JP2004029958A - Method for workability evaluation and device therefor - Google Patents
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Landscapes
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Abstract
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば生産ラインや治工具、作業者の各3次元モデルをシミュレーションして製品の組立作業及び解体作業を評価したり、作業者個々に対する組立作業及び解体作業を評価する作業性評価方法及びその装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
生産ラインにおける製品の組立性・解体性の評価方法は、製品の形状や組立・解体作業の作業要素を基に予め設定した評価指標に従って評価するものが主な方法となっている。
【0003】
製造業は、グローバルな世界展開が進み、日本で行われていた製品製造が世界各地において行われるようになっている。このため、これまでの作業性評価方法、すなわち製品形状や組立・解体作業の作業要素を基に予め設定した評価指標の情報からだけでは、各製品毎に評価指標を変更することなく組立・解体作業性の評価を行なうために、この組立・解体作業性の評価はその精密度に欠けるきらいがある。
【0004】
従って、世界各地における製品毎の組立・解体作業の生産性の違いを十分把握することができず、世界各地のそれぞれにおいて製品毎に最適な組立・解体作業性が得られず、生産性の向上を図ることが困難である。
【0005】
このことは作業者個々に対する組立作業性及び解体作業性の評価方法についても同様であり、まして世界各地の作業者個々の組立・解体の作業性を評価するにはその精密度に欠けるきらいがある。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
以上のように各製品毎に評価指標を変更することなく組立・解体作業性の評価を行なうために、この組立・解体作業性の評価はその精密度に欠けるきらいがある。
【0007】
そこで本発明は、製品毎に応じた評価指標を用いて精度高く、信頼性の向上した組立作業及び解体作業の評価ができる作業性評価方法及びその装置を提供することを目的とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】
本発明は、製品、この製品を生産する生産ライン、治工具及び作業者のそれぞれを模擬した各モデルを3次元仮想空間内でシミュレーションして製品の組立作業及び解体作業を評価する作業性評価方法において、組立作業及び解体作業を評価するときの環境の設定を変更可能とし、当該評価指標を用いて製品の組立作業及び解体作業の評価を行なうことを特徴とする作業性評価方法である。
【0009】
本発明は、上記作業性評価方法において、環境設定は、組立作業及び解体作業を評価するに用いる評価指標を追加、削除、変更し、当該評価指標を用いて製品の組立作業及び解体作業の工数、難度、評価点を算出する。
【0010】
本発明は、上記作業性評価方法において、環境設定には、少なくとも、製品の部品構成を読み込むための環境と、部品情報を設定するための環境と、組立作業及び解体作業の各要素を設定するための環境と、組立作業及び解体作業のうち所望の作業要素を一括して選択するための環境と、組立作業及び解体作業の評価結果を設定するための環境とを有する。
【0011】
本発明は、上記作業性評価方法において、シミュレーション結果から組立作業及び解体作業での不具合を読み込んで評価結果との関連付け、不具合の発生割合を推定する。
【0012】
本発明は、上記作業性評価方法において、環境設定には、不具合情報をシミュレーション結果から読み込む環境と、評価結果と不具合情報との関連付けを行なう環境とを有する。
【0013】
本発明は、作業者を模擬した人体モデルを3次元仮想空間内でシミュレーションさせて作業者による製品の組立作業及び解体作業を評価する作業性評価方法において、組立作業及び解体作業を評価するときの環境の設定を変更可能とし、当該評価指標を用いて製品の組立作業及び解体作業の評価を行なう。
【0014】
本発明は、上記作業性評価方法において、組立作業及び解体作業の評価は、作業者の身体部位の特徴と製品の特徴とに基づいてシミュレーションし、このシミュレーション結果から組立時間及び解体時間、組立評価及び解体評価を得る。
【0015】
本発明は、製品、この製品を生産する生産ライン、治工具及び作業者のそれぞれを模擬した各モデルを3次元仮想空間内でシミュレーションして製品の組立作業及び解体作業を評価する作業性評価装置において、組立作業及び解体作業を評価するときの環境が格納されたデータベースと、このデータベースに設定されている環境を変更可能とする環境変更手段とを具備したことを特徴とする作業性評価装置である。
【0016】
本発明は、上記作業性評価装置において、データベースには、少なくとも、製品の部品構成を読み込むための環境と、部品情報を設定するための環境と、組立作業及び解体作業の各要素を設定するための環境と、組立作業及び解体作業のうち所望の作業要素を一括して選択するための環境と、組立作業及び解体作業の評価結果を設定するための環境と各データが格納されている。
【0017】
本発明は、上記作業性評価装置において、環境変更手段は、データベースに格納されている組立作業及び解体作業を評価するに用いる評価指標を追加、削除、変更する機能を有し、評価指標を用いて製品の組立作業及び解体作業の工数、難度、評価点を算出する評価結果算出手段を備えた。
【0018】
本発明は、上記作業性評価装置において、シミュレーション結果から組立作業及び解体作業での不具合を読み込んで評価結果との関連付け、不具合の発生割合を推定する不具合算出手段を備えた。
【0019】
本発明は、上記作業性評価装置において、データベースには、不具合情報をシミュレーション結果から読み込む環境と、評価結果と不具合情報との関連付けを行なう環境との各データが格納された。
【0020】
本発明は、作業者を模擬した人体モデルを3次元仮想空間内でシミュレーションして作業者による製品の組立作業及び解体作業を評価する作業性評価装置において、組立作業及び解体作業を評価するときの環境が格納されたデータベースと、このデータベースに格納されている環境の設定を変更可能とする環境変更手段とを具備したことを特徴とする作業性評価装置である。
【0021】
本発明は、上記作業性評価装置において、作業者の身体部位の特徴と製品の特徴とに基づいてシミュレーションし、このシミュレーション結果から組立時間及び解体時間、組立評価及び解体評価を得る評価結果算出手段を備えた。
【0022】
本発明は、上記作業性評価装置において、データベースには、作業者の身体部位の特徴データとして手のリーチと、手の幅と、つまみ幅と、手の回転量と、身体の回転量と、握力と、押し出し力と、引っ張り力と、聴力と、目の視力と、色の識別力と、暗視分解能力が保存され、追加、削除、変更可能である。
【0023】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の第1の実施の形態について図面を参照して説明する。
【0024】
図1は作業性評価装置の構成図である。演算処理装置1には、3次元CAD(Computer Aided Design)2が例えばネットワーク3を介して接続されている。又、演算処理装置1には、標準データベース4が接続されると共に、キーボード及びマウス等の入力部5、ディスプレイ6及びプリンタ7が接続されている。
【0025】
3次元CAD2は、オペレータとの対話により製品の設計を行なうもので、この設計により作成された製品の3次元CADモデル及び当該製品を構成する各部品の構成データを保存している。この部品構成データは、製品を構成する全ての部品を並べてなる部品表であり、親部品に対する子部品の関連付けが記載されている。この部品構成データは、表計算ソフトウエア(例えばExcel:登録商標)が用いられる。
【0026】
標準データベース4には、製品の組立作業及び解体作業を評価するときの環境データ(評価指標)が格納されている。この環境は、各製品によってそれぞれ相違するもので、例えばネジ締め作業であっても、精密機械でのネジ締め作業と原子力設備でのネジ締め作業とでは、ネジの大きさやネジ締め力が全く異なる。従って、標準データベース4には、各製品の組立作業及び解体作業を評価するに最適な環境を設定するための評価指標が格納されている。
【0027】
具体的に標準データベース4には、図2に示すように、製品の部品構成を読み込むための環境A1と、部品情報を設定するための環境A2と、組立作業及び解体作業の各要素を設定するための環境A3と、組立作業及び解体作業のうち所望の作業要素を一括して選択するための環境A4と、組立作業及び解体作業の評価結果を設定するための環境A5と、不具合情報をシミュレーション結果から読み込む環境A6と、評価結果と不具合情報との関連付けを行なう環境A7とが格納されている。
【0028】
