JP2019091110A - 現場機器の操作支援システム - Google Patents
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Abstract
【課題】現場機器の操作部に対する一連の操作状況を確認して操作部の誤操作を防止できる現場機器の操作支援システムを提供する。【解決手段】現場機器の作業者が所有する携帯端末を備え、前記現場機器は複数の操作部を備え、前記携帯端末は、前記操作部の状態を認識する認識手段と、該認識手段で認識した前記操作部の状態が予め規定された状態に合致するか否かについての正誤を判定する判定手段と、該判定手段の判定結果、若しくは該判定結果に基づく作業者への指示の何れか一方を報知する報知手段と、前記操作部の操作すべき内容を作業者に指示する指示手段とを有し、前記指示手段は、前記認識手段が認識した操作前の前記操作部の状態が正しいと判定された場合に、前記操作すべき内容を作業者に指示し、前記報知手段は、前記認識手段が認識した操作後の前記操作部の状態が前記判定手段により正しいと判定された場合に、操作が正常に完了したことを報知する。【選択図】図4
Description
本発明は、発電所や変電所等の施設内に設置されている現場機器の操作を支援するための操作支援システムに関する。
従来から、発電所や変電所等の施設には、制御盤などの現場機器の操作を支援するための操作支援システムが構築されている。
例えば、特許文献1に開示されている操作支援システムは、現場機器の各スイッチに対応して設けられている情報媒体と、現場の作業者が携帯する操作支援装置とを備えている。
各情報媒体には、個別の識別データが記憶されている。
操作支援装置は、各スイッチの操作手順を音声で出力するように構成されている。また、操作支援装置は、情報媒体の識別データを入力可能であり、入力された識別データが示すスイッチの操作の可否を音声で出力するように構成されている。
上記構成の操作支援システムによれば、操作支援装置によってスイッチの操作手順が音声で出力された後に、操作対象としているスイッチの識別データを操作支援装置に入力することによって、該スイッチと操作手順として音声で知らされたスイッチとが一致しているか否かの照合と、操作対象としているスイッチの操作をしてもよいか否かの判断とが行われるため、作業者が操作手順で示されたスイッチとは別のスイッチを操作してしまうことや、操作してはいけない状態のスイッチを誤って操作してしまうことを防止できるようになっている。
ところで、上記従来の操作支援システムでは、作業者が操作手順に従ってスイッチの操作を行う前に、スイッチが正確であることや、操作対象への操作が許容されていることを知ることはできるが、スイッチに対して正しい操作が行われたか否かを確認する術がないため、依然としてスイッチ等の操作部に対する誤操作が起こることがあった。
そこで、本発明は、かかる実情に鑑み、現場機器の操作部に対する一連の操作状況を確認できるようにすることにより該操作部の誤操作を防止できる現場機器の操作支援システムを提供することを課題とする。
本発明の現場機器の操作支援システムは、現場機器の作業者が所有する携帯端末を備え、前記現場機器は、複数の状態が変化するように前記作業者により操作される複数の操作部を備え、前記携帯端末は、前記操作部の状態を認識する認識手段と、該認識手段で認識した前記操作部の状態が予め規定された状態に合致するか否かについての正誤を判定する判定手段と、該判定手段の判定結果、若しくは該判定結果に基づく作業者への指示の少なくとも何れか一方を報知する報知手段と、前記操作部の操作すべき内容を作業者に指示する指示手段とを有し、前記指示手段は、前記認識手段が認識した操作前の前記操作部の状態が前記判定手段により正しいと判定された場合に、前記操作すべき内容を作業者に指示し、前記報知手段は、前記認識手段が認識した操作後の前記操作部の状態が前記判定手段により正しいと判定された場合に、前記操作部に対する操作が正常に完了したことを報知する。
上記構成の現場機器の操作支援システムによれば、認識手段が認識した操作前の前記操作部の状態が前記判定手段により正しいと判定された場合に、指示手段が操作すべき内容を出力するため、現場機器の状態を正常に戻すように作業者に促すことができる。
