JP2012014309A - 建設シミュレーション方法、及び、装置 - Google Patents

Abstract

【課題】発電プラントの機器，配管の複雑な据付けに対応して、合理的に建設計画工程を立案することができなかった。据付実績工程を論理的に分析して、処理する作業は時間と手間がかかるため、据付物量や作業工数のデータベースをもとにした工程自動生成は部分的な適用にとどまっていた。
【解決手段】既設３Ｄモデルと、実績工程データと、新設３Ｄモデルを記録したデータベースとを有し、前記既設３Ｄモデル及び前記新設３Ｄモデルの比較により得られた、建物内の機器又は配管の据付位置の類似性を判定する３Ｄ部品配置位置一致度判定部と、前記既設３Ｄモデルと前記実績工程データを対応付けた対応関係データから、新設３Ｄモデルのうち前記３Ｄ部品配置位置一致度判定部で抽出された既設３Ｄモデルの一致部分に対応する実績工程データを選択して前記新設３Ｄモデルに対応する計画工程データとする実績工程選択部とを有する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、プラントの設計・調達・建設などに係わる分野の、ＣＡＤデータや設計データをもとにした、工程データ作成支援に関するものである。

例えば原子力・火力などの発電プラントの建設においては、発電設備を納める建物のみならず、配管や機器などの複雑な据付けに対応した計画を、建設開始前に立案する必要がある。

建設計画立案に関して、近年、３Ｄ ＣＡＤデータや電子的工程データが多用されている。建設工事に必要な部材の見積もりは３Ｄ ＣＡＤデータと関連づいている属性データを集計することで可能となり、工数の見積もりは工程データを電子的に利用することで自動集計できるようになってきた。

しかしながら、工程の最も初期のデータは計画者が作成する必要があり、建設に関わる経験とノウハウが豊富な熟練者でも、非常に時間を要する仕事になっている。

特許文献１の「工程表作成支援方法」では、建築工事のタクト工程では階工区の施工数量が異なっていても、採用する構・工法およびその工区に含まれる部材の属性が全く同じ場合が多く、その場合はタクト工程（必要となる作業とその作業名や手順）も同じになる。そこで、採用する構・工法および工区に含まれる部材の属性が全く同じであり、階工区に共通で使用できるタクト工程を「基本タクト工程」として作成することが述べられている。

特開２００５−１８６７３号公報

背景技術で述べたように、あらかじめ整理した据付物の物量や工法をもとに、例えば、一般的な建物の建築工程を生成することができる。しかしながら、原子力や火力の発電プラントのように、機器，配管の複雑な据付けに対応して、据付手順や工数を、新規建設プラント向けに利用して、詳細な計画工程を生成することが難しかった。このように、据付実績工程を論理的に分析して、処理する作業は時間と手間がかかるため、据付物量や作業工数のデータベースをもとにした工程自動生成は部分的な適用にとどまっていた。

既存のプラント設計３Ｄモデル（以下、既設３Ｄモデル）を記録したデータベースと、既存のプラントの据付実績工程データ（以下、実績工程データ）を記録したデータベースと、新規に建設するプラントの設計３Ｄモデル（以下、新設３Ｄモデル）を記録したデータベースとを有し、前記既設３Ｄモデル及び前記新設３Ｄモデルの比較により得られた、建物内の機器又は配管の据付位置の類似性を判定する３Ｄ部品配置位置一致度判定部と、前記既設３Ｄモデルと前記実績工程データを対応付けた対応関係データから、新設３Ｄモデルのうち前記３Ｄ部品配置位置一致度判定部で抽出された既設３Ｄモデルの一致部分に対応する実績工程データを選択して前記新設３Ｄモデルに対応する計画工程データとする実績工程選択部とを有する建設シミュレーション装置。

本発明の建設シミュレーション装置により、機器，配管の複雑な据付けに対応して、据付手順や工数を、新規建設プラント向けに計画工程を生成することができる。

本発明からなる建設シミュレーション装置の構成を示す図である（実施例１）。 建設シミュレーション装置の工程パターン判定部の構成を示す図である。 建設シミュレーション装置の工程パターン判定部の中の３Ｄ部品配置の類似性判定部の構成を示す図である。 ３Ｄ部品配置の類似性判定部の機器配置の類似性を判定する処理の流れを示す図である。 機器仕様を利用した機器配置類似性判定の例を示す図である。 機器サイズ、配置座標を利用した機器配置類似性判定の例を示す図である。 配管ルートの類似性判定処理の流れを示す図である。 系統番号、配管仕様を利用した配管ルートの類似性判定の例を示す図である。 接続する機器の番号を利用した配管ルートの類似性判定の例を示す図である。 実績工程の例を示す図である。 実績工程選択処理の流れを示す図である。 ３Ｄ部品のグループ化を利用した実績工程の選択の例を示す図である。 経験的知識を利用した実績工程の選択の例を示す図である。 実績工程未割当箇所判定処理の流れを示す図である。 工程合成部の構成を示す図である。 作業詳細構造（ＷＢＳ）テンプレートの構成を示す図である。 物量割り当て処理の流れを示す図である。 物量割り当ての例を示す図である。 工程生成処理の流れを示す図である。 工程合成処理の流れを示す図である。 合成した工程の例を示す図である。

