JP2016132538A - 搬入据付け作業計画支援装置および搬入据付け作業計画支援方法 - Google Patents

Abstract

【課題】据付け作業計画を効率よく検討するための搬入据付け作業計画支援装置および搬入据付け作業計画支援方法を提供する。【解決手段】搬入据付け作業計画支援装置であって、複数の部品について、部品属性と、配置と、他の部品との隣接関係と、についての情報を記憶する３Ｄモデル情報記憶部１３１と、隣接関係の情報を用いて、部品の据付け順序を生成する据付け順序生成部１１８と、据付けを行う部品ごとに、搬入される位置と、据付け順序上における搬入のステップと、の入力を受け付ける搬入ステップ定義部１１６と、据付け順序と、搬入のステップの情報と、を用いて、据付を行う部品の仮置きを行う領域および仮置きのレイアウトを計算する仮置きレイアウト計算部１２０と、据付け順序と、搬入のステップと、仮置きレイアウトと、を用いて、搬入される位置から据付け位置までの部品の搬送経路を生成する搬送経路生成部１２１と、を備える。【選択図】図１

Description

本発明は、搬入据付け作業計画支援装置および搬入据付け作業計画支援方法の技術に関する。

本技術分野の背景技術として、特開平１０−２８０６８５号公報（特許文献１）がある。この公報には、「建設現場の所定の位置に機器を搬入又は据え付ける建設計画のシミュレーションを行う建設シミュレーション装置において、前記建設現場に配置された施設に関する情報と、前記機器に関する情報と、該機器を搬入又は据え付ける際に用いる複数の建設機材に関する情報とを記憶する記憶手段と、前記記憶手段に記憶した前記施設に関する情報から取得した作業半径と、前記機器に関する情報と、各建設機材に関する情報とに基づいて、該機器を取り扱うことができる複数の建設機材を特定する１ 次候補特定手段と、前記１次候補特定手段が特定した複数の建設機材のいずれかを用いて、前記機器を搬入又は据え付けるシミュレーションを行い、各建設機材の制約条件を抽出するシミュレータとを具備する建設シミュレーション装置。」と記載されている。

特開平１０−２８０６８５号公報

上記技術では、据付け手順を定義する際に、優先ルールを参考にしつつ対話型の画面に基づき処理するため、設計変更が生じた場合あるいは建設現場である現地での部品遅延による作業計画変更要求が発生した場合等において、手順を再度検討し直す事には同様の検討をやり直さなければならず、多くの時間を要するという問題があった。

本発明は、上記問題点を解決するためになされたものであり、据付け作業計画を効率よく検討できる支援手段を提供することを目的とする。

本願は、上記課題の少なくとも一部を解決する手段を複数含んでいるが、その例を挙げるならば、以下のとおりである。上記課題を解決すべく、本発明に係る搬入据付け作業計画支援装置は、複数の部品について、部品属性と、配置と、他の部品との隣接関係と、についての情報を記憶する３Ｄモデル情報記憶部と、前記隣接関係の情報を用いて、上記部品の据付け順序を生成する据付け順序生成部と、据付けを行う部品ごとに、搬入される位置と、上記据付け順序上における搬入のステップと、の入力を受け付ける搬入ステップ定義部と、上記据付け順序と、上記搬入のステップの情報と、を用いて、据付を行う部品の仮置きを行う領域および仮置きのレイアウトを計算する仮置きレイアウト計算部と、上記据付け順序と、上記搬入のステップと、上記仮置きレイアウトと、を用いて、上記搬入される位置から据付け位置までの上記部品の搬送経路を生成する搬送経路生成部と、を備える。

本発明によると、据付け作業計画を効率よく検討できる支援手段を提供することができる。上記した以外の課題、構成及び効果は、以下の実施形態の説明により明らかにされる。

本発明の実施形態に係る搬入据付け作業計画支援システムの構成例を示す図である。 ３Ｄモデル情報のデータ構造の例を示す図である。 部品種別情報のデータ構造の例を示す図である。 搬入据付け作業計画支援装置のハードウェア構成の例を示す図である。 据付け順序生成処理の処理フローを示す図である。 ３Ｄモデルの例を示す図である。 アセンブリグラフの例を示す図である。 据付けシーケンス生成処理の処理フローを示す図である。 仮置き計算処理の処理フローを示す図である。 仮置きレイアウト計算処理の処理フローを示す図である。 設定定義画面の例を示す図である。 仮置きを行う領域の特定の仕組みを示す図である。 搬送設備定義画面の例を示す図である。 据付け作業計画の３Ｄアニメーションの例を示す図である。

以下に、本発明に係る実施形態を適用した搬入据付け作業計画支援システム１の例について、図面を参照して説明する。

図１は、本発明に係る第一の実施形態を適用した搬入据付け作業計画支援システム１の全体の構成例を示す図である。搬入据付け作業計画支援システム１においては、図１に示すように、搬入据付け作業計画支援装置１００と、搬入据付け作業計画支援装置１００とＬＡＮ（Ｌｏｃａｌ Ａｒｅａ Ｎｅｔｗｏｒｋ）あるいはインターネット等のネットワーク２１０を介して通信可能な３ＤＣＡＤ（Ｃｏｍｐｕｔｅｒ Ａｉｄｅｄ Ｄｅｓｉｇｎ）装置２００と、を連携させて動作させることが可能となっている。

なお、本実施形態において、３ＤＣＡＤ装置２００は、例えば独立して動作可能なＣＡＤ装置であってもよいし、ＣＡＤ機能により生成されたモデル情報を格納する記憶装置を備える装置であってもよい。あるいは、３ＤＣＡＤ装置２００は、搬入据付け作業計画支援装置１００と一体となって動作するものであってもよい。

ネットワーク２１０は、例えばＬＡＮ、無線ＬＡＮ等の通信路である。なお、３ＤＣＡＤ装置２００と、搬入据付け作業計画支援装置１００と、の間の通信は、ネットワーク２１０を介するものに限られず、ＵＳＢ（Ｕｎｉｖｅｒｓａｌ Ｓｅｒｉａｌ Ｂｕｓ）などの有線通信路あるいはＢｌｕｅｔｏｏｔｈ等の無線通信路であってもよい。

搬入据付け作業計画支援装置１００は、例えば独立して動作可能な汎用計算機である。搬入据付け作業計画支援装置１００は、制御部１１０と、記憶部１３０と、入力部１４０と、表示部１５０と、通信部１６０と、を含む。

制御部１１０は、３Ｄモデル統合部１１１と、３Ｄモデル情報取得部１１２と、据付けの最小単位定義部１１３と、部品種別分類部１１４と、搬送設備定義部１１５と、搬入ステップ定義部１１６と、アセンブリグラフ生成部１１７と、据付け順序・方向・動作生成部１１８と、仮置き配置領域計算部１１９と、仮置きレイアウト計算部１２０と、搬送経路生成部１２１と、３Ｄアニメーション生成部１２２と、を含む。

記憶部１３０は、３Ｄモデル情報１３１と、部品種別情報１３２と、解析計算プログラム・計算条件情報１３３と、分解順序条件情報１３４と、搬送設備定義情報１３５と、アセンブリグラフ情報１３６と、据付けシーケンス情報１３７と、中継点情報１３８と、を含む。

図２は、３Ｄモデル情報１３１のデータ構造の例を示す図である。３Ｄモデル情報１３１には、識別子１３１ａと、分類１３１ｂと、項目１３１ｃと、値１３１ｄと、が含まれる。なお、３Ｄモデルとは、部品を据付けることにより完成する完成品を３Ｄモデル化し、その際の構成部品とその構造とを特定する情報である。ここで、本実施形態においては、３Ｄモデルの対象となる対象部品は１つの部品モデルではなく、複数の部品から構成される組立品であるアセンブリモデルを含むものとする。なお、３Ｄモデル情報１３１は、データベースにより構成されていてもよいし、ＸＭＬ（ｅＸｔｅｎｓｉｂｌｅ Ｍａｒｋｕｐ Ｌａｎｇｕａｇｅ）により構成されていてもよい。