製品の部品構成を読み込むための環境A1は、3次元CAD2から読み込んだ部品構成データから必要な部品を読み込むときの項目を設定し、かつこの読み込むルールを標準データベース4に設定し保存するもので、その項目は、製品を構成する部品名、部品コード、部品階層、部品数、抽出条件等からなる。
【0029】
なお、部品名は例えばCPU、ネジ、コネクタなどであり、部品階層は各部品の親子関係であり、抽出条件は3次元CAD2から読み込んだ部品構成データから製品の組立に必要な部品を読み込むときの条件である。読み込むルールは、例えば各製造工場によって異なるローカルルールに応じて当該製造工場の部品構成データを読み込むために適合そせるルールである。
【0030】
部品情報を設定するための環境A2は、部品種類、テープ、プラスチック等の部品の材質、メッキや塗装などの表面処理等からなる部品情報を標準データベース4に設定し保存するものである。
【0031】
組立作業及び解体作業の各要素を設定するための環境A3は、部品等の最大寸法、部品形状、組付け方法、組付け方向及びネジ締め等の作業要素を標準データベース4に設定し保存するものである。
【0032】
組立作業及び解体作業のうち所望の作業要素を一括して選択するための環境A4は、ネジ締め、貼付け及び組付け等の作業要素を一括的に選択するキーを標準データベース4に設定し保存するものである。この作業要素一括選択は、例えば2000〜3000の各部品から同一部品を一括して選択するものである。又、この環境Aは、例えば作業者と作業要素との関連付け情報を標準データベース4に設定し保存するものである。なお、作業者と作業要素との関連付け情報は、例えば作業者と、その作業要素として例えばネジ締め作業において手を添える、上方からネジを締める、ネジを締めのときの作業者の手の動きなどとの関連付けである。
【0033】
組立作業及び解体作業の評価結果を設定するための環境A5は、作業要素毎に工数値と作業難度とを標準データベース4に設定し保存するものである。作業難度は、例えば滑りやすい等を数値で予め定義されている。
【0034】
不具合情報をシミュレーション結果から読み込む環境A6は、不具合発生件数、不具合発生割合、不具合の発見日、不具合レベル、不具合分類、不具合内容、不具合の対策担当者、及び不具合の対策の完了日等の不具合データを標準データベース4に読み込むルールと、その読み込む項目を標準データベース4に設定し保存するものである。
【0035】
評価結果と不具合情報との関連付けを行なう環境A7は、不具合発生件数、不具合発生割合、不具合レベル、不具合分類、不具合内容、作業要素、工数、難度、評価点、作業手順等の関連付け情報を標準データベース4に設定し保存するものである。
【0036】
演算処理装置1は、標準データベース4に格納されている評価指標に基づいて製品の組立作業及び解体作業を評価するときに、実際のデータ作業を行なう作業領域Bを確保する。この作業領域Bは、標準データベース4内であってもよいし、演算処理装置1の内部メモリ内であってもよい。
【0037】
作業領域Bは、以下の各領域B1〜B7が形成される。
【0038】
部品情報領域B1は、部品の種類、部品の材質、メッキや塗装などの表面処理等で選択された項目、例えばテープ、プラスチック等の部品情報を保存するための領域である。
【0039】
組立・解体手順領域B2は、3次元CAD2から取り込んだ部品構成データの親子関係を並び替えて作成した作業手順を保存するための領域である。
【0040】
作業要素情報領域B3は、標準データベース4における組立作業及び解体作業の各要素を設定するための環境A3により設定された部品等の最大寸法、部品形状、組付け方法、組付け方向及びネジ締め等の作業要素を保存するための領域である。
【0041】
不具合情報領域B4は、不具合の発見日、不具合レベル、不具合分類、不具合内容、不具合の対策担当者、不具合の対策の完了日、不具合発生件数、及び不具合発生割合等の不具合データを保存するための領域である。
【0042】
関連付け情報領域B5は、部品情報、作業手順、作業要素情報及び不具合情報などを関連付け情報として保存するための領域である。例えば評価結果である工数、難度、評価点及び作業手順等と、不具合情報である不具合発生件数、不具合発生割合、不具合レベル、不具合分類及び不具合内容との関連付けを行なうためである。
【0043】
評価結果領域B6は、作業領域Bの部品情報、作業手順、作業要素情報を基にして算出した工数、難度及び評価点などを保存するための領域である。
【0044】
不具合発生割合領域B7は、不具合発生件数と不具合発生割合の実績値、不具合関連付けを基にして、開発機種で今後起こり得る不具合発生割合を算出し、この算出結果を保存しかつディスプレイ5等に表示させるための領域である。
【0045】
演算処理装置1は、3次元仮想空間内に、生産ラインを模擬したラインモデルと、製品形状を模擬した製品モデルと、治工具を模擬した治工具モデルと、製品を組立・解体する作業者の人体モデルとを配置し、これらモデルを3次元仮想空間内でシミュレーションし、このシミュレーションに対応する作業要素の工数と難度を設定し、製品の組立作業及び解体作業に対する工数、難度、評価点を自動的に算出する機能を有する。
【0046】
さらに、演算処理装置1は、製品の組立作業及び解体作業に対する工数、難度、評価点とシミュレーション結果から読み込んだ不具合情報との関連付けを行い、製品の組立作業及び解体作業で起こり得る不具合の割合を推定する機能を有する。
【0047】
具体的に演算処理装置1は、以下の各機能を有する。
【0048】
プロジェクト作成手段8は、組立作業及び解体作業に対する工数、難度、評価点を求める対象の製品、例えばパーソナルコンピュータ、携帯電話機又は液晶を選択し、この選択された製品に対応するファイルを、標準データベース4に保存されている評価指標と作業領域Bに保存されている内容とを参照して作成する機能を有する。
【0049】
データ読込み手段9は、標準データベース4に保存されている読込みルールに従って3次元CAD2からプロジェクト作成手段8で選択された製品の部品構成データを抽出して読み込み、この部品構成データを部品情報領域B1に保存する機能を有する。
【0050】
データ並べ替え手段10は、データ読込み手段9によって部品情報領域B1に保存された部品構成データを読み取り、この部品構成データにおいて親部品を頭にして子部品を関連付けている部品表を、子部品を頭にして親部品を関連付けて作業手順に変換し、この作業手順を組立・解体手順領域B2に保存し、かつディスプレイ6に表示する機能を有する。
【0051】
環境変更手段11は、標準データベース4に保存されている環境を変更する機能、例えば組立作業及び解体作業を評価するに用いる評価指標を追加、削除、変更する機能を有するもので、部品入力機能と、作業要素一括選択機能と、作業要素入力機能とを有している。
【0052】
部品入力機能は、部品種類、部品材質、メッキや塗装などの表面処理等を選択するための画面をディスプレイ6に表示し、かつ選択された項目を部品情報領域B1に保存する機能を有する。
【0053】
作業要素一括選択機能は、ネジ締め、貼付け、組付け等の作業要素の一括選択キーを選択する画面をディスプレイ6に表示し、かつ一括選択キーと個々の作業要素の情報を評価結果領域B6に保存し、かつこの作業要素情報をディスプレイ6に表示する機能を有する。
【0054】
作業要素入力機能は、部品形状、組付け方向、付帯作業等の作業要素を選択するための画面をディスプレイ6に表示し、かつ選択された項目を作業要素情報領域B3に保存し、かつこの作業要素情報をディスプレイ6に表示する機能を有する。
【0055】
評価結果算出手段12は、3次元仮想空間内に、ラインモデルと製品モデルと治工具モデルと作業者の人体モデルとを配置し、標準データベース4に保存されている環境に従って作業領域Bに保存された部品情報、作業手順、作業要素情報を基にして、上記各モデルを3次元仮想空間内でシミュレーションし、このシミュレーションに対応する作業要素の工数と難度を設定し、製品の組立作業及び解体作業に対する工数、難度、評価点を自動的に算出し、これら工数、難度、評価点を評価結果領域B6に保存しかつディスプレイ6に表示する機能を有する。
【0056】
不具合算出手段13は、評価結果算出手段12でのシミュレーション結果から組立作業及び解体作業での不具合を読み込んで評価結果との関連付け、不具合の発生割合を推定する機能を有するもので、不具合読込み機能と、不具合関連付け機能と、不具合発生割合算出機能とを有する。
【0057】
不具合読込み機能は、標準データベース4に保存されている読込みルールに従って、不具合データを評価結果算出手段12のシミュレーション結果から自動的に読み取り、この不具合データを不具合情報領域B4に保存する機能を有する。
【0058】
不具合関連付け機能は、標準データベース4に保存されている不具合関連付けルールに従って、部品情報、作業手順、作業要素情報、不具合情報を関連付け情報領域B5に保存する機能を有する。
【0059】
不具合発生割合算出機能は、不具合発生件数と不具合発生割合の実績値、不具合関連付けを基にして、開発している製品機種で今後起こり得る不具合の発生割合を算出し、この不具合発生割合を評価結果領域B6に保存しかつディスプレイ6に表示する機能を有する。
【0060】
