JP2019070968A - 組立手順表示システム - Google Patents

Abstract

【課題】 建設現場において作業員に建設機械を容易かつ確実に組立させる。【解決手段】 組立手順表示システム１の端末１０は、建設機械の各部品を三次元表示するための三次元情報を記憶する記憶部１１と、記憶部１１によって記憶された三次元情報を用いて、建設機械の組立のステップ毎に部品の組立手順を示す三次元表示を行う表示部１３とを備える。【選択図】 図１

Description

本発明は、建設機械の組立手順を表示する組立手順表示システムに関する。

従来、橋梁の張出架設等を行う際にワーゲン（移動作業車）が用いられている（例えば、特許文献１）。

特開２０００−１４４６４０号公報

通常、ワーゲンは、張出架設等の建設現場で部品が組立てられることで構成されていた。建設現場におけるワーゲンの組立作業は、作業員が紙ベースで部品の図面、数量表を逐次、建設現場で見ながら確認することで行われていた。

建設現場ではなく、工場内の組立作業であれば、環境は一定、作業員も訓練済であり、製品の品質確保は担保される。しかしながら、張出架設等の建設現場でワーゲンを組立てる場合には、建設現場毎に環境が異なり、実際に組立てる作業員も訓練された者ばかりではない。また、毎回同じワーゲンとは限らない。従って、現場環境に応じた組立の難易度、作業員の組立スキルは、その都度まちまちであり、組みあがったワーゲンの品質確保を担保することは容易ではない。また、工期上の制約もあり、橋脚構築後の限られた期間内に組立なければならない。また、手戻りによるロスは工期延長につながるため、手戻りによるミスを避ける必要がある。

本発明は、上記に鑑みてなされたものであり、建設現場において作業員に建設機械を容易かつ確実に組立させることができる組立手順表示システムを提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明に係る組立手順表示システムは、建設機械の各部品を三次元表示するための三次元情報を記憶する記憶手段と、記憶手段によって記憶された三次元情報を用いて、建設機械の組立のステップ毎に部品の組立手順を示す三次元表示を行う表示手段と、を備える。

本発明に係る組立手順表示システムによれば、建設現場等において、作業員が建設機械の組立手順を示す三次元表示を参照し、部品をどのように組立てればよいか把握することができる。従って、本発明に係る組立手順表示システムによれば、建設現場において作業員に建設機械を容易かつ確実に組立させることができる。

組立手順表示システムは、建設機械の組立場所に搬入された部品を示す搬入部品情報を入力する搬入部品情報入力手段を更に備え、表示手段は、搬入部品情報入力手段によって入力された搬入部品情報に応じた表示を行う、こととしてもよい。この構成によれば、建設現場に搬入された部品毎にどのように組立てればよいか容易に把握することができる。

組立手順表示システムは、組立場所に設けられると共に当該組立場所への部品の搬入を検知して、搬入部品情報入力手段に搬入部品情報を出力する検知手段を備えることとしてもよい。この構成によれば、建設現場への部品の搬入を容易かつ確実に検知することができる。その結果、容易かつ確実に搬入された部材の表示を行うことができる。

表示手段は、組立のステップ毎に部品の組立手順を示す三次元動画を表示することとしてもよい。この構成によれば、組立手順を更に容易かつ適切に把握することができる。

記憶手段は、組立のステップ毎に三次元情報以外の組立に付随する付随情報を更に記憶し、表示手段は、組立のステップ毎に部品の組立手順を示す表示と共に記憶手段によって記憶された付随情報を表示することとしてもよい。この構成によれば、組立のステップ毎に、例えば、安全に係る情報、組立に必要な人員の情報等の組立に付随する様々な情報を作業員が把握することができる。

本発明によれば、建設現場において、作業員が建設機械の組立手順を示す三次元表示を参照し、部品をどのように組立てればよいか把握することができ、建設現場において作業員に建設機械を容易かつ確実に組立させることができる。

本発明の実施形態に係る組立手順表示システムの構成を示す図である。 組立手順表示システムによる表示画面の例を示す図である。 組立手順表示システムに記憶される情報の例を示すテーブルである。 本発明の実施形態に係る組立手順表示システムで実行される処理を示すフローチャートである。

以下、図面と共に本発明に係る組立手順表示システムの実施形態について詳細に説明する。なお、図面の説明においては同一要素には同一符号を付し、重複する説明を省略する。

図１に本実施形態に係る組立手順表示システム１を示す。組立手順表示システム１は、建設機械の組立手順を示す表示を行うシステムである。組立手順の表示対象となる建設機械は、建設現場で部品（部材）が組立てられることで構成されるものであり、例えば、ワーゲンである。部品の組立には、建設現場における部品の設置も含まれていてもよい。建設現場の作業員（あるいは、作業指揮者等の作業関係者）であるユーザは、この表示を参照して建設機械を組み立てる。組立手順表示システム１における表示例を図２に示す。図２に示すように組立手順表示システム１による表示では、組立てられる部品が三次元的に表示される三次元表示がなされる。

