JP7607904B2

JP7607904B2 - 作業管理システム、作業管理方法、およびプログラム

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Publication number: JP7607904B2
Application number: JP2020210685A
Authority: JP
Inventors: 敏正麻生
Original assignee: Tokyo University of Marine Science and Technology NUC
Current assignee: Tokyo University of Marine Science and Technology NUC
Priority date: 2020-12-18
Filing date: 2020-12-18
Publication date: 2025-01-06
Anticipated expiration: 2040-12-18
Also published as: JP2022097225A

Description

本発明は、管理対象領域における安全管理を行うための作業管理システム、作業管理方法、およびプログラムに関する。

物流過程や工場等の管理対象領域において、荷役作業を行うフォークリフト等の移動体と作業者とが混在している。管理対象領域においては、移動体と作業者との接触を未然に防止する安全対策が求められる。特許文献１には、例えば、フォークリフトと作業者との距離が基準以内である場合に所定の警告を通知する予測衝突回避システムが記載されている。

この予測衝突回避システムは、フォークリフトに設けられた信号を送信するセンサと、信号を受信する受信器と、受信器と通信しセンサと受信器との間の距離を算出するコントローラと、距離が所定以内である場合に照明などの警告を生成する投影装置とを備えている。

特開２０１７－２２８２８４号公報

特許文献１に記載された技術によれば、システムを構築する場合に、所定のセンサ、受信器、投影装置等が必要となり、設備を導入するためにコストが増加する虞がある。

本発明は、装置構成を簡略化しつつ、管理対象領域内における作業の安全性を向上させることができる作業管理システム、作業管理方法、およびプログラムを提供することを目的とする。

上記の目的を達するために、本発明は、管理対象領域において用いられる移動体に設けられ、送信信号を送信する送信器と、前記管理対象領域に滞在する人員に携帯され前記送信信号を受信すると共に、前記送信信号の電波強度を含む通信データを送信する端末装置と、前記通信データを取得し、前記電波強度に基づいて前記端末装置と前記送信器との距離を算出する管理装置と、を備え、前記管理装置は、前記距離に基づいて、前記人員のうち前記移動体を操作する操作者とそれ以外の作業者とを判別し、前記判別において前記移動体と前記端末装置との距離が所定値以内であり、且つ、所定の時間以上に前記所定値以内の状態が継続する場合、前記端末装置の所持者は前記操作者であると判定し、前記操作者が前記移動体を操作中に前記作業者と前記移動体とが所定範囲内に移動した接近回数に基づいて、前記人員の前記管理対象領域におけるリスクを算出する作業管理システムである。

本発明によれば、送信器と端末装置との通信における電波強度に基づいて送信器と端末装置との間の距離を算出し、距離に基づいて作業者と移動体の操作者とを判別することができる。

また、本発明の前記管理装置は、前記移動体と前記端末装置との距離が所定値以内であり、且つ、所定の時間以上に前記所定値以内の状態が継続する場合、前記端末装置の所持者は前記操作者であると判定するように構成されていてもよい。

本発明によれば、距離と継続時間に基づいて簡便に作業者と移動体の操作者とを判別することができる。

また、本発明の前記管理装置は、前記接近回数の総計に対する各前記操作者の個別の前記接近回数の割合に基づいて前記操作者の前記リスクを算出するように構成されていてもよい。

本発明によれば、簡便な手法を用いて管理対象領域内における操作者のリスクを評価することができる。

また、本発明の前記管理装置は、前記接近回数の総計に対する各前記作業者の個別の前記接近回数の割合に基づいて前記作業者の前記リスクを算出するように構成されていてもよい。

本発明によれば、簡便な手法を用いて管理対象領域内における作業者のリスクを評価することができる。

また、本発明の前記管理対象領域は、作業内容に応じた複数の作業領域に分類されており、前記管理装置は、前記作業領域に応じて重み付けされた前記リスクを算出するように構成されていてもよい。

