JP5408523B2 - Harmonic design system for structure, harmony design method, harmonization design conversion system, program - Google Patents
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- Y02T70/10—Measures concerning design or construction of watercraft hulls
Description
本発明は、例えば、海洋で用いる浮体の設計において、使用海域における海象条件等及び利活用目的等から浮体形式の構成を構想し、これに対して安全性や経済性(建造費、保守費及び便益費等)及び環境性等の評価を自動的に行うことで設計を最適化させるのを支援する構造物の調和設計システム及び調和設計方法並びに調和設計用コンバートシステム、プログラムに関する。 The present invention, for example, envisages a floating body type configuration for the design of a floating body to be used in the ocean from the oceanographic conditions in the sea area used and the purpose of utilization, etc., and safety and economics (construction costs, maintenance costs, and The present invention relates to a harmonized design system, a harmonized design method, a harmonized design conversion system, and a program for supporting optimization of a design by automatically performing evaluations such as benefit costs and environmental characteristics.
従来、構造物の設計は熟練した技術者や設計者のノウハウや思考に委ねられていたため、設計に長時間費やしていた。また、そのようにして作成した設計を基に構造物を構築していくにつれ、例えば材料の強度不足、必要工数の増大等の建造費用の超過等の問題が発生することもあった。さらに、設計どおりの構造物が完成したとしても、運用上のコストが高かったり、エネルギー効率が悪いため環境負荷増大の原因になり得るものもあった。このことは、海洋で用いる浮体設計も同様に、技術者や設計者の知識、情報、経験及び感性といったものに大きく左右される高度な知的部分であり、先例のない場合は多種多様な構想が創出されるため設計に多大な時間や労力を有していた。また、近い既存例がある場合はそれを基に改造する方法が用いられていたが、建造費用の算出や安全性の検討、エネルギー消費量算出等を行い分析評価し、全ての条件を満たさない限りは設計段階に戻り修正する作業が発生していた。 Conventionally, the design of structures has been entrusted to the know-how and thoughts of skilled engineers and designers, so that the design has been spent for a long time. Further, as the structure is constructed based on the design created in this way, problems such as excess of construction costs such as insufficient strength of materials and increase of required man-hours may occur. Furthermore, even if the structure as designed is completed, there are some cases where the operational cost is high or the energy efficiency is poor, which may increase the environmental load. This is also an advanced intelligent part that is greatly influenced by the knowledge, information, experience, and sensibilities of engineers and designers as well as floating body designs used in the ocean. As a result, it took a lot of time and effort to design. Although when there is a close existing example has been used a method of remodeling based on it, consideration of calculation and safety of the building costs, analysis and evaluated the energy consumption calculation or the like, is less than all of the conditions Unless there was, work to return to the design stage and make corrections occurred.
上記のことから、構造物設計の一連の手順を効率化することが必要であり、安全性評価を基本とした最適な設計計画を実現し得るシステム構築が求められる。この点で、特許の分野においては、構造物設計効率の向上を図るため、例えば、特許文献1、2、3、4に示すような対策が提案されてきた。 From the above, it is necessary to improve the efficiency of a series of procedures for structural design, and it is required to construct a system that can realize an optimal design plan based on safety evaluation. In this respect, in the field of patents, for example, measures as shown in Patent Documents 1, 2, 3, and 4 have been proposed in order to improve the structure design efficiency.
この特許文献1は、特定の大きさの実験室内における信号伝搬特性と当該実験室内における信号伝搬特性を実現するための当該実験室内の環境との関係を予め実験的に求めておくとともに、設計対象となる室内における信号伝搬特性を上記実験室内における信号伝搬特性に換算し、当該換算された信号伝搬特性と、上記予め実験的に求められた上記実験室内における信号伝搬特性と上記実験室内における信号伝搬特性を実現するための上記実験室内の環境との関係とに基づいて、上記室内の環境を設計するものである。 In this Patent Document 1, a relationship between a signal propagation characteristic in a laboratory of a specific size and an environment in the laboratory for realizing the signal propagation characteristic in the laboratory is experimentally obtained in advance and a design object The signal propagation characteristic in the room is converted into the signal propagation characteristic in the laboratory, the converted signal propagation characteristic, the signal propagation characteristic in the laboratory obtained experimentally in advance, and the signal propagation characteristic in the laboratory. The indoor environment is designed based on the relationship with the environment in the laboratory for realizing the characteristics.
こうした構成をとっていたため、室内環境設計に係る室内空間における電磁波吸収面又は電磁波反射面の配置パターンのみを設計すべき室内の環境条件とするしかなく設定項目が限定され、構想段階でのモジュール選択等ができなかった。信号伝搬特性として遅延スプレッドをパラメータとし信号伝搬特性を換算して室内環境評価することしかできなかった。 Because of this configuration, only the arrangement pattern of the electromagnetic wave absorption surface or electromagnetic wave reflection surface in the indoor space related to indoor environment design has to be the indoor environmental conditions to be designed, and the setting items are limited, and module selection at the concept stage I could n’t. It was only possible to evaluate the indoor environment by converting the signal propagation characteristics using the delay spread as a parameter as the signal propagation characteristics.