新設プラントと既設プラントの設計データ（機器仕様，配管ルート，溶接点）のうち一致する部分を判定し、据付実績に基づき、新設プラントの据付計画工程を自動生成する手段に基づき実現した例を実施例１に示す。

（１）装置構成（図１〜図３）
図１は、本発明の一実施例の建設シミュレーション装置の構成図であって、入出力装置１００，３Ｄ ＣＡＤシステム１１０，工程パターン判定部１２０，工程合成部１６０，妥当性確認部１７０，工程編集部１８０からなり、工程生成の素材となるデータとして、既設プラントの３Ｄデータベース２１０，新設プラントの３Ｄデータベース２２０，実績工程データベース２３０，工程テンプレートデータベース２４０，計画工程データベース２５０，マイルストーンデータベース２６０を利用する。

図２は、建設シミュレーション装置の工程パターン判定部の構成を示す図である。工程パターン判定部は、さらに細分化され、部品−アクティビティ対応付部１３０，３Ｄ類似性比較部１４０，実績工程抽出部１５０からなる。

部品−アクティビティ対応付部１３０は図１２で後述し、実績工程抽出部１５０の処理で利用する。

図３は、建設シミュレーション装置の工程パターン判定部の中の３Ｄ部品配置の類似性判定部の構成を示す図である。３Ｄ類似性比較部１４０は機器配置比較部１４１０，配管ルート比較部１４２０を用いて比較結果１４３０を出力するようになっている。これらのいずれか又は両方を用いることができ、後述の（２）（３）で詳述する。

（２）機器配置の類似性比較（図４〜図６）
図４は３Ｄ機器配置の類似性判定部の機器配置の類似性を判定する処理の流れを示す図である。プラントの建物，部屋，機器に関して、処理の繰り返し（ステップ１４１０−ｐ１〜ｐ３）により、１）機器の仕様，サイズ，配置座標がすべて類似するもの（ステップ１４１０−ｐ４，−ｐ５，−ｐ６，−ｐ９）、２）仕様とサイズが類似し、配置座標が相違するもの（ステップ１４１０−ｐ４，−ｐ５，−ｐ６，−ｐ８）、３）仕様が類似し、サイズと配置座標が異なるもの（ステップ１４１０−ｐ４，−ｐ５，−ｐ６，−ｐ７）に分類し、それぞれについて、実績工程の利用方法を変える情報を作成する。仕様，サイズ，座標のいずれかを用いて類似の判定をしても良い。また、類似と相違の分類は予め定めた所定の範囲内に入るか否かを判定したり、所定の関数を用いるなどにより行うことができる。

図５は機器仕様を利用した機器配置類似性判定の例を示す図である。機器種別（２１００−ａ），容量（２１００−ｂ），最大圧力（２１００−ｃ），最大温度（２１００−ｄ），接続ノズル数（２１００−ｅ），作成メーカ名（２１００−ｆ）などの値、文字列の一致が多いほど、既設又は新設プラントの間で機器の仕様上の類似度が高いものと判定する。機器Ａ（２１００−１）が既設プラント、機器Ｂ（２２００−１）が新設プラントである場合、これら機器の上記の仕様のいずれか、又は複数を用いて類似性を判定する。

図６は機器サイズ，配置座標を利用した機器配置類似性判定の例を示す図である。既設／新設プラントの間で比較すべき機器（２１００−Ｅ１，２１００−Ｅ２）のサイズの奥行（Ｄ１），高さ（Ｈ１，Ｈ２），幅（Ｗ１）などの寸法パラメータ，ノズル数と位置（Ｎ１−１，Ｎ１−２，Ｎ１−３，Ｎ１−４，Ｎ２−１，Ｎ２−２，Ｎ２−３，Ｎ２−４）、機器の配置原点の座標（Ｌ１，Ｌ２）をもとに、図４に述べた処理により比較し、形状、及び、配置上の類似度を比較する。上述した機器サイズ，配置座標のいずれか、又は複数を用いて類似性を判定する。

