特許 7564075 作業支援装置及び作業支援方法

(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】2024-09-30

(45)【発行日】2024-10-08

(54)【発明の名称】作業支援装置及び作業支援方法

(51)【国際特許分類】

   B65G 1/137 20060101AFI20241001BHJP

   G06Q 50/04 20120101ALI20241001BHJP

   G05B 19/418 20060101ALI20241001BHJP

【ＦＩ】

B65G1/137 G

G06Q50/04

G05B19/418 Z

【請求項の数】 3

(21)【出願番号】P 2021165539

(22)【出願日】2021-10-07

(65)【公開番号】P2023056275

(43)【公開日】2023-04-19

【審査請求日】2023-10-10

(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】110000925

【氏名又は名称】弁理士法人信友国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】高垣 昌之

(72)【発明者】

【氏名】黒澤 公史

(72)【発明者】

【氏名】増子 亘

(72)【発明者】

【氏名】三石 善生

【審査官】大塚 多佳子

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１０－１２８６４６（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０２０－１３２３８５（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１８－０５６２５２（ＪＰ，Ａ）

【文献】特許第５５７５６９９（ＪＰ，Ｂ２）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｂ６５Ｇ １／１３７

Ｇ０６Ｑ ５０／０４

Ｇ０５Ｂ １９／４１８

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

製品に組み立てられる複数の各部品の大きさ及び配置の向きに関する情報、並びに、前記製品への各部品の組立順の情報に基づいて、組み立て前の前記部品が配置される部品置き場における各部品の配置位置を示す配置位置情報を生成する配置位置情報生成部と、
部品情報読み取り部によって読み取られた前記部品の部品情報と、前記配置位置情報とに基づいて、前記部品情報が読み取られた部品の前記部品置き場における配置位置を特定するとともに、特定した前記配置位置及び向きを、二次元又は三次元の映像によって前記部品置き場に投影する指示を、映像を投影する投影部に出力する配置位置決定部と、
前記部品置き場の近傍に配置されたエリアセンサーによる検知情報に基づいて、前記部品を前記製品に組み立てる組立作業者による前記部品の前記部品置き場からの取り出し動作を検知し、前記取り出し動作の検知情報と、前記組み立て作業を指示した作業指示の情報とに基づいて、取り出された前記部品と該部品が取り付けられた前記製品との対応情報を取得する作業情報取得部と、を備え、
前記配置位置情報に示される前記部品置き場における各部品の配置位置及び配置の方向は、前記組立順の各順序と対応付けられおり、
前記作業情報取得部は、前記取り出し動作が検知された日時の情報に基づいて算出した前記部品の１つあたりの組み立て作業時間と、前記組み立て作業を指示した作業指示の情報とに基づいて、前記組み立て作業の進捗を示す作業情報を取得する
作業支援装置。

【請求項2】

前記投影部が投影する前記映像は、前記部品置き場に前記部品を配置する配置作業者が装着するウェアラブルデバイスの画面上に映し出される映像である
請求項１に記載の作業支援装置。

【請求項3】

製品に組み立てられる複数の各部品の大きさ及び配置の向きに関する情報、並びに、前記製品への各部品の組立順の情報に基づいて、部品置き場における各部品の配置位置を示す配置位置情報を配置位置情報生成部が生成する手順と、
部品情報読み取り部によって読み取られた前記部品の部品情報と、前記配置位置情報とに基づいて、前記部品情報が読み取られた部品の前記部品置き場における配置位置を特定するとともに、特定した前記配置位置及び向きを、二次元又は三次元の映像によって前記部品置き場に投影する指示を、映像を投影する投影部に配置位置決定部が出力する手順と、
前記部品置き場の近傍に配置されたエリアセンサーによる検知情報に基づいて、前記部品を前記製品に組み立てる組立作業者による前記部品の前記部品置き場からの取り出し動作を検知し、前記取り出し動作の検知情報と、前記組み立て作業を指示した作業指示の情報とに基づいて、取り出された前記部品と該部品が取り付けられた前記製品との対応情報を作業情報取得部が取得する手順と、を含み、
前記配置位置情報に示される前記部品置き場における各部品の配置位置及び配置の方向は、前記組立順の各順序と対応付けられおり、
前記作業情報取得部は、前記取り出し動作が検知された日時の情報に基づいて算出した前記部品の１つあたりの組み立て作業時間と、前記組み立て作業を指示した作業指示の情報とに基づいて、前記組み立て作業の進捗を示す作業情報を取得する
作業支援方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、作業支援装置及び作業支援方法に関する。

【背景技術】

【0002】

様々な部品を組み立てて製品を製造する製造現場において、作業者が組み立てを行う部品は、部品供給台車に搭載されて作業者に提供される。部品供給台車においては、一つの製品の単位で部品がまとめられていることが一般的である。したがって、作業者は、部品の組み立てを行う場合には、作業指示の図面を確認しながら、作業対象の部品を部品供給台車から探し出してピックアップする必要があった。つまり、部品のピックアップに多くの時間を要していた。

【0003】

例えば、特許文献１には、製品を構成する複数の部品を配膳するための表示データに基づいて、製品を構成する複数の部品の配膳場所を表示する電子表示媒体を有する配膳マットが記載されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【文献】特許第５７４３７４７号

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

しかしながら、特許文献１に記載の技術においては、部品置き場としての配膳台の棚の数と同数の配膳マットが必要となり、部品点数が多い場合等には特に、配膳マットの費用がかさんでしまう。また、特許文献１に記載の技術では、配膳台に部品を配膳（配置）する配膳作業者が配膳マット上に部品を配膳する場合に、配膳マット上に表示された部品の配膳位置を探す必要があるため、部品の配膳作業に時間を要してしまう。

