JP2018045059A - 教育支援装置 - Google Patents

Abstract

【課題】未熟作業者に対して熟練作業者による作業と未熟作業者による作業との違いを容易に把握することができるようにすることで、未熟作業者に作業ノウハウを効率的に習得することができる教育支援装置を提供する。【解決手段】教育支援装置Ｅは、予め熟練作業者による処理機械に対する作業状況を取得する熟練作業状況取得部１１０と、未熟作業者が作業する場合に、未熟作業者に対する教育用として、熟練作業状況取得部１１０にて取得した作業状況と比較可能となるように、作業者による作業状況を取得する未熟作業状況取得部１２０とを備える。【選択図】図８

Description

本発明は、教育支援装置に関するものである。

処理機械（例えば、工作機械や産業ロボットなど）の作業は、熟練作業者と未熟作業者とでは、作業能力に格段の差があるのが実情である。これまでは、熟練作業者が未熟作業者に対して指導を行うことにより、未熟作業者の教育を行うのが一般的であった。

特許文献１には、状況に応じて、効率的に作業者を教育することに貢献する教育支援装置が記載されている。教育支援装置は、１又は２以上の作業者の能力に関する能力情報を取得する能力情報取得部と、１又は２以上の作業者の作業履歴に関する作業履歴情報を取得する作業履歴取得部と、１又は２以上の顧客からの作業要請に関する作業要請履歴情報を取得する作業要請履歴取得部と、能力情報、作業履歴情報、作業要請履歴情報に基づいて、各作業者に対する教育内容の教育優先度を判定する教育優先度判定部とを備える。

特許文献２には、各個人の能力に応じて、必要な教育研修カリキュラムを提示する教育受講ナビゲーションシステムが記載されている。このシステムは、個人情報、研修情報と、組織等の属性により求められる重みづけ情報を元に、受講者にとって重要な教育研修カリキュラムを表示し、最適な受講計画をナビゲーションする。

特開２０１４−１７８４４９号公報 特開２００６−１３３４４３号公報

しかし、熟練者業者による指導だけでは、未熟作業者が、熟練作業者のノウハウを習得することは容易ではない。つまり、熟練者業者が、全ての動作を言葉で説明することはできず、熟練者業者が、自身の作業と未熟作業者の作業との違いを認識することも容易ではない。そのため、工作機械や産業ロボットなどの処理機械の作業については、多大な経験を要するしかなく、作業者の教育に多大な時間及び費用を要していた。そこで、より効率的に未熟作業者に対する教育を行うことが求められてきた。

本発明は、未熟作業者に対して熟練作業者による作業と未熟作業者による作業との違いを容易に把握することができるようにすることで、未熟作業者に作業ノウハウを効率的に習得することができる教育支援装置を提供することを目的とする。

本発明に係る教育支援装置は、予め熟練作業者による処理機械に対する作業状況を取得する熟練作業状況取得部と、未熟作業者が作業する場合に、当該未熟作業者に対する教育用として、前記熟練作業状況取得部にて取得した前記作業状況と比較可能となるように、当該作業者による作業状況を取得する未熟作業状況取得部とを備える。

このように、教育支援装置は、熟練作業者による作業状況と未熟作業者による作業状況とをそれぞれ比較可能となるように取得する。従って、未熟作業者は、熟練作業者の作業状況と自身の作業状況とを比較することで、ノウハウを含め、熟練作業者の作業と異なるところを把握することが容易となる。その結果、未熟作業者は、効率的に作業ノウハウを習得することができる。

本実施形態の設備の配置図である。 設備の内部構成を示す図である。 図２の作業者端末（ホーム端末、携帯端末、操作盤）において、作業開始時の操作手順及び表示内容を示す図である。 図２の作業者端末（ホーム端末、携帯端末、操作盤）において、作業完了時の操作手順及び表示内容を示す図である。 図１及び図２に示す管理装置の構成を示す。 図４の表示装置に表示される内容であって、初期工程計画、工程実績及び更新工程計画（予定計画）が表示される。 図４の能力データベースに記憶される作業者の作業実績情報を示す図である。 図４の次作業決定部による処理を示すフローチャートである。 図２に示す教育支援装置の構成を示す。 図８に示す表示部に表示される表示内容を示す。

（１．設備１の構成）
設備１の構成について、図１を参照して説明する。設備１は、例えば、種々の対象物の生産を行う生産設備、対象物の搬送を行う物流設備などである。本実施形態においては、設備１は、機械加工を行う生産設備を例にあげる。また、当該設備１は、作業者が関与する非完全自動化設備である。つまり、設備１は、設備１を構成する処理機械ＭＣ１−ＭＣ８の処理を全て自動で稼働するのではなく、各処理機械ＭＣ１−ＭＣ８に対する作業者による作業を必要とする。

図１に示すように、設備１は、８台の処理機械ＭＣ１−ＭＣ８、ホーム端末ＨＰ、複数の携帯端末Ｗ、管理装置Ｍを備える。生産の対象物は、例えば、円筒状の部材であるとする。

処理機械ＭＣ１−ＭＣ８は、例えば、マシニングセンタ、旋盤、研削盤などの工作機械であり、処理機械ＭＣ１からＭＣ８の順は、工程順である。処理機械ＭＣ１−ＭＣ８は、２列に配列されており、各列の処理機械ＭＣ１−ＭＣ８は、正面同士が対向するように配列される。