帳票出力手段14は、評価結果算出手段12により算出した工数、難度、評価点などを基にして、部品組立リスト、評価データシート、ネジ本数グラフ等の帳票を作成し、これら帳票をディスプレイ6に表示したり、又は表計算ソフトウエハ(例えば上記Excel)を用いて表示したり、プリンタ7によりプリントアウトする機能を有する。
【0061】
次に、上記の如く構成された装置の動作について図2に示す作業性評価流れ図に従って説明する。
【0062】
3次元CAD2は、オペレータとの対話により製品の設計を行ない、この製品の3次元CADモデル及び当該製品を構成する各部品の構成データを保存する。この部品構成データは、製品を構成する全ての部品を並べてなる部品表であり、親部品に対する子部品の関連付けが記載されている。
【0063】
この3次元CAD2は、例えば各製造工場によって異なる各ローカルルールによって各部品構成データを作成する。
【0064】
オペレータによって入力部5から作業性評価の開始の操作が入力されると、プロジェクト作成手段8は、先ず、組立作業及び解体作業に対する工数、難度、評価点を求める対象の製品、例えば図3に示すようなパーソナルコンピュータ、携帯電話機又は液晶などを選択するための画面をディスプレイ7に表示する。
【0065】
オペレータによって例えばパーソナルコンピュータが入力部5から選択操作されると、プロジェクト作成手段8は、ステップ#1において、選択された製品(パーソナルコンピュータ)に対応するファイルを、標準データベース4に保存されている環境(評価指標)を作業領域Bに移してその内容とを参照して作成する。すなわち、オペレータによって選択されたパーソナルコンピュータの組立作業及び解体作業を評価するのに最適な評価指標が標準データベース4から抽出される。
【0066】
次に、データ読込み手段9は、ステップ#2において、標準データベース4に保存されている読込みルールに従い、3次元CAD2からパーソナルコンピュータの部品構成データを抽出して読み込み、この部品構成データを部品情報領域B1に保存する。
【0067】
次に、データ並べ替え手段10は、ステップ#3において、部品情報領域B1に保存された部品構成データを読み取り、この部品構成データにおける親部品を頭にして子部品を関連付けている部品表を、子部品を頭にして親部品を関連付けした作業手順に変換する。そして、データ並べ替え手段10は、当該作業手順を組立・解体手順領域B2に保存し、かつディスプレイ6に表示する。
【0068】
図4は3次元CAD2からの部品構成データの親部品に対する子部品の関係を子部品に対する親部品の関係に変換した作業手順の表示画面の一例を示す。この作業手順の表示画面には、部品名や作業内容等のアクションなどの他に、レベル「1」「2」…、として各部品の作業手順が表示されている。
【0069】
図5は作業手順の表示画面の拡大図を示す。この作業手順の表示画面におけるレベル「1」「2」…、は、レベル「1」がメインの作業を示し、レベル「2」がレベル「1」のメインの作業に対するサブの作業を示し、レベル「3」がレベル「2」のサブの作業に対するさらにサブの作業を示す。
【0070】
又、作業手順の表示画面には、作業手順を示す通し番号「1」「2」…、が付され、次に部品名、最後部に部品数が表示されている。
【0071】
この作業手順の表示画面例では、先ず、作業手順「1」において部品Part 1100−22を準備し、組立を開始する。
【0072】
作業手順「2」において部品Neji3000−23を5本ネジ締めする。
【0073】
作業手順「3」においてサブ組立で部品Part 1000−22を準備する。
【0074】
作業手順「4」において部品Part 1000−44を3つ貼り付ける。
【0075】
作業手順「5」において部品Part 1000−22と貼り付けた3つの部品Part 1000−44を組み合わせ、サブ組立部品Assy2120−77をメインに組み込む。
【0076】
作業手順「6」において標準部品Std 4000−91を連結し、組立終了する、ことを表わしている。
【0077】
次に、環境変更手段11は、ステップ#4〜#6において、標準データベース4に保存されている環境を変更する機能、例えば組立作業及び解体作業を評価するに用いる評価指標を追加、削除、変更する。
【0078】
すなわち、部品入力機能は、ステップ#4において、例えばパーソナルコンピュータを組立作業するのに3次元CAD2からの部品構成データでは不足している部品の情報を新規入力する。この部品入力機能は、部品種類、部品材質、メッキや塗装などの表面処理等を選択するための画面をディスプレイ6に表示し、かつオペレータによる入力部5の操作を受け、不足している部品の部品種類、部品材質、メッキや塗装などの表面処理等をディスプレイ6に表示し、かつ選択された項目を部品情報領域B1に保存する。
【0079】
図6は部品入力を行なうための画面の一例を示し、この画面には、オペレータにより操作入力された例えば部品のタイプとしてパーツ、種類としてPCB、キーとしてPCB2、部品名として部品1、材質としてプラスチック、処理として処理1などが新規入力設定されている。
【0080】
なお、この部品入力の画面では、不足している部品情報の入力だけでなく、既に3次元CAD2からの部品構成データに含まれる部品の情報に対し、その部品のタイプや種類、キー、部品名、材質、処理などの情報を変更、削除することが可能である。
【0081】
次に、例えばパーソナルコンピュータを組立作業するのにどのような作業要素があるのかを確認するために、作業要素一括選択機能は、ステップ#5において、ネジ締め、貼付け、組付け等の作業要素の一括選択キーを選択する画面をディスプレイ6に表示し、かつ一括選択キーと個々の作業要素の情報を評価結果領域B6に保存し、かつこの作業要素情報をディスプレイ6に表示する。
【0082】
ディスプレイ6に表示された一括選択キーにより作業要素のうち例えばネジ締めを指定すると、例えばパーソナルコンピュータの組立作業で行われる全てのネジ締め作業が抽出されてディスプレイ6に表示される。
【0083】
又、作業要素入力機能は、ステップ#6において、部品形状、組付け方向、付帯作業等の作業要素を選択するための画面をディスプレイ6に表示し、かつ選択された項目を作業要素情報領域B3に保存し、かつこの作業要素情報をディスプレイ6に表示する。
【0084】
次に、オペレータによって入力部5から評価実行の操作指示が入力されると、評価結果算出手段12は、評価実行の前に、例えば図7に示すような評価入力画面をディスプレイ6に表示する。
【0085】
この評価入力画面では、組立作業として例えば組立1、組立2、締結、配線、全体を選択できるようになっており、これら組立作業ごとに評価指標を変更可能になっている。この評価入力画面では、例えば組立1の評価指標として最大寸法、部品重量、ネジ径寸法、部品形状、部品の置き方、治具の使用、組付準備などがある。
【0086】
次に、評価結果算出手段12は、ステップ#7において、3次元仮想空間内に、ラインモデルと製品モデルと治工具モデルと作業者の人体モデルとを配置し、標準データベース4に保存されている評価指標に従って作業領域Bに保存された部品情報、作業手順、作業要素情報を基にして、上記各モデルを3次元仮想空間内でシミュレーションし、このシミュレーションに対応する作業要素の工数と難度を設定し、製品の組立作業及び解体作業に対する工数、難度、評価点を自動的に算出し、これら工数、難度、評価点を評価結果領域B6に保存しかつディスプレイ6に表示する。
【0087】
次に、不具合算出手段13の不具合読込み機能は、ステップ#8において、標準データベース4に保存されている読込みルールに従って、不具合データを評価結果算出手段12のシミュレーション結果から自動的に読み取り、この不具合データを不具合情報領域B4に保存する。
【0088】
次に、不具合関連付け機能は、ステップ#9において、標準データベース4に保存されている不具合関連付けルールに従って、部品情報、作業手順、作業要素情報、不具合情報を関連付け情報領域B5に保存する。
【0089】
次に、不具合発生割合算出機能は、ステップ#10において、不具合発生件数と不具合発生割合の実績値、不具合関連付けを基にして、開発している製品機種で今後起こり得る不具合の発生割合を算出し、この不具合発生割合を評価結果領域B6に保存しかつディスプレイ6に表示する。
【0090】
次に、オペレータによって評価結果出力の操作指示が入力部5から入力されると、帳票出力手段14は、ステップ#11において、評価結果算出手段12により算出した工数、難度、評価点などを基にして、部品組立リスト、評価データシート、ネジ本数グラフ等の帳票を作成し、これら帳票をディスプレイ6に表示したり、又は表計算ソフトウエハ(例えば上記Excel)を用いて表示したり、プリンタ7によりプリントアウトする。
【0091】
図8は例えば工程毎の評価結果を示す図である。この評価結果には、例えば製品名test1の各工程1〜6に対する個数、評価点、難度、工数、作業回数、作業人員などがディスプレイ6に表示されたり、プリンタ7によりプリントアウトされる。
【0092】
又、帳票出力手段14は、評価点、難度、工数などを数値で表示するのに限らず、表示形態を変更し、例えば評価点、難度、工数毎にそれぞれ棒グラフにより表わしたり、又は各工程別に表示するのに限らず、組立1、組立2、締結、配線などの組立作業別にそれぞれ棒グラフにより表示することが可能である。