識別子１３１ａは、３Ｄモデルの構成情報を識別する情報である。分類１３１ｂは、３Ｄモデルで表される部品に関連する項目のカテゴリを示す情報である。本実施形態においては、分類１３１ｂには、部品属性、形状特徴、部品配置、部品構成、部品間隣接関係、搬送・仮置き時の余裕寸法、中継点（仮置き位置）等の分類があるが、これに限られず、部品の搬送や据付けに関連する情報が格納される。

項目１３１ｃは、３Ｄモデルで表される部品に関連する項目を示す情報である。本実施形態においては、項目１３１ｃには、部品ＩＤ、階層番号、モデル名、部品図番、部品タイトル、材質等の部品属性に関する項目や、体積、表面積、最大長、重心、バウンディングボックス（部品を外包する境界となる直方体の８頂点の座標）の８頂点の座標等の形状特徴に関する項目等、様々な項目が含まれる。なお、部品属性には、その他、材質に応じた比重や、部品種別が含まれるものであってもよい。また、形状特徴には、質量、主慣性モーメント、慣性主軸、等の項目が含まれていてよい。

同様に、項目１３１ｃには、部品の原点、ＸＹＺ軸上の座標軸等の部品配置に関する項目、親部品ＩＤや子部品ＩＤ等の部品構成に関する項目、拘束要素種別、拘束要素を含む部品ＩＤ、被拘束部品ＩＤ、拘束面法線、拘束面原点等の部品間隣接関係に関する項目、搬送時の余裕寸法およびその指定値、仮置き時の余裕寸法およびその指定値等、搬送・仮置き時に見積もるべき余裕寸法に関する項目、搬送ステップ、搬送設備、中継点（位置姿勢）等の計算結果により規定される中継点（計算結果）に関する項目等の項目が含まれる。

なお、部品配置は、据付け最終位置での部品（機器）の位置姿勢を示すものである。部品構成には、サブアセンブリとして扱うフラグ、対象外を示すフラグ（３ＤＣＡＤモデル上では非表示や抑制を示す情報）等、計算対象とする部品の纏まりや計算対象範囲を定義する情報を含めることができる。

また、部品間隣接関係とは、アセンブリモデルをモデリングする際に設定するアセンブリ拘束情報であり、モデリングする際に設計者が設定した情報だけではなく、アセンブリモデルをもとに部品と部品のクリアランス解析によって取得した情報であってもよい。例えば、クリアランス解析の一方式としては、設定した閾値をもとにモデリングされた部品の各面からクリアランス距離内にある別のモデルを探索し、探索の結果得られた隣接部品の面（平面、円筒面、円錐面など）の位置、姿勢の情報を作成する方式が挙げられる。なお、アセンブリ拘束とクリアランス解析の情報で得た拘束面情報は、平面の場合は、そのモデルの外側に向いた拘束面法線ベクトルと面上の点を拘束面原点に取得し、円筒面の場合は、その円筒の軸方向を拘束面法線ベクトルとして軸上の点を拘束面原点とすることが望ましい。

また、搬送・仮置き時の余裕寸法とは、搬送時に他の部品や壁などと離れるべき最小寸法、および仮置き時に他の部品の配置位置と離れるべき最小寸法をいう。これらの値は３Ｄモデルから計算して取得できるものではなく、一般的には部品ごとに指定されるものである。その指定の方法としては、形状特徴のバウンディングボックスから計算した部品の大きさや体積、最大長などを条件として、例えば最大長１０，０００ミリメートル以下の場合には、余裕寸法は２００ミリメートルとし、最大長１０，０００ミリメートル以上の場合には、余裕寸法８００ミリメートルとする等、条件づけて定義をすることにより形状特徴に応じた自動計算を行うものであってもよい。また、部品の特徴に応じて、例えば細長い部品の場合、長手方向のみ特別に余裕寸法を大きめに設定する必要があるケースもありうる。その場合は、部品座標系にて指定ベクトル上での余裕寸法を格納するものであってもよい。

中継点（計算結果）とは、後述の仮置きレイアウト計算処理にて計算した結果として、計算の条件となる搬送ステップ、搬送設備を特定する情報、搬送設備に対しての計算結果となる中継点の位置姿勢の６つのパラメータを含むものとする。

値１３１ｄは、３Ｄモデルで表される部品に関連する項目ごとの具体的な値の情報である。

図３は、部品種別情報１３２のデータ構造の例を示す図である。部品種別情報１３２には、ＩＤ１３２ａと、部品種別名称１３２ｂと、３ＤＣＡＤモデルの部品属性の判定条件１３２ｃと、が含まれる。

ＩＤ１３２ａは、部品種別を特定する情報である。部品種別名称１３２ｂは、部品種別の名称を特定する情報である。３ＤＣＡＤモデルの部品属性の判定条件１３２ｃには、部品種別を引き当てるための情報として、３ＤＣＡＤの部品属性（モデル名１３２ｄ、部品図番１３２ｅ、部品名のタイトル１３２ｆ）と、３ＤＣＡＤの形状特徴(寸法条件１３２ｇ)の項目が含まれる。なお、３ＤＣＡＤモデルの部品属性の判定条件１３２ｃのうち、条件項目が無い項目については、部品属性の判定において考慮しない項目である。

ここで、部品図番１３２ｅ、部品名のタイトル１３２ｆは、３ＤＣＡＤのパートモデルあるいはアセンブリモデルにユーザが任意に定義したテキスト情報である。また、３ＤＣＡＤモデル名１３２ｄ、部品名のタイトル１３２ｆなど文字列の部品属性においては、すべての文字列の完全一致だけではなく、部分一致で引き当てる場合もあることから、任意の文字を示すワイルドカード文字（アスタリスク記号など）を含む文字列（例えば、正規表現等により表される文字列）を格納するものとしてよい。なお、３ＤＣＡＤモデルの部品属性の判定条件１３２ｃに、文字列条件を追加して、完全一致、前方一致、後方一致などの一致条件の指定を格納可能にしてもよい。また、図３では、３ＤＣＡＤの形状特徴としては、寸法条件１３２ｇを示しているが、これに限られない。例えば、パートモデルにおけるバウンディングボックス頂点、重心、主慣性モーメントなど３ＤＣＡＤモデルを計算することで取得できる質量特性を含むものとしてもよい。また数値での判定に際しては、等しい、以下、より大きいなどの範囲を示す条件付け、あるいは条件の論理積（ＡＮＤ）および論理和（ＯＲ）等の条件を含めた条件付けを含むものとしても良い。

なお、部品種別情報１３２には、搬送し据付ける対象の部品と、搬送対象ではない建屋と、据付け対象部品を搬送する搬送設備と、が対象として格納されるが、それぞれについては部品種別を明確に区別できるよう、部品種別名称１３２ｂ、あるいはモデル名１３２ｄ等の名づけの規則、あるいは部品の寸法等により判定可能なように情報を設定するのが望ましい。その場合には、部品種別名称１３２ｂ、モデル名１３２ｄ等を参照することにより搬送し据付ける対象の部品と、搬送対象ではない建屋と、据付け対象部品を搬送する搬送設備と、を容易に区別可能とすることができる。

解析計算プログラム・計算条件情報１３３には、各処理部の解析計算プログラム・計算条件が記憶される。

分解順序条件情報１３４には、部品種別や大きさ、配置位置の並び順等で定義した分解順序条件が記憶される。

搬送設備定義情報１３５には、部品を搬送するのに使用可能な搬送設備について、設備の種別、搬送設備の可搬能力、搬送設備の可動範囲、搬送設備の子要素、搬送対象、搬送シナリオを含む情報が記憶される。

