を複雑な経路を介して接続する配線の技術的特殊性に鑑み、配線の組立作業について作業者が必要な情報を容易かつ十分に確認できるように、立体モデル３１１，３１２に対する操作の種類を豊富に用意している。
【0037】
作業指示表示部１１５は、作業指示生成部１１４で生成された作業指示コンテンツのデータを生成して作業指示端末２３へ送信することにより、作業指示端末２３に作業指示画面３００を表示させる。
【0038】
なお、上述の機能１１１～１１６の全てが作業改善支援システム１内に設けられている必要はない。例えば、３ＤＣＡＤデータ記憶部１１１と組立順序記憶部１１２は、システム１の外部に設けられてもよい。
【0039】
作業分析システム１２について説明する。作業分析システム１２は、各セル２１での各作業者Ｗの作業結果を監視して分析する。作業分析システム１２は、例えば、作業状況監視部１２１と、生産実績管理部１２２と、生産計画管理部１２３と、作業者管理部１２４と、作業分析部１２５とを備える。さらに、作業分析システム１２は、作業解析者などのユーザが作業分析システム１２との間で情報を交換するためのユーザインターフェース装置（不図示）を有する。
【0040】
なお、これら機能１２１～１２５の全ての実体が作業改善支援システム１内に設けられている必要はない。例えば、作業状況監視部１２１、生産実績管理部１２２、生産計画管理部１２３、作業者管理部１２４は、作業改善支援システム１の外部に設け、それら外部機能１２１～１２４から必要な情報のみを作業分析部１２５へ送信してもよい。
【0041】
作業状況監視部１２１は、各工程のＲＦＩＤリーダ２２がＲＦＩＤタグ２６から読み取った識別情報と、作業指示端末２３への作業者による操作とに基づいて、各セル２１での作業の進捗状況を監視し、生産実績管理部１２２へ送信する。
【0042】
生産実績管理部１２２は、作業状況監視部１２１からのデータに基づいて、セル（工程）毎の生産実績を管理する。
【0043】
生産計画管理部１２３は、作業現場２の生産計画を管理する。生産計画管理部１２３は、生産現場全体の生産計画と、セル別の生産計画とをそれぞれ管理する。
【0044】
作業者管理部１２４は、例えば、各作業者の作業員番号、氏名、勤務形態、勤務時間、担当した工程の履歴、各セルで必要とされるスキルの有無などを管理する。作業タグ２６－１には、作業者管理部１２４で管理される情報が書き込まれる。
【0045】
作業分析部１２５は、生産実績管理部１２２で管理する各セルの生産実績データと生産計画管理部１２３で管理する各セル別生産計画とに基づいて、各セルでの作業状況を解析する。例えば、作業分析部１２５は、各作業の実績値（作業時間）と目標値（目標作業時間）とから、ボトルネック作業が発生しているか等を解析することができる。
【0046】
作業工程の改善を担当する生産管理責任者などのユーザは、作業分析部１２５の分析結果に基づいて、作業効率を改善するための策を立案することができる。立案された対策は、検証後に、作業手順指示情報として採用され、作業指示画面３００に反映される。
【0047】
図２は、作業改善支援システム１を実現するコンピュータシステムの一例である。コンピュータシステム１０００は、例えば、作業指示システムサーバ１００１と、作業分析システムサーバ１００２と、３ＤＣＡＤシステム１００３と、データベースサーバ１００４と、ユーザ管理サーバ１００５とを通信ネットワークＣＮ１を介して接続することにより構成される。さらに、作業指示システムサーバ１００１および作業分析システムサーバ１００２は、通信ネットワークＣＮ２を介して、各セル２１の作業指示端末２３にも接続されている。
【0048】
作業指示システムサーバ１００１は、作業指示システム１１を実現するサーバである。作業指示システムサーバ１００１は、例えば、マイクロプロセッサ（ＣＰＵと略記）１００１１、メモリ１００１２、記憶装置１００１３、ユーザインターフェース装置１００１４、通信部１００１５といったコンピュータ資源を有する。マイクロプロセッサ１００１１が、記憶装置１００１３に格納されたコンピュータプログラムをメモリ１００１２に読み込んで実施することにより、作業指示システム１１としての機能が実現する。