また、特許文献2は、CAD部により定義された構造物のCADデータと、CAE構造解析部により検出された力学的応答量と、製作可否判断部により判断された製作可否情報と、コスト算出部により検出された製作コスト情報との相関関係を検出し、該相関関係に基づいて力学的応答量が構造物の設計条件を満足し、且つ製作可能で、且つ最小製作コストとなるように構造物の最適形状が検出されるまで構造物のCADデータを変更し、その変更したCADデータに基づいて当該相関関係を更新し、その更新された相関関係に基づいて構造物の最適形状を検出する最適化制御部を設けて構成される最適形状の設計システムを提供するものである。 Patent Document 2 discloses CAD data of a structure defined by a CAD unit, a mechanical response amount detected by a CAE structural analysis unit, production availability information determined by a production availability determination unit, and a cost calculation unit. The structure is detected such that the correlation with the manufacturing cost information detected by the method is detected, and based on the correlation, the mechanical response amount satisfies the design condition of the structure and can be manufactured, and the minimum manufacturing cost is obtained. The CAD data of the structure is changed until the optimal shape is detected, the correlation is updated based on the changed CAD data, and the optimal shape of the structure is detected based on the updated correlation An optimum shape design system configured by providing a control unit is provided.
こうした構成をとっていたため、設計データ(例えば、緩衝材に係る重量、形状及び歪み等)を入力することしかできず、或いはデータベースに保存された先に設計済みの事例のCADデータをGUI(Graphical User Interface)等によりパラメータ変換することができなかった。また、力学的応答量、製作可否、製作コスト、加工性及び経済性を評価するのみとし、構想段階でのモジュール選択や環境影響評価等を行うことができなかった。 Because of this configuration, design data (for example, weight, shape, and strain related to the cushioning material) can only be input, or CAD data of previously designed cases stored in the database can be stored on the GUI (Graphical). Parameter conversion could not be performed by User Interface) or the like. In addition, it was only possible to evaluate the mechanical response amount, production feasibility, production cost, workability, and economy, and it was not possible to perform module selection or environmental impact assessment at the concept stage.
また、特許文献3は、浮体式風力発電装置を設計するにあたり、複数の波浪条件の下で、波浪による応力の統計値から波浪による疲労被害度を求めるとともに、複数の風条件の下で、風による応力の時系列から風による疲労被害度を求める手順と、各波浪条件の発生頻度を考慮して、各波浪条件における波浪による疲労被害度をすべて加算した総合波浪疲労被害度を求めるとともに、各風条件の発生頻度を考慮して、各風条件における風による疲労被害度をすべて加算した総合風疲労被害度を求める手順と、前記総合波浪疲労被害度と、前記総合風疲労被害度とを合算した合算疲労被害度を求める手順とを含む浮体式風力発電装置の設計方法を提供するものである。 Further, in designing a floating wind turbine generator, Patent Document 3 obtains the degree of fatigue damage due to waves from a statistical value of stress due to waves under a plurality of wave conditions, and winds under a plurality of wind conditions. Considering the procedure for obtaining the degree of fatigue damage due to wind from the time series of stress due to wind and the occurrence frequency of each wave condition, the total wave fatigue damage degree obtained by adding all the fatigue damage degrees due to waves in each wave condition is obtained, Taking into account the occurrence frequency of wind conditions, add up the total wind fatigue damage degree, the total wind fatigue damage degree, and the total wind fatigue damage degree by adding all the fatigue damage degrees due to wind in each wind condition And a method for designing a floating wind turbine generator including a procedure for obtaining the combined fatigue damage degree.
こうした構成をとっていたため、波浪条件と風条件との組合せのみに設定項目が限定され、構想段階でのモジュール選択等もできなかった。また、DF(疲労被害度)による評価のみとし、経済性評価や環境評価等もできなかった。 Since such a configuration was adopted, the setting items were limited only to the combination of the wave condition and the wind condition, and module selection at the concept stage could not be performed. Moreover, only evaluation by DF (fatigue damage degree) was made, and economic evaluation and environmental evaluation could not be performed.
また、特許文献4は、機器構造物の構造、材料等の設計仕様情報の入力を促す設計仕様入力手段と、設計仕様情報から構造パラメータを設定する構造パラメータ設定手段と、設計仕様情報から材料パラメータをその統計分布とともに設定する材料パラメータ設定手段と、構造パラメータ及び材料パラメータから機器構造物の温度・応力・ひずみ等の使用条件を算出する使用条件算出手段と、所定の期間における設計対象事象の生起確率を計算する事象生起確率評価手段と、生起確率と損害額との積からリスクを評価するリスク評価手段と、構造パラメータ及び材料パラメータから材料コストを求めるコスト評価手段とを備える技術思想を開示するものである。 Patent Document 4 discloses design specification input means for prompting input of design specification information such as the structure and material of an equipment structure, structural parameter setting means for setting a structural parameter from the design specification information, and material parameter from the design specification information. Material parameter setting means for setting the parameters together with the statistical distribution, use condition calculation means for calculating the use conditions such as temperature, stress, and strain of the equipment structure from the structure parameters and material parameters, and occurrence of the design target event in a predetermined period Disclosed is a technical idea comprising event occurrence probability evaluation means for calculating probability, risk evaluation means for evaluating risk from the product of occurrence probability and damage amount, and cost evaluation means for obtaining material cost from structural parameters and material parameters. Is.