アセンブリグラフ情報１３６には、部品間の隣接関係から生成したアセンブリグラフが格納される。

据付けシーケンス情報１３７には、据付け順序・方向・動作生成部１１８により生成された部品単位の据付けシーケンスデータが記憶される。

中継点情報１３８には、仮置きレイアウト計算部１２０において計算した結果の中継点に関する情報が記憶される。

３Ｄモデル統合部１１１は、部品を据付けられることで完成する据付け対象物全体の３ＤＣＡＤデータ以外のデータであって、搬入据付け作業計画に関係する情報である建屋、搬送設備、その他障害物や人体などの３Ｄモデルを取り込み、統合する。

３Ｄモデル情報取得部１１２は、３Ｄモデル統合部１１１が統合した３Ｄモデルを読み込み、必要な情報を読み出す。

据付の最小単位定義部１１３は、据付け対象の部品ごとに、その据付けを行う部品の単位の受け付けを行い、定義する。

部品種別分類部１１４は、各パートモデルの部品種別を分類する。

搬送設備定義部１１５は、統合した３Ｄモデル内での天井クレーンや台車などの認識単位と、ベースとなる建屋の座標系との相対座標、制約条件の受け付けを行い、定義する。

搬入ステップ定義部１１６は、据付けを行う施設や位置での大まかな輸送搬入単位の受け付けを行い、定義する。

アセンブリグラフ生成部１１７は、取得した３Ｄモデル情報から配置関係、隣接関係を抽出して搬送単位の部品をノード、部品間の隣接関係をエッジとするグラフ表現を生成する。

据付け順序・方向・動作生成部１１８は、アセンブリグラフをもとに分解可能な部品を抽出し、分解順序条件情報１３４と、分解動作方向上の干渉計算結果とを用いて、後述する据付けシーケンス算出処理を行って、据付け順序、据付け方向、据付けの動作情報を生成する。

仮置き配置領域計算部１１９は、後述する仮置き計算処理を行って、据付け部品の仮置きの計画を算出する。

仮置きレイアウト計算部１２０は、後述する仮置きレイアウト計算処理を行って仮置き配置可能領域内で据付け部品の仮置きの配置を特定する。

搬送経路生成部１２１は、据付け対象の部品の搬入から開始して仮置きを含めた据付けまでの搬送経路を生成する。具体的には、据付け順序と、搬入のステップと、仮置きレイアウトと、を用いて、据付ける部品を搬送するのに用いる搬送設備を特定し、搬入される位置から据付け位置までの部品の搬送経路を部品ごとあるいは据付けの順序ごとに生成する。

３Ｄアニメーション生成部１２２は、搬送経路生成部１２１に搬送経路を生成させ、その結果得られる搬送経路および搬送設備の動作に関する３Ｄアニメーションを生成する。

入力部１４０は、搬入据付け作業計画支援装置１００に対する入力を受け付ける。具体的には、入力部１４０は、キーボード、マウス、タッチパネル等の入力装置を制御し、入力された情報を受け付ける。

表示部１５０は、制御部１１０において生成された画面表示情報を受け付けて、制御可能な出力装置であるディスプレイ等の表示装置に表示する。

通信部１６０は、ネットワーク２１０に接続される他の装置、例えば３ＤＣＡＤ装置２００との通信を行う。

３ＤＣＡＤ装置２００は、立体のＣＡＤを実現する機能を提供する装置である。例えば、３ＤＣＡＤ装置２００は、パーソナルコンピューター等の汎用コンピューターを制御する３ＤＣＡＤプログラムにより制御される。

ネットワーク２１０は、ＬＡＮあるいはインターネット等のネットワークである。またネットワーク２１０は、搬入据付け作業計画支援装置１００と、３ＤＣＡＤ装置２００とが、有線、無線を問わずどちらでもアクセス可能なネットワークであってもよい。

以上が、搬入据付け作業計画支援装置１００の構成の概要である。なお、搬入据付け作業計画支援装置１００は、典型的には汎用計算機等であるが、これに限らず、サーバー装置、携帯電話端末、スマートフォン端末、タブレット端末、ＰＤＡ（Ｐｅｒｓｏｎａｌ Ｄｉｇｉｔａｌ Ａｓｓｉｓｔａｎｔ）端末、眼鏡型あるいは時計型等のウェアラブル端末等の電子情報端末であってもよい。

図４は、搬入据付け作業計画支援装置１００のハードウェア構成の例を示す図である。搬入据付け作業計画支援装置１００は、ディスプレイ等の表示装置１７１と、ＣＤ（Ｃｏｍｐａｃｔ Ｄｉｓｃ）−ＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）やＤＶＤ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｖｅｒｓａｔｉｌｅ Ｄｉｓｋ）−ＲＯＭ等に対して読み書き処理を行うＲＯＭ１７２と、キーボード、マウス、タッチパネル等の操作装置１７３と、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）１７４と、ＨＤＤ（Ｈａｒｄ Ｄｉｓｋ Ｄｒｉｖｅ）やＳＳＤ（Ｓｏｌｉｄ Ｓｔａｔｅ Ｄｒｉｖｅ）等の補助記憶装置１７５と、ネットワークカード等の通信装置１７６と、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｓｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）１７７と、を含んで構成される。

表示装置１７１は、液晶ディスプレイや有機ＥＬ（Ｅｌｅｃｔｒｏ−Ｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ）ディスプレイ等の表示装置であり、ＣＰＵ１７７による処理の結果を表示する。操作装置１７３は、タッチパネル、キーボード、マウス等であり、ユーザーからの指示を受け付ける。ＲＡＭ１７４は、補助記憶装置１７５に記憶されているプログラムをロードする記憶装置である。また、ＲＡＭ１７４は、データを一時的に保存する。補助記憶装置１７５は、プログラムで利用する各種データを記憶する記憶装置である。通信装置１７６は、インターネット等のネットワーク２１０に接続され、ネットワーク２１０に接続される他の装置と各種データのやりとりを行う。ＣＰＵ１７７は、ＲＡＭ１７４上にロードされるプログラムに従い演算を行う制御ユニットである。

上記した搬入据付け作業計画支援装置１００の制御部１１０は、ＣＰＵ１７７に処理を行わせるプログラムによって実現される。このプログラムは、補助記憶装置１７５に記憶され、実行にあたってＲＡＭ１７４上にロードされ、ＣＰＵ１７７により実行される。

また、記憶部１３０は、補助記憶装置１７５あるいはＲＡＭ１７４により実現される。入力部１４０は、操作装置１７３により実現される。また、表示部１５０は、表示装置１７１により実現される。通信部１６０は、通信装置１７６により実現される。

以上が、本実施形態における搬入据付け作業計画支援装置１００のハードウェア構成例である。しかし、これに限らず、その他の同様のハードウェアを用いて構成されるものであってもよい。

図５は、搬入据付け作業計画支援装置１００が実施する据付け順序生成処理の処理フローを示す図である。据付け順序生成処理は、搬入据付け作業計画支援装置１００が、３ＤＣＡＤ装置２００より入手した３ＤＣＡＤデータを基に、アセンブリグラフの生成を行い、据付けシーケンス計算結果を出力する処理である。

まず、３Ｄモデル統合部１１１は、３Ｄモデルの統合を行う（ステップＳ１０）。具体的には、３Ｄモデル統合部１１１は、３ＤＣＡＤ装置２００より据付け対象部品の３Ｄデータを入手し、据付けに関係する建屋の３Ｄデータと、搬送設備の３Ｄデータと、警備や管理、作業を行う担当者を示す人体と、について、据付け対象部品と位置姿勢を合わせて統合する。例えば、３Ｄモデル統合部１１１は、据付け対象部品の３Ｄデータと建屋の３Ｄデータの縮尺とを一致させ、位置および姿勢の相対関係を用いて一方の３Ｄデータを位置移動、姿勢回転を行うことで一つの３Ｄモデルに統合する。３Ｄモデル統合部１１１は、搬送設備や人体などの３Ｄデータについても、同様にして統合し、据付け対象部品と、建屋と、搬送設備と、人体と、を単一の３Ｄモデルに有機的に関連づける。