【0093】
実際の作業性の評価例を挙げると、例えば組立の製品としてパーソナルコンピュータを想定する。
【0094】
パーソナルコンピュータは、全体として例えば4部品(A,B,C,D)から構成されているものとする。これら部品A,B,C,Dの各幅や長さ、厚さ、重さなどが部品情報になる。
【0095】
組立作業を行なう場合、3次元CAD2上では、ラインモデルと、パーソナルコンピュータの製品モデルと、治工具モデルと、作業者の人体モデルとが3次元仮想空間内に配置される。
【0096】
作業手順は、例えば人体モデルが最初に部品Aを取ろうとして左手を伸ばす。このとき、部品Aの幅が人体モデルの手のひらの幅よりも小さくて持ち運びに注意を必要としなければ、人体モデルは片手で持てるが、もし部品Aの幅が人体モデルの手のひらの幅よりも大きくて持ち運びに注意を必要とすれば、人体モデルは片手では取れずに両手が必要になる。両手は片手よりも労力が必要となり、時間もかかると想定される。
【0097】
同様に、パーソナルコンピュータの重さ及び厚さも問題となる。又、生産ラインの環境条件及び人体の特徴等もある。
【0098】
従って、部品Aの幅と人体モデルの手のひらの幅との大きさの関係、パーソナルコンピュータの重さ及び厚さも問題となる。又、生産ラインの環境条件及び人体の特徴等がパーソナルコンピュータを組み立てる上での評価指標になる。
【0099】
以上のような部品情報及び評価指標に基づきラインモデルと、パーソナルコンピュータの製品モデルと、治工具モデルと、作業者の人体モデルとを3次元仮想空間に配置してシミュレーションすると、パーソナルコンピュータの組立作業に対する評価点、難度、工数などが求められる。
【0100】
又、別の実際の作業性の評価例を挙げると、例えば製品寸法が200mmの細長い円筒状のA部品がある。このA部品は、左右方向、上下方向から共に見てもその部品形状は非対称である。これらは部品情報である。
【0101】
作業手順は、作業者が部品棚に置かれたA部品を取り、次に組付け場所の手前にあるB部品を避けながらA部品を斜め横方向から狭い穴に挿入する。この作業で作業者は、片手でなく、両手を使って手前の部品を避けながら作業する。これらは作業要素になる。なお、この作業では、作業時間が掛かる。
【0102】
このような部品情報及び作業内容であっても、製品、この製品を生産する生産ライン、治工具及び作業者のそれぞれを模擬した各モデルを3次元仮想空間内でシミュレーションして製品の組立作業及び解体作業に対する評価点、難度、工数などを求めることができる。
【0103】
このように上記第1の実施の形態においては、標準データベース4に、製品の部品構成を読み込むための環境A1と、部品情報を設定するための環境A2と、組立作業及び解体作業の各要素を設定するための環境A3と、組立作業及び解体作業のうち所望の作業要素を一括して選択するための環境A4と、組立作業及び解体作業の評価結果を設定するための環境A5と、不具合情報をシミュレーション結果から読み込む環境A6と、評価結果と不具合情報との関連付けを行なう環境A7とを格納し、組立作業及び解体作業を評価するに用いる評価指標を追加、削除、変更し、当該評価指標を用いて製品の組立作業及び解体作業のシミュレーションを行なって工数、難度、評価点を算出するので、各製品毎に評価指標を変更して組立・解体作業性の評価を行なうことができ、製品の組立・解体作業性の評価の精密度を高め、信頼性の向上した組立作業及び解体作業の評価ができる。
【0104】
従って、グローバルな世界展開が進む製造業にあって、標準データベース4に保存されている各評価指標を追加、削除、変更することにより、世界各地における製品毎の組立・解体作業の生産性の違いに応じた評価指標を設定することができ、世界各地のそれぞれにおいて製品毎に最適な組立・解体作業性を得て、生産性の向上を図ることができる。
【0105】
次に、本発明の第2の実施の形態について図面を参照して説明する。
【0106】
図9は作業性評価装置の構成図である。3次元CAD20には、製品設計情報データベース21と人体身体部位データベース22とが接続されている。製品設計情報データベース21には、当該3次元CAD20に対するオペレータの対話により設計された製品の3次元CADモデル及び当該製品を構成する各部品の構成データが保存されている。この部品構成データは、各種製品毎の複数のデータが保存されている。
【0107】
人体身体部位データベース22には、作業者の身体部位の特徴のデータが保存されている。身体部位の特徴のデータは、例えば図10(a)〜(c)に示すように、手のリーチ(肩から指先までの長さ)D1と、手の幅(片手の指を一杯に広げたときの親指先と小指先の長さ)D2と、つまみ幅(物を摘まんだときの親指先と人差し指までの長さ)D3と、手の回転量(片手を水平に回したときの回転角度)D4と、身体の回転量(胴体を左右に回転したときの回転角度)D5と、握力(左右の握力)と、押し出し力(片手を水平方向に押し出す力)と、引っ張り力(片手で物を引っ張る力)と、聴力(音を聞き分ける力)と、目の視力(左右の視力)と、色の識別力(色を見分ける力)と、暗視分解能力(薄明下での文字の分解能力)と、さらには身長や体重などである。
【0108】
3次元CAD20は、3次元仮想空間内に、製品形状を模擬した製品モデルと作業者を模擬した人体モデルとを3次元仮想空間内に配置し、これら製品モデルと人体モデルとを用い、製品の特徴と身体部位の特徴とに従って作業者による製品の組立作業及び解体作業をシミュレーションを実行し、このシミュレーション結果から組立時間及び解体時間、組立評価及び解体評価を得る評価結果算出手段としての機能を有するもので、プログラムメモリ23と、3次元CADモデル作成部24と、CAD表示部25とを備えている。
【0109】
プログラムメモリ23には、製品の特徴と身体部位の特徴とに従って製品モデル及び人体モデルを動作させて作業者による製品の組立作業及び解体作業をシミュレーションするための組立性・解体性プログラムが保存されている。この組立性・解体性プログラムは、図11に示すように製品の組立作業を実行させるための組立性プログラムF1と、製品の解体作業を実行させるための解体性プログラムF2と、作業者個々の人体モデルを作成するための人体モデル図作成プログラムF3とからなる。
【0110】
この3次元CAD20は、組立作業及び前記解体作業を評価するときの評価指標として人体身体部位データベース22に保存されている作業者の身体部位の特徴のデータを追加、削除、変更可能とする環境変更手段としての機能を有する。
【0111】
次に、上記の如く構成された装置の動作について図12に示す組立性・解体性評価流れ図に従って説明する。
【0112】
3次元CAD20は、オペレータとの対話により製品の設計を行ない、この製品の3次元CADモデル及び当該製品を構成する各部品の構成データを保存する。この部品構成データは、製品を構成する全ての部品を並べてなる部品表であり、親部品に対する子部品の関連付けが記載されている。
【0113】
オペレータによって入力部5から組立性・解体性評価の開始の操作が入力されると、3次元CAD20は、ステップ#20において、オペレータとの対話により評価を行なう製品選択を行なう。例えば製品としてパーソナルコンピュータ、携帯電話機又は液晶などがCAD表示部25の画面に表示され、これら製品のうちから評価する製品がオペレータによって選択される。
【0114】
製品が選択されると、3次元CAD20は、内部メモリ等に保存されている全ての部品構成データ中から当該製品の部品構成データを抽出し、製品設計情報データベース21に保存する。
【0115】
次に、オペレータとの対話により作業者の身体部位の特徴データが入力される。3次元CAD20は、ステップ#21において、作業者の身体部位の特徴データを取り込んで人体身体部位データベース22に保存する。
【0116】
身体部位の特徴データは、例えば図10(a)〜(c)に示すように、手のリーチD1と、手の幅D2と、つまみ幅D3と、手の回転量D4と、身体の回転量D5と、握力と、押し出し力と、引っ張り力と、聴力と、目の視力と、色の識別力と、暗視分解能力となどであって、これらは作業者個々、さらには世界各地の作業者個々によっても異なる。
【0117】
具体的なデータとしては、例えば手のリーチD1(68)、手の幅D2(20)、つまみ幅D3(13)、手の回転量D4(160)、身体の回転量D5(80)、握力(42)、押し出し力(55)、引っ張り力(41)、聴力(40)、目の視力(0.8)、色の識別力(10)、暗視分解能力(100)である。
【0118】
ここで、既に人体身体部位データベース22に保存されている作業者の身体部位の特徴データに対しては、当該身体部位の特徴のデータを追加、削除、変更可能である。
【0119】
さらに、作業者の条件として、例えば高さ「15」の部品があった場合、その作業者は片手で部品を掴むことがてきず、両手を使って作業台に運ぶなどのデータが人体身体部位データベース22に保存される。
【0120】
