JP4884256B2 - 作業管理システム、作業管理方法、及び管理計算機 - Google Patents
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Classifications
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Landscapes
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Description
(1−1)作業誤りの指摘ができない:例えば商品の運搬作業をする場合、何かを運搬してことは推定できるが、それが運搬すべき商品かどうかは判別できないため、誤った商品を運搬しても、その指摘ができない。
(1−2)無駄な作業の指摘ができない:例えば棚から商品を降ろす作業をする場合、降ろすべき商品がどれかを作業員が判別できなかったために別の商品を一度降ろし、違っていることを確認して棚に戻し、正しい商品を取り出せるまでその動作を繰り返した場合、その作業が無駄であることを指摘できない。
(1−3)作業員への機械の接近が検知できない:例えば作業員に動き回る機械が接近していることを検知することができない。
(1−4)危険な動作を行っていることの検知ができない:例えば二人で運ばなければ危険である重い商品を一人で運んでいることが検知できない。
(1−5)作業員による商品の品質管理状況の検知ができない:壊れやすい商品の運搬作業をしていることがわかっているときに、壊れない程度に静かに運んでいるかを検知できない。そもそも、壊れやすい商品を運んでいるかどうかも作業員の観測データからは認識できない。あるいは、温度管理の必要な商品に対して、作業員が商品を適切に温度管理しているかどうかを認識できない。
(2−1)人のセンシングだけでは、一般に作業内容を精度よく特定できない。この場所にいてこのような動作をしているからこの作業をしているらしい、というレベルの把握しかできない。
(2−2)人のセンシングだけでは、作業の対象の物品の状況は把握できない。
(2−3)物品のセンシングだけでは、一般に作業内容を特定できない。物品がここにあるから、動いているから、あるいはここに移動したからこの作業が行われているらしい、というレベルの把握しかできない。また物品の品質に関係することは(例えば高温下に放置されている)わかるが、なぜそうなのか、作業に関連付けた認識ができない。
(2−4)人と物品にICタグをつけた場合には、双方の位置は特定できるが、人・物品の両方を組み合わせても、作業内容を精度よく特定できない。人やものがここにいる(ある)から、動いているから、あるいはここに移動したからこの作業が行われているらしいというレベルの把握しかできない。また、センサノードに比べて通信距離が短いため、タグリーダのある場所でしか認識できない。
(2−5)作業内容を適切に評価することができない、
という問題があった。
(3−1)作業内容を的確に把握する、
(3−2)商品など物品の状態を的確に把握する、
(3−3)それらの結果に基づいて作業内容が適切かどうかを評価し、さらに作業員や管理者へフィードバックを行う、
ことを特徴とする物品管理を含めた作業管理システムを提供することを目的とする。前記作業員や管理者へのフィードバックには、作業指示、危険の通知、作業進捗状況の通知等がある。例えば作業進捗状況の通知において、作業管理者が管理者端末等で各作業員の進捗状況を一括で管理することに加え、作業者が自分の進捗や成果を把握したり、他の作業者の進捗も確認できるようにし、作業者のモチベーションの向上に利用することもできる。
以下、本発明を実施するための一実施形態を、図を用いて説明する。本実施形態は、倉庫管理システムにセンサネットワークシステムを適用した作業管理システムの一例を示し、倉庫に保管してある商品を出荷するために、作業員は予め付与された出荷伝票に基づいて倉庫の中の棚に陳列(又は格納)してある商品をピッキングし、倉庫内に設けた出荷検品エリアに移送する例に本発明を適用したものを説明する。
