JP2001297116A

JP2001297116A - プラント統合設計システム及びプラント建設プロジェクト統合管理システム

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Publication number: JP2001297116A
Application number: JP2000111185A
Authority: JP
Inventors: Takumi Takayama; 巧高山; 正明 ▲高▼橋; Masaaki Takahashi; Naoki Obogawa; 直樹小保川; Tadashi Shigetomi; 紀重富; Yoshihiro Shirasaki; 善宏白崎
Original assignee: Chiyoda Corp; Chiyoda Chemical Engineering and Construction Co Ltd
Current assignee: Chiyoda Corp; Chiyoda Chemical Engineering and Construction Co Ltd
Priority date: 2000-04-12
Filing date: 2000-04-12
Publication date: 2001-10-26
Anticipated expiration: 2020-04-12
Also published as: JP4288639B2

Abstract

(57)【要約】【課題】プラントエンジニアリング業務における設計
等の業務効率を向上する。【解決手段】プラント設計業務を初期設計セクション
１と機能設計セクション２とに分け、各セクションに係
る設計業務をそれぞれ独立した複数の設計支援システム
１１〜１５、２１〜２５に分散して割付けるとともに、
各設計支援システムにより作成される設計情報が格納さ
れるデータベースを設け、各設計支援システムとデータ
ベースを通信ネットワークによって接続し、各設計支援
システムはデータベースにアクセスして他の設計支援シ
ステムから必要な設計情報を速やかに取り込むことによ
り、再入力などの作業を排除して業務効率を向上し、さ
らに再入力に伴う誤入力を排除して設計データの整合性
を確保する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、プラント統合設計
システム及びプラント建設プロジェクトの統合管理シス
テムに関し、具体的には、石油精製プラント、化学工業
プラント、発電プラント等の各種プラントの設計から建
設までのプロジェクトエンジニアリング業務を支援する
のに好適なシステムに関する。

【０００２】

【従来の技術】プラントは、一般に、各種のプロセス機
器あるいは機械装置からなるプラント機器、基礎設備、
計装設備、電気設備、配管設備、建築構造物等の多くの
機器及び設備（以下、設備・機器と称する）から構成さ
れる。このような多くの設備・機器から構成されるプラ
ントの設計手順は、通常、初期設計と称するプロセス設
計等のプラントの基本設計を行ない、これに基づいて機
能設計と称するプラント機器の設計、計装設計、電気設
計、配管設計等の設計を行なう。これらの初期設計と機
能設計は、一定の時期のずれはあるが、同時並行的に行
なわれる。

【０００３】このようなプラント設計においては、コン
ピュータを利用した種々の設計支援ツールを用いて行な
われている。例えば、初期設計に関しては、プロセス設
計システム、プロセス制御設計システム、プロットプラ
ン設計システム、等の初期設計支援ツールが開発されて
いる。また、機能設計に関しては、プラントの設備・機
器の設計を支援する機械設計システム、計装設計システ
ム、配管設計システム、等の機能設計支援システムが開
発されている。また、配管設計に関しては、各種の配管
相互、あるいは配管と建築構造物などが相互に交差した
りするなどの障害を排除するために、三次元ＣＡＤなど
の設計システムにより設備相互の干渉の有無を確認し、
必要に応じて設計変更を行う手法が採用されている。

【０００４】一方、プロジェクトエンジニアリング業務
には、上記のプラント設計に加えて、機能設計と同時並
行的に、必要なプラント機器類、設備機器、配管等の建
設資材を調達して建設現場に搬入する資材管理業務、さ
らに建設現場において建設資材の搬入を管理するととも
に、プラント設計に基づいてプラントの施工及び工程を
管理する工事管理業務が含まれる。また、工事管理業務
に並行して、設計仕様、設計データ、図面などの設計図
書を統括管理する業務、及びプロジェクト業務の全体を
統括管理するプロジェクト管理業務が含まれる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、プラン
トの設計から建設までに係るプロジェクトエンジニアリ
ング業務は、複雑且つ多岐にわたる設計業務及び管理業
務から構成されていることから、複数の独立した設計部
署又は複数の独立した管理部署ごとに、上述した設計支
援システム及び管理システムの開発が進められている。
そのため、設計情報や管理情報の記述様式が区々であ
り、各設計支援システム相互間、各管理システム相互
間、及び設計システムと管理システム相互間の設計情報
や管理情報の交換は書面等の媒体を用いて行なわれてい
る。その結果、各設計部署又は管理部署は、関連する他
のシステムの設計情報や管理情報を自己のシステムに再
入力する作業が必要となる。そのため、再入力に伴う誤
入力や、最新情報の入力遅れなどにより、各システム間
における共通データの不整合が生ずるおそれがあり、設
計のやり直し等が生じて業務の効率が低下するなどの問
題がある。

【０００６】また、設計過程においてはしばしば設計変
更を余儀なくされる場合があるが、その設計変更が一連
の設計業務手順の上流側あるいは下流側にかかわらず、
他の関連する設計支援システムは速やかに対応しなけれ
ばならない。このような設計変更を行なう方法として、
例えば、特許2995482号に提案されている。この方法に
よれば、設計、調達、製造の各段階に分散して設けられ
た設計支援システムの情報の記述様式を統一するととも
に、各情報にその情報の変更が影響を与える関連情報の
リストとその情報の内容、変更の許容基準を設定してお
き、その許容基準内であれば自由に変更可能にしてい
る。