次に、３Ｄモデル情報取得部１１２は、３Ｄモデルの情報を取得する（ステップＳ２０）。具体的には、３Ｄモデル情報取得部１１２は、ステップＳ１０にて統合した据付け対象部品と、建屋と、搬送設備と、人体と、を含む３Ｄモデルを用いて、各モデルの形状、部品属性、部品配置関係などを取得し、記憶部１３０の３Ｄモデル情報１３１に記憶させる。なお、据付け対象部品は１つの部品により成立するモデルに限らず、複数の部品が結合された部品から構成される組立品であるアセンブリモデルとする。なお、本図のフローチャートには、３Ｄモデルのモデリング操作および解析対象としたモデルを指定する操作の詳細の記述は省略したが、一般的な操作に関する処理を行うものとする。

次に、部品種別分類部１１４は、部品種別を分類する（ステップＳ３０）。具体的には、部品種別分類部１１４は、記憶部１３０の部品種別情報１３２を読み込み、指定されたモデル名の条件（例：先頭文字が指定された文字列など）や指定された部品寸法の条件（例：指定された寸法以下など）に従って、ステップＳ２０で取得した３Ｄモデル情報１３１に格納された各構成部品の部品種別を判定する。

次に、据付けの最小単位定義部１１３は、据付けの最小単位の定義を行う（ステップＳ３５）。具体的には、据付けの最小単位定義部１１３は、３Ｄモデル情報１３１に格納された部品構成の情報を用いて、作業計画を作成する際に必要となる搬送の単位および据付けする単位の最小単位を定義する。例えば、据付けの最小単位定義部１１３は、据付けの最小単位の構成にまで分解されていない場合には、３ＤＣＡＤ装置２００あるいは３Ｄモデル統合部１１１において、部品を構成する形状を据付けの最小単位となる部品になるまでさらに分解する処理を受け入れる。具体的には、据付けの最小単位定義部１１３は、部品構成上の末端の子部品ノードまたは親階層の親部品ノードについて、据付けの最小単位であることを確認し、該部品構成上のノードに対して関連付けたフラグを立てることで最小単位に定義づけたことを示すように記録する。

さらに具体的な操作方法としては、据付けの最小単位定義部１１３は、３Ｄモデル統合部１１１にて統合した３Ｄモデルの部品構成を模式的に再現した部品構成ツリーを表示して、その部品構成ツリー上で据付けの最小単位となる親部品ノードまたは子部品ノードの選択を受け付けて、選択されたノードに最小単位を示すフラグを立てる。しかし、これに限られず、例えば、指定階層目を据付けの最小単位の構成とする旨の設計ルール化をあらかじめ行っておき、据付けの最小単位定義部１１３は、３ＤＣＡＤ装置２００にて設計を行う際にそのルールにもとづいた部品構成ツリーを作成して、当該指定階層の部品を最小単位とすることもできる。

あるいは、建屋や搬送設備の３Ｄモデルを取り込んで統合する３Ｄモデル統合部１１１において、そのルールにもとづいて部品構成ツリーを編集する処理を行うようにしてもよい。部品構成ツリー上での特定の階層が据付けの最小単位となるルールとしておくことで、ステップＳ３５の据付けの最小単位の定義では、階層を指定することで記憶した３Ｄモデル情報１３１から自動的に据付けの最小単位を定義できる。

次に、アセンブリグラフ生成部１１７は、アセンブリグラフの生成処理を行う（ステップＳ４０）。具体的には、アセンブリグラフ生成部１１７は、ステップＳ１０で取得した３ＤＣＡＤモデル情報の部品間の隣接関係情報から、部品をノード（節）、隣接関係をエッジ（辺）としたグラフによって部品間の関係を示す情報を生成する。以下に、アセンブリグラフについて、図６および図７を用いて説明する。

図６は、３Ｄモデルの例を示す図である。図６の３Ｄモデルでは、平板状の部品８０１に、フランジを有するカバー部品８０２が、フランジ部分に差し込まれるねじ５０１、ねじ５０２、ねじ５０３により組み付けられている。また、平板状の部品８０１に、フランジを有する部品８０３が、フランジ部分に差し込まれるねじ５０７、ねじ５０８により組み付けられている。また、フランジを有する部品８０３には、平面拘束関係にある水平方向に延伸する棒状部品８０４が接しており、棒状部品８０４は、ねじ５０６により他の部品に円筒拘束されている。また、フランジを有する部品８０３には、平面拘束関係にある平板状部品８０５が接しており、平板状部品８０５は、ねじ５０４、ねじ５０５により他の部品に円筒拘束されている。

図７は、アセンブリグラフの例を示す図である。図７では、図６に示した３Ｄモデルの部品間隣接関係に基づき、部品をノード、部品間の隣接関係をエッジとした場合のアセンブリグラフが例示されている。いいかえると、アセンブリグラフは、隣接関係の種類ごとにそれぞれエッジを生成したグラフである。また、このアセンブリグラフでは、大きく平面拘束（面合致）と円筒拘束（同軸）を区別している。図７のエッジ上では、平面拘束を「Ｐ」、円筒拘束を「Ｃ」の補助記号で示している。なお、このようなアセンブリグラフでは、同じ名称のモデル名で組付け方向が同じかつ隣接関係が同じ（隣接方向や隣接面が同じ）場合には、複数の部品で構成された部品であっても、一つのノードとして表現すると、順序探索する際の対象グラフが小さくなり計算時間を短縮できるため、応答性に有利である。アセンブリグラフ生成部１１７が作成したアセンブリグラフは、アセンブリグラフ情報１３６として記憶部１３０に記憶される。

次に、据付け順序・方向・動作生成部１１８は、据付け順序・方向・動作の生成を行う（ステップＳ５０）。具体的には、据付け順序・方向・動作生成部１１８は、例えば特開２０１２−１４５６９号公報に開示される組立シーケンス生成方法等の組立順序と同様にして、ステップＳ４０で生成したアセンブリグラフ情報１３６を用いて分解可能な方向を特定しながら分解方向および分解順序を生成する。そして、据付け順序・方向・動作生成部１１８は、分解順序、分解方向の逆変換を行って、据付け順序、組立方向を生成する。

そして、据付け順序・方向・動作生成部１１８は、据付けシーケンス計算結果を出力する（ステップＳ６０）。具体的には、据付け順序・方向・動作生成部１１８は、生成されたすべての案の据付けシーケンス計算結果を、記憶部１３０の据付けシーケンス情報１３７に所定のフォーマットで記憶させる。

以上が、据付け順序生成処理の処理フローである。据付け順序生成処理によれば、例えば建設現場で部品を据え付ける工程について、適切な据付けを適切な順序で行う計画の立案を支援することができる。

図８は、据付けシーケンス算出処理の処理フローである。据付けシーケンス算出処理は、据付け順序生成処理のステップＳ５０において開始される。

まず、据付け順序・方向・動作生成部１１８は、部品の分解順序生成を行う（ステップＳ５１）。具体的には、据付け順序・方向・動作生成部１１８は、３Ｄモデル情報１３１と、予め定義した分解順序条件情報１３４と、を用いて部品の分解順序の初期案を生成する（ステップＳ５１）。

そして、分解順序の初期案の生成処理につづけて、生成した分解順序の順に分解対象の各部品について、据付け順序・方向・動作生成部１１８は、部品の配置関係および隣接関係を示すアセンブリグラフ情報１３６と、３Ｄモデル情報１３１と、を用いて、分解動作上の部品間の干渉の有無を計算し、干渉のない分解運動ベクトルを導出する（ステップＳ５４）。なお、干渉のない分解運動ベクトルがない部品については、据付け順序・方向・動作生成部１１８は、次の分解候補となる部品と順番を交換した上で（ステップＳ５６）、同様に分解運動ベクトルを導出する。このような分解できる運動ベクトル・分解方向の生成、分解順序の並び替えを部品ごとに繰り返すことで、据付け順序・方向・動作生成部１１８は、分解順序と分解動作とを生成する。そして、据付け順序・方向・動作生成部１１８は、生成された分解順序を逆順にして据付け順序として格納し（ステップＳ５８）、分解運動ベクトルの符号を反転することにより、据付け順序・据付け方向をベクトル集合として生成する（ステップＳ５９）。ここで、組立順序が複数案導出される場合もある。