【0006】

本発明は、上記の状況を考慮してなされたものであり、本発明の目的は、配膳作業者が、部品置き場への部品の配置を効率よく行えるようにすることにある。

【課題を解決するための手段】

【0007】

本発明の一態様に係る作業支援装置は、製品に組み立てられる複数の各部品の大きさに関する情報、及び、製品への各部品の組立順の情報に基づいて、組み立て前の部品が配置される部品置き場における各部品の配置位置を示す配置位置情報を生成する配置位置情報生成部と、部品情報読み取り部によって読み取られた部品の部品情報と、配置位置情報とに基づいて、部品情報が読み取られた部品の部品置き場における配置位置を特定するとともに、特定した配置位置を映像によって示す指示を、映像を投影する投影部に出力する配置位置決定部と、部品置き場の近傍に配置されたエリアセンサーによる検知情報に基づいて、部品を製品に組み立てる組立作業者による部品の部品置き場からの取り出し動作を検知し、取り出し動作の検知情報と、組み立て作業を指示した作業指示の情報とに基づいて、取り出された部品と該部品が取り付けられた製品との対応情報を取得する作業情報取得部と、を備える。そして、配置位置情報に示される部品置き場における各部品の配置位置及び配置の方向は、組立順の各順序と対応付けられおり、作業情報取得部は、取り出し動作が検知された日時の情報に基づいて算出した部品の１つあたりの組み立て作業時間と、組み立て作業を指示した作業指示の情報とに基づいて、組み立て作業の進捗を示す作業情報を取得する。

【0008】

また、本発明の一態様に係る作業支援方法は、製品に組み立てられる複数の各部品の大きさに関する情報、及び、製品への各部品の組立順の情報に基づいて、部品置き場における各部品の配置位置を示す配置位置情報を配置位置情報生成部が生成する手順と、部品情報読み取り部によって読み取られた部品の部品情報と、配置位置情報とに基づいて、部品情報が読み取られた部品の部品置き場における配置位置を特定するとともに、特定した配置位置を映像によって示す指示を、映像を投影する投影部に配置位置決定部が出力する手順と、部品置き場の近傍に配置されたエリアセンサーによる検知情報に基づいて、部品を製品に組み立てる組立作業者による部品の部品置き場からの取り出し動作を検知し、取り出し動作の検知情報と、組み立て作業を指示した作業指示の情報とに基づいて、取り出された部品と該部品が取り付けられた製品との対応情報を作業情報取得部が取得する手順と、を含む。そして、配置位置情報に示される部品置き場における各部品の配置位置及び配置の方向は、組立順の各順序と対応付けられおり、作業情報取得部は、取り出し動作が検知された日時の情報に基づいて算出した部品の１つあたりの組み立て作業時間と、組み立て作業を指示した作業指示の情報とに基づいて、組み立て作業の進捗を示す作業情報を取得する。

【発明の効果】

【0009】

本発明の少なくとも一態様によれば、配膳作業者が、部品置き場への部品の配膳を効率よく行えるようになる。
上記した以外の課題、構成及び効果は、以下の実施形態の説明により明らかにされる。

【図面の簡単な説明】

【0010】

【図1】本発明の一実施形態に係る作業支援システムの構成例を示す概略図である。

【図2】本発明の一実施形態に係る部品棚押し出し機構の構成、並びに、部品供給台車、部品棚押し出し機構及び投影部の配置位置の例を示す図である。

【図3】本発明の一実施形態に係る作業支援装置を構成するハードウェアの構成例を示すブロック図である。

【図4】本発明の一実施形態に係る組立順ＤＢの構成例を示す図である。

【図5】本発明の一実施形態に係る部品情報ＤＢの構成例を示す図である。

【図6】本発明の一実施形態に係る部品配置図の構成例を示す図である。

【図7】本発明の一実施形態に係る部品の投影像の部品棚への投影例を示す図である。

【図8】本発明の一実施形態に係る部品の投影像の部品棚への投影例を示す図である。

【図9】本発明の一実施形態に係る作業支援装置による配膳作業支援方法の手順の例を示すフローチャートである。

【図10】本発明の一実施形態に係る作業支援装置による組み立て作業支援方法の手順の例を示すフローチャートである。

【図11】本発明の変形例に係る三次元の投影像の投影例を示す図である。

【図12】本発明の変形例に係るポインタによる投影像の投影例を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0011】

以下、本発明を実施するための形態（以下、「実施形態」と称する）の例について、添付図面を参照しながら説明する。本発明は実施形態に限定されるものではなく、実施形態における種々の数値等は例示である。また、本明細書及び図面において、同一の構成要素又は実質的に同一の機能を有する構成要素には同一の符号を付することとし、重複する説明は省略する。

【0012】

＜作業支援システムの構成＞
まず、図１を参照して、本実施形態に係る作業支援システム１００の構成について説明する。図１は、作業支援システム１００の構成例を示す概略図である。

【0013】

作業支援システム１００は、製品を構成する各部品Ｐの部品供給台車３への配膳作業、及び、部品供給台車３から取り出した部品Ｐの組み立て作業の支援を行うシステムである。図１に示すように、作業支援システム１００は、作業支援装置１と、部品Ｐに取り付けられた荷札Ｔｇを読み込むバーコードリーダー２と、部品供給台車３と、部品棚押し出し機構４と、投影部５と、を含む。

【0014】

作業支援装置１は、例えばＰＣ（Personal Computer）等で構成され、部品Ｐの部品供給台車３への配膳作業を行う配膳作業者（図示略）が使用する、不図示の配膳作業台等に設置される。

【0015】

本実施形態では、配膳作業者は、製品ごとに纏められた部品Ｐを不図示の台車や箱などから取り出して、該部品Ｐの荷札Ｔｇをバーコードリーダー２で読み取る。そして、その後投影部５によって部品供給台車３の部品棚３１（３１ａ～３１ｃ）に投影された部品Ｐの投影像Ｉｐの位置に、部品Ｐを配置する。

