JP7193913B2 - 検査作業管理システム及び検査作業管理方法 - Google Patents

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Description

本発明は、検査作業管理システム等に関する。
プラントの健全性を確保するために、検査対象物の表面観察や、浸透探傷法、磁粉探傷法といった目視ベースの検査の他、超音波探傷といった非破壊検査も行われている。このような検査の抜け(検査忘れ)を防止するための技術として、例えば、特許文献1に記載の技術が知られている。
すなわち、特許文献1には、「建設現場において作業者に所持される進捗管理端末と、…入力された検査データと、前記インタフェース部で選択された前記オブジェクトのIDとを対応付けて前記記憶手段に格納する制御手段」を備える進捗管理システムについて記載されている。
特開2015-11620号公報
しかしながら、特許文献1に記載の技術では、検査員による検査データの入力作業の抜け(入力作業を忘れること)が生じる可能性があるため、さらに改善する余地がある。
そこで、本発明は、検査作業を適切に管理する検査作業管理システム等を提供することを課題とする。
前記した課題を解決するために、本発明は、検査員による検査の対象である検査対象物の三次元計測データと、前記検査対象物を含む機器の設計データと、の比較に基づいて、前記検査対象物を特定する検査対象物特定手段と、前記検査員による検査の作業内容を認識する検査作業内容認識手段と、前記検査作業内容認識手段の認識結果を少なくとも記録する記録手段と、を備え、前記検査作業内容認識手段は、前記検査員に装着され、当該検査員の視野に入っている領域付近を撮影する撮影部と、前記検査対象物特定手段によって特定された前記検査対象物において、前記検査員による検査が行われた作業箇所を、前記撮影部の撮影結果に基づいて認識する作業箇所認識部と、を有するとともに、前記撮影部の撮影結果、及び前記作業箇所認識部の認識結果を少なくとも用いることで特定される前記作業内容と、予め設定された所定の検査仕様データと、の比較に基づいて、前記作業内容の実績を評価する検査実績評価部を有し、前記検査実績評価部は、前記作業箇所認識部によって認識される前記作業箇所と、前記撮影部によって撮影される前記検査員の手の位置と、を含む複数種類のデータが前記検査仕様データの検査項目に対応する所定条件を満たしているか否かに基づいて、前記作業内容の実績を評価し、前記複数種類のデータには、前記検査員の姿勢を特定するデータが含まれていることを特徴とする。
本発明によれば、検査作業を適切に管理する検査作業管理システム等を提供できる。
本発明の第1実施形態に係る検査作業管理システムにおける検査作業の様子を示す説明図である。 本発明の第1実施形態に係る検査作業管理システムにおいて、センサプローブが配管にあてがわれている状態でのセンサプローブの波形図である。 本発明の第1実施形態に係る検査作業管理システムにおいて、センサプローブが配管にあてがわれていない状態でのセンサプローブの波形図である。 本発明の第1実施形態に係る検査作業管理システムの機能ブロック図である。 本発明の第1実施形態に係る検査作業管理システムの検査仕様データの説明図である。 本発明の第1実施形態に係る検査作業管理システムの設計データID“517”の検査仕様データに関する説明図である。 本発明の第1実施形態に係る検査作業管理システムにおける携帯端末の画面の表示例である。 本発明の第1実施形態に係る検査作業管理システムのサーバが実行する処理を示すフローチャートである。 本発明の第2実施形態に係る検査作業管理システムを含む構成図である。 本発明の第3実施形態に係る検査作業管理システムの構成図である。 本発明の第4実施形態に係る検査作業管理システムを含む構成図である。
≪第1実施形態≫
図1は、第1実施形態に係る検査作業管理システム100における検査作業の様子を示す説明図である。
検査作業管理システム100は、検査員による検査対象物の検査作業を管理するシステムである。第1実施形態では、一例として、検査員がセンサプローブP(検査用センサ)を用いて、配管G(検査対象物)を検査する場合について説明する。
センサプローブPは、超音波の発信・受信によって配管Gの肉厚を計測したり、配管Gの損傷の有無を検査したりするための機器である。センサプローブPは、配管Gに超音波を発信し、これに伴う反射波の時々刻々の計測データを検査装置40に出力するようになっている。
検査作業管理システム100は、図1に示す三次元計測センサ10と、目線カメラ20(撮影部)と、モーションセンサ30(加速度センサ)と、検査装置40と、を備えるとともに、サーバ50(図3参照)と、携帯端末60と、を備えている。
三次元計測センサ10は、検査対象物である配管Gの形状を三次元的に計測するセンサである。すなわち、三次元計測センサ10は、配管Gにレーザ等を照射することで、配管Gの三次元計測データ(例えば、点群データ)を生成するようになっている。三次元計測センサ10によって生成された三次元計測データは、サーバ50(図3参照)に送信される。
目線カメラ20は、検査員の視野に入っている領域付近を撮影するカメラであり、検査員に装着されている。例えば、メガネ型の目線カメラ20を用いる場合、メガネのフレーム21の中央付近(目線カメラ20を装着した検査員の両眼の間付近)にレンズ22が配置されるようになっている。そして、目線カメラ20による撮影が所定時間毎(例えば、1秒毎)に繰り返され、その撮影結果である画像データが、サーバ50(図3参照)に送信されるようになっている。
なお、目線カメラ20が、所定時間毎に撮影を繰り返すとともに、検査員の目の瞳孔の動きを特定するようにしてもよい。これによって、検査員が実際に見ているものをさらに正確に特定できる。
モーションセンサ30は、検査作業中における検査員の動きを特定するための加速度センサであり、検査員の身体の所定部位に装着されている。図1に示す例では、検査員の右手(センサプローブPを持っている方の手)の手首にモーションセンサ30が装着されている。そして、モーションセンサ30の時々刻々の検出値が、サーバ50(図3参照)に送信されるようになっている。
