JP2022078011A5 - - Google Patents
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Description
本発明は、船舶の建造をシミュレーションするシステムに関する。 The present invention relates to a system for simulating construction of ships.
造船の生産（建造）計画や日程計画の設定根拠となる各作業の作業量、つまり工数は、一般に「工数＝管理物量あたりの標準時間×管理物量」の考え方に基づき求められている。
しかし、本質的には、管理物量に比例するのは主作業（それによって製品が完成に向かって進む作業）のみであり、付随作業（それをしないと主作業を進められないが、それ自体では製品が完成に向かって進まない作業）や無付加価値行為（製品の完成に対して何の価値もない行為）は管理物量と違う次元で決まるにもかかわらず、現状、これらをすべて管理物量に比例するものとして簡便に扱っている。造船における主作業率は、職種にもよるが一般に３０～４０％との報告があり、工数を管理物量から比例的に推定することには精度上の課題がある。
一方で、製造工程のシミュレーションを実施するラインシミュレータが存在するが、すべての細かな作業の一つ一つを手入力する必要がある。また、ラインシミュレータは、大量生産品のライン生産のように物の流れと作業者の動きが決まっており同様の作業を繰り返すシミュレーションには向いているものの、受注生産である造船のように様々な作業を状況に応じて変更するようなシミュレーションには向いていない。
The amount of work, that is, the number of man-hours for each work, which is the basis for setting the production (construction) plan and schedule of shipbuilding, is generally obtained based on the concept of "man-hours = standard time per amount of material to be managed x amount of material to be managed".
However, in essence, only the main work (the work by which the product moves toward completion) is proportional to the amount of managed materials, and the incidental work (the main work cannot proceed without doing it, but it cannot be done by itself). Work that does not progress towards completion of the product) and non-value-added actions (actions that have no value in terms of completing the product) are determined on a different level from the amount of material under management. It is treated simply as proportional. It is reported that the main work rate in shipbuilding is generally 30 to 40%, although it depends on the job type.
On the other hand, there are line simulators that simulate the manufacturing process, but they require manual input of all the detailed operations one by one. In addition, line simulators are suitable for simulations that repeat similar work, such as mass-produced line production where the flow of goods and worker movements are fixed. It is not suitable for simulations that change work depending on the situation.
ここで、特許文献１には、各造船所の各々異なる環境と関係なく共通的に適用される船舶及び海洋プラント生産シミュレーションフレームワークと、この船舶及び海洋プラント生産シミュレーションフレームワークに基づき、各造船所の異なる環境に合わせて差別的に適用される造船海洋工程の相互検証シミュレーションシステム、ブロックのクレーンリフティング及び搭載シミュレーションシステム、ＧＩＳ情報基盤設備シミュレーションシステム、及びブロック及び物流管制シミュレーションシステムを分離可能に結合することによって、各造船所の状況に合わせて効果的に適用される拡張性とリサイクル性を備えた船舶及び海洋プラント生産シミュレーション統合ソリューションシステムが開示されている。
また、特許文献２には、プロジェクト計画を生成する方法であって、タスク間の順位関係を記述する情報、タスクの所要時間を示す情報、及びタスクの所要時間の変動性を示す情報を含むプロジェクト明細情報をプロセッサユニットによって受信し、プロジェクト明細情報を使用してプロセッサユニットによって、プロジェクトのシミュレーションモデルを生成し、シミュレーションモデルを複数回実行して、クリティカルパスを形成しているタスクのサブセットを識別して、シミュレーション結果データを生成し、シミュレーション結果データから、クリティカルパスを形成しているタスクの識別されたサブセットを含むプロジェクトネットワークプレゼンテーションを生成することを含み、プロジェクト明細情報は、テキストファイル、電子スプレッドシートファイル、及び拡張マークアップ言語ファイルからなる情報形式のグループから選択された情報形式でプロセッサユニットによって受信される方法が開示されている。
また、特許文献３には、複数の工程からなる生産対象物の生産スケジューリングを行うスケジューリング装置であって、工程の接続順序関係を設定するための工程接続情報と、工程に含まれる各ブロックの移動経路を設定するブロックフロー情報と、各ブロックの各工程での工期を設定する作業工期情報と、各工程の制約条件とが蓄積された蓄積手段と、蓄積手段に蓄積された情報から工程を下流から上流に遡る順序に並べ替える解釈手段と、解釈手段により得られる並べ替え後の工程データに基づいてスケジューリングモデルを作成するモデル作成手段と、モデル作成手段により得られるスケジューリングモデル毎にスケジュールを最適化する日程計画作成手段と、日程計画作成手段により得られるスケジューリング結果を出力する出力手段とを有するスケジューリング装置が開示されている。
また、特許文献４には、工程計画と、工程計画に基づく設備配置計画と、工程計画および設備配置計画に基づく配員計画と、工程計画、設備配置計画および配員計画に基づく生産計画とを用い、各計画において作成された生産ラインモデルにより、生産活動をシミュレーションして各計画の評価規範値を作成し、規範値により各計画の良否を判定し、それに基づき計画の修正を行う生産システム計画方法が開示されている。
また、特許文献５には、生産物流設備の操業実績情報及び作業計画情報を格納する実績・計画情報データベースと、ここに格納されている操業実績情報及び作業計画情報を用いて、指定された時間帯における生産物流設備の操業状況の統計値を算出する統計情報計算部と、算出された生産物流設備の操業状況の統計値を用いて、指定された時間帯における生産物流設備に含まれる設備の操業状況を示す設備稼働状況画面を表示すると共に、設備稼働状況画面に表示されている設備が選択操作されるのに応じて、選択操作された設備において行われる作業のリストを作業情報リストとして設備稼働状況画面上に重畳表示する設備稼働状況表示部と、製品が選択操作されるのに応じて、生産物流設備に含まれる設備のガントチャート又は選択操作された製品に関係する作業が識別表示されたガントチャート画面を表示すると共に、ガントチャート画面内の作業が選択操作されるのに応じて、選択操作された作業と先行後続関係にある作業を識別表示するガントチャート表示部とを備えた生産物流設備の操業支援システムが開示されている。
また、非特許文献１には、造船ＣＩＭを構築するための工程管理に対応する具体的なはたらきとしてProcess PlanningとSchedulingが挙げられ、Process Planningでは、製品情報について製造現場に関する概念的な知識に基づき製造のための方法・手順を決定すること、Schedulingでは、実際の製造現場における具体的な状況に関する知識に基づいてProcess Planningの結果を時間・現場機材の活用の観点から展開し、納期その他の条件を満たす日程計画を作成することが記載されていると共に、オブジェクト指向に基づく工程管理のための造船工場モデルが開示されている。
また、非特許文献２には、船舶建造プロセスにおける生産設備の導入効果を評価するため、生産プロセスで対象とする製品の製造誤差に基づく手直し作業を考慮した生産プロセスシミュレーションを利用して、新規生産設備導入によるプロセス全体の期間と費用への影響を評価する手法が開示されており、当該生産プロセスシミュレーションにおいては、造船所の作業場所の制約と作業員のスキルを考慮することが記載されている。
Here, Patent Document 1 describes a ship and offshore plant production simulation framework that is commonly applied regardless of the different environments of each shipyard, and each shipyard based on this ship and offshore plant production simulation framework The cross-validation simulation system for shipbuilding and marine processes, the block crane lifting and loading simulation system, the GIS information infrastructure facility simulation system, and the block and logistics control simulation system, which are differentially applied to different environments, are separably combined. Accordingly, a ship and offshore plant production simulation integrated solution system with expandability and recyclability that is effectively applied according to the situation of each shipyard is disclosed.
In addition, Patent Document 2 discloses a method for generating a project plan, which includes information describing the ranking relationship between tasks, information indicating the required time of the task, and information indicating the variability of the required time of the task. The specification information is received by the processor unit, and the project specification information is used by the processor unit to generate a simulation model of the project and run the simulation model multiple times to identify the subset of tasks forming the critical path. generating simulation results data, and generating from the simulation results data a project network presentation including an identified subset of tasks forming the critical path, the project specification information being stored in a text file, an electronic spreadsheet A method is disclosed that is received by a processor unit in an information format selected from a group of information formats consisting of a file and an extensible markup language file.
Further, Patent Document 3 discloses a scheduling apparatus that performs production scheduling for a production object consisting of a plurality of processes, and includes process connection information for setting the connection order relationship of the processes, movement of each block included in the processes, and Storage means for storing block flow information for setting routes, work schedule information for setting the schedule for each process in each block, and constraint conditions for each process, and downstream processes based on the information stored in the storage means Interpreting means for rearranging in order going back from upstream to upstream; model creating means for creating a scheduling model based on the sorted process data obtained by the interpreting means; and optimizing the schedule for each scheduling model obtained by the model creating means. and an output means for outputting the scheduling results obtained by the schedule planning means.
In addition, in Patent Document 4, a process plan, an equipment layout plan based on the process plan, a staffing plan based on the process plan and equipment layout plan, and a production plan based on the process plan, equipment layout plan, and staff layout plan. Production system planning that uses the production line model created in each plan to simulate production activities, create evaluation standard values for each plan, judge the quality of each plan based on the standard values, and modify the plan based on the results. A method is disclosed.
Further, in Patent Document 5, a performance/plan information database that stores operation performance information and work plan information of production distribution equipment, and a specified time using the operation performance information and work plan information stored here A statistical information calculation unit that calculates the statistical value of the operational status of the production and distribution equipment in the specified time period, and the calculated statistical value of the operational status of the production and distribution equipment is used to determine the number of facilities included in the production and distribution equipment in the specified time period. A facility operation status screen showing the operation status is displayed, and in response to selection operation of the facility displayed on the facility operation status screen, a list of operations to be performed in the selected facility is displayed as a work information list. A facility operation status display section superimposed on the operation status screen, and a Gantt chart of facilities included in the production/distribution facility or operations related to the selected product are identified and displayed in response to the selection operation of the product. a Gantt chart display unit that displays a Gantt chart screen and identifies and displays the selected work and the work that precedes and succeeds the selected work in response to the selection operation of the work in the Gantt chart screen. An operation support system for distribution facilities is disclosed.
In addition, Non-Patent Document 1 lists Process Planning and Scheduling as specific functions corresponding to process management for building a shipbuilding CIM. Determining methods and procedures for manufacturing, Scheduling expands the results of Process Planning from the perspective of time and use of on-site equipment based on knowledge of specific situations at the actual manufacturing site, and determines delivery dates and other conditions. is described, and a shipyard model for process control based on object orientation is disclosed.
In addition, in Non-Patent Document 2, in order to evaluate the effect of introducing production equipment in the ship building process, new production It discloses a method for evaluating the impact of equipment installation on the overall process period and cost, and states that the production process simulation takes into account the constraints of the shipyard's workplace and the skills of workers. .
特許文献１－４、及び非特許文献１－２は、建造のシミュレーションにおいて作業員の生産行為を主作業や付随作業まで含めて精密に再現しようとするものではない。
また、特許文献５は、シミュレーションのための工場の設備と作業員に関する情報を、データベースに蓄積しているものではない。
そこで本発明は、船舶の建造を細かな作業レベルでシミュレーションすることができる統一データベースに基づく船舶の建造シミュレーションシステムを提供することを目的とする。
Patent Documents 1-4 and Non-Patent Documents 1-2 do not attempt to precisely reproduce the production behavior of workers, including main work and incidental work, in a construction simulation.
In addition, Patent Document 5 does not accumulate information on factory equipment and workers for simulation in a database.
SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, it is an object of the present invention to provide a ship construction simulation system based on a unified database that can simulate ship construction at a detailed work level.
請求項１記載に対応した統一データベースに基づく船舶の建造シミュレーションシステムにおいては、船舶の建造を統一データベースに蓄積された標準化したデータ構造で表現された情報に基づいてシミュレーションするシステムであって、船舶の建造に関わる情報を標準化したデータ構造で蓄積する統一データベースと、船舶の基本設計情報を統一データベースから取得して標準化したデータ構造で表現したプロダクトモデルとして設定するプロダクトモデル設定手段と、船舶を建造する工場の設備と作業員に関する情報を統一データベースから取得して標準化したデータ構造で表現したファシリティモデルとして設定するファシリティモデル設定手段と、先に設定したプロダクトモデルとファシリティモデルに基づいて、船舶を構成部品から建造するための組み立て手順を定義し、組み立て手順の各段階におけるタスクを定義し、かつタスクがファシリティモデルにおける設備と作業員の能力値範囲内か否かを考慮して標準化したデータ構造で表現したプロセスモデルを作成するプロセスモデル作成手段と、プロセスモデルに基づいて時間ごとの建造の進行状況を逐次計算する時間発展系シミュレーションを行う建造シミュレーション手段と、時間発展系シミュレーションの結果を時系列データ化し建造時系列情報とする時系列情報化手段と、建造時系列情報を提供する情報提供手段とを備えたことを特徴とする。
請求項１に記載の本発明によれば、ユーザは船舶の建造を標準化したデータ構造で表現した情報に基づいて、時間ごとに細かな作業レベルでシミュレーションすることが可能となり、その精度の高いシミュレーション結果としての建造時系列情報に基づいて工場の改善、生産設計の改善、受注時のコスト予測、及び設備投資などを検討することができるため、建造コストの低減や工期の短縮につながる。
In a ship construction simulation system based on a unified database corresponding to claim 1, a system for simulating ship construction based on information represented by a standardized data structure accumulated in the unified database, comprising: A unified database for accumulating construction-related information in a standardized data structure; a product model setting means for acquiring basic ship design information from the unified database and setting it as a product model expressed in a standardized data structure; and building a ship. A facility model setting means for setting a facility model represented by a standardized data structure obtained by obtaining information on factory equipment and workers from a unified database; Define the assembly procedure for building from, define the tasks at each stage of the assembly procedure, and express it in a standardized data structure considering whether the task is within the capability value range of the equipment and workers in the facility model. process model creation means for creating a process model, construction simulation means for performing a time evolution system simulation for sequentially calculating the progress of construction for each hour based on the process model, and converting the results of the time evolution system simulation into time series data. It is characterized by comprising time-series information converting means for making construction time-series information and information providing means for providing construction time-series information.
According to the first aspect of the present invention, a user can perform simulations at a detailed work level for each hour based on information expressed in a data structure that standardizes the construction of a ship, and the simulation is highly accurate. Based on the resulting construction chronological information, it is possible to consider improvement of the factory, improvement of production design, cost prediction at the time of receiving an order, capital investment, etc., which leads to reduction of construction cost and shortening of construction period.
請求項２記載の本発明は、プロダクトモデルとファシリティモデルは、それぞれ標準化したデータ構造で予め作成して統一データベースに蓄積されているものであることを特徴とする。
請求項２に記載の本発明によれば、標準化したデータ構造のプロダクトモデルとファシリティモデルの取得や共同利用、また、新たなプロダクトモデルとファシリティモデルに基づいた情報の蓄積等を簡便に行うことができる。
The present invention according to claim 2 is characterized in that the product model and the facility model are each created in advance with a standardized data structure and stored in a unified database.
According to the second aspect of the present invention, acquisition and shared use of product models and facility models with standardized data structures, and accumulation of information based on new product models and facility models can be easily performed. can.
請求項３記載の本発明は、プロセスモデル作成手段で作成されたプロセスモデルを、標準化したデータ構造で表現して統一データベースに蓄積するプロセスモデル蓄積手段をさらに備えたことを特徴とする。
請求項３に記載の本発明によれば、蓄積したプロセスモデルを統一データベースから取得して、時間発展系シミュレーションを行うことが可能となる。また、プロセスモデルを、例えば、情報の種類や属性、また複数の情報間の関係性を標準化したデータ構造で表現して蓄積することで、プロセスモデルの作成や蓄積、また利用が容易となる。
The present invention according to claim 3 is characterized by further comprising process model storage means for expressing the process models created by the process model creating means in a standardized data structure and storing them in a unified database.
According to this invention of Claim 3, it becomes possible to acquire the accumulated process model from a unified database, and to perform a time evolution system simulation. In addition, by expressing and accumulating process models in a data structure that standardizes the types and attributes of information and relationships between multiple pieces of information, for example, process models can be easily created, accumulated, and used.
請求項４記載の本発明は、建造シミュレーション手段が、統一データベースに蓄積されたプロセスモデルを取得してシミュレーションを実行することを特徴とする。
請求項４に記載の本発明によれば、いざ時間発展系シミュレーションを行おうとする際にプロセスモデルを作成する時間を省くことができる。また、他のコンピュータや遠隔地に設置したコンピュータで、統一データベースからプロセスモデルを取得し、時間発展系シミュレーションを行うことができる。
The present invention according to claim 4 is characterized in that the construction simulation means obtains the process model accumulated in the unified database and executes the simulation.
According to the fourth aspect of the present invention, it is possible to save time for creating a process model when performing a time evolution system simulation. In addition, it is possible to acquire process models from the unified database and perform time-evolution simulations on other computers or computers installed at remote locations.
請求項５記載の本発明は、プロセスモデル作成手段において、組み立て手順とタスクに基づいて、作業員のスケジュール情報及び工場内の設備と作業員の配置に関する工場レイアウト情報の少なくとも一方を作成することを特徴とする。
請求項５に記載の本発明によれば、スケジュール情報に基づき、主作業や付随作業まで含めた作業員のすべての生産行為を精密に再現して時間発展系シミュレーションを行うことができる。また、設備と作業員の配置が反映された工場レイアウト情報に基づき、時間発展系シミュレーションを行うことができる。
According to a fifth aspect of the present invention, the process model creation means creates at least one of worker schedule information and factory layout information regarding the layout of facilities and workers in the factory based on the assembly procedure and tasks. Characterized by
According to the fifth aspect of the present invention, it is possible to accurately reproduce all the production actions of workers including main work and auxiliary work based on schedule information, and perform time evolution system simulation. In addition, time evolution system simulation can be performed based on factory layout information that reflects the arrangement of equipment and workers.
請求項６記載の本発明は、プロセスモデル作成手段が、過去に建造した過去船のプロセスデータを統一データベースから取得し、流用することを特徴とする。
請求項６に記載の本発明によれば、基本設計情報に基づきプロダクトモデルやファシリティモデルが変更された場合に、一からプロセスモデルを作成するよりも少ない労力で、早く精度よくプロセスモデルを作成することができる。
なお、プロセスデータには、プロセスモデルを含み、プロセスデータも標準化したデータ構造で表現して統一データベースに蓄積することができる。
The present invention according to claim 6 is characterized in that the process model creation means acquires process data of past ships built in the past from a unified database and uses them.
According to the sixth aspect of the present invention, when a product model or facility model is changed based on basic design information, a process model can be quickly and accurately created with less labor than creating a process model from scratch. be able to.
The process data includes a process model, and the process data can also be expressed in a standardized data structure and stored in a unified database.
請求項７記載の本発明は、建造シミュレーション手段における時間発展系シミュレーションは、時間ごとの船舶又は構成部品の位置、設備及び作業員の位置と占有状況、組み立てとタスクの進行状況を逐次計算するものであることを特徴とする。
請求項７に記載の本発明によれば、船舶の建造に関わる時間発展系シミュレーションを精度よく行うことができる。
According to the seventh aspect of the present invention, the time evolution system simulation in the construction simulation means sequentially calculates the position of the ship or component parts, the position and occupancy status of equipment and workers, and the progress status of assembly and tasks for each hour. It is characterized by
According to the seventh aspect of the present invention, it is possible to accurately perform a time-evolution system simulation related to the construction of a ship.
請求項８記載の本発明は、作業員が仮想的な作業を進めるため、又は作業員が仮想的な作業で使用する設備を決めるためのルール情報を統一データベースから取得することを特徴とする。
請求項８に記載の本発明によれば、ルール情報を利用することにより、時間発展系シミュレーションにおける作業員が的確に仮想的な作業を進めることや設備を決めることが容易になる。また、ルール情報が統一データベースに蓄積されているため、他のシミュレーションでも共通的に利用が可能となる。
The present invention according to claim 8 is characterized in that rule information is acquired from the unified database for the worker to proceed with the virtual work or for the worker to decide the equipment to be used in the virtual work.
According to the eighth aspect of the present invention, by using the rule information, it becomes easier for the worker in the time evolution system simulation to proceed with the virtual work accurately and to decide the equipment. Also, since the rule information is accumulated in the unified database, it can be used in common in other simulations.
請求項９記載の本発明は、建造時系列情報は、ガントチャート、作業分解構成図、作業手順書、工数、又は動線の少なくとも一つを含むことを特徴とする。
請求項９に記載の本発明によれば、このような建造時系列情報を具体化した情報を提供することにより、ユーザはシミュレーションの結果としての建造時系列情報を知って、構成部品又はファシリティの変更や、ボトルネックの分析・解明、工数予測など、建造に有益な知見を得ることができる。
A ninth aspect of the present invention is characterized in that the construction chronological information includes at least one of a Gantt chart, a work breakdown diagram, a work procedure manual, man-hours, and flow lines.
According to the ninth aspect of the present invention, by providing information that embodies such construction time-series information, the user can know the construction time-series information as a result of the simulation, and can determine the components or facilities. You can obtain useful knowledge for construction, such as changes, analysis and clarification of bottlenecks, and man-hour prediction.
請求項１０記載の本発明は、情報提供手段が、少なくとも建造時系列情報を標準化したデータ構造で表現して、統一データベースに提供することを特徴とする。
請求項１０に記載の本発明によれば、建造時系列情報として提供する情報の種類や属性、またフォーマット等を、プロダクトモデル等との関係性を考慮して建造時系列情報としての標準化したデータ構造で、統一データベースに容易に蓄積ができる。また、標準化したデータ構造として蓄積した建造時系列情報を、例えば、統一データベースから取得して、実際の船舶の建造時に参照したり、後のシミュレーション時の情報として利用したり、ルール情報の機械学習に活用したりすること等ができる。
The present invention according to claim 10 is characterized in that the information providing means expresses at least the construction chronological information in a standardized data structure and provides it to the unified database.
According to the tenth aspect of the present invention, the types, attributes, and formats of information provided as construction time-series information are standardized as construction time-series information in consideration of relationships with product models and the like. The structure allows easy accumulation in a unified database. In addition, construction chronological information accumulated as a standardized data structure, for example, can be obtained from a unified database, referenced during actual ship construction, used as information during subsequent simulations, and machine learning of rule information. It can be used for
請求項１１記載の本発明は、時系列情報化手段で時系列データ化された建造時系列情報を検証する検証手段と、検証の結果に基づいてプロダクトモデル及びファシリティモデルの少なくとも一方を修正するモデル修正手段をさらに備えたことを特徴とする。
請求項１１に記載の本発明によれば、プロダクトモデルやファシリティモデルを修正すべきか否かを、建造時系列情報を所定の目標に基づいて検証することによって判別し、プロダクトモデルやファシリティモデルを適切に修正することができる。
The present invention according to claim 11 comprises verification means for verifying construction time-series information converted into time-series data by the time-series information conversion means, and a model for correcting at least one of a product model and a facility model based on the verification result. It is characterized by further comprising correction means.
According to the eleventh aspect of the present invention, whether or not to modify the product model or the facility model is determined by verifying the construction time-series information based on a predetermined target, and the product model or the facility model is appropriately modified. can be modified to
請求項１２記載の本発明は、船舶の基本設計情報をＣＡＤシステムから取得することを特徴とする。
請求項１２に記載の本発明によれば、ＣＡＤシステムで作成された船舶の設計情報や変換情報を基本設計情報として取得し、プロダクトモデルの設定等に容易、かつ有効に利用できる。
The present invention according to claim 12 is characterized in that the basic design information of the ship is obtained from a CAD system.
According to the twelfth aspect of the present invention, ship design information and conversion information created by a CAD system can be acquired as basic design information, and can be used easily and effectively for product model setting and the like.
請求項１３記載の本発明は、ファシリティモデルが、複数の工場の設備の情報と、作業員の情報から作成されたファシリティモデルであり、プロセスモデル作成手段が工場ごとのプロセスモデルを作成し、建造シミュレーション手段がプロダクトモデルに対して工場ごとの時間発展系シミュレーションを行うことを特徴とする。
請求項１３に記載の本発明によれば、例えば、複数の工場のファシリティモデルに対して、一つのプロダクトモデルから工場ごとのプロセスモデルが作成され、工場ごとのファシリティモデルを用いたシミュレーションが行われるため、各工場での製造コストや工期を比較することができ、実際に建造する工場の選択を容易化でき、コストのさらなる低減や工期のさらなる短縮につながる。
According to the thirteenth aspect of the present invention, the facility model is a facility model created from information on equipment in a plurality of factories and information on workers, and the process model creating means creates a process model for each factory, The simulation means is characterized by performing a time evolution system simulation for each factory on the product model.
According to the thirteenth aspect of the present invention, for example, a process model for each factory is created from one product model for facility models of a plurality of factories, and a simulation is performed using the facility model for each factory. Therefore, it is possible to compare the manufacturing costs and construction periods at each factory, making it easier to select the factory to actually build, leading to further cost reductions and shortening of the construction period.
請求項１４記載の本発明は、建造シミュレーション手段における工場ごとの時間発展系シミュレーションの結果を、比較可能な建造時系列情報として情報提供手段から提供することを特徴とする。
請求項１４に記載の本発明によれば、ユーザは迅速かつ的確に、各工場での工数予測結果、ファシリティの課題、ボトルネック等を比較でき、製造コストや工期などを比較することが可能となる。
According to a fourteenth aspect of the present invention, the information providing means provides the results of the time evolution system simulation for each factory in the construction simulation means as comparable construction time-series information.
According to the fourteenth aspect of the present invention, the user can quickly and accurately compare man-hour prediction results, facility issues, bottlenecks, etc. in each factory, and can compare manufacturing costs, construction periods, etc. Become.