こうした構成をとっていたため、上記同様構想段階でのモジュール選択や環境影響評価等ができなかった。
本発明は、上記の従来技術の問題点を解決することを主眼としてなされたものである。例えば構造物を海洋で用いる浮体とした場合、該浮体が目標設定条件(必要条件)を満たすよう、構想段階においてGUIにより構成要素の規格化(タイプシップ)の選択及びそれらの組合せ等を可能とし、強度解析及び波浪応答解析等を踏まえて安全性を割り出すとともに、構成要素の規格化の選択及びそれらの組合せ等をベースとして経済性及び環境影響性を割り出す、高度な調和設計のための実用的支援ツールを実現するものである。この場合、「調和」とは、安全性、経済性、環境影響の側面を最適化ないしは最大限合理化することを意味する。ここで「安全性」とは、技術的評価の柱となる部分として、環境下(たとえば沖合海象下)で構造物として健全性が保たれることを意味する。「経済性」とは想定した目的を満たす事業性を有することを意味し、得られた便益と建造コスト、運用コスト、時には廃棄コスト等とのバランスを考慮した評価値である。「環境影響」とは、構造物(たとえば浮体)が設置、運用、廃棄される場合におけるエネルギー収支をベースとしたCO2排出量削減効果、また環境(たとえば海域環境)への影響等を含むものを意味し、利活用目的とも深く関係する。 The present invention has been made mainly to solve the above-mentioned problems of the prior art. For example, if the structure is a floating body that is used in the ocean, it is possible to select component types (typeships) and combine them using the GUI at the conception stage so that the floating body satisfies the target setting conditions (necessary conditions). In addition to determining safety based on strength analysis and wave response analysis, etc., it is practical for highly harmonious design that calculates economic efficiency and environmental impact based on selection of component standardization and combinations thereof Realize support tools. In this case, “harmonizing” means optimizing or rationalizing aspects of safety, economy and environmental impact. Here, “safety” means that soundness is maintained as a structure under the environment (for example, under offshore sea conditions) as a part of the technical evaluation. “Economic” means having a business that meets the intended purpose, and is an evaluation value that takes into account the balance between the obtained benefits and construction costs, operation costs, and sometimes disposal costs. “Environmental impact” includes the effect of reducing CO 2 emissions based on the energy balance when a structure (eg floating body) is installed, operated and disposed of, and the impact on the environment (eg sea environment) It is closely related to the purpose of utilization.
すなわち本発明は、構造物(たとえば浮体)の使用条件(たとえば設置海域や係留)や利活用目的に合った構想構築を行い、基本設計や基本特性分析を通じ安全性等の基本的項目、経済性、環境影響等の副次的項目の各面で最適な構造物の構想を合理的かつ迅速に抽出できるようにする構造物の調和設計システム及び調和設計方法並びに調和設計用コンバートシステム、プログラムを提供することを目的とする。 In other words, the present invention constructs a concept that suits the conditions of use of a structure (for example, floating body) (for example, installation sea area and mooring) and the purpose of utilization, and provides basic items such as safety and economics through basic design and basic characteristic analysis. Provide a harmonized design system, harmonized design method, harmonized design conversion system, and program that enable rational and quick extraction of the optimal structure concept in each aspect of secondary items such as environmental impact The purpose is to do.
かかる目的を達成するために、請求項1における構造物の調和設計システムに係る本発明は、設置海域条件や利活用目的に合った最適な構造物を設計するシステムにおいて、少なくとも構造物の設置海域条件と利活用目的が入力・設定される目標設定手段と、予め規格化された複数の構成要素を記憶したタイプシップ記憶手段から前記目標設定手段で入力された前記設置海域条件と前記利活用目的に適合する前記構成要素を検索しGUI(グラフィカル・ユーザ・インタフェース)として表示するとともに利用者による前記GUIでの前記構成要素の選択及び当該選択されたGUIに対応する前記構成要素の組み合わせを行い構造物の基礎データの作成を可能とすることで前記構造物の構想の構築を支援する構想構築手段と、この構想構築手段の構想構築結果に従って前記構造物について解析のアルゴリズムを起動することで基本設計及び/もしくは基本特性分析の支援を行う設計・分析手段と、この設計・分析手段の基本設計結果及び/もしくは基本特性分析結果に応じて前記目標設定手段で設定された前記構造物の前記設置海域条件に対する基本評価を行うための基本評価手段と、前記構想構築手段の構想構築結果を利用して前記目標設定手段で設定された前記構造物の前記利活用目的に対する副次評価を行う副次評価手段とを備えて構成される。 In order to achieve such an object, the present invention related to the harmonized design system for a structure according to claim 1 is a system for designing an optimal structure that meets the installation sea area conditions and utilization purposes, and at least the installation sea area of the structure. Target setting means for inputting and setting conditions and utilization purposes, and the setting sea area conditions and utilization purposes inputted by the target setting means from type ship storage means storing a plurality of components that have been standardized in advance The component conforming to the above is searched and displayed as a GUI (graphical user interface), and the user selects the component on the GUI and combines the component corresponding to the selected GUI. a concept constructing means to help build the concept of the structure by allowing the creation of the basic data of the object, this concept construction hand The design and analysis means for performing support basic design and / or basic characteristic analysis in accordance envisioned construction results to launch an algorithm analysis on the structure of the basic design result and / or basic characteristic analysis of this design and analysis means In accordance with the result, a basic evaluation unit for performing a basic evaluation on the installation sea area condition of the structure set by the target setting unit, and a setting by the target setting unit using a concept building result of the concept building unit And a secondary evaluation means for performing a secondary evaluation for the utilization purpose of the structure.