図１に示すように組立手順表示システム１は、端末１０と、リーダ２０とを備えて構成される。端末１０は、組立手順の表示を行う装置であり、建設現場の作業員であるユーザによって用いられる。端末１０は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、メモリ、通信モジュール等のハードウェアを含むコンピュータである。具体的には、端末１０は、ＰＣ（パーソナルコンピュータ）又はタブレット端末等である。端末１０は、ＰＣ又はタブレット端末等が通常有している機能を有している。本実施形態では、端末１０は、ディスプレイ等の表示を行う表示装置を備える。

端末１０の後述する本実施形態に係る各機能は、上記の構成要素がプログラム等により動作することによって実現される。例えば、本実施形態に係る各機能は、本実施形態に係る機能（当該機能によって利用される情報を含む）を記憶させたデータを、当該データを利用できるアプリケーションで読み込んで実行することで実現される。上記のデータは、例えば、組立作業手順書とすることができ、従来のＰＤＦ（ポータブル・ドキュメント・フォーマット）（３Ｄ−ＰＤＦ）ファイルを用いることができる。安全性を高めるため、上記のデータにパスワードをかけておいてもよい。上記のアプリケーションは、従来のＰＤＦビューワを用いることができる。

リーダ２０は、組立場所である建設現場に設けられると共に建設現場への建設機械の部品の搬入を検知して、端末１０に建設現場に搬入された部品を示す搬入部品情報を出力する検知手段である装置である。リーダ２０は、具体的には、ＲＦＩＤ（Radio Frequency IDentification）のＲＦタグから情報を読み取るリーダである。リーダ２０としては、従来のＲＦＩＤのリーダを用いることができる。リーダ２０は、例えば、建設現場において、部品を搬入するトラック又はトレーラ等の車両が通過するゲートに設置される。各部品には、部品を特定する情報を記憶したＲＦタグが貼り付けられている。車両が、リーダ２０が設置された場所を通過する際に、リーダ２０は車両に積載された部品に貼り付けられたＲＦＩＤタグから情報を読み取ることで、建設現場への建設機械の部品の搬入を検知する。リーダ２０は、通信機能を有しており、端末１０に情報を送信できるようにされている。リーダ２０は、ＲＦＩＤタグから情報を読み取ると読み取った情報をＬＡＮ（ローカルエリアネットワーク）等の通信網を介して端末１０に送信する。リーダ２０に読み取られた情報は、一旦、サーバに転送されて、サーバから端末１０に送信されてもよい。

引き続いて、本実施形態に係る端末１０の機能について説明する。図１に示すように端末１０は、記憶部１１と、搬入部品情報入力部１２と、表示部１３とを備えて構成される。

記憶部１１は、建設機械の各部品を三次元表示するための三次元情報を記憶する記憶手段である。三次元情報には、例えば、部品の三次元形状、建設機械を組み立てる際の部品の相対的な位置及び組立てられる際の順番等のユーザが組立手順を視覚的に把握できるようにする情報が含まれる。即ち、三次元情報には、各部品がどの位置にどのように取り付けられるのかを示す情報が含まれる。記憶部１１は、各部品の三次元情報を、部品を特定する情報に対応付けて記憶している。これにより、各部品の三次元情報が、どの部品の情報か端末１０において識別できるようになっている。

また、記憶部１１は、各部品の三次元情報を、組立のステップに対応付けて記憶している。組立の１つのステップ（工程）は、合理的に組立てることができるように分割された一連の部品群単位の組立に相当する。ワーゲンの組立であれば、レールの組立、メインフレームの組立等のそれぞれが１つのステップに相当する。

三次元情報は、組立手順表示システム１によって予め生成されて、端末１０に入力されて、記憶部１１に記憶される。三次元情報は、組立手順表示システム１の管理者等によって、予め、ＣＩＭ（Construction Information Modeling/Management）で用いられる従来のＣＡＤソフトで生成された部品の三次元情報が利用されて生成される。

また、記憶部１１は、三次元表示するための三次元情報以外の部品に関する情報（属性情報）を記憶する。当該情報は、例えば、部品の名称、材質、寸法、数量及び重量等を示す情報であり、図３に示すテーブルによって記憶される。これらの情報についても、部材を特定する情報に対応付けられており、どの部品の情報か端末１０において識別できるようになっている。