請求項１５記載の本発明は、建造時系列情報に基づいて、船舶の建造に関わるコストを計算するコスト計算手段及び船舶の建造に必要な購入部品の購入計画を作成する部品調達計画手段の少なくとも一方を備えたことを特徴とする。
請求項１５に記載の本発明によれば、コスト計算手段を備えることで、建造時系列情報に基づいて計算された船舶の建造に関わるコストを簡便に得ることができる。また、部品調達計画手段を備えることで、建造時系列情報に基づいて作成された購入部品の購入計画を簡便に得ることができる。
According to the fifteenth aspect of the present invention, there is provided at least cost calculation means for calculating costs related to building a ship and parts procurement planning means for creating a purchase plan for parts to be purchased necessary for building the ship, based on construction time series information. It is characterized by having one side.
According to the fifteenth aspect of the present invention, by providing the cost calculation means, it is possible to easily obtain the cost related to the construction of the ship calculated based on the construction time series information. In addition, by providing the parts procurement planning means, it is possible to easily obtain the purchase plan of the purchased parts created based on the construction chronological information.
請求項１６記載の本発明は、プロダクトモデル設定手段、ファシリティモデル設定手段、プロセスモデル作成手段、建造シミュレーション手段、時系列情報化手段、及び情報提供手段を建造シミュレータとして構成し、統一データベースと建造シミュレータとを情報通信回線を介して連係させたことを特徴とする。
請求項１６に記載の本発明によれば、統一データベースと建造シミュレータとを別々の場所に設置することや複数の建造シミュレータでのシミュレーションを可能とするなど、設置の自由度や利便性を高めることができる。
According to the sixteenth aspect of the present invention, the product model setting means, the facility model setting means, the process model creating means, the construction simulation means, the time-series information generating means, and the information providing means are configured as a construction simulator, and the integrated database and the construction simulator and are linked via an information communication line.
According to the present invention as set forth in claim 16, the flexibility and convenience of installation can be enhanced by installing the unified database and the construction simulator in separate locations and enabling simulations with a plurality of construction simulators. can be done.
請求項１７記載の本発明は、建造シミュレータの建造時系列情報に基づいて、船舶の建造に関わる生産計画を立案する生産計画システムと情報通信回線を介して連係することを特徴とする。
請求項１７に記載の本発明によれば、建造時系列情報を船舶の建造全体の生産計画の立案へとスムーズに繋げることができる。
A seventeenth aspect of the present invention is characterized in that it is linked via an information communication line with a production planning system that draws up a production plan related to ship construction based on the construction time-series information of the construction simulator.
According to the seventeenth aspect of the present invention, the construction time-series information can be smoothly connected to the formulation of the production plan for the entire ship construction.
請求項１８記載の本発明は、建造シミュレータとユーザ端末とを情報通信回線を介して連係し、情報提供手段からの建造時系列情報をユーザ端末で確認可能とすることを特徴とする。
請求項１８に記載の本発明によれば、建造時系列情報を情報通信回線を介して、各工場（現場）や設計者、本社勤務者など、関係各所で共有することができる。
According to the eighteenth aspect of the present invention, the construction simulator and the user terminal are linked via an information communication line so that the construction chronological information from the information providing means can be confirmed by the user terminal.
According to the eighteenth aspect of the present invention, construction chronological information can be shared among related places such as each factory (site), designers, and employees of the head office via an information communication line.
請求項１９記載の本発明は、建造シミュレータとユーザ端末とを情報通信回線を介して連係し、ユーザ端末から建造シミュレータを操作可能としたことを特徴とする。
請求項１９に記載の本発明によれば、ユーザは例えば、建造シミュレータの始動や停止、建造シミュレータによるシミュレーションの途中結果の取得指示、取得した建造時系列情報を見てシミュレーションの条件を修正するなど、現場から情報通信回線を通じて建造シミュレータに対する操作を行うことができる。
A nineteenth aspect of the present invention is characterized in that the construction simulator and the user terminal are linked via an information communication line so that the construction simulator can be operated from the user terminal.
According to the nineteenth aspect of the present invention, the user can, for example, start or stop the construction simulator, instruct acquisition of interim results of the simulation by the construction simulator, modify the simulation conditions by looking at the acquired construction time-series information, and so on. , the construction simulator can be operated from the site through an information communication line.
請求項２０記載の本発明は、船舶を建造する工場における船舶の実際の建造状況をモニターするモニター手段と、建造シミュレータから提供される建造時系列情報と建造状況のモニター結果を対比する対比手段をさらに備えたことを特徴とする。
請求項２０に記載の本発明によれば、建造時系列情報とモニター結果を比較して、計画の進捗を遠隔からモニターして管理することができる。また、複数の工場をモニターして管理することやシミュレーションの課題の把握等に役立てることもできる。
According to claim 20 of the present invention, there are provided monitor means for monitoring the actual construction status of a ship in a ship building factory, and comparison means for comparing the construction chronological information provided by the construction simulator with the monitoring results of the construction status. It is characterized by further comprising.
According to the twentieth aspect of the present invention, it is possible to remotely monitor and manage the progress of the plan by comparing the construction chronological information and the monitor results. It can also be used to monitor and manage multiple factories and to understand problems in simulations.
請求項２１記載の本発明は、モニター手段が、工場の実際の建造状況をＩｏＴ（Internet of Things）技術、又はモニタリング技術を利用してモニターすることを特徴とする。
請求項２１に記載の本発明によれば、工場の実際の建造状況をセンサやモニター等を利用して、精度よくリアルタイムに監視することができる。
The present invention according to claim 21 is characterized in that the monitor means monitors the actual construction status of the factory using IoT (Internet of Things) technology or monitoring technology.
According to the twenty-first aspect of the present invention, the actual construction status of a factory can be accurately monitored in real time using sensors, monitors, and the like.
請求項２２記載の本発明は、対比手段による、建造時系列情報と建造状況のモニター結果との対比の結果に基づいて、ボトルネックとなっている工程を評価する又は作業員の技量を評価する評価手段をさらに備えたことを特徴とする。
請求項２２に記載の本発明によれば、ボトルネックとなっている工程や、作業員の技量を適切に把握して、工程の見直しや作業員の配置替え等の改善活動、また客観的な評価に活かすことができる。
The present invention according to claim 22 evaluates a bottleneck process or evaluates a worker's skill based on the result of comparison between the construction chronological information and the monitoring result of the construction status by the comparison means. It is characterized by further comprising evaluation means.
According to the present invention as set forth in claim 22, the processes that are bottlenecks and the skills of workers are properly grasped, and improvement activities such as reviewing processes and relocating workers are performed. It can be used for evaluation.
請求項２３記載の本発明は、船舶を建造する工場における実際の作業員に対して建造時系列情報を提供する作業情報提供手段をさらに備え、作業員の教育に資することを特徴とする。
請求項２３に記載の本発明によれば、工場の作業員は、建造時系列情報から効率的な動きや作業手順等を学ぶことで、技量向上や生産活動の改善を図ることができる。
The present invention according to claim 23 is characterized by further comprising work information providing means for providing construction chronological information to actual workers in a ship building factory, which contributes to worker education.
According to the twenty-third aspect of the present invention, factory workers can improve their skills and production activities by learning efficient movements and work procedures from construction chronological information.
請求項２４記載の本発明は、船舶を建造する工場が有する自動化された設備を建造時系列情報に基づいて制御する制御手段をさらに備えたことを特徴とする。
請求項２４に記載の本発明によれば、自動化された設備を建造時系列情報に基づいて制御することで、工場の効率的な運営ができる。
A twenty-fourth aspect of the present invention is characterized by further comprising control means for controlling automated equipment possessed by a ship building factory based on the building chronological information.
According to the twenty-fourth aspect of the present invention, the factory can be efficiently operated by controlling the automated equipment based on the construction time-series information.
請求項２５記載の本発明は、建造シミュレータが、船舶を建造する工場の設備及び作業員の少なくとも一方の改善情報を取得してファシリティモデルを設定し、改善情報に基づいた時間発展系シミュレーションを行い、建造時系列情報を提供することを特徴とする。
請求項２５に記載の本発明によれば、ユーザは工場の設備や作業員を変更し改善した場合の建造時系列情報を得ることができ、設備や作業員の変更に対する意思決定を支援できる。
According to the twenty-fifth aspect of the present invention, the building simulator acquires improvement information on at least one of the facilities and workers in a ship building factory, sets a facility model, and performs a time evolution system simulation based on the improvement information. , to provide construction chronological information.
According to the twenty-fifth aspect of the present invention, the user can obtain construction chronological information when the equipment and workers in the factory are changed and improved, and can support decision-making for changes in the equipment and workers.
請求項２６記載の本発明は、建造シミュレータが、船舶を建造する工場の設備と作業員の組み合わせを変えた組み合わせ情報を取得してファシリティモデルを設定し、組み合わせ情報に基づいた時間発展系シミュレーションを行い、建造時系列情報を提供することを特徴とする。
請求項２６に記載の本発明によれば、工場の設備と作業員の組み合わせを変えた場合の建造時系列情報を得て、現状の工場の設備と作業員を活用した最適な運用状態を導出することができる。
According to the twenty-sixth aspect of the present invention, the building simulator acquires combination information obtained by changing the combinations of ship building factory equipment and workers, sets a facility model, and performs a time evolution system simulation based on the combination information. and provide construction chronological information.
According to the twenty-sixth aspect of the present invention, construction chronological information is obtained when the combination of factory equipment and workers is changed, and the optimum operational state utilizing the current factory equipment and workers is derived. can do.
本発明の統一データベースに基づく船舶の建造シミュレーションシステムによれば、ユーザは船舶の建造を標準化したデータ構造で表現した情報に基づいて、時間ごとに細かな作業レベルでシミュレーションすることが可能となり、その精度の高いシミュレーション結果としての建造時系列情報に基づいて工場の改善、生産設計の改善、受注時のコスト予測、及び設備投資などを検討することができるため、建造コストの低減や工期の短縮につながる。 According to the ship building simulation system based on the unified database of the present invention, the user can perform a detailed work level simulation for each hour based on the information expressed in the standardized data structure of the building of the ship. Based on the construction chronological information as a highly accurate simulation result, it is possible to improve the factory, improve the production design, estimate the cost at the time of receiving an order, and consider equipment investment, etc. Therefore, it is possible to reduce construction costs and shorten the construction period. Connect.
また、プロダクトモデルとファシリティモデルは、それぞれ標準化したデータ構造で予め作成して統一データベースに蓄積されているものである場合は、標準化したデータ構造のプロダクトモデルとファシリティモデルの取得や共同利用、また、新たなプロダクトモデルとファシリティモデルに基づいた情報の蓄積等を簡便に行うことができる。 In addition, if the product model and facility model are created in advance with a standardized data structure and stored in a unified database, the acquisition and joint use of the product model and facility model with the standardized data structure, It is possible to easily accumulate information based on new product models and facility models.
また、プロセスモデル作成手段で作成されたプロセスモデルを、標準化したデータ構造で表現して統一データベースに蓄積するプロセスモデル蓄積手段をさらに備えた場合は、蓄積したプロセスモデルを統一データベースから取得して、時間発展系シミュレーションを行うことが可能となる。また、プロセスモデルを、例えば、情報の種類や属性、また複数の情報間の関係性を標準化したデータ構造で表現して蓄積することで、プロセスモデルの作成や蓄積、また利用が容易となる。 Further, when the process model created by the process model creating means is represented by a standardized data structure and stored in the unified database, the process model is acquired from the unified database and stored in the unified database. Time evolution system simulation can be performed. In addition, by expressing and accumulating process models in a data structure that standardizes the types and attributes of information and relationships between multiple pieces of information, for example, process models can be easily created, accumulated, and used.
また、建造シミュレーション手段が、統一データベースに蓄積されたプロセスモデルを取得してシミュレーションを実行する場合は、いざ時間発展系シミュレーションを行おうとする際にプロセスモデルを作成する時間を省くことができる。また、他のコンピュータや遠隔地に設置したコンピュータで、統一データベースからプロセスモデルを取得し、時間発展系シミュレーションを行うことができる。 In addition, when the construction simulation means obtains the process model accumulated in the unified database and executes the simulation, it is possible to save the time for creating the process model when performing the time evolution system simulation. In addition, it is possible to acquire process models from the unified database and perform time-evolution simulations using other computers or computers installed at remote locations.
また、プロセスモデル作成手段において、組み立て手順とタスクに基づいて、作業員のスケジュール情報及び工場内の設備と作業員の配置に関する工場レイアウト情報の少なくとも一方を作成する場合は、スケジュール情報に基づき、主作業や付随作業まで含めた作業員のすべての生産行為を精密に再現して時間発展系シミュレーションを行うことができる。また、設備と作業員の配置が反映された工場レイアウト情報に基づき、時間発展系シミュレーションを行うことができる。 Also, in the process model creation means, when creating at least one of worker schedule information and factory layout information regarding the placement of equipment and workers in the factory based on the assembly procedure and tasks, based on the schedule information, the main It is possible to precisely reproduce all the production actions of workers, including work and incidental work, and perform time evolution system simulations. In addition, time evolution system simulation can be performed based on factory layout information that reflects the arrangement of equipment and workers.
また、プロセスモデル作成手段が、過去に建造した過去船のプロセスデータを統一データベースから取得し、流用する場合は、基本設計情報に基づきプロダクトモデルやファシリティモデルが変更された場合に、一からプロセスモデルを作成するよりも少ない労力で、早く精度よくプロセスモデルを作成することができる。なお、プロセスデータには、プロセスモデルを含み、プロセスデータも標準化したデータ構造で表現して統一データベースに蓄積することができる。 In addition, when the process model creation means acquires process data of past ships built in the past from the unified database and uses it, when the product model or facility model is changed based on the basic design information, the process model can be created from scratch. It is possible to create a process model quickly and accurately with less labor than creating a . The process data includes a process model, and the process data can also be expressed in a standardized data structure and stored in a unified database.
また、建造シミュレーション手段における時間発展系シミュレーションは、時間ごとの船舶又は構成部品の位置、設備及び作業員の位置と占有状況、組み立てとタスクの進行状況を逐次計算するものである場合は、船舶の建造に関わる時間発展系シミュレーションを精度よく行うことができる。 In addition, if the time evolution system simulation in the construction simulation means sequentially calculates the position of the ship or component parts, the position and occupancy status of equipment and workers, and the progress of assembly and tasks for each hour, Time-evolution system simulation related to construction can be performed with high accuracy.
また、作業員が仮想的な作業を進めるため、又は作業員が仮想的な作業で使用する設備を決めるためのルール情報を統一データベースから取得する場合は、ルール情報を利用することにより、時間発展系シミュレーションにおける作業員が的確に仮想的な作業を進めることや設備を決めることが容易になる。また、ルール情報が統一データベースに蓄積されているため、他のシミュレーションでも共通的に利用が可能となる。 In addition, when acquiring rule information from the unified database for workers to proceed with virtual work or for deciding equipment to be used by workers in virtual work, time evolution can be achieved by using the rule information. It becomes easier for workers in the system simulation to accurately proceed with virtual work and to decide on equipment. In addition, since the rule information is accumulated in the unified database, it can be commonly used in other simulations.
また、建造時系列情報は、ガントチャート、作業分解構成図、作業手順書、工数、又は動線の少なくとも一つを含む場合は、このような建造時系列情報を具体化した情報を提供することにより、ユーザはシミュレーションの結果としての建造時系列情報を知って、構成部品又はファシリティの変更や、ボトルネックの分析・解明、工数予測など、建造に有益な知見を得ることができる。 Also, if the construction time-series information includes at least one of a Gantt chart, work breakdown diagram, work procedure manual, man-hours, or flow line, information that embodies such construction time-series information shall be provided. By knowing the construction time series information as a result of the simulation, the user can obtain knowledge useful for construction, such as changes in component parts or facilities, analysis and clarification of bottlenecks, and man-hour prediction.
また、情報提供手段が、少なくとも建造時系列情報を標準化したデータ構造で表現して、統一データベースに提供する場合は、建造時系列情報として提供する情報の種類や属性、またフォーマット等を、プロダクトモデル等との関係性を考慮して建造時系列情報としての標準化したデータ構造で、統一データベースに容易に蓄積ができる。また、標準化したデータ構造として蓄積した建造時系列情報を、例えば、統一データベースから取得して、実際の船舶の建造時に参照したり、後のシミュレーション時の情報として利用したり、ルール情報の機械学習に活用したりすること等ができる。 In addition, when the information providing means expresses at least the construction time-series information in a standardized data structure and provides it to the unified database, the type and attributes of the information provided as the construction time-series information, the format, etc. It is a standardized data structure as construction chronological information in consideration of the relationship with etc., and can be easily accumulated in a unified database. In addition, construction chronological information accumulated as a standardized data structure, for example, can be obtained from a unified database, referenced during actual ship construction, used as information during subsequent simulations, and machine learning of rule information. It can be used for
また、時系列情報化手段で時系列データ化された建造時系列情報を検証する検証手段と、検証の結果に基づいてプロダクトモデル及びファシリティモデルの少なくとも一方を修正するモデル修正手段をさらに備えた場合は、プロダクトモデルやファシリティモデルを修正すべきか否かを、建造時系列情報を所定の目標に基づいて検証することによって判別し、プロダクトモデルやファシリティモデルを適切に修正することができる。 In addition, when further comprising verification means for verifying construction time-series information converted into time-series data by the time-series informationization means, and model correction means for correcting at least one of the product model and the facility model based on the verification result determines whether the product model or facility model should be modified by verifying the construction time-series information based on a predetermined target, and can appropriately modify the product model or facility model.
また、船舶の基本設計情報をＣＡＤシステムから取得する場合は、ＣＡＤシステムで作成された船舶の設計情報や変換情報を基本設計情報として取得し、プロダクトモデルの設定等に容易、かつ有効に利用できる。 Also, when acquiring the basic design information of the ship from the CAD system, the design information and conversion information of the ship created by the CAD system can be acquired as the basic design information, and can be used easily and effectively for the setting of the product model. .
また、ファシリティモデルが、複数の工場の設備の情報と、作業員の情報から作成されたファシリティモデルであり、プロセスモデル作成手段が工場ごとのプロセスモデルを作成し、建造シミュレーション手段がプロダクトモデルに対して工場ごとの時間発展系シミュレーションを行う場合は、例えば、複数の工場のファシリティモデルに対して、一つのプロダクトモデルから工場ごとのプロセスモデルが作成され、工場ごとのファシリティモデルを用いたシミュレーションが行われるため、各工場での製造コストや工期を比較することができ、実際に建造する工場の選択を容易化でき、コストのさらなる低減や工期のさらなる短縮につながる。 In addition, the facility model is a facility model created from information on equipment in a plurality of factories and information on workers, the process model creation means creates a process model for each factory, and the construction simulation means creates a product model. When performing a time evolution system simulation for each factory, for example, for facility models of multiple factories, a process model for each factory is created from one product model, and a simulation is performed using the facility model for each factory. This makes it possible to compare manufacturing costs and construction periods at each factory, making it easier to select the factory to actually build, leading to further cost reductions and shorter construction periods.
また、建造シミュレーション手段における工場ごとの時間発展系シミュレーションの結果を、比較可能な建造時系列情報として情報提供手段から提供する場合は、ユーザは迅速かつ的確に、各工場での工数予測結果、ファシリティの課題、ボトルネック等を比較でき、製造コストや工期などを比較することが可能となる。 In addition, when the results of the time evolution system simulation for each factory in the construction simulation means are provided from the information providing means as comparable construction time-series information, the user can quickly and accurately obtain the man-hour prediction results at each factory and the facility information. problems, bottlenecks, etc. can be compared, making it possible to compare manufacturing costs and construction periods.
また、建造時系列情報に基づいて、船舶の建造に関わるコストを計算するコスト計算手段及び船舶の建造に必要な購入部品の購入計画を作成する部品調達計画手段の少なくとも一方を備えた場合は、コスト計算手段を備えることで、建造時系列情報に基づいて計算された船舶の建造に関わるコストを簡便に得ることができる。また、部品調達計画手段を備えることで、建造時系列情報に基づいて作成された購入部品の購入計画を簡便に得ることができる。 In addition, when at least one of cost calculation means for calculating costs related to ship construction and parts procurement planning means for creating a purchase plan for purchasing parts necessary for ship construction based on construction time series information is provided, By providing the cost calculation means, it is possible to easily obtain the cost related to the construction of the ship calculated based on the construction time series information. In addition, by providing the parts procurement planning means, it is possible to easily obtain the purchase plan of the purchased parts created based on the construction chronological information.
また、プロダクトモデル設定手段、ファシリティモデル設定手段、プロセスモデル作成手段、建造シミュレーション手段、時系列情報化手段、及び情報提供手段を建造シミュレータとして構成し、統一データベースと建造シミュレータとを情報通信回線を介して連係させた場合は、統一データベースと建造シミュレータとを別々の場所に設置することや複数の建造シミュレータでのシミュレーションを可能とするなど、設置の自由度や利便性を高めることができる。 In addition, the product model setting means, facility model setting means, process model creation means, construction simulation means, time-series informationization means, and information provision means are configured as a construction simulator, and the unified database and the construction simulator are connected via an information communication line. When the unified database and the construction simulator are linked, it is possible to install the unified database and the construction simulator in separate places, and to enable simulation with a plurality of construction simulators, thereby increasing the flexibility and convenience of installation.
また、建造シミュレータの建造時系列情報に基づいて、船舶の建造に関わる生産計画を立案する生産計画システムと情報通信回線を介して連係する場合は、建造時系列情報を船舶の建造全体の生産計画の立案へとスムーズに繋げることができる。 In addition, based on the construction time-series information of the construction simulator, when linking with a production planning system that draws up a production plan related to ship construction via an information communication line, the construction time-series information is used as the production plan for the entire ship construction. It can be connected smoothly to the proposal of
また、建造シミュレータとユーザ端末とを情報通信回線を介して連係し、情報提供手段からの建造時系列情報をユーザ端末で確認可能とする場合は、建造時系列情報を情報通信回線を介して、各工場（現場）や設計者、本社勤務者など、関係各所で共有することができる。 In addition, when the construction simulator and the user terminal are linked via an information communication line and the construction time series information from the information providing means can be confirmed at the user terminal, the construction time series information is transmitted via the information communication line, It can be shared among related parties such as each factory (site), designers, and employees working at the head office.
また、建造シミュレータとユーザ端末とを情報通信回線を介して連係し、ユーザ端末から建造シミュレータを操作可能とした場合は、ユーザは例えば、建造シミュレータの始動や停止、建造シミュレータによるシミュレーションの途中結果の取得指示、取得した建造時系列情報を見てシミュレーションの条件を修正するなど、現場から情報通信回線を通じて建造シミュレータに対する操作を行うことができる。 In addition, when the construction simulator and the user terminal are linked via an information communication line so that the construction simulator can be operated from the user terminal, the user can, for example, start or stop the construction simulator, and check the intermediate results of the simulation by the construction simulator. It is possible to operate the construction simulator from the site through the information communication line, such as modifying the simulation conditions by looking at the acquisition instruction and the acquired construction time-series information.
また、船舶を建造する工場における船舶の実際の建造状況をモニターするモニター手段と、建造シミュレータから提供される建造時系列情報と建造状況のモニター結果を対比する対比手段をさらに備えた場合は、建造時系列情報とモニター結果を比較して、計画の進捗を遠隔からモニターして管理することができる。また、複数の工場をモニターして管理することやシミュレーションの課題の把握等に役立てることもできる。 In addition, when further provided with a monitor means for monitoring the actual construction status of the ship in the ship building factory and a comparison means for comparing the construction chronological information provided by the construction simulator and the monitoring result of the construction status, the construction It is possible to remotely monitor and manage the progress of the plan by comparing the time-series information and the monitor results. It can also be used to monitor and manage multiple factories and to understand problems in simulations.
また、モニター手段が、工場の実際の建造状況をＩｏＴ（Internet of Things）技術、又はモニタリング技術を利用してモニターする場合は、工場の実際の建造状況をセンサやモニター等を利用して、精度よくリアルタイムに監視することができる。 In addition, when the monitoring means monitors the actual construction status of the factory using IoT (Internet of Things) technology or monitoring technology, the actual construction status of the factory can be monitored using sensors, monitors, etc. It can be monitored in real time.
また、対比手段による、建造時系列情報と建造状況のモニター結果との対比の結果に基づいて、ボトルネックとなっている工程を評価する又は作業員の技量を評価する評価手段をさらに備えた場合は、ボトルネックとなっている工程や、作業員の技量を適切に把握して、工程の見直しや作業員の配置替え等の改善活動、また客観的な評価に活かすことができる。 In addition, the case further includes evaluation means for evaluating the bottleneck process or evaluating the skill of workers based on the result of comparison between the construction chronological information and the monitoring result of the construction status by the comparison means. It is possible to appropriately grasp bottleneck processes and worker skills, and use it for improvement activities such as reviewing processes and relocating workers, and for objective evaluation.
また、船舶を建造する工場における実際の作業員に対して建造時系列情報を提供する作業情報提供手段をさらに備え、作業員の教育に資する場合は、工場の作業員は、建造時系列情報から効率的な動きや作業手順等を学ぶことで、技量向上や生産活動の改善を図ることができる。 In addition, a work information providing means for providing construction chronological information to actual workers in the ship building factory is further provided, and if it contributes to worker education, factory workers can By learning efficient movements and work procedures, it is possible to improve skills and improve production activities.
また、船舶を建造する工場が有する自動化された設備を建造時系列情報に基づいて制御する制御手段をさらに備えた場合は、自動化された設備を建造時系列情報に基づいて制御することで、工場の効率的な運営ができる。 In addition, in the case of further comprising a control means for controlling the automated equipment of the factory that builds the ship based on the construction time-series information, by controlling the automated equipment based on the construction time-series information, the factory can be operated efficiently.