【０００７】しかしながら、プラント建設業務は、いわ
ゆる受注業務であり、全く同一のプラントを建設するこ
とは殆どない。したがって、設計支援システムや業務管
理システムは汎用性を備え、かつ業務効率の向上を可能
にする必要がある。すなわち、設計対象のプロセス機
器、機械装置、計装設備、電気設備、配管設備などが複
雑多岐にわたる場合、上記特許に提案されているような
変更が影響を与える関連情報のリストを作成したり、変
更の許容基準を全ての設計対象の設計項目について設定
するのは作業量が膨大になるため、受注方式のプラント
の設計業務に適用することは実用的に困難である。

【０００８】一方、プラント設計における一連の設計業
務は、プロセスなどの基本仕様を決定することから始ま
り、基本仕様データに基づいてプロセスフロー設計、プ
ロセス制御設計及びプラント配置設計等の初期設計セク
ションが先行する。次いで、初期設計データに基づいて
プロセス機器設計、配管設計などの複数の機能設計セク
ションに移行する手順で進められる。また、各機能設計
セクションにおいても相互で設計項目が関連し合うもの
がある。したがって、関連する設計項目については、そ
の設計項目について決定権を有するセクションにおいて
できるだけ早く決定して、他の関連する設計セクション
等に伝達する必要がある。しかも、プラントの設計から
建設に至るまでの工期を短縮する要望に応ずるため、一
連の設計業務の各設計段階、資材調達及び建設工事を、
ほぼ同時並行的に遂行しなければならない。特に、同時
並行的に設計業務を遂行するには、設計手順における上
流側の設計データが確定していなくても、下流側の設計
をある程度進める必要がある。しかし、この点について
従来の設計支援システムは配慮していないことから、業
務の効率向上の面で改善する余地がある。

【０００９】本発明は、プラントエンジニアリング業務
における設計等の業務効率を向上することを課題とす
る。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明は、以下の手段に
より、上記課題を解決するものである。

【００１１】まず、本発明のプラント統合設計システム
は、基本的に、プラント設計業務を初期設計セクション
と機能設計セクションとに分け、前記各セクションに係
る設計業務をそれぞれ独立した複数の設計支援システム
に分散して割付けるとともに、前記各設計支援システム
により作成される設計情報が格納されるデータベースを
設け、前記各設計支援システムとデータベースを通信ネ
ットワークによって接続し、前記各設計支援システムは
前記通信ネットワークを介して前記データベースにアク
セスし、他の設計支援システムが作成した前記設計情報
を取り込む機能を有して構築することにある。これによ
り、各設計支援システムは、通信ネットワークを介し
て、必要な設計情報を速やかに獲得することができ、再
入力などの作業を排除できるから、業務効率を向上でき
る。また、再入力に伴う誤入力を排除できるから、設計
データの整合性を確保することができる。

【００１２】この場合において、各設計支援システム
は、データベースから設計情報を取り込むにあたり、そ
の設計情報の記述様式が自己のシステムに適合していな
いとき、その設計情報を自己のシステムの記述様式に変
換して取り込む記述様式変換手段を有するものとするこ
とが好ましい。これによれば、個々の設計支援システム
の記述様式を変更することなく、記述様式変換手段を設
けるだけで、様々な設計支援システムを統合しても設計
情報を電子情報の形式で交換することができる。また、
記述様式変換手段に、１つの設計情報の塊の中から、必
要な設計項目のみを取り込むことができるように、選択
手段を備えることが好ましい。

【００１３】また、データベースに格納される設計情報
は複数の設計項目を含んでいる。この場合、各設計項目
についての決定権と変更権を、設計支援システムごとに
定めることが好ましい。これにより、プラント統合設計
システム全体の設計情報の統一性ないし整合性を実現で
きる。

【００１４】さらに、各設計支援システムは、自己が決
定した又は変更した設計情報をデータベースに格納する
際に、当該設計情報が少なくとも確定情報か否かを示す
指標を付して格納するようにすることが好ましい。特
に、確定情報でない場合は、過去の経験あるいはその時
々の状況に基づいて定めた暫定設計情報をデータベース
に格納する。この暫定設計情報は、取り得る範囲を記述
するものであってもよい。

【００１５】これにより、設計手順から見た下流側の設
計部署は、暫定設計情報が設計に及ぼす影響度を勘案し
て、暫定設計情報に基づいた設計を遂行するか否か判断
できる。その影響度が小さい範囲に留まると判断した場
合は、設計を進めることにより、設計時間を短縮するこ
とができる。また、さらに下流側の設計部署の設計を進
めることができる。すなわち、プラント設計において
は、設計が確定するまでデータベースに設計情報を格納
できないとすれば、その設計情報に基づいて設計を行な
う下流側の設計支援システムは、設計業務を進めること
ができない。しかし、設計項目によっては、暫定情報に
よって設計を進めても、大きな設計のやり直しにならな
い場合があり、むしろ全体としての設計時間を短縮でき
る。

【００１６】また、各種の配管相互、あるいは配管と建
築構造物などが相互に交差したりするなどの障害を排除
するために、三次元ＣＡＤなどの設計システムにより設
備相互の干渉の有無を確認し、必要に応じて設計変更を
行う手法が採用されている。これを、プラントの設備・
機器に適用を広げ、計装配線設備、電気配線設備、地下
埋設設備などにも採用することが好ましい。