以上が、据付けシーケンス算出処理の処理フローである。据付けシーケンス算出処理によれば、据付け動作上で他の部品と干渉しないように、部品の据付け順序を算出することができる。

図９は、仮置き計算処理の処理フローを示す図である。仮置き計算処理は、据付け順序・方向・動作生成部１１８にて導出した据付けシーケンス情報１３７と、予め定義された搬送ステップと搬送設備のデータを用いて、仮置き配置領域と、該領域内の部品の配置である仮置きレイアウトとを計算する処理である。仮置き計算処理は、据付け順序生成処理の終了後に、開始される。

まず、仮置き配置領域計算部１１９は、据付けシーケンスデータを読み込む（ステップＳ７０）。具体的には、仮置き配置領域計算部１１９は、据付けシーケンス算出処理のステップＳ５８にて格納した据付け順序の情報を、据付けシーケンス情報１３７から読み込む。予め据付けシーケンスが明らかな場合は、仮置き配置領域計算部１１９は、当該シーケンスデータを読み込んでもよい。

そして、仮置き配置領域計算部１１９は、３Ｄモデル情報を読み込む（ステップＳ７５）。具体的には、仮置き配置領域計算部１１９は、３Ｄモデル情報取得部１１２に、ステップＳ７０で読み込んだ据付けシーケンスデータに関連のある３Ｄモデルに関する情報を読み込ませる。

そして、搬入ステップ定義部１１６は、搬入ステップの定義を行う（ステップＳ８０）。具体的には、搬入ステップ定義部１１６は、ステップＳ７０で読み込んだ据付けシーケンスデータの順序にしたがって、据付けを行う現場である現地で部品が着荷する際の、大まかな順番となる「搬入ステップ」を定義する。当該定義は、部品ごとに、搬入が行われるタイミングが含まれる据付けの工程上のステップの入力を受け付け、据付けシーケンスデータに対応付けて記録する。

そして、仮置き配置領域計算部１１９は、仮置き計算対象または直送の指定を受け付ける（ステップＳ８５）。具体的には、仮置き配置領域計算部１１９は、搬入据付けの際に、搬入口から直接最終位置まで搬送することが必要である部品であるとの入力を得た部品については、据付けシーケンスデータ上で、その部品について「直送」フラグを設定する。また、最終位置での据付け作業の際の段取り作業などの領域として、最終的な位置から相対的に移動することが予め想定できる部品については、仮置き位置として直接入力された指定位置から最終位置への移動の相対ベクトルを、据付けシーケンスデータ上で、その部品に関連付ける。このように直送フラグの設定がなされた部品と、仮置き位置の直接指定を受け付けた部品は、仮置き配置領域計算部１１９は、次のステップの仮置きレイアウト計算の対象外とする。

そして、仮置き配置領域計算部１１９は、搬送設備の対応リスト読み込みと指定を行う（ステップＳ９０）。具体的には、仮置き配置領域計算部１１９は、搬送設備定義部１１５にて定義された搬送設備と、３Ｄモデル情報１３１と、を用いて、搬送設備ごとに搬送可能な部品との対応づけを導出した搬送設備の対応リストを読み込む。搬送設備の定義には、複数の搬送設備について、それぞれの可動範囲と搬送可能な寸法、質量など制約条件を定義する情報が含まれる。仮置き配置領域計算部１１９は、この制約条件を満たす搬送設備の候補を搬送する部品ごとに対応づけて指定する。

そして、仮置き配置領域計算部１１９は、搬入口の指定、仮置き位置の直接指定を受け付ける（ステップＳ９５）。具体的には、仮置き配置領域計算部１１９は、据付けられる部品ごとに、搬入される位置姿勢と、仮置きされる位置姿勢と、について、入力を受け付ける。なお、仮置きされる位置姿勢については、指定は任意であり、搬入する部品ごとに独立して指定が可能であり、さらには、仮置きレイアウト計算の結果を受け入れる場合には、指定の必要はない。

図１１は、設定定義画面の例を示す図である。設定定義画面４００は、部品ごとに、搬入が行われるステップの指定と、仮置きを行うか否かの指定と、搬送設備の指定と、搬入口の指定と、仮置き位置の直接指定と、の入力を受け付ける画面である。なお、指定内容は、仮置き計算処理のステップＳ８０、ステップＳ８５、ステップＳ９０、ステップＳ９５の処理において受け付ける情報となる。

設定定義画面４００には、ＡｓｍＴｒｅｅ列４００ａと、ＡｓｍＳｔｅｐ列４００ｂと、ＣｏｎｖｅｙＳｔｅｐ列４００ｃと、ＳｔｏｃｋＹａｒｄ列４００ｄと、ＦａｃｉｌｉｔｙＴｙｐｅ列４００ｅと、ＥｎｔｒｙＰｏｉｎｔ（ｘ、ｙ、ｚ、ａ、ｂ、ｃ）列４００ｆと、ＲｅｌａｔｅｄＴｅｍｐｏｒａｒｙＰｏｉｎｔ列４００ｇと、が含まれる。

ＡｓｍＴｒｅｅ列４００ａには、据付けシーケンス情報１３７から読み込んだ据付けの順序を示す情報が表示される。ＡｓｍＳｔｅｐ列４００ｂには、据付けを行う現地に部品が到着する搬入ステップを示す情報が表示される。さらにその搬送単位を区分けする場合はＣｏｎｖｅｙＳｔｅｐ列４００ｃの数値で搬入ステップ内の順序を定義してもよい。この数値設定により生成した据付け順序は参考として扱われ、同一搬入ステップ内での順序付けに用いられる。

ＳｔｏｃｋＹａｒｄ列４００ｄには、仮置き対象であるか否かが表示される。ＳｔｏｃｋＹａｒｄ列４００ｄにチェックが入力された部品は、後述の仮置きレイアウト計算の対象となる。チェック入力が無い部品は、最終位置への直送が指定された扱いとなる。

ＦａｃｉｌｉｔｙＴｙｐｅ列４００ｅには、搬送設備の対応リスト読み込み結果が表示される。なお、ＦａｃｉｌｉｔｙＴｙｐｅ列４００ｅには、搬送する部品の寸法、質量と搬送する位置と、に対して、搬送設備の能力と可動領域などの制約条件から合致したものを候補として導出された結果が表示される。なお、人手では搬送できないほど大きな質量であるが搬送設備の制約条件に合致しない場合は、手押し台車（Dolly）などの搬送設備を追加で設定し、人手で対応可能なものは未選択の結果を表示する。

ただし、ＦａｃｉｌｉｔｙＴｙｐｅ列４００ｅにおいて、未選択や搬送設備候補が表示された行は、ドロップダウンリストの形式として表示し、対応可能な搬送設備の候補が他にもある場合は、選択肢を変更する入力を容易に行えるとよい。

ＥｎｔｒｙＰｏｉｎｔ列４００ｆには、搬入口での位置姿勢を示す情報として、例えばｘ、ｙ、ｚ、ａ、ｂ、ｃの６つのパラメータが変更可能に表示される。また、ＲｅｌａｔｅｄＴｅｍｐｏｒａｒｙＰｏｉｎｔ列４００ｇは、仮置き位置を直接指定する場合の、位置姿勢の入力を受け付けることができる。