【0049】
作業分析システムサーバ１００２は、作業分析システム１２を実現するサーバである。作業分析システムサーバ１００２も、マイクロプロセッサやメモリなどのコンピュータ資源（いずれも不図示）を有する。図示せぬマイクロプロセッサが図示せぬコンピュータプログラムを実行することにより、作業分析システム１２としての機能が実現する。図２では、作業指示システムサーバ１００１と作業分析システムサーバ１００２とをそれぞれ別々の物理計算機として構成するかのように示すが、これに代えて、サーバ１００１，１００２を仮想計算機として構成し、一つの物理計算機上に設けてもよい。
【0050】
３ＤＣＡＤシステム１００３は、製品２５および製品２５を構成する各部品の三次元設計データを生成して出力する計算機である。データベースサーバ１００４は、作業現場２からのデータなどを格納する。ユーザ管理サーバ１００５は、作業改善支援システム１を使用するユーザ（例えばシステム管理者、分析担当者、作業指示作成者、設計者など）を管理する。
【0051】
図３は、作業指示管理テーブル１１６の例を示す。作業指示管理テーブル１１６は、作業指示の内容を管理する。作業指示管理テーブル１１６は、例えば、製品毎に用意されている。
【0052】
作業指示管理テーブル１１６は、例えば、製品名１１６１と、製造番号１１６２と、作業手順番号１１６３と、部品コード１１６４と、属性情報１１６５と、関連情報１１６６とを含む。管理テーブル１１６は、図３に示した項目以外の項目を含んでもよいし、図３に示した項目の一部を備えなくてもよい。管理テーブル１１６は、一つのテーブルから構成される必要はなく、複数のテーブルから構成することもできる。
【0053】
製品名１１６１は、製品の名称または型番である。製造番号１１６２は、製品を識別する情報である。作業手順番号１１６３は、例えば作業名のように、作業手順を識別する情報である。部品コード１１６４は、組立作業対象の部品を識別する情報である。
【0054】
属性情報１１６５は、３ＤＣＡＤデータの属性情報である。属性情報としては、例えば、部品コードで特定される部品の名称、その部品を製造した部署を識別する情報、その部品を組立作業に用いる数量、その部品のＣＡＤデータを特定する情報などがある。部品コードも属性情報の一つであるが、図３では便宜上、部品コードと属性情報とを分けて表示している。
【0055】
関連情報１１６６は、属性情報に所定の部品を特定する情報（部品コード）が含まれている場合に、その所定の部品情報に予め対応づけられている所定の情報である。関連情報としては、図７で後述するように、例えば、作業上の注意事項３３１と、作業対象の部品に関連する他の部品に関する情報３３２と、作業対象の部品の組立作業に使用する工具に関する情報３３３と、その他の情報３３４とがある。その他の情報３３４は、例えば、製品２５についての一般的注意事項、製品２５を構成する複数の部品に適用される一般的情報を含むことができる。工具に関する情報３３３には、組立作業に使用する工具を特定する情報と、その工具の設定値（締め付けトルクなど）とが含まれる。
【0056】
図４は、作業指示生成処理のフローチャートである。作業指示システム１１は、製品ごとに（Ｓ１１）、以下の各ステップＳ１２～Ｓ１８を実行する。
【0057】
作業指示システム１１は、対象の製品２５の３ＤＣＡＤデータを３ＤＣＡＤデータ記憶部１１１から取得する（Ｓ１２）。さらに、作業指示システム１１は、３ＤＣＡＤデータ等を解析することにより得られた組立順序情報のうち、組立順序登録部１１３に登録された組立順序情報を取得する（Ｓ１３）。
【0058】
作業指示システム１１は、作業手順ごとに（Ｓ１４）、ステップＳ１５～Ｓ１８を実行する。すなわち、作業指示システム１１は、ステップＳ１２で取得した３ＤＣＡＤデータに基づいて、作業対象の部品の３Ｄモデル（立体モデル）を描画する画像データを生成する（Ｓ１５）。
【0059】