ここで、構造物とは、建築物、建築物の内装、自動車、列車、船舶、浮体、航空機、工作機械、精密機械、家電製品、コンピュータ機器及び生活用品を含む全ての有体物を含み、設計を要するものであればいずれでもよく、上記に限定されることはない。 Here, the structure includes all tangible objects including buildings, interiors of automobiles, automobiles, trains, ships, floating bodies, aircraft, machine tools, precision machines, household appliances, computer equipment, and daily necessities. Any one may be used as long as it is required, and the present invention is not limited to the above.
また、使用条件とは、構造物の立地或いは設置環境に応じた条件等をいい、使用地域(例えば、国外及び/又は国内の陸、海或いは空等)、使用場所(例えば、屋外及び/又は屋内或いは他の地域又は港湾との距離関係等)、その他海象を含む環境に係る条件(例えば、天気、気温、風速、風力、地熱、太陽熱、紫外線量、空気鮮度、水深、波高及び潮流速度等)のうち少なくとも一つを示し、その他目的に応じて使用上必要な全ての条件を含み、これらに限定されることはない。 The use conditions refer to conditions according to the location of the structure or the installation environment, etc., such as the use area (for example, land and sea, air, etc.). Conditions related to the environment including sea conditions, such as indoors or other areas or harbors, etc. (for example, weather, temperature, wind speed, wind power, geothermal, solar heat, ultraviolet rays, freshness of air, water depth, wave height, tidal current, etc.) ), And includes all conditions necessary for use according to the purpose, but is not limited thereto.
また、利活用目的とは、構造物の上記記載の使用条件を考慮した利用、活用目的をいい、恒常的設置、資源探索、自然エネルギー利用、採掘、運搬等で表されるが、その他利活用上必要な全ての目的を含み、これらに限定されることはない。 The purpose of utilization refers to the purpose of utilization and utilization of the structure in consideration of the above-mentioned conditions of use, and is expressed by permanent installation, resource search, utilization of natural energy, mining, transportation, etc. This includes all the necessary purposes, but is not limited to these.
また、目的設定手段とは、例えば、使用条件及び利活用目的のうち少なくとも一つを選択するか、或いは入力し、建造後の構造物の目的が設定される機能を有するものであり、例えば、PC(パーソナルコンピュータ)、PDA(パーソナル・デジタル・アシスタント)及び携帯電話等の情報端末に係る操作画面上で操作をし、情報処理機能を実現するプログラム、ソフトウェア、かかるソフトを実行可能形式にして記録媒体に搭載したもの、ROM(リード・オンリ・メモリ)、アルゴリズムを電子回路化したもの(以下、「PC等」ともいう。)を含んで実現され得る。 The purpose setting means has, for example, a function for selecting or inputting at least one of use conditions and utilization purposes and setting the purpose of the structure after construction. Operate on the operation screens related to information terminals such as PC (Personal Computer), PDA (Personal Digital Assistant) and mobile phone, and record the program, software, and software that realize information processing function in an executable format It can be realized including a medium mounted on a medium, a ROM (Read Only Memory), and an algorithmized electronic circuit (hereinafter also referred to as “PC etc.”).
また、構想構築手段とは、例えば、構造物を建造するために、標準規格化された構造物或いは過去に建造された同等条件の構造物を基に、新たに建造され得る構造物に係る要素構造(部品)の形状、寸法、質量、重量、表面積、密度、体積、容積、材質、鋼材、トルク、弾性、塑性、脆性、せん断応力及び曲げ応力等の要素のうち少なくとも一つ或いはその組合せにより、要素構造を規格化し、それらを組み合せ、必要な条件やデータ等を入力して該構造物の外形及び内部構造等を構想的に構築される機能を有するとともに、PC等を含んで実現され得る。 The concept construction means is an element related to a structure that can be newly constructed, for example, based on a standardized structure or a structure constructed under the same conditions in the past in order to construct a structure. Depending on the structure (parts) shape, dimensions, mass, weight, surface area, density, volume, volume, material, steel, torque, elasticity, plasticity, brittleness, shear stress, bending stress, etc. , Standardized element structure, combining them, inputting necessary conditions and data, etc., and having the function of constructing the external shape and internal structure of the structure conceptually, and can be realized including PC etc. .
