JP3564749B2

JP3564749B2 - 工程計画評価装置

Info

Publication number: JP3564749B2
Application number: JP20173894A
Authority: JP
Inventors: 毅横田; 憲司荒木; 政典高元; 康弘小林; 久典野中
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1994-08-26
Filing date: 1994-08-26
Publication date: 2004-09-15
Anticipated expiration: 2019-09-15
Also published as: JPH0863513A

Description

【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、大規模な工程計画の評価、例えば、原子力発電プラント等を建設するための工程計画を評価するための装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、プラント建設の工程評価は、工程計画に沿って建設対象部品の時系列的な設置状況を表示することによって行われていた。つまり、工程計画の各作業項目毎に、例えば項目の作業の種類が「据付」であるならば、項目の作業開始時期と作業終了時期の間に項目に含まれる作業対象部品の３次元モデルをそれぞれの設置位置に表示する処理を行う。
【０００３】
工程計画の評価者は上述のような設置状況を見ることによって、いつ，どこに，どの作業対象部品が設置されるのかと、設置される時の設置場所の周辺の状況（何が，どの程度既に設置されているか、等）を把握する。そして、その状況に基づいて工程計画の妥当性を検討し、場合によっては工程計画の修正を行う。
【０００４】
また、コンピュータグラフィックスを用いた各種評価において、作業員等の状況を表示するものは、例えば、情報処理学会第４８回全国大会で発表された「仮想被験者による作業空間のレイアウト評価」のように、評価対象に対する人間の作業性を評価したり、評価対象の状況（大きさ、等）をよりわかりやすく表示するための比較物として人間を表示するというものが存在する。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
上記従来技術では作業対象部品の状況のみを表示しているが、実際の建設作業においては作業対象部品の状況だけではなく、作業を行う作業員の状況も重要な要素となっている。
【０００６】
評価時に人間の状況を表示するという上記従来例では、人間の表示はあくまでも補助的なものであり、工程計画に応じてその表示時期や表示位置等を変えて表示することはできない。
【０００７】
よって、本発明の目的は工程計画に沿った建設シミュレ−ションにおいて、各作業員の状況（作業時期，作業位置、等）をわかりやすく表示することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本発明では各作業の作業対象部品に作業空間を設定し、その作業空間内に作業を行う作業員の状況を示すマーカを、作業員の持つ情報に応じて、その形態を変えて表示するという手段を用いる。
【０００９】
【作用】
本発明は工程計画に沿った時系列的な作業員の状況を表示することによって、各作業員の時系列的な分布を表示することができる。
【００１０】
【実施例】
図１から図１２に本発明の一実施例として、原子力発電プラントの建設計画の工程計画評価に本発明を適用した例を示す。
【００１１】
図１に本発明の一実施例のシステムの基本構成を示す。本システムは基本的に工程計画情報記憶装置１，３次元設計情報記憶装置２，作業空間設定ルール記憶装置３，作業員位置同定装置４，建設シミュレーション装置５，入出力インタフェース６の六つの装置より成る。本システムでは装置１と装置２から各作業対象部品の時系列的な設置位置を導出し、また、装置１，装置２，装置３の情報を用いて装置４で各作業員の時系列的な作業位置を導出する。そして、それらの情報を用いて装置５と装置６によって建設シミュレーションを表示する。