処理機械ＭＣ１−ＭＣ８は、順に、外形の荒加工を行う旋盤、外形の中仕上げ加工を行う研削盤、内形の荒加工を行う旋盤、内形の中仕上げ加工を行う研削盤、外形のストレート部の仕上げ加工を行う研削盤、外形のテーパ部の仕上げ加工を行う研削盤、内形のストレート部の仕上げ加工を行う研削盤、内形のテーパ部の仕上げ加工を行う研削盤である。

ホーム端末ＨＰは、設備１のホームポジションＰに設置される。ホームポジションＰは、設備１の基準となる位置であって、作業上の観点から規定される位置である。ここで、ホーム端末ＨＰは、作業者に対して作業指示を行うと共に、作業者による作業開始情報及び作業完了情報の入力処理を行うための装置である。作業者は、作業を開始及び完了の都度、ホーム端末ＨＰにて入力処理を行う。そこで、作業者の移動距離の観点から、ホーム端末ＨＰが設置されるホームポジションＰは、設備１全体における中央付近としている。なお、ホーム端末ＨＰが設置されるホームポジションＰは、設備１の中央付近に限らず、設備１を構成する処理機械ＭＣ１−ＭＣ８の配列に応じて適宜決定される。

携帯端末Ｗは、ホーム端末ＨＰと同様の機能を有し、作業者が携帯可能な端末である。つまり、携帯端末Ｗは、作業者に対して作業指示を行うと共に、作業者による作業開始情報及び作業完了情報の入力処理を行うための装置である。携帯端末Ｗは、ハンディタイプ、装着タイプの何れでもよい。ハンディタイプの例としては、タブレット、携帯電話、スマートフォンのような非装着型デバイスなどがある。装着タイプの例としては、腕バンドタイプ、眼鏡タイプ、イヤホンタイプ、ヘルメット取付タイプなどがある。

ここで、ホーム端末ＨＰと携帯端末Ｗとは、同様の機能を有するため、何れか一方を選択的に用いることができる。両者を用いる場合には、例えば、未熟作業者は、ホーム端末ＨＰのみを使用し、熟練作業者は、ホーム端末ＨＰ及び携帯端末の両者を使用可能とすることもできる。後述するが、携帯端末Ｗを用いる場合には、作業能力の一つしての作業時間を推定することになるため、作業者の作業能力を正確に把握することができない。そこで、作業者の作業能力がある程度安定した状態になるまで、すなわち熟練作業者になれば、携帯端末Ｗを使用できるようにするとよい。

管理装置Ｍは、処理機械ＭＣ１−ＭＣ８による処理、及び、処理機械ＭＣ１−ＭＣ８に対する作業者による作業について管理する。詳細には、管理装置Ｍは、稼働実績の把握機能、更新工程計画の作成機能、作業者に対する次作業指示機能、作業者の能力データベースの構築機能を有する。管理装置Ｍは、処理機械ＭＣ１−ＭＣ８及びホーム端末ＨＰと、有線又は無線の通信ネットワークにより接続される。管理装置Ｍは、携帯端末Ｗと無線の通信ネットワークにより接続される。

教育支援装置Ｅは、管理装置Ｍに記憶される情報を用いて、未熟作業者の教育を行うための装置である。特に、教育支援装置Ｅは、未熟作業者が自身の作業能力を把握（自覚）するための情報や、未熟作業者の作業と熟練作業者の作業と比較することができる情報などが表示される。

（２．処理機械、ホーム端末及び携帯端末の内部構成）
次に、処理機械ＭＣ１−ＭＣ８、ホーム端末ＨＰ及び携帯端末Ｗの内部構成について、図２を参照して説明する。

処理機械ＭＣ１−ＭＣ８は、機械本体１１、制御装置１２、操作盤１３及び機械撮像装置１４（第一撮像装置）を備える。操作盤１３は、入力部１３ａと表示部１３ｂとを備える。機械撮像装置１４は、処理機械ＭＣ１−ＭＣ８の周囲を撮像し、特に作業者の動作情報を撮像するための装置である。

ホーム端末ＨＰは、入力部２１と表示部２２とを備える。携帯端末Ｗは、入力部３１、表示部３２、位置センサ３３、携帯撮像装置３４（第二撮像装置）、生体情報センサ３５、加速度センサ３６を備える。携帯端末Ｗの位置センサ３３は、設備１内において携帯端末Ｗ自身の位置を認識するためのセンサであって、例えばＧＰＳセンサである。携帯撮像装置３４は、作業者の視界を撮像する。生体情報センサ３５は、作業者の脈波や呼吸波を検出する。加速度センサ３６は、作業者の動き（例えば、歩行状態、起立状態など）に応じた信号を検出する。

操作盤１３の入力部１３ａ、ホーム端末ＨＰの入力部２１、及び、携帯端末Ｗの入力部３１は、例えば、タッチ操作による入力が可能なタッチパネル、機械式ボタンなどである。

（３．作業者端末の構成及び操作手順）
操作盤１３、ホーム端末ＨＰ及び携帯端末Ｗは、作業者に対する指示を行うと共に、作業者による入力処理を行うための装置であるため、以下において、総称して作業者端末１３，ＨＰ，Ｗと称する。作業者端末１３，ＨＰ，Ｗの構成について、図３Ａ及び図３Ｂを参照して説明する。