また、認識手段が認識した操作後の操作部の状態が判定手段により正しいと判定された場合に、報知手段が操作部に対する操作が正常に完了したことを報知するため、操作部に対する操作が誤りなく完了したことを作業者に知らせることができる。
このように、上記構成の現場機器の操作支援システムによれば、操作部の操作前の時点から操作が完了した時点までの間、作業者は、操作部の状態が正しい状態からずれていないことを確認しながら操作部に対する操作を行うことができる。
本発明の現場機器の操作支援システムは、前記操作部毎に設けられた状態用表示部を備え、該状態用表示部には、操作部の状態を示す状態識別情報が付与れている複数の情報付表示が含まれ、前記認識手段は、前記状態識別情報に基づいて操作部の状態を認識するように構成され、前記複数の情報付表示のそれぞれは、状態識別情報が示す操作部の状態と操作部の実際の状態とが一致している場合に認識手段によるアクセスが可能となり、状態識別情報が示す操作部の状態と操作部の実際の状態とが不一致である場合に認識手段によるアクセスが不能となるように構成されていてもよい。
かかる構成によれば、各操作部は、状態識別情報が示す操作部の状態と操作部の実際の状態とが一致している場合において認識手段によるアクセスが可能となるため、操作部の操作開始前や、操作部への操作完了時に操作部が正常な状態に切り替えられていなければ、指示手段による操作すべき内容の指示や、報知手段による操作が正常に完了した旨の報知を行うことができない状態にすることができる。これにより、操作部に対する誤操作がより確実に防止される。
本発明の現場機器の操作支援システムにおいて、前記携帯端末は、前記操作部を含む領域が写る画像を取得する画像取得手段を有し、前記認識手段は、前記画像取得手段で取得した画像に写る前記操作部の姿勢に基づいて操作部の状態を認識するように構成されていてもよい。
かかる構成においても、操作部の操作前の時点から操作が完了した時点までの間の操作部の状態の正誤を確認できるようにすることにより、操作部に対する誤操作を防止することができる。
以上のように、本発明の現場機器の操作支援システムによれば、現場機器の操作部に対する一連の操作状況を確認できるようにすることにより該操作部の誤操作を防止できるという優れた効果を奏し得る。
以下、本発明の一実施形態にかかる現場機器の操作支援システム(以下、操作支援システムと称する)について、添付図面を参照しつつ説明する。なお、本実施形態に係る操作支援システムは、制御所のような運転機関から指示を受けた作業者が、現場(例えば、発電所や変電所等)に設置されている現場機器の操作を行う際に用いられ、現場における作業者の作業を支援するように構成されている。
操作支援システムは、図1に示すように、運転機関に設置されている管理装置2と、現場機器に取り付けられている表示部3と(図5参照)、現場機器の操作を行う作業者が所有する携帯端末4と、を備えている。
管理装置2には、現場での作業内容に関する情報で構成される操作票情報が複数記憶されている。なお、操作票情報は、例えば、現場での作業内容等が記された操作票に基づいて作成してもよいし、新たに情報を構築したものであってもよい。
図2に示すように、操作票情報5には、少なくとも一つの手順情報50が含まれており、該手順情報50には、操作対象となる現場機器を示す機器情報51と、操作を行う操作部を示す操作部情報52と、操作部の操作すべき内容を示す指示情報53と、操作部の正しい状態を示す状態確認情報54とが関連付けられている。
機器情報51には、現場機器が有する名称やIDや名称等の固有情報と、現場機器の設置位置を示す設置位置情報とが含まれている。
操作部情報52には、各操作部が有する名称やIDや名称等の固有情報と、操作部の取付位置を示す取付位置情報とが含まれている。
指示情報53は、上述のように操作部の操作すべき内容を示す情報であり、例えば、操作部の切り替え方を示すように構成されている。
状態確認情報54には、操作開始前の操作部の正しい状態を示す操作前情報540と、操作完了時の操作部の正しい状態を示す操作後情報541とが含まれている。なお、操作前情報540や、操作後情報541は、文字や数値の他、正しい状態の操作部が写る画像等であってもよい。
表示部3には、図5に示すように、現場機器を識別するための機器用表示部30と、操作部を識別するための操作部用表示部31と、操作部の状態を識別するための状態用表示部32とが含まれている。