また、建造シミュレータが、船舶を建造する工場の設備及び作業員の少なくとも一方の改善情報を取得してファシリティモデルを設定し、改善情報に基づいた時間発展系シミュレーションを行い、建造時系列情報を提供する場合は、ユーザは工場の設備や作業員を変更し改善した場合の建造時系列情報を得ることができ、設備や作業員の変更に対する意思決定を支援できる。 In addition, the construction simulator acquires improvement information on at least one of the equipment and workers in the factory where the ship is built, sets the facility model, performs a time evolution system simulation based on the improvement information, and provides construction chronological information. In this case, the user can obtain construction chronological information when the equipment and workers in the factory are changed and improved, and can support decision-making on changes in the equipment and workers.
また、建造シミュレータが、船舶を建造する工場の設備と作業員の組み合わせを変えた組み合わせ情報を取得してファシリティモデルを設定し、組み合わせ情報に基づいた時間発展系シミュレーションを行い、建造時系列情報を提供する場合は、工場の設備と作業員の組み合わせを変えた場合の建造時系列情報を得て、現状の工場の設備と作業員を活用した最適な運用状態を導出することができる。 In addition, the construction simulator acquires combination information that changes the combination of equipment and workers in the factory where the ship is built, sets the facility model, performs a time evolution system simulation based on the combination information, and obtains construction time series information. When provided, it is possible to obtain construction chronological information when the combination of factory equipment and workers is changed, and to derive the optimal operational state using the current factory equipment and workers.
本発明の第一の実施形態による統一データベースに基づく船舶の建造シミュレーションシステムについて説明する。
図１は本実施形態による統一データベースに基づく船舶の建造シミュレーションシステムを機能実現手段で表したブロック図、図２は全体概要図である。
統一データベースに基づく船舶の建造シミュレーションシステムは、船舶の建造を、統一データベース１０に蓄積された標準化したデータ構造で表現された情報に基づいてシミュレーションするものである。船舶の建造シミュレーションシステムは、作業員の詳細な動き、すなわち要素作業の動きまでを建造シミュレーション内で表現することを目的に、仮想的な造船工場を構築するために必要な情報を整理する。造船工場は、プロダクト（製品）モデル、ファシリティ（道具を含む設備・作業員）モデル、及びプロセス（作業）モデルという、３つのモデルから構築される。この３つのモデルが、造船工場をモデル化するために必要な核となるデータである。また、シミュレーションを実施するにあたり、これらの情報を補完する２つの付随情報として、スケジュール情報４１と工場レイアウト情報４２を併せて定義する。
なお、プロダクトモデルは実際の製品を、ファシリティモデル１２は実際の設備や作業員を抽象化しシミュレーションで扱えるようにした体系化されたデータ群であり、仮想的な製品、設備や作業員であるともいえる。また、プロセスモデルは、プロダクトモデルとファシリティモデル１２により導かれる仮想的な作業の体系であるともいえる。
A ship construction simulation system based on a unified database according to a first embodiment of the present invention will be described.
FIG. 1 is a block diagram showing a ship construction simulation system based on a unified database according to the present embodiment in terms of function realization means, and FIG. 2 is an overall schematic diagram.
A ship construction simulation system based on a unified database simulates construction of a ship based on information represented by a standardized data structure accumulated in the unified database 10 . A shipbuilding simulation system organizes the information necessary to construct a virtual shipbuilding factory, with the aim of expressing the detailed movements of workers, that is, the movements of elemental work, within the construction simulation. A shipbuilding factory is constructed from three models: a product (product) model, a facility (equipment and workers including tools) model, and a process (work) model. These three models are the core data needed to model a shipyard. Further, in executing the simulation, schedule information 41 and factory layout information 42 are defined together as two pieces of accompanying information that complement these pieces of information.
The product model is the actual product, and the facility model 12 is the systemized data group that abstracts the actual equipment and workers and can be handled by simulation. I can say. It can also be said that the process model is a virtual work system guided by the product model and the facility model 12 .
船舶の建造シミュレーションシステムは、船舶の建造に関わる情報を標準化したデータ構造で蓄積する統一データベース１０と、プロダクトモデル設定手段２０と、ファシリティモデル設定手段３０と、プロセスモデル作成手段４０Ａ及び建造シミュレーション手段４０Ｂを有する建造シミュレータ４０と、時系列情報化手段５０と、情報提供手段６０と、プロセスモデル蓄積手段７０と、検証手段８０と、モデル修正手段９０を備える。
統一データベース１０には、基本設計情報１１と、設備情報１２Ａ及び作業員情報１２Ｂを有するファシリティモデル１２と、過去船のプロセスデータ１３と、ルール情報１４と、品質情報１７が蓄積されている。このように統一データベース１０に各種情報を蓄積することで、情報の種類ごとに別々のデータベースが設けられている場合と比べて情報の蓄積や取得が容易となり、情報の共同利用が可能となり、またデータベースの管理を一元化することができる。なお、統一データベース１０は、物理的にまとまったデータベースであってもよいし、通信回線を介して連係する分散型のデータベースであってもよい。まとまったデータベースであっても、分散型のデータベースであっても、基本的に蓄積された各種情報がそれぞれの標準化したデータ構造を有していること、又は標準化したデータ構造を有するように変換し得ることが重要であり、各種情報がそれぞれの標準化したデータ構造を有すること、又は標準化したデータ構造に変換し得ることをさして「統一」ともいう。
ファシリティモデル１２は、工場の設備と作業員に関する情報（設備情報１２Ａ及び作業員情報１２Ｂ）に基づいて予め作成し、標準化したデータ構造で表現して統一データベース１０に蓄積されたものである。ファシリティモデル１２の「標準化したデータ構造」とは、設備と作業員に関する情報の種類や属性をクラスとして定義しておくことであり、クラス同士の親子関係等といった関係性を情報のツリーとして定義する。なお、工場の設備には道具も含まれる。
なお、統一データベース１０に蓄積された標準化したデータ構造の品質情報１７を、プロセスモデルの作成に利用することもできる。例えば、組立ツリーやタスクツリーの定義や作成、またスケジュール情報４１や工場レイアウト情報４２の作成に当たって、品質基準や、過去の品質状況を考慮して作成することができる。さらに、過去船の設計条件や製造条件と検査結果、就航試験や就航後の品質として蓄積された品質状況を考慮して、プロセスモデル等を作成することができる。例えば、溶接時の作業標準、組み立て部品と溶接欠陥の起こりやすさとの関係、補修を要した過去の事例、非破壊検査時の不具合と事前対策方法、また就航後の劣化や不具合の発生と対策方法等を考慮して、プロセスモデルやスケジュール情報４１、また、工場レイアウト情報４２を作成できる。
The ship construction simulation system includes a unified database 10 that accumulates information related to ship construction in a standardized data structure, a product model setting means 20, a facility model setting means 30, a process model creation means 40A, and a construction simulation means 40B. a construction simulator 40, a time-series information generating means 50, an information providing means 60, a process model storage means 70, a verification means 80, and a model correction means 90.
Basic design information 11, facility model 12 having equipment information 12A and worker information 12B, process data 13 of past ships, rule information 14, and quality information 17 are accumulated in the unified database 10. By accumulating various types of information in the unified database 10 in this way, it becomes easier to accumulate and obtain information than when separate databases are provided for each type of information, and joint use of information becomes possible. Database management can be centralized. Note that the unified database 10 may be a physically consolidated database, or may be a distributed database linked via a communication line. Regardless of whether it is a consolidated database or a distributed database, basically each type of accumulated information has a standardized data structure, or is converted to have a standardized data structure. It is important to obtain information, and the fact that each type of information has its own standardized data structure or can be converted into a standardized data structure is also called "unification".
The facility model 12 is created in advance based on information on factory equipment and workers (equipment information 12A and worker information 12B), expressed in a standardized data structure, and stored in the unified database 10. The "standardized data structure" of the facility model 12 means that the types and attributes of information about equipment and workers are defined as classes, and relationships such as parent-child relationships between classes are defined as an information tree. . Factory equipment also includes tools.
The quality information 17 of the standardized data structure stored in the unified database 10 can also be used to create a process model. For example, when defining and creating assembly trees and task trees, and when creating schedule information 41 and factory layout information 42, quality standards and past quality conditions can be considered. Furthermore, it is possible to create a process model, etc., taking into consideration the design conditions and manufacturing conditions of past ships, inspection results, service tests, and accumulated quality status after service. For example, work standards during welding, the relationship between assembly parts and the likelihood of welding defects, past cases that required repair, defects during non-destructive inspection and preventive measures, deterioration and defects after service and countermeasures A process model, schedule information 41, and factory layout information 42 can be created in consideration of the method and the like.
プロダクトモデル設定手段２０は、船舶の基本設計情報１１を統一データベース１０から取得して標準化したデータ構造で表現したプロダクトモデルとして設定する。
基本設計情報１１には、船舶の完成部品と完成部品を構成する構成部品の結合関係が含まれている。例えば、プロダクト（製品）が船殻である場合、完成部品は船殻を構成するブロック（区画）であり、構成部品はブロックを構成する板材である。結合関係は、ノード（Node，部品の実体情報）とエッジ（Edge，部品の結合情報）で表現される。
基本設計情報１１は、統一データベース１０に蓄積されている。これにより、基本設計情報１１の取得や共同利用、また、新たな基本設計情報１１の蓄積等を簡便に行うことができる。
また、基本設計情報１１は、ＣＡＤシステムから取得することもできる。ＣＡＤシステムから基本設計情報１１を取得することにより、ＣＡＤシステムで作成された基本設計情報１１をプロダクトモデルの設定等に有効利用できる。なお、基本設計情報１１には、例えば、船殻の設計ＣＡＤデータを変換したノードとエッジで表現される結合関係を含む情報も含めることができる。この結合関係を含む情報は、ＣＡＤシステムで予め変換して得てもよいし、基本設計情報１１を取得後にプロダクトモデル設定手段２０で変換して得てもよい。また、ＣＡＤシステムから取得する基本設計情報１１が、各ＣＡＤシステムにおける独自のデータ構造で保持されている場合は、プロダクトモデル設定手段２０において、ＣＡＤデータをシミュレーションで利用できるデータ構造に変換する。また、ＣＡＤシステムからの基本設計情報１１の取得は、通信回線を介した取得の他、近距離無線通信や記憶手段を用いた取得等、様々な手段を利用して行うことができる。
プロダクトモデルでは、組立対象のプロダクトに関わる情報として、プロダクトを構成する部品自身の属性情報ならびに部品間の結合情報を定義する。プロダクトモデルには、プロダクトの組立に関わる作業（組み立て手順、プロセス）の情報は含まれない。
プロダクトは構成部品である実体をもつ部品同士が個々に結合されていると考える。そこでプロダクトモデルは、グラフ理論に基づきノードとエッジで表現されるグラフ構造を用いて定義する。ノード同士の結合であるエッジには方向性は無いとし、無向グラフとする。
The product model setting means 20 acquires the basic design information 11 of the ship from the unified database 10 and sets it as a product model represented by a standardized data structure.
The basic design information 11 includes the connection relationship between the finished parts of the ship and the component parts that make up the finished parts. For example, if the product is a ship's hull, the finished parts are the blocks (sections) that make up the ship's hull, and the component parts are plates that make up the blocks. A connection relation is represented by a node (node, entity information of parts) and an edge (edge, connection information of parts).
Basic design information 11 is stored in a unified database 10 . As a result, acquisition and shared use of basic design information 11, accumulation of new basic design information 11, and the like can be performed easily.
The basic design information 11 can also be obtained from a CAD system. By acquiring the basic design information 11 from the CAD system, the basic design information 11 created by the CAD system can be effectively used for setting the product model. The basic design information 11 can also include, for example, information including a connection relationship represented by nodes and edges obtained by converting hull design CAD data. The information including this connection relationship may be obtained by converting in advance by the CAD system, or may be obtained by converting by the product model setting means 20 after obtaining the basic design information 11 . If the basic design information 11 obtained from the CAD system is held in a unique data structure in each CAD system, the product model setting means 20 converts the CAD data into a data structure that can be used in simulation. In addition, acquisition of the basic design information 11 from the CAD system can be performed using various means such as acquisition using short-range wireless communication and storage means, in addition to acquisition via a communication line.
In the product model, as information related to the product to be assembled, attribute information of the parts themselves constituting the product and connection information between the parts are defined. The product model does not include information on work related to product assembly (assembly procedure, process).
A product is considered to be a combination of individual parts that have substance as constituent parts. Therefore, a product model is defined using a graph structure represented by nodes and edges based on graph theory. It is assumed that an edge, which is a connection between nodes, has no directionality and is an undirected graph.
図３はプロダクトモデルの例を示す図、図４は５枚板モデルの結合関係を示す図である。なお、図４の５枚板モデルは、説明の便宜上、簡略化したプロダクトモデルを示しているが、プロダクトモデルの対象としては、複雑な船殻のブロックや、船体構造、また船舶全体まで含めることが可能である。
ここでは、図３（ａ）に示すような二重底ブロックを、図３（ｂ）に示すように簡略化した５枚板モデルを対象としている。厳密には異なるが、第一の板Ｐ１がインナーボトム、第三の板Ｐ３がボトムシェル、第二の板Ｐ２と第四の板Ｐ４がガーダー、第五の板Ｐ５をロンジと見立てて簡略化している。カラープレートやフロアがなく、ロンジも本数が少ないなど、実際の完成部品とは異なるものの、十分かつ本質的な要素を抽出している。
この完成部品は、図４に示される結合関係で定義される。各板Ｐ１～Ｐ５が構成部品実体のノードに該当し、それらの結合関係であるｌｉｎｅ１～ｌｉｎｅ５がエッジに該当する。ここでは簡単のために５枚板モデルを用いているが、数多くの構成部品で構成される実際の完成部品においても、構成部品実体とそれらの結合関係で完成部品全体を定義することができるため、同様なグラフ表現を用いてプロダクトモデルを定義することが可能である。
FIG. 3 is a diagram showing an example of a product model, and FIG. 4 is a diagram showing a connection relationship of a five-plate model. The five-plate model in Fig. 4 shows a simplified product model for convenience of explanation, but the object of the product model may include complex hull blocks, hull structure, and even the entire ship. is possible.
Here, a double bottom block as shown in FIG. 3(a) is targeted for a simplified five-plate model as shown in FIG. 3(b). Strictly speaking, the first plate P1 is the inner bottom, the third plate P3 is the bottom shell, the second plate P2 and the fourth plate P4 are the girder, and the fifth plate P5 is the longi. ing. There are no color plates or floors, and the number of longi is small.
This finished part is defined by the mating relationships shown in FIG. Each of the plates P1 to P5 corresponds to the node of the entity of the component part, and line1 to line5, which are the connection relations between them, correspond to the edge. For the sake of simplicity, a five-plate model is used here, but even in an actual finished part composed of many components, the entire finished part can be defined by the component entities and their connection relationships. , it is possible to define a product model using a similar graphical representation.
図５は第一の板Ｐ１の３次元モデルを示す図である。
プロダクトの構成部品の形状は、３ＤＣＡＤモデルを入力することで定義できる。図５に示すように、３次元モデルの座標系は、その部材全体を囲む四角形（Bounding-box）を定義し、その四角形の８頂点のうち、ｘ，ｙ，ｚ座標値が最小となる頂点が原点位置になるように３次元モデルを配置した。またシミュレーションの実行中は、３次元モデルに定義した基準点の位置（ローカル座標系、又はグローバル座標系における座標）、姿勢情報（初期姿勢を基準としたオイラー角・クォータニオン）を随時参照できるものとする。
FIG. 5 is a diagram showing a three-dimensional model of the first plate P1.
The shape of the component parts of the product can be defined by inputting a 3D CAD model. As shown in FIG. 5, the coordinate system of the three-dimensional model defines a rectangle (bounding-box) that encloses the entire member. The 3D model is placed so that is the origin position. Also, during the execution of the simulation, the position of the reference point defined in the 3D model (coordinates in the local coordinate system or the global coordinate system) and orientation information (Eulerian angles and quaternions based on the initial orientation) can be referenced at any time. do.
構成部品同士の接合情報を示すエッジには、当該構成部品同士の接合情報を示す必要がある。本実施形態では、簡単のために、完成部品の完成状態の座標系における、それぞれの構成部品の位置・姿勢の情報を与える。具体的には、各構成部品に対して基準点とする３点を任意に与え、その３点が完成状態の座標系において、どこに位置するか、という座標データで情報を保持する。その情報を用いることで、任意の構成部品間の位置関係を算出することが可能である。 Edges indicating connection information between component parts need to indicate connection information between the component parts. In this embodiment, for the sake of simplification, information on the position and orientation of each component in the coordinate system of the completed state of the completed component is given. Specifically, three points are arbitrarily given as reference points to each component, and information is held in the form of coordinate data indicating where the three points are positioned in the coordinate system in the completed state. By using the information, it is possible to calculate the positional relationship between arbitrary components.
溶接線情報は、３次元的な情報で保持される。例えば、１本の溶接線は、溶接線経路（ポリライン）と、溶接トーチの方向ベクトル（法線ベクトル）で構成されるとする。これらの情報は、完成部品の完成状態の座標系において定義されるデータとし、実際にシミュレーションにて溶接タスク（カスタムタスク）が実施される際に、そのタイミングにおける構成部品の位置・姿勢に基づき、溶接線データに対して座標変換を行う。溶接線経路に加えて、トーチの方向も定義することで、溶接中の作業員の位置を定義することができる。さらに溶接中のトーチの向きを認識することができるため、溶接姿勢を判定することが可能となる。 The weld line information is held as three-dimensional information. For example, one weld line is composed of a weld line path (polyline) and a welding torch direction vector (normal vector). These information are data defined in the coordinate system of the completed state of the finished part, and when the welding task (custom task) is actually performed in the simulation, based on the position and posture of the component part at that timing, Coordinate transformation is performed on weld line data. In addition to the weld line path, the orientation of the torch can also be defined to define the operator's position during welding. Furthermore, since the orientation of the torch during welding can be recognized, the welding posture can be determined.
このように、プロダクトモデルには、構成部品同士の連結関係、連結部における接合データ、及び完成部品における構成部品の位置と角度などの情報が含まれる。なお、ＣＡＤシステムの性能によっては、ＣＡＤシステムから取得する基本設計情報１１にプロダクトモデルの作成に必要なデータが一部含まれない場合がある。例えば、裏焼き線データを取り扱えるＣＡＤシステムは少数である。そのような場合は、プロダクトモデル設定手段２０において、基本設計情報１１に含まれなかったプロダクトモデルの作成に必要なデータの作成を行う。
以上説明したデータについてまとめると、プロダクトモデルは、下表１及び下表２に示すようなノードとエッジの情報として整理される。
Summarizing the data described above, the product model is arranged as node and edge information as shown in Tables 1 and 2 below.
また、図６は３枚板モデルのプロダクトモデルの例を示す図である。
図６では、構成部品（第一の板Ｐ１、第二の板Ｐ２、第三の板Ｐ３）間の接合関係が登録されたデータベースであるプロダクトモデルを示している。「ｎａｍｅ」は名前、「ｐａｒｅｎｔ」は親プロダクト、「ｔｙｐｅ」は種別である。なお、各板Ｐ１～Ｐ３の基準座標３点（vo(0,0,0)，vx(1,0,0)，vz(0,0,1)）は省略している。また、データには本来は対象ＩＤを記載するが、説明用に「ｎａｍｅ」で記載している。
上述のように、プロダクトモデルには、組立に関わる作業（プロセス）の情報は含まれない。
Also, FIG. 6 is a diagram showing an example of a product model of a three-plate model.
FIG. 6 shows a product model, which is a database in which joining relationships between component parts (first plate P1, second plate P2, and third plate P3) are registered. "name" is the name, "parent" is the parent product, and "type" is the type. Three reference coordinates (vo(0,0,0), vx(1,0,0), vz(0,0,1)) of each plate P1 to P3 are omitted. Also, although the target ID is originally described in the data, it is described as "name" for explanation.
As described above, the product model does not include information on work (processes) related to assembly.
図１に示すように、ファシリティモデル設定手段３０は、船舶を建造する工場の設備と作業員に関する情報に基づいて、標準化したデータ構造で表現したファシリティモデル１２を設定する。
ファシリティモデル設定手段３０においては、船舶を建造する工場の設備と作業員に関する情報（データ）を統一データベース１０から取得して標準化したデータ構造で表現したファシリティモデル１２として設定することもできるが、本実施形態では、上述のように予め作成されたファシリティモデル１２が統一データベース１０に蓄積されているため、標準化したデータ構造で表現されたファシリティモデル１２を統一データベース１０から直接取得して設定する。標準化したデータ構造で表現されたファシリティモデル１２を統一データベース１０から取得して設定することで、標準化したデータ構造のファシリティモデル１２の取得や、共同利用、設定、新たなファシリティモデル１２に基づいた情報の蓄積等を簡便に行うことができる。
ファシリティモデル１２では、工場のファシリティに関する情報として、ファシリティの個別の名前（例えば、溶接機Ｎｏ．１）、種別（例えば、溶接機）に加えて、個々のファシリティが有する能力値を定義する。能力値には、そのファシリティが有する機能の最大値（範囲）を定義する。例えば、クレーンが有する能力値の一つとしては、吊り上げ荷重値や速度などが挙げられ、その能力値範囲は、最大吊り上げ荷重値や最大速度となる。
また、プロダクトだけでなく、ファシリティも作業員の移動経路上の障害物になり得るため、３次元モデルを用いて形状を定義する。それにより、シミュレータ内では、オブジェクト同士の３次元的な干渉を判断することも可能となる。ここで図７はファシリティの３次元モデルの例を示す図であり、図７（ａ）は作業員、図７（ｂ）は溶接機、図７（ｃ）はクレーン、図７（ｄ）は床、図７（ｅ）は定盤である。
As shown in FIG. 1, the facility model setting means 30 sets the facility model 12 represented by a standardized data structure based on the information on the equipment and workers of the ship building factory.
In the facility model setting means 30, the information (data) regarding the equipment and workers of the ship building factory can be acquired from the unified database 10 and set as a facility model 12 expressed in a standardized data structure. In the embodiment, since the facility models 12 created in advance are accumulated in the unified database 10 as described above, the facility models 12 represented by the standardized data structure are directly acquired from the unified database 10 and set. By acquiring and setting the facility model 12 represented by the standardized data structure from the unified database 10, the acquisition of the facility model 12 of the standardized data structure, shared use, setting, and information based on the new facility model 12 can be easily stored.
In the facility model 12, in addition to the individual name of the facility (for example, welder No. 1) and type (for example, welder), the capability value of each facility is defined as information about the facility of the factory. The ability value defines the maximum value (range) of the function that the facility has. For example, one of the capacity values of a crane is a lifting load value, a speed, etc., and the range of the capacity values is the maximum lifting load value and the maximum speed.
In addition, since not only products but also facilities can become obstacles on a worker's movement path, a three-dimensional model is used to define their shapes. As a result, it is also possible to determine three-dimensional interference between objects within the simulator. Here, FIG. 7 is a diagram showing an example of a three-dimensional model of a facility, FIG. 7(a) is a worker, FIG. 7(b) is a welder, FIG. 7(c) is a crane, and FIG. 7(d) is The floor and FIG. 7(e) are the surface plate.
ファシリティモデル１２が保持する具体的な属性情報を下表３に示す。
また、図８はファシリティモデルの例を示す図である。
図８では、工場のファシリティが登録されたデータベースであるファシリティモデルを示している。「ｎａｍｅ」は名前、「ｔｙｐｅ」は種別、「ｍｏｄｅｌ＿ｆｗｉｌｅ＿ｐａｔｈ」は形状（３次元モデルデータ）、「ａｂｉｌｉｔｙ」は能力（ファシリティの能力値範囲を定義）である。
Also, FIG. 8 is a diagram showing an example of a facility model.
FIG. 8 shows a facility model, which is a database in which factory facilities are registered. "name" is the name, "type" is the type, "model_fwile_path" is the shape (three-dimensional model data), and "ability" is the ability (defines the ability value range of the facility).
このように、プロダクトモデルにおける完成部品と構成部品、及びファシリティモデル１２における工場の設備を３次元モデルで表現する。３次元モデルを利用することで、シミュレーションの精度を向上させることができる。 In this way, the finished parts and components in the product model and the factory equipment in the facility model 12 are represented by three-dimensional models. The accuracy of simulation can be improved by using a three-dimensional model.
図１に示すように、建造シミュレータ４０のプロセスモデル作成手段４０Ａは、プロダクトモデルとファシリティモデル１２に基づいて、船舶を構成部品から建造するための組み立て手順とタスクを明確化し標準化したデータ構造で表現したプロセスモデルを作成する。ここで、先にプロダクトモデルとファシリティモデル１２が設定され、後からプロセスモデルを作成する点が重要である。この順番に進めることで、的確に、後戻りすることなくプロセスモデルが作成でき、後の処理が滞りなくできる。
図９はプロセスモデルの概念図である。
プロセスモデルは、一連の組立工程に関わる作業情報が定義されたデータである。プロセスモデルは、船舶を構成部品から建造するための組み立て手順として組み立ての依存関係を表す組立ツリーと、組立ツリーに基づいたタスク間の依存関係を表すタスクツリーを含む。これにより、組み立ての手順と、それに関わるタスクを明確にし、プロセスモデルを精度よく作成することができる。ここでタスクとは、カスタムタスクを含む一単位の作業を指す。
As shown in FIG. 1, the process model creation means 40A of the construction simulator 40 clarifies and standardizes the assembly procedures and tasks for building a ship from its component parts based on the product model and the facility model 12, and expresses them in a standardized data structure. create a process model that Here, it is important that the product model and the facility model 12 are set first, and the process model is created later. By proceeding in this order, a process model can be accurately created without going back, and subsequent processing can be performed smoothly.
