JP3099387B2 - 据付け計画支援方法 - Google Patents

据付け計画支援方法

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JP3099387B2
JP3099387B2 JP3583391A JP3583391A JP3099387B2 JP 3099387 B2 JP3099387 B2 JP 3099387B2 JP 3583391 A JP3583391 A JP 3583391A JP 3583391 A JP3583391 A JP 3583391A JP 3099387 B2 JP3099387 B2 JP 3099387B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、据付け計画支援方法
係り、特に据付対象物の据付手順の最適化検討を支援す
るための据付け計画支援方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】据付手順は、従来、技術と豊富な経験を
持つ建設技術者によって、機器配置図,配管計画図,施
工図,工事工程表などの条件をベースに決められてい
る。但し、据付最小ユニット数が膨大なため、又、使用
するマテリアルハンドリング設備,搬入経路,設備との
干渉検討等検討課題が多岐にわたること等のため、最適
な手順計画を得るのに多くの時間を要することなどの問
題があった。また、特開昭62−114063号に記載のもので
は、なんらかの設計を行なうときに、その設計物体と干
渉の可能性のある既設計物体との干渉の有無をコンピュ
ーターシミュレーションにより調べて表示する。これ
は、据付手順を検討する場合の据付最小ユニットの搬入
経路上の設備との干渉検討等に用いることができる。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】上記した従来技術は、
その殆どが建設技術者個々人の勘と経験による検討、さ
らには、手作業による図面検討によるものであるため、
最適な作業手順及び作業工程を得るのに多くの時間を要
するという問題があった。又、検討結果の情報伝達手段
が工程表や図面,指示書によるものであるため、実際に
作業を行なう作業者が、上記建設技術者の検討結果を十
分に理解して作業行なうには無理な面があった。
【0004】本発明の目的は、据付対象物を構成する膨
大な数の据付最小ユニットの最適な据付手順が容易に検
討でき、据付最小ユニットの据付作業が効率良く安全に
行なえる据付手順計画を効率良く作成できる据付け計画
支援方法を提供することにある
【0005】
【課題を解決するための手段】上記の目的は、据付対象
物を作業領域内の所定の位置に配置する据付手順を視覚
的に表示してこの据付手順の最適性を評価することによ
って前記据付対象物の据付け計画を作成する据付け計画
支援方法において、予め配置計画された前記据付対象物
の配置図形データを表示装置に表示し、前記据付対象物
を据付最小ユニットに分割し、この分割された据付最小
ユニットまたは据付最小ユニット群を前記所定の位置へ
運ぶためのマテリアルハンドリング機器、並びにこのマ
テリアルハンドリング機器の揚重能力,移動速度,各部
の動作速度及び自由度を指定して、これらを前記表示装
置に表示するとともに、前記据付最小ユニットの据付作
業状況を、前記据付手順に従って前記表示装置に表示す
ことにより達成される。また、据付対象物を作業領域
内の所定の位置に配置する据付手順を視覚的に表示して
この据付手順の最適性を評価することによって前記据付
対象物の据付け計画を作成する据付け計画支援方法にお
いて、予め配置計画された前記据付対象物の配置図形デ
ータを表示装置に表示し、前記据付対象物を据付最小ユ
ニットに分割し、この分割された据付最小ユニットを束
ねた据付最小ユニット群を前記作業領域に一括して搬入
する作業状況、並びに前記据付最小ユニットの据付作業
状況を、前記据付手順に従って前記表示装置に表示する
ことにより達成される。 更に、前記据付最小ユニット間
の作業ステップの関連付けや作業項目に対して作業時間
を設定し、前記作業状況を前記表示装置にリアルタイム
で表示する。