検査装置40は、センサプローブPから入力されるアナログ信号をデジタル信号に変換し、このデジタル信号をサーバ50(図3参照)に送信する装置である。図1に示すように、検査装置40は、配線Jを介してセンサプローブPに接続されている。また、検査装置40は、センサプローブPの計測データに基づき、超音波検査が実際に行われているか否かの判定を所定周期で繰り返し、その判定結果をサーバ50(図3参照)に送信する機能も有している。
携帯端末60は、検査作業中に検査員に所持され、サーバ50(図3参照)との間で所定の通信を行うようになっている。このような携帯端末60として、スマートフォン、携帯電話、タブレット、スマートウォッチ等を用いることができる。
図2Aは、センサプローブPが配管Gにあてがわれている状態でのセンサプローブPの波形図である。
なお、図2Aでは波形を簡略化しているが、実際には、配管Gの外周面からの反射波や、配管Gの内周面からの反射波等が検出される。
配管Gにあてがわれた状態でセンサプローブPから超音波が発信された後、その反射波が受信されると、計測値が大きく変動する。このような場合、検査装置40は、配管Gの超音波検査が行われていると判定する。例えば、計測値が所定値以上の計測値が存在する場合、検査装置40は「超音波検査あり」と判定する。前記した所定値は、ノイズの影響に伴う誤判定を防止するための閾値であり、予め設定されている。
なお、超音波検査が行われているか否かの判定条件として、センサプローブPの計測値の大きさの他、その計測値が所定値以上である状態が(断続的に)継続する時間や、センサプローブPが超音波を発信している時間等を加えてもよい。
図2Bは、センサプローブPが配管Gにあてがわれていない状態でのセンサプローブPの波形図である。
センサプローブPが配管Gにあてがわれていない状態では、センサプローブPから超音波が発信されても、その計測値が略ゼロの状態が継続する。このような場合に検査装置40は、「超音波検査なし」と判定する。検査装置40の判定結果は、前記したように、センサプローブPの計測値(A/D変換後)とともに、サーバ50(図3参照)に送信される。
図3は、検査作業管理システム100の機能ブロック図である。
図3に示すサーバ50は、検査員の検査作業を管理するための所定の処理を実行する機器である。図3に示すように、サーバ50は、設計データ記憶部50aと、形状データ変換部50bと、第1照合部50cと、検査仕様データ記憶部50dと、作業箇所認識部50eと、第2照合部50fと、計測データ取得部50gと、データ紐付け部50hと、を備えている。
また、サーバ50は、前記した構成の他に、検査実績評価部50iと、検査忘れ判定部50jと、検査内容記録部50kと、検査内容記録データベース50m(図3では「検査内容記録DB」と記載)と、データ送信部50nと、を備えている。
設計データ記憶部50aには、プラントに設置されている各機器の設計データ51aが、例えば、所定のCADデータ(Computer-Aided Design data)として予め記憶されている。その一例を挙げると、各配管のCADデータや、各配管の接続関係を示すデータが、設計データ51aとして予め記憶されている。検査対象物である配管G等の設計データ51aには、それぞれ、所定の設計データID(識別情報)が予め付与されている。
形状データ変換部50bは、三次元計測センサ10の計測結果を、設計データ51aと比較可能なデータ形式に変換する。例えば、形状データ変換部50bは、三次元計測センサ10から受信した点群データを所定のCADデータに変換する。
第1照合部50cは、形状データ変換部50bによる変換後の三次元計測データと、設計データ51aと、の照合を行う。そして、プラントに設置された各機器の設計データ51aにおいて、三次元計測センサ10の計測結果に対応するものが存在する場合、第1照合部50cは、その設計データ51aの設計データIDを取得する。これによって、三次元計測センサ10の計測結果に基づき、検査員がプラントの中のどこを検査しているのかをサーバ50側で把握できる。
なお、検査員による検査の対象である検査対象物の三次元計測データと、検査対象物を含む機器の設計データ51aと、の比較に基づいて、検査対象物を特定する「検査対象物特定手段U」は、以下の各構成を含んでいる。すなわち、「検査対象物特定手段U」は、図3に示す三次元計測センサ10と、設計データ記憶部50aと、形状データ変換部50bと、第1照合部50cと、を含んでいる。
図3に示す検査仕様データ記憶部50dには、所定の検査仕様データ51dが予め記憶されている。検査仕様データ51dは、検査員が検査作業を行う際の検査項目(図4参照)や、検査作業において満たされるべき所定の実績評価基準等(図5参照)を含んでいる。
また、検査対象物である配管Gの設計データ51aと、この配管Gに関する検査仕様データ51dと、は所定の設計データID(識別情報)を用いて予め紐付けられている。そして、前記したように、検査対象物特定手段Uが、配管Gの設計データ51aに付与されている設計データIDを特定するようになっている。
図4は、検査仕様データ51dの説明図である。
図4に示す設計データID“517”は、例えば、配管GにおいてバルブHが設置されている箇所(図1参照)のIDであり、前記したように、第1照合部50c(図3参照)によって特定される。この設計データID“517”に対応付けられて、4つの検査項目E1,E2,E31,E32が予め設定されている。また、検査項目IDや、検査で行われるべき作業内容を示すデータが、各検査項目に対応付けて、検査仕様データ記憶部50d(図3参照)に予め記憶されている。
検査項目E1の作業内容は、設計データID“517”である配管G(図1参照)の目視検査である。検査項目E2の作業内容は、設計データID“517”である配管Gの超音波検査である。この超音波検査において、前記したセンサプローブP(図1参照)が用いられる。
検査項目E3は、下位の検査項目E31,E32を含んでいる。検査項目E31は、配管Gに設置されたバルブH(図1参照)の目視検査である。検査項目E32は、バルブHの開度調整である。なお、検査項目E32の検査は、検査項目E31の目視検査でバルブHの開度が不適切であった場合、検査員によって行われる。言い換えると、検査項目E31の目視検査でバルブHの開度が適切であった場合には、検査員が検査項目E32を行う必要はない。図4では省略したが、このような検査項目間の条件を示すデータも検査仕様データ51dに含まれる。
再び、図3に戻って説明を続ける。