本発明によれば、管理対象領域内の個々の作業領域における作業内容が異なっていてもリスク評価の公平性を担保することができる。

また、本発明の前記管理装置は、前記リスクに応じた警告内容を生成するように構成されていてもよい。

本発明によれば、各操作者及び各作業者に警告内容を通知することにより、作業におけるリスクを注意喚起し作業内容の改善にフィードバックすることができる。

本発明の一態様は、管理対象領域において用いられる移動体に設けられた送信器から送信信号を送信し、前記管理対象領域に滞在する人員に携帯された端末装置により前記送信信号を受信すると共に、前記送信信号の電波強度を含む通信データを送信し、前記通信データを取得し、前記電波強度に基づいて前記端末装置と前記送信器との距離を算出し、前記距離に基づいて、前記人員のうち前記移動体を操作する操作者とそれ以外の作業者とを判別し、前記判別において前記移動体と前記端末装置との距離が所定値以内であり、且つ、所定の時間以上に前記所定値以内の状態が継続する場合、前記端末装置の所持者は前記操作者であると判定し、前記操作者が前記移動体を操作中に前記作業者と前記移動体とが所定範囲内に移動した接近回数に基づいて、前記操作者の前記移動体の操作におけるリスクを算出する、コンピュータが行う作業管理方法である。

本発明によれば、簡便な手法を用いて作業者と移動体の操作者とを判別することができる。

本発明の一態様は、コンピュータに、管理対象領域において用いられる移動体に設けられた送信器から送信された送信信号の電波強度に基づいて、前記送信信号を受信した前記管理対象領域に滞在する作業者が携帯する端末装置と前記送信器との距離を算出させ、前記距離に基づいて、前記管理対象領域に滞在する人員のうち前記移動体を操作する操作者とそれ以外の作業者とを判別させ、前記判別において前記移動体と前記端末装置との距離が所定値以内であり、且つ、所定の時間以上に前記所定値以内の状態が継続する場合、前記端末装置の所持者は前記操作者であると判定させ、前記操作者が前記移動体を操作中に前記作業者と前記移動体とが所定範囲内に移動した接近回数に基づいて、前記操作者の前記移動体の操作におけるリスクを算出させる、作業管理プログラムである。

本発明によれば、簡便な処理により作業者と移動体の操作者とを判別し、演算における負荷を低減することができる。

本発明によれば、装置構成を簡略化しつつ、管理対象領域内における作業の安全性を向上させることができる。

本発明の実施形態に係る管理対象領域の構成を示す図である。作業管理システムの構成を示すブロック図である。通信距離と受信電波強度との関係を示す図である。操作者と作業者との接近回数を示す図である。操作者のリスクの算出結果を示す図である。作業者のリスクの算出結果を示す図である。管理装置において実行される処理の流れを示すフローチャートである。

以下、図面を参照しつつ、本発明に係る作業管理システム、作業管理方法、およびプログラムの実施形態について説明する。作業管理システムは、例えば、管理対象領域の安全性を管理するものである。

図１に示されるように、管理対象領域Ｒは、例えば、物流過程における物品を保管する倉庫や工場等の荷役作業が行われる場所である。管理対象領域Ｒは、作業内容に応じて複数の作業領域Ｒｎ（ｎ：自然数）に分類されている。作業領域Ｒｎは、それぞれ、物品の保管、梱包、配送、加工等の作業が行われている。管理対象領域Ｒにおいては、例えば、操作者Ｄが操作する移動体Ｍと作業者Ｗとが混在している。移動体Ｍは、例えば、操作者Ｄが運転するフォークリフト、フォークリフト以外の車両、作業用の機械であってもよい。

図２に示されるように、作業管理システム１は、例えば、移動体Ｍに設けられた送信器２と、送信器２と通信する端末装置４と、作業者Ｗの安全管理を行う管理装置１０とを備える。移動体Ｍは、例えば、管理対象領域Ｒ内において用いられるフォークリフトである。移動体Ｍは、管理対象領域Ｒ内に複数台存在する。作業者Ｗは、管理対象領域Ｒ内に多数人存在する。

送信器２は、フォークリフトに設けられている。送信器２は、例えば、所定の送信信号を所定のタイミングで送信する電波ビーコン（ＢＬＥビーコン）である。送信器２は、送信信号にＩＤ情報を付加して送信する。ＩＤ情報は、例えば、ＭＡＣアドレスである。ＩＤ情報は、個体識別が可能であればＭＡＣアドレス以外のものが用いられてもよい。送信器２は、例えば、Bluetooth（登録商標）により多数に存在する端末装置４と通信を行う。端末装置４は、受信した送信信号に付加されたＩＤ情報に基づいて、送信器２が複数個存在しても送信器２と個別に通信を行うことができる。