【0016】

製品を構成するすべての部品Ｐが配膳作業者によって部品供給台車３の部品棚３１に配置された後、組立作業者（図示略）は、部品供給台車３の部品棚３１に配置された部品Ｐを、部品棚３１に配置された順（左から右、上から下等）に沿って取り出して組み立て（製品への組み付け）を行う。

【0017】

また、作業支援装置１は、組立順ＤＢ（Database）１１と、部品情報ＤＢ１２と、配置位置情報生成部１３と、配置位置決定部１４と、作業情報取得部１５と、を含む。作業支援装置１を構成するこれらの各部は、ＬＡＮ（Local Area Network）等で構成されるネットワークＮを介して互いに通信可能に接続される。

【0018】

組立順ＤＢ１１は、組み立て作業の工程における各部品Ｐの組立順の情報などを格納したデータベースである。組立順ＤＢ１１については、後述の図４を参照して詳述する。

【0019】

部品情報ＤＢ１２は、部品Ｐを識別する部品コードや、部品Ｐの外形寸法（大きさの一例、以下、単に「寸法」と称する）、部品供給台車３へ配膳される場合における配置の向きなどの、部品Ｐに関する情報を格納したデータベースである。部品情報ＤＢ１２については、後述の図５を参照して詳述する。

【0020】

配置位置情報生成部１３は、組立順ＤＢ１１及び部品情報ＤＢ１２を参照して、部品供給台車３の部品棚３１ａ～３１ｃにおける各部品Ｐの配置位置を決定する。そして、配置位置情報生成部１３は、部品棚３１ａ～３１ｃにおける各部品Ｐの配置位置を示す部品配置図Ｌｏ（部品配置情報の一例、図６参照）を生成する。

【0021】

具体的には、配置位置情報生成部１３は、部品棚３１ａ～３１ｃの各サイズの情報、部品Ｐの寸法（大きさの一例）の情報、部品棚３１ａ～３１ｃにおける部品Ｐの配置間隔の情報、及び、製品に組み立てられる場合における組立順の情報等に基づいて、部品棚３１ａ～３１ｃにおける部品Ｐの配置位置を決定する。

【0022】

部品棚３１ａ～３１ｃにおける部品Ｐの配置位置は、製品への組立順における各順序と対応付けられている。具体的には、組立順が早いものから順に、左から右、かつ、上から下に配置されるように、配置位置が定義されている。部品Ｐの配置間隔や、部品Ｐの配置順の情報などは、不図示の設定情報ＤＢ等に格納されているものとする。

【0023】

なお、部品棚３１における部品Ｐの配置位置と組立順との対応例はこの例に限定されない。例えば、組立順が早いものから順に、左から右、かつ、下から上に配置されるように、配置位置が定義されてもよい。

【0024】

配置位置決定部１４は、バーコードリーダー２が荷札Ｔｇから読み取った部品Ｐに関する情報（部品情報の一例）と、部品配置図Ｌｏの情報とに基づいて、部品情報が読み取られた部品Ｐ（これから部品棚３１に配置される部品Ｐ）の部品棚３１ａ～３１ｃにおける配置位置を決定する。そして、配置位置決定部１４は、部品棚３１ａ～３１ｃうちの部品Ｐの配置位置を含む棚を押し出す指示を、部品棚押し出し機構４に出力する。さらに、配置位置決定部１４は、該配置位置に投影像を投影する指示を、投影部５に出力する。

【0025】

作業情報取得部１５は、部品供給台車３に設けられたエリアセンサー３２ａ及び３２ｂによる検知情報と、組立順ＤＢ１１の情報と、組み立てを指示した作業指示の情報と、に基づいて、どの部品Ｐがどの製品に組み込まれたかを示す、部品Ｐと製品との対応情報を取得する。

【0026】

また、作業情報取得部１５は、エリアセンサー３２ａ及び３２ｂによる検知情報と、組立順ＤＢ１１の情報とに基づいて、部品Ｐの組立作業者による組み立て作業の進捗情報を取得する。具体的には、作業情報取得部１５は、部品Ｐが組立作業者によって部品供給台車３の部品棚３１ａ～３１ｃからピックアップされた時のタイムスタンプ（日時の一例）の情報に基づいて、部品Ｐ１つあたりの組み立て作業時間を算出する。これにより、作業情報取得部１５は、組立作業者による組み立て作業の作業効率の情報や、作業の進捗を示す情報を取得することができる。

【0027】

組立作業者によって部品棚３１ａ～３１ｃのいずれかから部品Ｐがピックアップされたタイミングは、すなわち、エリアセンサー３２ａ及び３２ｂによって、部品棚３１ａ～３１ｃから取り出される部品Ｐが検知されたタイミングである。

【0028】

バーコードリーダー２（部品情報読取部の一例）は、ネットワークＮを介して作業支援装置１と接続され、例えば、不図示の配膳作業台における所定の位置に配置される。バーコードリーダー２は、部品供給台車３に配膳される部品Ｐに取り付けられた部品荷札Ｔｇ上のバーコードを読み取り、読み取ったバーコードの情報を作業支援装置１に送信する。部品荷札Ｔｇ上のバーコードには、部品Ｐを特定する部品コード等の識別情報や、部品Ｐが組み込まれる製品の情報などが記載されている。

【0029】

なお、本実施形態では、部品Ｐの識別情報等がバーコードによって示される例を挙げたが、本発明はこれに限定されない。部品Ｐの識別情報等は、ＱＲコード（登録商標）等の二次元コードや、ＩＣ（Integrated Circuit）タグ、ＲＦ（Radio Frequency）等に組み込まれてもよい。