(WF−1)作業名称:入荷検品、輸送、などの名称を示す。
(WF−2)作業順番:一連の作業の中での順番を示す。
(WF−3)作業予定時刻:作業開始、終了の予定時刻を示す。
(WF−4)作業担当者M:作業担当者名、センサノードMSNを身に付けている場合はそのID。
(WF−5)利用機材・装置:当該作業に用いる機材や装置名称。センサノードGSNがついていればそのID。例えばピッキングカート、フォークリフト、トラックなど。
(WF−6)作業対象商品G(各センサノードのID)と作業者指示方法:当該作業において、直接の作業対象商品GのセンサノードGSNのIDと、センサノードが作業者Mに行う指示方法を示す。
(WF−7)作業対象商品Gの場所:作業開始時と終了時のそれぞれの作業対象商品Gの置かれている場所を示す。それらの場所には基地局BSTが1個以上設置され、その場所と基地局BSTは関連づけられている。
(WF−8)設定パラメータ(商品Gに取り付けられているセンサノードGSN毎):当該作業において、直接の作業対象商品Gに取り付けられたセンサノードGSNと、関連する商品Gに取り付けられたセンサノードGSNのそれぞれのIDとその設定パラメータ。設定パラメータは温度、加速度などのセンサ毎にその測定間隔(間欠動作間隔)を定義する。例えばトラックに積まれた商品Gの一部を降ろす作業であれば、直接の作業対象商品Gとはトラックから降ろす商品であり、関連する商品Gとはトラックから降ろさず載せたままにする商品である。
(WF−9)環境測定用センサノードID:作業場所に設置されている環境測定用のセンサノードESNのID。
(WF−10)作業内容:作業の内容を示す。
これらの作業手順の内容は、システム管理サーバTSNSにおいて、センサノードSNのIDと関連付けられている。また、作業手順の内容は、管理表示端末ADTに表示することもできる。
(1)作業員Mに取り付けたセンサノードMSNの加速度データによる基本動作の解析。
センサノードMSNのセンサSSRに含まれる3軸加速度センサの測定データをもとに、システム管理サーバTSNSは作業員の基本動作を解析する。作業員の基本動作とは静止、歩く、走る、腕を上げる・下げる、立ち上がる・座る、など作業を構成する基本的な動作である。センサノードMSNの加速度センサによる動作解析は種々の方法が提案されており、本発明においては、動作解析の方法を特に限定するものではない。簡単な例としては、加速度センサを胸や腰に取り付けた場合の歩行動作の場合、上下方向の加速度が周期的に変化する(一歩ごとの着地)、前後方向の加速度が上下方向の加速度と同期して規則的に前方向と後ろ方向を繰り返す(着地するごとの速度変化)、左右方向の加速度が上下方向の加速度に同期して規則的に繰り返す(一歩ごとの体の左右へのゆれ)、といった波形が観測できる。加速度センサを腕に取り付けた場合には、これに腕の振りが重なった波形として観測できる(図4a)。以上の規則性がほぼ同時に、かつほぼ等間隔に現れるとき、ほぼ一定速度で歩いている、とシステム管理サーバTSNSで推定できる。あるいは、加速度の波形ではなく、加速度データを高速フーリエ変換し、周波数成分を解析することによりシステム管理サーバTSNSが作業員の動作を判定してもよい。
(WF1−1)作業名称:作業4(出荷のためのピッキング作業)
(WF1−2)作業順番:4
(WF1−3)作業予定時刻:開始時刻=2006年9月1日9時10分、終了時刻=2006年9月1日9時20分。
(WF1−4)作業担当者:作業員M(佐藤)。
(WF1−5)利用機材・装置:ピッキングカート。
(WF1−6)作業対象商品Gの場所:作業開始時=倉庫の保管棚、作業終了時=出荷検品エリア。
(WF1−7)作業対象商品G:G1(ID=0001)、G2(ID=0002)、G3(ID=0003)、G4(ID=0004)。
作業対象商品Gの場所保管場所
G1:棚1、3段目、C
G2:棚1、3段目、C
G3:棚1、2段目、E
G4:棚3、2段目、D