【0006】
【作用】本発明によれば、指定したマテリアルハンドリ
ング機器及びその動作条件下において、据付手順に従っ
た据付最小ユニットの据付作業状況を表示装置上で直接
目視確認できるので、据付対象物を構成する膨大な数の
据付最小ユニットの最適な据付手順が容易に検討でき
る。これにより、据付最小ユニットの据付作業が効率良
く安全に行なえる据付手順計画(据付け計画)を効率良
く作成できる。また、据付最小ユニット群を作業領域に
一括して搬入する作業状況、並びに据付手順に従った据
付最小ユニットの据付作業状況を表示装置上で直接目視
確認できるので、据付対象物を構成する膨大な数の据付
最小ユニットの最適な据付手順が容易に検討でき、据付
最小ユニットの据付作業が効率良く安全に行なえる据付
手順計画を効率良く作成できる。 更に、前記据付最小ユ
ニット間の作業ステップの関連付けや作業項目に対して
作業時間を設定し、前記作業状況を前記表示装置にリア
ルタイムで表示することにより、実作業前に工程が評価
でき、末端の建設作業者までが容易に据付手順を理解で
きる。
【0007】
【実施例】本発明の一実施例である据付手順計画支援装
置を具体的に説明する。本実施例は、機械製品,電気製
品,空調製品、これらの製品に水,油,空気,起動電力
を供給,制御する配管,ケーブル,ケーブルトレイ,ダ
クト,これらの支持構造物、及びこれらの操作及び定期
点検を行なうための架台等の据付製品に対して、据付手
順の計画を支援するものである。それらの据付製品は据
付対象物である。
【0008】図2は、本実施例の据付手順計画支援装置
の構成を示したものである。演算処理装置5は、演算部
5a,処理手順記憶部5b,入力部5c,画像データ出
力部5d,プラントレイアウトデータ検索コード出力部
5e,プラントレイアウトデータ入力部5f,マテリア
ルハンドリング機器形状データ検索コード出力部5g,
マテリアルハンドリング機器形状データ入力部5h,据
付手順アニメーションデータ出力部5i,据付手順アニ
メーションデータ入力部5j,中間データ記憶部5kを
有している。処理手順記憶部5bは、図1に示す処理手
順を記憶している。キ−ボ−ドあるいはマウス等の入力
装置4は、入力部5cに接続される。記憶装置6は、出
力部5eに及び入力部5fに接続される。記憶装置6
は、プラントの機器及び配管等をレイアウトした状態の
図形データをある記憶エリアに記憶している。記憶装置
6は、他の記憶エリアに前述の機器及び配管等の据付最
小ユニットデータを記憶している。記憶装置7は、前述
の機器及び配管等を据付けられる所定の位置へ移動する
ために利用するマテリアルハンドリング機器の形状デー
タをある記憶エリアに記憶している。出力部5i及び入
力部5jに接続される。記憶装置8は、図1に示す処理
手順で作成された全ての据付手順アニメーションデータ
を記憶している。画像データ記憶装置3は、演算処理装
置5の出力部5dから出力された図形情報等を記憶して
いる。画像表示制御装置2は、画像データ記憶装置3に
記憶された情報を表示装置(ディスプレイ)1に表示さ
せる。処理手順記憶部5bに記憶された図1の処理手順
は、逐次、演算部5aへ呼び出されたうえで実行され
る。
【0009】本実施例における処理の内容を図1の処理
手順に沿って以下に詳細に説明する。
【0010】本実施例での処理手順のステップ10で
は、シミュレーション作業を実施しようとするエリア内
のレイアウトデータを、記憶装置6からレイアウトデー
タ入力部5fを介して読み込み、表示装置1に表示す
る。図3にステップ10の詳細な処理内容を示す。ステ
ップ10のステップ10Aでは、入力装置4から表示す
るレイアウトデータの領域データ(プラント名,建屋コ
ード,エリア名)を入力する。例えば、図4にステップ
10Aで入力する領域データの例を示しており、プラン
ト名「X」,建屋名「R」及びエリア名「R5B10」
を入力する。次に、ステップ10Bでは、ステップ10
Aで入力した領域データに関係する領域における複数の
構造体(建屋の壁,機器,配管,ケーブルトレイ,空調
ダクト及びこれらの支持構造物等の総称)がレイアウト
された図形データ及び据付最小ユニットデータを据付製
品の種類に区分して記憶装置6から入力部5fを介して