【００１２】
まず、工程計画情報記憶装置１について詳細に説明する。本システムではプラント建設の各作業項目毎に、図２に示すようなフォーマットで情報を記録する。図２の各項目は以下のような意味を持つ情報である。
【００１３】
Ｎｏ．とは各作業項目単位の情報の通し番号である。プラントコードとは工程計画がどのプラントの建設を行うためのものであるかを判定するための識別コードである。エリアＮｏ．とは作業項目の作業が行われるエリアの識別コードである。作業対象部品の種類とは作業項目で実施する作業の対象となる部品の種類を識別するための情報であり、図３に示す分類の中から選択される。作業の種類とは作業の内容を識別するための情報であり、図４に示す分類の中から選択される。図４において「全般」とは対象となる部品が小規模なため、部品に対する全作業を項目上では一つにまとめたものである。作業の開始時期とは作業を開始する年月日の情報である。作業の終了時期とは作業を終了しなければならない年月日の情報である。作業の工数とは作業を実施するために必要な工数（１日当たりに必要な作業員の人数×作業日数）の情報である。作業を行う職種の種類とは作業を実施する職種の種類を識別するための情報であり、図５に示す分類の中から選択される。作業対象部品の３次元設計情報の機器番号とは作業項目と作業項目の３次元設計情報とを対応付けるために用いる３次元設計情報の機器番号の情報である。
【００１４】
次に、３次元設計情報記憶装置２について詳細に説明する。本システムではプラント建設の各作業単位の部品毎に、図６に示すようなフォーマットで３次元の設計情報を記録する。図６の各項目は以下のような意味を持つ情報である。
【００１５】
Ｎｏ．とは各部品単位の情報の通し番号である。プラントコードとは部品がどのプラントの建設に用いられるかを判定するための識別コードである。機器番号とは部品を識別するための情報であり、この機器番号を工程計画の各作業項目毎に記録しておくことによって、工程計画情報と３次元設計情報との対応関係を同定する。エリアＮｏ．とは部品を設置するエリアの識別コードである。機器原点位置とはプラント全体に対して設定されたＸ，Ｙ，Ｚの座標系上における、部品の中心点の座標である（単位はミリ）。回転角とは部品の基本方向に対して、実際の設置方向がどの位ずれているかをＸ，Ｙ，Ｚの各座標系からのずれの角度で表したものである（単位はデグリー）。
【００１６】
また、本システムでは各部品の３次元形状は立方体，円柱，球といった３次元の基本図形の集合体として定義する。よって、部品の形状を構成する基本図形の数だけ、基本図形に関する情報を記録する必要がある。基本図形の情報は以下のような意味を持つ情報で構成される。
【００１７】
基本図形番号とは基本図形の種類を表す番号であり、図７に示すように直方体，円柱，球の３種類がある。基本図形原点位置とは機器原点位置を原点とするように設定されたＸ，Ｙ，Ｚの座標系上における、基本図形の中心点の座標である（単位はミリ）。基本図形回転角とは基本図形の基本方向（図７に示す方向）に対して、実際の設置方向がどの位ずれているかをＸ，Ｙ，Ｚの各座標系からのずれの角度で表したものである（単位はデグリー）。基本図形寸法とは基本図形の種類毎に設定される寸法であり、直方体の場合は図７に示す＃１から＃３，円柱の場合は図７に示す＃１と＃２，球の場合は図７に示す＃１をそれぞれ設定する（単位はミリ）。
【００１８】
次に、作業空間設定ルール記憶装置３について詳細に説明する。本システムでは各部品，各作業の種類に応じて図８のように作業空間を定義する。
【００１９】