作業者端末１３、ＨＰ，Ｗは、図３Ａ及び図３Ｂに示すように、次作業又は現在作業を表示するための作業表示欄４１、次作業候補の一覧を表示するための候補欄４２、作業者名ボタン、作業者毎に作業の開始ボタン、完了ボタン、キャンセルボタンを表示する入力欄４３を備える。

作業表示欄４１には、作業対象の処理機械ＭＣ１−ＭＣ８、及び、作業種別が記載される。さらに、作業表示欄４１には、図３Ａに示すように、次作業を開始しようとする作業者に対して次作業を指示する欄として機能するとともに、図３Ｂに示すように、現在作業の完了処理をしようとする作業者に対して現在作業を表示する欄として機能する。

候補欄４２には、現在作業者により実行できる作業（以下、次作業候補と称する）が表示されており、作業対象の処理機械ＭＣ１−ＭＣ８、及び、作業種別が記載される。さらに、候補欄４２には、複数の次作業候補が表示される場合には、優先順位も表示される。

次に、作業者が次作業を開始する場合において、作業者による操作手順について図３Ａを参照して説明する。ここで、作業者端末１３，ＨＰ，Ｗの候補欄４２には、現在実行可能な次作業候補が常時表示されている。そして、現在作業を行っていない作業者は、作業者端末１３、ＨＰ，Ｗの自身の作業者名ボタンをタッチする（図３Ａの（１）にて図示）。そうすると、作業者端末１３，ＨＰ，Ｗの作業表示欄４１には、次作業が表示される（図３Ａの（２）にて図示）。この次作業は、候補欄４２に表示されている次作業候補の中の一つである。つまり、作業者は、作業者端末１３，ＨＰ，Ｗにより次作業を指示される。続いて、作業者は、開始ボタンをタッチして（図３Ａの（３）にて図示）、指示された次作業に取りかかる。

次に、作業者が現在作業を完了する場合において、作業者による操作手順について図３Ａを参照して説明する。処理機械ＭＣ１−ＭＣ８における作業を完了した作業者は、作業者端末１３、ＨＰ，Ｗの自身の作業者名ボタンをタッチする（図３Ｂの（１）にて図示）。そうすると、作業者端末１３，ＨＰ，Ｗの作業表示欄４１には、現在行っていた作業が表示される（図３Ｂの（２）にて図示）。つまり、作業者は、作業表示欄４１にて、現在行っていた作業を確認できる。続いて、作業者は、完了ボタンをタッチして（図３Ｂの（３）にて図示）又は処理機械ＭＣ１−ＭＣ８からの信号等により、現在行っていた作業を完全に完了する。

（４．管理装置Ｍの概要）
次に、管理装置Ｍの概要について、図４を参照して説明する。管理装置Ｍは、図４に示すように、工程計画記憶部５１、機械状態取得部５２、実行作業者取得部５３、位置情報取得部５４、作業状態取得部５５、工程実績記憶部５６、能力データベース５７、次作業候補抽出部５８、全作業者状態取得部５９、次作業決定部６０、初期工程計画取得部６１、工程計画更新部６２、表示装置６３、作業種別取得部６４、機械撮像情報取得部７１、視界情報取得部７２、生体情報取得部７３、加速度情報取得部７４、操作順序情報取得部７５、データベース更新部７６を備える。

管理装置Ｍを構成する各部のうち、機械状態取得部５２は、処理機械ＭＣ１−ＭＣ８の制御装置１２から処理機械ＭＣ１−ＭＣ８の現在状態（稼働状態）に関する情報を取得する。機械撮像情報取得部７１は、処理機械ＭＣ１−ＭＣ８の機械撮像装置１４により撮像された情報を取得する。また、実行作業者取得部５３、位置情報取得部５４、作業状態取得部５５、視界情報取得部７２、生体情報取得部７３、加速度情報取得部７４、操作順序情報取得部７５は、作業者端末１３，ＨＰ，Ｗから、実行作業者の情報、位置情報、作業状態に関する情報、視界情報、生体情報、加速度情報、操作順序情報を取得する。

実行作業者取得部５３は、作業者端末１３，ＨＰ，Ｗにおいて、タッチされた作業者名ボタンに対応する作業者の情報を、実行作業者として取得する。つまり、実行作業者取得部５３は、作業を実行する作業者のＩＤ情報（作業者の名称など）を取得する。管理装置Ｍを構成する他部は、管理装置Ｍ内に処理を行う部位であり、後に詳述する。

ここで、管理装置Ｍは、上述したように、稼働実績の把握機能、更新工程計画の作成機能、作業者に対する次作業指示機能、作業者の能力データベースの構築機能を有する。稼働実績の把握機能は、工程計画記憶部５１、機械状態取得部５２、位置情報取得部５４、作業状態取得部５５、工程実績記憶部５６、表示装置６３、作業種別取得部６４により構成される。

更新工程計画の作成機能は、工程計画記憶部５１、工程実績記憶部５６、初期工程計画取得部６１、工程計画更新部６２により構成される。作業者に対する次作業指示機能は、工程計画記憶部５１、機械状態取得部５２、実行作業者取得部５３、位置情報取得部５４、作業状態取得部５５、能力データベース５７、次作業候補抽出部５８、全作業者状態取得部５９、次作業決定部６０により構成される。