また、設計・分析手段とは、例えば、構想構築手段により構想的に構築された構造物について、構造解析、地震応答解析、耐震解析、振動解析、応力解析、強度剛性解析、耐久・信頼性解析、表面解析、自動車衝突解析、熱流体解析、車両挙動解析、走行性解析、復原性分析、動的挙動解析、波浪応答解析、数値電磁界解析等その他全ての構造物に係る解析手法のうち少なくとも一つにより該構造物の設計及び分析を行わせ基本設計や基本特性分析が行われる機能を有するPC等を含んで実現され得る。 The design / analysis means is, for example, structural analysis, seismic response analysis, seismic analysis, vibration analysis, stress analysis, strength stiffness analysis, durability / reliability analysis for structures that are conceptually constructed by the concept construction means. , Surface analysis, automobile collision analysis, thermal fluid analysis, vehicle behavior analysis, travelability analysis, stability analysis, dynamic behavior analysis, wave response analysis, numerical electromagnetic field analysis, etc. It can be realized by including a PC or the like having a function of performing basic design and basic characteristic analysis by designing and analyzing the structure.
また、基本評価手段とは、例えば、設計・分析手段により出力された構造物に係る基本設計や基本特性分析の結果と目的設定手段にて設定された構造物建造後の目的とから、該建造された構造物に係る安全性(例えば、構造強度、構造信頼性、動的特性、耐久性及び係留系安全性等を含む。)が評価される機能を有するPC等を含んで実現され得る。なお、「基本評価手段」には、基本評価を行う評価機能そのものの場合も含むが、評価機能はシステム外部のものを利用し、本システムでは該システム外評価機能を利用するために評価対象データをコンバートして受け渡す機能の場合も含む。 The basic evaluation means is, for example, based on the result of the basic design and basic characteristic analysis related to the structure output by the design / analysis means and the purpose after the construction of the structure set by the purpose setting means. It can be realized including a PC or the like having a function to evaluate safety (for example, including structural strength, structural reliability, dynamic characteristics, durability, mooring system safety, etc.) related to the structure. The “basic evaluation means” includes the case of the evaluation function itself for performing the basic evaluation, but the evaluation function uses a function outside the system, and this system uses the evaluation target data in order to use the external system evaluation function. This includes the function of converting and delivering
また、副次評価手段とは、例えば、構想構築手段により構想的に構築されたものを利用して目標設定手段で設定された構造物に係る利活用目的に照らし、経済性(例えば、建造費(エネルギー使用量、材料価格)、環境影響性(例えば、CO2排出量、NOx排出量、エネルギー消費量、材料使用量)、自然エネルギー利用効率、日照性、運転性、居住性、居住環境影響性、走行性、分解・破壊性等のうち少なくとも一つが評価される機能を有するPC等を含んで実現され得る。 In addition, the secondary evaluation means refers to, for example , economic efficiency (for example, construction costs) in light of the utilization purpose related to the structure set by the target setting means using what was conceptually constructed by the concept construction means. (Energy usage, material price), environmental impact (eg CO2 emissions, NOx emissions, energy consumption, material usage), natural energy utilization efficiency, sunshine, drivability, habitability, living environment impact Further, it can be realized by including a PC or the like having a function for which at least one of running performance, disassembly / destructiveness, etc. is evaluated.
上記のように構成されることで、例えば、システムの利用者は、目標設定手段において構造物の使用条件及び利活用目的を入力した後、この目標設定に沿って構想構築手段で構造物の構想を構築できる。この構想について設計・分析手段において構造物の基本設計及び/もしくは基本特性の分析が行われた後に、目標設定手段で設定された構造物の使用条件に対する基本評価が基本評価手段においてなされる。さらにその上で、構想構築手段による構想構築結果を利用して構造物の利活用目的に対する副次評価が副次評価手段にて行われることになるので、利用者にとって、目標設定条件(必要条件)を満たすよう、構想段階においてGUIにより構成要素の規格化(タイプシップ)の選択及びそれらの組合せ等が可能となる。さらに、この構想構築に対して、安全性、経済性及び環境影響性が自動解析されるので、利用者にとって利便性の高い実用的支援ツールが実現される。 By configuring as described above, for example, the user of the system inputs the use conditions and the utilization purpose of the structure in the goal setting means, and then the concept of the structure in the concept construction means in accordance with the goal setting. Can be built. After the design / analysis means analyzes the basic design and / or analysis of the basic characteristics of the concept, the basic evaluation for the use condition of the structure set by the target setting means is performed in the basic evaluation means. Furthermore, since the subsidiary evaluation for the purpose of utilization of the structure is performed by the subsidiary evaluation means using the result of the concept construction by the concept construction means, the target setting condition (required condition) In the concept stage, it is possible to select standardization (typeship) of the components and to combine them in the concept stage. Furthermore, since safety, economic efficiency, and environmental impact are automatically analyzed for this concept construction, a practical support tool that is highly convenient for the user is realized.
