传承熟练技工的技能——日本的智能眼镜与眼球运动计测技术是什么样的?
电装西尾制作所·汽油喷射制造部·汽油喷射一工厂厂长平山要断言,“我们已经百分百实现了由熟练技工向新技工传授直喷高压喷射器外观检查的专业技能”。电装汽油喷射厂正在制造直喷型汽油发动机引擎的高压喷射器和高压泵。他们通过使用智能眼镜记录“视点的移动”,实现外观检查技能的传承。具体做法是:用智能眼镜记录熟练技工操作时的视点移动,并对数据进行分析,总结出专业技能。这样做既能将外观检查的方法高效传授给新人技工,也能使他们得到实际的练习。
熟练技工现场对年轻技工能否按照手册进行操作作出鉴定。合格的新技工,会获得公司的“外观检查员”认定。新技工每6个月就要接受1次实际生产线的测试。熟练技工观看平板电脑上显示的“合同工的视野”,判断其是否合格。该方法采用的是TobiiPro公司(总部位于东京)的智能眼镜与眼球运动计测技术——智能眼镜框架上搭载的LED发射出的红外线照射在眼球上,并针对角膜的反射光计算出视线移动路径——“角膜反射”(不仅包括瞳孔的反射光,还包括角膜表面的反射光)。通过这一方法,能够高精确地推测出视线的移动路径。
技术人员的视线在画“2”字电装西尾制作所汽油喷射制造部从年10月开始导入该技术。具体做法是:让熟练技工和新技工检查同一个产品,测量出两者视线移动与停留时间的差异,询问熟练技工差异产生的原因,从而将外观检查的专业技能形式知化,并记录在《外观检查作业顺序手册》中。
熟练技工和新人技工进行同样的检查,使用智能眼镜确认视点移动的路径和滞留时间等的不同。询问熟练技工询问视点移动不同点产生的原因,将其中的专业知识记录到顺序手册中。通过以上路径,汽油喷射制造部有了很多新发现。例如,在对两个喷射器进行对比检查的过程中,检查人员发现熟练技工的视线像是在画“2”字。而与此相比,新技工的视线在做不规则移动。熟练技工检查2个喷射器时,视线会像画“2”字一样移动。“2”字的视点移动距离很短,不会使眼睛产生疲劳。
为什么会产生这样的差别?熟练技工表示,最重要的操作是检查喷射器顶端有无伤痕、缺口以及毛边。然后,再对整体进行检查。对于熟练技工而言,绝大多数视线距离较短,眼睛不会产生疲劳感。而再同样的检查条件下,“这看那看”的新人技工的视线移动距离较长,眼睛容易感到疲劳。随着时间的推移,新人技工的眼睛逐渐到达承受极限,使检查的精确度下降(表)。眼部跟踪结果可以看出新人看一处的时间虽短,但视点的移动距离长,并且是不规则运动,导致眼睛容易疲劳。相对而言,熟练技工和顶级技术人员,则将检查要点的范围缩小,视线的移动路径是规则的,因此眼睛不易疲劳。
随后,相关人员将像“2”一样的视线移动路径标准化,并记录到了《外观检查作业顺序手册》中。在进行高压泵检查时,相关人员发现熟练技工的视线并没有移动,他们采用的是概览整体的“周围视线法”。也就是说,熟练技工采用的并没有“让视线一点点移动,目不转睛地盯着寻找”,而是”视线跳跃,飞速看下去”的方法。
在进行泵的检查的时候,越是熟练的技工,其视点越不移动,使用的是概观全体的“周围视线法“。电装西尾制作所汽油喷射制造部汽油喷射1工厂推测如这个方法使用正确检查员就不会疲劳。(出处:电装)当然,由于泵和喷射器不同,型号不同,外形和尺寸有很大差异,所以这种方法没能成功标准化。目前,“周围视线法”的有效性,正在验证中。
技术采用与否的关键因素是校准时间的长短电装汽油喷射厂一直是通过制作标准操作手册来传承熟练技工的专业技能的。但是,在检查喷射器时,“将两个进行对比并进行确认”这样的语句描述,对于新人技工而言,可获得的信息非常有限。如何对比两个喷射器,每个人的判断基准是不同的。与此同时,“什么是高效检查?”,也没有标准答案。平山要为了将熟练技工的视线移动定量化,采用了“眼球运动计测仪技术”。采用该技术的决定性因素不是准确度的高低,而是短时间内就能够根据佩戴者眼球的大小校准智能眼镜。