作業者の能力データベースの構築機能は、能力データベース５７、位置情報取得部５４、作業種別取得部６４、機械撮像情報取得部７１、視界情報取得部７２、生体情報取得部７３、加速度情報取得部７４、操作順序情報取得部７５、データベース更新部７６により構成される。

（５．稼働実績の把握機能）
管理装置Ｍの稼働実績の把握機能について、図４及び図５を参照して説明する。まずは、稼働実績の把握機能に用いられる初期工程計画、工程実績及び更新工程計画について、図５を参照して説明する。

図５は、表示装置６３に表示される内容である。図５には、現在時刻を表すペースメーカー、工程計画記憶部５１に記憶される対象物毎の初期工程計画、工程計画記憶部５１に記憶される対象物毎の更新工程計画、及び、工程実績記憶部５６に記憶される対象物毎の工程実績が表示される。対象物１ａ，１ｂ，１ｃは、同種の対象物であって、対象物２ａ，２ｂ，２ｃは、同種の対象物である。ここで、対象物とは、生産設備においては生産対象物（工作物、組立品など）であり、物流設備において物流対象物（搬送物）である。また、対象物１ａ，１ｂ，１ｃと、対象物２ａ，２ｂ，２ｃと、対象物３とは、異種の対象物である。

ここで、工程計画とは、複数の処理機械ＭＣ１−ＭＣ８による処理と複数の処理機械ＭＣ１−ＭＣ８に対する作業者による作業とに関する実行順序が規定された計画である。初期工程計画及び更新工程計画は、工程計画記憶部５１に記憶されている。初期工程計画とは、対象物の生産計画に基づいて、管理者によって予め決定される。さらに、初期工程計画は、標準の作業能力を有する作業者による作業時間（標準時間）に基づき設定された工程計画である。更新工程計画とは、処理機械の稼働実績及び作業者の作業実績に応じて、初期工程計画を更新した工程計画である。工程実績とは、処理機械ＭＣ１−ＭＣ８による処理実績、及び、作業者による作業実績を表す。工程実績は、工程実績記憶部５６に記憶されている。

図５において、ペースメーカーの表示より、現在時刻が２３時３０分頃であることが分かる。初期工程計画は、図５の対象物毎の初期計画欄に表示されている。初期計画欄において、白抜き実線枠は、作業者による作業であり、ハッチング実線枠は、処理機械ＭＣ１−ＭＣ８による処理である。

工程実績は、図５の対象物毎の実績予定欄のうち、白抜き実線枠及びハッチング実線枠である。実績予定欄において、白抜き実線枠は、作業者による作業実績であり、ハッチング実線枠は、処理機械ＭＣ１−ＭＣ８による処理実績である。更新工程計画は、図５の対象物毎の実績予定欄のうち、白抜き破線枠及びハッチング破線枠である。白抜き破線枠は、作業者による予定作業であり、ハッチング破線枠は、処理機械ＭＣ１−ＭＣ８による予定処理である。ここで、図５において、黒塗りは、現在実行している処理機械ＭＣ１−ＭＣ８による処理又は作業者による作業である。また、枠と枠の隙間は、処理機械ＭＣ１−ＭＣ８による処理も作業者による作業も行われない時間帯である。

ここで、工程実績記憶部５６は、処理機械ＭＣ１−ＭＣ８による処理実績及び作業者による作業実績を記憶する。処理機械ＭＣ１−ＭＣ８による処理実績は、機械状態取得部５２が取得する情報である。機械状態取得部５２は、処理機械ＭＣ１−ＭＣ８の制御装置１２から、処理機械ＭＣ１−ＭＣ８の現在状態（稼働状態）を取得する。

また、作業者による作業実績は、作業状態取得部５５及び作業種別取得部６４が取得する情報である。作業状態取得部５５は、作業実績の一つとして、作業者による作業状態に関する情報を取得する。ここで、作業者による作業状態に関する情報とは、作業開始時刻、作業完了時刻、並びに、作業中であるか作業完了状態であるかの情報である。

さらに、作業状態取得部５５は、ホーム端末ＨＰにて操作された場合には、ホーム端末ＨＰで入力された開始時刻及び完了時刻そのものを、開始時刻及び完了時刻とする。一方、作業状態取得部５５は、携帯端末Ｗにて操作された場合には、携帯端末Ｗで入力された際の開始時刻及び完了時刻そのものを用いるのではなく、ホーム端末ＨＰで入力されたとした場合の開始時刻及び完了時刻を推定する。つまり、作業状態取得部５５は、携帯端末Ｗで入力された開始時刻及び完了時刻と、現在位置とホームポジションＰとの距離とに基づいて、ホームポジションＰにおける開始時刻及び完了時刻を推定する。

さらに、作業種別取得部６４は、作業実績の他の一つとして、作業者が実行する作業種別を取得する。作業種別取得部６４は、後述する次作業決定部６０により決定された次作業を取得することで、作業種別を取得している。なお、作業状態取得部５５の処理及び次作業決定部６０の処理の詳細は、後述する。

（６．更新工程計画作成機能）
次に、管理装置Ｍの更新工程計画の作成機能について、図４及び図５を参照して説明する。更新工程計画の作成機能は、工程計画記憶部５１、工程実績記憶部５６、初期工程計画取得部６１、工程計画更新部６２により構成される。