現場には、複数の現場機器Mが設置されており、各現場機器Mには機器用表示部30が一つずつ取り付けられている。また、機器用表示部30には各現場機器M固有の固有情報が付与されている。本実施形態に係る機器用表示部30は、QRコード(登録商標)で構成されているが、例えば、RFIDタグ等を用いてもよい。なお、機器用表示部30の固有情報は、機器情報51と照合するための情報である。
各現場機器Mには、複数の操作部M1が設置されており、各操作部M1に対して操作部用表示部31が一つずつ取り付けられている。また、操作部用表示部31には各操作部M1固有の固有情報が付与されている。本実施形態では、操作部用表示部31もQRコードで構成されているが、例えば、RFIDタグ等を用いてもよい。なお、操作部用表示部31の固有情報は、操作部情報52と照合するための情報である。
状態用表示部32は、図6(a)、及び図6(b)に示すように、一つの操作部M1に対して複数(本実施形態では、2つ)設けられている。本実施形態に係る状態用表示部32は、操作部M1の状態を示す状態識別情報が付与された情報付表示である。
本実施形態において、2つの情報付表示は、何れもQRコードで構成されており、2つの状態用表示部32のうちの一方の状態用表示部32には、操作部M1が入状態であることを示す状態識別情報が付与され、他方の状態用表示部32には、操作部M1が切状態であることを示す状態識別情報が付与されている。なお、操作部用表示部31に付与されている状態識別情報は、操作前情報540や、操作後情報541と照合するための情報である。
また、2つの情報付表示のそれぞれは、状態識別情報が示す操作部M1の状態と操作部M1の実際の状態とが一致している場合に後述する認識手段62(撮像装置40)によるアクセスが可能となり、状態識別情報が示す操作部M1の状態と操作部M1の実際の状態とが不一致である場合に後述する認識手段62によるアクセスが不能となるように構成されていている。
本実施形態に係る情報付表示は、上述のようにQRコードであるため、一方の情報付表示は切状態に切り替えられている操作部M1によって表面が覆われる位置に取り付けられ、他方の情報付表示は入状態に切り替えられている操作部M1によって表面が覆われる位置に取り付けられている。
より具体的に説明すると、本実施形態に係る操作部M1は、作業者が触れるノブM10を備えており、該ノブM10(具体的には、ノブM10のうち、操作部M1の回転軸(図示しない)に取り付けられたノブ本体M100から外方に延出する延出部M101)によって、情報付表示の表面を覆うように構成されている。
なお、情報付表示がRFIDで構成されている場合は、操作部M1の状態に応じて情報付表示への外部からの通信が遮られるように構成されていればよい。
携帯端末4は、図3に示すように、画像を撮像する撮像装置40と、外部の機器と通信するための通信装置41と、情報の処理や各種装置の制御を行う処理装置42と、情報を記憶する記憶装置43と、情報を出力するための出力装置44と、を備えている。
なお、本実施形態に係る携帯端末4は、出力装置44として、ディスプレイとスピーカーとを備えている。
また、携帯端末4は、図4に示すように、作業者の現在地から操作対象となる現場機器Mへの道順を案内する機器案内手段60と、操作対象となる操作部M1を案内する操作部案内手段61と、現場機器Mの操作部M1の状態を認識する認識手段62と、認識手段62で認識した操作部M1の状態の正誤を判定する判定手段63と、操作部M1の操作すべき内容を出力する指示手段64と、を有し、判定手段63の判定結果に基づいて状況を報知する報知手段65と、を有する。
機器案内手段60は、作業者の現在地と機器情報51の設置位置情報とに基づいて、該現在地から操作対象となる現場機器Mまでの道順を案内するように構成されている。なお、作業者の現在地は、例えば、GPS等により測位すればよい。また、機器案内手段60は、操作対象となる現場機器Mまでの道順は、例えば、ディスプレイに画像を出力したり、スピーカーから音声を出力するように構成されていればよい。
また、機器案内手段60は、携帯端末4が操作票データを読み込んだとき、すなわち、作業者が現場で作業を開始できる状態になったタイミングで実行されるように構成されていればよい。
操作部案内手段61は、操作部情報52の取付位置情報に基づいて、操作対象となる操作部M1の位置を案内するように構成されている。操作対象となる操作部M1の位置も、例えば、ディスプレイに画像を出力したり、スピーカーから音声を出力するように構成されていればよい。