図９の説明に戻る。次に、仮置き配置領域計算部１１９は、仮置き配置可能な領域の計算を行う（ステップＳ１００）。具体的には、仮置き配置領域計算部１１９は、ステップＳ８０で定義した搬入ステップ、ステップＳ８５で指定した結果から得た仮置き対象外部品を用いて、同じ搬入ステップで仮置き対象となる１つ以上の部品について、仮置き配置可能な領域を導出する。その仕組みについて、図１２を用いて、例示して説明する。

図１２は、仮置きを行う領域の特定の仕組みを示す図である。図１２のうち、図１２（a）は搬送設備である建屋内の天井クレーンの可動範囲６００ａを上面から見た図を示す。天井クレーンは後述の搬送設備の設定に従い、この四角枠の範囲に搬送可能であるとする。図１２（ｂ）は、搬入ステップの定義にもとづき、計算対象となる搬入ステップ（自搬入ステップという）以前のステップまで実行完了したとの仮定による据付けと仮置きの状態を示す。ここで、図１２（ｂ）に示されている薄いグレーの四角枠６００ｂは、最終位置への部品の据付けが完了した状態を示し、濃いグレーの四角枠６００ｃは、仮置き状態にある部品の配置を示す。なお、計算を簡略化するために、各部品は、３Ｄモデル情報に含まれるバウンディングボックス（外包直方体）を用いるのが望ましいが、計算精度を高く得る場合には、実際の３Ｄモデルに規定された外形を用いる。

図１２（ｃ）は、自搬入ステップでの据付け範囲６００ｄを示す。仮置きが必要な立体的な据付け作業を想定すると、図１２（ｃ）に示したように、自搬入ステップでの据付け範囲が、既に据付けが完了した部品の上方への立体的な配置となる、すなわち積み上げるケースが多い。図１２（ｃ）では、点線枠により、自搬入ステップでの据付け範囲６００ｄを示している。

仮置き配置領域計算部１１９は、図１２（ａ）の搬送設備の可動範囲６００ａから、図１２（ｂ）の据付け完了状態の位置である薄いグレーの四角枠６００ｃと図１２（ｃ）の自搬入ステップでの据付け範囲６００ｄとを結合（論理和）した領域を除いた範囲を、仮置き配置が可能な領域として導出する。なお、図１２のように仮置き配置可能な領域の中で既に仮置き状態にある部品は、その部品の搬入ステップの条件のもと計算された結果であり、その既に仮置き状態にある部品の仮置き位置を除外した空間を、仮置き配置可能な領域とする。まとめると、仮置き配置領域計算部１１９は、仮置きの配置範囲を計算する処理においては、搬送設備の可動範囲内であって、かつ、部品を据付ける位置の周囲、及び部品を搬入する位置の周囲、の両方の範囲を除外した範囲を仮置き可能な領域とするものであるといえる。

図９の説明に戻る。次いで、仮置きレイアウト計算部１２０は、仮置きレイアウトの計算を行う（ステップＳ１１０）。具体的には、仮置きレイアウト計算部１２０は、同じ搬入ステップに仮置きを行う対象部品について、その搬入ステップにおいて仮置き配置可能な領域に対して、各部品の３Ｄモデル情報１３１から最大外形を抽出し、配置計算を行う。

なお、所定の領域に複数の様々な形状寸法の部分を高密度に配置する方法は、配置問題として多々論じられ、解決手法がある。本発明に係る実施形態における配置計算においては、据付け作業の効率性と搬送の効率性を両立させることが必要である。そのため、仮置きレイアウト計算部１２０は、生成した据付けシーケンスデータを基本的な順序制約として、最終位置までの距離が最短となる配置を計算する。なお、最終位置は、３Ｄモデル情報１３１の分類１３１ｂが「部品配置」である項目に格納された情報により特定される。この処理に際し、仮置きレイアウト計算部１２０は、配置問題を解く際の制約条件として、類似したサイズの部品を近くに配置すること、あるいは同じ部品種別を近くに配置することなどの制約条件を組み合わせることで所望の計算結果を得るため条件変更を行う。

そして、仮置きレイアウト計算部１２０は、仮置きレイアウトの計算結果を出力する（ステップＳ１２０）。具体的には、仮置きレイアウト計算部１２０は、搬入ステップごとの仮置き対象部品について、すべての仮置き配置可能な領域の計算と、仮置きレイアウト計算が完了すると、計算結果を中継点情報１３８に記憶させる。なお、中継点情報１３８に記憶させるのではなく、図２に示すように、３Ｄモデル情報１３１の分類１３１ｂが「中継点」であって、項目１３１ｃが「搬送ステップ、搬送設備、中継点（位置姿勢）」の値１３１ｄに、それぞれの値を所定の形式で記憶するものであってもよい。

以上が、仮置き計算処理の処理フローである。仮置き計算処理によれば、据付けシーケンスデータと、搬送設備と、据付けの最終位置とを用いて、適切な据付け対象の部品の仮置きのレイアウトを特定することができる。

図１０は、仮置きレイアウト計算処理の処理フローを示す図である。仮置きレイアウトの計算処理は、仮置き計算処理のステップＳ１１０において開始される。

まず仮置きレイアウト計算部１２０は、搬送ステップごとの仮置き可能な領域と、最終位置のデータを読み込む（ステップＳ１３０）。具体的には、仮置きレイアウト計算部１２０は、ステップＳ１００の仮置き配置可能な領域の計算の結果得られた搬送ステップごとの仮置き可能な領域を得て、そのデータと各搬送部品の最終位置のデータを読み込む。

そして、仮置きレイアウト計算部１２０は、搬送部品データの読み込みを行う（ステップＳ１４０）。具体的には、仮置きレイアウト計算部１２０は、３Ｄモデル情報１３１を読み込む。その処理において、仮置きレイアウト計算部１２０は、各部品について、仮置き時の余裕寸法を読み出し、部品の周囲に対してその寸法を付加して部品の大きさとする。

そして、仮置きレイアウト計算部１２０は、仮置きレイアウトの制約ｆ条件の読み込みを行う（ステップＳ１５０）。具体的には、仮置きレイアウト計算部１２０は、仮置き可能な領域への部品の配置計算を行う際の順序に制約を与えるために、据付け順序を優先する、類似したサイズの部品を近くに配置する、同じ部品種別の部品を近くに配置する、という配置計算における制約条件の優先順位を、予め定められた設定に応じ、あるいは当該処理における指定に応じ、一つあるいは複数設定する。

そして、仮置きレイアウト計算部１２０は、搬送部品の仮置き位置を決定する順序を並び替える（ステップＳ１６０）。具体的には、仮置きレイアウト計算部１２０は、ステップＳ１５０で読み込んだ制約条件にもとづき、搬送部品の仮置き位置を決定する処理における部品の処理順序の並び替えを行う。具体的には、仮置きレイアウト計算部１２０は、読み込んだ制約条件が据付け順序を優先するものである場合には、据付けシーケンスデータに含まれる順序を優先させて、仮置き可能な領域への配置レイアウトの計算を行う。

また、制約条件が類似したサイズの部品を近くに配置する条件を優先するものである場合は、仮置きレイアウト計算部１２０は、まず、類似した大きさの部品を複数まとめてグルーピングし、そのグループに属する部品の据付け順序の合計値が小さい順序に、グループごと仮置き位置を決定する順序を並び替える。

また、制約条件が同じ部品種別の部品を近くに配置する条件を優先するものである場合は、仮置きレイアウト計算部１２０は、まず、ステップＳ３０で分類した部品種別ごとに部品をグルーピングする。そのグループに属する部品の据付け順序の合計値が小さい順序に、グループごと仮置き位置を決定する順序を並び替える。

なお、上記の制約条件は、据付け順序の１つの制約のほか、さらに複数の制約を組合せた場合も同様に、その制約条件の優先順位を設定した上で、仮置き位置を決定する際の計算対象となる部品の順序の並び替えを行う。