初期工程計画取得部６１は、工程計画記憶部５１に記憶されている初期工程計画を取得する。工程計画更新部６２は、初期工程計画取得部６１により取得された初期工程計画と、工程実績記憶部５６に記憶されている工程実績とに基づいて、図５の破線枠にて示すような更新工程計画を作成する。

工程計画更新部６２は、初期工程計画取得部６１から初期工程計画を取得する。そして、工程実績記憶部５６に記憶されている実績が更新されていれば、工程計画更新部６２は、工程実績に基づいて、工程計画を更新する。つまり、工程計画更新部６２は、初期工程計画に対して工程実績に遅れが生じている場合には、この遅れを考慮して、将来の工程計画を決定する。このとき、作業者による作業時間は、標準な作業能力を有する作業者による作業時間に基づいて設定される。

（７．能力データベース５７）
次に、管理装置Ｍの作業者に対する次作業指示機能に用いられる能力データベース５７について説明する。能力データベース５７は、複数の作業者及び複数の作業種別に関して、作業者毎に作業種別毎の作業能力を記憶する。作業種別としては、例えば、段取り、試加工、異常復帰処理などである。さらに、各情報は、処理機械ＭＣ１−ＭＣ８毎に記憶されている。

さらに、能力データベース５７は、図６に示す作業実績情報を有する。作業実績情報は、作業者毎且つ作業種別毎に、作業時間、機械作業時間、位置情報、生体情報、加速度情報、携帯撮像装置３４により撮像された視界情報、機械撮像装置１４により撮像された情報、操作順序情報を含む。作業時間とは、ホームポジションＰを基準とした場合の作業の開始から完了までの時間である。機械作業時間とは、処理機械ＭＣ１−ＭＣ８に対して直接作業している時間である。機械作業時間は、操作盤１３に対する操作、位置情報、機械撮像情報、視界情報、加速度情報などにより求めることができる。操作順序情報とは、作業者による操作盤１３の操作順序に関する情報である。

（８．能力データベースの構築機能）
能力データベース５７は、上述したように、多数の作業実績情報を有している。この構築処理は、データベース更新部７６が行う。つまり、データベース更新部７６は、位置情報取得部５４、作業種別取得部６４、機械撮像情報取得部７１、視界情報取得部７２、生体情報取得部７３、加速度情報取得部７４、操作順序情報取得部７５から情報を取得して、能力データベース５７を更新する。ここで、同一の対象物について複数回の作業を行う場合には、最新の情報を記憶する。

（９．全作業者状態取得部５９による取得情報）
管理装置Ｍによる作業者に対する次作業指示機能に用いられる全作業者状態取得部５９による処理について説明する。全作業者状態取得部５９は、実行作業者取得部５３により取得された実行作業者、及び、作業状態取得部５５により取得された作業状態に関する情報を受け取る。詳細には、全作業者状態取得部５９は、作業者毎に、作業開始情報の入力時刻、ホームポジションＰを基準とした作業開始の推定時刻、作業完了情報の入力時刻、ホームポジションＰを基準とした作業完了の推定時刻を有する。

さらに、全作業者状態取得部５９は、作業者が、作業中であるか、作業完了した状態であるかの情報を有する。全作業者状態取得部５９は、作業を開始した後にまだ完了していなければ作業中であると判定し、作業を完了した後にまだ開始していなければ作業完了状態であると判定する。

さらに、全作業者状態取得部５９は、作業中の作業者が指示された作業を完了する予測時刻を有する。このとき、全作業者状態取得部５９は、次作業決定部６０から作業者に指示した作業種別を取得することにより、作業種別に応じた標準作業時間を考慮して、予測時刻を算出する。

（１０．次作業指示機能）
次に、管理装置Ｍによる作業者に対する次作業指示機能について、図３Ａ、図４及び図７を参照して説明する。作業者に対する次作業指示機能は、工程計画記憶部５１、機械状態取得部５２、実行作業者取得部５３、位置情報取得部５４、作業状態取得部５５、能力データベース５７、次作業候補抽出部５８、全作業者状態取得部５９、次作業決定部６０により構成される。

図４に示すように、次作業候補抽出部５８は、機械状態取得部５２により取得された複数の処理機械ＭＣ１−ＭＣ８の現在状態、及び、工程計画記憶部５１に記憶されている工程計画を取得する。そして、次作業候補抽出部５８は、処理機械ＭＣ１−ＭＣ８の現在状態及び工程計画に基づいて、作業者が行う次作業候補を抽出する。次作業候補は、設備１全体として、現在、作業者による作業を必要とする作業である。この次作業候補は、図３Ａの作業者端末１３，ＨＰ，Ｗの候補欄４２に表示される。次作業候補抽出部５８が、複数の次作業候補を抽出する場合には、複数の次作業候補について順位を決定する。順位についても、図３Ａの候補欄４２に表示される。

次に、次作業決定部６０が、所定の作業者に対する次作業を決定する。次作業決定部６０による処理については、図７を参照して説明する。次作業決定部６０は、実行作業者取得部５３から実行作業者を取得したか否かを判定する（Ｓ３１）。つまり、何れかの作業者が作業者端末１３，ＨＰ，Ｗにて作業者名ボタンをタッチした場合に、次作業決定部６０は、実行作業者を取得したと判定する。