図3に示す作業箇所認識部50eは、検査対象物特定手段Uによって特定された検査対象物(例えば、設計データID“517”の配管G)において、検査員による検査が行われた作業箇所を、目線カメラ20の撮影結果に基づいて認識する。すなわち、作業箇所認識部50eは、次に説明する第2照合部50fを介して検査仕様データ51dを参照し、検査対象物において検査員の視野に入っている箇所を認識する。
具体的に説明すると、作業箇所認識部50eは、目線カメラ20の撮影結果と、設計データID“517”に対応する検査仕様データ51d(基準となる所定の画像データ)と、を比較し、検査員が実際に配管Gのどの箇所を見ながら検査を行っているのかを特定する。なお、作業箇所認識部50eが、目線カメラ20の撮影結果(静止画)にエッジ抽出等の処理を施すようにしてもよい。
その他、検査員が複数のモーションセンサ30を装着する場合において、各モーションセンサ30の相対位置に基づき、作業箇所認識部50eによって、検査員の姿勢を認識するようにしてもよい。そして、目線カメラ20の撮影結果や、検査員の姿勢に基づいて、作業箇所認識部50eが、検査の作業箇所を認識するようにしてもよい。
第2照合部50fは、検査対象物の設計データIDに対応する検査仕様データ51dと、作業箇所認識部50eから入力されるデータ(作業箇所認識部50eの認識結果の他、目線カメラ20やモーションセンサ30の出力値)と、に基づいて、検査員が実施している検査項目を特定する。具体的に説明すると、第2照合部50fは、検査仕様データ51dを参照し、設計データID“517”に対応付けられた4つの検査項目E1,E2,E31,E32(図4参照)のうち、検査員が実施している検査項目を特定する。
図5は、設計データID“517”の検査仕様データ51dに関する説明図である。
図5に示す検査項目(紙面左端)や作業内容(紙面右端)については、図4を用いて説明したとおりである。
図5に示す作業箇所α、手の位置β、加速度γ、及び検査装置40の判定結果δは、検査員の作業内容が、所定の検査項目に該当するか否かの判定基準となるデータであり、予め設定されている。
作業箇所αは、作業箇所認識部50eの認識結果である。前記したように、目線カメラ20(図1参照)の撮影結果と、検査仕様データ51dに含まれる所定の画像データ(例えば、設計データ51aの一部)と、の比較に基づいて、検査の作業箇所が認識される。
手の位置βは、目線カメラ20の撮影結果の中における検査員の手の位置である。なお、手の位置は、目線カメラ20の撮影結果を用いた所定のパターン認識によって特定される。
加速度γは、検査員の右手の加速度であり、モーションセンサ30(図2参照)によって検出される。
検査装置40の判定結果δは、図2A、図2Bを用いて説明したように、センサプローブPを用いて超音波検査が行われたか否かの判定結果である。
図5に示す論理式は、作業箇所α、手の位置β、加速度γ、及び検査装置40の判定結果δに関する論理式であり、予め設定されている。
図5に示す継続時間は、所定の論理式が継続して成立している場合の継続時間である。このように、検査仕様データ51dには、検査の作業箇所αにおける検査項目E1,E2,E31,E32のそれぞれについて、予め設定された所定の実績評価基準(図5に示す論理式や継続時間)が含まれている。
例えば、検査項目E1について、作業箇所αが配管Gであるという状態が5秒以上継続した場合、検査実績評価部50iは、配管Gの目視検査が検査員によって適切に行われたと判定する。
また、検査項目E2について、作業箇所αが配管Gであり、手の位置βが配管Gの付近であり、X・Y方向の加速度γが所定範囲内であり、かつ、検査装置40の判定結果δが「超音波検査あり」である場合、検査実績評価部50iは、配管Gの超音波検査が適切に行われたと判定する。なお、検査項目E31(バルブHの目視検査)や検査項目E32(バルブHの開度調整)については、説明を省略する。
このように、検査実績評価部50iは、検査対象物特定手段Uによって特定された設計データID“517”に対応する検査項目E1,E2,E31,E32のそれぞれについて、検査の作業内容と実績評価基準との比較を行う。
なお、所定の検査項目の実施において想定される検査員の動作を複数に分割し(例えば、検査員がX方向に右手を移動させた後、所定の姿勢をとる)、その一連の動作がなされた場合、当該検査項目が実施されたと判定するようにしてもよい。また、検査員によって適切に検査が行われたことが既知である状態で、予め取得されたデータに基づいて、図5に示す検査仕様データ51dを設定するようにしてもよい。
以下では、目線カメラ20やモーションセンサ30の出力値や、検査装置40の判定結果の他、作業箇所認識部50eの認識結果を含むデータを「作業データ」という。「作業データ」は、検査員によって実際に行われた検査の作業内容を示すデータである。
図3に示す計測データ取得部50gは、検査員が配管Gの検査を行う際に用いるセンサプローブPの計測データを直接又は間接に取得する機能を有している。本実施形態では計測データ取得部50gが、検査装置40を介して、センサプローブPの計測データを間接的に取得するようになっている。
データ紐付け部50hは、計測データ取得部50gによって検査装置40から取得された計測データと、第2照合部50fを介して取得した作業データとを、前記した設計データID“517”に対応付けて紐付ける。データ紐付け部50hによって紐付けられたデータ(計測データ、作業データ、及び設計データID“517”)は、検査実績評価部50iに出力される。
検査実績評価部50iは、検査員の作業内容の実績を評価する。すなわち、検査実績評価部50iは、目線カメラ20の撮影結果、及び作業箇所認識部50eの認識結果を少なくとも用いることで特定される検査員の作業内容と、予め設定された所定の検査仕様データ51dと、の比較に基づいて、作業内容の実績を評価する。具体的に説明すると、検査実績評価部50iは、配管Gの設計データID“517”に対応する検査仕様データ51dを参照し、検査項目E1,E2,E31,E32のそれぞれについて、所定の実績評価基準(図5参照)が満たされているか否かを判定する。
検査忘れ判定部50jは、検査実績評価部50iの評価結果に基づいて、検査員の検査忘れの有無を判定する。例えば、検査忘れ判定部50jが、目線カメラ20の撮影結果に基づき、検査員が配管G(所定の検査対象物)から別の検査対象物に移動したと判定したとする。このような場合において、配管Gに関する検査項目E1,E2,E31,E32(図4参照)のうち、検査員による検査が行われなかったものが存在するとき、検査忘れ判定部50jは、配管Gに関して、検査員による検査忘れありと判定する。