端末装置４は、管理対象領域Ｒに滞在する人員に携帯されている。人員には、少なくとも移動体Ｍの操作者Ｄ及び操作者Ｄ以外の作業者Ｗが含まれる。端末装置４は、例えば、スマートフォン、タブレット型端末等により構成される携帯通信端末装置である。端末装置４には、送信器２が送信する電波ビーコンに基づいて所定の通信を行うアプリケーションがインストールされている。

送信器２と端末装置４とは、例えば、BLE通信により通信を確立する。送信器２は、周囲をスキャンして端末装置４が所定のタイミングにおいて発信するアドバタイズ信号を受信する。アドバタイズ信号には、ＭＡＣアドレスのデータが含まれる。送信器２は、アドバタイズ信号を受信した際、ＭＡＣアドレス、受信電波強度を示すＲＳＳＩ（Received Signal Strength Indicator）のデータを取得する。ＲＳＳＩは、端末装置４と送信器２との間の距離が離れるのに応じて弱くなる。送信器２は、受信したアドバタイズ信号に基づいて端末装置４に接続要求を送信する。端末装置４は、接続要求を受信し、送信器２との１対１の接続通信（GATT（Generic attribute profile）通信）に切り替える。

送信器２と端末装置４とは、bluetoothによりペアリング通信を行ってもよい。送信器２が送信した送信信号を受信すると共に、ＩＤ情報に基づいて、送信器２と所定の通信を行い個別の通信を確立する。Bluetoothペアリングにおいて、端末装置４と送信器２とは、通信経路を生成する。ペアリング後において、端末装置４と送信器２とは、通信を安定させるために、電波強度の補正を行う。端末装置４は、送信信号を受信すると共に、送信信号の電波強度を計測する。端末装置４は、例えば、送信器２とのペアリング後の送信信号の強度を示すＲＳＳＩ（Received Signal Strength Indicator）値を取得する。ＲＳＳＩは、端末装置４と送信器２との間の距離が離れるのに応じて弱くなる。

送信器２と端末装置４とは、bluetooth以外の通信方式により通信を行ってもよい。送信器２は、例えば、ZigBee（登録商標）や無線LAN等を用いて複数の端末装置４と通信を行ってもよい。送信器２と端末装置４との通信には、複数の端末装置４が同時に送信器２と通信可能であれば他の無線通信方式が用いられもよい。

端末装置４は、受信した送信信号の電波強度を含む通信データを管理装置１０にネットワークＮを介して送信する。ネットワークＮは、例えば、管理対象領域Ｒ内に設置された無線ＬＡＮ、携帯電話の公衆網、及びBluetooth等の個別通信手段、又はこれらの組合せにより実現される通信手段である。端末装置４は、定期的（例えば１０分毎）又は所定のタイミングに通信データを管理装置１０に送信する。

管理装置１０は、ネットワークＮを介して端末装置４により送信された通信データを取得する。管理装置１０は、例えば、パーソナルコンピュータ、タブレット端末、スマートフォンなどにより実現される情報処理装置である。管理装置１０は、例えば、安全管理に関する種々の計算を行う演算部１２と、演算に必要なプログラム及びデータが記憶された記憶部１４と、演算結果に基づいて、安全管理に関する表示を行う表示部１６とを備える。

演算部１２は、例えばＣＰＵ（Central Processing Unit）等のプロセッサがプログラムメモリに格納されたプログラムを実行することにより実現される。また、演算部１２のうち一部または全部は、ＬＳＩ（Large Scale Integration）、ＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）、またはＦＰＧＡ（Field-Programmable Gate Array）等のハードウェアにより実現されてもよいし、ソフトウェアとハードウェアが協働することで実現されてもよい。