次に、作業員位置同定装置４について詳細に説明する。作業員位置同定装置４の処理の流れを図９に示す。本装置では、まず工程計画情報記憶装置１から作業員位置同定の対象となる作業項目の情報を抽出する。そして、作業項目の情報の作業対象部品の３次元設計情報の機器番号の情報を用いて、作業項目で実施する作業対象部品の３次元設計情報を抽出する。その３次元設計情報と作業空間設定ルール記憶装置３から得られる作業空間設定ルールを用いて作業項目の作業空間の３次元設計情報を算出する。また、作業項目の工数を作業期間の日数で割り、１日当たりの作業人数を算出する。そして、作業空間の床面に一人目の作業員の位置を、一人当たり１平方メートルを占有するものとして設定し、その位置に作業員を示す図１０のようなマーカの３次元情報を設定する。そのマーカが他の作業員を示す既設のマーカ、もしくは、その段階で設置済みである作業対象部品と干渉しているかどうかを判定し、干渉している場合は、マーカの設定を解除し、作業員の位置を新たに設定し、干渉しない位置が設定できるまで処理を繰り返す。この時、床面上の全ての領域に関して検討したにもかかわらず、人数分のマーカを設定できなかった場合には、作業面積に対して工数が多すぎるということを表示し、工程計画自体を修正するように示唆する。他との干渉が無く、マーカが設定できた場合には、次の作業員のマーカ設定を行う。以上のような処理を繰り返し、人数分のマーカを設定する。
【００２０】
次に、建設シミュレーション装置５について詳細に説明する。建設シミュレーション装置５の処理の流れを図１１に示す。本装置では、まず入出力インタフェース６を用いて、ユーザに評価したいシミュレーション時期と評価する対象エリアＮｏ．を入力させる。そして、エリアに対応する工程計画の作業項目情報のうち、時期までに実施済みのものを抽出し、それら作業項目の対象となる作業対象部品の３次元設計情報を抽出する。また、対象となる工程計画の作業項目のうち、時期に実施中である作業項目情報を抽出し、作業員位置同定装置を用いて、時期に実施中の工程計画の作業を実施する各作業員を表すマーカの位置を設定する。そして、３次元設計情報を可視化するために必要な、ユーザの視線位置と視界の方向の情報を入出力インタフェース６を用いてユーザに入力させ、その情報に基づき、ユーザの視界の画像中の上で求めた、表示すべき作業対象部品と作業員のマーカのうち、ユーザの視界の範囲中にあるものをグラフィック化して描画する。
【００２１】
また、この時、作業員の職種や前記作業の工数の情報に基づき、各作業員を示すマーカの表示色や形状を変えて表示する。
【００２２】
以上の処理で作成した作業状況の画面例を図１２に示す。本システムでは、このような画面を用いて、工程計画の妥当性の評価等といった、工程計画の評価を行う。
【００２３】
【発明の効果】
本発明を用いることによって、作業員の状況を表示するという、より現実の状況に近い建設作業シミュレーションが可能となる。従来評価できなかった、エリア単位での作業員の分布状況の評価，作業エリアに対する作業員の人口密度の評価，職種毎の作業員の分布状況の評価が可能となる。上述のような評価を行うことにより、建設作業時の作業員の班編成の作成支援，各作業毎の余剰工数の算出支援，トイレ，休憩場所、等の場所の設定支援，エレベータ，仮設階段の設置場所設定支援が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】工程計画評価装置のブロック図。
【図２】工程計画情報記憶装置の情報記憶形式の説明図。
【図３】作業対象部品の種類の分類の説明図。
【図４】作業の種類の分類の説明図。
【図５】作業を行う職種の種類の分類の説明図。
【図６】３次元設計情報記憶装置の情報記憶形式の説明図。
【図７】基本図形の分類の説明図。
【図８】作業空間設定ルールの説明図。
【図９】作業員位置同定装置の処理のフローチャート。
【図１０】作業員を示すマーカの３次元情報の説明図。
【図１１】建設シミュレーション装置の処理のフローチャート。
【図１２】作業状況表示の画面例の説明図。
【符号の説明】
１…工程計画情報記憶装置、２…３次元設計情報記憶装置、３…作業空間設定ルール記憶装置、４…作業員位置同定装置、５…建設シミュレーション装置、６…入出力インタフェース。