また、記憶部１１は、組立のステップ毎に三次元情報以外の組立に付随する付随情報を更に記憶する。例えば、記憶部１１は、付随情報として、安全設備情報、人員配置情報及びトラブル事例情報等を記憶する。安全設備情報は、組立に必要な設備、及び安全設備（例えば、開口部、手摺等の養生）を示す情報である。人員配置情報は、組立時の人の動作（姿勢）及び人員の配置位置を示す情報である。トラブル事例情報は、トラブルの事例を示す情報である。付随情報は、テキストの情報であってもよいし、部品の三次元情報とあわせて表示される情報（例えば、視覚的に人員の配置位置を示す情報）であってもよい。

搬入部品情報入力部１２は、建設現場に搬入された部品を示す搬入部品情報を入力する搬入部品情報入力手段である。搬入部品情報入力部１２は、搬入部品情報として、リーダ２０から送信された部品を特定する情報を受信して入力する。搬入部品情報入力部１２は、当該情報を入力したら表示部１３に出力する。

表示部１３は、記憶部１１によって記憶された三次元情報を用いて、建設機械の組立のステップ毎に部品の組立手順を示す三次元表示を行う表示手段である。表示部１３は、当該三次元表示として三次元動画を表示する。また、表示部１３は、搬入部品情報入力部１２によって入力された搬入部品情報に応じた表示を行う。また、表示部１３は、当該三次元表示と共に、記憶部１１によって記憶された付随情報を表示する。具体的には、表示部１３は、以下のように表示を行う。

表示部１３は、組立のステップが特定された上で表示のトリガを入力する。表示のトリガは、例えば、ユーザの端末１０に対する操作である。当該操作は、組立のステップを指定して表示を行わせるためのものである。表示部１３は、特定された組立のステップに係る部品の三次元情報を記憶部１１から読み出して、表示装置による表示領域のうちの予め設定されたエリア（例えば、図２に示すエリア１００）に三次元表示を行う。三次元表示は、設定された視点の位置及び視線の方向から、部品が組立てられる場所を見ている画像である。三次元表示は、部品の組立手順を順次、示していくものである。例えば、三次元表示は、部品の組立の動きが分かるような三次元動画の表示である。なお、三次元表示は、必ずしも動画である必要はない。例えば、ユーザの端末１０に対する操作によって三次元表示が切り替わることで組立手順が把握できるような表示であってもよい。

また、表示部１３は、ユーザの端末１０に対する操作等に応じて、視点の位置及び視線の方向を変更することができる。また、表示部１３は、ユーザの端末１０に対する操作等に応じて、画像の拡大及び縮小、及び動画の巻き戻し等を行えることとしてもよい。また、構造が複雑で分かりにくい部分の断面を自由にカットしたり、拡大して見せたりすることとしてもよい。

表示部１３は、搬入部品情報入力部１２から搬入部品情報として部品を特定する情報を入力する。表示部１３は、当該情報を入力すると、上記の三次元表示において、当該情報によって示される部品を他の部品を区別できるように表示する。例えば、図２に示すように当該情報によって示される部品（図２の例では六角ボルト）１０１の色を他の部品の色を変えて表示する。具体的には、通常の部品の表示の色がグレーであれば、赤色に変えて表示する。表示部１３は、搬入部品情報入力部１２から部品を特定する情報を入力したことをトリガとして、当該部品が組立に用いられるステップについての部品の三次元表示を行うこととしてもよい。即ち、表示のトリガを、部品を特定する情報の入力としてもよい。

表示部１３は、三次元表示されている部品の名称、材質、寸法等の三次元情報以外の情報を記憶部１１から読み出して、三次元表示とあわせて、三次元表示が行われるエリアとは別の予め設定されたエリア（例えば、図２に示すエリア１１０）に表示する。あるいは、表示部１３は、当該情報を三次元表示が行われるエリアに重畳して表示することとしてもよい。当該表示は、例えば、搬入部品情報入力部１２から入力した情報によって特定された部品、あるいは、三次元表示上でユーザの操作によって指定された部品について行われることとしてもよい。

また、表示部１３は、表示している組立のステップに係る付随情報を記憶部１１から読み出して、三次元表示とあわせて表示する。当該表示は、例えば、付随情報がテキストの情報であれば、三次元表示が行われるエリアとは別の予め設定されたエリアに表示する。また、付随情報が部品の三次元情報とあわせて表示される情報（例えば、視覚的に人員の配置位置を示す情報）であれば、部品の三次元表示が行われるエリアに表示する。以上が、本実施形態に係る端末１０の機能である。

引き続いて、図４のフローチャートを用いて、本実施形態に係る組立手順表示システム１で実行される処理を説明する。本処理では、まず、端末１０において、表示部１３によって、ユーザの端末１０に対する操作等の表示のトリガが入力される（Ｓ０１）。続いて、表示部１３によって、記憶部１１によって記憶された三次元情報が読み出されて、部品の組立手順を示す三次元表示が行われる（Ｓ０２）。また、この際に部品の名称、材質、寸法等の三次元情報以外の情報、及び表示している組立のステップに係る付随情報についても、あわせて表示される。