記憶部１４は、例えば、ＨＤＤ（Hard Disc Drive）、フラッシュメモリ、ＥＥＰＲＯＭ（Electrically Erasable Programmable Read Only Memory）、ＲＯＭ（Read Only Memory）、またはＲＡＭ（Random Access Memory）、或いはこれらを複数用いたハイブリッド型記憶装置により実現される。また、記憶部１４には、ファームウェアやアプリケーションプログラム等の各種プログラム、各種機能部による処理結果などが記憶される。記憶部１４の一部または全部は、管理装置１０がネットワークＮを介してアクセス可能な外部記憶装置によって実現されてもよい。外部記憶装置は、例えば、ＮＡＳ（Network Attached Storage）装置である。

次に、管理装置１０において実行される処理について説明する。演算部１２は、通信データに含まれる電波強度を示すＲＳＳＩデータに基づいて端末装置４と送信器２との距離を算出する。演算部１２は、管理対象領域Ｒ内に複数の送信器２が設置されている場合、複数の送信器２から受信したＲＳＳＩのデータに基づいて端末装置４の位置を推定してもよい。

図３に示されるように、受信電波の強度と通信距離との間には、通信距離が離れるほど受信電波強度が低下するという関連性がある。この関連性は、予め行われた実験により取得されたデータに基づいて所定の関数（d=f(v)、但しｄ：距離、ｖ：電波強度）が設定される。所定の関数に代えて受信電波の強度と通信距離との関連を示すマッピングデータが用いられてもよい。所定の関数、マッピングデータは、記憶部１４に記憶される。演算部１２は、所定の関数やマッピングデータを用いて、取得したＲＳＳＩデータに対応する通信距離を算出する。

演算部１２は、算出した距離に基づいて、管理対象領域Ｒ内に存在する人員のうち移動体Ｍを操作する操作者Ｄとそれ以外の作業者Ｗとを判別する。演算部１２は、例えば、移動体Ｍと端末装置４との距離が所定範囲（例えば１ｍ）以内であり、且つ、所定の時間（例えば１分）以上に所定値以内の状態が継続する場合、端末装置４の所持者は移動体Ｍの操作者Ｄであると判定する。演算部１２は、操作者Ｄが所持する端末装置４以外の端末装置４の所持者は、作業者Ｗであると判定する。

演算部１２は、所定期間（例えば１週間）毎に操作者Ｄが移動体Ｍを操作中に作業者Ｗと移動体Ｍとが所定範囲（例えば１ｍ）内に移動した場合、「接近」と判定する。演算部１２は、接近が生じた場合、その回数を接近回数としてカウントし、記憶部１４に記憶し、データベースを生成する。

図４に示されるように、演算部１２は、データベースに基づいて所定期間（例えば１か月）毎に作業者Ｗと稼働中における移動体Ｍとが所定範囲内に移動した接近回数を集計し、集計マップＱを生成する。集計マップＱには、接近回数が集計されている。集計マップＱは、例えば、表示部１６に表示される。演算部１２は、例えば、集計マップＱに基づいて、操作者Ｄの移動体Ｍの操作におけるリスクを算出する。リスクは、例えば、単純に作業者Ｗと稼働中における移動体Ｍとが所定範囲内に移動した回数に基づいて評価されてもよい。リスクは、例えば、操作者Ｄと作業者Ｗとにそれぞれ設定されている。

図５に示されるように、演算部１２は、接近回数の総計に対する各操作者Ｄの個別の接近回数の割合を操作者Ｄのリスクとして算出する。算出結果は、例えば、表示部１６に表示される。この場合、リスクは、値が小さいほど安全側に評価される。リスクの算出方法は一例であり、接近回数の割合だけでなく、接近回数に応じた結果が得られるのであれば他の評価方法が用いられてもよい。図示するように、例えば、（３）の操作者Ｄの接近回数が占める割合が他の操作者Ｄの接近回数の割合に比して大きい。この場合、（３）の操作者Ｄは、移動体Ｍの操作において作業者Ｗとの接触リスクが相対的に高いと判定される。

図６に示されるように、演算部１２は、操作者Ｄのリスクの算出と同様に、接近回数の総計に対する各作業者Ｗの個別の接近回数の割合を作業者Ｗのリスクとして算出する。算出結果は、例えば、表示部１６に表示される。図示するように、例えば、（１１）の作業者Ｗの接近回数が占める割合が他の作業者Ｗの接近回数の割合に比して大きい。この場合、（１１）の作業者Ｗは、管理対象領域Ｒ内における作業において移動体Ｍとの接触リスクが相対的に高いと判定される。