また、上記構成に加え、本発明に係る構造物の調査設計システムは、基本評価は安全性評価であり、前記副次評価は経済性評価及び/もしくは環境影響評価としたことを特徴とする。 In addition to the above-described configuration, the structural design system for structures according to the present invention is characterized in that the basic evaluation is safety evaluation and the secondary evaluation is economic evaluation and / or environmental impact evaluation.
ここで、安全性評価とは、利活用目的に照らし、構造物要件の決定、構造物形式の選定(例えば浮体の場合、搭載物の重量から排水量、デッキ構造の決定、復原性・固有周期から同調回避設計)、静的構造計算(主要構造の配置、内部構造設計からの重量分布、耐水圧)、動的構造計算(波浪応答等に基づき動揺から搭載物機能要件の決定、構造形態から動的応力変化の決定)、耐震強度、耐加速性能、耐火性能、耐積載荷重性能、耐水性能、材料力学的特性、構造力学的特性等を踏まえて、強度・動揺・耐久性等を含む評価を行ったり安全率、余裕率を算出する機能、或いはこれらに限らず、建築物、建築物の内装、自動車、列車、船舶、浮体、航空機、工作機械、精密機械、家電製品、コンピュータ機器及び生活用品を含む全ての有体物に係る固有の安全性に関する評価値を算出する機能をいう。 Here, safety assessment refers to the purpose of utilization, the determination of structure requirements, the selection of structure type (for example, in the case of floating bodies, the amount of drainage from the weight of the load, the determination of the deck structure, the stability and natural period Tuning avoidance design), static structure calculation (major structure layout, weight distribution from internal structure design, water pressure resistance), dynamic structure calculation (determination of load functional requirements based on wave response etc., movement from structure form) Evaluation including strength, sway, durability, etc. based on the determination of dynamic stress change), seismic strength, acceleration resistance, fire resistance, load bearing performance, water resistance, material mechanical properties, structural mechanical properties, etc. Function to perform or calculate safety factor and margin rate, or not limited to, building, interior of building, automobile, train, ship, floating body, aircraft, machine tool, precision machine, home appliance, computer equipment and daily necessities All tangible objects including It refers to the function of calculating the evaluation value about the inherent safety related.
また、経済性評価とは、先の建造費、エネルギー使用量、材料費等は無論、例えば建造に当たっての原材料費、労務費及びその他建造に必要な諸経費や鋼材使用量の他、エネルギー価格変動、費用対効果、費用削減効率、維持費、保守費、運用費、修繕費、減価償却費や市場売買価格等までも含むである。先に、構想構築手段で選択され組み合わされた構成要素の規格化(タイプシップ)の結果及び/もしくは設計・分析手段において部材形状、素材、寸法、鋼材使用量、排水量、表面積等の情報が計算された結果、を基にして経済性評価がなされるものである。 The economic evaluation means that the construction cost, energy consumption, material cost, etc. are not limited to the above. For example, the raw material cost, labor cost, other expenses necessary for construction and the amount of steel used, as well as the fluctuation of energy price. It also includes cost-effectiveness, cost reduction efficiency, maintenance costs, maintenance costs, operation costs, repair costs, depreciation costs, and market purchase prices. First, the results of standardization (typeship) of the components selected and combined by the concept construction means and / or information such as member shape, material, dimensions, steel usage, drainage, surface area, etc. are calculated in the design / analysis means Based on the results, economic evaluation is made.
また、環境影響評価とは、例えば、構造物建造時のエネルギー使用量、CO2排出量、材料使用量等の他、使用、利用に当たってのCO2排出量、NOx排出量、エネルギー消費量、廃材廃油その他産業廃棄物産出量、電力消費量等と環境負荷との関係、循環エネルギー効率等や廃棄時の廃材再利用率、リサイクル性等を含むものである。これらも、構想構築手段で選択され組み合わされた構成要素の規格化(タイプシップ)の結果及び/もしくは先に設計・分析手段において部材形状、素材、寸法、鋼材使用量、排水量、表面積等の情報が計算されることで上述機能が実現される。 Environmental impact assessment includes, for example, energy consumption during construction of buildings, CO2 emissions, material usage, etc., as well as CO2 emissions, NOx emissions, energy consumption, waste material waste oil, etc. This includes the relationship between industrial waste output, power consumption, etc., and environmental impact, recycling energy efficiency, waste material reuse rate at disposal, recyclability, etc. These are also the results of standardization (typeship) of the components selected and combined by the concept construction means and / or information on the shape, material, dimensions, steel usage, drainage, surface area, etc. in the design / analysis means first The above-described function is realized by calculating.
上記のように構成されることで、基本的な評価として安全性評価を採用し、副次的な評価として経済性評価及び/もしくは環境影響評価を採用するので、安全性、経済性及び/もしくは環境影響を組み合わせた最適化をなし得る構造物の設計を支援することが可能となる。 By configuring as described above, safety evaluation is adopted as a basic evaluation, and economic evaluation and / or environmental impact evaluation is adopted as a secondary evaluation. Therefore, safety, economic and / or It is possible to support the design of structures that can be optimized by combining environmental effects.