(WF1−8)設定パラメータ:G1(ID=0001)の温度測定間隔=1分、G2(ID=0002)の温度測定間隔=1分、G3(ID=0003)の温度測定間隔=1分、G4(ID=0004)の温度測定間隔=1分。
(WF1−9)環境測定用センサノードID:保管エリア温度測定用のセンサノードID=1001。
(WF1−10)作業内容:作業者は出荷伝票を伝票出力場所で受け取り、伝票に記載された商品Gを倉庫の保管エリアから取り出しピッキングカートに入れ、出荷検品場所に運ぶ。
加速度センサ、温度センサ、赤外線センサは20ミリ秒間隔で測定する。測定データは1秒間隔で送信するものとする。赤外線発光器は10ミリ秒間隔で発光、停止を繰り返す。ブザー、発光ダイオード、液晶パネルは前記送信信号を受信したことの返答信号が基地局から返ってきたときにフィードバックのための割り込み信号が含まれていれば動作する。返答ボタンは随時動作する。
加速度センサ、温度センサ、赤外線センサは20ミリ秒間隔で測定する。測定データは1秒間隔で送信するものとする。赤外線発光器は10ミリ秒間隔で発光、停止を繰り返す。発光ダイオードは前記送信信号を受信したことの返答信号が基地局から返ってきたときにフィードバックのための割り込み信号が含まれていれば動作する。
温度センサ、赤外線センサは20ミリ秒間隔で測定する。測定データは1秒間隔で送信するものとする。赤外線発光器は10ミリ秒間隔で発光、停止を繰り返す。発光ダイオードは前記送信信号を受信したことの返答信号が基地局から返ってきたときにフィードバックのための割り込み信号が含まれていれば動作する。
温度センサは10秒間隔で測定。測定データは20秒間隔で送信するものとする。
近くにあるセンサノードの電波強度を20ミリ秒間隔で測定する。測定データは1秒間隔で送信するものとする。
この段階で図13〜図20に示す位置・動作・状態テーブル群TBBのエントリ#2までが登録されている。前記各図の下部にはエントリ#13まで登録された状態が示してある。これは本実施形態で後述する、作業員Mが棚3の前へ移動し停止した状態までを示している。以下では各エントリの追加方法は省略するが、上記エントリ#2と同様に登録していく。
したがってシステム管理サーバTSNSは、作業手順に関して作業員に対するフィードバック処理は行われない。
したがってシステム管理サーバTSNSはフィードバック処理PF4を行わない。
次に、作業員Mが商品次のピッキング場所へ移動するためにピッキングカートを押して棚1の前を離れ、通路へ出たとする。
したがってフィードバック処理PF4は行われない。
初期解析処理PF1:システム管理サーバTSNSは、作業員MのセンサノードMSNの加速度センサのデータを解析して歩行と判定する。同様にシステム管理サーバTSNSは、ピッキングカートのセンサノードGSNの加速度センサのデータからも移動していると判定する。システム管理サーバTSNSは、各測位用センサノードLSNのセンシングデータに基づいて、作業員Mの位置は棚4の近く、ピッキングカートの位置も棚4近くと判定する。
本第2の実施の形態では、無駄な作業・動作の検知の例を説明する。第1の実施形態同様、出荷におけるピッキング作業を例に説明する。なお、センサネットワークシステムやシステム管理サーバTSNSは、前記第1の実施形態と同様の構成である。
(1)商品を取り出して誤ったことがわかったため戻す。
(2)作業員が、目的の商品が棚に陳列してある状態では商品の判別ができず、商品を取り出して手にとってみたところ、目的の商品と異なることがわかり、棚に戻す。
(3)作業員が商品を取り出そうと棚に手を伸ばしたが、目的の商品ではないことが取り出す前にわかり、手を戻す。
(4)作業員が、疲れをとるために腕の上げ下ろしを行った。
本第3の実施の形態では、作業員の一箇所への集中を検知あるいは予測し、作業場所を分散させる例に本発明を適用した例を説明する。ここでも第1および第2の実施の形態と同様にピッキング作業を例により説明する。なお、センサネットワークシステムやシステム管理サーバTSNSは、前記第1の実施形態と同様の構成である。