FIG. 9 is a conceptual diagram of a process model.
A process model is data in which work information related to a series of assembly processes is defined. The process model includes an assembly tree representing assembly dependencies as an assembly procedure for building a ship from component parts, and a task tree representing dependencies between tasks based on the assembly tree. This makes it possible to clarify the assembly procedure and related tasks, and create a process model with high accuracy. A task here refers to a unit of work, including custom tasks.
図１０はプロセスモデル作成手段４０Ａによるプロセスモデル作成の詳細フローである。
まず、プロセスモデル作成手段４０Ａは、プロダクトモデル設定手段２０が設定したプロダクトモデルと、ファシリティモデル設定手段３０が設定したファシリティモデル１２を読み込む（プロセスモデル作成情報読込ステップＳ１）。
次に、プロセスモデルの作成に当たって、過去に建造した過去船のプロセスデータ１３を統一データベース１０から参照し、流用するか否かを選択する（流用判断ステップＳ２）。
流用判断ステップＳ２において、流用しないことを選択した場合は、過去船のプロセスデータ１３を参照せずに、構成部品の中間部品を含む組み立て手順を組立ツリーとして定義し（組立ツリー定義ステップＳ３）、組み立て手順の各段階における適切なタスクを定義し（タスク定義ステップＳ４）、タスクの依存関係としての前後関係をタスクツリーとして定義する（タスクツリー定義ステップＳ５）。
一方、流用判断ステップＳ２において、流用することを選択した場合は、統一データベース１０から類似のプロセスデータを抽出し（過去船プロセスデータ抽出ステップＳ６）、組立ツリー定義ステップＳ３、タスク定義ステップＳ４、及びタスクツリー定義ステップＳ５において、抽出した過去船のプロセスデータ１３を参照して流用する。過去船のプロセスデータ１３を流用することで、基本設計情報１１に基づきプロダクトモデルやファシリティモデル１２が変更された場合に、一からプロセスモデルを作成するよりも少ない労力で、早く精度よくプロセスモデルを作成することができる。なお、プロセスデータ１３には、プロセスモデルを含み、プロセスデータ１３も標準化したデータ構造で表現して統一データベース１０に蓄積することができる。
FIG. 10 is a detailed flow of process model creation by the process model creation means 40A.
First, the process model creation means 40A reads the product model set by the product model setting means 20 and the facility model 12 set by the facility model setting means 30 (process model creation information reading step S1).
Next, in creating the process model, the process data 13 of past ships built in the past are referred to from the unified database 10, and it is selected whether or not to be diverted (diversion determination step S2).
In the diversion judgment step S2, if it is selected not to be diverted, the assembly procedure including the intermediate parts of the component parts is defined as an assembly tree without referring to the process data 13 of the past ship (assembly tree definition step S3), Appropriate tasks in each stage of the assembly procedure are defined (task definition step S4), and contextual relationships as dependencies of tasks are defined as a task tree (task tree definition step S5).
On the other hand, in the diversion judgment step S2, when diversion is selected, similar process data is extracted from the unified database 10 (past ship process data extraction step S6), an assembly tree definition step S3, a task definition step S4, and In the task tree definition step S5, the extracted process data 13 of past ships are referred to and used. By using the process data 13 of the past ship, when the product model and the facility model 12 are changed based on the basic design information 11, the process model can be created quickly and accurately with less labor than creating a process model from scratch. can be created. The process data 13 includes a process model, and the process data 13 can also be expressed in a standardized data structure and stored in the unified database 10 .
ここで、図１１は５枚板モデルの組立ツリーの例を示す図である。
組立ツリー定義ステップＳ３において、組立ツリーには、中間部品の情報（名前、部品の姿勢）及び組み立ての前後関係の情報を定義する。部品の組立順番には前後関係が存在するため、組立ツリーは有向グラフで表現される。
中間部品とは、幾つかの部材が結合した状態の構成部品であり、中間部品と部材、又は中間部品同士を組み立てることで完成部品となる。図１１では、第一の板Ｐ１と第二の板Ｐ２と第四の板Ｐ４が組み合わされて第一の中間部品Ｕ１を成し、第三の板Ｐ３と第五の板Ｐ５が組み合わされて第二の中間部品Ｕ２を成し、第一の中間部品Ｕ１と第二の中間部品Ｕ２を組み合わせて完成部品ＳＵＢ１を成す状態を示している。なお、第一の中間部品Ｕ１を組み立てるにあたっては第一の板Ｐ１をベースとし、第二の中間部品Ｕ２を組み立てるにあたっては第三の板Ｐ３をベースとし、完成部品ＳＵＢ１を組み立てるにあたっては第二の中間部品Ｕ２をベースとしている。
Here, FIG. 11 is a diagram showing an example of an assembly tree of a five-plate model.
In the assembly tree definition step S3, information on intermediate parts (names, orientations of parts) and information on the context of assembly are defined in the assembly tree. Since there is a sequential relationship in the assembly order of parts, the assembly tree is represented by a directed graph.
An intermediate part is a component in a state in which several members are joined together, and a finished part is obtained by assembling intermediate parts and members, or assembling intermediate parts with each other. In FIG. 11, a first plate P1, a second plate P2 and a fourth plate P4 are combined to form a first intermediate component U1, and a third plate P3 and a fifth plate P5 are combined to The second intermediate part U2 is formed, and the first intermediate part U1 and the second intermediate part U2 are combined to form the completed part SUB1. The first plate P1 is used as a base for assembling the first intermediate component U1, the third plate P3 is used as a base for assembling the second intermediate component U2, and the second plate P3 is used for assembling the finished component SUB1. It is based on the intermediate part U2.
組立ツリーの定義に必要な属性情報を下表４に示す。これらの情報をすべての中間部品及び完成部品において定義する。
また、図１２は３枚板モデルの組立ツリーの例を示す図である。「ｎａｍｅ」は名前、「ｐｒｏｄｕｃｔ１（ｂａｓｅ）」は接合する対象部品のうちベースとする部品、「ｐｒｏｄｕｃｔ２」は接合する対象部品、「中間部品における構成部品の座標変換情報」は中間部品の定義である。なお、中間部品や完成部品の基準座標３点（vo(0,0,0)，vx(1,0,0)，vz(0,0,1)）は省略している。また、データには本来は対象ＩＤを記載するが、説明用に「ｎａｍｅ」で記載している。
図１２の３枚板モデルでは、第一の板Ｐ１と第二の板Ｐ２が組み合わされて中間部品を成し、その中間部品に第三の板Ｐ３が組み合わされて完成部品を成す。なお、中間部品を組み立てるにあたっては第一の板Ｐ１をベースとし、完成部品を組み立てるにあたっては第三の板Ｐ３をベースとしている。
Also, FIG. 12 is a diagram showing an example of an assembly tree of a three-plate model. "name" is the name, "product1 (base)" is the base part among the target parts to be joined, "product2" is the target part to be joined, and "coordinate transformation information of components in the intermediate part" is the definition of the intermediate part. be. Note that the three reference coordinates (vo(0,0,0), vx(1,0,0), vz(0,0,1)) of intermediate parts and finished parts are omitted. Also, although the target ID is originally described in the data, it is described as "name" for explanation.
In the three-plate model of FIG. 12, the first plate P1 and the second plate P2 are combined to form an intermediate part, which is combined with the third plate P3 to form a finished part. The first plate P1 is used as a base for assembling the intermediate parts, and the third plate P3 is used as a base for assembling the finished parts.
タスクツリー定義ステップＳ５において、タスクツリーには、タスクに必要な情報とタスク同士の前後関係の情報を定義する。例えば、タスク定義ステップＳ４において、下表５に示す３種類のタスクを定義する。
ここで、図１３は全タスクの関係をツリーとして表現した例を示す図である。
図１３は、５枚板モデルに対して、Ｐ１～Ｐ５の各板（鋼板）を所定の位置に配材して、仮溶接及び本溶接を行うことで、完成部品を組み立てるシナリオを想定したものである。
タスクには前後関係があるため、タスクツリー定義ステップＳ５において、タスクのツリーは有向グラフで表現される。例えばタスク[仮溶接０]は、[配材０]、[配材１]、[配材２]のすべてのタスクを完了してからでないと開始することが出来ないことを意味している。
Here, FIG. 13 is a diagram showing an example of expressing the relationship of all tasks as a tree.
Fig. 13 assumes a scenario in which each plate (steel plate) of P1 to P5 is arranged in a predetermined position for a five-plate model, and temporary welding and final welding are performed to assemble a finished part. is.
Since tasks have a contextual relationship, the task tree is represented by a directed graph in the task tree definition step S5. For example, the task [Temporary welding 0] means that it cannot be started until all the tasks [Material distribution 0], [Material distribution 1], and [Material distribution 2] are completed.
また、タスクツリーが有する具体的な属性情報を下表６に示す。例えば、タスク［配材 ０］では、オブジェクト［第二の板Ｐ２］をファシリティ［クレーン １］を用いて、オブジェクト［定盤 ２］上の位置 (８ｍ，０ｍ，２ｍ)に、オイラー角 (０，０，０) の姿勢で配置されるように運搬する、という情報が定義される。配材タスクでは始点の座標を定義しておらず、シミュレーション実施時に当該タスクの実行時点における座標から開始される。他にも同様にタスク［本溶接０］は、エッジ［ｌｉｎｅ１］（第一の板Ｐ１と第二の板Ｐ２との結合部）を対象にファシリティ［溶接機 ２］を用いて、０．２ｍ／ｓの速度で本溶接する、という情報が定義される。ただし、このタスクはタスクの前後関係から、タスク［仮溶接０］が完了してからでなければ開始することは出来ない。溶接経路の情報はプロダクトモデルの当該エッジに関連付けられた情報を参照する。
また、図１４は３枚板モデルのタスクツリーの例を示す図であり、右側の表は左側のグラフ図を表現している。また、図１５は３枚板モデルのタスクツリーのデータの例を示す図である。図１５の「ｎａｍｅ」は名前、「ｔａｓｋ ｔｙｐｅ」は種別、「ｐｒｏｄｕｃｔ」は関連する部品、「ｆａｃｉｌｉｔｙ」は関連するファシリティ、「ｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓ」はタスクツリー情報、「ｔａｓｋ ｄａｔａ」はタスク情報（そのタスクに必要な固有のデータ）である。なお、データには本来は対象ＩＤを記載するが、説明用に「ｎａｍｅ」で記載している。
この例では、図１４に示すように、３枚板モデルに対して、Ｐ１～Ｐ３の各板（鋼板）を所定の位置に配材して、仮溶接及び本溶接を行うことで、完成部品を組み立てるシナリオを想定している。
Also, FIG. 14 is a diagram showing an example of a task tree of the three-plate model, and the table on the right represents the graph on the left. FIG. 15 is a diagram showing an example of task tree data of the three-plate model. In FIG. 15, "name" is the name, "task type" is the type, "product" is the related part, "facility" is the related facility, "conditions" is the task tree information, and "task data" is the task information (that task unique data required for Although the target ID is originally described in the data, it is described as "name" for explanation.
In this example, as shown in FIG. 14, each plate (steel plate) of P1 to P3 is arranged at a predetermined position for a three-plate model, and temporary welding and final welding are performed to obtain a finished part. Assuming a scenario in which
また、図１０に示すように、プロセスモデル作成手段４０Ａは、組み立て手順とタスクに基づいて作業員のスケジュール情報４１を作成する（スケジュール情報作成ステップＳ８）。図１０に示されるように、組み立て手順を先に決めて、タスクを決めることが重要であり、これにより、的確に、後戻りすることなくプロセスモデルが作成でき、後の処理が滞りなくできる。すなわち、組立ツリーを先に作成し、後からタスクツリーを作成する。
スケジュール情報４１は、各行動主体となる作業員に対してタスクを順番も含めて割り当てたものである。これにより、スケジュール情報４１に基づき、主作業や付随作業まで含めた作業員のすべての生産行為を精密に再現してシミュレーションを行うことができる。また、スケジュール情報４１は、情報提供手段６０が備えるモニタやプリンタ等からユーザに提供される。これにより、ユーザは作成されたスケジュール情報４１を必要に応じて確認することができる。なお、スケジュール情報４１は、ユーザの要望があったときのみ提供することも可能である。
Further, as shown in FIG. 10, the process model creation means 40A creates worker schedule information 41 based on the assembly procedure and tasks (schedule information creation step S8). As shown in FIG. 10, it is important to first decide the assembly procedure and then decide the tasks, so that the process model can be accurately created without going back, and the subsequent processing can be performed smoothly. That is, the assembly tree is created first, and the task tree is created later.
The schedule information 41 is the assignment of tasks, including the order, to each worker who is the subject of action. As a result, based on the schedule information 41, it is possible to accurately reproduce and simulate all the production actions of workers, including main work and auxiliary work. Also, the schedule information 41 is provided to the user from a monitor, a printer, or the like provided in the information providing means 60 . This allows the user to check the created schedule information 41 as needed. The schedule information 41 can also be provided only when requested by the user.
プロセスモデルでは組立ツリーとタスクツリーに関わる情報が定義されたが、スケジュール情報４１ではタスクツリーで定義されたそれぞれのタスクに対して、担当作業者の割り振りと、タスクの具体的な実行順番が定義される。
スケジュール情報４１の作成例を下表７に示す。この例では、作業員１は鉄工職の作業者を想定しており、配材タスクと仮溶接タスクが割り当てられている。作業員１は、タスク［配材０］から開始し、タスク［仮溶接４］まで順次実施する。一方、作業員２は溶接職の作業者を想定しており、本溶接タスクが順番に割り当てられている。作業員２は、タスク［本溶接０］から開始し、タスク［本溶接３］まで順次実施する。
An example of creating the schedule information 41 is shown in Table 7 below. In this example, worker 1 is assumed to be an iron worker, and is assigned a material distribution task and a temporary welding task. The worker 1 starts from the task [Material arrangement 0] and sequentially performs the tasks up to the task [Temporary welding 4]. On the other hand, worker 2 is assumed to be a worker in a welding job, and the main welding tasks are assigned in order. The worker 2 starts from the task [final welding 0] and sequentially performs the tasks up to the task [final welding 3].
また、図１６は図１４、１５で示した３枚板モデルにおける作業員へのタスクの割り振りとタスクの順番の例を示す図であり、図１６（ａ）は作業員１へのタスクの割当てとタスク順番を示し、図１６（ｂ）は作業員２へのタスクの割当てとタスク順番を示し、図１６（ｃ）はデータ形式のスケジュール情報である。なお、データには本来は対象ＩＤを記載するが、説明用に「ｎａｍｅ」で記載している。 16 is a diagram showing an example of assignment of tasks to workers and the order of tasks in the three-plate model shown in FIGS. 14 and 15. FIG. , and the task order, FIG. 16(b) shows the assignment of tasks to the worker 2 and the task order, and FIG. 16(c) shows schedule information in a data format. Although the target ID is originally described in the data, it is described as "name" for explanation.
また、図１０に示すように、本実施形態では、スケジュール情報作成ステップＳ８の前に、ファシリティモデル１２に基づいて、タスクがファシリティの能力値範囲を超えるか否かを判断する（能力値範囲判断ステップＳ７）。
能力値範囲判断ステップＳ７において、タスクがファシリティの能力値範囲を超えないと判断した場合は、スケジュール情報作成ステップＳ８に進んでスケジュール情報４１を作成する。このように、タスクがファシリティの能力値範囲を超えないと判断した場合にスケジュール情報４１を作成することで、ファシリティやタスクの能力値を超えたシミュレーションが行われるスケジュール情報４１を作成することを防止できる。また、作成したプロセスモデルは情報提供手段６０からユーザに提供される。
一方、能力値範囲判断ステップＳ７において、タスクがファシリティの能力値範囲を超えると判断した場合は、組立ツリー定義ステップＳ３、タスク定義ステップＳ４、及びタスクツリー定義ステップＳ５に戻り、中間部品の定義、組立ツリーの定義、タスクの定義、及びタスクツリーの定義を再定義する。各定義を再定義することにより、より精度の高いプロセスモデルを作成することができる。
Further, as shown in FIG. 10, in this embodiment, before the schedule information creation step S8, based on the facility model 12, it is determined whether or not the task exceeds the ability value range of the facility (ability value range determination step S7).
If it is determined in the capability value range determination step S7 that the task does not exceed the capability value range of the facility, the process proceeds to the schedule information creation step S8 to create the schedule information 41. FIG. Thus, by creating the schedule information 41 when it is determined that the task does not exceed the capability value range of the facility, it is possible to prevent the schedule information 41 from being created in which a simulation exceeding the capability value of the facility or task is performed. can. Also, the created process model is provided to the user from the information providing means 60 .
On the other hand, if it is determined in the ability value range determination step S7 that the task exceeds the ability value range of the facility, the process returns to the assembly tree definition step S3, the task definition step S4, and the task tree definition step S5 to define intermediate parts, Redefine assembly tree definitions, task definitions, and task tree definitions. By redefining each definition, a more accurate process model can be created.
スケジュール情報作成ステップＳ８の後、組み立て手順とタスクに基づいて、工場内の設備と作業員の配置に関する工場レイアウト情報４２を作成する（工場レイアウト情報作成ステップＳ９）。これにより、設備と作業員の配置が反映された工場レイアウト情報４２に基づき、シミュレーションを行うことができる。また、工場レイアウト情報４２は、情報提供手段６０が備えるモニターやプリンタ等からユーザに提供される。これにより、ユーザは作成された工場レイアウト情報４２を必要に応じて確認することができる。なお、工場レイアウト情報４２は、ユーザの要望があったときのみ提供することも可能である。 After the schedule information creation step S8, based on the assembly procedure and tasks, factory layout information 42 regarding the layout of equipment and workers in the factory is created (factory layout information creation step S9). As a result, a simulation can be performed based on the factory layout information 42 that reflects the arrangement of equipment and workers. Also, the factory layout information 42 is provided to the user from a monitor, a printer, or the like provided in the information providing means 60 . This allows the user to check the created factory layout information 42 as needed. Note that the factory layout information 42 can also be provided only when requested by the user.
これまで定義したプロダクトモデル及びファシリティモデル１２には、工場での配置情報を定義していない。そこで工場レイアウト情報４２では、各オブジェクトの初期配置を定義する。必要な属性情報を下表８に示す。また、図１７は実際にシミュレーション空間に配置した例を示す図である。
また、図１８は３枚板モデルにおける工場レイアウト情報の例を示す図である。なお、データには本来は対象ＩＤを記載するが、説明用に「名前」で記載している。
プロダクトモデル、ファシリティモデル１２のデータベースから、実際にシミュレーションに利用する部品、ファシリティの配置情報をlayout.csvで定義している。
Also, FIG. 18 is a diagram showing an example of factory layout information in the three-plate model. Although the target ID is originally described in the data, the "name" is described for explanation.
From the database of the product model and facility model 12, layout.csv defines the placement information of parts and facilities actually used for simulation.
図１に示すように、プロセスモデル蓄積手段７０は、プロセスモデル作成手段４０Ａによって作成された標準化したデータ構造で表現したプロセスモデルを、標準化したデータ構造で表現して統一データベース１０に蓄積する。プロセスモデルを統一データベース１０に蓄積することで、蓄積したプロセスモデルを統一データベース１０から取得して、時間発展系シミュレーションを行うことが可能となる。また、プロセスモデルを、例えば、情報の種類や属性、また複数の情報間の関係性を標準化したデータ構造で表現して蓄積することで、プロセスモデルの作成や蓄積、また利用が容易となる。
プロセスモデルの「標準化したデータ構造」とは、プロセスに関する情報、例えば、要素作業としてのタスク（属性情報に開始時間や終了時間等を持たせたもの）等の情報の種類や属性をクラスとして定義しておくことであり、クラス同士の親子関係等といった関係性を情報のツリーとして定義する。
As shown in FIG. 1, the process model accumulating means 70 expresses the process model expressed in the standardized data structure created by the process model creating means 40A in the standardized data structure and accumulates it in the unified database 10. By accumulating the process models in the unified database 10, it becomes possible to acquire the accumulated process models from the unified database 10 and perform a time evolution system simulation. In addition, by expressing and accumulating process models in a data structure that standardizes the types and attributes of information and relationships between multiple pieces of information, for example, process models can be easily created, accumulated, and used.
The "standardized data structure" of the process model defines the types and attributes of information related to processes, such as tasks as elemental work (attribute information with start time and end time, etc.) as classes. It defines relationships such as parent-child relationships between classes as an information tree.
建造シミュレーション手段４０Ｂは、プロセスモデル作成手段４０Ａによって作成されたプロセスモデルに基づいて時間ごとの建造の進行状況を逐次計算する時間発展系シミュレーション（３次元空間上の時間発展）を行う。
時間発展系シミュレーションにおいては、プロセスモデルを基に、３次元プラットフォーム上での各ファシリティとプロダクトの位置と占有状況、カスタムタスクの進捗状況を変化させることで、造船における建造をシミュレーションする。なお、乱数を与えて中間部品の精度をあえて悪くし、その影響を下流の工程に至るまでシミュレーションすることもできる。また、カスタムタスクとタスクツリーとの関係は、カスタムタスクをツリー構造で前後関係を表し、繋ぎ合わせたものがタスクツリーとなる。
本実施形態では、３次元プラットフォームをゲームエンジンであるＵｎｉｔｙ（登録商標）を活用して構築している。
時刻ｔにおける各ファシリティとプロダクトの位置、角度および占有を表す変数ｘｆ、ｘｐと、プロセスモデルにおけるカスタムタスクの未完又は完了を表す状態のｓｔの３つを引数とすると、建造シミュレーション手段４０Ｂが定義したスケジュールに記載のカスタムタスクの順に、タスクに関係する各引数を事前に設定したルールに従って変化させることで、次の時刻ｔ＋１へのｘｆ、ｘｐ、ｓｔの変化を表すことができる。これにより各引数の時刻歴が出力される。
The construction simulation means 40B performs a time evolution system simulation (time evolution in three-dimensional space) for sequentially calculating the progress of construction for each hour based on the process model created by the process model creation means 40A.
In the time-evolution simulation, based on the process model, construction in shipbuilding is simulated by changing the position and occupancy of each facility and product on a 3D platform and the progress of custom tasks. In addition, it is also possible to intentionally degrade the accuracy of intermediate parts by giving random numbers, and to simulate the influence of the effects down to the downstream processes. In addition, the relationship between the custom task and the task tree represents the context of the custom tasks in a tree structure, and the tree structure is a task tree.
In this embodiment, a three-dimensional platform is built using Unity (registered trademark), which is a game engine.
With three arguments, variables x f and x p representing the position, angle and occupancy of each facility and product at time t, and state s t representing the incomplete or completed custom task in the process model, the construction simulation means 40B In the order of the custom tasks listed in the schedule defined by , we can represent the changes in x f , x p , s t to the next time t+1 by varying each argument associated with the task according to preset rules. can. This will print the time history of each argument.
図１９は時間発展系シミュレーションの詳細フローである。
建造シミュレーション手段４０Ｂは、作業員が自律的に仮想的な作業を進めるための、又は作業員が仮想的な作業で使用する設備を決めるためのルール情報１４を統一データベース１０から取得する。そして、プロダクトモデル設定手段２０が設定したプロダクトモデルと、ファシリティモデル設定手段３０が設定したファシリティモデル１２と、プロセスモデル作成手段４０Ａが作成したプロセスモデル、スケジュール情報４１、及び工場レイアウト情報４２と、取得したルール情報１４に基づいて、３次元プラットフォーム上にオブジェクトを配置する（シミュレーション実行情報読込ステップＳ１１）。
ここで、ルール情報１４とは、建造シミュレーション手段４０Ｂによる自律判断に必要な制約や選択肢である。例えば、溶接タスク（カスタムタスク）では、使える溶接機の種類だけをルール情報１４として指定しておき、どの溶接機を使用するかはシミュレーションの途中で建造シミュレーション手段４０Ｂが自律的に判断する。
すなわち、仮想的な作業員がシミュレーション内でどのように判断するのかを記述したものがルール情報１４となる。ルール情報１４を利用することにより、シミュレーションにおける作業員が的確に仮想的な作業を進めることや設備を決めることが容易になる。また、ルール情報１４は統一データベース１０とは別のデータベースに蓄積しておくこともできるが、本実施形態のようにルール情報１４を統一データベース１０に蓄積することで、他のシミュレーションでも共通的に利用が可能となる。ルール情報１４は、あらかじめカタログのように作成して統一データベース１０に蓄積しておく。なお、ルール情報１４は、強化学習やマルチエージェント等により自律的に学習させて作成して取得することも可能である。強化学習等により自律的にルール情報１４を作成する方法としては、エージェントが建造シミュレーション手段４０Ｂ内を自由に動き回り効率的なルールを学習してルール情報１４を生成する手法を用いる。ルール情報１４の一例は以下の通りである。
ルール１Ａ：空いている近い道具を取得する。
ルール１Ｂ：後工程でも空いている近い道具を取得する。
ルール２：クレーンを使用する場合、クレーン同士の干渉によって他の工程が妨げられないようなクレーンを選択する。
ルール３：使用後、マグネット式の釣り具は台車の上に置く。
ルール４：作業場所が同じ後の工程について、道具をまとめて取ってくる。
これらのルールは、時間発展系シミュレーションを行う以前に作業員に割り当てておくものであり、例えば以下のようになる。
作業員１：ルール１Ａ
作業員２：ルール１Ｂ、ルール２、ルール３、ルール４
作業員１は新人を想定し、作業員２は熟練者を想定したものである。新人の作業員１は自分のことだけを考えて動くため、他工程の邪魔になったりもする。
FIG. 19 is a detailed flow of the time evolution system simulation.