【0030】

部品供給台車３（部品置き場の一例）は、製品に組み立てられる前の部品Ｐが配置される台車である。部品供給台車３は、部品棚３１ａ～３１ｃを備える。部品棚３１ａ～３１ｃは、部品棚３１ａ～３１ｃの並び順で、鉛直方向の上から下の方向に互いに所定の等間隔を空けて配置される。以下、部品棚３１ａ～３１ｃをそれぞれ区別する必要がない場合には、これらを部品棚３１と総称する。

【0031】

部品棚３１の短手方向にある２つの端面は、それぞれ枠３０ａ及び３０ｂによって支持されている。また、部品棚３１の長手方向にある２つの端面のうち、一方の端面は、枠３０ｃによって支持されている。部品Ｐの配膳作業者及び組立作業者は、枠３０ｃによって支持されていない端面がある、部品供給台車３の開口部の方向に位置して、配膳作業又は組み立て作業を行う。

【0032】

また、部品供給台車３は、枠３０ａ及び３０ｂの上部にそれぞれ設けられたエリアセンサー３２ａ及び３２ｂを有する。エリアセンサー３２ａ及び３２ｂは、一方が不図示の投光部を備え、他方が不図示の受光部を備える。そして、エリアセンサー３２ａ及び３２ｂは、投光部から投光された光の受光部における受光量の変化の情報に基づいて、組立作業者による部品Ｐのピックアップ（取り出し）動作を検知する。

【0033】

エリアセンサー３２ａ及び３２ｂは、組立作業者による部品Ｐのピックアップ動作を検知すると、ピックアップされた部品Ｐの位置（部品棚３１の平面における座標）の情報も出力する。以下の説明において、エリアセンサー３２ａ及び３２ｂを区別する必要がない場合には、これらをエリアセンサー３２と総称する。

【0034】

エリアセンサー３２から情報を受け取った作業情報取得部１５は、ピックアップされた部品Ｐの位置の情報と、配置位置情報生成部１３によって生成された部品配置図Ｌｏ（図６参照）における部品の座標の情報とに基づいて、組立作業者によってピックアップされた部品Ｐを特定する。

【0035】

部品棚押し出し機構４は、有線又は無線によってネットワークＮと接続されており、配置位置決定部１４から出力された指示に基づいて、押し出しが指示された部品棚３１を組立作業者の方向（部品供給台車３の開口部の方向）に押し出す。部品棚押し出し機構４の構成については、次の図２を参照して詳述する。

【0036】

投影部５は、例えばプロジェクタで構成され、部品供給台車３の開口部の方向に配置された棒状の支柱５１によって支持されている。投影部５は、配置位置決定部１４によって指示された部品棚３１の平面上における部品Ｐの配置位置に、部品Ｐの形を示した２次元の投影像Ｉｐを投射する。

【0037】

図１には、部品棚３１ｂの手前側の中央付近に、投影部５による投影像Ｉｐが投影された状態が示されている。投影部５によって、このような投影像Ｉｐが投影されることにより、配膳作業者は、部品Ｐを部品棚３１上の適切な位置に配膳（配置）することができる。

【0038】

次に、図２を参照して、部品棚押し出し機構４の構成、並びに、部品供給台車３、部品棚押し出し機構４及び投影部５の配置位置について説明する。図２は、部品棚押し出し機構４の構成、並びに、部品供給台車３、部品棚押し出し機構４及び投影部５の配置位置の例を示す図であり、図２Ａは上面図であり、図２Ｂは側面図である。図２に示すｘ方向は部品供給台車３の幅方向を示し、ｙ方向は奥行き方向を示し、ｚ方向は高さ方向を示す。

【0039】

部品供給台車３の開口部がある方向を部品供給台車３の前方とした場合、部品棚押し出し機構４は、図２Ａ及び図２Ｂに示すように部品供給台車３の後方（図２Ａ及び図２Ｂにおける右側）に配置される。部品棚押し出し機構４は、ｘ方向に所定の間隔で平行に配置されたガイドレール４４ａ及び４４ｂと、ガイドレールシリンダ４４ａ及び４４ｂを支持する２本の棒状のスライダ４２ａ及び４２ｂと、スライダ４２ａ及び４２ｂのそれぞれの両端部を支持する支柱４３ａ～４３ｄと、を備える。

【0040】

ガイドレール４４ａ及び４４ｂはそれぞれ、棒状のシリンダ４１ａ及び４１ｂを移動可能に支持する。シリンダ４１ａ及び４１ｂはそれぞれ、ガイドレール４４ａ及び４４ｂに沿って水平方向（ｙ方向）に移動することで、部品供給台車３の部品棚３１を後方から前方に押し出す機構である。スライダ４２ａ及び４２ｂは、ガイドレールシリンダ４４ａ及び４４ｂと直交する位置に、ｙ方向に所定の間隔を空けて平行に配置される。部品供給台車３側に配置されたスライダ４２ａの一端部は支柱４３ａによって支持され、他端部は支柱４３ｃによって支持される。また、スライダ４２ｂの一端部は支柱４３ｂによって支持され、他端部は支柱４３ｄによって支持される。スライダ４２ａ及び４２ｂは、支柱４３ａ，４３ｃ及び支柱４３ｂ，４３ｄのそれぞれに対して、鉛直方向（ｚ方向）に移動可能に支持されている。

【0041】

投影部５は、部品供給台車３の前方における所定の位置に配置され、部品棚３１の平面における、配置位置決定部１４によって指示された位置に、部品Ｐの投影像Ｉｐを投影する。

【0042】

＜計算機のハードウェア構成＞
次に、図１に示した作業支援装置１を構成するハードウェアの構成について、図３を参照して説明する。図３は、作業支援装置１を構成するハードウェアの構成例を示すブロック図である。