（３）配管ルートの類似性比較（図７〜図９）
図７は配管ルートの類似性判定処理の流れを示す図である。図４の機器同士の比較と同様、建物，部屋，配管の系統に関して処理を繰り返す（ステップ１４２０−ｐ１，−ｐ２，−ｐ３）。接続機器が一致する場合（１４２０−ｐ４）に、１）接続機器，配管口径，ルート点情報が類似する配管ルート（１４２０−ｐ５，−ｐ６，−ｐ９）、２）接続機器，配管口径が一致し、ルート点情報が異なる配管ルート（１４２０−ｐ５，−ｐ６，−ｐ８）、３）接続機器のみ一致し、配管口径，ルート点情報の利用法が異なる配管ルート（１４２０−ｐ５，−ｐ６，−ｐ７）に分類し、それぞれについて、実績工程の利用方法を変える情報を作成する。接続機器，口径，ルート点のいずれかを用いて類似の判定をしても良い。また、類似と相違の分類は予め定めた所定の範囲内に入るか否かを判定したり、所定の関数を用いるなどにより行うことができる。

図８は系統番号，配管仕様を利用した配管ルートの類似性判定の例を示す図である。プラントＡ−系統Ａ−ライン１（２１００−２）とプラントＢ−系統Ａ−ライン２（２２００−２）を比較する。比較のための接続機器，口径，接続点数を表形式で整理して、利用する。また、プラントＡ−系統Ａ−ライン１（２１００−２）について接続点情報に関してはライン番号（２１００−ＰＬ）と接続点番号（２１００−ＰＬ−１）をペアとして、点の三次元座標（２１００−ＰＬ−２，２１００−ＰＬ−３，２１００−ＰＬ−４）をデータベースへ記録し、プラントＢ−系統Ａ−ライン２（２２００−２）についても同様の項目データをデータベースへ記録する（Ｐ２，Ｐ３の座標は省略）。既設／新設プラント（２１００−２，２２００−２）間で比較することにより、あらかじめ定めた距離Δ内に点が収まれば、近傍に接続点があると判断し、類似度の評価値を上げていく。

図９は接続する機器の番号を利用した配管ルートの類似性判定の例を示す図である。図８で述べた、接続点を三次元モデル上で説明するものである。図８のプラントＡ−系統Ａ−ライン１（２１００−２）は、図９左のタンクからのラインＰＡ−ＳＡ−Ｌ００１であり、図８のプラントＢ−系統Ａ−ライン２（２２００−２）は、図９右のタンクからのラインＰＡ−ＳＡ−Ｌ００２である。図９の２１００−Ｅ１はプラントＡのタンクの名称Ｔ００１であり、２２００−Ｅ１はプラントＢのタンクの名称Ｔ００１である。

（４）実績工程抽出処理（図１０〜図１２）
図１０は実績工程（２３０１）の例を示す図である。建物を構築し、部屋（エリアＡ）を組み上げたあと（２３０１−ａ）、内部に据付ける機器，配管，サポートなどの据付作業に取り掛かれる。据付実績においては機器を据付けたあと（２３０１−ｂ）、配管（２３０１−ｃ），サポート（２３０１−ｄ）を据付けている。さらに配管を据付単位（配管スプール）ごと（２３０１−ｃ−１，２３０１−ｃ−２，２３０１−ｃ−６）に見ると詳細な実績データをとることもできるため、計画工程作成時にも詳細な据付順序を検討することができるようになる。機器の据付けも詳細な据付単位（２３０１−ｂ−１，２３０１−ｂ−２，２３０１−ｂ−３）を記録し、サポートの据付けも詳細な据付単位（２３０１−ｄ−１，２３０１−ｄ−２，２３０１−ｄ−３）を記録している。

図１１は実績工程選択処理の流れを示す図である。図４に示した機器配置類似性判定の処理や図７の配管ルートの類似性判定処理により得られた情報（１５００−ｐ１，１５００−ｐ２，１５００−ｐ６，１５００−ｐ７）をもとに１）実績工程をそのままコピーして新設プラント用工程にする場合（１５００−ｐ３，１５００−ｐ８）、２）実績工程に搬入作業量や溶接作業量の増減を加えて、アクティビティの期間とリソース（おもに作業人員）を調整する場合（１５００−ｐ４，１５００−ｐ５，１５００−ｐ９）、３）配管口径などの変更により係数を掛けることによりアクティビティ期間とリソースを調整する場合（１５００−ｐ１０）に分けて、実績工程から新設プラント用の工程データを生成する。

図１２は３Ｄ部品のグループ化を利用した実績工程の選択の例を示す図である。部品−アクティビティ対応付部１３０で、既設プラントの３Ｄデータベース２１０と実績工程データベース２３０を対応づける設定を受付けてアクティビティの番号に対応して３Ｄの部品グループを生成したテーブルを図１２に示す。このテーブルは、既設３Ｄモデルと実績データを対応付けた対応関係データである。このテーブルは作成された後、既設プラントの３Ｄデータベース２１０又は実績工程データベース２３０に記録しても良い。この対応関係をもとに、３Ｄ製品データの類似性の判断をされた情報から実績工程の新設プラント向けへの利用部分を抽出する。抽出された工程データが図１２の下の表である。例えば図８のプラントＡが既設であり、プラントＢが新設である場合に、新設のプラントＢの工程データは既設のプラントＡのタンクＴ００１や配管と類似していると判定されれば、図１２のプラントＡの既設３Ｄモデルと実績データを対応付けた対応関係データであるテーブルを参照して、そのアクティビティ番号に対応する工程データを実績工程ＤＢ２３０から抽出することができる。