また、上記構成に加え、本発明に係る構造物の調査設計システムにおいて、前記構造物の調和設計システムは、構造物に対応した少なくとも鋼材使用料情報を記憶した経済性情報記憶手段、及び/もしくは、構造物に対応した少なくともCO2排出量情報及び/もしくはエネルギー消費量情報を記憶した環境影響情報記憶手段を備え、前記副次評価手段は、前記経済性評価及び/もしくは環境影響評価として、構造物の建造から廃棄までの時系列的なステップ毎に、前記経済性情報記憶手段及び/もしくは前記環境影響情報記憶手段から前記構想構築結果に対応するステップ値を算出したことを特徴とする。 In addition to the above configuration, in the investigation design system structure according to the present invention, conditioning design system of the structure, economy information storage means for storing at least steel fee information corresponding to the structure, and / or And environmental impact information storage means for storing at least CO 2 emission information and / or energy consumption information corresponding to the structure, wherein the secondary evaluation means is a structure as the economic evaluation and / or environmental impact evaluation. A step value corresponding to the concept construction result is calculated from the economic information storage means and / or the environmental impact information storage means for each time-series step from construction to disposal of an object.
ここで、構造物の建造とは、構造物のライフサイクルにおける初歩的段階に当たり、設計を含み、計画・立案・施工・完了に至るステップを包含する概念である。 Here, the construction of a structure is a concept that includes the steps from planning to planning, construction, and completion, including design, at an elementary stage in the life cycle of the structure.
また、構造物の廃棄とは、構造物の耐用年限が過ぎたり、寿命が尽きたり等した結果、構造物を廃棄する、ライフサイクルの最終段階をいう。ここで、「構造物の建造から廃棄までの時系列的なステップ」には、上記の構造物の建造時のステップ(すなわち計画ステップ、立案ステップ、施工ステップ、完了ステップを含むステップ)と構造物の廃棄ステップのみならず、その間の段階における使用、利用のステップも含まれる。 The disposal of the structure means the final stage of the life cycle in which the structure is discarded as a result of the lifetime of the structure being expired or the end of its life. Here, the “time-series steps from construction to disposal of the structure” includes the above-mentioned steps at the time of construction of the structure (that is, steps including the planning step, the planning step, the construction step, and the completion step) and the structure. This includes not only the disposal step, but also the use and utilization steps in the intervening stages.
上記のように構成されることで、副次評価手段は、構造物の建造から廃棄までの時系列的なステップ毎に、経済性情報記憶手段及び/もしくは環境影響情報記憶手段から構想構築結果に対応する、例えばCO2排出量情報及び/もしくはエネルギー消費量情報を引き出すことができるので、経済性評価及び/もしくは環境影響評価が構想構築と連動して自動的に導き出し得る調和設計支援システムを実現できる。 By being configured as described above, the secondary evaluation means can convert the economic information storage means and / or the environmental impact information storage means into the concept construction result for each time-series step from construction to disposal of the structure. Corresponding , for example, CO2 emission information and / or energy consumption information can be derived, so that it is possible to realize a harmonized design support system in which economic evaluation and / or environmental impact evaluation can be automatically derived in conjunction with concept construction. .
また、上記構成に加え、本発明に係る構造物の調査設計システムは、前記設置海域条件は使用海域における海象条件とし、前記構造物は海洋で用いられる浮体とし、設計・分析手段は少なくとも前記浮体の前記使用海域における波浪応答解析を行ったことを特徴とする。 Further, in addition to the above-described configuration, the structure investigation and design system according to the present invention may be configured such that the installation sea area condition is a sea state condition in a use sea area, the structure is a floating body used in the ocean, and the design / analysis means is at least the floating body The wave response analysis in the sea area of use was conducted.
ここで、使用海域における海象条件とは、例えば、設計条件設定に関係の深い風、波浪、潮流、水深等に関する統計的な情報をいう。また、利用目的によっては、経済性評価において生産物の輸送が問題となり得ることを考慮して、離岸距離に係る情報をこれに含めても良い。本願発明の一実施形態においては、後述するように、インタフェース上で想定海域を選ぶことにより、DB(データベース)に記憶した情報が呼び出され、該当する海象条件情報が一連の解析に自動的に反映されるようになっている。 Here, the sea condition in the sea area used is, for example, statistical information relating to wind, waves, tidal currents, water depth, etc. that are closely related to design condition setting. In addition, depending on the purpose of use, information on the shore distance may be included in consideration of the possibility that transportation of the product may be a problem in the economic evaluation. In one embodiment of the present invention, as will be described later, by selecting an assumed sea area on the interface, information stored in a DB (database) is called up, and the corresponding sea state condition information is automatically reflected in a series of analyzes. It has come to be.