【0043】

図３に示す計算機５０は、作業支援装置１で使用されるコンピュータとして用いられるハードウェアである。計算機５０は、ＣＰＵ（Central Processing Unitｐ）５０１、と、ＲＯＭ（Read Only Memory）５０２と、ＲＡＭ（Random Access Memory）５０３と、を含む。さらに、計算機５０は、不揮発性ストレージ５０４と、操作入力部５０５と、表示部５０６と、ネットワークインターフェース５０７と、を含む。これらの各ブロックは、バスＢを介して相互に通信可能に接続されている。

【0044】

ＣＰＵ５０１は、本実施の形態に係る作業支援装置１の各機能を実現するソフトウェアのプログラムをＲＯＭ５０２から読み出し、該プログラムをＲＡＭ５０３にロードして実行する。作業支援装置１の配置位置情報生成部１３、配置位置決定部１４及び作業情報取得部１５（いずれも図１参照）の機能は、ＣＰＵ５０１がプログラムを実行することにより実現される。

【0045】

ＲＯＭ５０２は、計算機５０によって実行されるプログラムを格納した、コンピュータ読取可能な非一過性の記録媒体の一例として用いられる。ＲＯＭ５０２には、ＯＳ（Operating System）、各種のパラメータ、計算機５０を機能させるためのプログラム等が記録される。

【0046】

ＲＡＭ５０３には、ＣＰＵ５０１の演算処理の途中で発生した変数やパラメータなどが一時的に書き込まれる。ＲＡＭ５０３に書き込まれた変数やパラメータなどは、ＣＰＵ５０１によって適宜読み出される。

【0047】

不揮発性ストレージ５０４は、ＨＤＤ（Hard Disk Drive）、ＳＳＤ（Solid State Drive）、フレキシブルディスク、光ディスク、光磁気ディスク、ＣＤ－ＲＯＭ、ＣＤ－Ｒ、磁気テープ、不揮発性のメモリ等で構成される。作業支援装置１の組立順ＤＢ１１、部品情報ＤＢ１２（いずれも図１参照）の機能は、不揮発性ストレージ５０４により実現される。なお、ＲＯＭ５０２に記憶されるプログラムは、不揮発性ストレージ５０４に記憶されてもよい。この場合、不揮発性ストレージ５０４は、計算機５０によって実行されるプログラムを格納した、コンピュータ読取可能な非一過性の記録媒体の一例として用いられる。

【0048】

操作入力部５０５は、例えば、マウスやキーボードなどで構成される。操作入力部５０５は、配膳作業者又は組立作業者等のユーザにより入力された操作の内容に応じた操作信号を生成し、該操作信号をＣＰＵ５０１に出力する。

【0049】

表示部５０６は、例えば、ＬＣＤ（Liquid Crystal Display）や有機ＥＬ（Electro Luminescence）ディスプレイなどで構成される表示装置である。なお、操作入力部５０５及び表示部５０６は、タッチパネルとして一体に形成されてもよい。

【0050】

ネットワークインターフェース５０７は、例えば、ＮＩＣ（Network Interface Card）等で構成される。

【0051】

＜組立順ＤＢの構成＞
次に、図４を参照して、組立順ＤＢ１１の構成について説明する。図４は、組立順ＤＢ１１の構成例を示す図である。図４に示すように、組立順ＤＢ１１は、「製品名」、「部品コード」、「部品名」、「組立順」及び「員数」の各項目を有する。

【0052】

「製品名」の項目には、部品Ｐが取り付け（組み立て）られる製品の名称が格納される。「製品名」の項目は、不図示の作業指示書における製品名の情報と対応付けられている。「部品コード」の項目には、部品の識別情報としての部品コード（部品情報の一例）の情報が格納される。「部品名」の項目には、部品Ｐの名称が格納される。「組立順」の項目には、製品の組み立て時における部品Ｐの組立順の情報が格納される。「員数」の項目には、製品におけるその部品Ｐの必要個数の情報が格納される。

【0053】

例えば、組立順ＤＢ１１の一番上のレコードには、部品コードが“１２３４５６７”であり、部品名が“リレー”である部品Ｐは、製品名が“制御盤１”である製品を構成する部品であり、組立順は“１番目”であり、員数は“６”個であることが示されている。なお、組立順ＤＢ１１を構成する項目は図４に示される例に限定されず、これら以外の項目が含まれてもよい。

【0054】

＜部品情報ＤＢの構成＞
次に、図５を参照して、部品情報ＤＢ１２の構成について説明する。図５は、部品情報ＤＢ１２の構成例を示す図である。図５に示すように、部品情報ＤＢ１２は、「部品コード」、「部品名」、「寸法Ｗ」、「寸法Ｄ」、「寸法Ｈ」、「重量」及び「向き」の各項目を有する。

【0055】

「部品コード」の項目には、部品Ｐの部品コードの情報が格納される。「部品コード」の項目は、組立順ＤＢ１１の「部品コード」の項目と対応付けられている。「部品名」の項目には、部品Ｐの名称が格納される。「寸法Ｗ」の項目には、部品Ｐの幅の長さ（ｍｍ）の情報が格納され、「寸法Ｄ」の項目には、部品Ｐの奥行きの長さ（ｍｍ）の情報が格納され、「寸法Ｈ」の項目には、部品Ｐの高さ（ｍｍ）の情報が格納される。「重量」の項目には、部品Ｐの重量（ｇ）の情報が格納され、「向き」の項目には、部品Ｐが製品に取り付けられる場合における部品Ｐの向きの情報が格納される。

【0056】

例えば、部品情報ＤＢ１２の一番上のレコードには、部品コードが“１２３４５６７”であり、部品名が“リレー”である部品の幅は“３２ｍｍ”であり、奥行きは“２８ｍｍ”であり、高さは“４６ｍｍ”であり、重量は“１０５ｇ”であることが示されている。また、製品に取り付けられる場合における部品Ｐの向きは、“縦”向きであることが示されている。