この抽出された工程データを新設３Ｄモデル向けの計画工程データへ割り当てることで新設３Ｄモデル向けの計画工程データを生成する。生成された計画工程データは、図１の工程合成部１６０，妥当性確認部１７０，工程編集部１８０を行わずに、計画工程データベース２５０へ記録される。

上述したように、既存のプラント設計３Ｄモデルと据付実績工程データに基づいて、新規に建設するプラントの設計３Ｄモデルに対応する据付計画工程データを生成する建設シミュレーション装置において、前記既設３Ｄモデル及び前記新設３Ｄモデルの比較により得られた、建物内の機器又は配管の据付位置の類似性を判定する３Ｄ部品配置位置一致度判定部と、既設３Ｄモデルと実績工程データを対応付けた対応関係データから、新設３Ｄモデルのうち前記３Ｄ部品配置位置一致度判定部で抽出された既設３Ｄモデルの一致部分に対応する実績工程データを選択する実績工程選択部とを有する建設シミュレーション装置によって、新旧プラントの据付位置の類似箇所を判定することにより、機器，配管の複雑な据付けに対応して、据付手順や工数を、新規建設プラント向けに計画工程を生成することができる。また、実績工程に基づき、新設プラント用の計画工程データを自動的に作成することができ、建設計画業務の合理化に寄与することができるとともに、ぶれのない高精度な建設計画を実現することができる。

（５）工程データ生成処理（図１３〜図２０）
図１３は経験的知識を利用した実績工程の選択の例を示す図である。図に示すルールに基づき、生成したアクティビティ間の時間的な関係を決めるのに利用する。ルール番号に対応して、ルール内容とその優先度を対応付けたデータを記録している。工程パターン判定部１２０と工程合成部１６０での作業工程の順序を規定することが必要な場合に本ルールを参照して工程を生成することができる。

図１４は実績工程未割当箇所判定処理の流れを示す図である。実績工程が割り当てられなかった部分に関しては、システム的にアクティビティのデータを生成する。そのための実績未割当部分を抽出（１５５０−ｐ１，１５５０−ｐ３）して、一時的に記憶（１５５０−ｐ２，１５５０−ｐ４）しておき、図１９に示す工程生成処理に利用する。

図１５は工程合成部の構成を示す図である。工程合成部１６０は工程パターン判定部１２０の出力である据付けパターンの判定結果１２０−ｏ１をもとに工程テンプレート選択部１６１０、選択したテンプレート中のアクティビティに物量を割り当て、アクティビティの時間的長さを確定する物量割当部１６２０、アクティビティを組み合わせることにより工程を生成する工程生成部１６３０，実績工程抽出部１５０で選択した実績工程部分と生成した工程を組み合わせる工程合成部１６４０からなる。工程合成部の出力である合成後の工程１６０−ｏ１は計画工程データベース２５０に格納される。

図１６は作業詳細構造（ＷＢＳ：Work Breakdown Structure）テンプレートの構成を示す図である。これは作業の階層を示す構成情報である作業階層構成情報である。ＷＢＳではアクティビティの前後の順序関係を扱えるようにしておき、実績工程から抽出したアクティビティや、システムで生成したアクティビティの順序関係を規定して、工程データを作りだすための基礎データとして利用する。例えば、機械工事（２４００−Ａ−１）作業には、機器（２４００−Ｂ−１）工事作業と、配管（２４００−Ｂ−２）工事作業と、サポート（２４００−Ｂ−３）工事作業がある。機器工事作業にはポンプ（２４００−Ｃ−１）工事作業と、タンク（２４００−Ｃ−２）工事作業がある。配管工事作業にはポンプ出入口配管（２４００−Ｃ−３）工事作業と、タンク出入口配管（２４００−Ｃ−４）工事作業がある。ポンプ工事作業には、ポンプＡ（２４００−Ｄ−１）工事作業と、ポンプＢ（２４００−Ｄ−２）工事作業がある。タンク工事作業には、タンクＡ（２４００−Ｄ−３）工事作業と、タンクＢ（２４００−Ｄ−４）工事作業がある。これら作業の順序関係のデータを設定しデータベースへ記録しておく。また、これら作業について、機器の重量などの新設プラントの設計情報と作業工数の対応関係のデータや、配管の溶接点と作業工数の対応関係のデータなども記録しておく。部品点数，寸法情報と作業工数の対応関係を記録しておいても良い。工程テンプレート選択部１６１０では工程テンプレートデータベース２４０からＷＢＳテンプレートを入力する。