【００１７】つまり、初期設計セクションと機能設計セ
クションに加えて、三次元統合設計セクションを設け、
初期設計セクションは、プラント構成機器の配置設計及
び配管ルートの基本配置を設計支援する基本設計システ
ムを備え、機能設計セクションは、機械設計システム、
計装設計システム、電気設計システム、配管設計システ
ムを備えるものとし、三次元統合設計セクションに、基
本設計システムで設計された基本配置を初期条件とし
て、プラントの三次元モデルを作成する三次元プラント
モデル作成システムを通信ネットワークに接続して設け
る。そして、計装設計システムと電気設計システムと配
管設計システムに、三次元プラント作成システムを用い
て計装配線設備と電気配線設備と配管設備について、他
の設備・機器との干渉の有無を判断する機能を設ける。
これにより、プラント全体の干渉の有無を三次元により
確認して修正できるから、工事の段階で干渉に気付いて
工事をやり直すことを低減できる。なお、三次元プラン
ト作成システムに、建築設計システムや土木設計システ
ムを結合して、三次元統合設計を行なうようにしてもよ
い。

【００１８】また、三次元統合設計セクションに、作成
された三次元モデルに基づいて配管資材の種類と数量を
算出する配管資材払出しシステムとを設けることが望ま
しい。これによれば、手間の係る配管資材の払出しを、
設計変更があっても自動的に行なわせることができるか
ら、業務効率を著しく向上できる。

【００１９】このように構成されるプラント統合設計シ
ステムと、プラントエンジニアリング業務に係る各種の
管理システムとを通信ネットワークを介して結合するこ
とにより、プラント建設プロジェクト統合管理システム
を構築し、一層業務効率を向上させることができる。例
えば、管理業務を資材管理セクションと工事現場管理セ
クションとに分け、各管理セクションに係る管理業務を
それぞれ独立した複数の管理システムに分散して割付
け、設計支援システムにより作成される設計情報と設備
・機器情報とが格納されるデータベースを各管理システ
ムに通信ネットワークを介して接続し、データベースに
アクセスして設計情報と設備・機器情報とを取り込んで
建設に必要な資材と設備・機器の発注業務を支援する資
材管理システムを設けることができる。この場合も、設
計情報の記述様式が異なる場合は、資材管理システムの
記述様式に合わせる記述様式変換手段を設ける。

【００２０】また、工事現場管理セクションにも同様
に、通信ネットワークを介してデータベースから必要な
設計情報や設備・機器情報を取り込み、あるいは資材管
理システムから建設資材の搬入データなどを取り込ん
で、工事現場における業務を管理する管理システムを設
けることができる。

【００２１】このように、本発明のプラント建設プロジ
ェクト統合管理システムによれば、何時でも、どこで
も、誰でも最新の情報を電子情報として自由に入手でき
ることから、各関係部署における情報の整合性を高める
ことができる。

【００２２】また、各設計支援システムにより作成され
る設計図書を管理するドキュメント管理システムを設
け、ドキュメント管理システムと前記各設計支援システ
ムとを通信ネットワークによって接続し、各設計支援シ
ステムは設計図書をドキュメント管理システムに送信し
て登録するようにし、ドキュメント管理システムは通信
ネットワークを介して入力される要求に応じて設計図書
の写しを出力する機能を有するものとすることにより、
何時でも、どこでも、誰でも、最新の設計情報を入手す
ることができる。

【００２３】

【実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面を用い
て説明する。図１にプラント統合設計システムの一実施
の形態の構成図を示し、図２にプラント建設プロジェク
ト統合管理システム全体の概念構成図を示す。

【００２４】図２に示すように、本発明に係るプラント
建設プロジェクト統合管理システムは、初期設計セクシ
ョン（i-FRONT）１、機能設計セクション(i-ENG)２及び
三次元統合設計セクション(i-3D)３からなるプラント統
合設計システムと、資材管理セクション（i-MAT）４、
工事現場管理セクション（i-FIELD）５、ドキュメント
管理セクション（i-DMS）６及びプロジェクト管理セク
ション（i-PMS）７からなる管理セクションとが、有機
的に結合して形成されている。

【００２５】ここで、図1を参照して、プラント統合設
計システムの詳細構成を説明する。図示のように、初期
設計セクション1は、プロセスシミュレーション１１
と、プロセス設計システム１２と、Ｐ＆ＩDシステム１
３と、機器リスト１４と、配置・配管ルート設計システ
ム１５などの設計支援システムを含んで構成され、それ
らは通信ネットワーク１６を介して結合され、情報交換
可能に形成されている。また、機能設計セクション２
は、機械設計システム２１と、計装設計システム２２
と、電気設計システム２３と、配管設計システム２４
と、ラインリスト２５などの設計支援システムを含んで
構成され、それらは通信ネットワーク２６を介して情報
交換可能に結合されている。さらに、三次元統合設計セ
クション３は、三次元プラントモデル作成システム３
１、配管資材払い出しシステム３９を含んで構成されて
いる。図１の各設計支援システムは、それぞれ通信ネッ
トワークを介して結合されており、それらの間で設計に
必要な情報を交換可能に形成されている。なお、プラン
トの設計手順は、基本的に初期設計が先行し、次いで機
能設計に進むが、設計項目によっては同時並行的に又は
機能設計の結果に基づいて初期設計を変更する場合があ
る。