なお、設計データID“517”(識別情報)に対応する検査項目E1,E2,E31,E32の実施が完了していない状態で、検査対象物特定手段Uによって、設計データID“517”とは別の設計データIDが特定された場合、検査忘れ判定部50jが、検査員による検査忘れありと判定するようにしてもよい。
なお、検査員による検査の作業内容を認識する機能等を有する検査作業内容認識手段Vは、以下の構成を備えている。すなわち、検査作業内容認識手段Vは、目線カメラ20と、モーションセンサ30と、検査装置40と、を備えている。また、検査作業内容認識手段Vは、前記した構成の他に、検査仕様データ記憶部50dと、作業箇所認識部50eと、第2照合部50fと、計測データ取得部50gと、データ紐付け部50hと、検査実績評価部50iと、検査忘れ判定部50jと、を備えている。このような構成を備える検査作業内容認識手段Vは、検査対象物特定手段Uによって特定された設計データIDに対応する検査仕様データ51dを用いて、検査員による作業内容を認識する機能を有している。
図3に示す検査内容記録部50kは、前記した計測データや作業データの他、検査実績評価部50iの評価結果や、検査忘れ判定部50jの判定結果等を、設計データIDに対応付けて、検査内容記録データベース50mに記録される。
検査内容記録データベース50mは、検査内容記録部50kによって、所定のデータが記録されるデータベースである。
なお、検査作業内容認識手段Vの認識結果を少なくとも記録する「記録手段W」は、検査内容記録部50kと、検査内容記録データベース50mと、を含んで構成される。
図3に示すデータ送信部50nは、検査忘れ判定部50jによって「検査忘れあり」と判定された場合、検査忘れに該当する検査項目のデータを、検査員が所持する携帯端末60に送信する。これによって、検査員による検査忘れがあったとしても、その旨を検査員に報知できる。
また、検査員による携帯端末60の操作に基づき、この携帯端末60から所定の要求信号を受信した場合、データ送信部50nが、検査内容記録データベース50mから検査内容に関するデータを読み出し、このデータを携帯端末60に送信するようにしてもよい。これによって検査員は、検査が適切になされたか否かを携帯端末60で確認したり、センサプローブPの計測値の波形(図2A参照)を確認したりすることができる。
図6は、検査作業管理システム100における携帯端末60の画面Kの表示例である。
図6に示す例では、配管Gの検査実績を示す画像Q1、及びバルブHの検査実績を示す画像Q2が、所定のCADデータ(設計データ51a:図3参照)に重畳した状態で、携帯端末60の画面Kに表示されている。
例えば、配管Gの検査が適切に行われた場合には、所定の色やパターンの画像Q1が、配管Gの設計データ51aに重畳表示される。また、配管Gに関する検査項目の中に検査忘れが存在した場合、別の色やパターンの画像(図示せず)が、配管Gの設計データ51aに重畳表示される。これによって、検査忘れがあった箇所を検査員側で把握できる。
なお、複数の検査項目に分けて、各検査項目の検査実績を示す画像を配管G等の設計データ51aに重畳表示させてもよい。また、設計データ51aではなく、目線カメラ20の撮影結果に、検査実績を示す画像を重畳表示させてもよい。その他、検査員による携帯端末60の操作に応じて、センサプローブPの計測データの波形や計測値(数値)を表示させるようにしてもよい。
このように、目線カメラ20による配管G(検査対象物)の撮影時における検査の作業内容の評価結果が、検査実績評価部50iによって与えられた場合において、少なくとも評価結果を示す画像Q1が携帯端末60(表示手段)に表示される。具体的には、評価結果を示す画像Q1が、目線カメラ20の撮影時の撮影結果、又は、当該撮影結果に対応する設計データ51aの画像に重畳した状態で、携帯端末60に表示される。これによって、検査員は、検査の作業内容が検査項目毎の実績評価基準を満たしているか否かを確認できる。
図7は、サーバ50が実行する処理を示すフローチャートである(適宜、図3を参照)。
ステップS101においてサーバ50は、検査対象物の形状データ(例えば、点群データ)を三次元計測センサ10から取得する。
ステップS102においてサーバ50は、形状データ変換部50bによって、前記した形状データを所定形式のデータ(例えば、CADデータ)に変換する。
ステップS103においてサーバ50は、第1照合部50cによって、検査対象物の形状データと、予め記憶されている設計データ51aと、の照合を行う(検査対象物特定処理)。この処理によって、実際に検査が行われている場所に関する設計データ51aの設計データIDが特定される。
ステップS104においてサーバ50は、検査員が実施している検査項目を特定する。すなわち、サーバ50は、目線カメラ20、モーションセンサ30、及び検査装置40の出力値等に基づき、第2照合部50fによって、検査員が実施している検査項目を特定する。
ステップS105においてサーバ50は、各データの紐付けを行う。すなわち、サーバ50は、検査装置40から取得した計測データと、前記した作業データと、を所定の設計データIDに対応付けて紐付ける。なお、作業データの生成に先立って、目線カメラ20による撮影(撮影ステップ)や、作業箇所認識部50eによる作業箇所の認識(作業箇所認識ステップ)が行われる他、モーションセンサ30による検出も行われる。
ステップS106においてサーバ50は、検査実績評価部50iによって、それぞれの検査項目の検査実績を評価する(検査実績評価ステップ)。検査実績の判定には、検査仕様データ51dに含まれる所定の実績評価基準(図5参照)が用いられる。これによって、各検査項目が適切に実施されたか否かを判定できる。なお、検査員による検査の作業内容等を認識する「検査作業内容認識処理」には、ステップS104~S107の処理が含まれる。
ステップS107においてサーバ50は、検査忘れ判定部50jによって、検査員による検査忘れの有無を判定する。なお、検査忘れがあった場合、図7では省略したが、検査忘れに該当する検査項目ID等(図4参照)が、データ送信部50nによって携帯端末60に通知される。これによって、検査員は、自身が見落としていた(又は、検査が不十分であった)検査項目の検査を行うことができる。