本第4の実施の形態では、本来の作業中に、緊急に処理しなければならない突発的作業が発生した場合について、図9に基づいて説明する。なお、センサネットワークシステムやシステム管理サーバTSNSは、前記第1の実施形態と同様の構成である。
(1)作業中、あるいは直近に行う作業については、優先度の高い作業は極力変更(中断、後ろ倒し)しない。
(2)作業員は、休憩中、直近に休憩予定または作業予定なし、作業中、の順に選択する。
(3)作業全体の終了時刻の遅延を最小にする。
本第5の実施の形態では、作業員Mが予定と異なる状況にあるときの判定例を説明する。なお、センサネットワークシステムやシステム管理サーバTSNSは、前記第1の実施形態と同様の構成である。
本第6の実施の形態では、ピッキング作業中の作業員Mとフォークリフトが接近し、危険があることを双方に通知する例を説明する。なお、センサネットワークシステムやシステム管理サーバTSNSは、前記第1の実施形態と同様の構成である。
本第7の実施の形態では、ピッキング終了時点から出荷検品、出荷エリアへの移送、商品のトラックへの積み込みまでの出荷作業における品質管理を伴う作業管理について、図10に基づいて説明する。なお、センサネットワークシステムやシステム管理サーバTSNSは、前記第1の実施形態の構成に出荷エリア21〜24を加えたものであり、その他の構成は前記第1の実施形態と同様である。
(2−1)出荷検品:作業員Cが担当し、予想所要時間は5分。
(2−2)商品の移送:作業員Aが出荷エリア21および23へ商品を10個づつ移送し、予想所要時間は計10分。また作業員Bが出荷エリア22および24へ商品を10個づつ移送し、予想所要時間は計16分(移送距離が作業員Aに比べてやや長いため)。1回に移送できる商品は5個、すなわち1箇所への移送で2往復かかるものとする。
(2−3)トラック11〜14への商品の積み込み:作業員Aは出荷エリア21でトラック11の運転手と2人で積み込み作業を行い、予想所要時間は4分。その後、出荷エリア23でトラック13の運転手と2人で積み込み作業を行い、予想所要時間は4分。作業員Bは出荷エリア22でトラック12の運転手と2人で積み込み作業を行い、予想所要時間は4分、その後、出荷エリア24でトラック14の運転手と2人で積み込み作業を行い、予想所要時間は4分。いずれの積み込み作業の所要時間は作業員の人数に反比例し、3人で積み込み作業をすれば2分40秒、4人であれば2分とする。
SN:センサノード
BST:基地局
NWK:ネットワーク
ADT:管理表示端末
PDB:作業計画データベース
LDB:履歴データベース
WF:作業手順
Claims (10)
- 人に装着されて当該装着者の動作情報を検出する第1のセンサノードと、物品に取り付けられて当該物品の状態情報を検出する第2のセンサノードと、前記第1または第2のセンサノードの位置情報を取得する第3のセンサノードと、前記第1のセンサノードと第2のセンサノード及び第3のセンサノードが検出した前記動作情報と前記状態情報及び前記位置情報を収集する管理計算機と、を備えて前記管理計算機が前記装着者の行動を管理する作業管理システムであって、
前記管理計算機は、
前記第1のセンサノードが検出した動作情報と、前記第3のセンサノードが検出した前記第1のセンサノードの位置情報に基づいて前記装着者の動作結果を解析する第1解析処理部と、
前記第2のセンサノードが検出した状態情報と、前記第3のセンサノードが検出した前記第2のセンサノードの位置情報に基づいて前記物品の状態を解析する第2解析処理部と、
前記第1解析処理部が解析した前記装着者の動作結果と、前記第2解析処理部が解析した前記物品の状態に基づいて、前記装着者が物品に対して行った作業内容を特定する作業内容解析部と、
予め設定した作業計画と、前記特定した作業内容と、前記物品の状態とを比較して、前記装着者の作業内容の評価結果を生成する作業評価部と
を具備して成ることを特徴とする作業管理システム。 - 請求項1において、
前記物品が存在する環境の状態情報を取得する第4のセンサノードをさらに備え、
前記作業評価部は、