The construction simulation means 40B acquires the rule information 14 from the unified database 10 for workers to autonomously proceed with virtual work or for determining equipment to be used by workers for virtual work. Then, the product model set by the product model setting means 20, the facility model 12 set by the facility model setting means 30, the process model created by the process model creating means 40A, the schedule information 41, and the factory layout information 42 are acquired. Based on the obtained rule information 14, objects are placed on the three-dimensional platform (simulation execution information reading step S11).
Here, the rule information 14 is restrictions and options necessary for autonomous judgment by the construction simulation means 40B. For example, in a welding task (custom task), only the types of welders that can be used are specified as the rule information 14, and the construction simulation means 40B autonomously determines which welder to use during the simulation.
That is, the rule information 14 describes how a virtual worker makes decisions in the simulation. By using the rule information 14, it becomes easier for the worker in the simulation to proceed with the virtual work accurately and to determine the equipment. Further, the rule information 14 can be stored in a database other than the unified database 10, but by storing the rule information 14 in the unified database 10 as in the present embodiment, other simulations can be performed in common. available. The rule information 14 is created in advance like a catalog and stored in the unified database 10 . It should be noted that the rule information 14 can also be created and acquired by autonomous learning through reinforcement learning, multi-agents, or the like. As a method for autonomously creating the rule information 14 by reinforcement learning or the like, a method is used in which an agent freely moves around in the construction simulation means 40B and learns efficient rules to generate the rule information 14. FIG. An example of the rule information 14 is as follows.
Rule 1A: Get an empty nearby tool.
Rule 1B: Acquire a nearby tool that is free even in the post-process.
Rule 2: When using cranes, select cranes that do not interfere with other processes due to interference between cranes.
Rule 3: Place the magnetic fishing tackle on the dolly after use.
Rule 4: For subsequent processes in the same work place, collect tools together.
These rules are assigned to the workers before performing the time evolution system simulation, and are as follows, for example.
Worker 1: Rule 1A
Worker 2: Rule 1B, Rule 2, Rule 3, Rule 4
Worker 1 is assumed to be a new worker, and worker 2 is assumed to be a skilled worker. Since the new worker 1 thinks only of himself and moves, he may interfere with other processes.
ルール情報１４により、時間発展系シミュレーションの実施中に、未入力だったタスク情報やスケジュール情報４１が自動構築される。本実施形態では、ルール情報１４として、作業員に付与される判断ルールであるブレインを含む。
ブレインは、カスタムタスクに１対１で対応させ、時間発展系シミュレーションを実行する前に構築しておく。時間発展系シミュレーション上では、ブレインを逐次動作させることで、時間発展の中で状況に応じて作業員が判断する様子を再現する。そのため、特に造船工程のような、繰り返し作業ではなく現場で判断することが非常に多い作業を作業員がブレインを利用して判断し、仮想的な作業を円滑に進めることができる。
ルール情報１４の一つであるブレインで判断される内容は、大別すると以下の四つである。
１．ある一つのカスタムタスクに対して、必要な引数を決定する。
２．ある一つの種類（タスクタイプ）に属する複数のカスタムタスクの中から一つのカスタムタスクを選択する。
３．複数の種類のカスタムタスクから一つの種類を選択する。
４．カスタムタスクを実施中に競合が発生した場合の対応をルールに基づいて選択する。
Based on the rule information 14, uninput task information and schedule information 41 are automatically constructed during execution of the time evolution system simulation. In this embodiment, the rule information 14 includes brains, which are judgment rules given to workers.
Brains are mapped to custom tasks on a one-to-one basis and are constructed prior to running a time evolution simulation. In the time-evolution system simulation, the brain is operated sequentially to reproduce how the worker makes decisions according to the situation in the time-evolution. Therefore, workers can use their brains to make decisions, such as shipbuilding processes, which are not repetitive work and are often judged on site, and can proceed smoothly with virtual work.
Contents determined by the brain, which is one of the rule information 14, are roughly classified into the following four.
1. Determine the required arguments for a single custom task.
2. Select one custom task from a plurality of custom tasks belonging to one type (task type).
3. Select one type from multiple types of custom tasks.
4. Rules-based selection of what to do when a conflict occurs while performing a custom task.
ブレインによる判断方法においては、まず引数の組合せとして候補群を作成し、その候補群それぞれに対して評価パラメータを抽出し、所定の評価値ルールに基づく評価値の計算を実施し、最終的に最も評価値が高いものを選択する。
評価パラメータの抽出、所定のルール、評価値に基づく選択は、配材タスクを例にすると、それぞれ例えば以下のようになる。
［評価パラメータの抽出］
判断に関わる評価パラメータ群を、時間発展系シミュレーション中に順次取得する。
・ｐ１：作業員の現在地からプロダクトまでの距離
・ｐ２：プロダクトからクレーンまでの距離
・ｐ３：プロダクトから目的地までの距離（目的地は自動計算）
・ｐ４：ベース板か否か（０ or １）
・ｐ５：干渉無く行動可能か（０ or １）
［評価値ルール］
ｖ＝（ｐ４－０．２＊（ｐ１＋ｐ２＋ｐ３））＊ｐ５
［選択］
０より大きい評価値の中で最大の評価値を得たタスクを選択する。
タスク１：ｖ１
タスク２：ｖ２
タスク３：ｖ３
・・・
In the judgment method by the brain, first, candidate groups are created as a combination of arguments, evaluation parameters are extracted for each of the candidate groups, evaluation values are calculated based on predetermined evaluation value rules, and finally the most Select the one with the highest evaluation value.
Extraction of evaluation parameters, predetermined rules, and selection based on evaluation values are as follows, for example, using the distribution task as an example.
[Extraction of evaluation parameters]
A group of evaluation parameters related to judgment is sequentially acquired during the time evolution system simulation.
・p1: distance from the worker's current location to the product ・p2: distance from the product to the crane ・p3: distance from the product to the destination (the destination is automatically calculated)
・p4: Whether it is a base plate or not (0 or 1)
・p5: Action possible without interference (0 or 1)
[Evaluation value rule]
v=(p4−0.2*(p1+p2+p3))*p5
[Selection]
Select the task with the highest evaluation value among the evaluation values greater than 0.
Task 1: v1
Task 2: v2
Task 3: v3
・・・
ブレインの評価値ルールは、手動又は機械学習によって構築する。
手動で構築する場合は、ビデオ分析の結果や作業員に対するヒアリング等を通じてルールを推定し構築する。
機械学習によって構築する場合は、二つの構築方法がある。一つ目の構築方法は、造船工場での作業員、道具、及びプロダクトの動きに関するデータをカメラや位置センサ等を用いたモニタリングにより取得し、取得した大量のデータから、作業員とプロダクトとの距離や作業員と道具との距離などのパラメータＸと、作業員のタスク選択結果（判断履歴）Ｙを整理し、整理したデータを教師データとし、パラメータＸからタスク選択結果Ｙを予測するニューラルネット等の機械学習モデルとして構築するものである。また、二つ目の構築方法は、例えば時間が短いほど良い等の目標を設定し、その目標を報酬とした強化学習を適用し、最適な戦略を自動構築するものである。
Brain's evaluation value rule is constructed manually or by machine learning.
When constructing manually, the rules are estimated and constructed through the results of video analysis and interviews with workers.
When constructing by machine learning, there are two construction methods. The first construction method acquires data on the movement of workers, tools, and products in a shipbuilding factory by monitoring using cameras and position sensors, etc., and from the acquired large amount of data, it is possible to identify the relationship between workers and products. A neural network that organizes parameters X such as distance and distance between workers and tools, and worker task selection results (judgment history) Y, uses the organized data as training data, and predicts task selection results Y from parameters X. It is constructed as a machine learning model such as In the second construction method, a goal is set, for example, the shorter the time, the better, and the reinforcement learning with the goal as a reward is applied to automatically construct the optimal strategy.
タスクタイプごとのブレインの例を下表９に示す。表中の「ＡｔＢｒａｉｎ」は配材Ａｔのブレイン、「ＦｔＢｒａｉｎ」は仮付Ａｔのブレイン、「ＷｔＢｒａｉｎ」は本溶接Ｗｔのブレイン、「ＤｔＢｒａｉｎ」は裏焼きＤｔのブレインである。
図２０はブレインを利用したシミュレーションの様子を示す図であり、図２０（ａ）は配材タスク、図２０（ｂ）は溶接タスクである。
配材タスクにおいては、配材場所の制約と配置位置が自動決定される。
溶接タスクにおいては、溶接線の位置などの評価パラメータが取得され、評価値計算が実施される。なお評価値計算では、溶接作業者の近くで別の作業を実施しないなど、溶接領域が考慮される。
20A and 20B are diagrams showing the state of the simulation using the brain, FIG. 20A being a material distribution task and FIG. 20B being a welding task.
In the material allocation task, restrictions on material allocation locations and placement positions are determined automatically.
In the welding task, evaluation parameters such as the position of the weld line are acquired and evaluation value calculation is performed. Note that the evaluation value calculation takes into account the welding area, such as not performing other work near the welding operator.
図１９に示すように、シミュレーション実行情報読込ステップＳ１１の後、スケジュール情報４１に記載のカスタムタスクのうち、全行動主体に対して先頭に存在するタスクを実行し、時間を１秒プラスする。（タスク実行ステップＳ１２）。カスタムタスクは事前にメソッドとして定義しておき、割り当てられたカスタムタスクを状況に応じてルール情報１４等に基づき変更する。
時間発展系シミュレーションでは、時間ごとの船舶の完成部品又は構成部品の位置、設備及び作業員の位置と占有状況、組み立て手順とタスクの進行状況を逐次計算する。これにより、船舶の建造に関わる時間発展系シミュレーションを精度よく行うことができる。
As shown in FIG. 19, after the simulation execution information reading step S11, among the custom tasks described in the schedule information 41, the top task is executed for all action subjects, and the time is added by one second. (task execution step S12). A custom task is defined in advance as a method, and the assigned custom task is changed based on the rule information 14 or the like depending on the situation.
Time-evolving simulation sequentially calculates the positions of finished parts or components of a ship, the positions and occupancy of equipment and workers, and the progress of assembly procedures and tasks over time. As a result, it is possible to accurately perform a time-evolution system simulation related to the construction of a ship.
次に、カスタムタスクが終了したか否かを判定する（タスク終了判定ステップＳ１３）。
タスク終了判定ステップＳ１３において、カスタムタスクが終了していないと判定した場合は、タスク実行ステップＳ１２に戻り、カスタムタスクを実行する。
一方、タスク終了判定ステップＳ１３において、カスタムタスクが終了したと判定した場合は、終了したカスタムタスクをスケジュールの先頭から削除し、割り当てられたカスタムタスクがすべて終了したか否かを判定する（シミュレーション終了判定ステップＳ１４）。
シミュレーション終了判定ステップＳ１４において、割り当てられたカスタムタスクがすべて終了していないと判定された場合は、タスク実行ステップＳ１２に戻り、カスタムタスクを実行する。
一方、シミュレーション終了判定ステップＳ１４において、割り当てられたカスタムタスクがすべて終了したと判定された場合は、シミュレーションを終了する。このようにシミュレーションは、すべての予定されたカスタムタスクがなくなるまで繰り返し実行する。
Next, it is determined whether or not the custom task has ended (task end determination step S13).
When it is determined that the custom task has not ended in the task end determination step S13, the process returns to the task execution step S12 to execute the custom task.
On the other hand, if it is determined in the task termination determination step S13 that the custom task has terminated, the terminated custom task is deleted from the top of the schedule, and it is determined whether or not all the assigned custom tasks have terminated (simulation termination decision step S14).
If it is determined in the simulation end determination step S14 that all the assigned custom tasks have not been completed, the process returns to the task execution step S12 to execute the custom task.
On the other hand, if it is determined in the simulation end determination step S14 that all the assigned custom tasks have ended, the simulation ends. The simulation thus runs repeatedly until all scheduled custom tasks are exhausted.
また、建造シミュレータ４０は、時間発展系シミュレーションの途中結果を、情報提供手段６０から提供する。シミュレーションの途中結果は、例えばタスク実行ステップＳ１２が終了するたびにユーザに提供される。ユーザは、提供された途中結果を基に、そのままシミュレーションを続行するか、又はカスタムタスク等を変更して次のシミュレーションを行うかなどを判断する。これにより、ユーザが途中結果に基づいて判断し、ユーザの意図に沿ったシミュレーションを行いやすくなる。
情報提供手段６０からの途中結果の提供は、ユーザが例えばシミュレータの実行ボタンを押す際に任意にオン／オフを選択可能であり、オフが選択されている場合は実行されない。一方、オンが選択されている場合は、例えばモニタが閲覧モードとなり、シミュレーションの状況がアニメーション的に流れていく様子が提供され、ユーザは一時停止ボタンを押したり、また再生ボタンを押したりして、逐次確認することができる。ユーザは、一時停止ボタンを押したとき、既に終了しているカスタムタスク、実施中のカスタムタスク、及び未実施の予定されているカスタムタスクを見ることができ、例えば予定されているカスタムタスクの順番を変更したり、そのカスタムタスクで使う道具を変更及び指定したりできる。変更後、再生ボタンを押すと、シミュレーションが再開し、変更したシナリオで進行する。
また、時間発展系シミュレーションにおいては、予め取得したルール情報１４とタスクを利用し、仮想の作業員が自律的に仮想的な作業を進める。具体的には、ルール情報１４と、タスクとしてのベーッシックタスクを組み合わせて構成したカスタムタスクを利用して仮想的な作業を進める。
ルール情報１４とは、上述のように例えば、使える溶接機の種類などである。ルール情報１４とタスクを利用することにより、シミュレーションにおける仮想の作業員が的確に仮想的な作業を進めやすくなる。
なお、情報提供手段６０から途中結果を提供した後に、ユーザから変更を加えた変更条件を受け付け、変更条件に基づいて時間発展系シミュレーションを実行することも可能である。これにより、ユーザの意向が反映された変更条件を基に精度よくシミュレーションを行うことができる。
図２１はシミュレーションの疑似コードを示す図である。
In addition, the construction simulator 40 provides interim results of the time evolution system simulation from the information providing means 60 . An intermediate result of the simulation is provided to the user, for example, each time the task execution step S12 ends. Based on the provided interim result, the user determines whether to continue the simulation as it is or to perform the next simulation by changing the custom task or the like. This makes it easier for the user to make judgments based on the intermediate results and to perform simulations in accordance with the user's intentions.
The provision of interim results from the information providing means 60 can be arbitrarily selected by the user, for example, when pressing the execution button of the simulator, and is not executed when OFF is selected. On the other hand, if ON is selected, for example, the monitor will be in viewing mode, providing an animated flow of the simulation situation, and the user can press the pause button or press the play button. , can be checked sequentially. When the user presses the pause button, the user can see the custom tasks that have already been completed, the custom tasks that are being performed, and the scheduled custom tasks that have not yet been performed. , and change and specify the tools to be used in that custom task. After making changes, press the play button to restart the simulation and proceed with the changed scenario.
Also, in the time evolution system simulation, the rule information 14 and the task acquired in advance are used, and the virtual worker autonomously advances the virtual work. Specifically, a custom task configured by combining the rule information 14 and a basic task as a task is used to proceed with virtual work.
The rule information 14 is, for example, the types of welders that can be used, as described above. By using the rule information 14 and the tasks, it becomes easier for the virtual worker in the simulation to accurately proceed with the virtual work.
Note that it is also possible to receive changed conditions from the user after the intermediate results are provided from the information providing means 60, and to execute the time evolution system simulation based on the changed conditions. As a result, it is possible to accurately perform a simulation based on the changed conditions that reflect the user's intentions.
FIG. 21 shows pseudo code for the simulation.
カスタムタスクを構成するベーシックタスクは、汎用的に使われうる小さな作業を表す。
ベーシックタスクは、時間発展系シミュレーション上で実行可能な関数であり、時間発展系シミュレーションを実行する前に、関数として構築しておく。ベーシックタスクは、引数が与えられ、その引数に関連したシミュレーションのオブジェクトを移動させたり占有したりといった、シミュレーションに必要な基本的な関数である。また、ベーシックタスクは、３次元的な制約を考慮した関数となる。
ベーシックタスクの組合せとしてカスタムタスクを構築する。タスクが時間発展系シミュレーションで実行可能な関数であるベーシックタスクを組み合わせて構築されるカスタムタスクを含むことで、作業の種類別に小さな作業を組み合わせたカスタムタスクにより、時間発展系シミュレーションの精度を向上させることができる。
ベーシックタスクの具体例を下表１１に示す。なおベーシックタスクは、表１１に挙げたもの以外にも多数存在する。
A basic task is a function that can be executed on a time evolution system simulation, and is constructed as a function before executing the time evolution system simulation. A basic task is a basic function required for a simulation, given an argument, such as moving or occupying the simulation object associated with that argument. Also, the basic task becomes a function that considers three-dimensional constraints.
Build custom tasks as combinations of basic tasks. By including custom tasks that are built by combining basic tasks, which are functions that can be executed in time-evolving simulations, custom tasks that combine small tasks for each type of work improve the accuracy of time-evolving simulations. be able to.
Specific examples of basic tasks are shown in Table 11 below. There are many basic tasks other than those listed in Table 11.
図２２はベーシックタスクの例として移動タスク（ｍｏｖｅ）を示す図である。移動タスクの定義は以下の通りである。
・動く主体名と目的地の座標値を引数として持つ。
・シミュレーション上では、特定のスピードで主体者を移動させる関数となる。
・３次元的な地形を考慮して最短経路を自動算出する。
・経路の途中にマンホールやロンジなどの障害物が存在し、当該障害物をくぐったり跨いだりして越える必要がある場合、それに応じて速度を減速させる。
FIG. 22 is a diagram showing a move task (move) as an example of a basic task. The definition of the move task is as follows.
・Have the name of the moving subject and the coordinates of the destination as arguments.
・On the simulation, it becomes a function that moves the subject at a specific speed.
・Automatically calculates the shortest route considering the 3D topography.
・When there are obstacles such as manholes and longi on the route, and it is necessary to pass through or straddle the obstacles, the speed is reduced accordingly.
図２３はベーシックタスクの例として溶接タスク（ｗｅｌｄ）を示す図である。溶接タスクの定義は以下の通りである。
・主体名、対象溶接線名、及び利用する溶接機名を引数とする。
・シミュレーション上では、特定の溶接スピードで溶接線近くを移動させる関数となる。
・溶接機には電源ケーブル、トーチ、及びホースを再現し、ケーブルとホースは他のオブジェクトと干渉する。
・溶接線が上向きにある場合と下向きにある場合で溶接速度が変更される。
FIG. 23 is a diagram showing a welding task (weld) as an example of a basic task. The definition of the welding task is as follows.
・The name of the subject, the name of the target welding line, and the name of the welding machine to be used are arguments.
・On the simulation, it becomes a function that moves near the weld line at a specific welding speed.
・The welder has a power cable, torch, and hose, and the cable and hose interfere with other objects.
・The welding speed is changed depending on whether the welding line is upward or downward.
図２４はベーシックタスクの例としてクレーン移動タスク（ＣｒａｎｅＭｏｖｅ）を示す図である。クレーン移動タスクの定義は以下の通りである。
・主体名と目的地の座標値を引数とする。
・シミュレーション上では、特定の移動スピードで目的地まで移動する関数となる。
・本ベーシックタスクは、主体者が機器（クレーン）となる。機器については、外部からタスクを命じられて実行するという形態をとる。
・他のクレーンとの干渉判定を行い、移動可能な領域を制約として考慮する。
FIG. 24 is a diagram showing a crane move task (CraneMove) as an example of a basic task. The definition of the crane movement task is as follows.
・The subject name and the coordinate value of the destination are used as arguments.
・On the simulation, it becomes a function that moves to the destination at a specific moving speed.
・In this basic task, the subject is the equipment (crane). The device takes the form of being instructed to perform a task from the outside.
・Consider the movable area as a constraint by judging interference with other cranes.
ここで、タスク実行ステップＳ１２の前に事前にメソッドとして定義しておくカスタムタスクについて詳細に説明する。カスタムタスクは以下のように定義される。
・カスタムタスクは、ベーシックタスクの組合せとして構築するものであり、パターン化又は慣習化された途切れない一連の作業の集合を一つのカスタムタスクとして表現する。例えば、カスタムタスクが配材タスクの場合は、「物へ移動→物をつかむ→物と移動→物を置く」となる。
・カスタムタスクに引数が渡され、その引数に基づいて、事前に決められた順番のベーシックタスクを構築していき、最終的にベーシックタスクのリストを構築する。
・カスタムタスクは、配材タスク、仮付タスク、溶接タスクなど、再現したいタスク毎に構築する。
・カスタムタスクは、インプットとして共通の引数とタスク毎に固有の引数を持つ。
・カスタムタスクには、人が主体となるものと、機器が主体となるものがある。例えば、配材タスクの主体は人（作業員）、自動溶接タスクの主体は機器（自動溶接機）となる。
Here, the custom task defined in advance as a method before task execution step S12 will be described in detail. A custom task is defined as follows:
- A custom task is constructed as a combination of basic tasks, and expresses a set of uninterrupted series of patterned or customary tasks as one custom task. For example, if the custom task is a material distribution task, the sequence is "Move to object -> Grasp object -> Move with object -> Place object".
Arguments are passed to the custom task, and based on the arguments, it builds basic tasks in a predetermined order, and finally builds a list of basic tasks.
・Create a custom task for each task you want to reproduce, such as material distribution task, temporary attachment task, welding task, etc.
・Custom tasks have common arguments and unique arguments for each task as inputs.
・There are custom tasks that are mainly performed by people and those that are mainly performed by devices. For example, the subject of the material distribution task is a person (worker), and the subject of the automatic welding task is a device (automatic welder).
人に割り当てられるカスタムタスクのタスクタイプ、関数名、及び引数の例を下表１２に示し、機器に割り当てられるカスタムタスクの関数名、及び引数の例を下表１３に示す。
図２５はカスタムタスクとしての配材タスク「取りに行く」の例を示す図である。なお、ホイストクレーンを使用する。
この配材タスクのタスクタイプは「配材Ａｔ」、関数名は「AtPick」、共通の引数は「タスク名，タスクタイプ，関数名，対象，利用ファシリティ，先行タスク，主体名，要求ファシリティ種別・個数」、固有の引数はなしとなる。
配材タスク「取りに行く」を構成するベーシックタスクのリストの例を以下に示す。
１．ｍｏｖｅ （主体者，ファシリティの場所）
２．ｍｏｖｅ （主体者とファシリティ，対象の場所）
３．ＣｒａｎｅＨｏｉｓｔ （下げる）
４．Ｔｉｍｅｏｕｔ （指定秒数）
５．ＣｒａｎｅＨｏｉｓｔ （上げる）
なお、上記３のベーシックタスクはフックを下降させ、上記４のベーシックタスクは玉掛時間分待機させ、上記５のベーシックタスクはフックを上昇させるものである。
FIG. 25 is a diagram showing an example of the distribution task "go pick up" as a custom task. A hoist crane will be used.
The task type of this material allocation task is "material allocation At", the function name is "AtPick", and the common arguments are "task name, task type, function name, target, used facility, preceding task, subject name, requested facility type/ number", with no unique arguments.
Below is an example of a list of basic tasks that make up the distribution task "go pick up".
1. move (subject, location of facility)
2. move (subject and facility, target location)
3. Crane Hoist (Lower)
4. Timeout (specified number of seconds)
5. Crane Hoist
The basic task 3 lowers the hook, the basic task 4 waits for the slinging time, and the basic task 5 raises the hook.
図２６はカスタムタスクとしての配材タスク「配置する」の例を示す図である。
この配材タスクのタスクタイプは「配材Ａｔ」、関数名は「AtPlace」、共通の引数は「タスク名，タスクタイプ，関数名，対象，利用ファシリティ，先行タスク，主体名，要求ファシリティ種別・個数」、固有の引数は「配材先の基準オブジェクト，座標値（ｘ，ｙ，ｚ）、オイラー角（θ，φ，ψ）」となる。
配材タスク「配置する」を構成するベーシックタスクのリストの例を以下に示す。
１．ｍｏｖｅ （主体者，ファシリティと対象，指定された座標値へ）
２．ＣｒａｎｅＨｏｉｓｔ （下げる）
３．Ｔｉｍｅｏｕｔ （指定秒数）
４．ＣｒａｎｅＨｏｉｓｔ （上げる）
なお、上記３のベーシックタスクは物を取り外す時間分待機させるものである。
FIG. 26 is a diagram showing an example of the distribution task "arrange" as a custom task.
The task type of this material allocation task is "material allocation At", the function name is "AtPlace", and the common arguments are "task name, task type, function name, target, used facility, preceding task, subject name, requested facility type/ number", and the unique argument is "reference object of distribution destination, coordinate values (x, y, z), Euler angles (θ, φ, ψ)".
An example of a list of basic tasks that make up the distribution task "Place" is shown below.
1. move (subject, facility and object, to specified coordinates)
2. Crane Hoist (Lower)
3. Timeout (specified number of seconds)
4. Crane Hoist
Note that the basic task 3 above is to wait for the time required to remove the object.