【００２６】初期設計セクション1は、プロセスの検討
を含むプラントのプロセス全体のシステム設計を行なう
セクションであり、設計変更に柔軟性がある初期設計を
可能にするため、各設計支援システム（１１〜１５）相
互間で設計情報のやり取りを行なうように形成されてい
る。プロセスシミュレーション１１は、プロセスの検討
を行なうシステムである。プロセス設計システム１２
は、プロセスシミュレーション１１の検討結果に基づい
てプロセスプラント全体のシステム設計を行なう。これ
により、プロセスフローダイアグラムＰＦＤ及びプロセ
スデータシートが作成され、図3に示す初期設計セクシ
ョンのデータベースに格納される。

【００２７】Ｐ＆ＩDシステム１３は、プロセス制御シ
ステムの設計を行ない、プロセスフローに運転に必要な
全ての機器、配管、計装設備などを組み合わせたＰ＆Ｉ
フローダイアグラムを作成し、図3に示す初期設計セク
ションのデータベースに格納する。

【００２８】機器リスト１４は、プロセスフローダイア
グラム、プロセスデータシート及びＰ＆Ｉダイアグラム
に基づいて、塔槽類、熱交換器、ポンプなどのプロセス
を構成するのに必要なプロセス機器及び設備からなる機
器リストを作成し、図3に示す初期設計セクションのデ
ータベースに格納する。この機器リストには、プロセス
機器及び設備の主要な設計情報と管理情報が含まれる。

【００２９】配置・配管ルート設計システム１５は、プ
ラント機器の適性配置の検討、最適な配管ルートを自動
的に探し出す機能を備えた設計支援システムである。こ
れにより作成されたプラント機器配置図と配管ルートの
概念設計図は、図3に示す初期設計セクションのデータ
ベースに格納される。このプラント機器配置図と配管ル
ートの概念設計図は、後述する三次元統合設計セクショ
ン３における三次元プラントモデルの初期データとして
用いられる。また、初期設計セクション１で作成された
設計図書は、ドキュメント管理セクション６に送られて
登録されるようになっている。

【００３０】なお、図３に示したデータベースは、一つ
のデータベースの概念で示したが、これに限らず、各設
計支援システムに個々に分散してデータベースを設けて
もよい。いずれにしても、初期設計セクション１におい
て、次の機能設計セクション２以降のセクションで必要
となる設計情報を一元管理することにより、設計品質を
高めている。

【００３１】機能設計セクション２は、初期設計セクシ
ョン１において設計された設計項目に従って、プラント
機器、計装設備、電気設備、配管設備等のプラント構成
要素の具体的な設計を行なうセクションである。機械設
計システム２１は、プロセス設計システム１２で作成さ
れたプロセスデータシートを初期設計セクション・デー
タベースから取り込み、必要な塔槽類やプロセス機器等
のプラント機器の設計を行なう。この設計により決定し
たプラント機器の設計情報は、機器データシートとして
図４に示す機能設計セクション・データベースに格納す
る。また、プラント機器一部の設計情報は、通信ネット
ワークを介して初期設計セクション１に送信され、デー
タベースの機器リストの対応する設計項目に書き込まれ
る。

【００３２】計装設計システム２２は、初期設計セクシ
ョン１のＰ＆Ｉデータベースから必要な情報を取り込
み、必要な計器の仕様を決定して計器リストを作成する
とともに、計装配線図等の詳細設計を行なう。これによ
り得られた計器リストや計装配線図は、図４に示す機能
設計セクション・データベースに格納する。

【００３３】電気設計システム２３は、初期設計セクシ
ョン・データベースから機器リストを取り込み、プラン
ト機器に含まれるモータなどの電気機器を駆動、制御す
るに必要な電気設備の設計を行なう。この設計により得
られる配電系統図、モータコントロールセンタ（ＭＣ
Ｃ）データシート、モータデータシート、ケーブルスケ
ジュール等の設計情報は、図４に示すを機能設計セクシ
ョン・データベースに格納される。

【００３４】配管設計システム２４は、初期設計セクシ
ョン・データベースのＰ＆Ｉデータベースから必要な情
報を取り込み、配管の設計を行ない、各配管のラインご
とにサービスクラスと配管仕様書を作成して、図４に示
すを機能設計セクション・データベースに格納する。ま
た、ラインリスト２５は、初期設計セクション１のＰ＆
Ｉデータベースから必要な情報を取り込み、配管のライ
ンリストを作成する。このラインリストは、図４に示す
を機能設計セクション・データベースに格納され、配管
設計システム２４の設計に利用される。このようにして
機能設計セクション２で作成された設計図書は、ドキュ
メント管理セクション６に送られて登録されるようにな
っている。