図１７は物量割り当て処理の流れを示す図である。物量割当部１６２０は、工程テンプレート選択部１６１０で選択したテンプレート中のアクティビティに物量を割り当て、アクティビティの時間的長さを確定する。本装置で工程を生成する際に、作業未割り当ての機器，配管（ステップ１６２０−ｐ１，１６２０−ｐ３）について、図１６に示すＷＢＳとＣＡＤデータの作業物量を用いて自動的に工数計算（ステップ１６２０−ｐ２，１６２０−ｐ４，１６２０−ｐ５）により求める。工数計算の例としては、作業未割り当ての機器，配管に対応する工程をＷＢＳテンプレートから抽出するなどがある。追加の工数計算として後述する図１８の物量割り当てを行っても良い。工数計算より求めたアクティビティを連結して、工程を生成する。機器，配管の両方について工数計算を行っているがいずれかを行っても良い。

図１８は物量割り当ての他の例を示す図である。機器，配管に関して、重量の増加や配管長の増加に伴い、どの程度の単位で作業量を増やすか、あるいは減らすかを物量割当部１６２０で計算する。図１８に示す数値は工程テンプレートの補助的な情報として工程テンプレートデータベース２４０へ格納しておくものとする。

図１９は工程生成処理の流れを示す図である。工程生成部１６３０により処理が実行される。実績工程が割り当てられなかった機器および配管について生成された工程（１６３０−ｐ１，１６３０−ｐ３）について、工程テンプレートの情報に基づき、アクティビティ間を順序づけして連結する（１６３０−ｐ２，１６３０−ｐ４）ことにより、工程を生成する。配管工程は関連する機器のアクティビティに連結される（１６３０−ｐ５）。

図２０は工程合成処理の流れを示す図である。工程合成部１６４０により処理が実行され、機器又は配管について（１６４０−ｐ１，１６４０−ｐ５）工程生成部１６３０で生成した工程と、実績工程抽出部１５０で３Ｄ製品の類似度に基づいて抽出した実績工程を連結（１６４０−ｐ３，１６４０−ｐ４，１６４０−ｐ７，１６４０−ｐ８）することにより、新設プラント向けの据付計画工程を完成させる。機器と配管の実績工程割当可能かどうか（１６４０−ｐ２，１６４０−ｐ６）により、生成した工程と実績工程（１６４０−ｐ３，１６４０−ｐ４，１６４０−ｐ７，１６４０−ｐ８）の組み合わせで合成できる。

なお、本発明では機器と配管について、類似度計算，工程生成，合成について述べたが、本方式は、その他の配管サポート，電気ケーブル・トレイ，空調ダクトなどの発電プラントの構成製品の据付けにも汎用的に適用可能である。

上述したように、新設３Ｄモデルのうち既設３Ｄモデルに不一致の部分を実績工程未割当箇所として、前記３Ｄ部品配置位置一致度判定部の判定に基づいて抽出する実績工程未割当箇所判定部と、前記実績工程未割当箇所に対して、機器又は配管の標準工程の作業階層構成情報、新設３Ｄモデルの設計情報を用いて計算される作業工数をもとに、実績工程を部分的に割り当てることができない部分に対して、工程を生成する工程生成部とを有し、前記実績工程選択部で選択した工程データと前記工程生成部の出力結果を合成して、新設３Ｄモデル向けの計画工程データを生成する工程データ合成部を有する建設シミュレーション装置により、実績工程データを利用できない部分も工程を作成することができる。

（６）生成した工程の可視化（図２１）
図２１は合成した工程の例を示す図である。建設シミュレーション装置は、入出力装置１００の画面へ表示情報を出力する出力部を有する。工程を生成する対象を選択する画面１００−ｃにより、対象プラント，工程種別，部屋番号，表示製品種別，「搬入」，「基礎据付」などの作業選択を作業者が入出力装置１００から実施し、上述した新設プラント用の計画工程を生成し、新設プラント計画工程画面１００−ａに表示する。建設シミュレーション装置は、画面表示上に、実績工程を組み合わせて表示した部分のアクティビティと、実績から生成できず自動生成した３Ｄモデルとの不一致部分のアクティビティを区分けして表示するとともに、新設プラントの３Ｄデータ表示画面１００−ｂに対応関係を表示する。生成した計画工程に関わる部品を３Ｄ ＣＡＤシステム上で可視化表示することにより、実績工程から生成した部分と、システムで自動生成した部分に分けて表示することができ、生成工程の確認作業を効率化することができる。