ステップS108においてサーバ50は、検査内容記録部50kによって、検査員による検査内容を所定の設計データIDに対応付けて、検査内容記録データベース50mに記録する。この検査内容には、計測データや作業データの他、検査実績の評価結果や、検査見逃しの有無に関するデータが含まれている。このようにしてサーバ50は、前記した「検査作業内容認識処理」の認識結果を少なくとも記録する「記録処理」を実行する。
ステップS108の処理を行った後、サーバ50は、検査作業の管理に関する一連の処理を終了する(END)。なお、三次元計測センサ10を用いて新たな検査対象物が計測されるたびに、図7に示す処理が実行される。
<効果>
第1実施形態によれば、サーバ50が、三次元計測センサ10の計測結果を設計データ51aと比較することで、検査員がいる場所を特定でき、ひいては、検査対象物を特定できる。
また、サーバ50は、検査対象物の設計データIDに対応する検査仕様データ51dと、目線カメラ20の撮影結果等を比較することで、検査員の作業内容を所定の検査項目毎に特定し、さらに、その検査実績を評価できる。
また、検査員による検査忘れがあった場合には、その旨が携帯端末60に通知される。これによって、検査忘れがあった箇所を改めて検査すべき旨を検査員に通知できる。また、検査対象物の構造が複雑で、検査すべき箇所が多数存在する場合であっても、検査員が短時間で漏れなく所定の検査を行うことができる。
また、検査員による測定値の入力作業が不要であるため、検査員の作業負担を軽減し、また、測定値の誤入力や入力漏れを防止できる。
さらに、検査内容に関する様々なデータが、所定の設計データIDに対応付けられて、検査内容記録データベース50mに記録される。これによって、いわゆるIoT(Internet of Things)の技術を活用して、検査員の作業内容に関するトレーサビリティ(追跡可能性)を従来よりも高めることができる。
≪第2実施形態≫
第2実施形態は、サーバ50(図8参照)が、無線LAN73(Local Area Network:通信装置)及びPLC72(Programmable Logic Controller:通信装置)を順次に介して、MES71(Manufacturing Execution System)に接続されている点が、第1実施形態とは異なっている。なお、サーバ50の構成や処理等は、第1実施形態と同様である。したがって、第1実施形態とは異なる部分について説明し、重複する部分については説明を省略する。
図8は、第2実施形態に係る検査作業管理システム100Aを含む構成図である。
図8に示す検査作業管理システム100Aは、第1実施形態で説明した検査対象物特定手段U(図3参照)と、検査作業内容認識手段V(図3参照)と、記録手段W(図3参照)と、を備えるサーバ50を含むとともに、検査作業内容認識手段Vの認識結果に基づいて、機器84等の工程管理を行うMES71を含んでいる。
また、検査作業管理システム100Aは、前記した各構成の他、PLC72や無線LAN73を備えている。さらに、図8では図示を省略したが、検査作業管理システム100Aは、三次元計測センサ10(図3参照)と、目線カメラ20(図3参照)と、モーションセンサ30(図3参照)と、検査装置40(図3参照)と、を備えている。
PLC72は、サーバ50の処理結果に基づいて、MES71との間で所定の信号をやり取りするプログラマブル論理制御装置である。
無線LAN73は、サーバ50及びMES71の一方から他方にデータが送信される際に中継を行う通信装置である。
MES71は、PLC72を介して自身に入力されたデータに基づき、検査対象物を含むプラント全体を管理する。例えば、MES71は、サーバ50に記録された検査内容のデータを参照し、所定の検査項目の検査忘れがあった場合、必要に応じて、その検査項目を実施すべき旨の信号を検査員の携帯端末60(図3参照)に送信する。
なお、前記した信号を携帯端末60に送信するか否かは、他のシステム83(例えば、機器84の制御システム)による機器84の稼動/停止を示す情報や、プラントの運転スケジュール等に基づき、MES71によって決定される。これによって、検査忘れ等があった場合、適切な時期に検査のやり直しを指示できる。
図8に示すERP81(Enterprise Resource Planning)は、経営資源(プラント、資金、情報等)を有効活用するために、各種データを一元管理するシステムであり、MES71との間で通信可能になっている。ERP81は、MES71及びPLC82を順次に介して、他のシステム83に接続されている。そして、他のシステム83によって、プラントに設けられた機器84が制御されるようになっている。この機器84も、検査員による検査の対象に含まれている。
例えば、機器84が停止しているときには、MES71が携帯端末60(図3参照)に所定の信号を送信することによって、機器84以外の検査対象物に検査員を誘導するようになっている。
<効果>
第2実施形態によれば、所定の検査項目の検査忘れ等があった場合、MES71によって、その検査項目を実施すべき旨を適切な時期に検査員に報知できる。これによって検査員は、プラントの運転スケジュール等に基づいて、機器84等の検査を効率的に行うことができる。
≪第3実施形態≫
第3実施形態は、サーバ50(図9参照)が、ネットワークNを介して遠隔監視センタ90に接続されている点が、第1実施形態とは異なっているが、その他(サーバ50の構成や処理等)については第1実施形態と同様である。したがって、第1実施形態とは異なる部分について説明し、重複する部分については説明を省略する。
図9は、第3実施形態に係る検査作業管理システム100Bの構成図である。
図9に示す検査作業管理システム100Bは、検査員による検査作業を管理者(熟練検査員)が遠隔監視する遠隔監視センタ90に、ネットワークNを介して接続されている。そして、表示手段90aや入力手段90bが、遠隔監視センタ90に設けられている。表示手段90aには、検査員の作業内容に関するデータが表示される。入力手段90bは、例えば、検査員が所持している携帯端末60に所定の指示信号を送信する際、管理者によって操作される。
その他、図9では図示を省略したが、検査作業管理システム100Bは、三次元計測センサ10(図3参照)と、目線カメラ20(図3参照)と、モーションセンサ30(図3参照)と、検査装置40(図3参照)と、を備えている。