読み込む。例えば、図5に読み込まれたレイアウト図形
データの画面表示の一例を示す。画面の左側の各領域2
4,23及び25には、CADで計画されたレイアウト
の斜視図(PERSPの部分),平面図(TOPの部
分),正面図(FRONTの部分)が表示され、画面の
右側の領域21には、据付製品名が表示される。また、
画面の右側下端部の領域22には、入力装置4のマウス
により画面をコントロールする内容が表示される。据付
手順計画者は、据付手順を計画しようとするエリアのレ
イアウト状況を確認して次の手順に進む。このレイアウ
ト図形データは、図示していないCADシステムによっ
て作成されたものである。CADシステムによるレイア
ウト図形データの作成は、例えば、特開昭62−114063号
公報で記載されている。次に、ステップ10Cでは、ス
テップ10Bで読み込まれたレイアウト図形データ及び
据付最小ユニットデータから出来る据付最小ユニットに
その製品にユニ−クな番号を割り当てる。例えば、図5
の画面の領域21に示された据付製品の配管の項を入力
装置4で選択すると、ステップ10Cの処理の中で、選
択された配管の項が入力され配管の項に該当する据付最
小ユニットのデータが記憶装置6から呼び出され、図6
に示すように、画面の領域21に呼び出された配管の据
付最小ユニットの番号が表示される。据付手順計画者
が、入力装置4からこの番号をピックすると、ステップ
10Cの処理で、ピックした番号に該当するレイアウト
図形中の据付最小ユニットが選択されその据付最小ユニ
ットに異なる色情報を付加する。このため、画面左側の
レイアウト図形において該当する据付最小ユニットの色
が変わり、番号と図形上における据付最小ユニットの対
応付けがわかる。また逆に、画面左側のレイアウト図形
をピックしても画面右側の番号色が変わり、対応が分か
る。この処理も、同様に、ステップ10Cで行なわれ
る。また、画面右側の据付最小ユニットの番号は、上か
ら下への順序が据付手順となる。
【0011】ステップ11では、ステップ10で読み込
まれた据付最小ユニットの据付手順を定義する。図7に
ステップ11の詳細な処理内容を示す。据付最小ユニッ
トの据付の順序付けを決定する基準は、下記にあげられ
る一連の仮定に基づくものである。
【0012】(a)それぞれの製品種類(大型鋼構造物,
躯体を含む。)の据付最小ユニットは、独立に順序付け
られる。すなわち、他の一切の製品種類と無関係に順序
付けられる。
【0013】(b)それぞれの据付最小ユニットの据付最
終位置は、既知であり、最終据付位置において干渉しな
い。
【0014】(c)与えられた製品種類のそれぞれの据付
最小ユニットに対して、据付作業スペースは確保されて
いる。
【0015】(d)据付エリアにおける全ての搬入口の位
置と大きさはあらかじめ定義されており、それぞれの据
付最小ユニットは、適切な、搬入口を選択する。
【0016】上記の仮定をベースにして、過去の経験に
基づいた次に示す優先クライテリアを設定した。
【0017】(a)高い位置の物は、低い位置の物に優先
する。
【0018】(b)搬入口からの遠い物は、近い物に優先
する。
【0019】(c)大きい物は、小さい物より優先する。
【0020】(d)配管,ダクト及びトレイなど線状に接
続される製品は、一端から他端へとルート経路に沿って
据え付けられる。
【0021】以上のクライテリアに基いて、与えられた
据付製品種類の据付最小ユニットに関する据付順序を決
定する(ステップ11A)。これらのクライテリアは、
幾何学的データだけをベースにして適用される。据付手
順自動決定を実行するに当たり、据付手順計画者は使用
するクライテリアを決めることができる。ここでは、ク
ライテリアに優先順位をつけて適用することにより、ケ
ースバイケースの据付手順計画を可能にしている。例え
ば、図8に据付手順の優先ル−ルの表示例を示す。ステ
ップ11Aでは、記憶装置7に記憶されている据付手順
の優先ルールを選択し、表示装置1に出力する。このた
め、図6の領域21にそのルールが表示される(図
8)。据付手順計画者は画面の領域21に表示された優
先ルールをA,B,Cの順に入力装置4から選択する
と、ステップ11Aでは、選択されたルール順に基づい