認識手段62は、撮像装置40で撮像した機器用表示部30が示す現場機器Mを認識するように構成されている。また、認識手段62は、撮像装置40で撮像した機器用表示部30が示す操作部M1を認識するように構成されている。さらに、認識手段62は、撮像装置40で撮像した状態用表示部32(情報付表示)が示す操作部M1の状態を認識するように構成されている。
判定手段63は、機器情報51が示す現場機器Mと、認識手段62で認識した現場機器Mとが一致しているか不一致であるかを判定する機器判定処理と、操作部情報52が示す操作部M1と、認識手段62で認識した操作部M1とが一致しているか不一致であるかを判定する操作部判定処理と、状態確認情報54(本実施形態では、操作前情報540、若しくは操作後情報541)が示す操作部M1の状態と、2つの情報付表示のうちの何れか一方が示す操作部M1の状態とが一致しているか不一致であるかを判定する状態判定処理とを実行するように構成されている。
指示手段64は、指示情報53に基づいて作業者に対して操作部M1の操作の仕方(すなわち、操作すべき内容)を指示するように構成されている。指示手段64は、出力装置44を介して操作すべき内容を作業者に指示するように構成されていればよく、例えば、出力装置44としてのディスプレイに出力した画像や、出力装置44としてのスピーカーから出力した音声によって操作すべき内容を作業者に指示するように構成されていればよい。
報知手段65は、判定手段63の機器判定処理での判定結果、若しくは判定結果に基づく作業者への指示を作業者に報知する機器状況報知処理と、判定手段63の操作部判定処理での判定結果に基づいて状況を報知する処理と、判定手段63の状態判定処理での判定結果、若しくは判定結果に基づく作業者への指示を作業者に報知する処理とを実行するように構成されている。
指示手段64も、出力装置44を介して判定手段63の状態判定処理での判定結果、若しくは判定結果に基づく作業者への指示を作業者に報知するように構成されており、例えば、出力装置44としてのディスプレイに出力した画像や、出力装置44としてのスピーカーから出力した音声によって前記判定結果、若しくは判定結果に基づく作業者への指示を作業者に報知するように構成されていればよい。
なお、本実施形態では、機器状況報知処理により機器情報51が示す現場機器Mと、認識手段62で認識した現場機器Mとが一致していることを報知した場合に、続けて操作部案内手段61が実行され、操作部情報52が示す操作部M1と、認識手段62で認識した操作部M1とが一致していることを報知した場合に、指示手段64が実行されるように構成されている。
本実施形態に係る操作支援システム1の構成は、以上の通りである。続いて、操作支援システム1の動作について添付図面を参照しつつ説明を行うこととする。
作業者は、現場での作業を開始するにあたり、図7に示すように、携帯端末4を用いて作業に該当する操作票データを読み出し(S1)、手順情報50と、該手順情報50に関連付けられている各情報を読み出す(S2)。
そして、携帯端末4が操作対象となる現場機器Mへの案内を開始する(S3)。本実施形態では、図8に示すように、機器案内手段60が、読みだした手順情報50に関連付けられている機器情報51が示す現場機器Mを音声案内する(S4)。より具体的には、作業者の現在地を基準として、機器情報51が示す現場機器Mの場所(設置位置情報が示す場所)までの道順を音声案内する。
そして、撮像装置40により機器用表示部30が撮像されると(S5でYes)、認識手段62は、撮像装置40で撮像した機器用表示部30が示す現場機器Mを認識し、機器情報51が示す現場機器Mと、認識手段62で認識した現場機器Mとが一致していると(S6でYes)、報知手段65が機器情報51により示される現場機器Mと、認識手段62で認識した現場機器Mとが一致している旨を作業者に報知する(S7)。
一方、機器情報51が示す現場機器Mと、認識手段62で認識した現場機器Mとが一致していない場合(S6でNo)は、報知手段65が機器情報51により示されている現場機器Mと、認識手段62で認識した現場機器Mとが不一致である旨を報知し(S8)、機器案内手段60が、機器情報51が示す現場機器Mまでの道順を再度案内する(S9)。