製品２５に含まれる各部品のうち、配線のみを３Ｄモデルの画像データとして生成し、配線以外の部品を二次元画像データとして生成することもできる。配線の場合は、例えば、接続先の位置および配線を引き回す経路などを作業者が容易に確認できるように、３Ｄモデルとして描画され、回転や拡大縮小などの操作が可能であることが好ましい。
【0060】
これに対し、スイッチ、ボタン、コントローラ、リレー、表示パネル、電源装置などの配線以外の部品の場合は、通常、その取付位置は製品２５の特定の位置に限られており、一目で視認できる。したがって、非配線部品の場合は、二次元画像で説明すれば足り、３Ｄモデルは必要とされないことも考えられる。そこで例えば、所定の経験を積んだ熟練作業者の場合は、配線についてのみ３Ｄモデルを用いて組立作業方法を説明し、熟練していない作業者の場合は、全ての部品について３Ｄモデルを用いて組立作業方法を説明することもできる。以下では、全ての部品について３Ｄモデルの画像データを生成する例を述べるが、上述の通り、非配線部品の場合は２Ｄモデルの画像データ（二次元画像データ）を生成してもよい。
【0061】
作業指示システム１１は、ステップＳ１２で取得した３ＤＣＡＤデータに含まれている部品コードに基づいて、部品名や必要数量、製造部署などの属性情報を作業指示管理テーブル１１６から取得する（Ｓ１６）。
【0062】
作業指示システム１１は、３ＤＣＡＤデータに含まれている部品コードに基づいて、作業指示管理テーブル１１６から関連情報を取得する（Ｓ１７）。
【0063】
作業指示システム１１は、ステップＳ１５で生成した３Ｄ画像データと、ステップＳ１６で取得した属性情報と、ステップＳ１７で取得した関連情報を元にして、作業指示画面３００に表示するための作業指示コンテンツを生成し、保存する（Ｓ１８）。
【0064】
本実施例において、作業指示コンテンツは、対象物である部品が配線の場合と非配線の場合とで、作業者Ｗに可能な操作が異なる。さらには、配線の場合は３Ｄモデルを用いて作業者に組立作業を説明し、非配線部品の場合は２Ｄモデルを用いて作業者に組立作業を説明することもできる。
【0065】
図５は、配線の組立作業を作業現場２で確認する処理を示すフローチャートである。作業指示端末２３の作業指示画面３００に、組立作業の対象物である配線２８と製品２５の半製品とが３Ｄモデルとして表示される（Ｓ２１）。対象物である配線を容易に識別できるように、配線は強調表示される（Ｓ２１）。
【0066】
作業者Ｗは、作業指示画面３００の第１ペイン３１０に表示された３Ｄモデルに対し指先で触れることにより、例えば、回転（Ｓ２２、Ｓ２３）、拡大（Ｓ２４、Ｓ２５）、縮小（Ｓ２６、Ｓ２７）、透過（Ｓ２８、Ｓ２９）といった所定の操作（「第１の所定操作」の一例）を行うことができる。
【0067】
すなわち例えば、製品２５の表側にある接続先と製品２５の裏側にある接続先とを配線で接続する場合、作業者は、３Ｄモデルを回転させて（Ｓ２２：ＹＥＳ、Ｓ２３）、表側の接続先と裏側の接続先とをそれぞれ確認する。また例えば、部品の入り組んだ箇所に配線を通す必要がある場合、作業者は、入り組んだ箇所を拡大表示させることにより（Ｓ２４：ＹＥＳ）、どこからどのように配線を通すか確認する（Ｓ２５）。さらに例えば、配線の引き回しの全体を確認する場合、作業者は、配線全体が見えるように縮小表示させることにより（Ｓ２６：ＹＥＳ）、配線の引き回しの全体を確認する（Ｓ２７）。さらに例えば、配線が他の部品の裏を通過して設けられる場合、作業者は、その部品を透過表示させることにより（Ｓ２８：ＹＥＳ）、隠された部分を確認する（Ｓ２９）。
【0068】
図６は、配線以外の部品を作業現場２で確認する処理を示すフローチャートである。配線以外の部品（非配線部品）の３Ｄモデルは、作業指示画面３００の第１ペイン３１０に表示される（Ｓ４１）。作業者は、非配線部品の設けられた半製品のモデルを指先で触れることにより、拡大表示または縮小表示させることができる（Ｓ４２，Ｓ４３）。これらの拡大表示と縮小表示とは、「第２の所定操作」の一例である。
【0069】
非配線部品の場合、その取付け位置および取付け方法は、配線とは異なりわかりやすいため、作業者による画面の確認方法を制限している。上述の通り、非配線部品の場合は、３Ｄモデルではなく、２Ｄモデルすなわち二次元画像を用いて組立作業の方法を説明してもよい。