【0057】

部品Ｐを部品供給台車３の部品棚３１（図１参照）に配膳する配膳作業者は、部品Ｐを、部品情報ＤＢ１２の「向き」の項目に示された向きと同じ向きで部品棚３１に配置する。これにより、部品棚３１から部品Ｐを取り出して組み立て作業を行う組立作業者が、正しい向きで部品Ｐを製品に取り付けることが可能になる。

【0058】

＜部品配置図の構成＞
次に、図６を参照して、配置位置情報生成部１３（図１参照）によって生成される部品配置図Ｌｏについて説明する。図６は、部品配置図Ｌｏの構成例を示す図である。

【0059】

図６に示すように、部品配置図Ｌｏ（部品位置情報の一例）は、部品配置図Ｌｏ１～部品配置図Ｌｏ３を含む。図６の一番上に示す部品配置図Ｌｏ１は、部品供給台車３の最上段の部品棚３１ａにおける部品Ｐの配置位置を示す図面であり、図６の上から二番目に示す部品配置図Ｌｏ２は、部品供給台車３の上から二段目の部品棚３１ｂにおける部品Ｐの配置位置を示す図面である。図６の一番下に示す部品配置図Ｌｏ３は、部品供給台車３の最下段の部品棚３１ｃにおける部品Ｐの配置位置を示す図面である。

【0060】

部品配置図Ｌｏ１～Ｌｏ３のそれぞれに、矩形の枠によって示された部品図は、部品Ｐの大きさ、配置位置及び配置の向きを示す。そして、部品配置図Ｌｏ１～Ｌｏ３に示される各部品図は、部品Ｐの情報と対応付けて管理される。

【0061】

そして、配置位置決定部１４は、バーコードリーダー２（図１参照）から部品荷札Ｔｇの読み取り情報が出力された場合に、部品配置図Ｌｏ１～Ｌｏ３の情報と、読み取り情報と対応付けられた組立順の情報と、に基づいて該部品Ｐの配置位置を決定する。また、配置位置決定部１４は、決定した配置位置への部品Ｐの投影像の投影指示を、投影部５（図１参照）に出力する。

【0062】

＜投影部による部品の投影像の投影例＞
次に、図７及び図８を参照して、投影部５による部品Ｐの投影像Ｉｐの部品棚３１への投影例について説明する。図７及び図８は、部品Ｐの投影像Ｉｐの部品棚３１への投影例を示す図である。図７Ａ及び図８Ａは、部品配置図Ｌｏの構成例を示す図であり、図７Ｂ及び図８Ｂは、部品Ｐの投影像Ｉｐの投影例を示す図である。

【0063】

図７Ａにおいては、部品供給台車３の一番上の部品棚３１ａに対応する部品配置図Ｌｏ１上の、右から二番目の列の一番上に位置する部品図Ｐｐ１が強調表示されている。部品図Ｐｐ１の大きさ、配置位置及び向きは、それぞれ、配膳作業者によって荷札Ｔｇ（図１参照）の読み取りが行われた部品Ｐの大きさ、配置位置及び配置向きを示す。

【0064】

配置位置決定部１４は、荷札Ｔｇの読み取りが行われた部品Ｐと、部品配置図Ｌｏ上の部品図Ｐｐ１とを、部品情報ＤＢ１２（図５参照）に基づいて対応付けると、部品図Ｐｐ１の位置への投影像Ｉｐの投影指示を、投影部５に出力する。これにより、図７Ｂに示すように、部品配置図Ｌｏ１上における部品図Ｐｐ１と対応する位置に、部品図Ｐｐ１と対応付けられた部品Ｐの投影像Ｉｐ１が投影される。

【0065】

また、図７Ｂに示すように、部品図Ｐｐ１と対応する部品Ｐを配置すべき部品棚３１ａが、配置位置決定部１４による指示に基づいて、部品棚押し出し機構４（図１、図２参照）によって配膳作業者（図示略）の方向（部品供給台車３の開口部の方向）に押し出される。このような処理が行われることにより、配膳作業者は、バーコードリーダー２によって荷札Ｔｇを読み取った部品Ｐを、部品供給台車３の部品棚３１ａにおける適切な位置に配置できる。

【0066】

投影像Ｉｐ１が投影された位置に部品Ｐを配置後、次の部品Ｐの荷札Ｔｇを配膳作業者がバーコードリーダー２で読み取った場合、配置位置決定部１４は、部品配置図Ｌｏにおける次の部品Ｐの配置位置を特定する。図８Ａに示す部品配置図Ｌｏにおいては、次の部品Ｐと対応する部品図Ｐｐ２が強調表示されている。部品図Ｐｐ２は、部品供給台車３の上から二番目の部品棚３１ｂに対応する部品配置図Ｌｏ２の上に位置している。

【0067】

図８Ｂに、部品配置図Ｌｏ２上における部品図Ｐｐ２と対応する位置に、部品Ｐの投影像Ｉｐ２が投影された状態を示す。なお、以下の説明において、投影像Ｉｐ１と投影像Ｉｐ２とを区別する必要がない場合には、これらを「投影像Ｉｐ」と総称する。

【0068】

このように、部品配膳者によって新たな部品Ｐの荷札Ｔｇがバーコードリーダー２によって読み取られるごとに、該部品Ｐの配置位置を示す投影像Ｉｐが部品棚３１上に投影されることにより、配膳作業者は、手に取った部品Ｐを、部品棚３１における適切な位置に間違いなく配置することができる。