予め設定した作業計画と、前記特定した作業内容と、前記物品の状態と、前記第4のセンサノードが取得した前記環境の状態情報とを比較して、前記装着者の作業内容の評価結果を生成する
ことを特徴とする作業管理システム。 - 請求項1において、
前記管理計算機は、前記作業内容解析部が特定した作業内容の履歴を格納する履歴蓄積部を有し、
前記作業評価部は、前記履歴蓄積部を参照して前記装着者の作業内容の評価結果を生成する
ことを特徴とする作業管理システム。 - 請求項1において、
前記作業評価部は、前記作業内容に基づいて物品の品質に関する評価結果を生成する
ことを特徴とする作業管理システム。 - 請求項1において、
前記管理計算機は、前記作業評価部が生成した作業内容の評価結果を前記第1のセンサノードへ通知する
ことを特徴とする作業管理システム。 - 請求項1において、
前記管理計算機に接続されて前記管理計算機からの通知を表示する管理端末をさらに有し、
前記管理計算機は、前記作業評価部が生成した作業内容の評価結果を前記管理端末へ通知する
ことを特徴とする作業管理システム。 - 請求項1において、
前記作業評価部は、前記評価結果が前記作業計画とは異なる場合に、前記第1のセンサノードへ前記作業計画に設定された作業内容を通知する
ことを特徴とする作業管理システム。 - 請求項1において、
前記作業評価部は、前記評価結果が前記作業計画とは異なる場合に、前記作業計画を修正する作業計画修正部を有し、当該作業計画修正部は、前記第1のセンサノードへ前記修正後の作業計画に設定された作業内容を通知する
ことを特徴とする作業管理システム。 - 人に装着されて当該装着者の動作情報を検出する第1のセンサノードと、物品に取り付けられて当該物品の状態情報を検出する第2のセンサノードと、前記第1または第2のセンサノードの位置情報を取得する第3のセンサノードと、前記第1のセンサノードと第2のセンサノード及び第3のセンサノードが検出した前記動作情報と前記状態情報及び前記位置情報に基づいて前記装着者の行動を管理する作業管理方法であって、
前記第1のセンサノードが検出した動作情報と、前記第3のセンサノードが検出した前記第1のセンサノードの位置情報に基づいて前記装着者の動作結果を解析する処理と、
前記第2のセンサノードが検出した状態情報と、前記第3のセンサノードが検出した前記第2のセンサノードの位置情報に基づいて前記物品の状態を解析する処理と、
前記第1解析処理部が解析した前記装着者の動作結果と、前記第2解析処理部が解析した前記物品の状態に基づいて、前記装着者が物品に対して行った作業内容を特定する処理と、
予め設定した作業計画と、前記特定した作業内容と、前記物品の状態とを比較して、前記装着者の作業内容の評価結果を生成する処理と
を含むことを特徴とする作業管理方法。 - 人に装着されて当該装着者の動作情報を検出する第1のセンサノードと、物品に取り付けられて当該物品の状態情報を検出する第2のセンサノードと、前記第1または第2のセンサノードの位置情報を取得する第3のセンサノードと、前記第1のセンサノードと第2のセンサノード及び第3のセンサノードが検出した前記動作情報と前記状態情報及び前記位置情報を収集し、前記装着者の行動を管理する管理計算機であって、
前記管理計算機は、
前記第1のセンサノードが検出した動作情報と、前記第3のセンサノードが検出した前記第1のセンサノードの位置情報に基づいて前記装着者の動作結果を解析する第1解析処理部と、
前記第2のセンサノードが検出した状態情報と、前記第3のセンサノードが検出した前記第2のセンサノードの位置情報に基づいて前記物品の状態を解析する第2解析処理部と、
前記第1解析処理部が解析した前記装着者の動作結果と、前記第2解析処理部が解析した前記物品の状態に基づいて、前記装着者が物品に対して行った作業内容を特定する作業内容解析部と、
予め設定した作業計画と、前記特定した作業内容と、前記物品の状態とを比較して、前記装着者の作業内容の評価結果を生成する作業評価部と
を具備して成ることを特徴とする管理計算機。
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