妥当性確認部１７０は、計画工程データベース２５０の工程データを読み出し、マイルストーンデータベース２６０のマイルストーンデータを読み出す。マイルストーンデータは工程の制約を規定したデータであり、例えば、遅延が許されない節目となる工程の制約を規定したデータや、工程の前後関係の制約を規定したデータなどが予め設定されて記録されている。また、３ＤＣＡＤの空間的な制約を規定したデータを記録しても良い。これらの制約データを用いて対応する工程や、ＣＡＤデータとを比較して制約を満たしているか確認する処理を実行する。図２１のインターフェイスへ工程データとマイルストーンデータを表示することで、作業者に妥当性の確認を促すこととしても良い。

上述したように、予め設定した、工程の制約を規定したマイルストーンデータに対して、前記工程データ合成部で生成した工程が制約を満たしているかどうかを判定する工程マイルストーン妥当性判定部を有する建設シミュレーション装置と、機器、または、配管の３Ｄモデルをもとに生成した据付空間を加算した空間を用いて、予め設定され、制約を規定したデータに対して、据付けが成立するかどうかを判定する据付空間妥当性判定部を有する建設シミュレーション装置と、工程マイルストーン妥当性判定部は、据付作業の順序制約を規定したマイルストーンデータに基づき、工程の妥当性を判定する据付順序妥当性判定部を有する建設シミュレーション装置の、３つの装置により、生成した計画工程について、工程上のマイルストーン、３Ｄ空間上での据付空間の制約、作業順序の制約に基づき、妥当な計画であることを自動的に確認することができる。

このとき、マイルストーンとなる期限を越えた工程データは他と区別して表示することで工程の修正について作業者を支援することができる。新設プラントのＣＡＤデータを記録した新設プラントの３Ｄデータベースと、前記新設プラントのＣＡＤデータと対応した工程データを記録した計画工程データベースと、遅延が許されない節目となる工程の期限データを記録したマイルストーンデータベースとを有する建設シミュレーション装置が、前記計画工程データベースから工程データを読み出し、前記マイルストーンデータベースから期限データを読み出し、マイルストーンとなる期限を越えた工程データは他と区別して表示することを特徴とする建設シミュレーション方法により、工程の修正について作業者を支援することができる。

また、新設プラントの３ＤデータベースからＣＡＤデータを読み出し、図１５の新設プラントの３Ｄデータベース２２０からのＣＡＤデータから工程生成部１６３０で生成した工程の対応関係に基づいて、マイルストーンとなる期限を越えた工程に対応するＣＡＤデータの該当部分を他と区別して表示しても良い。つまり、計画工程データベースの新設プラントのＣＡＤデータと対応した工程データの対応関係を用いて、前記マイルストーンとなる期限を越えた工程に対応するＣＡＤデータの該当部分を他と区別して表示することを特徴とする建設シミュレーション方法により、マイルストーンの期限を越えた後の物量をＣＡＤデータにより把握でき、修正の必要度合いをＣＡＤ上で把握できる。

工程編集部１８０は、計画工程データベース２５０の工程データを読み出し、新設プラントの３ＤデータベースからＣＡＤデータを読み出し、図２１のインターフェイスへ工程データと新設プラントのＣＡＤデータを対応させて表示する。作業者は入出力装置１００から工程を編集することができる。編集は、工程の最小単位であるアクティビティに対して、工程の背景情報を付与する。工程の背景情報は、アクティビティに関連する情報であり、一例として、作業者のメモなどが挙げられる。工程の編集機能を備えることにより、計画者の判断により工程を現実的なものに変更することを可能にし、編集後の工程も、本発明の機能を適用することにより、妥当性を効率的に確認することができ、計画作成から妥当性確認、再編集による修正の業務の循環を効率化することができる。

上述したように、計画工程を生成する際に、３Ｄ ＣＡＤ表示システム上で、実績工程データに関わる部分と、それ以外の部分に分けて色分けして可視化する出力手段を有する建設シミュレーション装置により、実績工程から生成した部分と、システムで自動生成した部分に分けて表示することができ、生成工程の確認作業を効率化することができる。

また、工程の最小単位であるアクティビティに対して、工程の背景情報を付与する工程編集部を有する建設シミュレーション装置により、計画者の判断により工程を現実的なものに変更することを可能にし、編集後の工程も、本発明の機能を適用することにより、妥当性を効率的に確認することができ、計画作成から妥当性確認、再編集による修正の業務の循環を効率化することができる。

尚、妥当性確認部１７０と工程編集部１８０は、工程パターン判定部１２０と工程合成部１６０の処理を前提としていたが、これらの処理で生成されたデータを各データベースに格納した状態を前提としても良い。