【0070】
図７は、作業指示画面３００の例を示す。上述の通り、作業指示画面３００は、作業指示端末２３の画面に表示される。作業指示画面３００は、画面中央部に位置する第１ペイン３１０と、第１ペイン３１０の下側に位置する第２ペイン３２０と、第１ペイン３１０の右側に位置する第３ペイン３３０とを備える。
【0071】
第１ペイン３１０には、製品２５の立体モデル（３Ｄモデル）３１１と、作業手順の対象とする部品（ここでは配線）の立体モデル３１２とが表示されている。作業対象の部品の立体モデル３１２は、その位置や形状が他の部品と区別がつくように、強調表示することができる。
【0072】
第２ペイン３２０には、作業手順の対象とする部品の属性情報が表形式で表示される。部品の属性情報は、例えば、番号３２１、部品名３２２、部署名３２３、数量３２４、備考３２５を含むことができる。
【0073】
第３ペイン３３０には、立体モデル３１１，３１２および属性情報だけでは作業者へ伝えることのできない情報が関連情報として表示される。関連情報は、例えば、製造上のこつ（ノウハウ）や注意点などの注意事項３３１と、対象部品に関連する他の部品の情報３３２と、対象部品の組付作業に使用する工具の情報３３３と、その他の情報３３４の全部または一部を含めることができる。
【0074】
関連部品情報３３２は、例えば、対象部品の作業に際して関連する部品に対する注意点などを含む。その他の情報３３４は、製品２５の納入先などに応じて記載される情報であり、納入先に応じて項目を適宜カスタマイズすることができる。
【0075】
作業者は、作業に取りかかる前に、作業指示端末２３に表示された作業指示画面３００の内容を確認する。作業者は、どのような点に注意して作業すべきか等を事前に確認してから、作業に取りかかる。ここで、経験の浅い作業者は、各ペイン３１０～３３０に表示される全ての情報を目視して確認することが要求されるが、熟練の作業員であれば、必ずしも全ての情報を目視確認する必要はない。経験により作業手順を覚えていることが多いためである。そこで、本実施例では、関連情報３３１～３３４のうち、少なくとも一部の情報の表示を抑制できるようにしている。表示を抑制するとは、例えば、関連情報の項目名だけを表示し、作業者が項目名を操作した場合に詳細を表示させる場合を示している。つまり、関連情報の全てを最初から第３ペイン３３０に表示せずに、作業者の必要に応じて表示させることができる。これにより、限られた表示サイズを有効に利用して、より多くの情報を作業者へ提供することができる。
【0076】
【0077】
図９は、組立作業を説明する３Ｄモデルを模式的に示す例である。製品の３Ｄモデル３１１には、配線の３Ｄモデル３１２（１）と、非配線部品の３Ｄモデル３１２（２）～（４）とが表示されている。
【0078】
図９に示す配線のモデル３１２（１）は、例えば、両端の接続先箇所Ａ１，Ａ２と、他部品３１２（４）を通過する箇所Ａ３と、他部品３１２（２）により隠される箇所Ａ４とを含む。
【0079】
作業者は、図９に示すような３Ｄモデル３１１，３１２を回転表示、拡大表示、縮小表示、透過表示させることにより、配線の組立方法を確認することができる。
【0080】
このように構成される本実施例によれば、製品２５および作業対象部品２８の立体モデル３１１，３１２を表示する第１ペイン３１０と、部品の属性情報を表示する第２ペイン３２０と、所定の部品コードに対応づけられた関連情報を表示する第３ペイン３３０を備える作業指示画面３００を作業者へ提供することができる。これにより、作業者は、作業手順の内容を立体的に把握することができると共に、注意点などの立体モデルでは伝えにくい情報を確認することができる。この結果、本実施例によれば、作業手順の理解を促進して作業性を向上できるとともに、製造品質のばらつきをおさえることもできる。
【0081】
さらに本実施例によれば、製品２５内をわかりにくい複雑な経路で引き回される配線について、３Ｄモデルを介して容易に確認することができるため、配線の組立作業を効率よく確認して理解することができ、作業性が向上する。
【0082】