事实上,汽油喷射工也在考虑是否需要采用其他公司的追踪系统,并对比了两家公司的情况。结果显示,其他公司产品的校准时间为30分钟,但TobiiPro公司的技术系统只用了3秒。平山要判断,“如果生产现场的校准时间为30分钟,指导员就只能干等,降低生产效率”。因此,选定了TobiiPro公司的系统。那么,电装汽油喷射厂为什么急于解决专业技能的传承问题?因为日本合同工的更替日益严峻。年雷曼危机之后,汽油喷射制造部也经历了缩招雇佣员工的时期。后来,随着经济复苏,生产量增加,一下子又扩招了许多新员工。
出台的日本《修正劳动合同法》规定:合同工在同一企业工作的时间上限为5年。但另一方面,顾客对产品的要求却一年比一年精细。新人技工必须尽快掌握如何正确、快速地对产品进行检查。现在,新人技工必须接受“眼部跟踪技术”的培训。具体内容是:记住《外观检查作业顺序手册》的内容后,通过智能眼镜拍摄到的视频,学习熟练技工的检查方法。在熟练技工的陪同下,新人技工还要接受实务培训。如果新人能按照外观检查操作手册在规定时间内准确完成检验,就能获得公司的“外观检查员”认定。
新人技工取得认定后,培训并没有结束。此后,每隔半年,新人都要接受一次使用眼球追踪技术在实际生产线进行外观检查的考试。熟练技工要根据平板电脑上的影像确认佩戴智能眼镜的操作者的视点移动,推断其能否按手册正确检查,以确保外观检查员的技能传承万无一失。电装西尾制作所汽油喷射制造部实际感受到了“眼球追踪技术”的成果,也希望将“外观检查员标准化视点移动”的方法传播到日本国内外的工厂。
东芝机械:如何做分镜,才能得到优质的视频操作手册?东芝机械材料加工事业部从年末开始致力于年轻员工的技能培训,推行在铸造和机械的加工工厂现场制作操作手册的方法。其特点是,工厂的熟练技工亲自用智能手机和平板电脑制作视频。
材料加工事业部·铸造部部长小川亮辅强调了其中的意义:“从生产现场的角度来说,操作手册还是自己制作的比较有效果。在制作手册的讨论过程中,熟练技工也能获得新的发现”。作为QC活动的一环,东芝机械材料加工事业部已经制作了25个视频手册,并投入使用。
制作分镜头,筛选重点视频手册会根据每一道工序进行制作,内容涵盖:安全注意点、基本作业流程、品质相关的OK/NG操作,以及操作目标时间等。使用智能手机和平板电脑进行拍摄有一定的方法可循。首先,要从制作视频手册构成的画面分镜开始。从熟练技工到新技工,每个部门分团队一起讨论需要加入的元素。
小川亮辅谈到:“实际上,这种分镜的制作是东芝机械视频手册制作的关键所在。通过熟练技工与新技工之间的讨论,不仅可以确认正确的操作顺序,还可以发现并整理出每项操作的要点和注意事项、专业技能和知识见解。”例如,在铸造砂型的夯实砂型工程中,作业人员找到了“不要动模具”“不要切割套筒”等要点。在确定要点时,作业人员还通过讨论了解到哪些是新手技工想了解的信息,哪些是难以理解的信息。图画分镜固定后,各工程的负责人会带着iPad进入工作现场,根据图画分镜对操作工序进行摄影。然后,在ipad上录入文字和语音。为了不让人产生眼部疲劳,视频的长度会被控制在3分钟以内。制作一段视频,大概需要花费半天时间。
但是,如果从外部请专业人员来进行拍摄,那就有点本末倒置了,因为让熟练技工以生产现场的视角来制作的手册,效果才最好。经过尝试之后,小川最终选择了视频制作、编辑应用程序——“Photron-MobileVideoCreator”(PHOTRON东京总公司,)。东芝机械目前正在将视频手册拓展至各项工程。小川表示:“新人在看了视频手册后,理解力提高了20%。因此,操作手册是有效果的。”小川还表示:“视频手册可以在安保、环境等几乎所有部门和领域应用。”东芝机械计划在公司内部横向推广视频手册。