上述した内容の他、本発明の建設シミュレーション装置は、３Ｄ ＣＡＤデータベースと工程データベースをもとに、前回の設計のＣＡＤデータと今回の設計のＣＡＤデータの機器，配管，溶接点属性に部分的に一致する部分を検索し、一致したＣＡＤデータに対応する前回の設計の工程データを組み合わせて新たな工程として作成する工程作成手段、及び、据付手順可視化手段を提供することを目的として、３Ｄ ＣＡＤシステムを利用して作成した既設プラントの３Ｄデータベースと新設プラントの３Ｄデータベースに格納される３Ｄモデル（幾何形状データ）と属性データに基づき、既設プラントの３Ｄモデルの中の部品データと実績工程データの中の作業最小単位（アクティビティ）の対応関係を抽出する手段と、新設／既設の両プラントの配置機器間の類似性を属性、配置座標などから抽出する手段と、新設／既設の両プラントの据付配管ルート間の類似性を属性、配置座標（配管の中心線の一致度）などから抽出する手段と、一致した機器，配管ルートに関わる工程を実績工程から抽出する手段と、実績工程から作成できない部分の工程に関して作業未割当部分を判定し、工程データを生成する手段と、抽出した実績工程と生成工程を連結し、新設プラント用の工程データを作成する手段を備えることとしても良い。

また、本発明の建設シミュレーション装置は、工程のマイルストーン、３Ｄ空間上での非干渉性，作業順序制約をもとに、作成した工程の妥当性を確認する手段を備えても良い。

さらに、本発明の建設シミュレーション装置は、３Ｄ ＣＡＤ表示システム上で、実績工程データに関わる部分と、それ以外の部分に分けて色分けして可視化する手段を備えても良い。

さらに、本発明の建設シミュレーション装置は、合成した工程を編集する手段と、工程の最小単位であるアクティビティに対して、工程の背景情報を付与する手段を備えても良い。

なお、上記の各構成，機能，処理部，処理手段等は、それらの一部又は全部を、例えば集積回路で設計する等によりハードウェアで実現してもよい。また、上記の各構成，機能等は、プロセッサがそれぞれの機能を実現するプログラムを解釈し、実行することによりソフトウェアで実現してもよい。各機能を実現するプログラム，テーブル，ファイル等の情報は、メモリや、ハードディスク，ＳＳＤ（Solid State Drive）等の記録装置、または、ＩＣカード，ＳＤカード，ＤＶＤ等の記録媒体に置くことができる。よって、各処理，各構成は処理ユニットやプログラムモジュールとして各機能を実現可能である。

また、本発明は上記した実施例に限定されるものではなく、様々な変形例が含まれる。例えば、上記した実施例は本発明を分かりやすく説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。また、ある実施例の構成の一部を他の実施例の構成に置き換えることが可能であり、また、ある実施例の構成に他の実施例の構成を加えることも可能である。また、各実施例の構成の一部について、他の構成の追加・削除・置換をすることが可能である。

また、制御線や情報線は説明上必要と考えられるものを示しており、製品上必ずしも全ての制御線や情報線を示しているとは限らない。実際には殆ど全ての構成が相互に接続されていると考えてもよい。

火力，原子力などの発電プラントにおける建設業務に適用可能で、３Ｄ ＣＡＤデータと電子的工程データを設計初期から取り入れることにより、高精度な建設計画を短期間で実施することが要求される分野に適用可能である。

１００ 入出力装置
１１０ ３Ｄ ＣＡＤシステム
１２０ 工程パターン判定部
１３０ 部品−アクティビティ対応付部
１４０ ３Ｄ類似性比較部
１５０ 実績工程抽出部
１６０ 工程合成部
１７０ 妥当性確認部
１８０ 工程編集部
２１０ 既設プラントの３Ｄデータベース
２２０ 新設プラントの３Ｄデータベース
２３０ 実績工程データベース
２４０ 工程テンプレートデータベース
２５０ 計画工程データベース
２６０ マイルストーンデータベース

Claims (16)