さらに本実施例では、配線の組立作業の場合は３Ｄモデルを使用し、非配線部品の組立作業の場合は２Ｄモデルを使用することもできる。このため本実施例によれば、対象物の技術的性質に応じて、詳細な説明画面と簡略化された説明画面とを使い分けることができ、コンピュータ資源を効率よく使用して作業指示システム１１を実現できる。
【実施例2】
【0083】
図１０を用いて第２実施例を説明する。本実施例を含む以下の各実施例では、第１実施例との相違を中心に説明する。本実施例では、作業指示端末２３に表示された３Ｄモデルが作業者により所定時間以上操作されなかった場合に、あらかじめ用意された模範画像を表示させる。
【0084】
図１０は、配線の組立作業を作業現場で確認する処理のフローチャートである。図１０に示す処理は、図５で述べた処理の全てのステップＳ２１～Ｓ２９を備えている。さらに、本実施例では、ステップＳ２１とステップＳ２２との間で、ステップＳ２１で３Ｄモデルが表示されてから所定時間が経過しても操作されなかった場合に（Ｓ３０：ＹＥＳ）、あらかじめ用意された模範画像を作業指示端末２３に表示させる（Ｓ３１）。模範画像とは、例えば、熟練作業者による組立作業を実演した画像、または、組立作業のアニメーション画像である。
【0085】
このように構成される本実施例も第１実施例と同様の作用効果を奏する。さらに本実施例によれば、作業指示端末２３に３Ｄモデルが表示されてから所定時間内に操作されなかった場合に、作業指示端末２３に模範画像を表示させるため、時間の無駄をできるだけ省いて、不慣れな作業者に組立作業の方法を教えることができる。
【実施例3】
【0086】
図１１を用いて第３実施例を説明する。本実施例では、組立作業に使用する工具の動作状況から組立作業の完了を自動判別する。ここでは、配線作業を組立作業の一例として説明する。
【0087】
図１１は、配線作業の完了を確認する処理を示すフローチャートである。本処理は、作業改善支援システム１の例えば作業分析部１２５または作業状況監視部１２１により実施される。以下では、システム１を動作の主体として説明する。
【0088】
システム１は、配線作業に使用する工具を特定し（Ｓ５１）、特定された工具が動作を開始したか判定する（Ｓ５２）。作業指示画面３００の第３ペイン３３０には、使用する工具についての情報３３３が含まれている。システム１は、その情報３３３から、配線作業に使用する工具の情報を把握できる。
【0089】
システム１は、カメラ２４で撮影された画像を解析することにより、特定された工具が動作したかを判定することができる。画像解析に代えて、あるいは画像解析と共に、作業現場２の音を収集して解析してもよい。あるいは、工具に振動センサ、電流センサ、電圧センサなどを取り付けて、それらセンサの信号から工具が動作を開始したか判定することもできる。
【0090】
システム１は、工具の動作開始を検出すると（Ｓ５２：ＹＥＳ）、動作時間を計測する（Ｓ５３）。システム１は、ステップＳ５２で述べたと同様の方法により、工具の動作が終了したか判定する（Ｓ５４）。システム１は、工具の動作が終了するまで（Ｓ５４：ＮＯ）、動作時間の計測を続ける（Ｓ５３）。
【0091】
システム１は、工具の動作が終了したと判定すると（Ｓ５４：ＹＥＳ）、配線作業が終了したと判定する（Ｓ５５）。システム１は、次の組立作業についての作業指示を作業指示画面３００に表示させる。
【0092】
このように構成される本実施例も第１実施例と同様の作用効果を奏する。さらに本実施例によれば、システム１は、組立作業（例えば配線作業）に使用する工具の動作状況を監視することにより、その組立作業が終了したか否かと、作業に要した時間とを把握することができる。したがって、作業者が作業の終了を作業指示画面３００に入力する手間がいらず、使い勝手が向上する。本実施例は、第１，第２実施例のいずれにも適用することができる。
【実施例4】
【0093】
図１２を用いて第４実施例を説明する。本実施例では、工具とその工具の設定値とにより作業可能な配線を優先的に特定できるようにしている。
【0094】