次作業決定部６０は、実行作業者を取得しなければ、処理を進めることはない（Ｓ３１：Ｎｏ）。一方、次作業決定部６０は、実行作業者を取得したならば（Ｓ３１：Ｙｅｓ）、全作業者状態取得部５９から、当該実行作業者の状態を取得する（Ｓ３２）。そして、次作業決定部６０は、当該実行作業者の状態が作業完了状態であるか否かを判定する（Ｓ３３）。作業完了状態でなければ（Ｓ３３：Ｎｏ）、次作業決定部６０は、Ｓ３１に戻り処理を繰り返す。

一方、作業完了状態であれば（Ｓ３３：Ｙｅｓ）、次作業候補抽出部５８により抽出された次作業候補を取得する（Ｓ３４）。続いて、次作業決定部６０は、実行作業者の作業能力を、能力データベース５７から取得する（Ｓ３５）。続いて、次作業決定部６０は、全作業者状態取得部５９から、他の作業者の状態を取得する（Ｓ３６）。例えば、次作業決定部６０は、他の作業者で現在次作業を開始可能な状態であるか、他の作業者で間もなく作業を完了する状態であるかなどを取得する。続いて、次作業決定部６０は、他の作業者の作業能力を、能力データベース５７から取得する（Ｓ３７）。

最後に、次作業決定部６０は、次作業候補、実行作業者の作業能力、他の作業者の状態、他の作業者の作業能力に基づいて、実行作業者に対する次作業を決定する（Ｓ３８）。次作業決定部６０は、上位順位の次作業候補を実行作業者が作業可能か否かを判定し、作業可能な次作業候補を実行作業者の次作業とする。ただし、他の作業者も作業を開始することができる状態の場合には、当該実行作業者の作業能力と他の作業者の作業能力を考慮して、当該実行作業者の次作業を決定する。

例えば、作業者Ａは全ての作業種別の作業が可能であるが、作業者Ｂ，Ｃ，Ｄは、一部の作業種別のみの作業が可能であるとする。作業者Ａの次作業を決定する場合において、作業者Ｂが現在次作業を開始可能な状態、又は、作業者Ｂが間もなく次作業を開始可能な状態であるとする。このとき、作業者Ａも作業者Ｂも作業可能な作業種別が、上位順位の次作業候補となっている場合には、次作業決定部６０は、下位順位の次作業候補を作業者Ａに対する次作業とする。上位順位の次作業候補は、作業者Ｂの次作業として指示することができるが、下位順位の次作業候補は、作業者Ｂの次作業として指示できないことがある。そこで、上位順の次作業候補は、作業者Ｂに対する次作業とし、下位順位の次作業候補を、作業者Ａに対する次作業とすることで、次作業候補を効率的に実行することができる。

ただし、下位順位の次作業候補を次作業として決定する場合には、工程計画を考慮する。下位順位の次作業候補を作業者の次作業として決定すると、工程計画に遅延を生じるおそれがある場合には、下位順位の次作業候補を作業者の次作業とするのではなく、やはり上位順位の次作業候補を作業者の次作業とする。

また、工程計画に遅延が生じないのであれば、次作業決定部６０は、標準能力より低い作業能力を有する作業者に対する次作業を決定することもできる。図５において、枠と枠の隙間は、処理機械ＭＣ１−ＭＣ８による処理も作業者による作業も行われない時間帯である。つまり、次作業決定部６０は、この空白時間を利用することで、標準作業時間よりも長めに作業時間を設定して余裕を持たせ、作業能力の低い作業者に対する教育を行うこともできる。

（１１．教育支援装置Ｅの構成）
次に、教育支援装置Ｅについて、図８及び図９を参照して説明する。図８に示すように、教育支援装置Ｅは、熟練作業状況取得部１１０、未熟作業状況取得部１２０、及び、表示部１３０を備える。

熟練作業状況取得部１１０は、管理装置Ｍの能力データベース５７から、予め熟練作業者による処理機械ＭＣ１−ＭＣ８に対する作業状況を取得する。熟練作業者は、予め設定された特定の作業者である。例えば、熟練作業者は、標準的な作業者による作業時間（標準時間）に比べて非常に短い作業時間で作業を完了することができる作業者である。さらには、熟練作業者は、作業時間の他に、高い作業品質を提供できる作業者とすることもできる。そして、熟練作業者は、作業種別に応じて設定されている。

また、熟練作業者の作業能力のレベルは、特定の一つのレベルとしてもよいし、複数のレベルとしてもよい。熟練作業者が複数のレベルの作業能力を有する作業者とする場合には、熟練作業者とは、標準的なレベルの作業能力を有する作業者と、標準より高いレベルの作業能力を有する作業者などとしてもよい。熟練作業者が複数のレベルの作業能力を有する作業者を対象とする場合には、熟練作業状況取得部１１０は、各レベルの作業能力を有する熟練作業者による作業状況を取得する。

未熟作業状況取得部１２０は、管理装置Ｍの能力データベース５７から、未熟作業者による処理機械ＭＣ１−ＭＣ８に対する作業状況を取得する。未熟作業者は、熟練作業者として設定されている作業者以外の全ての作業者である。そして、未熟作業状況取得部１２０は、未熟作業者が作業する場合に、当該未熟作業者に対する教育用として、熟練作業状況取得部１１０にて取得した作業状況と比較可能となるように、当該作業者による作業状況を取得する。

ここで、熟練作業状況取得部１１０及び未熟作業状況取得部１２０が取得する作業状況は、例えば、撮像された作業者自身の動作情報、作業者の視界情報、作業者による操作盤に対する操作順序情報、作業者が携帯する各種センサにより検出された情報などである。

