[發明專利]基于可穿戴設備的手工裝配任務績效識別系統及方法

在審

• 申請號: 202110192232.1
• 申請日: 2021-02-19
• 公開（公告）號: CN112836760A
• 公開（公告）日: 2021-05-25
• 發明（設計）人: 馬靚;張占武;傅佳偉;曹柳星;孟國輝
• 申請（專利權）人: 清華大學;河南裕展精密科技有限公司
• 主分類號: G06K9/62
• 分類號: G06K9/62;G06N3/04;G06N3/08;G06N20/00;A61B5/389;A61B5/107;A61B5/11
• 代理公司: 北京睿派知識產權代理事務所(普通合伙) 11597
• 代理人: 劉鋒

本發明提供了一種基于可穿戴設備的手工裝配任務績效識別系統，包括顯示終端、可穿戴設備和計算終端，其中所述顯示終端包括交互裝置，用于接受操作輸入，以及反饋評估結果；所述計算終端用于對反映操作者裝配操作狀態的信號數據進行過濾與統計特征提取，以及監測評估；所述監測評估的過程使用至少一種機器學習方法和網絡學習模型；所述可穿戴設備用于在進行裝配操作時穿戴在操作者身上，其與所述顯示終端和計算終端建立數據連接，能夠采集所述信號數據，并發送給所述計算終端，以及接收所述計算終端的檢測評估結果，并通過所述顯示終端反饋給操作者。本發明實現了產線裝配績效的實時評估，并提高了準確率。

技術領域

本發明涉及一種績效識別系統，特別是基于可穿戴設備的手工裝配任務績效識別系統。

背景技術

隨著社會經濟的發展，大型生產裝配企業數量與日俱增，產線裝配操作員群體也日益擴張。作為生產裝配系統的重要一員，裝配工人經常受到工作地現場疲勞的影響。已有研究表明，疲勞狀態下個體的認知能力、手工作業能力下降，包括移動時的穩定性、手指及手指尖的靈活性等。產品的良率與產品質量也會受到作業員生理疲勞影響，有相關證據表明，在需要精細手工作業的操作中，有20-40％的質量問題是由人的失誤造成的。

對于員工數量眾多的公司來說，生理疲勞造成的工作效率降低、產品質量下降、缺勤等不容忽視。為了改善上述現狀，除了改進生產現場的管理方式、管理規范，加強技術工人的培訓以外，通過科技手段實現對裝配績效的實時監控已經成為生產企業、工程技術界的共識。

近年來為了實現對裝配績效的實時監管，人們進行了各種嘗試和研究，但是過去的方法普遍采用RFID等射頻識別技術對物料進行標注，在裝配產品通過質檢工站之后，將裝配績效數據同步至云端，從而進行反饋。這種反饋方式缺乏對裝配員本身的關注，而且反饋速度較慢。如何實現產線裝配績效的實時評估，成為目前亟待解決的技術問題。

發明內容

本發明的目的在于提供一種能夠實時預測裝配工人裝配效率的識別系統，以裝配員工的生理信號為輸入，預測裝配效率。

本發明的技術方案如下。

本發明第一方面提供了一種基于可穿戴設備的手工裝配任務績效識別系統，包括顯示終端、可穿戴設備和計算終端，其中

所述顯示終端包括交互裝置，用于接受操作輸入，以及反饋評估結果；

所述計算終端用于對反映操作者裝配操作狀態的信號數據進行過濾與統計特征提取，以及監測評估；所述監測評估的過程使用至少一種機器學習方法和網絡學習模型；

所述可穿戴設備用于在進行裝配操作時穿戴在操作者身上，其與所述顯示終端和計算終端建立數據連接，能夠采集所述信號數據，并發送給所述計算終端，以及接收所述計算終端的檢測評估結果，并通過所述顯示終端反饋給操作者。

優選地，所述可穿戴設備采集的所述信號數據包括所述操作者的手臂肌肉表面肌電信號。

優選地，所述信號數據還包括手臂運動加速度信號、手臂運動角速度信號、手臂轉角信號。

本發明第二方面提供了一種采用根據本發明第一方面中任一項所述的手工裝配任務績效識別系統的績效評估方法，包括如下步驟：

步驟S1，通過顯示終端的交互裝置輸入操作者信息和評估算法類型，并且通過可穿戴設備采集反映操作者裝配操作狀態的信號數據；

步驟S2，將所述信號數據發送到計算終端；

步驟S3，對所述信號數據進行過濾與統計特征提取，以及監測評估，并且將評估結果發送給顯示終端；所述監測評估的過程按照輸入的評估算法類型使用至少一種機器學習方法和網絡學習模型；

步驟S4，通過交互裝置根據所述評估結果顯示相應的績效指標。