1. 既存のプラント設計３Ｄモデル（以下、既設３Ｄモデル）を記録したデータベースと、既存のプラントの据付実績工程データ（以下、実績工程データ）を記録したデータベースと、新規に建設するプラントの設計３Ｄモデル（以下、新設３Ｄモデル）を記録したデータベースとを有し、
   前記既設３Ｄモデル及び前記新設３Ｄモデルの比較により得られた、建物内の機器又は配管の据付位置の類似性を判定する３Ｄ部品配置位置一致度判定部と、
   前記既設３Ｄモデルと前記実績工程データを対応付けた対応関係データから、新設３Ｄモデルのうち前記３Ｄ部品配置位置一致度判定部で抽出された既設３Ｄモデルの一致部分に対応する実績工程データを選択して前記新設３Ｄモデルに対応する計画工程データとする実績工程選択部とを有する建設シミュレーション装置。
2. 請求項１において、新設３Ｄモデルのうち既設３Ｄモデルに不一致の部分を実績工程未割当箇所として、前記３Ｄ部品配置位置一致度判定部の判定に基づいて抽出する実績工程未割当箇所判定部と、
   前記実績工程未割当箇所に対して、機器又は配管の標準工程の作業階層構成情報、新設３Ｄモデルの設計情報を用いて計算される作業工数をもとに、実績工程を部分的に割り当てることができない部分に対して、工程を生成する工程生成部とを有し、
   前記実績工程選択部で選択した工程データと前記工程生成部の出力結果を合成して、新設３Ｄモデル向けの計画工程データを生成する工程データ合成部を有する建設シミュレーション装置。
3. 請求項１又は２において、予め設定した、工程の制約を規定したマイルストーンデータに対して、前記工程データ合成部で生成した工程が制約を満たしているかどうかを判定する工程マイルストーン妥当性判定部を有する建設シミュレーション装置。
4. 請求項１から３記載のいずれかにおいて、機器、または、配管の３Ｄモデルをもとに生成した据付空間を加算した空間を用いて、予め設定され、制約を規定したデータに対して、据付けが成立するかどうかを判定する据付空間妥当性判定部を有する建設シミュレーション装置。
5. 請求項３において、前記工程マイルストーン妥当性判定部は、据付作業の順序制約を規定したマイルストーンデータに基づき、工程の妥当性を判定する据付順序妥当性判定部を有する建設シミュレーション装置。
6. 請求項１から５のいずれかにおいて、計画工程を生成する際に、３Ｄ ＣＡＤ表示システム上で、実績工程データに関わる部分と、それ以外の部分に分けて色分けして可視化する出力手段を有する建設シミュレーション装置。
7. 請求項１から５のいずれかにおいて、工程の最小単位であるアクティビティに対して、工程の背景情報を付与する工程編集部を有する建設シミュレーション装置。
8. 既存のプラント設計３Ｄモデル（以下、既設３Ｄモデル）を記録したデータベースと、既存のプラントの据付実績工程データ（以下、実績工程データ）を記録したデータベースと、新規に建設するプラントの設計３Ｄモデル（以下、新設３Ｄモデル）を記録したデータベースとを有する建設シミュレーション装置が、
   前記既設３Ｄモデル及び前記新設３Ｄモデルの比較により得られた、建物内の機器又は配管の据付位置の類似性を判定し、
   前記既設３Ｄモデルと前記実績工程データを対応付けた対応関係データから、新設３Ｄモデルのうち前記判定により抽出された既設３Ｄモデルの一致部分に対応する実績工程データを選択して前記新設３Ｄモデルに対応する計画工程データとして実績工程を選択することを特徴とする建設シミュレーション方法。
9. 請求項１において、新設３Ｄモデルのうち既設３Ｄモデルに不一致の部分を実績工程未割当箇所として、前記３Ｄ部品配置位置一致度判定部の判定に基づいて抽出し、
   前記実績工程未割当箇所に対して、機器又は配管の標準工程の作業階層構成情報、新設３Ｄモデルの設計情報を用いて計算される作業工数をもとに、実績工程を部分的に割り当てることができない部分に対して、工程を生成し、
   前記実績工程選択部で選択した工程データと前記工程生成部の出力結果を合成して、新設３Ｄモデル向けの計画工程データを生成する建設シミュレーション方法。
10. 請求項１又は２において、予め設定した、工程の制約を規定したマイルストーンデータに対して、前記工程データ合成部で生成した工程が制約を満たしているかどうかを判定する建設シミュレーション方法。
11. 請求項１から３記載のいずれかにおいて、機器、または、配管の３Ｄモデルをもとに生成した据付空間を加算した空間を用いて、予め設定され、制約を規定したデータに対して、据付けが成立するかどうかを判定する建設シミュレーション方法。
12. 請求項３において、前記判定は、据付作業の順序制約を規定したマイルストーンデータに基づき、工程の妥当性を判定する建設シミュレーション方法。
13. 請求項１から５のいずれかにおいて、計画工程を生成する際に、実績工程データに関わる部分と、それ以外の部分に分けて色分けして可視化する建設シミュレーション方法。
14. 請求項１から５のいずれかにおいて、工程の最小単位であるアクティビティに対して、工程の背景情報を付与する建設シミュレーション方法。
15. 新設プラントのＣＡＤデータを記録した新設プラントの３Ｄデータベースと、前記新設プラントのＣＡＤデータと対応した工程データを記録した計画工程データベースと、遅延が許されない節目となる工程の期限データを記録したマイルストーンデータベースとを有する建設シミュレーション装置が、
    前記計画工程データベースから工程データを読み出し、
    前記マイルストーンデータベースから期限データを読み出し、
    マイルストーンとなる期限を越えた工程データは他と区別して表示することを特徴とする建設シミュレーション方法。
16. 請求項１５において、
    前記計画工程データベースの新設プラントのＣＡＤデータと対応した工程データの対応関係を用いて、前記マイルストーンとなる期限を越えた工程に対応するＣＡＤデータの該当部分を他と区別して表示することを特徴とする建設シミュレーション方法。

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