第一の作業状況は、処理機械ＭＣ１−ＭＣ８に設けられた機械撮像装置１４（第一撮像装置）により撮像された作業者の動作情報（撮像情報）である。つまり、動作情報（撮像情報）は、作業者の身体の各部の動作、例えば、処理機械ＭＣ１−ＭＣ８に対する作業者の立ち位置、顔の動作、腕の動作などの情報である。機械撮像装置１４は、処理機械ＭＣ１−ＭＣ８に固定されているため、処理機械ＭＣ１−ＭＣ８から見た場合の同一視界を撮像する。つまり、作業者の動作情報とは、機械視界の情報である。

第二の作業状況は、処理機械ＭＣ１−ＭＣ８の操作盤１３に対する操作順序情報である。操作順序情報は、例えば、操作盤１３の表示画面そのものであり、さらに作業者によりタッチ（又は入力操作）された位置が分かるように画面加工が施されている。

また、第三作業状況は、作業者が携帯する携帯撮像装置３４（第二撮像装置）により撮像された作業者の視界情報である。熟練作業状況取得部１１０及び未熟作業状況取得部１２０が第三作業状況を取得する場合には、携帯端末Ｗは、作業者の頭部に携帯撮像装置３４を有するタイプとする。

第四作業状況は、作業者が携帯する加速度センサ３６により検出された作業者の所定部位の加速度情報である。所定部位は、例えば、作業者の腰部、腕部、脚部などである。なお、他の作業状況として、熟練作業状況取得部１１０及び未熟作業状況取得部１２０は、生体情報センサ３５により検出される情報とすることもできる。

ここで、熟練作業状況取得部１１０は、熟練作業者の作業状況を一回だけ取得するだけでもよい。ただし、熟練作業者も、作業能力が向上していく。そこで、熟練作業状況取得部１１０は、熟練作業者の作業能力が向上した場合に、熟練作業者による処理機械ＭＣ１−ＭＣ８に対する作業状況を更新するようにするとよい。

熟練作業者の作業能力が向上したことの判定は、例えば、一回の作業時間の最速時間が更新された場合、複数回の作業時間の平均作業時間の最速時間が更新された場合などとしてもよい。また、当該判定は、作業時間が更新した場合の他に、処理した対象物の品質の向上した場合などとしてもよい。

表示部１３０は、熟練作業状況取得部１１０にて取得した作業状況と未熟作業状況取得部１２０にて取得した作業状況とを比較して表示する。表示部１３０の表示内容は、図９に示す。表示画面には、未熟作業者に関する動作情報、視界情報、操作順序情報、各種センサ情報を表示するための表示枠が左から順に配置されている。また、表示画面には、未熟作業者の各表示枠の下に、熟練作業者に関する動作情報、視界情報、操作順序情報、各種センサ情報を表示するための表示枠が左から順に配置されている。これらの表示画面の各表示枠は、動画表示される。さらに、表示画面の上欄には、各表示枠の画像の再生、停止、一時停止の操作ボタンがある。

ここで、各表示枠で表示される動画は、全てが同期して再生されるようにしてもよいし、選択された情報、例えば、動作情報のみについて未熟作業者の情報と熟練作業者の情報とを同期して再生されるようにしてもよい。

なお、熟練作業状況取得部１１０が、複数のレベルの作業能力のそれぞれの熟練作業者による作業状況を取得する場合には、表示部１３０の表示画面には、複数のレベルの熟練作業者の情報を表示するようにしてもよい。表示部１３０の表示画面に、複数のレベルの熟練作業者の情報を表示するようにしてもよいし、選択されたレベルの熟練作業者の情報を表示するようにしてもよい。後者の場合には、表示部１３０は、未熟作業者のレベルに応じて、切り替えて表示する。例えば、標準より低いレベルの作業能力を有する初心者に対しては、標準的な作業能力の熟練作業者の情報のみを表示し、ある程度習熟して標準的なレベルの作業能力を有する作業者に対しては、高いレベルの熟練作業者の情報のみを表示するように切り替えてもよい。

（１２．実施形態の効果）
上述した教育支援装置Ｅは、予め熟練作業者による処理機械ＭＣ１−ＭＣ８に対する作業状況を取得する熟練作業状況取得部１１０と、未熟作業者が作業する場合に、当該未熟作業者に対する教育用として、熟練作業状況取得部１１０にて取得した作業状況と比較可能となるように、当該作業者による作業状況を取得する未熟作業状況取得部１２０とを備える。

このように、教育支援装置Ｅは、熟練作業者による作業状況と未熟作業者による作業状況とをそれぞれ比較可能となるように取得する。従って、未熟作業者は、熟練作業者の作業状況と自身の作業状況とを比較することで、ノウハウを含め、熟練作業者の作業と異なるところを把握することが容易となる。その結果、未熟作業者は、効率的に作業ノウハウを習得することができる。

また、熟練作業状況取得部１１０及び未熟作業状況取得部１２０は、第一の作業状況として、処理機械ＭＣ１−ＭＣ８に設けられた機械撮像装置１４（第一撮像装置）により撮像された熟練作業者及び未熟作業者の動作情報を取得する。これにより、未熟作業者は、機械撮像装置１４により撮像した熟練作業者及び未熟作業者の動作情報を容易に比較することができる。従って、未熟作業者は、効率的に作業ノウハウを習得することができる。