て優先ルールの下方に表示されている据付最小ユニット
の番号の順序が、画面左側のレイアウトの高い方から低
い方へ、同じ高低であれば大きい物から小さいものへ、
同じ大小であれば搬入口を基準に奥から近傍へと並び替
える。そして、番号を並び変えた状態で各据付最小ユニ
ットの情報を表示装置1に出力する。しかし、実際の建
設作業では、本クライテリアに基く据付手順では、据付
けが困難な場合が生じる。そのような場合に備え、ステ
ップ11Bでは、対話処理機能を開発し、自動決定後の
対話修正を可能にした。例えば、据付計画者は入力装置
4から図8の画面に表示されている据付最小ユニットの
番号を他の番号と番号の間に挿入,削除して順序を入れ
替える。
【0022】ステップ12では、製品別に作業ステップ
項目及びその項目毎の作業時間を定義する。図9にステ
ップ12の詳細な処理内容を示す。ステップ12のステ
ップ12Aでは、記憶装置7から図11に示す作業ステ
ップ,作業ステップ及び時間が記入できる表のデータを
読出し表示装置1に出力する。この時、図10の画面が
表示装置1に表示される。ステップ10で読み込まれた
据付製品(機器,配管,ケーブルトレイ及びダクトな
ど)に対して、据付計画者は、入力装置4から作業ステ
ップ及び該当する作業時間をそれぞれ入力する。画面の
左側にレイアウト図形が表示されているので、計画者は
それを見ながら容易に該当するそれらのデータを入力で
きる。入力されたこれらのデータは、記憶装置7に記憶
される(ステップ12A及び12B)。更に、領域21
に作業ステップ,作業パターン及び作業時間が表示され
る。図11にこのときの領域21の拡大図を示す。作業
ステップとして「搬入」,「ブラクリ」,「開先合わ
せ」,「溶接」,「溶接部仕上げ」,「洗浄」,「耐
圧」及び「保管」が入力される。次にステップ12Bで
は、ステップ12Aで入力した作業ステップ毎に作業時
間を入力する。例えば、図11に示すように作業時間と
して、搬入に「1」,ブラクリに「1」,開先合わせに
「3」,溶接に「2」,溶接部仕上げに「1」,洗浄に
「1」,耐圧に「1」及び保管に「1」が入力される。
【0023】ここで時間の単位は、あらかじめ「秒」,
「分」あるいは「時」を入力装置4から入力する。ステ
ップ12Aと12Bで入力した据付製品別の作業ステッ
プ項目及び時間はデフォルト値となるが、一つの据付製
品を取ってみると据付最小ユニット毎に、作業パターン
さらには時間が異なることが大部分であるため、ステッ
プ12Cでは、据付計画者は画面右側のレイアウト状態
を確認しながら、必要に応じて据付最小ユニットに対し
て、作業ステップのパターンを選択し、作業時間を修正
する。修正されたこれらのデータは、記憶装置7に入力
される。
【0024】ステップ13では、最小ユニット又は、据
付最小ユニット群を所定の位置へ運ぶためのマテリアル
ハンドリング機器の動作条件を定義する。図12にステ
ップ13の詳細な処理内容を示す。ステップ13のステ
ップ13Aでは、マテリアルハンドリング機器コードN
o.により検索を行ない、マテリアルハンドリング機器
の形状データを記憶装置7から入力部5hを介して読み
込む。次に、ステップ13Bでは、ステップ13Aで読
み込まれたマテリアルハンドリング機器にリフティング
能力,移動速度,各部の動作速度及び自由度を入力す
る。
【0025】ステップ14では、据付最小ユニットを一
括して搬入するため据付最小ユニットを束ねるバンドリ
ング定義を行なう。図13にステップ14の詳細な処理
内容を示す。ステップ14のステップ14Aでは、据付
手順のシミュレーション作業を実施するエリア内の据付
最小ユニットで構成されるレイアウトを表示する。次
に、ステップ14Bでは、ステップ14Aで画面上に表
示された据付最小ユニットに入力装置4からバンドリン
グであることを定義し、固有な名称で記憶する。次に、
ステップ14Cでは、ステップ14Bで定義されたバン
ドリング範囲の据付最小ユニットのみを画面上に表示
し、バンドリングの形状を入力装置4から入力する。例
えば、据付計画者は画面右側にレイアウト図形、画面左
側に据付最小ユニット番号が表示された状態で、バンド
ルしようとする据付最小ユニットを入力装置4から選択