そして、報知手段65が機器情報51により示される現場機器Mと、認識手段62で認識した現場機器Mとが一致している旨を報知した後は、図7に示すように、操作部案内手段61により操作部M1の案内が行われる(S10)。
操作部案内手段61による操作部M1の案内では、図9に示すように、操作部案内手段61が操作部情報52の取付位置情報に基づいて、操作対象となる操作部M1の位置を案内する(S11)。そして、撮像装置40により操作部用表示部31が撮像され(S12でYes)、操作部情報52が示す操作部M1と、認識手段62で認識した操作部M1とが一致している場合(S13でYes)は、報知手段65が操作部情報52により示されている操作部M1と、認識手段62で認識した操作部M1とが一致している旨を報知する(S14)
一方、操作部情報52が示す操作部M1と、認識手段62で認識した操作部M1とが一致していない場合(S13でNo)は、報知手段65が操作部情報52により示される操作部M1と、認識手段62で認識した操作部M1とが不一致である旨を報知し(S15)、操作部案内手段61が、操作部情報52が示す操作部M1を再度案内する(S16)。
そして、報知手段65が操作部情報52により示されている操作部M1と、認識手段62で認識した操作部M1とが一致している旨を報知した後は、図7に示すように、指示手段64により作業者への操作指示が行われる(S17)。
本実施形態では、図10に示すように、指示手段64で操作指示を出す前に、操作部M1の状態の確認が行われる。撮像装置40により情報付表示が撮像され(S18でYes)、操作前情報540が示す操作部M1の状態と、撮像装置40で撮像した情報付表示が示す操作部M1の状態とが一致している場合(S19でYes)は、報知手段65がその旨を報知し(S20)、続いて指示手段64が操作指示を行う(S21)。
一方、操作前情が示す操作部M1の状態と、撮像装置40で撮像した情報付表示が示す操作部M1の状態とが不一致である場合(S19でNo)は、報知手段65が制御所に連絡を取るよう作業者に報知し(S23)、処理を終了する。
作業者が操作指示に基づいて操作部M1を操作した後、図7に示すように、操作部M1の誤操作の確認が行われる(S24)。
誤操作の確認では、図11に示すように、撮像装置40により情報付表示が撮像され(S25でYes)、操作後情報541が示す操作部M1の状態と、撮像装置40で撮像した情報付表示が示す操作部M1の状態とが一致している場合(S26でYes)は、報知手段65がその旨を報知し(S27)、操作を完了した時刻を記録する(S28)。
一方、操作後情が示す操作部M1の状態と、撮像装置40で撮像した情報付表示が示す操作部M1の状態とが不一致である場合(S26でNo)は、報知手段65が制御所に連絡を取るよう作業者に報知する(S29)。再度撮像装置40により情報付表示が撮像された場合は、同じ流れで操作後の操作部M1の状態を再び確認する。
そして、図7に示すように、別の手順情報50が残っていない場合(S30でYes)は処理を終了し、別の手順情報50が残っている場合(S31でNo)は該手順情報50の読み出しを行う(S31)。
以上のように、本実施形態に係る操作支援システム1によれば、認識手段62が認識した操作前の前記操作部M1の状態が前記判定手段63により正しいと判定された場合に、指示手段64が操作すべき内容を出力するため、操作部M1が既に誤っている状態になっている場合は、作業者に操作部M1を操作させないようにし、さらに、現場機器Mの状態を正常に戻すように作業者に促すことができる。
また、認識手段62が認識した操作後の操作部M1の状態が判定手段63により正しいと判定された場合に、報知手段65が操作部M1に対する操作が正常に完了したことを報知するため、操作部M1に対する操作が誤りなく完了したことを作業者に知らせることができる。
このように、上記構成の現場機器Mの操作支援システム1によれば、操作部M1の操作前の時点から操作が完了した時点までの間の操作部M1の状態の正誤を確認できるようにすることにより、操作部M1に対する誤操作を防止することができるという優れた効果を奏し得る。
さらに、各操作部は、状態識別情報が示す操作部の状態と操作部の実際の状態とが一致している場合において認識手段によるアクセスが可能となるため、操作部M1の操作開始前や、操作部M1への操作完了時に操作部M1が正常な状態に切り替えられていなければ、指示手段64による操作すべき内容の指示や、報知手段65による操作が正常に完了した旨の報知を行うことができない状態にすることができる。これにより、操作部M1に対する誤操作がより確実に防止される。