次に、仮置きレイアウト計算部１２０は、搬送部品の仮置き位置を決定する順序における次の搬送部品に関するデータを読み出す（ステップＳ１７０）。なお、仮置きレイアウト計算部１２０は、搬送部品の仮置き位置を決定する順序における先頭の搬送部品に関するデータを未だ読み出していない場合には、先頭の搬送部品を読み出すことは言うまでもない。また、仮置きレイアウト計算部１２０は、搬送部品の仮置き位置を決定する順序における次の搬送部品に関するデータが無い場合、すなわち最後の部品の読出しが既になされている場合には、読み出しを終了し、ステップＳ１９０に制御を進める。

そして、仮置きレイアウト計算部１２０は、配置位置の計算と配置可否の判定とを行う（ステップＳ１８０）。具体的には、仮置きレイアウト計算部１２０は、仮置き計算処理のステップＳ１００において搬送ステップごとに算出された仮置き可能な領域において、配置位置の計算と配置可否の判定を行う。例えば、仮置きレイアウト計算部１２０は、配置可能であることの判定として、すでに配置した部品が存在する領域を除いた配置可能な領域内に配置対象の部品が配置できることの可否を判定する。当該判定処理においては、仮置きレイアウト計算部１２０は、３Ｄモデル情報１３１の分類１３１ｂの「形状特徴」（主にバウンディングボックス）と「部品配置」、項目１３１ｃの「仮置き時の余裕寸法」を用いて、既知の長方形の配置問題に対する解法を用いて計算を行い、解を得られれば配置できると判定する。

そして、仮置きレイアウト計算部１２０は、仮置きレイアウトのデータを出力する（ステップＳ１９０）。具体的には、仮置きレイアウト計算部１２０は、搬送ステップごとに、搬入部品の仮置き位置のデータとして、ステップＳ１８０において得た解を用いて部品の位置と姿勢を特定し、出力する。

以上が、仮置きレイアウト計算処理の処理フローである。仮置きレイアウト計算処理によれば、仮置きレイアウトを所定の制約条件のもとで決定することができる。

図１３は、搬送設備定義画面の例を示す図である。搬送設備定義画面７００には、設備の種類の定義を受け付けるＦａｃｉｌｉｔｙＴｙｐｅ入力領域７１０と、設備の可搬能力（搬送可能な最大質量および最大寸法）の入力を別途行うための画面を開く指示を受け付ける可搬能力入力受付領域７１１と、搬送設備にて搬送する場合の動作を規定する画面を開く指示を受け付ける搬送シナリオ入力受付領域７１２と、ＦａｃｉｌｉｔｙＴｙｐｅ入力領域７１０に入力された設備の種類を構成する要素について階層構造で入力を受け付ける搬送設備詳細構成入力領域７２１と、搬送設備の構成要素ごとの可動範囲の入力を受け付ける可動範囲入力領域７２２と、搬送設備の構成要素の入力補助を行うために、搬送設備が有する部品として予め定められた部品群から選択的に入力可能にリスト表示するＰａｒｔｓＬｉｓｔ入力領域７４０と、入力された搬送設備の３Ｄモデルを表示する３Ｄモデル表示領域７５０と、が含まれる。

なお、ＰａｒｔｓＬｉｓｔ入力領域７４０には、据付け順序生成処理のステップＳ３０で分類された部品種別のうち、建屋、搬送設備、搬送する部品の区分の搬送する部品以外の区分に属する建屋と、搬送設備と、の３Ｄモデルがリスト表示される。

搬送設備定義部１１５は、ＰａｒｔｓＬｉｓｔ入力領域７４０内で選択入力されたパーツに対し、３Ｄモデル情報１３１をもとに画面上にその３Ｄモデルを画面に合わせ込んで表示する。搬送設備の定義として、構造に関する汎用的なテンプレートを読み出して、そのテンプレートに従い設定すべき制約条件を設定する。図１３では、一例として天井クレーンの例を示している。ＦａｃｉｌｉｔｙＴｙｐｅ入力領域７１０のドロップダウンリストで天井クレーン（ＯｖｅｒｈｅａｄＣｒａｎｅ）のテンプレートが選択されると、搬送設備定義部１１５は、その構造テンプレートにしたがって、天井クレーンを構成するＣｒａｎｅＢａｓｅ、Ｇｉｒｄｅｒ、Ｈｏｉｓｔ、ＨｏｏｋＢｌｏｃｋの各階層を表示する。

このとき、搬送設備が複数のパーツからなる部組を含む構造である場合は、搬送設備定義部１１５は、ＰａｒｔｓＬｉｓt入力領域７４０から複数のパーツの選択を受け付けて該当の構造に設定するものとする。

搬送シナリオ入力受付領域７１２は、搬送設備の動作を規定する情報の入力を受け付ける画面を開く指示を受け付けるが、具体的例を挙げると、天井クレーンの場合は、始点または中継点の上部にクレーンを移動させ、搬送部品を上側へ吊り上げ移動させ、必要に応じて搬送姿勢を変更し、天井クレーンの可動制約にもとづき搬送路へ移動し、終点または次の中継点の上部にクレーンを移動させ、搬送部品を下側に吊り下げる、という基本的な搬送動作のシナリオを受け付ける。

また、可動範囲入力領域７２２に入力を受け付けると、搬送設備定義部１１５は、「可動範囲」を設定する画面を表示させ（不図示）、搬送設備を構成する各構造がどの方向に動くことができるのか、どの範囲まで可動するかを特定する情報の入力を受け付ける。

なお、搬送設備定義部１１５は、搬送設備詳細構成入力領域７２１で設定した構造について、その親の構造の３Ｄモデル情報１３１を用いて、当該構造の可動範囲の初期値を設定し、表示した３Ｄモデル上で各構造を動かすことで可動範囲の詳細の入力を受け付ける。例えば、天井クレーンでは、Ｃｒａｎｅ Ｂａｓｅ「Ｂｕｉｌｄｉｎｇ Ｃｒａｎｅ Ｒａｉｌ」は建物に固定されるものであり、その子構造であるＧｉｒｄｅｒ「Ｃｒａｎｅ Ｇｉｒｄｅｒ」は、Ｃｒａｎｅ Ｂａｓｅ座標系に対して、Ｘ軸方向に可動であり、そのＣｒａｎｅ Ｂａｓｅの全長分可動する。そのため、搬送設備定義部１１５は、「Ｂｕｉｌｄｉｎｇ Ｃｒａｎｅ Ｒａｉｌ」の３Ｄモデル情報１３１からのＸ軸方向の全長を読み出し、「Ｃｒａｎｅ Ｇｉｒｄｅｒ」の可動範囲の初期値として算出する。同様に、「Ｃｒａｎｅ Ｈｏｉｓｔ」は、「Ｃｒａｎｅ Ｇｉｒｄｅｒ」の子構造であるため、Ｚ軸方向の全長を可動範囲として算出する。

さらには、「Ｃｒａｎｅ＿ＨｏｏｋＢｌｏｃｋ」については、「Ｃｒａｎｅ Ｈｏｉｓｔ」のＹ軸方向で「Ｃｒａｎｅ Ｈｏｉｓｔ」が接触する上側の制限までは３Ｄモデル情報１３１から算出できるが、下側の可動範囲の制約は３Ｄモデル情報１３１から算出できない。そこで、搬送設備定義部１１５は、「可動範囲」の設定画面において、このように各構造の親子関係から算出できる位置、座標から可動範囲の初期値を表示し、その内容の変更、追加修正を受け付け、決定する。

また、「結合座標系」ボタンは、３Ｄアニメーションを生成する際に搬送する対象と搬送設備モデルを結合する際の座標系を定義する画面を表示させる。図の天井クレーンの場合では、Ｈｏｏｋ Ｂｌｏｃｋに対しての相対座標系として、例えば、Ｃｒａｎｅ＿Ｈｏｏｋ Ｂｌｏｃｋの部品中心座標からマイナスＹ方向に１メートル下の位置を搬送部品の上面とする、という設定の入力を受け付ける画面を表示させる。