次に、3次元CAD20では、ステップ#22において、製品の組立順序の決定を行なう。例えば、3次元CAD20は、部品構成データにおける親部品を頭にして子部品を関連付けている部品表を、子部品を頭にして親部品を関連付けした作業手順に変換し、当該作業手順をディスプレイ6に表示する。
【0121】
この組立順序は、例えば、組立の製品としてラジオ組立を想定すると、ラジオ製品は、全体として例えば3部品(X,Y,Z)から構成されているものとする。先ず、作業者は、最初の部品を取ろうとして左手を伸ばす。次に、部品の幅が作業者の手の幅よりも小さければ、作業者は片手で部品を取る。これに対して部品の幅が作業者の手の幅よりも大きければ、作業者は両手で部品を取る。
【0122】
次に、3次元CAD20は、ステップ#23において、評価範囲の決定を行ない、上記ラジオ組立ではラジオ製品を構成する部品の重さ、厚さ、ラインの環境条件と作業者の身体特徴との関係などが評価の範囲となる。
【0123】
次に、3次元CAD20は、ステップ#24において、評価の重み付けを行なう。
【0124】
次に、3次元CAD20は、ステップ#25において、例えばラジオ製品の組立作業の評価を行なう。すなわち、3次元CAD20は、3次元仮想空間内に製品モデルと作業者の人体モデルとを配置し、これら製品モデルと人体モデルとを用い、製品設計情報データベース21に保存されている製品の部品構成データとと人体身体部位データベース22に保存されている身体部位の特徴データとに従って作業者による製品の組立作業及び解体作業をシミュレーションを実行し、このシミュレーション結果から組立時間及び解体時間、組立評価及び解体評価を得る。
【0125】
すなわち、3次元CAD20では、作業者がラジオ組立作業を行なう場合、ラジオ製品の製品モデルと作業者を模擬した人体モデルとをCAD表示部25の画面上に表示し、これら製品モデル及び人体モデルを動作させてシミュレーションを実行する。このシミュレーションでは、作業者の人体モデルが最初の部品を取ろうとして左手を伸ばし、次に、部品の幅が作業者の手の幅よりも小さければ、作業者の人体モデルは片手で部品を取る。これに対して部品の幅が作業者の手の幅よりも大きければ、作業者の人体モデルは両手で部品を取る。
【0126】
このとき3次元CAD20は、図13に示す評価流れ図に従ってラジオ製品の組立作業の評価を採点する。すなわち3次元CAD20は、ステップ#30において、製品と身体部位の特徴データとを選択し、次のステップ#31において、製品と身体部位の特徴データとの比較要素を選択する。
【0127】
次に、3次元CAD20は、ステップ#32において製品の最大寸法と作業種の手のリーチD1とを比較し、次のステップ#33において製品ユニットと作業者の手の幅D2とを比較し、次のステップ#34において製品ユニットの高さ方向と作業者のつまみ幅D3とを比較する。
【0128】
次に、3次元CAD20は、ステップ#35において、シミュレーション結果及び製品と身体部位の特徴データとの比較結果とに基づいて相対評価することで、組立時間及びその組立評価結果を得る。
【0129】
次に、3次元CAD20は、ステップ#26において、組立時間及びその組立評価結果をディスプレイ6に表示したり、又は表計算ソフトウエハ(例えば上記Excel)を用いて表示したり、プリンタによりプリントアウトする。組立時間及びその組立評価結果は、数値で表示するのに限らず、表示形態を変更し、例えば棒グラフにより表わしたりすることが可能である。
【0130】
このように上記第2の実施の形態においては、人体身体部位データベース22に作業者の身体部位の特徴データとして例えば手のリーチD1と、手の幅D2と、つまみ幅D3と、手の回転量D4と、身体の回転量D5と、握力と、押し出し力と、引っ張り力と、聴力と、目の視力と、色の識別力と、暗視分解能力を保存し、3次元CAD20において、製品モデルと作業者を模擬した人体モデルとを3次元仮想空間内に配置し、製品の特徴と身体部位の特徴データとに従って作業者による製品の組立作業及び解体作業をシミュレーションを実行し、このシミュレーション結果から組立時間及び解体時間、組立評価及び解体評価を得るので、作業者ごとに信頼性を向上した組立作業及び解体作業の評価ができ、この評価結果から製品に合せた身体能力を持った作業者を選択し、かつ身体部位の特徴に合せた製品の組立作業及び解体作業の選択ができ、これによって製品の生産性を向上できる。
【0131】
従って、グローバルな世界展開が進む製造業にあって、世界各地においても製品に合せた身体能力を持った作業者を選択し、かつ身体部位の特徴に合せた製品の組立作業及び解体作業の選択ができ、世界各地のそれぞれにおいて製品毎に最適な組立・解体作業性を得て、生産性の向上を図ることができる。
【0132】
なお、作業者の身体部位の特徴データに基づく身体能力から組立作業性及び解体作業性を評価するものとなっているが、これは個人の身体的差別や障害者差別をするものでなく、まして民族間格差や民族差別をするものでなく、あくまでも製品製造に合せた作業者を選択し、かつ作業者の特徴に合せた製品の組立作業及び解体作業の選択を行なって、製品の生産性向上を図るものである。
【0133】
なお、本発明は、上記第1及び第2の実施の形態に限定されるものでなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で種々に変形することが可能である。
【0134】
さらに、上記実施形態には、種々の段階の発明が含まれており、開示されている複数の構成要件における適宜な組み合わせにより種々の発明が抽出できる。例えば、実施形態に示されている全構成要件から幾つかの構成要件が削除されても、発明が解決しようとする課題の欄で述べた課題が解決でき、発明の効果の欄で述べられている効果が得られる場合には、この構成要件が削除された構成が発明として抽出できる。
【0135】
例えば、本発明は、製品の組立、解体に限らず、機械のオペレーションや検査作業、梱包作業等の動作のあらゆる行動にも当て嵌めることが可能である。さらに、スポーツや演技等にも応用できる。
【0136】
【発明の効果】
以上詳記したように本発明によれば、製品毎に応じた評価指標を用いて精度高く、信頼性の向上した組立作業及び解体作業の評価ができる作業性評価方法及びその装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係わる作業性評価装置の第1の実施の形態を示す構成図。
【図2】本発明に係わる作業性評価装置の第1の実施の形態における作業性評価流れと作業性評価の処理状況とを示す図。
【図3】本発明に係わる作業性評価装置の第1の実施の形態における対象の製品を選択するための画面を示す図。
【図4】本発明に係わる作業性評価装置の第1の実施の形態における作業手順の一例を示す表示画面図。
【図5】本発明に係わる作業性評価装置の第1の実施の形態における作業手順の表示画面の拡大図。
【図6】本発明に係わる作業性評価装置の第1の実施の形態における部品入力を行なう一例を示す表示画面図。
【図7】本発明に係わる作業性評価装置の第1の実施の形態における評価入力画面の一例を示す図。
【図8】本発明に係わる作業性評価装置の第1の実施の形態における工程毎の評価結果を示す図。
【図9】本発明に係わる作業性評価装置の第2の実施の形態を示すブロック構成図。
【図10】本発明に係わる作業性評価装置の第2の実施の形態における作業者の身体部位の特徴のデータを示す図。
【図11】本発明に係わる作業性評価装置の第2の実施の形態における組立性・解体性プログラムの構成図。
【図12】本発明に係わる作業性評価装置の第2の実施の形態における組立性・解体性評価流れ図。
【図13】本発明に係わる作業性評価装置の第2の実施の形態における評価算出流れ図。
【符号の説明】
1:演算処理装置
2:3次元CAD
3:ネットワーク
4:標準データベース
5:入力部
6:ディスプレイ
7:プリンタ
8:プロジェクト作成手段
9:データ読込み手段
10:データ並べ替え手段
11:環境変更手段
12:評価結果算出手段
13:不具合算出手段
14:帳票出力手段
A1:製品の部品構成を読み込むための環境
A2:部品情報を設定するための環境
A3:組立作業及び解体作業の各要素を設定するための環境
A4:所望の作業要素を一括して選択するための環境
A5:組立作業及び解体作業の評価結果を設定するための環境
A6:不具合情報をシミュレーション結果から読み込む環境
A7:評価結果と不具合情報との関連付けを行なう環境
20:3次元CAD
21:製品設計情報データベース
21:人体身体部位データベース
23:プログラムメモリ
24:3次元CADモデル作成部
25:CAD表示部[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention simulates, for example, each three-dimensional model of a production line, a jig and a tool, and evaluates a product assembling operation and a disassembly operation, or evaluates an assembling operation and a disassembly operation for each worker. And its device.