【００３５】三次元統合設計セクション３は、機能設計
セクション２の設計支援システムで作成された設計情報
に基づいて、実際に建設されるプラントと同じ三次元モ
デルを作成する三次元モデル作成システム３１と、配管
払い出しシステムを備えて構成される。三次元モデル作
成システム３１は、図５に示すように、ＵＧ(地下埋設
物)モデル作成システム３２、機器モデル作成システム
３３、配管モデル作成システム３４、電気・計装モデル
作成システム３５を備えて構成されている。三次元モデ
ル作成システム３１は、初期設計セクション・データベ
ースからプラント機器配置図と配管ルート概念図を取り
込み、これを初期モデルとして設定する。実際に建設さ
れる場合に他のプラント設備等との取合いが問題となる
設備の設計担当部署が、それぞれ１つのモデル上にプロ
セス機器、機械装置、ラックなどの構造物、配管、電気
・計装ケーブルダクト等を配置することにより三次元モ
デルが完成する。そして、完成した三次元モデル上で配
管やケーブルダクト等の干渉チェックや、オペレータの
操作性等を検討する。これにより、建設に至るまでの早
い段階で、不都合個所を発見でき、設計を手直しするこ
とができる。その結果、工事現場の手戻り工事を大幅に
低減できる。

【００３６】また、三次元統合設計セクション３の配管
資材払い出しシステム３９は、作成された三次元モデル
に基づいて、配管資材の数量を集計する。集計された配
管資材データは、資材管理セクション４の配管資材集計
システムに出力される。また、図示してないが、三次元
モデル作成システム３１には、配管図等の各種配管図面
や、配管一本一本を鳥瞰図的に表示したアイソ図面を作
成する機能がある。そして、アイソ図面作成用の三次元
モデルからの電子データが、直接、配管施工図設計シス
テムに送られ、配管施工図の作成に使用されるようにな
っている。

【００３７】ここで、図１に示した実施形態の特徴につ
いて説明する。基本的に、プラント設計業務を初期設計
セクションと機能設計セクションとに分け、各セクショ
ンに係る設計業務をそれぞれ独立した複数の設計支援シ
ステムに分散して割付けるとともに、各設計支援システ
ムにより作成される設計情報が格納されるデータベース
を設け、各設計支援システムとデータベースを通信ネッ
トワークによって接続し、各設計支援システムは通信ネ
ットワークを介してデータベースにアクセスして、他の
設計支援システムが作成した設計情報を取り込むように
していることから、各設計支援システムは、通信ネット
ワークを介して、必要な設計情報を速やかに獲得するこ
とができる。その結果、設計情報の再入力作業を排除で
きるから、業務効率を向上できる。また、再入力に伴う
誤入力を排除できるから、設計データの整合性を確保す
ることができる。

【００３８】また、各設計支援システムは、データベー
スから設計情報を取り込むにあたり、その設計情報の記
述様式が自己のシステムに適合していないとき、その設
計情報を自己のシステムの記述様式に変換して取り込む
ために、図６に示す記述様式変換手段４１を備えて構成
される。記述様式変換手段６は、入力される設計情報の
記述様式を判断し、これに対応する変換ルール４２に従
って自己のシステムの記述様式に変換して取り込むよう
になっている。これによれば、個々の設計支援システム
の記述様式を変更することなく、様々な設計支援システ
ムを統合しても設計情報を電子情報の形式で交換でき
る。また、記述様式変換手段６には、１つの設計情報の
塊の中から、必要な設計項目の設計情報のみを取り込む
ことができるように、選択手段を備えることが好まし
い。これによれば、不必要な設計情報を取り込まないの
で、自己システムのワーキングメモリ等のメモリ容量を
軽減できる。

【００３９】また、図３、４に示したデータベースに格
納される設計情報は、それぞれ設計支援システムごとに
決定権と変更権が定められている。また、設計情報が複
数の設計項目を含んでいる場合は、各設計項目について
の決定権と変更権を設計支援システムごとに定める。こ
れにより、プラント総合設計システム全体の設計情報の
統一性ないし整合性を実現できる。

【００４０】さらに、各設計支援システムは、自己が決
定した又は変更した設計情報をデータベースに格納する
際に、その設計情報が少なくとも確定情報か否かを示す
指標を付して格納するようにしている。特に、確定情報
でない場合は、過去の経験あるいはその時々の状況に基
づいて定めた暫定設計情報をデータベースに格納するこ
ともできる。また、この暫定設計情報は、取り得る範囲
を記述するものであってもよい。

【００４１】これにより、設計手順から見た下流側の設
計部署は、暫定設計情報が設計に及ぼす影響度を勘案し
て、暫定設計情報に基づいた設計を遂行するか否か判断
できる。その影響度が小さい範囲に留まると判断した場
合は、設計を進めることにより、設計時間を短縮するこ
とができる。また、さらに下流側の設計部署の設計を進
めることができる。例えば、全ての設計項目が確定する
までデータベースに設計情報を格納できないとすれば、
その設計情報に基づいて設計を行なう下流側の設計支援
システムは、設計業務を進めることができないことにな
る。しかし、設計項目によっては、暫定情報によって設
計を進めても、大きな設計のやり直しにならない場合が
あり、むしろ全体としての設計時間を短縮できる場合が
あるからである。

【００４２】なお、上記の説明では、上流側の設計変更
が下流側に及ぼす影響を例に説明したが、このような設
計変更は、下流側の設計に基づいて上流側の設計を変更
する場合も多く有り得る。例えば、三次元統合設計セク
ション３において配管と構造物が干渉するため、配管の
設計を変更したことを上流側の機能設計セクションや初
期設計セクション１の関係部署に伝達して、その変更に
対応してもらう場合がある。