なお、本発明の操作支援システムは、上記一実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々変更を行うことは勿論である。
上記実施形態の操作支援システム1において、認識手段62は、情報付表示に付与された情報から操作部M1の状態を認識していたが、この構成に限定されない。例えば、認識手段62は、携帯端末4が前記操作部M1を含む領域が写る画像を取得する画像取得手段を有し、認識手段62が、画像取得手段で取得した画像に写る操作部M1の姿勢に基づいて操作部M1の状態を認識するように構成されていてもよい。この場合、状態用表示部32は、マーク等の情報が付与されていないものであってもよい。この場合、認識手段62は、画像認識や、パターンマッチング等を利用して操作部M1の状態を認識するように構成されていればよい。
かかる構成においても、操作部M1の操作前の時点から操作が完了した時点までの間の操作部M1の状態の正誤を確認できるようにすることにより、操作部M1に対する誤操作を防止することができる。
上記実施形態では、1つの操作部M1に対して2つの操作部用表示部31を設けていたが、例えば、1つの操作部M1に対して1つ若しくは3つ以上の操作部用表示部31を設けてもよい。
上記実施形態において特に言及しなかったが、操作部M1は上記実施形態のように回転操作するものであってもよいし、傾倒させるレバーで構成されていてもよいし、スライド操作するスライダーで構成されていてもよいし。また、状態用表示部の表示を切り替えることができれば、タッチパネルに表示されたボタンにより操作部が構成されていてもよい。
1…操作支援システム、2…管理装置、3…表示部、4…携帯端末、5…操作票情報、11…操作支援システム、30…機器用表示部、31…操作部用表示部、32…状態用表示部、40…撮像装置、41…通信装置、42…処理装置、43…記憶装置、44…出力装置、50…手順情報、51…機器情報、52…操作部情報、53…指示情報、54…状態確認情報、60…機器案内手段、61…操作部案内手段、62…認識手段、63…判定手段、64…指示手段、65…報知手段、540…操作前情報、541…操作後情報、M…現場機器、M1…操作部、M10…ノブ、M100…ノブ本体、M101…延出部
Claims (3)
- 現場機器の作業者が所有する携帯端末を備え、前記現場機器は、複数の状態が変化するように前記作業者により操作される複数の操作部を備え、前記携帯端末は、前記操作部の状態を認識する認識手段と、該認識手段で認識した前記操作部の状態が予め規定された状態に合致するか否かについての正誤を判定する判定手段と、該判定手段の判定結果、若しくは該判定結果に基づく作業者への指示の少なくとも何れか一方を報知する報知手段と、前記操作部の操作すべき内容を作業者に指示する指示手段とを有し、前記指示手段は、前記認識手段が認識した操作前の前記操作部の状態が前記判定手段により正しいと判定された場合に、前記操作すべき内容を作業者に指示し、前記報知手段は、前記認識手段が認識した操作後の前記操作部の状態が前記判定手段により正しいと判定された場合に、前記操作部に対する操作が正常に完了したことを報知する現場機器の操作支援システム。
- 前記操作部毎に設けられた状態用表示部を備え、該状態用表示部には、前記操作部の状態を示す状態識別情報が付与れている複数の情報付表示が含まれ、前記認識手段は、前記状態識別情報に基づいて前記操作部の状態を認識するように構成され、前記複数の情報付表示のそれぞれは、状態識別情報が示す前記操作部の状態と前記操作部の実際の状態とが一致している場合に認識手段によるアクセスが可能となり、状態識別情報が示す前記操作部の状態と前記操作部の実際の状態とが不一致である場合に認識手段によるアクセスが不能となるように構成される請求項1に記載の現場機器の操作支援システム。
- 前記携帯端末は、前記操作部を含む領域が写る画像を取得する画像取得手段を有し、前記認識手段は、前記画像取得手段で取得した画像に写る前記操作部の姿勢に基づいて前記操作部の状態を認識するように構成される請求項1又は請求項2に記載の現場機器の操作支援システム。
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