[0002]
[Prior art]
The main method of evaluating the assemblability and disassembly of a product in a production line is to evaluate the product in accordance with an evaluation index set in advance based on the shape of the product and the work elements of the assembling and disassembling operations.
[0003]
In the manufacturing industry, global expansion has progressed, and product manufacturing that has been performed in Japan is now being performed around the world. For this reason, the conventional workability evaluation method, that is, assembly / disassembly without changing the evaluation index for each product, is based only on the information of the evaluation index set in advance based on the product shape and the work element of the assembly / disassembly work. In order to evaluate the workability, the evaluation of the assembly / disassembly workability is likely to lack its precision.
[0004]
Therefore, it is not possible to fully understand the difference in productivity of assembly and disassembly work for each product in various parts of the world, and it is not possible to obtain optimal assembly and disassembly workability for each product in each part of the world, thereby improving productivity. It is difficult to achieve.
[0005]
The same applies to the method of evaluating the assembling workability and the dismantling workability for each worker, and even more so, the evaluation of the assembling and dismantling workability of each worker in various parts of the world tends to lack precision. .
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
As described above, in order to evaluate the assembling / disassembling workability without changing the evaluation index for each product, the evaluation of the assembling / disassembling workability tends to lack precision.
[0007]
SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a workability evaluation method and a workability evaluation method capable of evaluating an assembly operation and a disassembly operation with high accuracy and improved reliability using an evaluation index corresponding to each product.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
The present invention relates to a workability evaluation method for evaluating a product assembling operation and a dismantling operation by simulating a model simulating a product, a production line for producing the product, a jig and a worker in a three-dimensional virtual space. , A setting of an environment when evaluating an assembling operation and a disassembling operation is changeable, and the assembling operation and the disassembling operation of the product are evaluated using the evaluation index.
[0009]
The present invention provides the workability evaluation method, wherein the environment setting includes adding, deleting, and changing evaluation indices used for evaluating the assembling work and the dismantling work, and using the evaluation indices, man-hours for product assembling work and dismantling work. , Difficulty, and evaluation points.
[0010]
In the workability evaluation method according to the present invention, the environment setting includes at least an environment for reading a component configuration of a product, an environment for setting component information, and each element of an assembly operation and a disassembly operation. Environment, an environment for collectively selecting a desired operation element from the assembly operation and the disassembly operation, and an environment for setting an evaluation result of the assembly operation and the disassembly operation.
[0011]
According to the present invention, in the workability evaluation method, a defect in the assembling operation and the disassembly operation is read from the simulation result, and the defect is associated with the evaluation result, and the occurrence ratio of the defect is estimated.
[0012]
According to the present invention, in the workability evaluation method, the environment setting includes an environment for reading defect information from a simulation result and an environment for associating the evaluation result with the defect information.
[0013]
The present invention relates to a workability evaluation method for simulating a human body model simulating a worker in a three-dimensional virtual space to evaluate a product assembling work and a disassembling work by the worker. The environment setting can be changed, and the product assembling work and dismantling work are evaluated using the evaluation index.
[0014]
According to the present invention, in the above workability evaluation method, the evaluation of the assembling work and the disassembly work is simulated on the basis of the characteristics of the body part of the worker and the characteristics of the product. And dismantling evaluation.
[0015]
The present invention relates to a workability evaluation device that simulates a model simulating a product, a production line for producing the product, a jig and a tool in a three-dimensional virtual space, and evaluates a product assembling operation and a dismantling operation. A workability evaluation device, comprising: a database in which an environment for evaluating an assembling operation and a disassembly operation is stored; and an environment changing unit configured to change an environment set in the database. is there.
[0016]
According to the present invention, in the workability evaluation device, at least an environment for reading a component configuration of a product, an environment for setting component information, and each element of an assembly operation and a disassembly operation are set in the database. , An environment for collectively selecting a desired operation element from among the assembling work and the dismantling work, and an environment for setting evaluation results of the assembling work and the dismantling work, and various data.
[0017]
The present invention provides the workability evaluation device, wherein the environment changing means has a function of adding, deleting, and changing an evaluation index used for evaluating the assembling work and the disassembly work stored in the database. And an evaluation result calculating means for calculating man-hours, difficulty, and evaluation points for assembling and disassembling operations of the product.
[0018]
According to the present invention, in the above workability evaluation apparatus, there is provided a failure calculating means for reading a failure in the assembling work and the disassembly work from the simulation result, associating the failure with the evaluation result, and estimating a failure occurrence ratio.
[0019]
According to the present invention, in the workability evaluation apparatus, the database stores data of an environment for reading defect information from a simulation result and an environment for associating the evaluation result with the defect information.
[0020]
The present invention relates to a workability evaluation device that simulates a human body model simulating a worker in a three-dimensional virtual space and evaluates the assembling and disassembling work of the product by the worker. A workability evaluation apparatus comprising: a database in which an environment is stored; and an environment changing unit configured to change settings of the environment stored in the database.
[0021]
The present invention provides the workability evaluation apparatus, wherein the simulation is performed based on the characteristics of the body part of the worker and the characteristics of the product, and an evaluation result calculating means for obtaining assembly time and disassembly time, assembly evaluation and disassembly evaluation from the simulation result. With.
[0022]
The present invention, in the workability evaluation device, in the database, the reach of the hand as the characteristic data of the body part of the worker, the hand width, the knob width, the hand rotation amount, the body rotation amount, The grip strength, the pushing power, the pulling power, the hearing power, the visual acuity of the eyes, the color discrimination power, and the night vision resolution power are stored and can be added, deleted, and changed.
[0023]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, a first embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
[0024]
FIG. 1 is a configuration diagram of the workability evaluation device. A three-dimensional CAD (Computer Aided Design) 2 is connected to the
[0025]
The three-
[0026]
The
[0027]
Specifically, as shown in FIG. 2, an environment A for reading a component configuration of a product is stored in the
[0028]
Environment A for reading the component configuration of the product 1 Is used to set items for reading necessary components from the component configuration data read from the three-
[0029]
Note that the component names are, for example, CPU, screws, connectors, etc., the component hierarchy is the parent-child relationship of each component, and the extraction conditions are those for reading the components necessary for assembling the product from the component configuration data read from the three-
[0030]
Environment A for setting part information 2 Is to set and store in the
[0031]
Environment A for setting each element of assembly work and dismantling work 3 Is to set and save work elements such as maximum dimensions of parts and the like, part shapes, assembling methods, assembling directions and screw tightening in the
[0032]
Environment A for collectively selecting desired work elements from assembly work and dismantling work 4 Is to set and save in the standard database 4 a key for collectively selecting work elements such as screw tightening, sticking and assembling. In this work element batch selection, for example, the same part is collectively selected from 2000 to 3000 parts. The environment A is for setting and storing association information between a worker and a work element in the
[0033]
Environment A for setting evaluation results of assembly work and dismantling work 5 Is to set and save the man-hour value and the work difficulty for each work element in the
[0034]
Environment A for reading defect information from simulation results 6 Is a rule for reading the defect data such as the number of defects, the defect ratio, the date of finding the defect, the defect level, the defect classification, the defect content, the person in charge of the defect countermeasure, and the completion date of the countermeasure for the defect into the
[0035]
Environment A for associating evaluation results with defect information 7 Is for setting and storing in the
[0036]
The
[0037]
The work area B includes the following areas B 1 ~ B 7 Is formed.
[0038]
Parts information area B 1 Is an area for storing items selected by component type, component material, surface treatment such as plating and painting, and component information such as tape and plastic.
[0039]
Assembly and disassembly procedure area B 2 Is an area for storing a work procedure created by rearranging the parent-child relationship of the component configuration data taken in from the three-
[0040]
Work element information area B 3 Is an environment A for setting each element of the assembling work and the dismantling work in the
[0041]
Defect information area B 4 Is an area for storing defect data such as the date on which the defect was detected, the defect level, the defect classification, the defect content, the person in charge of the defect countermeasure, the completion date of the countermeasure for the defect, the number of defect occurrences, and the defect occurrence ratio.