【００４３】また、初期設計セクション１、機能設計セ
クション２及び三次元統合設計セクション３で設計され
た設計情報からなる設計図書は、ドキュメント管理セク
ション６に送られて登録管理される。このドキュメント
管理セクション６に登録された設計図書は、何時でも、
どこでも、誰でも参照することができるようになってい
る。

【００４４】さらに、設計情報の変更の具体的な例を図
７に示して説明する。図示例は、初期設計セクション１
のプロセス設計において、ポンプの設計流量が増したこ
とにより配管のサイズを変更する場合の例であり、配管
のサイズを４インチから８インチに変更する変更情報で
ある。なお、図示していないが、どの部分の配管である
かを特定する識別符号とともに記述する。この変更情報
は、初期設計セクション・データベースの機器リストの
該当箇所に格納される。また、変更情報に付された「確
度」、「目的」、「環境」の指標は、特定の関係者に伝達す
るものである。これにより、関連する設計部署の担当者
は、機器リストを参照して変更があることを認識でき、
いままで使用していた設計情報とは異なることの注意が
喚起される。

【００４５】ここで、「確度」とは、その設計情報の確定
度合いを示すもので、例えば、その設計情報が「暫定」な
のか、「確定」したものか、あるいは「保留」扱いなのかの
区別を示す。これにより、その設計情報を受け取った設
計担当部署は、設計を進めるか否かを適宜判断できるの
で、業務の効率を向上できる場合がある。例えば、図７
の例は、「確度」が暫定で、「目的」は基礎耐力などの設計
に用いるローディング作成用に使用可能としている。ま
た、確度の暫定、確定、保留に、一目でそれらを認識で
きるように、例えば赤、緑、青などの色分けをすること
が好ましい。

【００４６】また、図７において、「目的」は、設計変更
の理由等を表わし、例えば、設計流量の変更に伴い、ポ
ンプなどの回転機器の仕様を修正する場合である。ま
た、「環境」とは、その設計変更により他の設計に及ぼ
す「影響度」や「緊急性」を表わす指標であり、緊急度の
強さによってＡ、Ｂ、Ｃなどのクラスに分けて示すよう
になっている。また、「色」表示や、「数字」を付したり、
フリッカさせて緊急性を表わすことが好ましい。これに
よって、設計情報の変更情報が関係者に確実に伝達され
る。

【００４７】このようにして、機械設計の担当者は、機
械設計システム２１において設計変更に合わせて設計を
やりなおし、その結果を機器リストの該当する設計情報
を変更する。この変更についても、図７のような変更情
報を付す。関連する電気設計部署や計装設計部署の担当
者は、機器リストを参照することにより設計変更を知覚
し、例えばモ−タの容量を変更するなどの対応をする。
これによって、１つの設計変更に対応して関連する機能
設計部署の設計の整合性を確保することができる。

【００４８】さらに、機能設計セクション２で設計変更
さた設計情報は、機能設計セクション・データベースを
介して三次元統合設計セクション３に伝達される。これ
に応答して土木・建築設計の担当者は基礎などの変更を
行ない、三次元の統合設計の内容を修正する。また、こ
の変更に合わせて、配管等の干渉の有無を再度チェック
することは言うまでもない。三次元統合設計セクション
３の設計情報の変更は、データベースを介して資材管理
セクション４に伝達される。

【００４９】次に、図８を参照して、資材管理セクショ
ン４と工事現場管理セクション５を中心として、プロジ
ェクト業務の管理システムについて説明する。資材管理
セクション４は、配管資材集計システム４１と調達シス
テム４２の管理支援システムを有して構成されている。
配管資材集計システム４１は、三次元統合設計セクショ
ン３の配管資材払い出しシステム３９により集計された
配管資材データを取り込むようになっている。一方、調
達システム４２は、配管資材の集計データに基づいて、
注文書の発行、発注後の検査情報、船積み情報などの情
報を管理するとともに、配管資材が工事現場に着くまで
の状況をモニターする。

【００５０】三次元統合設計セクション３からデータベ
ースを介して、資材管理セクション４に伝達される設計
情報の変更に基づいて、資材調達の担当者は、資材の調
達の変更等に関してベンダーと交渉し、その結果は調達
システム４２を通じて工事現場管理セクション５に伝達
される。

【００５１】工事現場管理セクション５は、資材管理シ
ステム５１、スプール配管設計システム５２、溶接管理
システム５３、工事管理システム５４、プラント引渡し
(以下、「ターンオーバー」という)管理システム５５を
有して構成されている。資材管理システム５１は、現場
における機器や配管等の資材の管理支援システムであ
る。スプール配管設計システム５２は、通信ネットワー
クを介して取り込んだ三次元モデルの電子情報から、配
管施工図であるスプール配管図の作成を支援する。この
配管施工図に入力された溶接情報は溶接管理システム５
３に渡され、配管溶接の管理に用いられる。工事管理シ
ステム５４は、初期設計セクション１、機能設計セクシ
ョン２、三次元統合設計セクション３、資材管理セクシ
ョン４、ドキュメント管理セクション６のデータベース
から、必要なデータを取り込み、施工管理及び工程管理
を支援するようになっている。プラント引渡し管理シス
テム５５は、プラントの完成に伴い検査、各種試験、試
運転等の引渡し業務の管理を行なう管理システムであ
り、初期設計セクション１と機能設計セクション２のデ
ータベースから、引渡し管理に必要なデータ（例えば、
QC管理情報を含むデータ）を取り込むことができる。