演算部１２は、算出結果に基づいて、リスクの度合いに応じた警告内容を生成する。警告内容は、リスクの度合いに応じて予め設定された段階的なランクであってもよいし、リスクの度合いに応じた警告内容が示されたメッセージであってもよい。演算部１２は、リスクが相対的に高いと判定された操作者Ｄ及び作業者Ｗが所持する端末装置４に、警告内容を含む送信データを送信させる。操作者Ｄ及び作業者Ｗは、端末装置４に表示された警告内容に基づいて作業内容を再確認し、作業におけるリスクを低下させるようにフィードバックすることができる。

上述したように、管理対象領域Ｒは、作業内容に応じて複数の作業領域Ｒｎに分類されている。例えば、作業者Ｗの密度が高い作業領域Ｒｎと、密度が低い作業領域Ｒｎとでは、リスクが異なる。また、移動体Ｍの平均速度が相対的に低い作業領域Ｒｎにおいては、移動体Ｍの平均速度が相対的に高い作業領域Ｒｎに比してリスクが異なる。

演算部１２は、作業領域Ｒｎ毎にリスクを算出してもよい。演算部１２は、管理対象領域Ｒ全体において操作者Ｄ及び作業者Ｗのリスクを一元管理する場合、作業領域Ｒｎに応じてリスクに重み付けを行い、操作者Ｄ及び作業者Ｗのリスクを算出してもよい。この他、演算部１２は、リアルタイムで接近が判定された場合、端末装置４に接近を警告する警告内容を送信させてもよい。この場合、演算部１２は、所定範囲に接近した段階において端末装置４に接近を警告する警告内容を送信させてもよい。演算部１２は、作業領域Ｒｎ毎の見取り図において、接近回数と発生位置との関連を示す表示を生成し、表示部１６に表示させてもよい。

次に、作業管理システム１において実行される作業管理方法の処理の流れについて説明する。

図７には、管理装置１０において実行される処理の流れを示すフローチャートが示されている。管理対象領域Ｒにおいて用いられる移動体Ｍには、送信器２が設けられている。送信器２は、所定のタイミングで送信信号を送信する（ステップＳ１００）。管理対象領域Rに滞在する人員は、端末装置４を携帯している。端末装置４は、送信信号を受信する（ステップＳ１０２）。端末装置４は、送信信号の電波強度を含む通信データを送信する（ステップＳ１０４）。管理装置１０は、通信データを取得する（ステップＳ１０６）。

管理装置１０は、通信データに含まれる電波強度のデータに基づいて端末装置４と送信器２との距離を算出する。管理装置１０は、距離に基づいて、人員のうち移動体を操作する操作者とそれ以外の作業者とを判別する（ステップＳ１０８）。管理装置１０は、操作者が移動体を操作中に作業者と移動体とが所定範囲内に移動した回数に基づいて、操作者の移動体の操作におけるリスクを算出する（ステップＳ１１０）。

上記処理において、管理装置１０においては、作業管理プログラムは、コンピュータに以下の処理を実行させる。作業管理プログラムは、管理対象領域Ｒにおいて用いられる移動体Ｍに設けられた送信器２から送信された送信信号の電波強度に基づいて、送信信号を受信した管理対象領域Ｒに滞在する作業者Ｗが携帯する端末装置４と送信器２との距離を算出させる。作業管理プログラムは、距離に基づいて、管理対象領域Ｒに滞在する人員のうち移動体Ｍを操作する操作者Ｄとそれ以外の作業者Ｗとを判別させる。作業管理プログラムは、操作者Ｄが移動体Ｍを操作中に作業者Ｗと移動体Ｍとが所定範囲内に移動した回数に基づいて、操作者Ｄの移動体Ｍの操作におけるリスクを算出させる。