【0069】

＜作業支援装置による作業支援方法＞
［作業支援装置による配膳作業支援方法］
次に、図９を参照して、作業支援装置１（図１参照）による配膳作業支援方法について説明する。図９は、作業支援装置１による配膳作業支援方法の手順の例を示すフローチャートである。

【0070】

まず、作業支援装置１の配置位置決定部１４（図１参照）は、操作入力部５０５（図３参照）等を介して、製品名の入力を受け付ける（ステップＳ１）。次いで、配置位置情報生成部１３は、組立順ＤＢ１１（図４参照）及び部品情報ＤＢ１２（図５参照）に記載の情報に基づいて、部品配置図Ｌｏを生成する（ステップＳ２）。

【0071】

例えば、ユーザによって、作業支援装置１に“制御盤１”の製品名が入力されたとする。この場合、配置位置情報生成部１３は、組立順ＤＢ１１の「製品名」が“制御盤１”であるレコードを抽出し、“制御盤１”に対応付けられた各部品Ｐの部品棚３１（図１参照）における配置位置を決定する。配置位置情報生成部１３は、部品Ｐの配置位置を、部品棚３１ａ～３１ｃの各サイズの情報、部品Ｐの寸法の情報、部品棚３１ａ～３１ｃにおける部品Ｐの配置間隔及び配置順の情報等に基づいて決定する。そして、決定した部品位置に基づいて、部品配置図Ｌｏを生成する。

【0072】

次いで、配置位置決定部１４は、バーコードリーダー２より荷札Ｔｇ（図１参照）の読み取り情報は入力されたか否かを判定する（ステップＳ３）。ステップＳ３で、荷札Ｔｇの読み取り情報は入力されていないと判定された場合（ステップＳ３がＮＯ判定の場合）、配置位置決定部１４は、ステップＳ３の判定を繰り返す。

【0073】

一方、ステップＳ３で、荷札Ｔｇの読み取り情報は入力されたと判定された場合（ステップＳ３がＹＥＳ判定の場合）、配置位置決定部１４は、荷札Ｔｇの読み取り情報に基づいて、部品棚３１における部品Ｐの配置位置を特定する（ステップＳ４）。例えば、荷札Ｔｇの読み取り情報に含まれる部品コードが“１２３４５６７”であったとする。この場合、配置位置決定部１４は、部品コードが“１２３４５６７”である部品の組立順（図４に示す例では“１”）の情報を、組立順ＤＢ１１（図４参照）から抽出し、組立順の“１”と対応する部品棚３１における位置を、部品Ｐの配置位置に決定する。

【0074】

次いで、配置位置決定部１４は、部品Ｐが配置される部品棚３１を押し出す指示を、部品棚押し出し機構４に対して出力する（ステップＳ５）。これにより、部品Ｐが配置されるべき部品棚３１が、配膳作業者の方向に押し出される。

【0075】

次いで、配置位置決定部１４は、ステップＳ４で特定された部品Ｐの投影像Ｉｐの部品棚３１への投影指示を、投影部５（図１参照）に出力する（ステップＳ６）。次いで、投影部５は、部品Ｐの配置位置に投影像Ｉｐを投影する（ステップＳ７）。次いで、配膳作業者は、投影像Ｉｐが投影された位置に、部品Ｐを配置する（ステップＳ８）。配膳作業者による部品Ｐの配膳作業は、部品棚３１に配置すべき部品Ｐがなくなった時点で終了する。

【0076】

上述した実施形態では、配置位置情報生成部１３は、製品に組み立てられる複数の各部品Ｐの大きさに関する情報、及び、製品への各部品Ｐの組立順の情報に基づいて、組み立て前の部品Ｐが配置される部品供給台車３における各部品Ｐの配置位置を示す部品配置図Ｌｏを生成する。また、配置位置決定部１４は、バーコードリーダー２によって読み取られた部品Ｐの識別情報（部品情報）と、部品配置図Ｌｏの情報とに基づいて、部品識別情報が読み取られた部品Ｐの部品供給台車３における配置位置を特定する。また、配置位置決定部１４は、特定した配置位置を映像によって示す指示（配置位置に投影像Ｉｐを投影する指示）を、投影部５に出力する。

【0077】

したがって、本実施形態によれば、部品Ｐの配膳作業者は、投影像Ｉｐが投影された位置に、バーコードリーダー２で荷札Ｔｇを読み込んだ部品Ｐを配置すればよいため、配膳作業者は、部品置き場への部品の配置を効率よく行えるようになる。

【0078】

また、本実施形態では、部品配置図Ｌｏに示される部品供給台車３の部品棚３１における各部品Ｐの配置位置は、組立順の各順序と対応付けられている。したがって、配膳作業者が、投影像Ｉｐによって示された位置に部品Ｐを配置する配膳作業を繰り返すことにより、製品に組み立てられる予定の部品Ｐが、部品棚３１上に組立順に従って配置される。それゆえ、本実施形態によれば、部品Ｐの組立作業者は、組立順に従って配置された各部品Ｐを、配置された順に順番にピックアップして組み立て作業を行えばよく、ピックアップする位置や順番などを考える必要がなくなるため、組立作業者の組立効率も向上させることができる。

【0079】

上記のように構成された本実施形態によれば、配膳作業者は、配膳前の部品が製品ごとに纏められた台車や箱（図示略）から、部品Ｐを、配置位置や組立順を気にせずにランダム（無作為）に取り出して配膳作業を行うことができる。それゆえ、本実施形態によれば、配膳作業者の作業効率を向上させることができる。

【0080】

［作業支援装置による組み立て作業支援方法］
次に、図１０を参照して、本実施形態に係る作業支援装置１による組み立て作業の支援方法について説明する。図１０は、作業支援装置１による組み立て作業支援方法の手順の例を示すフローチャートである。

