2021 Fiscal Year Annual Research Report
Operational strategy and automatic design method for construction of ICT and IoT systems for multi-process handling operation and cell production
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18K04606
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| Research Institution | Nagoya Institute of Technology |
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Principal Investigator |
荒川 雅裕 名古屋工業大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (70288794)
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| Project Period (FY) |
2018-04-01 – 2022-03-31
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| Keywords | ICT・IoT / 多工程持ち作業 / 部品組み立て作業 / 工程設計 / 作業設計 / 動作分析 / 深層学習 / セル生産 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では，多品種少量生産での手作業を中心とする多工程作業に対して，作業・工程設計から工程分析と対策案の策定,および改良を行うための方法の提案とICT・IoTシステムの開発を行った。提案法とシステムは2種類のシステムから構成される。
一つ目のシステムは，手作業による多工程作業において，部品組み立て作業に着目することで製品設計情報を利用して作業設計と工程設計を行う方法を開発し，さらに，作業の動画解析による分析と問題抽出に対する方法とIoTシステムを開発した。
このシステムでは，作業設計と工程設計の数理モデルの構築と遺伝的アルゴリズムなどによる最適化アルゴリズムの開発を行った。これらの方法は数値実験により，有効性を示すことができたとともに,現実の作業による実験データから計算によって得られた設計案の有効性が示された。
作業者の手の動きの動画解析では,手の位置情報を深層学習を利用して取得し，取得した部品，部品取得の時間，および，部品取り付けの時間を測定する。事前に部品の取り付け順序や部品の位置情報，作業時間の見積り値をデータベースに登録することで,測定した作業時間から問題となる作業工程が評価でき，改良を行う。実機を用いた実験から，提案方法とシステムの有効性を示した。
二つ目のシステムでは，広範囲の作業領域に対する作業分析と改善案の策定法を組み合わせたシステムを開発した。このシステムでは,複数の作業者による広範囲の移動に対して，天井に設置した全方位カメラを利用して，作業者の工程内の移動位置を検出する。これにより,作業者の作業領域や設備間を移動する時刻を調べることで，工程での停滞時間や付加価値の低い動作を検出し,問題ある工程や動作を抽出する。抽出した工程や動作に対する評価値の特徴から，データベースに含まれた問題解決の方策案を提示するしくみを開発した。このシステムを実作業に適用することで有効性を検証した。
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