ここで、トラック又はトレーラ等によって建設現場に部品が搬入されると、リーダ２０によって部品のＲＦＩＤタグから情報が読み取られて端末１０に送信される。端末１０では、搬入部品情報入力部１２によって、搬入された部品を特定する情報が受信されて入力される（Ｓ０３）。続いて、表示部１３によって、当該情報によって特定される搬入された部品の色が変更されて表示される（Ｓ０４）。例えば、当該部品について、上述したように通常のグレーの表示から赤の表示にされる。

建設現場において組立作業を行う作業員は、端末１０での上記の表示を参照して組立作業を行う。ステップ毎に、組立が終了すると画像計測、レーザー測量等による組立精度の確認、及び締付ボルトの張力確認等によって各組立が確実に行われているかが確認され、ステップ完了とし次のステップに移行される。以上が、本実施形態に係る組立手順表示システム１で実行される処理である。

上述したように本実施形態によれば、建設現場等において、作業員が建設機械の組立手順を示す三次元表示を参照し、部品をどのように組立てればよいか把握することができる。本実施形態による表示は三次元表示であるため、作業員は、即座に現物との照合を行うことができ、また、部品の組立手順を直感的に把握することができる。即ち、本実施形態は、組立を「見える化」するものである。従って、本実施形態によれば、建設現場において作業員に建設機械を容易かつ確実に組立させることができる。これにより、実際の組立作業の安全性及び生産性が向上する。

また、本実施形態のように建設現場に搬入された部材を他の部材と区別して表示することとしてもよい。このような表示を行うことで、作業員がどの部品が建設現場に搬入されて組立されるべきかを容易に把握することができる。この構成によれば、どの部品が建設現場に搬入されたか、また、搬入された部品毎にどのように組立てればよいか容易に把握することができる。なお、本実施形態では、部品の色を変更することとしたが、それ以外の部品を区別ができればそれ以外の方法で表示することとしてもよい。

更に、本実施形態のリーダ２０のように、組立手順表示システム１に部品の搬入を検知する検知手段を備えることとしてもよい。この構成によれば、建設現場への部品の搬入を容易かつ確実に検知することができる。その結果、容易かつ確実に搬入された部材の表示を行うことができる。但し、組立手順表示システム１は、組立手順表示システム１は、搬入された部材の表示に係る構成（即ち、リーダ２０及び端末１０の搬入部品情報入力部１２に係る構成）を備えていなくてもよい。

また、本実施形態のように動画での表示を行うこととしてもよい。この構成によれば、作業員が部品の組立手順を更に直感的に把握することができ、組立手順を更に容易かつ適切に把握することができる。

また、本実施形態のように付随情報をあわせて表示することとしてもよい。この構成によれば、組立のステップ毎に、例えば、安全に係る情報、組立に必要な人員の情報等の組立に付随する様々な情報を作業員が把握することができる。これにより、組立のステップ毎に組立の際の人員配置及び危険作業に対する留意点等が明確になり、実際の組立作業の安全性及び生産性がより一層向上する。

１…組立手順表示システム、１０…端末、１１…記憶部、１２…搬入部品情報入力部、１３…表示部、２０…リーダ。

Claims (5)

1. 建設機械の各部品を三次元表示するための三次元情報を記憶する記憶手段と、
   前記記憶手段によって記憶された三次元情報を用いて、前記建設機械の組立のステップ毎に部品の組立手順を示す三次元表示を行う表示手段と、
   を備える組立手順表示システム。
2. 建設機械の組立場所に搬入された部品を示す搬入部品情報を入力する搬入部品情報入力手段を更に備え、
   前記表示手段は、前記搬入部品情報入力手段によって入力された搬入部品情報に応じた表示を行う、請求項１に記載の組立手順表示システム。
3. 前記組立場所に設けられると共に当該組立場所への部品の搬入を検知して、前記搬入部品情報入力手段に前記搬入部品情報を出力する検知手段を備える請求項２に記載の組立手順表示システム。
4. 前記表示手段は、前記組立のステップ毎に部品の組立手順を示す三次元動画を表示する請求項１〜３の何れか一項に記載の組立手順表示システム。
5. 前記記憶手段は、前記組立のステップ毎に前記三次元情報以外の組立に付随する付随情報を更に記憶し、
   前記表示手段は、前記組立のステップ毎に部品の組立手順を示す表示と共に前記記憶手段によって記憶された付随情報を表示する請求項１〜４の何れか一項に記載の組立手順表示システム。