【００５２】資材管理セクション４から伝達される設計
情報の変更結果に基づいて、工事現場管理の担当者は、
図面や材料等の設計情報を参照し、当該変更の可否を判
断して、その結果を資材管理セクション４にフィードバ
ックする。また、プロジェクト管理セクション７に連絡
し、さらにドキュメント管理セクション６に送って、当
該変更に係る一連の設計情報の対応変更の一元管理が行
なわれる。また、同時並行的にプロジェクトエンジニア
リングの統合管理が実現される。

【００５３】図２に戻り、ドキュメント管理セクション
６は、プロジェクトの膨大な設計図書を電子情報で管理
している。これにより、何時でも、どこでも、誰でも、
最新の設計図書を簡単に参照できるように、ベンダープ
リントも電子化が図られている。これらの電子情報は、
工事現場における工程、要員、プラント引渡し管理シス
テム、及びコミッショニング管理ツールとリンクするこ
とができるようになっている。このドキュメント管理セ
クション６により、プロジェクト遂行時に多くの通信文
書が顧客、ベンダー、設計サブコントラクター、ライセ
ンサーなどとの間に飛び交うが、受発信文書の電子化に
伴い、ステータス管理や、電子配布を実現させて、木目
細かい迅速な応答を、プロジェクト・コレポン・ツール
で実現できる。

【００５４】プロジェクト管理セクション７は、プロジ
ェクトスケジュールコントロールやプロジェクトコント
ロール、及びプレコミッショニング管理ツールを用い
て、初期設計から建設工事完了後のプレコミショニング
までのスケジュールの管理支援を行なう。プロジェクト
管理セクション７は、機能設計セクション２、資材管理
セクション４、現場管理セクション５、ドキュメント管
理セクション６に通信ネットワークを介してリンクされ
ている。

【００５５】以上説明した実施の形態によれば、プラン
トの設計、調達、建設に至るプロジェクトの統合管理に
ついて、各設計業務と管理業務の枠組を設定し、しかも
各業務間の情報交換の仕組みを設けることにより、設計
担当者などの関係者のデータベースへのアクセスのし易
さ及び設計情報及び管理情報の共有化の度合いを高める
ことができる。これにより、同時並行的に遂行されるプ
ロジェクトエンジニアリング業務において適宜起こり得
る設計変更に対して、業務効率を阻害せず、整合性が取
れた一元的な管理を行なうことができる。

【００５６】その結果、従来のシステムよりも低コスト
で、高品質のプラントを建設できる。また、三次元統合
設計により予め干渉防止対策を行なえることから、工事
のやり直し等の手戻り率を低減でき、プラントの納期を
短縮できる。また、電子情報からなる設計情報などの設
計図書情報を、ドキュメント管理セクション６で一元管
理するようにしたことから、そのまま顧客の運転管理、
保守、保全管理に利用することができる。

【００５７】

【発明の効果】以上述べたように、本発明によれば、プ
ラントエンジニアリング業務における設計等の業務効率
を向上することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態に係るプラント統合設計シ
ステムのブロック構成図である。

【図２】本発明の一実施形態に係るプラント建設プロジ
ェクト統合管理システムの概念構成図である。

【図３】初期設計セクション・データベースの内容を示
す図である。

【図４】機能設計セクション・データベースの内容を示
す図である。

【図５】三次元モデル作成システムの詳細を示す構成図
である。

【図６】本発明に係る記述様式変換手段の一例の構成図
である。

【図７】本発明に係る設計情報の変更に係る指標の一例
を示す図である。

【図８】本発明の一実施形態に係るプラント建設プロジ
ェクト統合管理システムの主要部の構成図である。

【符号の説明】

１初期設計セクション２機能設計セクション３三次元統合設計セクション４資材管理セクション５工事現場管理セクション６ドキュメント管理セクション７プロジェクト管理セクション１１プロセスシミュレーション１２プロセス設計システム１３Ｐ＆ＩＤ設計システム１４機器リスト１５配置・配管設計システム２１機械設計システム２２計装設計システム２３電気設計システム２４配管設計システム２５ラインリスト３１三次元モデル作成システム３９配管払い出しシステム

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩテーマコート゛(参考）Ｇ０６Ｆ 17/50 ６２６Ｇ０６Ｆ 17/50 ６２６Ｃ６５０６５０ＣＥ０４Ｇ 21/00 Ｅ０４Ｇ 21/00 Ｇ０６Ｆ 17/60 １０４Ｇ０６Ｆ 17/60 １０４１０８１０８１６２１６２Ａ５１４５１４ (72)発明者小保川直樹神奈川県横浜市鶴見区鶴見中央二丁目12番１号千代田化工建設株式会社内 (72)発明者重富紀神奈川県横浜市鶴見区鶴見中央二丁目12番１号千代田化工建設株式会社内 (72)発明者白崎善宏神奈川県横浜市鶴見区鶴見中央二丁目12番１号千代田化工建設株式会社内Ｆターム(参考） 5B046 AA02 AA03 BA05 BA08 BA10 CA03 DA08 FA07 KA02 5B049 AA01 AA06 BB05 CC05 CC21 DD01 DD05 EE04 EE05 FF03 FF09 GG04 GG07