そして、遠隔監視センタ90からの要求信号に応じて、サーバ50から遠隔監視センタ90に所定の検査記録が送信されるようになっている。例えば、表示手段90aの画面を見ている管理者が、所定の検査項目の検査をやり直すべきか否かを判断し、検査をやり直すべきときには、入力手段90bを介した操作によって、検査員の携帯端末60に所定の指示信号が送信されるようになっている。
これによって、サーバ50において検査員による検査忘れありと判定された場合の全てではなく、管理者の判断に基づいて絞り込まれた一部について、検査のやり直しを行うことができる。したがって、検査に要する手間や時間を第1実施形態よりも削減できる。
<効果>
第3実施形態によれば、熟練検査員の人数が少ない場合であっても、多数の検査作業と検査データの確認を効率的に行うことができるため、第1実施形態よりも低コスト化を図ることができる。
≪第4実施形態≫
第4実施形態は、MES71(図10参照)からの指令に基づき、検査ロボット86(図10参照)が検査対象物を検査する点が、第2実施形態とは異なっている。なお、その他については、第2実施形態と同様である。したがって、第2実施形態とは異なる部分について説明し、重複する部分については説明を省略する。
図10は、第4実施形態に係る検査作業管理システム100Cを含む構成図である。
図10に示す検査ロボット86は、検査対象物を検査するロボットである。この検査ロボット86は、移動式のロボットであってもよいし、また、固定式のロボットであってもよい。前記した「移動式のロボット」には、遠隔操作や自動制御によって飛行する機器(いわゆる“drone”)も含まれるものとする。
そして、MES71からの所定の指令信号が、PLC85を介して、検査ロボット86に入力されるようになっている。検査ロボット86は、前記した指令信号に基づいて駆動し、検査対象物を検査する。
図10に示す検査作業管理システム100Cは、サーバ50と、MES71と、PLC72と、無線LAN73と、を備えている。また、図10では図示を省略したが、検査作業管理システム100Cは、三次元計測センサ10(図3参照)や目線カメラ20(撮影部:図3参照)等も備えている。
図10に示すサーバ50は、第1実施形態(図3参照)と同様の構成を備えている。すなわち、サーバ50は、検査対象物特定手段U(図3参照)と、検査作業内容認識手段V(図3参照)と、記録手段W(図3参照)と、を備えている。
前記した検査対象物特定手段U(図3参照)は、検査ロボット86による検査の対象である検査対象物の三次元計測データと、この検査対象物を含む機器の設計データ51a(図3参照)と、の比較に基づいて、検査対象物を特定する(検査対象物特定処理)。
検査作業内容認識手段V(図3参照)は、検査ロボット86による検査の作業内容を認識する(検査作業内容認識処理)。
記録手段W(図3参照)は、検査作業内容認識手段Vの認識結果を少なくとも記録する(記録処理)。
また、前記した検査作業内容認識手段V(図3参照)は、目線カメラ20(図3参照)、作業箇所認識部50e(図3参照)、検査実績評価部50i(図3参照)等を有している。
目線カメラ20(図3参照)は、検査ロボット86に装着され、検査対象物を撮影する(撮影ステップ)。
作業箇所認識部50e(図3参照)は、検査対象物特定手段U(図3参照)によって特定された検査対象物において、検査ロボット86による検査が行われた作業箇所を、目線カメラ20の撮影結果に基づいて認識する(作業箇所認識ステップ)。
検査実績評価部50i(図3参照)は、検査ロボット86による検査の作業内容と、予め設定された所定の検査仕様データ51d(図3参照)と、の比較に基づいて、作業内容の実績を評価する(検査実績評価ステップ)。前記した作業内容は、目線カメラ20の撮影結果、及び作業箇所認識部50e(図3参照)の認識結果を少なくとも用いることで特定される。なお、検査ロボット86による検査が不十分な箇所が存在する場合には、MES71からの指令に基づいて、検査ロボット86が適宜に駆動するようになっている。
<効果>
第4実施形態によれば、サーバ50によって、検査ロボット86による検査の作業内容を認識し、さらに評価できる。また、検査ロボット86の作業内容に関するトレーサビリティ(追跡可能性)を従来よりも高めることができる。
≪変形例≫
以上、本発明に係る検査作業管理システム100等について各実施形態により説明したが、本発明はこれらの記載に限定されるものではなく、種々の変更を行うことができる。
例えば、各実施形態では、配管Gの超音波検査等が行われる場合について説明したが、これに限らない。すなわち、渦電流を検出するためのセンサプローブ(図示せず)を用いた渦電流検査や、周知の打音検査にも各実施形態を適用できる。
なお、超音波検査や渦電流検査が行われない場合には、第1実施形態で説明したセンサプローブP(図3参照)の他、検査装置40(図3参照)を省略してもよい。このような構成において、検査実績評価部50i(図3参照)は、目線カメラ20(撮影部)の撮影結果、作業箇所認識部50eの認識結果、及びモーションセンサ30(加速度センサ)の検出値に基づいて、検査員の作業内容の実績を評価する。
また、検査に用いられる検査用センサ(例えば、センサプローブP)の種類によっては、A/D変換等を行う検査装置40を省略してもよい。つまり、計測データ取得部50gが、前記した検査用センサの計測データを直接に取得する構成であってもよい。
また、各実施形態では、検査作業内容認識手段V(図3参照)がモーションセンサ30(図3参照)を備える構成について説明したが、モーションセンサ30を省略してもよい。このような構成において、検査実績評価部50i(図3参照)は、目線カメラ20(撮影部)の撮影結果、作業箇所認識部50eの認識結果、及び、センサプローブP(検査用センサ)の計測データに基づいて、検査員の作業内容の実績を評価する。
また、各実施形態では、検査員が携帯端末60(図1参照)を所持する場合について説明したが、検査員が携帯端末60を所持していない場合にも適用できる。このような場合、例えば、検査がいったん終了した後、サーバ50(図3参照)の処理結果を見た管理者からの指示に従って、所定の検査項目の検査が適宜に行われる。
また、各実施形態では、三次元計測センサ10の計測結果を設計データ51aと照合することで、検査対象物が特定される構成について説明したが、これに限らない。例えば、RFタグ(Radio Frequency tag)やQRコード(登録商標)を検査対象物に予め付けて、検査員が、データ読取装置(図示せず)を用いて、RFタグ等のデータを読み取るようにしてもよい。