図２７は本溶接タスクをベーッシックタスクの組合せで表現した例を示す図である。
メソッドとしてのタスクを実行することにより，変数ｘｆ、ｘｐ、ｓｔを変化させる。そのために、各カスタムタスクそれぞれに対してメソッドを定義するが、そのカスタムタスクをさらに細かなメソッドであるベーッシックタスクの組合せで表現する。
まず、開始条件を確認するベーッシックタスク（Wait_start）は、条件が満たされるまでは待つといったメソッドとなる。
道具を確保するベーッシックタスク（Wait_hold）は、使用する道具がすべて空いていなければ待ち、空いていれば、本タスクのために占有する状態に変化させるといった基本的なメソッドとなる。
また、クレーンによって構成部品を移動させるなどの表現は、移動タスク（move）として表し、指定した速度で位置や角度を変更する。
溶接タスク（weld）は、プロダクトモデルに定義された溶接線情報を基に、溶接開始点までの移動と溶接姿勢に基づく速度で溶接トーチおよび作業者を移動させ、構成部品を次の中間部品へと変化させるといったメソッドとしている。このようなベーッシックタスクの組合せで様々なタスクを表現し、メソッドとして事前（タスク実行ステップＳ１２の前）に構築する。
このように、カスタムタスクはあらかじめ決められた標準的な手順を記載するものである。カスタムタスクは、時間発展系シミュレーションの前にカタログのように作っておく。カスタムタスクの一例は以下の通りである。
仮溶接（カスタムタスク）：溶接機を取りに行く＋クレーンを取りに行く＋部品を吊る＋位置をあわせる＋仮止めする
このとき、どの道具（溶接機１又は溶接機２など）を選択するかはルール情報１４（ルール１Ａ、ルール１Ｂ、ルール２など）に基づいて決められる。また、ルール情報１４のうちのルール３に関し、マグネット式のクレーンを使っていた場合は、道具を使用後に台車の上に置くという新たなタスクが発生する。もちろん、ルール情報１４に基づかずに、使用する道具をユーザが指定することもできる。
FIG. 27 is a diagram showing an example in which the main welding task is represented by a combination of basic tasks.
Variables x f , x p , and st are changed by executing the task as a method. For this purpose, a method is defined for each custom task, and the custom task is expressed as a combination of basic tasks, which are more detailed methods.
First, the basic task (Wait_start) that checks the start condition is a method that waits until the condition is met.
The basic task (Wait_hold) that secures the tool is a basic method that waits if all the tools to be used are not available, and if they are available, changes the state to be occupied for this task.
Expressions such as moving a component by a crane are expressed as a movement task (move), which changes the position and angle at a specified speed.
Based on the welding line information defined in the product model, the welding task (weld) moves the welding torch and worker at a speed based on the movement to the welding start point and welding posture, and moves the component to the next intermediate part. It is a method that changes to Various tasks are represented by combinations of such basic tasks, and constructed as methods in advance (before task execution step S12).
Thus, a custom task describes a pre-determined standard procedure. Create a custom task like a catalog before the time evolution system simulation. An example of a custom task is as follows.
Temporary welding (custom task): Go get the welder + go get the crane + hang the part + align the position + temporarily fasten Which tool (welder 1 or welder 2, etc.) should be selected at this time is determined based on rule information 14 (rule 1A, rule 1B, rule 2, etc.). Further, regarding rule 3 of the rule information 14, if a magnet-type crane is used, a new task of placing the tool on the cart after use occurs. Of course, the user can also specify the tools to be used without being based on the rule information 14 .
また、ベーッシックタスクの中でも移動については、すべてのタスク内の移動経路を手入力することが困難なことが多いと想定されるため、建造シミュレーション手段４０Ｂが経路探索を行い自動判断するように設定することが好ましい。この場合、具体的には、まず移動可能な領域をメッシュで動的に生成し、そのメッシュの頂点と線分を経路と見立て、Ａ＊アルゴリズムにより経路を自動算出する。
図２８は２つの入り口がある壁で囲まれた領域のうち、移動可能なメッシュを構成した例を示す図である。壁１００付近はメッシュが存在しないため、壁１００を回り込んで移動するような経路が生成されることとなる。実装には、例えばＵｎｉｔｙ（登録商標）のＮａｖｍｅｓｈＡｇｅｎｔクラスを活用する。これによりベーッシックタスクでは到達先の地点又は到達先のオブジェクトを指定することで、途中の経路は自動算出され入力の手間を大幅に削減することが可能となる。
In addition, for movement among basic tasks, it is assumed that it is often difficult to manually input movement routes in all tasks. preferably. In this case, specifically, first, a movable area is dynamically generated as a mesh, and the vertices and line segments of the mesh are regarded as a path, and the path is automatically calculated by the A* algorithm.
FIG. 28 is a diagram showing an example of constructing a movable mesh in an area surrounded by walls having two entrances. Since there is no mesh in the vicinity of the wall 100, a path is generated that moves around the wall 100. FIG. For implementation, for example, NavmeshAgent class of Unity (registered trademark) is utilized. As a result, by designating a destination point or a destination object in a basic task, an intermediate route is automatically calculated, and input work can be greatly reduced.
ここで、シミュレーションにおいて入力するインプットデータの具体例を下表１４に示す。なお、ファシリティに関するデータは除いている。
図２９は形状データの例を示す図である。
図２９に示すサンプルは、SUB_Fという名前の小組を想定している。すべての部品について、部品ごとのローカル座標系で、かつ安定な姿勢で定義している。なおソリッドモデルとしているが、他のデータ形式とすることもできる。
FIG. 29 is a diagram showing an example of shape data.
The sample shown in FIG. 29 assumes a small set named SUB_F. All parts are defined in a local coordinate system for each part and in a stable posture. Although a solid model is used, other data formats are also possible.
図３０は溶接線データの例を示す図である。
溶接線データは、溶接線１本ごとに定義し、溶接線のポリラインは、完成状態の座標系におけるものである。中央の図において実線は溶接線、点線は溶接線をトーチを当てる逆方向に引いた線である。また、右側の図は側方から見た図であり、「〇」は溶接線の位置、「△」は溶接線をトーチを当てる逆方向に引いた線の位置を示している。
なお、上述のように、本実施形態では溶接線が上向きにある場合と下向きにある場合で溶接速度が変更されるように定義しているが、実際の溶接速度に関するデータを予め取得して、それに基づいて溶接速度を変更することもできる。
FIG. 30 is a diagram showing an example of weld line data.
The weld line data is defined for each weld line, and the weld line polyline is in the finished state coordinate system. In the central figure, the solid line is the welding line, and the dotted line is the welding line drawn in the opposite direction of the torch. The figure on the right is a side view, where "o" indicates the position of the weld line, and "triangle" indicates the position of the line drawn in the opposite direction of the torch.
As described above, in this embodiment, the welding speed is defined to be changed depending on whether the welding line is upward or downward. The welding speed can also be changed based thereon.
図３１は裏焼き線データの例を示す図である。
ここでは、ひずみをとる目的で、小組段階で骨の裏側にガスバーナーで火をいれることを想定している。裏焼き線のポリラインは、完成状態の座標系におけるものである。左側の図において実線は裏焼き線、点線は裏焼き線をガスバーナーを向ける逆方向に引いた線である。また、右側の図は側方から見た図であり、「〇」は裏焼き線の位置、「△」は溶接線をガスバーナーを向ける逆方向に引いた線の位置を示している。
FIG. 31 is a diagram showing an example of back burning line data.
Here, in order to remove distortion, it is assumed that the back side of the bone will be heated with a gas burner at the small assembly stage. The backburn polyline is in the finished coordinate system. In the figure on the left, the solid line is the back-burning line, and the dotted line is the back-burning line drawn in the opposite direction of the gas burner. In addition, the figure on the right is a side view, where "○" indicates the position of the back-burning wire, and "△" indicates the position of the welding line drawn in the opposite direction of the gas burner.
図３２はプロダクトモデルデータの例を示す図である。
列Ａはタイトルが「名前」であり、部品と溶接線の名前が記載されている。列Ｂはタイトルが「グループ名」であり、属するグループ名が記載されている。列Ｃはタイトルが「種別」であり、部品であれば「ｎｏｄｅ」、線であれば「ｅｄｇｅ」が記載されている。列Ｄ、Ｅはタイトルが「ｎｏｄｅ」であり、どの部品と部品をつなげる線かの情報が記載されている。列Ｆはタイトルが「Ｐａｔｈ」であり、形状データと溶接線データの保存場所を示すパスが記載されている。列Ｇはタイトルが「姿勢情報」であり、完成状態における部品の相対位置と角度が記載されている。列Ｈはタイトルが「重量」であり、部品の重量が記載されている。
FIG. 32 is a diagram showing an example of product model data.
Column A is titled "Name" and contains the names of the parts and weld seams. Column B has a title of "group name" and describes the name of the group to which it belongs. Column C has a title of "type", "node" for parts, and "edge" for lines. Columns D and E are titled "node" and contain information about which parts are connected by lines. Column F is titled “Path” and describes paths indicating storage locations of shape data and welding line data. Column G is titled "Position Information" and describes the relative positions and angles of the parts in the completed state. Column H is titled "Weight" and contains the weight of the part.
図３３はポリラインデータの例を示す図である。
列Ａはタイトルが「ＬｉｎｅＮａｍｅ」であり、裏焼き線の名前が記載されている。列Ｂはタイトルが「ＬｉｎｅＴｙｐｅ」であり、線のタイプが記載されている。列Ｃはタイトルが「ＰａｒｅｎｔＰｒｏｄｕｃｔＮａｍｅ」であり、どの製品（親プロダクト）を基準にするかの情報が記載されている。列Ｄはタイトルが「Ｐａｔｈ」であり、裏焼き線データの保存場所を示すパスが記載されている。
FIG. 33 is a diagram showing an example of polyline data.
Column A is titled "LineName" and contains the name of the backing line. Column B is titled "LineType" and describes the type of line. Column C is titled "ParentProductName" and contains information about which product (parent product) is used as a reference. Column D is titled "Path" and describes the path indicating the storage location of the back burn-in data.
図３４は組立ツリーデータの例を示す図である。
左側の図において、列Ａはタイトルが「Ｎａｍｅ」であり、中間部品の名前が記載されている。列Ｂはタイトルが「ＣｏｍｐｏｎｅｎｔＮａｍｅ」であり、中間部品を構成する部材の名前が記載されている。列Ｃはタイトルが「ｉｓＢａｓｅｄＰｒｏｄｕｃｔ」であり、ベース板であれば「ｂａｓｅ」が記載されている。列Ｄはタイトルが「ＰｒｏｄｕｃｔＰｏｓｅ」であり、ベース板の場合は、中間部品の局所座標系におけるベース板の位置と角度が記載されている。
また、右側の図は、板モデルの組立ツリーの例を示している。
FIG. 34 is a diagram showing an example of assembly tree data.
In the left figure, column A is titled "Name" and contains the name of the intermediate part. Column B is titled "ComponentName" and describes the name of the member that constitutes the intermediate component. Column C has the title "isBasedProduct", and if it is a base plate, "base" is written. Column D has the title "ProductPose" and, in the case of the base plate, describes the position and angle of the base plate in the local coordinate system of the intermediate part.
The figure on the right shows an example of the assembly tree of the plate model.
図３５はタスクツリーデータの例を示す図である。
列Ａはタイトルが「ＴａｓｋＮａｍｅ」であり、タスクの名前が記載されている。列Ｂはタイトルが「ＴａｓｋＴｙｐｅ」であり、タスクの種類が記載されている。列Ｃはタイトルが「ＦｕｎｃｔｉｏｎＮａｍｅ」であり、シミュレータ内の名前が記載されている。列Ｄ～Ｇにはタスクごとに必要な引数が記載されている。列Ｈはタイトルが「ＲｅｑｕｉｒｅｄＦａｃｉｌｉｔｙＬｉｓｔ」であり、必要ファシリティが記載されている。
列Ｂに記載されるタスクの種類としては、Ａｔ１（配材）、Ｆｔ（仮付）、Ｗｔ（本溶接）、Ｔｔ（反転）、Ｄｔ（裏焼き）、Ａｔ２又はＡｔ３（製品の移動）などがある。
タスクごとに必要な引数が記載される列Ｄ～Ｇにおいて、列Ｄはタイトルが「ＴａｓｋＯｂｊｅｃｔ」であり、対象物が記載されている。列Ｅはタイトルが「ＴａｓｋＦａｃｉｌｉｔｙ」であり、利用するファシリティ名が記載されている。列Ｆはタイトルが「ＴａｓｋＣｏｎｄｉｔｉｏｎｓ」であり、先行タスクが記載されている。列Ｇはタイトルが「ＴａｓｋＰａｒａｍｅｔｅｒ」であり、タスクに固有なパラメータが記載されている。なお、列Ｆのタスクコンディション欄には「ｎｕｌｌ」と記載されているが、これはシミュレーション内で自動決定される。
列Ｈの記載は、どの種別の道具が何個無いとできない作業なのかを示すものであり、例えば図中の「Ｃｒａｎｅ １」は、クレーンが１台無いとできない作業であることを示している。
FIG. 35 is a diagram showing an example of task tree data.
Column A is titled "TaskName" and contains the name of the task. Column B is titled "TaskType" and describes the type of task. Column C is titled "FunctionName" and contains the name in the simulator. Columns D to G describe arguments required for each task. Column H is titled "RequiredFacilityList" and lists the required facilities.
Types of tasks described in column B include At1 (material distribution), Ft (temporary attachment), Wt (final welding), Tt (reversal), Dt (back baking), At2 or At3 (movement of product), etc. There is
Among columns D to G in which necessary arguments are described for each task, column D is titled “TaskObject” and describes an object. Column E is titled “TaskFacility” and describes the name of the facility to be used. Column F is titled "TaskConditions" and lists the predecessor tasks. Column G is titled “TaskParameter” and contains task-specific parameters. Note that "null" is written in the task condition column of column F, but this is automatically determined within the simulation.
The description in column H indicates what kind of tool and how many tools the work can be done. For example, "Crane 1" in the figure indicates that the work cannot be done without one crane. .
時系列情報化手段５０は、時間発展系シミュレーションの後、時間発展系シミュレーションの結果を時系列データ化し建造時系列情報とする。時系列データは、行動主体である作業員を含む各ファシリティの位置、角度、及び占有状況等の時刻歴データである。 After the time evolution system simulation, the time series information converting means 50 converts the result of the time evolution system simulation into time series data and uses it as construction time series information. The time-series data is time-history data such as the position, angle, and occupancy status of each facility including the workers who are the action subjects.
情報提供手段６０は、時間発展系シミュレーションの結果として建造時系列情報をユーザに提供する。ユーザは、取得した建造時系列情報を、クラウドサーバ等を利用して、作業者、設計者、管理者など関係各所で横断的に共有すること等ができる。
ここで、図３６は情報提供手段による出力処理の詳細フローである。
まず、プロダクトモデル、ファシリティモデル１２、プロセスモデル、スケジュール情報４１、ルール情報１４、及び建造時系列情報を読み込む（出力情報読み込みステップＳ２１）。
次に、表示に必要な計算や生成等を行い、建造時系列情報を表示する（表示ステップＳ２２）。建造時系列情報は、ガントチャート、作業分解構成図、工数、又は動線の少なくとも一つを含むことが好ましい。このような建造時系列情報を具体化した情報を提供することにより、ユーザはシミュレーションの結果としての建造時系列情報を知って、構成部品又はファシリティの変更や、ボトルネックの分析・解明、工数予測など、建造に有益な知見を得ることができる。なお、作業分解構成図は、時系列情報から各タスクの開始時間や終了時間を記載できるため、直接的ではないが、建造時系列情報として扱うことができる。また、工数とは、例えば、各作業にかかる日数を「〇〇人日」のように表したものである。また、建造時系列情報は、パート（ＰＥＲＴ）図として表現することもできる。また、情報提供手段６０は、作業員が次にどの作業にかかって、その時どの設備（クレーンなど）を使用し、どの道具をどこから取得すべきかの「作業手順書」を出力することもできる。なお、作業手順書、作業分解構成図、工数、及び動線は、時系列化された情報として表現することも可能である。
The information providing means 60 provides the user with construction time-series information as a result of the time evolution system simulation. The user can use a cloud server or the like to cross-share the acquired construction time-series information with workers, designers, administrators, and other relevant parties.
Here, FIG. 36 is a detailed flow of output processing by the information providing means.
First, the product model, facility model 12, process model, schedule information 41, rule information 14, and construction time series information are read (output information reading step S21).
Next, calculations and generation required for display are performed, and construction chronological information is displayed (display step S22). The construction chronological information preferably includes at least one of a Gantt chart, work breakdown diagram, man-hours, or flow line. By providing information that embodies such construction time-series information, the user can learn the construction time-series information as a result of simulation, change components or facilities, analyze and clarify bottlenecks, and predict man-hours. Such as, useful knowledge for construction can be obtained. Since the work breakdown configuration diagram can describe the start time and end time of each task from the time series information, it can be treated as construction time series information, although not directly. Also, man-hours are, for example, the number of days required for each task expressed as "00 man-days". The construction time series information can also be represented as a part (PERT) diagram. In addition, the information providing means 60 can also output a "work procedure manual" indicating which work the worker should carry out next, which equipment (such as a crane) should be used at that time, and which tools should be obtained from where. The work procedure manual, work breakdown diagram, man-hours, and flow line can also be represented as time-series information.
このように、統一データベース１０に基づく船舶の建造シミュレーションシステムを用いることで、ユーザは、標準化したデータ構造で表現した情報に基づいて、船舶の建造を時間ごとに細かな作業レベルでシミュレーションすることが可能となり、その精度の高いシミュレーション結果としての建造時系列情報に基づいて工場の改善、生産設計の改善、受注時のコスト予測、及び設備投資などを検討することができるため、建造コストの低減や工期の短縮につながる。また、ファシリティモデル１２は統一データベース１０とは別のデータベースに蓄積しておくこともできるが、本実施形態のようにファシリティモデル１２を統一データベース１０に標準化した情報として蓄積することで、標準化したデータ構造のファシリティモデル１２の取得や共同利用、また新たなファシリティモデル１２に基づいた情報の蓄積等を簡便に行うことができる。
また、建造時系列情報は、非常に細かい作業レベルまで存在するので、タブレット等の携帯端末、ＡＲ（Augmented Reality）技術、ＭＲ（Mixed Reality）技術、又はホログラムディスプレイを活用した視覚的な確認や、ＶＲ（Virtual Reality）を用いた仮想空間における実寸大での確認ができるように、作業者に対して情報伝達することで、作業効率を向上させることができる。ＡＩチャットボットなどで音声的に作業案内することも可能である。
In this way, by using the ship construction simulation system based on the unified database 10, the user can simulate the construction of a ship at a detailed work level for each hour based on the information represented by the standardized data structure. Based on the construction chronological information as a highly accurate simulation result, it is possible to improve the factory, improve the production design, estimate the cost at the time of receiving an order, and consider equipment investment, etc. Therefore, it is possible to reduce construction costs and It leads to shortening of the construction period. Further, the facility model 12 can be stored in a database different from the unified database 10, but by storing the facility model 12 as standardized information in the unified database 10 as in the present embodiment, the standardized data Acquisition and joint use of the facility model 12 of the structure, accumulation of information based on the new facility model 12, and the like can be performed easily.
In addition, since construction chronological information exists to a very detailed work level, visual confirmation using mobile terminals such as tablets, AR (Augmented Reality) technology, MR (Mixed Reality) technology, or hologram display, Work efficiency can be improved by transmitting information to workers so that they can check the actual size in a virtual space using VR (Virtual Reality). It is also possible to provide voice work guidance using an AI chatbot or the like.
また、情報提供手段６０は、少なくとも建造時系列情報を標準化したデータ構造として、統一データベース１０に提供する。これにより、建造時系列情報として提供する情報の種類や属性、またフォーマット等を、プロダクトモデル等との関係性を考慮して建造時系列情報としての標準化したデータ構造で、統一データベース１０に容易に蓄積できる。また、標準化したデータ構造として蓄積した建造時系列情報を、例えば、統一データベース１０から取得して、実際の船舶の建造時に参照したり、後のシミュレーション時の情報として利用したり、ルール情報１４の機械学習に活用したりすること等ができる。
建造時系列情報の「標準化したデータ構造」とは、建造時系列情報としての情報の種類や属性、フォーマット等を定義しておくことであり、情報同士の親子関係や情報ごとのフォーマット、また、フォーマットに当てはめるデータ等の関係性を定義する。
なお、情報提供手段６０を介さずに、時系列情報化手段５０で時系列データ化された建造時系列情報を標準化したデータ構造として統一データベース１０に提供することもできる。
また、設定されたプロダクトモデル、ファシリティモデル１２、プロセスモデル、スケジュール情報４１、及び工場レイアウト情報４２等を統一データベース１０に提供することも可能である。
Further, the information providing means 60 provides the unified database 10 with at least the construction chronological information as a standardized data structure. As a result, the types, attributes, formats, etc. of information provided as construction time-series information can be easily stored in the unified database 10 with a standardized data structure as construction time-series information in consideration of the relationship with product models, etc. can accumulate. In addition, the construction chronological information accumulated as a standardized data structure, for example, is acquired from the unified database 10, referred to when constructing an actual ship, used as information during a later simulation, or used as information for the rule information 14. It can be used for machine learning.
The "standardized data structure" of construction time-series information is to define the types, attributes, formats, etc. of information as construction time-series information. Defines the relationship between data to be applied to the format.
It is also possible to provide the unified database 10 as a standardized data structure of the construction time-series information converted into time-series data by the time-series information conversion means 50 without going through the information providing means 60 .
It is also possible to provide the unified database 10 with set product models, facility models 12, process models, schedule information 41, factory layout information 42, and the like.
検証手段８０は、時系列情報化手段５０で時系列データ化された建造時系列情報を検証する。また、モデル修正手段９０は、検証手段８０による検証の結果に基づいてプロダクトモデル及びファシリティモデル１２の少なくとも一方を修正する。例えば、検証手段８０において建造時系列情報の結果が所期目標の範囲を超えているか否かを判断し、超えている場合は、モデル修正手段９０においてプロダクトモデル及びファシリティモデル１２の少なくとも一方を修正する。これにより、プロダクトモデルやファシリティモデル１２を修正すべきか否かを、建造時系列情報を所定の目標に基づいて検証することによって判別し、プロダクトモデルやファシリティモデル１２を適切に修正することができる。なお、検証手段８０において建造時系列情報の結果が所期目標の範囲を超えていないと判断された場合は、処理を終了する。なお、所期目標としては、例えば所定の時間等が設定されるが、それだけでなく、作業の平準化の度合（作業負荷を分散できているか）や、作業場の安全確保の度合、危険性の有無等を含めることができる。
また、モデル修正手段９０によりプロダクトモデル及びファシリティモデル１２の少なくとも一方を修正した場合は、修正されたプロダクトモデル及びファシリティモデル１２の少なくとも一方に基づいて、プロセスモデル作成手段４０Ａによるプロセスモデルの作成と、建造シミュレーション手段４０Ｂによるシミュレーションと、時系列情報化手段５０による時系列情報化と、検証手段８０による検証を繰り返す。なお、この際、モデル修正手段９０で修正しなかったプロダクトモデル又はファシリティモデル１２については修正前のものを用いる。このように各処理を繰り返すことで、船舶の建造が目標の範囲内に収まるシミュレーション結果を得ることができる。目標としては、例えば所定の時間等が設定されるが、それだけでなく、作業の平準化（作業負荷を分散できているか）や、作業場の安全確保、危険性の有無等を含めることができる。
なお、検証手段８０を、時系列情報化手段５０を介さずに、プロセスモデル作成手段４０Ａで作成したプロセスモデル、建造シミュレーション手段４０Ｂでのシミュレーションの途中結果、また、スケジュール情報４１や工場レイアウト情報４２を検証するように機能させ、検証結果に基づいてモデル修正手段９０によりプロダクトモデル及びファシリティモデル１２の少なくとも一方を修正することも可能である。
Verification means 80 verifies the construction time-series information converted into time-series data by the time-series information conversion means 50 . Also, the model correction means 90 corrects at least one of the product model and the facility model 12 based on the verification result by the verification means 80 . For example, the verification means 80 judges whether or not the result of the construction time-series information exceeds the desired target range, and if it exceeds, the model correction means 90 corrects at least one of the product model and the facility model 12. do. Accordingly, whether or not the product model or facility model 12 should be corrected can be determined by verifying the construction time series information based on a predetermined target, and the product model or facility model 12 can be corrected appropriately. If the verification means 80 determines that the result of the construction time-series information does not exceed the range of the desired target, the process ends. As the desired goal, for example, a predetermined time is set, but in addition to that, the degree of work leveling (whether the work load can be distributed), the degree of ensuring safety in the workplace, the degree of danger, etc. It can include presence or absence, etc.
Further, when at least one of the product model and the facility model 12 is corrected by the model correction means 90, based on at least one of the corrected product model and the facility model 12, creation of a process model by the process model creation means 40A; The simulation by the construction simulation means 40B, the time-series information conversion by the time-series information conversion means 50, and the verification by the verification means 80 are repeated. At this time, the product model or facility model 12 that has not been corrected by the model correction means 90 is used before correction. By repeating each process in this way, it is possible to obtain a simulation result in which the construction of the ship is within the target range. As a goal, for example, a predetermined time is set, but in addition to that, leveling of work (whether the work load can be distributed), ensuring safety in the workplace, presence or absence of danger, etc. can be included.
It should be noted that the verification means 80, without going through the time-series informationization means 50, the process model created by the process model creation means 40A, the intermediate result of the simulation by the construction simulation means 40B, the schedule information 41 and the factory layout information 42 and correct at least one of the product model and the facility model 12 by the model correcting means 90 based on the verification result.