また、熟練作業状況取得部１１０及び未熟作業状況取得部１２０は、第二の作業状況として、処理機械ＭＣ１−ＭＣ８の操作盤１３に対する操作順序情報を取得する。これにより、未熟作業者は、熟練作業者及び未熟作業者による操作盤１３に対する操作順序情報を容易に比較することができる。従って、未熟作業者は、効率的に作業ノウハウを習得することができる。

また、熟練作業状況取得部１１０及び未熟作業状況取得部１２０は、第三の作業状況として、熟練作業者及び未熟作業者が携帯する携帯撮像装置３４（第二撮像装置）により撮像された作業者の視界情報を取得する。これにより、未熟作業者は、熟練作業者及び未熟作業者の視界情報を容易に比較することができる。作業者の視界情報は、どのタイミングでどこを確認しているのかという作業ノウハウである。従って、未熟作業者は、効率的に作業ノウハウを習得することができる。

また、熟練作業状況取得部１１０及び未熟作業状況取得部１２０は、第四の作業状況として、熟練作業者及び未熟作業者が携帯する加速度センサ３６により検出された熟練作業者及び未熟作業者の所定部位の加速度情報を取得する。これにより、未熟作業者は、熟練作業者及び未熟作業者の所定部位の加速度を比較することができる。ここで、作業者の所定部位の加速度は、作業者の所定部位の動作に相当する。つまり、作業者の所定部位の加速度は、作業ノウハウを含むと考えられる。従って、未熟作業者は、効率的に作業ノウハウを習得することができる。

また、教育支援装置Ｅは、熟練作業状況取得部１１０にて取得した作業状況と未熟作業状況取得部１２０にて取得した作業状況とを比較して表示する表示部１３０を備える。表示部１３０に熟練作業者の作業状況と未熟作業者の作業状況とを比較して表示することで、未熟作業者は、熟練作業者の作業と異なるところを容易に把握することができる。その結果、未熟作業者は、効率的に作業ノウハウを習得することができる。

また、熟練作業状況取得部１１０は、熟練作業者の作業能力が向上した場合に、熟練作業者による処理機械ＭＣ１−ＭＣ８に対する作業状況を更新する。未熟作業者のみならず、熟練作業者も作業を継続すればするほど、熟練作業者の作業能力はさらに向上していく。そこで、熟練作業状況取得部１１０は、熟練作業者の作業能力が向上した場合に、取得していた作業状況を更新することとした。これにより、未熟作業者にとって手本となる作業状況をより良いものにすることができる。その結果、未熟作業者の作業能力のさらなる向上を図ることができると共に、未熟作業者の作業能力の向上速度が上がることが期待できる。

１：設備、 １１：機械本体、 １２：制御装置、 １３：操作盤（作業者端末）、 １４：機械撮像装置（第一撮像装置）、 ３３：位置センサ、 ３４：携帯撮像装置（第二撮像装置）、 ３５：生体情報センサ、 ３６：加速度センサ、 ５７：能力データベース、 ６０：次作業決定部、 １１０：熟練作業状況取得部、 １２０：未熟作業状況取得部、 １３０：表示部、 Ｅ：教育支援装置、 ＨＰ：ホーム端末（作業者端末）、 Ｍ：管理装置、 ＭＣ１−ＭＣ８：処理機械、 Ｐ：ホームポジション、 Ｗ：携帯端末（作業者端末）

Claims (7)

1. 予め熟練作業者による処理機械に対する作業状況を取得する熟練作業状況取得部と、
   未熟作業者が作業する場合に、当該未熟作業者に対する教育用として、前記熟練作業状況取得部にて取得した作業状況と比較可能となるように、当該作業者による作業状況を取得する未熟作業状況取得部と、
   を備える、教育支援装置。
2. 前記熟練作業状況取得部及び前記未熟作業状況取得部は、前記作業状況として、前記処理機械に設けられた第一撮像装置により撮像された前記熟練作業者及び前記未熟作業者の動作情報を取得する、請求項１に記載の教育支援装置。
3. 前記熟練作業状況取得部及び前記未熟作業状況取得部は、前記作業状況として、前記処理機械の操作盤に対する操作順序情報を取得する、請求項１又は２に記載の教育支援装置。
4. 前記熟練作業状況取得部及び前記未熟作業状況取得部は、前記作業状況として、前記熟練作業者及び前記未熟作業者が携帯する第二撮像装置により撮像された前記作業者の視界情報を取得する、請求項１−３の何れか一項に記載の教育支援装置。
5. 前記熟練作業状況取得部及び前記未熟作業状況取得部は、前記作業状況として、前記熟練作業者及び前記未熟作業者が携帯する加速度センサにより検出された前記熟練作業者及び前記未熟作業者の所定部位の加速度情報を取得する、請求項１−４の何れか一項に記載の教育支援装置。
6. 前記教育支援装置は、前記熟練作業状況取得部にて取得した作業状況と前記未熟作業状況取得部にて取得した作業状況とを比較して表示する表示部を備える、請求項１−５の何れか一項に記載の教育支援装置。
7. 前記熟練作業状況取得部は、前記熟練作業者の作業能力が向上した場合に、前記熟練作業者による前記処理機械に対する作業状況を更新する、請求項１−６の何れか一項に記載の教育支援装置。
   

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