すると、画面中央にバンドルしようとする据付最小ユニ
ットの図形が表示され、画面右側の上端に表示された据
付最小ユニットのX,Y,Z方向の座標バーを入力装置
4でコントロールしてバンドリングの形状を決定する。
ステップ15では、据付最小ユニットの搬入開始位置か
ら最終据付位置までの搬入経路の定義及び据付作業実施
時の搬入対象物とその周辺環境との干渉チェックを行な
う。図14にステップ15の詳細な処理内容を示す。干
渉チェックは、据付最小ユニット,ユニット群及びマテ
リアルハンドリング機器と周辺環境との間で搬入経路上
で動的にリアルタイム処理にて行なわれる。干渉チェッ
クには、外接直方体による概略干渉チェックと、基本図
形単位の詳細干渉チェックがあり、必要に応じて両者の
選択ができる。例えば、据付計画者は画面左側にレイア
ウト図形及びマテリアルハンドリング機器形状を表示
し、画面右側の搬入経路定義コマンドを選択して、入力
装置4のマウスを使って画面左側のレイアウトの中に搬
入経路を入力すると、自動的に干渉チェックを行ない、
干渉がある場合には搬入経路が赤い線で表示される。
【0026】ステップ16では、据付手順のシミュレー
ション作業実施時の各据付最小ユニット,ユニット群の
作業ステップの関連付けを定義する。図15にステップ
16の詳細な処理内容を示す。作業ステップの関連付け
定義は、図16に示すように、据付最小ユニット間の関
係、例えば、据付最小ユニットAの溶接作業完了後、ユ
ニットBの開先合わせが始まるといった関連付けを対話
的に、連続して行なうことで構築される。この関連付け
は、連続した据付最小ユニットで構成される配管といっ
た場合は、同じパターンを繰り返す場合が多く、コピー
機能を持たせて対話処理時間の削減を図っている。関連
付けられた据付最小ユニットのデータは、ステップ16
Cで記憶装置7に記憶される。
【0027】ステップ17では、据付手順のシュミレ−
ション作業実施結果のアニメーション表示機能を定義す
る。図17にステップ17の詳細な処理内容を示す。ア
ニメーション表示機能は、計画された据付手順をもと
に、リアルタイムにビジュアルに据付作業状態をアニメ
ーションとして表示するものであり、据付最小ユニット
の据付手順及び搬入経路のチェックに使用され、又、従
来の図面等による情報伝達手段にとってかわる画期的な
手法である。図18にアニメーション表示の一例を示
す。表示装置1の画面の右端にスピードコントロールバ
ーを使用して、計画者は、任意のスピードのアニメーシ
ョンを実行できるとともに、マイナス方向のスピードを
与えることにより、分解のシミュレーションを表示する
ことができる。また、表示装置1の画面の右上の時計2
6は、ここの据付最小ユニットに与えられた作業時間の
実時間を再現しており、各エリアの据付進捗各時点まで
の所要時間及びトータルの作業時間がわかるようになっ
ている。この作業時間は、ステップ17Bにおいて、実
行している据付アニメーションでその据付にかかる作業
時間を求めたものである。得られた時間が、上記時計に
表示されるのである。また、このアニメーションはステ
ップ10からステップ16まで処理で得たデータを用い
て行なわれ、ビジュアル的に据付性,作業の安全性など
を評価して、問題点が有れば前記の処理手順に戻って変
更する。次に、これまでの処理手順で得られた全てのデ
ータは、据付手順アニメーションデータ出力部5iを介
して記憶装置に記憶し、必要時に再現する。
【0028】
【発明の効果】本発明によれば、据付対象物を構成する
膨大な数の据付最小ユニットの最適な据付手順が容易に
検討でき、据付作業が効率良く安全に行なわれる据付手
順計画を効率良く作成できる。さらに、据付最小ユニッ
ト間の作業ステップの関連付けや作業項目に対して作業
時間を設定し、作業状況をリアルタイムで表示すること
により、実作業前に工程が評価でき、末端の建設作業者
までが容易に据付手順を理解できる
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施例である図2の据付け計画支援装
置で実行される据付手順計画の処理手順を示す説明図で
ある。
【図2】本発明の実施例である据付け手順計画支援装置
の構成図である。