[0042]
Association information area B 5 Is an area for storing component information, work procedures, work element information, defect information, and the like as association information. For example, this is for associating the man-hours, difficulty, evaluation points, work procedures, and the like, which are the evaluation results, with the number of faults, the fault occurrence ratio, the fault level, the fault classification, and the fault contents, which are the fault information.
[0043]
Evaluation result area B 6 Is an area for storing man-hours, difficulty, evaluation points, and the like calculated based on the component information, the work procedure, and the work element information of the work area B.
[0044]
Failure occurrence ratio area B 7 Is an area for calculating the percentage of possible failures occurring in the development model based on the number of failures, the actual value of the percentage of failures, and the association of the failures, storing the calculation result, and displaying it on the
[0045]
The
[0046]
Further, the
[0047]
Specifically, the
[0048]
The project creating means 8 selects a target product, for example, a personal computer, a mobile phone or a liquid crystal, for which the man-hours, difficulty, and evaluation points for the assembling work and the disassembling work are determined, and stores a file corresponding to the selected product in the
[0049]
The
[0050]
The data rearranging means 10 is provided with the component information area B by the data reading means 9. 1 Reads the component configuration data saved in the part configuration data, converts the parts table that associates the child parts with the parent parts in the component configuration data into work procedures by associating the parent parts with the child parts as the head, Assembly / disassembly procedure area B 2 And has a function of displaying on the
[0051]
The environment changing means 11 has a function of changing an environment stored in the
[0052]
The part input function displays a screen for selecting a part type, a part material, a surface treatment such as plating and painting on the
[0053]
The work element batch selection function displays a screen for selecting a work element batch selection key such as screw tightening, pasting, and assembly on the
[0054]
The work element input function displays a screen for selecting a work element such as a part shape, an assembling direction, ancillary work on the
[0055]
The evaluation result calculating means 12 arranges the line model, the product model, the jig / tool model, and the human body model of the operator in the three-dimensional virtual space, and stores the line model, the product model, the tool model, and the human body model in the work area B according to the environment stored in the
[0056]
The defect calculating means 13 has a function of reading a defect in the assembling work and the disassembling operation from the simulation result in the evaluation result calculating means 12, associating the defect with the evaluation result, and estimating a defect occurrence rate. , A failure association function and a failure occurrence ratio calculation function.
[0057]
The failure reading function automatically reads the failure data from the simulation result of the evaluation result calculation means 12 according to the reading rules stored in the
[0058]
The failure associating function associates the part information, the work procedure, the work element information, and the failure information with each other in accordance with a failure association rule stored in the
[0059]
The defect occurrence ratio calculation function calculates the occurrence ratio of defects that can occur in the product model under development based on the number of defects, the actual value of the defect occurrence ratio, and the defect association, and evaluates the defect occurrence ratio as an evaluation result. Area B 6 And has a function of displaying on the
[0060]
The form output means 14 creates forms such as a parts assembly list, an evaluation data sheet, a screw number graph, etc., based on the man-hours, the degree of difficulty, the evaluation points, etc. calculated by the evaluation result calculating means 12, and displays these forms on the
[0061]
Next, the operation of the apparatus configured as described above will be described with reference to the workability evaluation flowchart shown in FIG.
[0062]
The three-
[0063]
In the three-
[0064]
When the operator inputs an operation for starting workability evaluation from the
[0065]
When an operator selects and operates a personal computer from the
[0066]
Next, in
[0067]
Next, in
[0068]
FIG. 4 shows an example of a display screen of a work procedure in which the relationship of the child component to the parent component in the component configuration data from the three-
[0069]
FIG. 5 shows an enlarged view of the display screen of the work procedure. .. In the display screen of the work procedure, the level “1” indicates the main work, the level “2” indicates the sub-work relative to the main work of the level “1”, and the level “1” indicates the main work. “3” indicates a further sub-operation with respect to the sub-operation of the level “2”.
[0070]
On the display screen of the work procedure, serial numbers “1”, “2”,... Indicating the work procedure are given, the part name is displayed next, and the number of parts is displayed at the end.
[0071]
In the example of the display screen of the work procedure, first, in the work procedure “1”, the part 1100-22 is prepared, and assembly is started.
[0072]
In the operation procedure “2”, five screws Neji3000-23 are tightened.
[0073]
In the operation procedure "3", a part 1000--22 is prepared by sub-assembly.
[0074]
In the operation procedure “4”, three parts Part 1000-44 are attached.
[0075]
In the operation procedure "5", the part Part 1000-22 and the three parts Part 1000-44 pasted together are combined, and the sub-assembly part Assy2120-77 is incorporated into the main part.
[0076]
In the operation procedure "6", the standard parts Std 4000-91 are connected and the assembly is completed.
[0077]
Next, in
[0078]
That is, in
[0079]
FIG. 6 shows an example of a screen for inputting parts. The screen shows, for example, parts as parts type, PCB as type, PCB2 as key,
[0080]
In this part input screen, not only the input of the missing part information but also the type and type of the part, the key, the part name, and the part information already contained in the part configuration data from the three-
[0081]
Next, in order to confirm what kind of work elements are involved in assembling the personal computer, for example, the work element collective selection function performs a
[0082]
When, for example, screw tightening is designated among the work elements by the collective selection key displayed on the
[0083]
In
[0084]
Next, when the operator inputs an operation instruction to execute the evaluation from the
[0085]
On this evaluation input screen, assembling work, for example, assembling 1, assembling 2, fastening, wiring, and the whole can be selected, and the evaluation index can be changed for each of these assembling works. In this evaluation input screen, for example, the evaluation index of the
[0086]
Next, the evaluation result calculation means 12 arranges the line model, the product model, the jig / tool model, and the human body model of the worker in the three-dimensional virtual space in
[0087]
Next, the defect reading function of the defect calculating means 13 automatically reads the defect data from the simulation result of the evaluation result calculating means 12 in accordance with the reading rule stored in the
[0088]
Next, in
[0089]
Next, in
[0090]
Next, when an operation instruction for output of the evaluation result is input from the
[0091]
FIG. 8 is a diagram showing an evaluation result for each process, for example. As the evaluation result, for example, the number, evaluation points, difficulty, man-hours, number of operations, and the number of workers for each of the
[0092]
Also, the form output means 14 is not limited to displaying the evaluation points, the degree of difficulty, the number of man-hours and the like in numerical values, but changes the display form, for example, represents each evaluation point, the degree of difficulty, the number of man-hours by a bar graph, or for each process. Not only the display but also a bar graph can be displayed for each assembly operation such as
[0093]
As an example of evaluation of actual workability, a personal computer is assumed as an assembled product, for example.
[0094]
The personal computer is assumed to be composed of, for example, four parts (A, B, C, D) as a whole. The width, length, thickness, weight, and the like of each of the components A, B, C, and D serve as component information.
[0095]
When performing an assembling operation, on the three-
[0096]
In the work procedure, for example, the human body model first reaches out to take part A and then reaches for the left hand. At this time, if the width of the part A is smaller than the width of the palm of the human body model and care is not required for carrying, the human body model can be held with one hand, but if the width of the part A is larger than the width of the palm of the human body model. If you need to be careful when carrying a human body model, you need two hands instead of taking it with one hand. Both hands require more effort than one hand and are expected to take longer.
[0097]
Similarly, the weight and thickness of the personal computer also becomes a problem. There are also environmental conditions of the production line and characteristics of the human body.
[0098]
Therefore, the relationship between the width of the part A and the width of the palm of the human body model, and the weight and thickness of the personal computer also become problems. In addition, the environmental conditions of the production line, the characteristics of the human body, and the like serve as evaluation indexes when assembling the personal computer.
[0099]
When a line model, a product model of a personal computer, a jig / tool model, and a human body model of an operator are placed in a three-dimensional virtual space and simulated based on the above component information and evaluation indices, the assembly work of the personal computer is performed. , Evaluation points, difficulty, man-hours, etc. are required.
[0100]
Another example of actual workability evaluation is, for example, an elongated cylindrical A part having a product size of 200 mm. The shape of the A part is asymmetric even when viewed from both the left and right directions and the vertical direction. These are component information.
[0101]
In the work procedure, the operator takes the A component placed on the component shelf, and then inserts the A component into the narrow hole obliquely from the side while avoiding the B component in front of the assembling location. In this operation, the operator works with both hands instead of one hand while avoiding the front parts. These become working elements. Note that this operation requires an operation time.
