PDRをはじめとする屋内測位技術、QoW的な観点での測位技術応用などを含む、スマート工場EXPOでの話題提供のスライドです。

1. PDRと統合測位で
製造業の『働き方改革』！
蔵田 武志
住友電気工業株式会社 IoT研究開発センター (80%)
産業技術総合研究所 人間拡張研究センター (20%)
筑波大大学院システム情報工学研究科 知能機能システム専攻

2. 工場はまだまだ
ハイブリッドが
良い: 人が重要
2
Romero D., Stahre J., Wuest T., Noran O., Bernus P.,
Fast-Berglund Å., Gorecky D. (2016). Towards an
Operator 4.0 Typology: A Human-Centric Perspective
on the Fourth Industrial Revolution Technologies.
International Conference on Computers & Industrial
Engineering (CIE46), pp. 1-11.

3. 製造（サービス）現場の６M
IoT
✔
✔✔
✔
ヒト?
コト?
✖
✖
IoT: Internet of Things, IoH: Internet of Humans
3

4. 製造（サービス）現場の６M
IoT
✔
✔✔
✔
ヒト?
コト?
✖
✖
IoT: Internet of Things, IoH: Internet of Humans
IoH
✔
✔ヒト!
コト!
4

5. 製造・サービス現場での６M見える化の課題
住友電工の製品形態
長もの・変種変量生産現場
• 作業者を観察しづらい (ライン: 長、
移動：多、作業：多種)
• 長もの：作業プロセスが絡み合い、
モジュール化しづらい
行動計測
(動線・動作)
どうやって作業行動把握？
見える化で
実質的にモジュール化
(タンジブルに)
5

6. 人間の営みの9割は屋内
屋外での動線計測: タダ乗りエコシステムが存在
• 測位：無料（例: GPS、みちびき）
• 地図：無料（例: Google Maps）
コストと精度のバランスが取れる
「柔軟な」屋内測位(行動計測)が必要
屋内での動線計測: コストが顕在化(受益者負担)
• 測位：インフラ整備が必要
• フロアマップ：作成が必要
6
位置情報だけでできることは
限られるが、
位置情報が組み合わされると
現場が見える

7. 屋内測位
技術マップ
7

8. 様々な測位技術を紡ぐxDR (PDR&VDR)
• 安価: 加速度、ジャイロ、磁気、気圧の10軸センサを利用
• 低消費電力: 画像を用いた手法と比較し1/20以下
• 「柔軟な」屋内測位を実現:
• 測位インフラなしでも測位を継続
• 様々な測位技術からの結果を線（形、速度、向き）で紡ぐ
速度
向き
モデルベースの速度推定
センサ姿勢の推定
センサ校正
高度
(階)
推定
進行方向の推定
歩行者用速度推定モデル 車両用速度推定モデル
VDR:
Vibration-based
Vehicle Dead
Reckoning, 車輪
型移動体[フォーク
リフト, 台車等]用
相対測位 [世界初]
PDR:
Pedestrian
Dead
Reckoning,
歩行者用相対
測位
[スマホデモ：
世界初]
8

9. 現場基点での柔軟な屋内測位技術の開発
• xDR&BLE&マップによる統合測位: 場所の重要度に応じたBLE配置で設置数を数分の一を削減
• ソーラーBLEの不均一発信でも精度維持：メンテコスト削減
• 古い工場でもマップ生成効率化：すぐに分析開始
• 動線分析・遠隔作業支援・安全＆健康管理の同時支援：コスト分散・付加価値向上
9

10. 測位基盤を用いた様々な支援
10

11. スマートワークとQuality of Work（QoW）
 QoW: 産業競争力懇談会（COCN）の事業提言の１つ
 事業・社会の継続性向上や多様な人材の活用などのためにはQoWが重要
11

12. 当社での取り組み事例:効率よく改善活動を推進！
12
【オフライン：作業者毎のバラつき把握、改善/教育対象の選定】
【オンライン：異常作業の即時聞き取り】
作業者
段取時間[分/回]
A B C D
1.配置ライン内の各作業位置の
滞在時間を収集 ある工程で作業者間バラつき大
→対象絞り、詳細調査
異常作業
3.週1回の定例会
で課題共有→改善
段取りで停止中
2.オフラインで作業位置毎の滞在時間を分析
1.配置ライン外の滞在時間を収集
計画停止時間との乖離を計測
2.長い場合にリーダーに即時通知
→現場に赴き作業者から聞き取り
→要因入力
リーダー
Todoリスト通常段取
段取りで停止中
異常作業
聞き取り対象を絞り込み、2Mチャートで異常作業時の記憶を想起（学会で時間軸方向の経験情報が記憶
早期に効果があることが報告されている：CCE）