次に本発明の第二の実施形態による統一データベースに基づく船舶の建造シミュレーションシステムについて説明する。なお、上記した実施形態と同一機能部材については同一符号を付して説明を省略する。
図３７は本実施形態による統一データベースに基づく船舶の建造シミュレーションシステムを機能実現手段で表したブロック図である。
本実施形態では、プロダクトモデル１５は、船舶の基本設計情報１１に基づいて予め作成され、標準化したデータ構造で表現して統一データベース１０に蓄積されている。これにより、標準化したデータ構造のプロダクトモデル１５の取得や共同利用、また、新たなプロダクトモデル１５に基づいた情報の蓄積等を簡便に行うことができる。また、プロダクトモデル１５の設定をより簡便に行うことができる。プロダクトモデル１５の標準化したデータは、例えば、ブロック割りでツリー構造化された各ブロックの情報であり、具体的には、ブロック名、ブロックの構成部材、部材名、各部材の形状、部材の接続情報、及び溶接線の情報である。プロダクトモデル１５の「標準化したデータ構造」とは、これらの情報の種類や属性をクラスとして定義しておくことであり、クラス同士の親子関係等といった関係性を情報のツリーとして定義する。
また、統一データベース１０には、情報提供手段６０から提供された建造時系列情報５１が蓄積されている。
Next, a ship building simulation system based on a unified database according to a second embodiment of the present invention will be described. Note that members having the same functions as those of the above-described embodiment are denoted by the same reference numerals, and descriptions thereof are omitted.
FIG. 37 is a block diagram showing the ship building simulation system based on the unified database according to this embodiment in terms of function implementation means.
In this embodiment, the product model 15 is created in advance based on the basic design information 11 of the ship, expressed in a standardized data structure, and accumulated in the unified database 10 . As a result, acquisition and shared use of the product model 15 with the standardized data structure, and accumulation of information based on the new product model 15 can be easily performed. Also, the product model 15 can be set more easily. The standardized data of the product model 15 is, for example, information of each block structured in a tree by dividing into blocks, specifically, block name, block constituent member, member name, shape of each member, connection of member information, and weld line information. The "standardized data structure" of the product model 15 means that the types and attributes of this information are defined as classes, and relationships such as parent-child relationships between classes are defined as an information tree.
Also, in the unified database 10, construction time series information 51 provided from the information providing means 60 is accumulated.
また、建造シミュレータ４０は、プロセスモデル作成手段４０Ａを有する建造シミュレータIと、建造シミュレーション手段４０Ｂを有する建造シミュレータIIの二つに分けられ、建造シミュレータIでプロセスモデル１６の作成を行い、建造シミュレータIIで時間発展系シミュレーションを実行するように構成されている。
本実施形態では、プロセスモデル作成手段４０Ａがシミュレーション前に予めプロセスモデル１６を作成し、プロセスモデル蓄積手段７０は、プロセスモデル作成手段４０Ａで作成されたプロセスモデル１６を、標準化したデータ構造で表現して統一データベース１０に蓄積する。建造シミュレーション手段４０Ｂは、統一データベース１０に蓄積されたプロセスモデル１６を取得してシミュレーションを実行する。これにより、いざ時間発展系シミュレーションを行おうとする際にプロセスモデル１６を作成する時間を省くことができる。また、他のコンピュータや遠隔地に設置したコンピュータで、統一データベース１０からプロセスモデル１６を取得し、時間発展系シミュレーションを行うことができる。
The construction simulator 40 is divided into a construction simulator I having a process model creating means 40A and a construction simulator II having a construction simulation means 40B. is configured to run time evolution system simulations.
In this embodiment, the process model creation means 40A creates the process model 16 in advance before the simulation, and the process model storage means 70 expresses the process model 16 created by the process model creation means 40A in a standardized data structure. stored in the unified database 10. The construction simulation means 40B acquires the process model 16 accumulated in the unified database 10 and executes a simulation. As a result, the time for creating the process model 16 can be saved when the time evolution system simulation is to be performed. Also, the process model 16 can be acquired from the unified database 10 by another computer or a computer installed at a remote location, and a time evolution system simulation can be performed.
次に本発明の第三の実施形態による統一データベースに基づく船舶の建造シミュレーションシステムについて説明する。なお、上記した実施形態と同一機能部材については同一符号を付して説明を省略する。
図３８は本実施形態による統一データベースに基づく船舶の建造シミュレーションシステムを機能実現手段で表したブロック図である。
本実施形態の船舶の建造シミュレーションシステムは、プロダクトモデル設定手段２０と、ファシリティモデル設定手段３０と、プロセスモデル作成手段４０Ａと、建造シミュレーション手段４０Ｂと、時系列情報化手段５０と、情報提供手段６０を建造シミュレータ４００として構成し、統一データベース１０と建造シミュレータ４００は情報通信回線１１０を介して連係している。これにより、統一データベース１０と建造シミュレータ４００とを別々の場所に設置することや複数の建造シミュレータ４００でのシミュレーションを可能とするなど、設置の自由度や利便性を高めることができる。
また、統一データベース１０と建造シミュレータ４００は、その設置場所とは異なる場所に位置するＡ工場、Ｂ工場、Ｃ工場、及びＤ社と、情報通信回線１１０で接続されている。なお、Ｄ社は工場ではないが、例えば、工場を統括する本社、共同で船舶を建造するための取りまとめをする会社、船舶の基本設計を専門的に行う会社、また生産行為を認証する会社等である。
Next, a ship construction simulation system based on a unified database according to a third embodiment of the present invention will be described. It should be noted that members having the same functions as those in the above-described embodiment are denoted by the same reference numerals, and descriptions thereof are omitted.
FIG. 38 is a block diagram showing a ship building simulation system based on the unified database according to this embodiment in terms of function implementation means.
The ship construction simulation system of this embodiment includes product model setting means 20, facility model setting means 30, process model creation means 40A, construction simulation means 40B, time series information generation means 50, and information provision means 60. is configured as a construction simulator 400 , and the unified database 10 and the construction simulator 400 are linked via an information communication line 110 . As a result, the unified database 10 and the construction simulator 400 can be installed in different places, and simulation can be performed with a plurality of construction simulators 400, thereby increasing the flexibility and convenience of installation.
Further, the unified database 10 and the construction simulator 400 are connected with the A factory, the B factory, the C factory, and the D company, which are located at locations different from the installation location, via the information communication line 110 . Although Company D is not a factory, for example, the head office that oversees the factory, a company that coordinates the joint construction of ships, a company that specializes in basic ship design, and a company that certifies production activities. is.
プロダクトモデル設定手段２０は、船舶の基本設計情報１１を統一データベース１０から取得して標準化したデータ構造で表現したプロダクトモデルを設定する。
統一データベース１０には、Ａ工場、Ｂ工場、及びＣ工場それぞれの設備の情報（設備情報１２Ａ）と作業員の情報（作業員情報１２Ｂ）から作成された工場ごとのファシリティモデル１２が蓄積されている。なお、ファシリティモデル１２をファシリティモデル設定用のデータとして蓄積しておくこともできる。プロセスモデル作成手段４０Ａは工場ごとのプロセスモデルを作成し、建造シミュレーション手段４０Ｂはプロダクトモデルに対して工場ごとの時間発展系シミュレーションを行う。
これにより、例えば、統一データベース１０に蓄積された複数の工場のファシリティモデル１２に対して、一つのプロダクトモデルから工場ごとのプロセスモデルが作成され、工場ごとのファシリティモデル１２を用いたシミュレーションが行われるため、各工場での製造コストや工期を比較することができ、実際に建造する工場の選択を容易化でき、コストのさらなる低減や工期のさらなる短縮につながる。また、例えば、共同で単数隻又は複数隻の船舶の建造を受注した場合、複数の工場が共同で船舶を建造する際の受注時のコスト予測や、設備投資などを検討することも可能となる。例えば、各工場で仕事を分担することで年間何隻の受注が可能かなどといった受注機会の検討や、どのブロックをどの程度各工場に割り振るのが最も効率的かつ有益なのかの検討に、シミュレーション結果を用いることができる。また、或る会社が或るブロックを外注しようとする場合に、外注候補先の会社のファシリティモデル１２を用いてシミュレーションを行い、その結果を基にコストや工期等を検討することも可能である。
なお、複数の工場は、同じ会社がすべて所有するものであっても、異なる会社が其々所有する単数、又は複数の工場であってもよい。
The product model setting means 20 acquires the basic design information 11 of the ship from the unified database 10 and sets a product model represented by a standardized data structure.
A unified database 10 accumulates facility models 12 for each factory, which are created from facility information (equipment information 12A) and worker information (worker information 12B) of factories A, B, and C. there is The facility model 12 can also be accumulated as data for facility model setting. The process model creation means 40A creates a process model for each factory, and the construction simulation means 40B performs a time evolution system simulation for each factory on the product model.
As a result, for example, for the facility models 12 of a plurality of factories accumulated in the unified database 10, a process model for each factory is created from one product model, and a simulation is performed using the facility model 12 for each factory. Therefore, it is possible to compare the manufacturing costs and construction period at each factory, which makes it easier to select the factory to actually build, leading to further cost reductions and shortening of the construction period. In addition, for example, when receiving an order for the construction of one or more ships jointly, it is possible to estimate the cost at the time of receiving the order when multiple factories jointly build a ship, and to consider capital investment. . For example, considering order opportunities such as how many ships can be ordered per year by sharing the work at each factory, and considering which blocks and how much to allocate to each factory in the most efficient and profitable way. Results can be used. Also, when a certain company intends to outsource a certain block, it is also possible to conduct a simulation using the facility model 12 of the outsourcing candidate company, and to consider the cost, construction period, etc. based on the results. .
The plurality of factories may be owned by the same company, or may be a single factory or a plurality of factories owned by different companies.
また、建造シミュレーション手段４０Ｂにおける工場ごとの時間発展系シミュレーションの結果は、比較可能な建造時系列情報５１として情報提供手段６０からユーザに提供される。
これにより、ユーザは迅速かつ的確に、各工場での工数予測結果、ファシリティの課題、ボトルネック等を比較でき、製造コストや工期などを比較することが可能となる。
In addition, the result of the time evolution system simulation for each factory in the construction simulation means 40B is provided to the user from the information providing means 60 as construction time-series information 51 that can be compared.
As a result, the user can quickly and accurately compare man-hour prediction results, facility issues, bottlenecks, and the like at each factory, and can compare manufacturing costs, construction periods, and the like.
また、プロダクトモデル設定手段２０は、船舶の基本設計情報１１を情報通信回線１１０を介して各工場のＣＡＤシステムのいずれか、又は複数のＣＡＤシステムから取得する。また、船舶の建造シミュレーションシステムは、建造時系列情報５１を情報通信回線１１０を介して各工場やＤ社に提供する。なお、情報提供手段６０は、建造時系列情報５１だけでなく、時間発展系シミュレーションに用いた基本設計情報１１やファシリティ情報等、あらゆる情報を一緒に提供することもできる。
これにより、船舶の建造シミュレーションシステムが遠隔地にあったとしても、基本設計情報１１の取得や建造時系列情報５１の提供を、情報通信回線１１０を介して迅速に行うことができる。
また、船舶の基本設計情報１１は、ＣＡＤシステムから取得するので、ＣＡＤシステムで作成された船舶の設計情報や変換情報を基本設計情報１１として取得し、プロダクトモデルの設定等に容易、かつ有効に利用できる。なお、ＣＡＤシステムは、Ａ工場、Ｂ工場、及びＣ工場に設置されているが、一つの工場で代表して設計することも、複数の工場で分担して設計することできる。また、代表した工場にのみＣＡＤシステムを配置してもよい。
In addition, the product model setting means 20 acquires the basic design information 11 of the ship from one of the CAD systems of each factory or a plurality of CAD systems via the information communication line 110 . Also, the ship building simulation system provides the building chronological information 51 to each factory and company D via the information communication line 110 . The information providing means 60 can provide not only the construction chronological information 51 but also all kinds of information such as the basic design information 11 and facility information used in the time evolution system simulation.
As a result, even if the ship building simulation system is located in a remote location, it is possible to quickly obtain the basic design information 11 and provide the building time-series information 51 via the information communication line 110 .
In addition, since the basic design information 11 of the ship is acquired from the CAD system, the design information and conversion information of the ship created by the CAD system can be acquired as the basic design information 11, and can be easily and effectively used for setting the product model. Available. Although the CAD systems are installed in factories A, B, and C, it is possible for one factory to represent the design or for a plurality of factories to share the design. Alternatively, the CAD system may be installed only in representative factories.
また、建造シミュレータ４００は、コスト計算手段１２０と、部品調達計画手段１３０を備えている。
コスト計算手段１２０は、建造時系列情報５１に基づいて、船舶の建造に関わるコストを計算する。これにより、建造時系列情報５１に基づいて計算された船舶の建造に関わるコストを簡便に得ることができる。また、建造時系列情報５１に基づいて算出することで、治具の材料費、電気代、溶接ワイヤーの消費量など、従来よりも細かくコストを算出しやすくなる。
部品調達計画手段１３０は、建造時系列情報５１に基づいて、船舶の建造に必要な購入部品の購入計画を作成する。これにより、建造時系列情報５１に基づいて作成された購入部品の購入計画を簡便に得ることができる。
The construction simulator 400 also includes cost calculation means 120 and parts procurement planning means 130 .
The cost calculation means 120 calculates the cost associated with the construction of the ship based on the construction time series information 51 . This makes it possible to easily obtain the cost related to ship construction calculated based on the construction time-series information 51 . Further, by calculating based on the construction chronological information 51, it becomes easier to calculate costs in more detail than before, such as material costs for jigs, electricity costs, welding wire consumption, and the like.
Based on the construction time series information 51, the parts procurement planning means 130 prepares a purchase plan for purchasing parts necessary for building the ship. This makes it possible to easily obtain a purchase plan for purchased parts created based on the construction chronological information 51 .
次に本発明の第四の実施形態による統一データベースに基づく船舶の建造シミュレーションシステムについて説明する。なお、上記した実施形態と同一機能部材については同一符号を付して説明を省略する。
図３９は本実施形態による統一データベースに基づく船舶の建造シミュレーションシステムを機能実現手段で表したブロック図である。
本実施形態の船舶の建造シミュレーションシステムは、建造シミュレータ４００の建造時系列情報５１に基づいて、船舶の建造に関わる生産計画を立案する生産計画システム１４０と情報通信回線１１０を介して連係している。これにより、建造時系列情報５１を船舶の建造全体の生産計画の立案へとスムーズに繋げることができる。なお、生産計画システム１４０は、既存の生産計画システムを利用することも、本建造シミュレーションシステムと連係するように開発された生産計画システムとすることもできる。
Next, a shipbuilding simulation system based on a unified database according to a fourth embodiment of the present invention will be described. It should be noted that members having the same functions as those in the above-described embodiment are denoted by the same reference numerals, and descriptions thereof are omitted.
FIG. 39 is a block diagram showing a ship building simulation system based on the unified database according to this embodiment in terms of function implementation means.
The ship building simulation system of the present embodiment is linked via an information communication line 110 with a production planning system 140 that draws up a production plan related to ship building based on the building time series information 51 of the building simulator 400 . . As a result, the construction time-series information 51 can be smoothly connected to the drafting of the production plan for the entire construction of the ship. Incidentally, the production planning system 140 can be either an existing production planning system or a production planning system developed to be linked with this building simulation system.
また、Ａ工場、Ｂ工場、Ｃ工場、及びＥユーザにはユーザ端末１５０が備えられている。ユーザ端末１５０は、例えばノートパソコンやタブレットパソコン等である。建造シミュレータ４００とユーザ端末１５０とは情報通信回線１１０を介して連係されており、情報提供手段６０から提供された建造時系列情報５１をユーザ端末１５０で確認することができる。これにより建造時系列情報５１を情報通信回線１１０を介して、各工場（現場）や設計者、本社勤務者など、関係各所で共有することができる。なお、関係者には、造船所だけでなく主機メーカや機器メーカ等のサプライヤーを含めることができる。
ユーザは、ユーザ端末１５０から建造シミュレータ４００を操作可能である。これによりユーザは例えば、建造シミュレータ４００の始動や停止、建造シミュレータ４００によるシミュレーションの途中結果の取得指示、取得した建造時系列情報５１を見てシミュレーションの条件を修正するなど、現場から情報通信回線１１０を通じて建造シミュレータ４００に対する操作を行うことができる。
User terminals 150 are provided for A factory, B factory, C factory, and E user. The user terminal 150 is, for example, a notebook computer, a tablet computer, or the like. The construction simulator 400 and the user terminal 150 are linked via the information communication line 110, and the user terminal 150 can confirm the construction time-series information 51 provided by the information providing means 60. FIG. As a result, the construction time-series information 51 can be shared by related places such as each factory (site), designers, and employees of the head office through the information communication line 110 . In addition to shipyards, stakeholders can include suppliers such as main engine manufacturers and equipment manufacturers.
A user can operate the construction simulator 400 from the user terminal 150 . As a result, the user can, for example, start or stop the construction simulator 400, instruct acquisition of interim results of the simulation by the construction simulator 400, modify the simulation conditions by looking at the acquired construction time-series information 51, etc., from the site through the information communication line 110. The construction simulator 400 can be operated through.
次に本発明の第五の実施形態による統一データベースに基づく船舶の建造シミュレーションシステムについて説明する。なお、上記した実施形態と同一機能部材については同一符号を付して説明を省略する。
図４０は本実施形態による統一データベースに基づく船舶の建造シミュレーションシステムを機能実現手段で表したブロック図である。
本実施形態では、Ａ工場、Ｂ工場、Ｃ工場、及びＥユーザの他、Ｆユーザにもユーザ端末１５０が備えられている。
また、本実施形態の船舶の建造シミュレーションシステムは、モニター手段１６０と対比手段１７０を備えている。モニター手段１６０は、船舶を建造する各工場に設置され、船舶の実際の建造状況をモニターする。対比手段１７０は、建造シミュレータ４００に設置され、建造シミュレータ４００から提供される建造時系列情報５１と建造状況のモニター結果を対比する。これにより、建造時系列情報５１とモニター結果を比較して、計画の進捗を遠隔からモニターして管理することができる。また、複数の工場をモニターして管理することやシミュレーションの課題の把握等に役立てることもできる。なお、例えば監督や検査官が遠隔で作業管理を行うことも可能である。対比手段１７０における建造時系列情報５１と建造状況のモニター結果との対比は、例えば建造時系列情報５１に含まれる所定時刻における作業員の位置と、モニター結果における所定時刻における作業員の位置との一致度を判定すること等により行われる。
また、モニター手段１６０は、工場の実際の建造状況をＩｏＴ（Internet of Things）技術、又はモニタリング技術を利用してモニターすることが好ましい。これにより、工場の実際の建造状況をセンサやモニター等を利用して、精度よくリアルタイムに監視することができる。なお、モニタリング技術とは、計測する技術、計測データを収集・伝送する技術、及び収集したデータを分析する技術を適切に組み合わせるものである。
Next, a ship building simulation system based on a unified database according to a fifth embodiment of the present invention will be described. It should be noted that members having the same functions as those in the above-described embodiment are denoted by the same reference numerals, and descriptions thereof are omitted.
FIG. 40 is a block diagram showing the ship building simulation system based on the unified database according to the present embodiment in terms of function implementation means.
In this embodiment, the user terminal 150 is provided not only for the A factory, the B factory, the C factory, and the E user, but also for the F user.
The ship construction simulation system of the present embodiment also includes monitor means 160 and comparison means 170 . The monitoring means 160 is installed in each ship building factory and monitors the actual construction status of the ship. The comparing means 170 is installed in the construction simulator 400 and compares the construction time-series information 51 provided from the construction simulator 400 with the monitoring result of the construction status. This makes it possible to remotely monitor and manage the progress of the plan by comparing the construction time-series information 51 and the monitor results. It can also be used to monitor and manage multiple factories and to understand problems in simulations. In addition, for example, it is also possible for a supervisor or an inspector to remotely manage the work. The comparison between the construction time-series information 51 and the monitor result of the construction status in the comparison means 170 is, for example, the position of the worker at a predetermined time included in the construction time-series information 51 and the position of the worker at a predetermined time in the monitor result. This is done by determining the degree of matching or the like.
In addition, the monitoring means 160 preferably monitors the actual construction status of the factory using IoT (Internet of Things) technology or monitoring technology. As a result, the actual construction status of the factory can be monitored in real time with high accuracy using sensors, monitors, and the like. The monitoring technology is an appropriate combination of measurement technology, technology for collecting and transmitting measurement data, and technology for analyzing the collected data.
また、建造シミュレータ４００は評価手段１７１を備えている。対比手段１７０は、対比の結果を評価手段１７１へ送信する。評価手段１７１は、受信した対比の結果に基づいて、ボトルネックとなっている工程の評価、又は作業員の技量の評価を行う。これによりユーザは、ボトルネックとなっている工程や、作業員の技量を適切に把握して、工程の見直しや作業員の配置替え等の改善活動、また客観的な評価に活かすことができる。 The construction simulator 400 also includes evaluation means 171 . The comparison means 170 transmits the comparison result to the evaluation means 171 . The evaluation means 171 evaluates the bottleneck process or the skill of the worker based on the received result of comparison. As a result, the user can appropriately grasp bottleneck processes and workers' skills, and utilize them for improvement activities such as reviewing processes and relocating workers, as well as for objective evaluation.
また、本実施形態の船舶の建造シミュレーションシステムは、作業情報提供手段１８０を備えている。
作業情報提供手段１８０は、船舶を建造する各工場に配置され、実際の作業員に対して建造時系列情報５１を提供することで作業員の教育に資するものである。工場の作業員は、建造時系列情報５１から効率的な動きや作業手順等を学ぶことで、技量向上を図ることができる。
In addition, the ship construction simulation system of the present embodiment includes work information providing means 180 .
The work information providing means 180 is arranged in each ship building factory, and contributes to the education of the workers by providing the construction chronological information 51 to the actual workers. Factory workers can improve their skills by learning efficient movements and work procedures from the construction time-series information 51 .
また、本実施形態の船舶の建造シミュレーションシステムは、制御手段２００を備えている。制御手段２００は、建造時系列情報５１に基づいて、船舶を建造するＡ工場が有する自動化された設備（自動化設備１９０）を制御する。これにより、自動化された設備を建造時系列情報５１に基づいて制御することで、工場の効率的な運営ができる。自動化された設備とは、例えば自動溶接ロボットや自動走行クレーン等である。
なお、自動化設備１９０が全自動化される場合は、作業員を相当するロボットや自動製造機に置き替えて、ファシリティモデル１２を設定することができる。
The ship construction simulation system of the present embodiment also includes control means 200 . Based on the construction time-series information 51, the control means 200 controls automated equipment (automated equipment 190) possessed by factory A that builds ships. By controlling the automated equipment based on the construction time-series information 51, the factory can be efficiently operated. Automated facilities are, for example, automatic welding robots, automatic traveling cranes, and the like.
When the automation facility 190 is fully automated, the facility model 12 can be set by replacing workers with corresponding robots or automatic manufacturing machines.
次に本発明の第六の実施形態による統一データベースに基づく船舶の建造シミュレーションシステムについて説明する。なお、上記した実施形態と同一機能部材については同一符号を付して説明を省略する。
図４１は本実施形態による統一データベースに基づく船舶の建造シミュレーションシステムを機能実現手段で表したブロック図である。
本実施形態の船舶の建造シミュレーションシステムは、建造シミュレータ４００が、船舶を建造する工場の設備と作業員の少なくとも一方の改善情報をＥ本社から取得してファシリティモデル１２を設定し、改善情報に基づいた時間発展系シミュレーションを行い、建造時系列情報５１を提供する。これにより、ユーザは工場の設備や作業員を変更し改善した場合の建造時系列情報５１を得ることができ、設備や作業員の変更に対する意思決定を支援できる。工場の改善情報とは、例えばクレーンの更新や能力アップ、又は作業者の増員等である。
また、建造シミュレータ４００は、船舶を建造する工場の設備と作業員の組み合わせを変えた組み合わせ情報を取得してファシリティモデル１２を設定し、組み合わせ情報に基づいた時間発展系シミュレーションを行い、建造時系列情報５１を提供する。これにより、工場の設備と作業員の組み合わせを変えた場合の建造時系列情報５１を得て、現状の工場の設備と作業員を活用した最適な運用状態を導出することができる。なお、組み合わせ情報の組み合わせは、建造シミュレータ４００が自動的に変更することも、ユーザが任意に変更することもできる。
また、改善情報、組み合わせ情報、及びそれらに基づくファシリティモデル１２は、統一データベース１０に蓄積される。
Next, a shipbuilding simulation system based on a unified database according to a sixth embodiment of the present invention will be described. Note that members having the same functions as those of the above-described embodiment are denoted by the same reference numerals, and descriptions thereof are omitted.
FIG. 41 is a block diagram showing the ship building simulation system based on the unified database according to this embodiment in terms of function implementation means.
In the ship building simulation system of the present embodiment, the building simulator 400 acquires improvement information on at least one of the facilities and workers of the ship building factory from the E head office, sets the facility model 12, and based on the improvement information. A time-evolution system simulation is performed to provide construction time-series information 51 . As a result, the user can obtain the construction chronological information 51 when the equipment and workers in the factory are changed and improved, and can support the decision-making for the change of the equipment and workers. The factory improvement information is, for example, crane renewal or capacity increase, or an increase in the number of workers.
Further, the construction simulator 400 acquires combination information obtained by changing the combination of factory equipment and workers for building ships, sets the facility model 12, performs a time evolution system simulation based on the combination information, and performs a construction time series. Provide information 51 . As a result, it is possible to obtain the construction chronological information 51 when the combination of factory equipment and workers is changed, and to derive the optimal operational state utilizing the current factory equipment and workers. The combination of combination information can be automatically changed by the construction simulator 400, or can be arbitrarily changed by the user.
Also, the improvement information, the combination information, and the facility model 12 based thereon are accumulated in the unified database 10 .