[0102]
Even with such parts information and work contents, a product, a production line for producing the product, a jig and a model simulating each of a worker are simulated in a three-dimensional virtual space to assemble and assemble the product. Evaluation points, difficulty, man-hours, and the like for dismantling work can be obtained.
[0103]
As described above, in the first embodiment, the environment A for reading the component configuration of the product into the
[0104]
Therefore, in the manufacturing industry where global development is progressing globally, by adding, deleting and changing each evaluation index stored in the
[0105]
Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
[0106]
FIG. 9 is a configuration diagram of the workability evaluation device. A product
[0107]
The human
[0108]
The three-
[0109]
The
[0110]
The three-
[0111]
Next, the operation of the apparatus configured as described above will be described with reference to the assembly / disassembly evaluation flowchart shown in FIG.
[0112]
The three-
[0113]
When the operator inputs an operation to start assemblability / disassembly evaluation from the
[0114]
When a product is selected, the three-
[0115]
Next, the feature data of the body part of the worker is input through a dialog with the operator. In
[0116]
The feature data of the body part is, for example, as shown in FIGS. 1 And hand width D 2 And knob width D 3 And the amount of hand rotation D 4 And the amount of body rotation D 5 , Grip, pushing, pulling, hearing, eyesight, color discrimination, night vision resolution, etc. These are individual workers, and also workers around the world. It varies from individual to individual.
[0117]
Specific data is, for example, hand reach D 1 (68), hand width D 2 (20), knob width D 3 (13) Hand rotation amount D 4 (160), body rotation D 5 (80), grip strength (42), pushing force (55), pulling force (41), hearing (40), eye vision (0.8), color discrimination (10), night vision resolution (100) It is.
[0118]
Here, with respect to the characteristic data of the body part of the worker already stored in the human body
[0119]
Further, as a condition of the worker, for example, when there is a part having a height of “15”, the worker cannot grasp the part with one hand, and data such as carrying the part to the work table with both hands is used. Stored in the
[0120]
Next, in the three-
[0121]
In this assembling sequence, for example, assuming a radio assembly as a product of assembly, the radio product is assumed to be composed of, for example, three parts (X, Y, Z) as a whole. First, the worker extends his left hand to take the first part. Next, if the width of the part is smaller than the width of the hand of the worker, the worker takes the part with one hand. On the other hand, if the width of the part is larger than the width of the hand of the worker, the worker takes the part with both hands.
[0122]
Next, in
[0123]
Next, the three-
[0124]
Next, in
[0125]
That is, in the three-
[0126]
At this time, the three-
[0127]
Next, in
[0128]
Next, in
[0129]
Next, in
[0130]
As described above, in the second embodiment, for example, the reach D of the hand is stored in the human
[0131]
Therefore, in the manufacturing industry where global development is progressing globally, select workers with physical ability tailored to products in various parts of the world, and select assembly work and dismantling work of products according to the characteristics of body parts This makes it possible to obtain optimal assembling / disassembling workability for each product in various parts of the world, thereby improving productivity.
[0132]
In addition, assembly workability and disassembly workability are evaluated based on the physical ability based on the characteristic data of the body part of the worker, but this does not discriminate against individual physical discrimination or disability. Improve product productivity by selecting workers who are suitable for product manufacture and selecting product assembling and disassembling operations according to the characteristics of the workers, without doing any ethnic disparity or ethnic discrimination. It is intended.
[0133]
It should be noted that the present invention is not limited to the above-described first and second embodiments, and can be variously modified in an implementation stage without departing from the gist of the invention.
[0134]
Furthermore, the above embodiments include inventions at various stages, and various inventions can be extracted by appropriately combining a plurality of disclosed constituent features. For example, even if some components are deleted from all the components shown in the embodiment, the problem described in the column of the problem to be solved by the invention can be solved, and the problem described in the column of the effect of the invention can be solved. In the case where the effect is obtained, a configuration from which this configuration requirement is deleted can be extracted as an invention.
[0135]
For example, the present invention is not limited to assembling and disassembling products, but can be applied to any operation such as machine operation, inspection work, packing work, and the like. Furthermore, it can be applied to sports and performances.
[0136]
【The invention's effect】
As described above in detail, according to the present invention, it is possible to provide a workability evaluation method and apparatus capable of evaluating an assembly operation and a disassembly operation with high accuracy and improved reliability using an evaluation index corresponding to each product.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a configuration diagram showing a workability evaluation device according to a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a diagram showing a workability evaluation flow and a workability evaluation processing status in the workability evaluation device according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a diagram showing a screen for selecting a target product in the workability evaluation apparatus according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 4 is a display screen diagram showing an example of a work procedure in the workability evaluation device according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 5 is an enlarged view of a work procedure display screen in the workability evaluation apparatus according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 6 is a display screen diagram showing an example of performing component input in the workability evaluation apparatus according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 7 is a diagram showing an example of an evaluation input screen in the workability evaluation apparatus according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 8 is a diagram showing an evaluation result for each process in the workability evaluation apparatus according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 9 is a block diagram showing a workability evaluation apparatus according to a second embodiment of the present invention.
FIG. 10 is a diagram showing data of characteristics of a body part of a worker in the workability evaluation apparatus according to the second embodiment of the present invention.
FIG. 11 is a configuration diagram of an assemblability / disassembly program in a workability evaluation apparatus according to a second embodiment of the present invention.
FIG. 12 is a flowchart of an evaluation of assemblability and disassembly in a workability evaluation apparatus according to a second embodiment of the present invention.
FIG. 13 is an evaluation calculation flowchart in the second embodiment of the workability evaluation apparatus according to the present invention.
[Explanation of symbols]
1: arithmetic processing unit
2: 3D CAD
3: Network
4: Standard database
5: Input section
6: Display
7: Printer
8: Project creation method
9: Data reading means
10: Data sorting means
11: Environmental change means
12: Evaluation result calculation means
13: Failure calculation means
14: Form output means
A 1 : Environment for reading the component configuration of the product
A 2 : Environment for setting component information
A 3 : Environment for setting each element of assembly work and disassembly work
A 4 : Environment for selecting desired work elements at once
A 5 : Environment for setting evaluation results of assembly work and dismantling work
A 6 : Environment for reading defect information from simulation results
A 7 : Environment for associating evaluation results with defect information
20: 3D CAD
21: Product design information database
21: Human body part database
23: Program memory
24: 3D CAD model creation unit
25: CAD display section
Claims (10)
前記組立作業及び前記解体作業を評価するときの環境の設定を変更可能とし、当該評価指標を用いて前記製品の組立作業及び解体作業の評価を行なうことを特徴とする作業性評価方法。In a workability evaluation method for evaluating a product, a production line for producing the product, a model simulating a jig and a worker in a three-dimensional virtual space, and evaluating assembly and disassembly work of the product,
A workability evaluation method, wherein setting of an environment for evaluating the assembling work and the disassembling work is changeable, and the assembling work and the disassembling work of the product are evaluated using the evaluation index.
前記組立作業及び前記解体作業を評価するときの環境の設定を変更可能とし、当該評価指標を用いて前記製品の組立作業及び解体作業の評価を行なうことを特徴とする作業性評価方法。A workability evaluation method for simulating a human body model simulating a worker in a three-dimensional virtual space to evaluate a product assembling work and a disassembling work by the worker,
A workability evaluation method, wherein setting of an environment for evaluating the assembling work and the disassembling work is changeable, and the assembling work and the disassembling work of the product are evaluated using the evaluation index.
前記組立作業及び前記解体作業を評価するときの環境が格納されたデータベースと、
このデータベースに設定されている前記環境を変更可能とする環境変更手段と、
を具備したことを特徴とする作業性評価装置。In a workability evaluation apparatus for simulating each model simulating a product, a production line for producing the product, a jig and a tool in a three-dimensional virtual space, and evaluating an assembling work and a dismantling work of the product,
A database storing an environment for evaluating the assembling work and the dismantling work,
Environment changing means for changing the environment set in the database,
A workability evaluation device characterized by comprising:
前記組立作業及び前記解体作業を評価するときの環境が格納されたデータベースと、
このデータベースに格納されている前記環境の設定を変更可能とする環境変更手段と、
を具備したことを特徴とする作業性評価装置。In a workability evaluation apparatus for simulating a human body model simulating a worker in a three-dimensional virtual space to evaluate a product assembling work and a disassembling work by the worker,
A database storing an environment for evaluating the assembling work and the dismantling work,
Environment changing means for changing the setting of the environment stored in the database;
A workability evaluation device characterized by comprising:
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Applications Claiming Priority (1)
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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-
2002
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