また、第1実施形態では、配管Gにおける所定箇所(1箇所)の超音波検査を行う場合について説明したが(図6参照)、複数箇所の超音波検査の結果を検査実績の評価に基づき、データマッピングとして色分け表示するようにしてもよい。
また、第1実施形態(図3参照)では、配管Gの検査を行う際に1台の検査装置40が用いられる場合について説明したが、これに限らない。すなわち、センサプローブP等の検査用センサと一対一で接続される複数の検査装置40から、所定のデータがサーバ50に送信されるようにしてもよい。
また、第1実施形態では、検査員に装着され、当該検査員の視野に入っている領域付近を撮影する「撮影部」が目線カメラ20である場合について説明したが、これに限らない。例えば、検査員の視野に入っている領域付近を撮影するカメラ(撮影部)を、検査員の頭部(ヘルメット等)に装着したり、検査員の身体における他の部位に装着したりしてもよい。
また、各実施形態を適宜に組み合わせてもよい。例えば、第2実施形態と第3実施形態とを組み合わせ、検査作業管理システム100AがMES71を備える構成において(第2実施形態:図8参照)、遠隔監視センタ90から監視する構成(第3実施形態:図9参照)であってもよい。また、例えば、第3実施形態と第4実施形態とを組み合わせてもよい。
また、各実施形態では、プラントに設けられた配管G等の検査が行われる場合について説明したが、これに限らない。例えば、比較的小さな量産品(機器)の検査にも、各実施形態を適用できる。
また、各実施形態は本発明を分かりやすく説明するために詳細に記載したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されない。また、実施形態の構成の一部について、他の構成の追加・削除・置換をすることが可能である。また、前記した機構や構成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機構や構成を示しているとは限らない。
100,100A,100B 検査作業管理システム
10 三次元計測センサ
20 目線カメラ(撮影部)
30 モーションセンサ(加速度センサ)
40 検査装置
50 サーバ
50a 設計データ記憶部
50b 形状データ変換部
50c 第1照合部
50d 検査仕様データ記憶部
50e 作業箇所認識部
50f 第2照合部
50g 計測データ取得部
50h データ紐付け部
50i 検査実績評価部
50j 検査忘れ判定部
50k 検査内容記録部
50m 検査内容記録データベース
50n データ送信部
51a 設計データ
51d 検査仕様データ
60 携帯端末(表示手段)
71 MES
84 機器
86 検査ロボット
90 遠隔監視センタ
90a 表示手段
90b 入力手段
G 配管(検査対象物)
N ネットワーク
P センサプローブ(検査用センサ)
U 検査対象物特定手段
V 検査作業内容認識手段
W 記録手段

Claims (12)

  1. 検査員による検査の対象である検査対象物の三次元計測データと、前記検査対象物を含む機器の設計データと、の比較に基づいて、前記検査対象物を特定する検査対象物特定手段と、
    前記検査員による検査の作業内容を認識する検査作業内容認識手段と、
    前記検査作業内容認識手段の認識結果を少なくとも記録する記録手段と、を備え、
    前記検査作業内容認識手段は、
    前記検査員に装着され、当該検査員の視野に入っている領域付近を撮影する撮影部と、
    前記検査対象物特定手段によって特定された前記検査対象物において、前記検査員による検査が行われた作業箇所を、前記撮影部の撮影結果に基づいて認識する作業箇所認識部と、を有するとともに、
    前記撮影部の撮影結果、及び前記作業箇所認識部の認識結果を少なくとも用いることで特定される前記作業内容と、予め設定された所定の検査仕様データと、の比較に基づいて、前記作業内容の実績を評価する検査実績評価部を有し、
    前記検査実績評価部は、前記作業箇所認識部によって認識される前記作業箇所と、前記撮影部によって撮影される前記検査員の手の位置と、を含む複数種類のデータが前記検査仕様データの検査項目に対応する所定条件を満たしているか否かに基づいて、前記作業内容の実績を評価し、
    前記複数種類のデータには、前記検査員の姿勢を特定するデータが含まれていること
    を特徴とする検査作業管理システム。
  2. 前記検査対象物の前記設計データと、当該検査対象物の前記検査仕様データと、が所定の識別情報を用いて予め紐付けられ、
    前記検査対象物特定手段は、前記検査対象物の前記設計データに付与されている前記識別情報を特定し、
    前記検査作業内容認識手段は、前記検査対象物特定手段によって特定された前記識別情報に対応する前記検査仕様データを用いて、前記作業内容を認識すること
    を特徴とする請求項1に記載の検査作業管理システム。
  3. 前記検査仕様データには、前記作業箇所における複数の検査項目のそれぞれについて、予め設定された所定の実績評価基準が含まれ、
    前記検査実績評価部は、前記検査対象物特定手段によって特定された前記識別情報に対応する複数の前記検査項目のそれぞれについて、前記作業内容と前記実績評価基準との比較を行うこと
    を特徴とする請求項2に記載の検査作業管理システム。
  4. 前記検査作業内容認識手段は、前記検査員の検査忘れの有無を判定する検査忘れ判定部を有し、
    前記検査忘れ判定部は、
    前記撮影部の撮影結果に基づき、前記検査員が所定の前記検査対象物から別の検査対象物に移動したと判定した場合において、所定の前記検査対象物に関する複数の前記検査項目のうち、前記検査員による検査が行われなかったものが存在するとき、
    又は、前記識別情報に対応する複数の前記検査項目の実施が完了していない状態で、前記検査対象物特定手段によって、前記識別情報とは別の識別情報が特定されたときには、
    所定の前記検査対象物に関して、前記検査員による検査忘れありと判定すること
    を特徴とする請求項3に記載の検査作業管理システム。
  5. 前記検査作業内容認識手段は、前記検査員が前記検査対象物の検査を行う際に用いる検査用センサの計測データを直接又は間接に取得する計測データ取得部を有し、
    前記検査実績評価部は、前記撮影部の撮影結果、前記作業箇所認識部の認識結果、及び前記計測データに基づいて、前記作業内容の実績を評価すること