図１２は、配線の組立作業を確認する処理のフローチャートである。図１２に示す処理は、図５で述べた処理の全てのステップＳ２１～Ｓ２９を備えている。さらに、本実施例では、ステップＳ２１とステップＳ２２との間で、配線作業に使用する工具とその工具の設定値とを取得する（Ｓ３２）。さらに、本実施例では、作業者による３Ｄモデルの操作が終了したか判定し（Ｓ３３）、配線作業を終了したと判定すると（Ｓ３３：ＹＥＳ）、現在の工具と設定値のままで作業可能な他の配線を特定し、作業指示画面３００上に表示させる（Ｓ３４）。
【0095】
このように構成される本実施例も第１実施例と同様の作用効果を奏する。さらに本実施例では、配線作業の順番を入替可能な場合（絶対的な順番ではない場合）、ステップＳ３２で特定された工具と設定値のままで作業することができる配線を特定して、作業者へ提示するため、使い勝手および作業性をさらに改善できる。本実施例は、第１～第３実施例のいずれにも適用することができる。
【実施例5】
【0096】
【0097】
図１３は、本実施例による作業指示画面３００ａの例である。作業者は、作業手順に示された通りに作業をしている間に、改善点または不具合点に気づくことがある。以下では、不具合点に気づいた場合を例に挙げて説明する。
【0098】
例えば、作業者は、対象部品の取り付けに際して、他の部品と干渉するおそれがあることに気づいたり、組み付けにくい等の問題に気づいたりした場合、立体モデル３１１，３１２上の問題箇所を指先などでマークする。
【0099】
特に、配線作業の場合は、離れた箇所同士を接続すること、部品と部品の間を縫うように引き回す必要があること、狭い隙間から工具を差し入れる場合があること、線材が柔らかいために途中を支持する必要があること、といった技術的性質を持つ。したがって、作業現場２での実際の配線作業中に、作業指示に対する問題点（改善点）に気づくことがある。本実施例では、作業現場２で気づいた改善点を上流工程へフィードバックする。
【0100】
本実施例では、作業指示端末２３はタッチパネルを備えているのが好ましい。しかし、タッチパネルに限らず、問題点（改善点）の箇所を立体モデル上で特定できる装置であればよい。
【0101】
作業者は、問題箇所をマークした後に、テキストメッセージまたは音声メッセージを付加することにより電子メール４００を生成させ、予め登録された宛先に送信させる。作業者は、仮想キーボードや物理キーボードからテキストメッセージを書き込んだり、作業指示端末２３に設けられたマイク（不図示）から音声を録音したりできる。このように構成される電子メール４００は、例えば、問題箇所の画像と、メッセージと、作業者の識別情報と、作業手順番号等を含む。
【0102】
図１４は、作業現場２で発見された不具合を作業指示画面３００から電子メール４００として関係者へ通知する処理を示すフローチャートである。
【0103】
上述の通り、不具合に気づいた作業者は、第１ペイン３１０に表示された立体モデル上で問題箇所をマークする。作業指示システム１１は、作業者からの入力操作に基づいて、問題箇所を特定し（Ｓ６１）、電子メール４００に管理情報を付加する（Ｓ６２）。管理情報とは、不具合解析に必要な書誌的事項であり、例えば、作業者ＩＤ、作業手順番号、部品コード等である。作業者は、不具合の発生箇所を立体モデル上で簡単に指定することができ、報告の作業性が向上する。
【0104】
さらに作業指示システム１１は、作業者から入力されたメッセージを電子メール４００に追加する（Ｓ６３）。作業指示システム１１は、作業者が電子メールの送信を指示したことを検出すると（Ｓ６４：ＹＥＳ）、電子メール４００を事前に登録された所定の宛先へ送信する（Ｓ６５）。
【0105】
所定の宛先としては、例えば、作業現場２の責任者や、製品２５の設計者、作業指示コンテンツの作成者を挙げることができる。本実施例では、各作業現場２で発見された不具合を現場責任者へいったん集め、現場責任者が必要と判断した場合に設計者などへ電子メール４００を転送する。
【0106】
すなわち現場責任者は、自分の使用する端末２７により電子メール４００を受信すると（Ｓ７１）、設計者などへ転送すべきであるか判断する。現場責任者の端末２７は、転送指示が入力されたことを検知すると（Ｓ７２：ＹＥＳ）、ステップＳ３１で受信した電子メール４００を設計者等へ転送する（Ｓ７３）。