Claims

工程計画の情報記憶装置と、前記工程計画の対象となる３次元設計情報記憶装置と、前記工程計画の各作業実施時の作業空間を設定するためのルールを記憶する作業空間設定ルール記憶装置と、前記工程計画及び前記設定ルール記憶装置に記憶された各作業時の作業空間に基づいて前記工程計画の各作業に係る各作業員の作業位置を、作業の作業空間内に設定する作業員位置同定装置と、前記作業員位置同定装置により設定された各作業員の位置に基づいて前記作業を行う各作業員の状況を示すマーカを、各作業員の位置に表示する建設シミュレーション装置からなり、前記建設シミュレーション装置は作業員の状況を示すマーカの表示形態を、前記作業を行う職種の種類に応じて変える工程計画評価装置。
工程計画の各詳細作業項目毎に、作業の工数の情報、及び、作業の開始時期，作業の終了時期，作業の期間、等のうち複数からなる作業時期の情報、及び、作業対象部品の種類の情報、及び、作業対象部品の３次元設計情報を同定するための情報、及び、作業の種類の情報、及び、作業を行う職種の情報を記録する工程計画情報記憶装置と、工程計画に対応する３次元設計情報を記憶する３次元設計情報記憶装置と、作業対象部品の種類と作業の種類に応じて作業実施時の作業空間を設定するためのルールを記憶する作業空間設定ルール記憶装置と、工程計画の各詳細作業項目に係る各作業員の時系列的な作業位置を、前記工程計画情報記憶装置により記憶された工程計画、前記３次元設計情報記憶装置に記憶された３次元設計情報及び前記作業空間設定ルール記憶装置により記憶された作業空間を設定するためのルールに基づいて作業項目で扱う作業対象部品の作業空間の床面上の位置に設定する作業員位置同定装置と、前記作業員位置同定装置により設定された作業対象部品の作業空間の床面上の位置に基づいて作業部品に関する作業を行う各作業員の状況を示すマーカを、各作業員の位置に表示する建設シミュレーション装置からなり、前記建設シミュレーション装置は作業員の状況を示すマーカの表示形態を、前記作業を行う職種の種類に応じて変える工程計画評価装置。
工程計画の情報記憶装置と、前記工程計画の対象となる３次元設計情報記憶装置と、前記工程計画の各作業実施時の作業空間を設定するためのルールを記憶する作業空間設定ルール記憶装置と、前記工程計画及び前記設定ルール記憶装置に記憶された各作業時の作業空間に基づいて前記工程計画の各作業に係る各作業員の作業位置を、作業の作業空間内に設定する作業員位置同定装置と、前記作業員位置同定装置により設定された各作業員の位置に基づいて前記作業を行う各作業員の状況を示すマーカを、各作業員の位置に表示する建設シミュレーション装置からなり、前記建設シミュレーション装置は作業員の状況を示すマーカの表示形態を、作業の工数に応じて変える工程計画評価装置。
工程計画の各詳細作業項目毎に、作業の工数の情報、及び、作業の開始時期，作業の終了時期，作業の期間、等のうち複数からなる作業時期の情報、及び、作業対象部品の種類の情報、及び、作業対象部品の３次元設計情報を同定するための情報、及び、作業の種類の情報、及び、作業を行う職種の情報を記録する工程計画情報記録装置と、工程計画に対応する３次元設計情報を記憶する３次元設計情報記憶装置と、作業対象部品の種類と作業の種類に応じて作業実施時の作業空間を設定するためのルールを記憶する作業空間設定ルール記憶装置と、工程計画の各詳細作業項目に係る各作業員の時系列的な作業位置を、前記工程計画情報記憶装置により記憶された工程計画、前記３次元設計情報記憶装置に記憶された３次元設計情報及び前期作業空間設定ルール記憶装置により記憶された作業空間を設定するためのルールに基づいて作業項目で扱う作業対象部品の作業空間の床面上の位置に設定する作業員位置同定装置と、前記作業員位置同定装置により設定された作業対象部品の作業空間の床面上の位置に基づいて作業部品に関する作業を行う各作業員の状況を示すマーカを、各作業員の位置に表示する建設シミュレーション装置からなり、前記建設シミュレーション装置は作業員の状況を示すマーカの表示形態を、作業の工数に応じて変える工程計画評価装置。
工程計画の情報記憶装置と、前記工程計画の対象となる３次元設計情報記憶装置と、前記工程計画の各作業実施時の作業空間を設定するためのルールを記憶する作業空間設定ルール記憶装置と、前記工程計画及び前記設定ルール記憶装置に記憶された各作業時の作業空間に基づいて前記工程計画の各作業に係る各作業員の作業位置を、作業の作業空間内に設定する作業員位置同定装置と、前記作業員位置同定装置により設定された各作業員の位置に基づいて前記作業を行う各作業員の状況を示すマーカを、各作業員の位置に表示する建設シミュレーション装置からなり、前記建設シミュレーション装置は作業空間の床面全てが作業員の位置として設定済みであり、前記作業空間内に新たな作業員の位置を設定できなくなった場合には、その旨を表示する工程計画評価装置。
工程計画の各詳細作業項目毎に、作業の工数の情報、及び、作業の開始時期，作業の終了時期，作業の期間、等のうち複数からなる作業時期の情報、及び、作業対象部品の種類の情報、及び、作業対象部品の３次元設計情報を同定するための情報、及び、作業の種類の情報、及び、作業を行う職種の情報を記録する工程計画情報記録装置と、工程計画に対応する３次元設計情報を記憶する３次元設計情報記憶装置と、作業対象部品の種類と作業の種類に応じて作業実施時の作業空間を設定するためのルールを記憶する作業空間設定ルール記憶装置と、工程計画の各詳細作業項目に係る各作業員の時系列的な作業位置を、前記工程計画情報記憶装置により記憶された工程計画、前記３次元設計情報記憶装置に記憶された３次元設計情報及び前期作業空間設定ルール記憶装置により記憶された作業空間を設定するためのルールに基づいて作業項目で扱う作業対象部品の作業空間の床面上の位置に設定する作業員位置同定装置と、前記作業員位置同定装置により設定された作業対象部品の作業空間の床面上の位置に基づいて作業部品に関する作業を行う各作業員の状況を示すマーカを、各作業員の位置に表示する建設シミュレーション装置からなり、前記建設シミュレーション装置は作業空間の床面全てが作業員の位置として設定済みであり、前記作業空間内に新たな作業員の位置を設定できなくなった場合には、その旨を表示する工程計画評価装置。