    を特徴とする請求項1に記載の検査作業管理システム。
  6. 前記撮影部による前記検査対象物の撮影時における前記作業内容の評価結果が、前記検査実績評価部によって与えられた場合において、少なくとも前記評価結果を示す画像が、前記撮影時の撮影結果、又は、当該撮影結果に対応する前記設計データの画像に重畳した状態で表示手段に表示されること
    を特徴とする請求項5に記載の検査作業管理システム。
  7. 前記検査作業内容認識手段は、前記検査員の身体の所定部位に装着される加速度センサを有し、
    前記検査実績評価部は、前記撮影部の撮影結果、前記作業箇所認識部の認識結果、及び前記加速度センサの検出値に基づいて、前記作業内容の実績を評価すること
    を特徴とする請求項1に記載の検査作業管理システム。
  8. 前記検査対象物特定手段と、前記検査作業内容認識手段と、前記記録手段と、を備えるサーバを含むとともに、
    前記検査作業内容認識手段の認識結果に基づいて、前記機器の工程管理を行うMES(Manufacturing Execution System)を含むこと
    を特徴とする請求項1から請求項7のいずれか一項に記載の検査作業管理システム。
  9. 前記検査対象物特定手段と、前記検査作業内容認識手段と、前記記録手段と、を備えるサーバが、前記検査員による検査作業を管理者が遠隔監視する遠隔監視センタにネットワークを介して接続され、
    前記表示手段が前記遠隔監視センタに設けられるとともに、前記検査員が所持する携帯端末への指示を前記管理者が入力するための入力手段も、前記遠隔監視センタに設けられていること
    を特徴とする請求項6に記載の検査作業管理システム。
  10. 検査ロボットによる検査の対象である検査対象物の三次元計測データと、前記検査対象物を含む機器の設計データと、の比較に基づいて、前記検査対象物を特定する検査対象物特定手段と、
    前記検査ロボットによる検査の作業内容を認識する検査作業内容認識手段と、
    前記検査作業内容認識手段の認識結果を少なくとも記録する記録手段と、を備え、
    前記検査作業内容認識手段は、
    前記検査ロボットに装着され、前記検査対象物を撮影する撮影部と、
    前記検査対象物特定手段によって特定された前記検査対象物において、前記検査ロボットによる検査が行われた作業箇所を、前記撮影部の撮影結果に基づいて認識する作業箇所認識部と、を有するとともに、
    前記撮影部の撮影結果、及び前記作業箇所認識部の認識結果を少なくとも用いることで特定される前記作業内容と、予め設定された所定の検査仕様データと、の比較に基づいて、前記作業内容の実績を評価する検査実績評価部を有し、
    前記検査実績評価部は、前記作業箇所認識部によって認識される前記作業箇所と、前記撮影部によって撮影される前記検査ロボットの所定部位の位置と、を含む複数種類のデータが前記検査仕様データの検査項目に対応する所定条件を満たしているか否かに基づいて、前記作業内容の実績を評価し、
    前記複数種類のデータには、前記検査ロボットの姿勢を特定するデータが含まれていること
    を特徴とする検査作業管理システム。
  11. 検査員による検査の対象である検査対象物の三次元計測データと、前記検査対象物を含む機器の設計データと、の比較に基づいて、前記検査対象物を特定する検査対象物特定処理と、
    前記検査員による検査の作業内容を認識する検査作業内容認識処理と、
    前記検査作業内容認識処理の認識結果を少なくとも記録する記録処理と、を含み、
    前記検査作業内容認識処理には、
    前記検査員に装着される撮影部によって、当該検査員の視野に入っている領域を撮影する撮影ステップと、
    前記検査対象物特定処理によって特定された前記検査対象物において、前記検査員による検査が行われた作業箇所を、前記撮影ステップでの撮影結果に基づいて認識する作業箇所認識ステップと、が含まれるとともに、
    前記撮影ステップでの撮影結果、及び前記作業箇所認識ステップでの認識結果を少なくとも用いることで特定される前記作業内容と、予め設定された所定の検査仕様データと、の比較に基づいて、前記作業内容の実績を評価する検査実績評価ステップが含まれ、
    前記検査実績評価ステップでは、前記作業箇所認識ステップで認識される前記作業箇所と、前記撮影ステップで撮影される前記検査員の手の位置と、を含む複数種類のデータが前記検査仕様データの検査項目に対応する所定条件を満たしているか否かに基づいて、前記作業内容の実績を評価し、
    前記複数種類のデータには、前記検査員の姿勢を特定するデータが含まれていること
    を特徴とする検査作業管理方法。
  12. 検査ロボットによる検査の対象である検査対象物の三次元計測データと、前記検査対象物を含む機器の設計データと、の比較に基づいて、前記検査対象物を特定する検査対象物特定処理と、
    前記検査ロボットによる検査の作業内容を認識する検査作業内容認識処理と、
    前記検査作業内容認識処理の認識結果を少なくとも記録する記録処理と、を含み、
    前記検査作業内容認識処理は、
    前記検査ロボットに装着される撮影部によって、前記検査対象物を撮影する撮影ステップと、
    前記検査対象物特定処理によって特定された前記検査対象物において、前記検査ロボットによる検査が行われた作業箇所を、前記撮影ステップの撮影結果に基づいて認識する作業箇所認識ステップと、が含まれるとともに、
    前記撮影ステップの撮影結果、及び前記作業箇所認識ステップの認識結果を少なくとも用いることで特定される前記作業内容と、予め設定された所定の検査仕様データと、の比較に基づいて、前記作業内容の実績を評価する検査実績評価ステップが含まれ、
    前記検査実績評価ステップでは、前記作業箇所認識ステップで認識される前記作業箇所と、前記撮影ステップで撮影される前記検査ロボットの所定部位の位置と、を含む複数種類のデータが前記検査仕様データの検査項目に対応する所定条件を満たしているか否かに基づいて、前記作業内容の実績を評価し、
    前記複数種類のデータには、前記検査ロボットの姿勢を特定するデータが含まれていること
    を特徴とする検査作業管理方法。
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