13. 当社での取り組み事例:効率よく改善活動を推進！
13
【オフライン：作業者毎のバラつき把握、改善/教育対象の選定】
【オンライン：異常作業の即時聞き取り】
作業者
段取時間[分/回]
A B C D
1.配置ライン内の各作業位置の
滞在時間を収集 ある工程で作業者間バラつき大
→対象絞り、詳細調査
異常作業
3.週1回の定例会
で課題共有→改善
段取りで停止中
2.オフラインで作業位置毎の滞在時間を分析
1.配置ライン外の滞在時間を収集
計画停止時間との乖離を計測
2.長い場合にリーダーに即時通知
→現場に赴き作業者から聞き取り
→要因入力
リーダー
Todoリスト通常段取
段取りで停止中
異常作業
聞き取り対象を絞り込み、2Mチャートで異常作業時の記憶を想起（学会で時間軸方向の経験情報が記憶
早期に効果があることが報告されている：CCE）

14. がんこフードとの長期連携 (2009年～)
14
外食サービス
接客 運搬製造
おもてなし・スキル
（付加価値）
効率
（労働生産性、稼働率）
人とロボットの協奏（時代の変革）
行動計測実証
(技術検証の場として)
見える化・改善支援
(現場への価値提供)
価
値
共
創
第8回ロボット大賞:
日本機械工業連合会会長賞
働きがい 労働衛生

15. 第１回目CSQCC：
おもてなしと従業員負担の分析・改善事例
現状
把握
マネージャ側の想定
より接客時間が短い
改善
策
工程組換: 夜の準備を
15時前後に集中
(役割分担徹底，心がけも)
従業員負担(行動指標):
移動距離 [m]
1,000
1,500
2,000
2,500
111213141516171819202122
負担を
変えずに改善
時刻Before
After
15
おもてなし(行動指標):
接客エリア滞在割合
30%
35%
40%
45%
50%
55%
111213141516171819202122
時刻
工程組み換えにより
夜の時間帯の準備に
注力したため減少
大幅に増加
会計指標: 追加注文数
0.0
0.4
0.8
1.2
111213141516171819202122
時刻
機会損失を防ぐ過剰なサービス削減
客室で部屋で片づけしつつ、
追加注文を受ける従業員
テーブルごとの
客数を示すアイコン
その追加注文の
POS履歴
お客に良い 経営に良い 従業員に良い

16. 顧客1人あたりの移動距離
16
***
* p < .05, ** p < .01, *** p < .001
**
改善前 n=64, M=103.7, SD=60.2, Mdn=88.8
改善後 n=90, M=61.1, SD=32.1, Mdn=56.7
****
時刻
顧客1人当たりの移動距離（m）
接客時間は維持しながら、移動距離を減らすことができた。
第２回目CSQCC：サービス提供空間デザイン
持ち場制導入でさらなる生産性（労働衛生）向上

17. 持ち場制でスキル把握も：
担当エリアの注文受注に関する指標
17
持ち場専念率＝自分が取った注文の内、どれくらいが自分の持ち場のものだったか
持ち場守備率＝自分の持ち場の注文を、どれくらい自分で取れたか

18. 持ち場守備率・専念率から見た
従業員の熟練度合（仮説）
18
IV. ベテラン型（余裕型）
自分の持ち場を守れていて，
尚且つ，他のエリアのカ
バーもできている状態．
II. 手一杯型
持ち場の注文をもれなく
取ろうと努力はしている
が，実際には処理オー
バーになっている状態
III. きっちり型
自分の持ち場の注文はもれ
なく取るが，他のエリアの
注文までは積極的に取りに
行かない，もしくは行けな
い状態．
I. 目的意識欠如型
持ち場の注文を取れてお
らず，尚且つ，持ち場以
外の注文ばかり取ってい
る状態．持ち場を守ると
いう目的を共有できてい
ない状態
持ち場守備率
持ち場専念率
individual skill

19. 改善前
19
持ち場専念率
2012年1月～2月
2014年
11月号
IV. ベテラン型
（余裕型）
II. 手一杯型
III. きっちり型
I. 目的意識欠如型

20. 改善後
20
自分の持ち場を
守るようになった
• 客席エリア滞在時間：維持（前年のＱＣ（接客時間増加）が定着）
• 移動距離：減少！
• チームパフォーマンス向上（未熟練者のスキル↑、熟練者の負荷↓）
持ち場専念率
2014年
11月号
2012年1月～2月
IV. ベテラン型
（余裕型）
II. 手一杯型
III. きっちり型
I. 目的意識欠如型
手一杯型を
サポートする
必要がなく、
業務に余裕

21. サービス現場での事例を製造現場へ
製造現場にも適用可能な考え方
• 専念率：担当ライン滞在割合
• 守備率：出来高、稼働率等
さらに、作業者間でのメリハ
リのある連携具合（距離）と
専念率、守備率を合わせて
見ると、さらに面白そう！
(古くはホーソン実験)

22. スポット計測で十分では？ (vs 常時計測)
常時計測のメリット
• 自然な状態での計測が可能
(慣れて自然になる)
• 過去に遡ることができる
(ドライブレコーダ、全録レ
コーダと同様)
• MTT: Make Time
Tangible
• バーチャルタイムマシン
• 問題発生から解決までのタ
イムラグが少ない