【図3】図1のステップ10の詳細処理手順を示す説明
図である。
【図4】図3のステップ10Aで入力される領域データ
の説明図である。
【図5】図3のステップ10Bで入力したレイアウト図
形データの画面表示例の説明図である。
【図6】図5の表示画面の右側に据付最小ユニットのデ
ータを付加した表示例の説明図である。
【図7】図1のステップ11の詳細処理手順を示す説明
図である。
【図8】据付手順の定義を対話修正するために表示され
た画面例の説明図である。
【図9】図1のステップ12の詳細処理手順を示す説明
図である。
【図10】据付の作業ステップ及び作業時間の入力画面
例である。
【図11】図10の画面の右側の据付の作業ステップ及
び作業時間の入力欄の詳細を示すものであってそれらの
データを入力した状態を示す説明図である。
【図12】図1のステップ13の詳細処理手順を示す説
明図である。
【図13】図1のステップ14の詳細処理手順を示す説
明図である。
【図14】図1のステップ15の詳細処理手順を示す説
明図である。
【図15】図1のステップ16の詳細処理手順を示す説
明図である。
【図16】ステップ16で表示される画面例であって作
業ステップの関連付け定義を行なうための画面例の説明
図である。
【図17】図1のステップ17の詳細処理手順を示す説
明図である。
【図18】ステップ17で行なわれる据付手順アニメー
ションの表示画面例の説明図である。
【符号の説明】 1…表示装置、3…画像データ記憶装置、4…入力装
置、5…演算処理装置、6,7,8…記憶装置。
フロントページの続き (72)発明者 三浦 淳 茨城県日立市幸町三丁目1番1号 株式 会社 日立製作所 日立工場内 (56)参考文献 特開 平2−127773(JP,A) 特開 昭63−85863(JP,A) 特開 平2−7172(JP,A) 特開 昭63−15357(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G06F 17/50 G06F 19/00 JICSTファイル(JOIS)

Claims (3)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】据付対象物を作業領域内の所定の位置に配
    置する据付手順を視覚的に表示してこの据付手順の最適
    性を評価することにより前記据付対象物の据付け計画を
    作成する据付け計画支援方法において、 あらかじめ配置計画された前記据付対象物の配置図形デ
    ータを表示装置に表示し、前記据付対象物を据付最小ユ
    ニットに分割し、この分割された据付最小ユニット又は据付最小ユニット
    群を前記所定の位置へ運ぶためのマテリアルハンドリン
    グ機器、並びにこのマテリアルハンドリング機器の揚重
    能力,移動速度,各部の動作速度及び自由度を指定し
    て、これらを前記表示装置に表示すると共に、 前記 据付最小ユニットの据付作業状況を、前記据付手順
    に従って前記表示装置に表示することを特徴とする据付
    け計画支援方法。
  2. 【請求項2】据付対象物を作業領域内の所定の位置に配
    置する据付手順を視覚的に表示してこの据付手順の最適
    性を評価することにより前記据付対象物の据付け計画を
    作成する据付け計画支援方法において、 あらかじめ配置計画された前記据付対象物の配置図形デ
    ータを表示装置に表示し、前記据付対象物を据付最小ユ
    ニットに分割し、 この分割された据付最小ユニットを束ねた据付最小ユニ
    ット群を前記作業領域に一括して搬入する作業状況、並
    びに前記据付最小ユニットの据付作業状況を、前記据付
    手順に従って前記表示装置に表示することを特徴とする
    据付け計画支援方法。
  3. 【請求項3】請求項1又は2において、前記据付最小ユ
    ニット間の作業ステップの関連付けや作業項目に対して
    作業時間を設定し、前記作業状況を前記表示装置にリア
    ルタイムで表示することを特徴とする据付け計画支援方
    法。
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