【0081】

まず、部品供給台車３に設けられたエリアセンサー３２（図１参照）は、組立作業者による部品棚３１からの部品Ｐの取り出しを検知する（ステップＳ１１）。次いで、作業情報取得部１５（図１参照）は、エリアセンサー３２の検知情報に基づいて、部品棚３１から取り出された部品Ｐを特定する（ステップＳ１２）。具体的には、作業情報取得部１５は、ピックアップされた部品Ｐの位置の情報と、部品配置図Ｌｏ（図６参照）における部品Ｐの座標の情報とに基づいて、部品棚３１から取り出された部品Ｐを特定する。

【0082】

次いで、作業情報取得部１５は、部品Ｐが部品棚３１から取り出された時刻を示すタイムスタンプの情報を取得する（ステップＳ１３）。次いで、作業情報取得部１５は、ステップＳ１３で取得したタイムスタンプの情報及び部品Ｐの情報と、その部品Ｐの組み立てを指示した作業指示の内容と対応させて、不揮発性ストレージ５０４（図３参照）等に記憶させる（ステップＳ１４）。

【0083】

部品棚３１からピックアップされた部品Ｐの情報と、その部品Ｐの組み立てを指示した作業指示の内容とが対応付けて管理されることにより、作業情報取得部１５は、どの製品にどの部品Ｐが使用されているかの情報を把握することができ、製造工程のトレーサビリティを取ることが可能となる。

【0084】

また、上述した実施形態では、作業情報取得部１５は、部品Ｐの情報と、部品Ｐが部品棚３１から取り出された時のタイムスタンプの情報とを対応付けて管理する。したがって、作業情報取得部１５は、部品Ｐ１つあたりの組み立て作業時間の情報も得ることができる。これにより、作業情報取得部１５は、作業指示されている全部品Ｐのうち、何番目の部品Ｐの組み立て作業が行われているのか等の、組立作業の進捗度合いを把握することが可能となる。

【0085】

また、作業情報取得部１５は、部品Ｐ一つあたりの組み立て時間の情報も算出できるため、組み立て作業における異常発生の有無の判定を行ったり、配膳作業者の作業効率の情報を取得したりすることも可能となる。また、作業情報取得部１５は、取得した配膳作業者の作業効率の情報をフィードバックとして、作業効率の向上を図るための策を講じることも可能となる。

【0086】

なお、本発明は上述した実施形態例に限られるものではなく、特許請求の範囲に記載した本発明の要旨を逸脱しない限りにおいて、その他種々の応用例、変形例を取り得ることは勿論である。

【0087】

例えば、上述した実施形態では、投影部５が部品供給台車３の部品棚３１に二次元の等写像Ｉｐを投影する例を挙げたが、本発明はこれに限定されない。投影部５が部品棚３１に投影する投射像は、三次元の投影像Ｉｐ′であってもよい。

【0088】

図１１は、三次元の投影像Ｉｐ′の投影例を示す図である。図１１に示す三次元の投影像Ｉｐ′の形状、配置位置及び向きは、それぞれ、部品Ｐの形状や配置位置、配置の向きを反映したものである。したがって、配膳作業者は、より直観的に、かつ、適切に部品Ｐを部品棚３１ａに配置することが可能となる。

【0089】

また、投影像Ｉｐは、部品Ｐの形状を反映したものではなくてもよい。例えば、ポインタ等によって部品Ｐの配置位置の中心等が投影されてもよい。

【0090】

図１２は、ポインタによる投影像Ｉｐ′′の投影例を示す図である。図１２に示すように、投影像Ｉｐ′′がポインタによって示された場合であっても、配膳作業者は、部品Ｐの配置位置を把握してその位置に部品Ｐを配置することができる。

【0091】

また、上述した実施形態では、投影部５が部品棚３１に部品Ｐの投影像Ｉｐを投影する例を挙げたが、本発明はこれに限定されない。例えば、配膳作業者にスマートグラス等のウェアラブルデバイスを装着させ、該デバイスの画面上に、部品棚３１及び配置されるべき部品Ｐの映像を表示させてもよい。これにより、配膳作業者は、より直観的に配膳作業を行うことが可能となる。

【0092】

また、上述した実施形態では、部品棚押し出し機構４が部品棚３１を配膳作業者の方向に押し出す例を挙げたが、本発明はこれに限定されない。部品供給台車３に自走レール等を設け、配置位置決定部１４による指示に基づいて部品棚３１が自動的に配膳作業者の方向に押し出される構成が採られてもよい。

【0093】

また、例えば、上述した実施形態例は本発明を分かりやすく説明するために装置（作業支援装置）及びシステム（作業支援システム）の構成を詳細且つ具体的に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。

【0094】

また、図１において実線の矢印で示した制御線又は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。実際には殆ど全ての構成が相互に接続されていると考えてもよい。

【0095】

また、本明細書において、時系列的な処理を記述する処理ステップは、記載された順序に沿って時系列的に行われる処理はもちろん、必ずしも時系列的に処理されなくとも、並列的あるいは個別に実行される処理（例えば、並列処理あるいはオブジェクトによる処理）をも含むものである。

【0096】

また、上述した本開示の一実施形態にかかる分析結果情報出力装置の各構成要素は、それぞれのハードウェアがネットワークを介して互いに情報を送受信できるならば、いずれのハードウェアに実装されてもよい。また、ある処理部により実施される処理が、１つのハードウェアにより実現されてもよいし、複数のハードウェアによる分散処理により実現されてもよい。

【符号の説明】

【0097】

１…作業支援装置、２…バーコードリーダー、３…部品供給台車、４…部品棚押し出し機構、５…投影部、１１…組立順ＤＢ、１２…部品情報ＤＢ、１３…配置位置情報生成部、１４…配置位置決定部、１５…作業情報取得部、３１…部品棚、１００…作業支援システム

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】