図４２はプロダクトモデルの標準化したデータ構造の例を示す図である。
プロダクトモデルの標準化したデータ構造は、製品情報をＢＯＭ（Bill of Materials）で表現したものであり、クラス間の階層構造と、各クラスの属性情報を示している。
図４２においては、標準化したデータ構造の構成要素であるクラスを四角で示し、その種類（名称）を四角内に記載すると共に、クラス間の関係及びクラス間の親子関係をツリー構造で示している。また、各クラスの属性情報を四角の右隣に記載している。具体的には、最上位のクラスは１番船や２番船など建造対象の船舶を示す「番船」であり、その一つ下のクラスは船殻を構成する「ブロック」であり、さらに一つ下のクラスはブロックを構成する「部材」、「接続線」、又は「材料」であり、さらに一つ下のクラスは接続線を構成する「溶接線」、部品を構成する「管」及び「艤装品」、材料を構成する「溶材」、「塗料」、「吊りピース」及び「取付治具」である。また、クラス「溶接線」の属性情報は「脚長」及び「開先形状」であり、クラス「管」の属性情報は「管系統」及び「管材質」であり、クラス「艤装品」の属性情報は「艤装品種類」であり、クラス「溶材」の属性情報は「種類（材料）」及び「ワイヤー径」であり、クラス「塗料」の属性情報は「種類（材料）」であり、クラス「吊りピース」の属性情報は「吊りピース種類」であり、クラス「取付治具」の属性情報は「取付金具種類」である。
なお、図示はしていないが、艤装品毎に更にサブクラスを設置することもできる。サブクラスの例としては、「梯子」や「管サポート」等が挙げられる。
FIG. 42 is a diagram showing an example of the standardized data structure of the product model.
The standardized data structure of the product model expresses product information as a BOM (Bill of Materials), and indicates a hierarchical structure between classes and attribute information of each class.
In FIG. 42, the classes, which are the constituent elements of the standardized data structure, are indicated by rectangles, their types (names) are indicated in the rectangles, and the relationships between classes and parent-child relationships between classes are illustrated in a tree structure. . Also, the attribute information of each class is described to the right of the square. Specifically, the highest class is the "number ship" that indicates the ship to be built such as the first ship and the second ship, and the class one level below is the "block" that constitutes the hull. The class one level below is the "member", "connection line", or "material" that composes the block, and the class that is one level below is the "welding line" that composes the connection line, and the "pipe" that composes the part. and "equipment", "welding material", "paint", "suspension piece" and "mounting jig" that constitute materials. The attribute information of the class "welding line" is "leg length" and "groove shape", the attribute information of the class "pipe" is "pipe system" and "pipe material", and the attribute information of the class "equipment" is The information is "fitting type", the attribute information of the class "welding material" is "type (material)" and "wire diameter", the attribute information of the class "paint" is "type (material)", and the attribute information of the class "paint" is "type (material)". The attribute information of the "suspension piece" is "suspension piece type", and the attribute information of the class "mounting jig" is "mounting bracket type".
Although not shown, a subclass can be set for each outfit. Examples of subclasses include "ladder" and "tube support".
図４３はファシリティモデルの標準化したデータ構造の例を示す図である。
ファシリティモデルの標準化したデータ構造は、ファシリティ情報をＢＯＥ（Bill of Equipment）で表現したものであり、クラス間の階層構造と、各クラスの属性情報を示している。
図４３においては、標準化したデータ構造の構成要素であるクラスを記載すると共に、クラス間の関係及びクラス間の親子関係をツリー構造で示している。最上層のクラスは「工場Ａ／Ｂ」など造船工場の種別（名前）であり、その一つ下のクラスは「棟Ａ／Ｂ／Ｃ」など各工場における棟の種別（名前）であり、さらに一つ下のクラスは「定盤Ａ／Ｂ／Ｃ／Ｄ」など各棟における定盤の種別（名前）であり、さらに一つ下のクラスは「溶接機Ａ／Ｂ／Ｃ」、「送給機Ａ／Ｂ／Ｃ」、「簡易自動台車Ａ／Ｂ」、「グラインダーＡ／Ｂ」、「盤木Ａ」、「ガストーチＡ／Ｂ」、「クレーンＡ／Ｂ」、「取付班Ａ」、「溶接班Ａ」、及び「配材班Ａ」など各定盤で用いる設備（又は道具）、作業員の種別（名前）である。
また、図示はしていないが、能力値や形状といった属性情報が、溶接機や取付班といったクラスごとに設定されている。なお、形状は、クラス「溶接機」や「クレーン」等と関連のあるクラスとして整理することもできる。
FIG. 43 is a diagram showing an example of the standardized data structure of the facility model.
The standardized data structure of the facility model expresses the facility information in BOE (Bill of Equipment), and shows the hierarchical structure between classes and the attribute information of each class.
In FIG. 43, classes, which are constituent elements of the standardized data structure, are described, and relationships between classes and parent-child relationships between classes are shown in a tree structure. The class at the top layer is the type (name) of the shipbuilding factory such as "Factory A/B", and the class one level below is the type (name) of the building in each factory such as "Building A/B/C". One class further down is the type (name) of the surface plate in each building such as "Surface plate A/B/C/D", and the class one further down is "Welder A/B/C", " Feeder A/B/C", "Simple automatic cart A/B", "Grinder A/B", "Block A", "Gas torch A/B", "Crane A/B", "Installation team A ", "Welding Team A", and "Material Distribution Team A", equipment (or tools) used in each surface plate, and types (names) of workers.
Although not shown, attribute information such as ability values and shapes are set for each class such as a welder and an installation team. Shapes can also be arranged as classes related to classes such as "welder" and "crane".
図４４－１～３はプロダクトモデル、ファシリティモデル、及びプロセスモデルの標準化したデータ構造の例を示す図であり、図４４－１に示すプロダクトモデルのデータ構造をＢＯＭ、図４４－２に示すファシリティモデルのデータ構造をＢＯＥ、図４４－３に示すプロセスモデルのデータ構造をＢＯＰ（Bill of Process）で表現している。なお、図４４－１に示すプロダクトモデルの標準化したデータ構造は、クラス「ブロック」のインスタンスの中で「大組」、「中組」、「小組」の親子関係に分かれている点等において、図４２に示すプロダクトモデルの標準化したデータ構造と異なっている。また、図４４－２に示すファシリティモデルの標準化したデータ構造は、最下層のクラスを上位概念的な表現としている点等において、図４２に示すファシリティモデルの標準化したデータ構造と異なっている。
図４４－１～３に示すように、シミュレータで再現するプロセスモデルの情報を、当該プロセスモデルの対象となるプロダクトモデルの情報と、当該プロセスモデルに必要となるファシリティモデルの情報を組み合わせて、ツリー構造で表現し、各モデルの関係を整理する。これにより、プロセスモデルに各プロセスの対象となるプロダクトとファシリティを関連付けて管理できる。また、シミュレータの運用に必要なプロセスの表現（プロセスの粒度）を整理する。これにより、造船設計や生産計画において取り扱うデータを統一データベース１０上で統一的に管理できるため、造船設計と生産計画業務において単一の情報に基づいて業務を運用することができ、建造のリードタイム短縮や設計及び生産計画の最適化に寄与する。
Figures 44-1 to 44-3 are diagrams showing examples of standardized data structures of product models, facility models, and process models. The data structure of the model is represented by BOE, and the data structure of the process model shown in FIG. 44-3 is represented by BOP (Bill of Process). In addition, the standardized data structure of the product model shown in Fig. 44-1 is divided into parent-child relationships of "large group", "medium group", and "small group" in the instance of the class "block". It differs from the standardized data structure of the product model shown in FIG. Also, the standardized data structure of the facility model shown in FIG. 44-2 differs from the standardized data structure of the facility model shown in FIG.
As shown in Figures 44-1 to 44-3, the information of the process model to be reproduced by the simulator is combined with the information of the product model that is the target of the process model and the information of the facility model that is necessary for the process model. Represent by structure and organize the relationship of each model. As a result, it is possible to manage the process model by associating the target product and facility of each process. In addition, organize the process expressions (process granularity) required for the operation of the simulator. As a result, the data handled in shipbuilding design and production planning can be managed in a unified manner on the unified database 10, so that shipbuilding design and production planning work can be operated based on a single piece of information, shortening the lead time for construction. It contributes to shortening and optimization of design and production planning.
図４４－３に示すプロセスモデルの標準化したデータ構造のうち、タスク「プロセスＡ－１～３」の具体例は「配材Ａ～Ｃ」、タスク「プロセスＢ－１～４」の具体例は「取付Ａ～Ｄ」、タスク「プロセスＣ－１～２」の具体例は「溶接Ａ～Ｂ」、タスク「プロセスＤ－１」の具体例は「反転Ａ」、タスク「プロセスＥ－１～２」の具体例は「配管Ａ～Ｂ」、タスク「プロセスＦ－１～２」の具体例は「歪み取りＡ～Ｂ」、タスク「プロセスＧ－１～２」の具体例は「錆止塗装Ａ～Ｂ」、タスク「プロセスＨ－１～２」の具体例は「清掃Ａ～Ｂ」である。
配材、取付、溶接等といった各プロセスについて、そのプロセスをシミュレータで適切に表現するためのプロダクトモデルの情報とファシリティモデルの情報を対応付けて整理している。すなわち、プロダクトモデルのどの情報とファシリティモデルのどの情報をセットにして表現すればシミュレータは各プロセスを再現できるかを整理し、ＢＯＰの設計に反映させている。特に、溶接作業等に付帯する清掃作業、錆止塗装作業等の表現を工夫しており、例えば「清掃」タスクについては、溶接作業後に溶接線に沿った箒掛けが行われているという実態に着目し、プロダクトモデルの情報として「溶接線」を対応付けている。
また、プロセスモデルにおいては、各プロセスの実行順序を規定している。実行順序は、例えば図４４－３の右側に示すように、「プロセスＡ－１（配材Ａ）」→「プロセスＢ－１（取付Ａ）」→「プロセスＢ－２（取付Ｂ）」→「プロセスＣ－１（溶接Ａ）」→「プロセスＥ－１（配管Ａ）」→「プロセスＦ－１（歪み取りＡ）」→「プロセスＨ－１（清掃Ａ）」→「プロセスＧ－１（錆止塗装Ａ）」→「プロセスＤ－１（反転Ａ）」→「プロセスＡ－２（配材Ｂ）」→「プロセスＢ－３（取付Ｃ）」→「プロセスＡ－３（配材Ｃ）」→「プロセスＢ－４（取付Ｄ）」→「プロセスＣ－２（溶接Ｂ）」→「プロセスＥ－２（配管Ｂ）」→「プロセスＦ－２（歪み取りＢ」→「プロセスＨ－２（清掃Ｂ）」→「プロセスＧ－２（錆止塗装Ｂ）」とする。
このように、プロダクトモデル、ファシリティモデル、及びプロセスモデルの標準化したデータ構造は、少なくとも、データの種類ごとに分けた複数のクラスと、クラス間の関係及びクラス間の親子関係とを含む。これにより、プロダクトモデル、ファシリティモデル、及びプロセスモデルの取得や蓄積、利用等が、クラスやクラス間の関係を軸としたデータ構造により容易となる。
Of the standardized data structure of the process model shown in FIG. A specific example of "mounting A to D" and task "process C-1 to 2" is "welding A to B", a specific example of task "process D-1" is "reversal A", task "process E-1 to 2” is “piping A to B”, a specific example of task “process F-1 to 2” is “strain removal A to B”, and a specific example of task “process G-1 to 2” is “rust prevention A specific example of the task "process H-1-2" is "cleaning A-B".
For each process such as material distribution, installation, welding, etc., the information of the product model and the information of the facility model are associated and organized in order to express the process appropriately in the simulator. That is, the simulator organizes which information of the product model and which information of the facility model should be represented as a set so that the simulator can reproduce each process, and reflects this in the design of the BOP. In particular, we are devising expressions such as cleaning work and anti-corrosion painting work that accompany welding work. Focusing on this, "welding lines" are associated as product model information.
The process model also defines the execution order of each process. The order of execution is, for example, as shown on the right side of FIG. "Process C-1 (welding A)" → "process E-1 (piping A)" → "process F-1 (strain relief A)" → "process H-1 (cleaning A)" → "process G-1 (Antirust coating A)” → “Process D-1 (Reverse A)” → “Process A-2 (Material distribution B)” → “Process B-3 (Installation C)” → “Process A-3 (Material distribution C)” → “Process B-4 (Installation D)” → “Process C-2 (Welding B)” → “Process E-2 (Piping B)” → “Process F-2 (Strain relief B” → “Process H-2 (Cleaning B)”→“Process G-2 (Antirust coating B)”.
Thus, the standardized data structures of the product model, facility model, and process model include at least a plurality of classes classified by data type, relationships between classes, and parent-child relationships between classes. This facilitates the acquisition, storage, and use of product models, facility models, and process models by a data structure based on classes and relationships between classes.
造船工場モデルを入力データとした実施例について説明する。シミュレーションにあたって設定した作業員の移動速度、クレーンの移動速度、及び溶接作業の単位長さ当たりの速度の設定値を下表１５に示す。なお、ここではこれらの値を一律に設定しているが、タスクごとに（例えば、溶接姿勢に応じて）定義することも可能である。
仮溶接は、本来であればタック溶接のように断続的な溶接線で表現されるべきであるが、本実施例では簡単のために、本溶接に利用する溶接線経路（ポリライン）を併用し、 単位長さ当たりの溶接速度を変えることによって、作業の差を表現している。また、本実施例で設定した組立シナリオにおける溶接作業は、水平すみ肉溶接のみであり、上向き溶接は発生しない。
３ＤＣＡＤモデルのファイルは、Ｕｎｉｔｙ（登録商標）にインポート可能な汎用的な中間ファイル形式であるＯＢＪ形式（Wavefront Technologies社）を採用した。
Temporary welding should be represented by intermittent welding lines like tack welding, but in this embodiment, for the sake of simplicity, the welding line path (polyline) used for final welding is also used. , representing work differences by varying the welding speed per unit length. Also, the welding work in the assembly scenario set in this embodiment is only horizontal fillet welding, and upward welding does not occur.
For the 3D CAD model file, the OBJ format (Wavefront Technologies, Inc.), which is a general-purpose intermediate file format that can be imported into Unity (registered trademark), was adopted.
（ケース１）
図４５はケース１の組立シナリオにおけるシミュレーションの計算結果のガントチャートである。縦軸の名称は各ファシリティとプロダクト（完成部品、中間部品、構成部品）を表し、横軸は時間（ｓ）を示している。縦線の横棒は配材タスク、横線の横棒は仮溶接タスク、斜線の横棒は本溶接タスクで占有した時間を示している。このガントチャートは、プロセスモデルに基づいて時間発展系シミュレーションを行った時系列情報を、プロダクトモデルやファシリティモデルの情報とも関連付けて表現したものであるともいえる。
ケース１のシナリオでは、５枚板モデルに対して、鉄工職１名と溶接職１名の計２名の作業員で組み立て作業を行う。定めた各作業員のスケジュールは表７の通りである。表７の２行目の作業員１が鉄工職であり、２行目の作業員２が溶接職である。各作業員は表７に記載した順にタスクを実施していく。
このシナリオに基づき船舶の建造シミュレーションシステムによって計算されたガントチャートである図４５から、縦線の横棒で示される各板Ｐ１～Ｐ５の配材にかかる時間が約３７０秒であることがわかる。この時間は全体の約４分の１弱に相当している。この配材にかかる時間は、従来の溶接長から算出する方法では直接的に計算できないものであり、付随作業に相当する。また、作業員２は、配材と仮溶接タスクが終わらない限り作業を開始できないため、４８０秒近く待つことになる。その後、作業員２が中間部品Ｕ２を完成させるまで作業員１はタスクを待つ必要があり、１１００秒付近から仮溶接タスクを実行して終了となる。
このように、船舶の建造シミュレーションシステムによって、従来の算出法だけでは計算できないような各タスクの必要な時間が計算され、タスクの進行度合いによって待ち時間が発生する様子が再現されている。
(Case 1)
FIG. 45 is a Gantt chart of simulation calculation results in the case 1 assembly scenario. The name on the vertical axis indicates each facility and product (finished part, intermediate part, component part), and the horizontal axis indicates time (s). The horizontal bar with vertical lines indicates the time occupied by the material distribution task, the horizontal bar with horizontal lines indicates the temporary welding task, and the horizontal bar with oblique lines indicates the time occupied by the main welding task. It can be said that this Gantt chart expresses time-series information obtained by performing a time evolution system simulation based on a process model in association with information of a product model and a facility model.
In the scenario of Case 1, a total of two workers, one ironworker and one welder, assemble a five-plate model. Table 7 shows the determined schedule for each worker. Worker 1 in the second row of Table 7 is an iron worker, and worker 2 in the second row is a welder. Each worker performs the tasks in the order listed in Table 7.
From FIG. 45, which is a Gantt chart calculated by the ship construction simulation system based on this scenario, it can be seen that the time required for laying the plates P1 to P5 indicated by the vertical bars is approximately 370 seconds. This time corresponds to a little less than a quarter of the total time. The time required for this material distribution cannot be directly calculated by the conventional method of calculating from the weld length, and corresponds to ancillary work. In addition, since the worker 2 cannot start the work until the material distribution and temporary welding tasks are finished, he has to wait for nearly 480 seconds. After that, the worker 1 has to wait for the task until the worker 2 completes the intermediate part U2.
In this way, the ship construction simulation system calculates the required time for each task, which cannot be calculated by conventional calculation methods alone, and reproduces the state in which waiting time occurs depending on the degree of task progress.
（ケース２）
図４６はケース２の組立シナリオにおけるシミュレーションの計算結果のガントチャートである。縦軸の名称は各ファシリティとプロダクト（完成部品、中間部品、構成部品）を表し、横軸は時間（ｓ）を示している。縦線の横棒は配材タスク、横線の横棒は仮溶接タスク、斜線の横棒は本溶接タスクで占有した時間を示している。また、図４７はケース２におけるシミュレーションの３次元的な外観図である。
ケース２では、ケース１と同様に５枚板モデルを対象として、鉄工職２名（作業員１、３）と溶接職２名（作業員２、４）の計４名の作業員に増やしたシナリオを設定した。それに合わせて、溶接機を２台追加している。各作業員のスケジュールは下表１６の通りである。
FIG. 46 is a Gantt chart of simulation calculation results in the case 2 assembly scenario. The name on the vertical axis indicates each facility and product (finished part, intermediate part, component part), and the horizontal axis indicates time (s). The horizontal bar with vertical lines indicates the time occupied by the material distribution task, the horizontal bar with horizontal lines indicates the temporary welding task, and the horizontal bar with oblique lines indicates the time occupied by the main welding task. 47 is a three-dimensional external view of the simulation in case 2. FIG.
In Case 2, as in Case 1, the five-plate model was targeted, and the number of workers was increased to 4 in total: 2 ironworkers (workers 1 and 3) and 2 welders (workers 2 and 4). set a scenario. In line with this, two welding machines have been added. The schedule of each worker is shown in Table 16 below.
このシナリオに基づきシミュレータによって計算されたガントチャートである図４６から、各板Ｐ１～Ｐ５の配材にかかる時間が約４００秒となっており、ケース１よりも長くなっていることがわかる。これは、作業員１と作業員３が１台のクレーンを共有して使うため、余計な歩行時間を要していることが要因にある。仮溶接の時間についても同様に１台のクレーンを共有して使うため、ケース１よりも長くなっている。中間部品Ｕ１と完成部品ＳＵＢ１の本溶接は、それぞれ２本の溶接線を２名で並行して実施しているため、ケース１よりも時間が短縮されている。一方で、開始から終了までの総工期については、人数をケース１の２倍にしたが半分とはならず、結果的にその差は中間部品Ｕ１と完成部品ＳＵＢ１の本溶接時間の短縮による１５０秒程度のみである。
このように、従来の能率という考えでは検討できない内容まで検討することが可能となり、定量的差とその根拠が明確となる。
また、図４７に示すように、各モデルの３次元オブジェクトの位置が変更している様子を直接的に確認することも可能である。
From FIG. 46, which is a Gantt chart calculated by the simulator based on this scenario, it can be seen that the time required to allocate the materials for each of the plates P1 to P5 is about 400 seconds, which is longer than Case 1. The reason for this is that workers 1 and 3 share one crane, which requires extra walking time. The temporary welding time is also longer than in case 1 because one crane is used in common. The final welding of the intermediate part U1 and the finished part SUB1 takes less time than Case 1 because two welding lines are performed in parallel by two people. On the other hand, regarding the total construction period from start to finish, although the number of workers was doubled from Case 1, it was not halved. Only seconds.
In this way, it becomes possible to examine details that cannot be examined with the conventional concept of efficiency, and the quantitative difference and its grounds become clear.
In addition, as shown in FIG. 47, it is also possible to directly confirm how the position of the three-dimensional object of each model is changed.
本発明は、製造時における物の流れと作業員の動きが定型的なものではなく状況に応じて細かな作業の判断を要する船舶の建造を精度よくシミュレーションし、その結果を、コスト予測、生産設計、建造計画の立案及び改善、設備投資、生産現場の分析やボトルネックの解明など、建造に関わる多岐の用途で利用することができる。また、船舶と同様のアナロジーが成り立つような浮体、洋上風力発電施設、水中航走体や海洋構造物などの他製品、また建築業界など他産業への展開も可能である。これらに適用する場合は、請求項における船舶を他製品や他産業で対象とする言葉に置き替えて解釈することができる。 The present invention accurately simulates the construction of a ship, which requires detailed work judgments depending on the situation, and the flow of goods and the movement of workers during manufacturing are not stereotyped. It can be used for a wide variety of purposes related to construction, such as design, planning and improvement of construction plans, capital investment, analysis of production sites, and clarification of bottlenecks. In addition, it is also possible to develop other products such as floating bodies, offshore wind power generation facilities, underwater vehicles and offshore structures that can be analogized to ships, and other industries such as the construction industry. When applied to these, the ship in the claim can be interpreted by replacing it with words that target other products or industries.
１０ 統一データベース
１１ 基本設計情報
１２ ファシリティモデル
１３ 過去船のプロセスデータ
１４ ルール情報
１５ プロダクトモデル
１６ プロセスモデル
２０ プロダクトモデル設定手段
３０ ファシリティモデル設定手段
４０、４００ 建造シミュレータ
４０Ａ プロセスモデル作成手段
４０Ｂ 建造シミュレーション手段
４１ スケジュール情報
４２ 工場レイアウト情報
５０ 時系列情報化手段
５１ 建造時系列情報
６０ 情報提供手段
７０ プロセスモデル蓄積手段
８０ 検証手段
９０ モデル修正手段
１１０ 情報通信回線
１２０ コスト計算手段
１３０ 部品調達計画手段
１４０ 生産計画システム
１５０ ユーザ端末
１６０ モニター手段
１７０ 対比手段
１７１ 評価手段
１８０ 作業情報提供手段
２００ 制御手段
10 unified database 11 basic design information 12 facility model 13 past ship process data 14 rule information 15 product model 16 process model 20 product model setting means 30 facility model setting means 40, 400 construction simulator 40A process model creation means 40B construction simulation means 41 Schedule information 42 Factory layout information 50 Time-series information conversion means 51 Construction time-series information 60 Information provision means 70 Process model storage means 80 Verification means 90 Model correction means 110 Information communication line 120 Cost calculation means 130 Parts procurement planning means 140 Production planning system 150 User terminal 160 Monitor means 170 Comparison means 171 Evaluation means 180 Work information provision means 200 Control means
Claims (26)
前記船舶の建造に関わる情報を標準化したデータ構造で蓄積する統一データベースと、
前記船舶の基本設計情報を前記統一データベースから取得して前記標準化したデータ構造で表現したプロダクトモデルとして設定するプロダクトモデル設定手段と、
前記船舶を建造する工場の設備と作業員に関する情報を前記統一データベースから取得して前記標準化したデータ構造で表現したファシリティモデルとして設定するファシリティモデル設定手段と、
先に設定した前記プロダクトモデルと前記ファシリティモデルに基づいて、前記船舶を構成部品から建造するための組み立て手順を定義し、前記組み立て手順の各段階におけるタスクを定義し、かつ前記タスクが前記ファシリティモデルにおける前記設備と前記作業員の能力値範囲内か否かを考慮して前記標準化したデータ構造で表現したプロセスモデルを作成するプロセスモデル作成手段と、
前記プロセスモデルに基づいて時間ごとの建造の進行状況を逐次計算する時間発展系シミュレーションを行う建造シミュレーション手段と、
前記時間発展系シミュレーションの結果を時系列データ化し建造時系列情報とする時系列情報化手段と、
前記建造時系列情報を提供する情報提供手段とを備えたことを特徴とする統一データベースに基づく船舶の建造シミュレーションシステム。 A system for simulating the construction of a ship based on information represented by a standardized data structure stored in a unified database,
a unified database that accumulates information related to the construction of the ship in a standardized data structure;
a product model setting means for acquiring the basic design information of the ship from the unified database and setting it as a product model represented by the standardized data structure;
facility model setting means for acquiring information about equipment and workers of the ship building factory from the unified database and setting it as a facility model represented by the standardized data structure;
Defining an assembly procedure for building the ship from component parts based on the previously set product model and the facility model, defining tasks at each stage of the assembly procedure , and defining the tasks according to the facility model a process model creation means for creating a process model represented by the standardized data structure in consideration of whether the facility and the worker are within the ability value range in
construction simulation means for performing a time evolution system simulation for sequentially calculating the progress of construction for each hour based on the process model;
Time-series information conversion means for converting the results of the time-evolution system simulation into time-series data and making construction time-series information;
and information providing means for providing the time-series information on the construction of a ship, which is based on a unified database.
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