また、搬送設備において、可動範囲内での仮置き上面となる高さを設定することが必要であり、詳細の図示は省略するが、ＦａｃｉｌｉｔｙＴｙｐｅの詳細設定入力領域への入力を受けると、搬送設備定義部１１５は、建屋パーツから基準面となるパーツの上面の選択入力を受け付けて、その高さを設定するものとしてもよい。また搬送設備の定義のほか、搬入口の始点の設定が必要であり、搬送設備定義部１１５は、座標値による搬入口の位置の設定、またはこの搬送設備の定義と同様の画面にて始点の定義を受け付ける。

以上が、搬送設備定義画面７００の例である。

図１４は、据付け作業計画の３Ｄアニメーションの例を示す図である。図１４には、３Ｄアニメーション生成部１２２が生成した搬入、仮置き、据付けの作業計画を視覚的に表示する３Ｄアニメーションの例が示されている。３Ｄアニメーション生成部１２２は、搬送経路生成部１２１が生成した搬送経路にしたがって、搬入ステップに基づいて搬入口（始点）９００から中継点９２０を経由し、最終位置９４０へ至る据付け動作について、据付け対象の部品に対応づけた搬送設備９１０、搬送設備９３０等と結合した形態で位置、姿勢、動きを導出し、３Ｄアニメーションとして出力する。この３Ｄアニメーションは、部品それぞれの動きを示すものとして生成するものであるが、搬入ステップごとに纏めて複数の部品を表示させることも可能である。また、始点、仮置きの中継点、搬送設備を利用した際の経由点、最終位置での部品の位置姿勢についても計算し、その経由点を結ぶ経路を表示して、３Ｄアニメーションを逐次再生することにより３Ｄモデル上での部品の干渉の有無等の確認を行うことができる。また３Ｄモデルの一般的なビューイング機能として、指定したパーツの表示/非表示の切り替え、断面図の表示、図面の出力、静的な干渉解析、動作上での干渉解析を行うことで、自動生成した作業計画の検証を行うことができる。

以上が、本願に係る発明を適用した実施形態の説明である。本実施形態によれば、３Ｄモデル情報を用いて、据付けられる部品について、据付ける最終位置までの間で経由する中継点となる範囲およびその範囲内のレイアウトを自動生成し、アニメーションにより表示することができる。なお、３Ｄアニメーション生成部１２２による３Ｄアニメーションの出力に代えてあるいは併せて、例えば２Ｄアニメーション出力を行うものとしてもよいし、静止画出力を行うものとしても良い。

なお、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。実施例の構成の一部を他の構成に置き換えることが可能であり、また、実施例の構成に他の構成を加えることも可能である。また、実施例の構成の一部について、削除をすることも可能である。

また、上記の各構成、機能、処理部等は、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。

なお、上述した実施形態にかかる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。実際にはほとんど全ての構成が相互に接続されていると考えても良い。

以上、本発明について、実施形態を中心に説明した。

１・・・搬入据付け作業計画支援システム、１００・・・搬入据付け作業計画支援装置、１１０・・・制御部、１１１・・・３Ｄモデル統合部、１１２・・・３Ｄモデル情報取得部、１１３・・・据付けの最小単位定義部、１１４・・・部品種別分類部、１１５・・・搬送設備定義部、１１６・・・搬送ステップ定義部、１１７・・・アセンブリグラフ生成部、１１８・・・据付け順序・方向・動作生成部、１１９・・・仮置き配置領域計算部、１２０・・・仮置きレイアウト計算部、１２１・・・搬送経路生成部、１２２・・・３Ｄアニメーション生成部、１３０・・・記憶部、１３１・・・３Ｄモデル情報、１３２・・・部品種別情報、１３３・・・解析計算プログラム・計算条件情報、１３４・・・分解順序条件情報、１３５・・・搬送設備定義情報、１３６・・・アセンブリグラフ情報、１３７・・・据付けシーケンス情報、１３８・・・中継点情報、１４０・・・入力部、１５０・・・表示部、１６０・・・通信部、２００・・・３ＤＣＡＤ装置、２１０・・・ネットワーク

Claims (6)

1. 複数の部品について、部品属性と、配置と、他の部品との隣接関係と、についての情報を記憶する３Ｄモデル情報記憶部と、
   前記隣接関係の情報を用いて、前記部品の据付け順序を生成する据付け順序生成部と、
   据付けを行う部品ごとに、搬入される位置と、前記据付け順序上における搬入のステップと、の入力を受け付ける搬入ステップ定義部と、
   前記据付け順序と、前記搬入のステップの情報と、を用いて、据付を行う部品の仮置きを行う領域および仮置きのレイアウトを計算する仮置きレイアウト計算部と、
   前記据付け順序と、前記搬入のステップと、前記仮置きレイアウトと、を用いて、前記搬入される位置から据付け位置までの前記部品の搬送経路を生成する搬送経路生成部と、
   を備える搬入据付け作業計画支援装置。
2. 請求項１に記載の搬入据付け作業計画支援装置であって、
   前記３Ｄモデル情報記憶部には、前記複数の部品と、一つまたは複数の搬送設備と、を含む立体モデルを単一の座標系で示した情報が含まれ、
   前記搬送設備の可搬最大質量と、可搬最大寸法と、可動範囲と、の定義の入力を受け付ける搬送設備定義部を備える、
   ことを特徴とする搬入据付け作業計画支援装置。
3. 請求項１に記載の搬入据付け作業計画支援装置であって、
   前記３Ｄモデル情報記憶部には、前記複数の部品と、一つまたは複数の搬送設備と、を含む立体モデルを単一の座標系で示した情報が含まれ、
   前記搬送設備の可搬最大質量と、可搬最大寸法と、可動範囲と、の定義の入力を受け付ける搬送設備定義部と、
   前記部品を搬送するのに用いる前記搬送設備を特定し、少なくとも搬送する前記部品と前記搬送設備との結合関係と、前記搬送設備の可動範囲と、前記据付け順序と、を用いて、前記搬送経路に関する３Ｄアニメーションを生成する３Ｄアニメーション生成部と、
   を備える搬入据付け作業計画支援装置。
4. 請求項１に記載の搬入据付け作業計画支援装置であって、
   前記部品属性には、部品の大きさおよび部品種別を特定する情報が含まれ、
   前記仮置きレイアウト計算部は、前記据付け順序と、前記部品の大きさと、前記部品種別と、のいずれかあるいはこれらの組み合わせを制約条件として、前記部品の仮置きレイアウトを決定する処理順を並び替える、
   ことを特徴とする搬入据付け作業計画支援装置。
5. 請求項１に記載の搬入据付け作業計画支援装置であって、
   前記仮置きレイアウト計算部は、前記仮置きのレイアウトを計算する処理においては、前記搬送設備の可動範囲内であって、かつ、前記部品を据付ける位置の周囲、及び前記部品を搬入する位置の周囲、の両方の範囲を除外した範囲を仮置き可能な領域とする、
   ことを特徴とする搬入据付け作業計画支援装置。
6. コンピューターを用いて搬入据付け作業の計画を支援する方法であって、
   前記コンピューターは、
   複数の部品について、部品属性と、配置と、他の部品との隣接関係と、についての情報を記憶する３Ｄモデル情報記憶部を備え、
   前記隣接関係の情報を用いて、前記部品の据付け順序を生成する据付け順序生成ステップと、
   据付けを行う部品ごとに、搬入される位置と、前記据付け順序上における搬入のステップと、の入力を受け付ける搬入ステップ定義ステップと、
   前記据付け順序と、前記搬入のステップと、を用いて、据付を行う部品の仮置きを行う領域および仮置きのレイアウトを計算する仮置きレイアウト計算ステップと、
   前記据付け順序と、前記搬入のステップと、前記仮置きレイアウトと、を用いて、前記搬入される位置から据付け位置までの前記部品の搬送経路を生成する搬送経路生成ステップと、
   を実施する、搬入据付け作業の計画を支援する方法。

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