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】プラント設計業務を初期設計セクション
と機能設計セクションとに分け、前記各セクションに係
る設計業務をそれぞれ独立した複数の設計支援システム
に分散して割付けるとともに、前記各設計支援システム
により作成される設計情報が格納されるデータベースを
設け、前記各設計支援システムとデータベースを通信ネ
ットワークによって接続し、前記各設計支援システムは
前記通信ネットワークを介して前記データベースにアク
セスし、他の設計支援システムが作成した前記設計情報
を取り込む機能を有してなるプラント統合設計システ
ム。
【請求項２】請求項１に記載のプラント統合設計シス
テムにおいて、前記各設計支援システムは、前記データ
ベースから前記設計情報を取り込むにあたり、当該設計
情報の記述様式が自己のシステムに適合していないと
き、当該設計情報を自己のシステムの記述様式に変換し
て取り込む記述様式変換手段を有することを特徴とする
プラント統合設計システム。
【請求項３】請求項１に記載のプラント統合設計シス
テムにおいて、前記データベースに格納される前記設計
情報は複数の設計項目を含んでなり、各設計項目につい
ての決定権と変更権が、前記設計支援システムごとに定
められていることを特徴とするプラント統合設計システ
ム。
【請求項４】請求項３に記載のプラント統合設計シス
テムにおいて、前記各設計支援システムは、自己が決定した又は変更し
た設計項目を前記データベースに格納する際に、当該設
計項目が少なくとも確定情報か否かを示す指標を付して
格納することを特徴とするプラント統合設計システム。
【請求項５】請求項１に記載のプラント統合設計シス
テムにおいて、前記初期設計セクションと前記機能設計セクションに加
えて、三次元統合設計セクションを設け、前記初期設計セクションは、プラント構成機器の配置設
計及び配管ルートの基本配置を設計支援する基本設計シ
ステムを備え、前記機能設計セクションは、プラントの設備・機器の詳
細設計を支援する機械設計システム、計装設計システ
ム、電気設計システム及び配管設計システムを備え、前記三次元統合設計セクションは、前記通信ネットワー
クに接続され、前記基本設計システムで設計された前記
基本配置を初期条件として、前記プラントの三次元モデ
ルを作成する三次元プラントモデル作成システムを備
え、前記計装設計システムと電気設計システムと配管設計シ
ステムは、前記三次元プラント作成システムを用いて計
装配線設備と電気配線設備と配管設備について、他の設
備・機器との干渉の有無を判断する機能を備えているこ
とを特徴とするプラント統合設計システム。
【請求項６】請求項１に記載のプラント統合設計シス
テムにおいて、前記初期設計セクションと前記機能設計セクションに加
えて、三次元統合設計セクションを設け、前記初期設計セクションは、プラント構成機器の配置設
計及び配管ルートの基本配置を設計支援する基本設計シ
ステムを備え、前記機能設計セクションは、配管設計システムを備え、前記三次元統合設計セクションは、前記基本設計システ
ムで設計された前記基本配置を初期条件として、前記プ
ラントの三次元モデルを作成する三次元プラントモデル
作成システムと、作成された三次元モデルに基づいて配
管資材の種類と数量を算出する配管資材払出しシステム
とを前記通信ネットワークに接続してなることを特徴と
するプラント統合設計システム。
【請求項７】プラント設計業務を初期設計セクション
と機能設計セクションと三次元統合設計セクションに分
けるとともに、プラント建設管理業務を資材管理セクシ
ョンと工事現場管理セクションとに分け、前記各設計セクションに係る設計業務をそれぞれ独立し
た複数の設計支援システムに分散して割付けるととも
に、前記各管理セクションに係る管理業務をそれぞれ独
立した複数の管理システムに分散して割付け、前記設計支援システムにより作成される設計情報と設備
・機器情報とが格納されるデータベースを設け、前記各
設計支援システムとデータベースと前記各管理システム
を通信ネットワークによって接続し、前記資材管理セクションの前記管理システムは、前記通
信ネットワークを介して前記データベースにアクセスし
て、前記設計情報と前記設備・機器情報とを取り込んで
建設に必要な資材と設備・機器の発注業務を支援する機
能を有してなるプラント建設プロジェクト統合管理シス
テム。
【請求項８】請求項７に記載のプラント建設プロジェ
クト統合管理システムにおいて、前記工事現場管理セクションは、前記通信ネットワーク
に接続された建設資材管理システム、スプール配管設計
システム、溶接管理システム、工事管理システム及びプ
ラント引渡し管理システムを含んで構成されることを特
徴とするプラント建設プロジェクト統合管理システム。
【請求項９】プラント設計業務をそれぞれ独立した複
数の設計支援システムに分散して割付けるとともに、前
記各設計支援システムにより作成される設計図書を管理
するドキュメント管理システムを設け、該ドキュメント
管理システムと前記各設計支援システムとを通信ネット
ワークによって接続し、前記各設計支援システムは前記
設計図書を前記ドキュメント管理システムに送信し、前
記ドキュメント管理システムは前記通信ネットワークを
介して入力される要求に応じて前記設計図書の写しを出
力する機能を有してなるプラント建設プロジェクト統合
管理システム。