【0107】
作業者から作業指示画面３００を介して送信された電子メール４００を直接設計者へ送らずに、いったん現場責任者に集めることにより、無駄な電子メール４００が設計者へ送られるのを抑制する。作業者の発見した不具合が、作業者の勘違いや未熟さ等に起因する場合もあるためである。
【0108】
製品２５の設計者（および／または作業指示コンテンツの作成者）は、現場責任者の端末２７から転送された電子メール４００をパーソナルコンピュータ等の端末（不図示）で受信し（Ｓ８１）、確認する。受信した電子メール４００は、例えばデータベースサーバ１００４で管理される。
【0109】
図１５は、作業指示コンテンツを修正する処理を示すフローチャートである。ここでは、設計者端末が作業指示コンテンツを修正する場合を説明する。
【0110】
設計者端末は、作業分析システム１２から作業分析結果を取得する（Ｓ９１）。設計者端末は、データベースサーバ１００４にアクセスすることにより、不具合報告があったか確認する（Ｓ９２）。不具合報告がある場合（Ｓ９２：ＹＥＳ）、設計者端末は不具合を報告する電子メール４００をデータベースサーバ１００４から取得する（Ｓ９３）。
【0111】
設計者端末は、作業分析結果と不具合報告とから、作業指示コンテンツの内容を修正すべきか判断する（Ｓ９４）。
【0112】
例えば、作業分析結果から抽出されるボトルネック作業と、不具合の報告された作業手順とが一致する場合、その作業手順の改善のために作業指示コンテンツを修正すべきであると判定することができる。ボトルネック作業とは、例えば、作業完了に要する時間が目標値よりも長い作業である。
【0113】
作業時間が長くなるのは、作業者の熟練度等によっても異なるが、作業指示の伝え方に改善点があるのかもしれない。この場合、例えば、見落としやすい周辺の部品との関係や、間違えやすい工具などについての注意事項を新規に作成し、関連情報に含める。これに対し、製品２５の設計に改善点が存在する場合は、設計データを見直して修正することができる。
【0114】
このように構成される本実施例も第１実施例と同様の作用効果を奏する。さらに本実施例によれば、作業者は、作業中に気づいた点を作業指示画面３００から報告することができるため、作業現場２での気づきを簡単に収集することができる。そして、本実施例では、作業分析システム１２での作業分析結果と作業現場２からの報告とに基づいて、作業指示コンテンツを修正することができるため、より一層わかりやすい作業指示画面３００を作業者へ提供することができる。これにより、組立作業の作業性を改善でき、ボトルネック作業の発生を抑制することができる。本実施例は、第１～第４実施例のいずれにも適用することができる。
【0115】
なお、本発明は、上述した実施形態に限定されない。当業者であれば、本発明の範囲内で、種々の追加や変更等を行うことができる。上述の実施形態において、添付図面に図示した構成例に限定されない。本発明の目的を達成する範囲内で、実施形態の構成や処理方法は適宜変更することが可能である。
【0116】
また、本発明の各構成要素は、任意に取捨選択することができ、取捨選択した構成を具備する発明も本発明に含まれる。さらに特許請求の範囲に記載された構成は、特許請求の範囲で明示している組合せ以外にも組み合わせることができる。
【符号の説明】
【0117】
１：作業改善支援システム、２：作業現場、１１：作業指示システム、１２：作業分析システム、２１：セル、２２：ＲＦＩＤリーダ、２３：作業指示端末、２４：カメラ、２５：製品、２８：部品、１１１：３ＤＣＡＤデータ記憶部、１１２：組立順序記憶部、１１３：組立順序登録部、１１４：作業指示生成部、１１５：作業指示表示部、１１６：作業指示管理テーブル、３００，３００ａ：作業指示画面、３１０：第１ペイン、３１１，３１２：立体モデル、３２０：第２ペイン、３３０：第３ペイン
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】
【図14】
【図15】