上述したように、作業管理システム１によれば、ＢＬＥビーコンなどにより構成される送信器２、スマートフォン等の端末装置４により構成され、装置構成を大幅に簡略化することができる。作業管理システム１によれば、電波強度に基づいて作業者Ｗと移動体Ｍの操作者Ｄとを簡便に判別できる。作業管理システム１によれば、接近回数に基づく簡便なアルゴリズムを用いて管理対象領域Ｒ内において発生するリスクを算出し、処理スピードを高速化できる。

以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明は上記の一実施形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。例えば、作業管理システムは、人員に送信器も付与し、人員の接近回数を判定し、感染症のリスクを評価することに適用してもよい。

１作業管理システム
２送信器
４端末装置
１０管理装置
１２演算部
１４記憶部
１６表示部
Ｄ操作者
ＬＡＮ無線
Ｍ移動体
Ｎネットワーク
Ｑ集計マップ
Ｒ管理対象領域
Ｒｎ作業領域
Ｗ作業者

Claims

管理対象領域において用いられる移動体に設けられ、送信信号を送信する送信器と、
前記管理対象領域に滞在する人員に携帯され前記送信信号を受信すると共に、前記送信信号の電波強度を含む通信データを送信する端末装置と、
前記通信データを取得し、前記電波強度に基づいて前記端末装置と前記送信器との距離を算出する管理装置と、を備え、
前記管理装置は、前記距離に基づいて、前記人員のうち前記移動体を操作する操作者とそれ以外の作業者とを判別し、前記判別において前記移動体と前記端末装置との距離が所定値以内であり、且つ、所定の時間以上に前記所定値以内の状態が継続する場合、前記端末装置の所持者は前記操作者であると判定し、前記操作者が前記移動体を操作中に前記作業者と前記移動体とが所定範囲内に移動した接近回数に基づいて、前記人員の前記管理対象領域におけるリスクを算出する、作業管理システム。
前記管理装置は、前記接近回数の総計に対する各前記操作者の個別の前記接近回数の割合に基づいて前記操作者の前記リスクを算出する、
請求項１に記載の作業管理システム。
前記管理装置は、前記接近回数の総計に対する各前記作業者の個別の前記接近回数の割合に基づいて前記作業者の前記リスクを算出する、
請求項１または２に記載の作業管理システム。
前記管理対象領域は、作業内容に応じた複数の作業領域に分類されており、
前記管理装置は、前記作業領域に応じて重み付けされた前記リスクを算出する、請求項１から３のうちいずれか１項に記載の作業管理システム。
前記管理装置は、前記リスクに応じた警告内容を生成する、請求項１から４のうちいずれか１項に記載の作業管理システム。
管理対象領域において用いられる移動体に設けられた送信器から送信信号を送信し、
前記管理対象領域に滞在する人員に携帯された端末装置により前記送信信号を受信すると共に、前記送信信号の電波強度を含む通信データを送信し、
前記通信データを取得し、前記電波強度に基づいて前記端末装置と前記送信器との距離を算出し、
前記距離に基づいて、前記人員のうち前記移動体を操作する操作者とそれ以外の作業者とを判別し、
前記判別において前記移動体と前記端末装置との距離が所定値以内であり、且つ、所定の時間以上に前記所定値以内の状態が継続する場合、前記端末装置の所持者は前記操作者であると判定し、
前記操作者が前記移動体を操作中に前記作業者と前記移動体とが所定範囲内に移動した接近回数に基づいて、前記操作者の前記移動体の操作におけるリスクを算出する、コンピュータが行う作業管理方法。
コンピュータに、
管理対象領域において用いられる移動体に設けられた送信器から送信された送信信号の電波強度に基づいて、前記送信信号を受信した前記管理対象領域に滞在する作業者が携帯する端末装置と前記送信器との距離を算出させ、
前記距離に基づいて、前記管理対象領域に滞在する人員のうち前記移動体を操作する操作者とそれ以外の作業者とを判別させ、
前記判別において前記移動体と前記端末装置との距離が所定値以内であり、且つ、所定の時間以上に前記所定値以内の状態が継続する場合、前記端末装置の所持者は前記操作者であると判定させ、
前記操作者が前記移動体を操作中に前記作業者と前記移動体とが所定範囲内に移動した接近回数に基づいて、前記操作者の前記移動体の操作におけるリスクを算出させる、作業管理プログラム。