また、波浪応答解析とは、例えば、浮体構成が決定されると復原性解析がなされて必要バラスト量等が計算されることで質量分布が明らかになった時点でなされる、動揺、内力計算、構成要素間の干渉作用、流体計算、構造計算(及びその前提となる部材剛性計算)を含む弾性応答一体解析をいう。これはかかる機能を実現するプログラム或いはかかるプログラムが記憶された媒体を内蔵することによって実現されてもよいし、或いはかかる機能を有する外部プログラム(システム)、たとえば超大型半潜水式波浪中構造応答解析プログラム等によって実現してもよい。後者を採用する場合、本願の一実施形態に係るシステムでは、当該外部解析プログラムに受け渡され得るデータフォーマットを持つ中間ファイル形式に落とし、コンバータを介してデータ受渡する機能を有するようにする。 In addition, the wave response analysis is performed when the mass distribution becomes clear by performing the stability analysis and calculating the necessary ballast amount when the floating body configuration is determined, This means an elastic response integrated analysis including interference between components, fluid calculation, structure calculation (and member rigidity calculation as a premise thereof). This may be realized by incorporating a program for realizing such a function or a medium in which such a program is stored, or an external program (system) having such a function, for example, an ultra-large semi-submersible wave structure response analysis. It may be realized by a program or the like. When the latter is adopted, the system according to an embodiment of the present application has a function of dropping data into an intermediate file format having a data format that can be transferred to the external analysis program and transferring the data via a converter.
上記のように構成されることで、海洋で用いられる浮体に関して、海象条件を設定することで、当該浮体の特定使用海域における波浪応答解析が行われるので、陸上とは異なる気象条件を持つ海上の浮体構造に対しても、調和設計による設計・計画をなし得る支援システムが実現できる。 By configuring as above, wave response analysis in the specific use sea area of the floating body is performed by setting the sea condition for the floating body used in the ocean. A support system capable of designing and planning by harmonized design can be realized even for floating structures.
また、上記構成に加え、本発明に係る構造物の調査設計システムにおいて、前記構造物の調和設計システムは、タイプシップ記憶手段を備え、前記構想構築手段における構想構築は、前記タイプシップ記憶手段に記憶され予め規格化された複数の構成要素の中から前記使用条件と前記利活用目的に沿って構成要素を選定して組み合わせることを特徴とする。 In addition to the above configuration, in the investigation design system structure according to the present invention, conditioning design system of the structure includes a type ship storage means, conceived construction of the concept construction unit is the type ship storage means It is characterized by selecting and combining constituent elements in accordance with the use conditions and the utilization purpose from a plurality of stored and standardized constituent elements.
ここで、構想構築とは、設計目標の構造物(たとえば浮体)を、所与の条件(上記の使用条件及び/もしくは利活用目的)を踏まえて、構造物形状、材質、剛性等の設計前段階の構想を立案し試行し蓄積してゆく作業、機能もしくは過程をいう。これまでは、計画設計者の知識、情報、経験、感性といったものに依存することが大きく、その分属人的要素に大きく左右されがちな高度知的活動部分であったものを、たとえ経験が浅い者であっても所与条件に見合う多種多様な設計を行うことを可能とするべく、既存例をタイプシップとして規格化し、これをユーザインタフェース(たとえば画面)上で選択してドラッグするという操作のみで入力を完了し、入力された要素に対しては後述の各種評価を自動的に行うことで選択要素の最適化設計をシステム的に支援するものである。 Here, concept construction refers to a design target structure (for example, floating body) before designing the shape, material, rigidity, etc. of the structure based on given conditions (the above usage conditions and / or the purpose of utilization). A work, function, or process that involves planning, trying, and accumulating stages. Until now, it has been highly dependent on the planner's knowledge, information, experience, and sensibilities. An operation that standardizes an existing example as a type ship, and selects and drags it on the user interface (for example, a screen) so that even a shallow person can perform a wide variety of designs that meet given conditions. As a result, the input element is systematically supported by automatically performing various evaluations described later on the input element.
上記のように構成されることで、例えば、利用者のユーザインタフェース上での選択操作に基づき、構想構築手段がタイプシップ記憶手段に記憶された規格化浮体形式及び構成部品を検索・取得し、それを出力するので、利用者にとって、複数の構成要素の中から使用条件と利活用目的に沿った要素選定・組合せ操作が容易となる。 By being configured as described above, for example, based on the selection operation on the user interface of the user, the concept construction means retrieves / acquires the standardized floating body format and components stored in the typeship storage means, Since it is output, it is easy for the user to select / combine elements in accordance with the use conditions and the purpose of utilization from among a plurality of components.
また、上記目的を達成するために、請求項5における構造物の調和設計方法に係る本発明は、設置海域条件や利活用目的に合った最適な構造物をコンピュータにより設計する方法において、前記コンピュータが、少なくとも構造物の設置海域条件と利活用目的が入力される目標設定ステップと、予め規格化された複数の構成要素を記憶したタイプシップ記憶手段から前記目標設定ステップで入力された前記設置海域条件と前記利活用目的に適合する前記構成要素を検索しGUI(グラフィカル・ユーザ・インタフェース)として表示することで、利用者による前記GUIでの前記構成要素の選択を可能とするとともに当該選択されたGUIに対応する前記構成要素の組み合わせを行って、前記構造物の基礎データの作成を可能とすることで、前記構造物の構想の構築を支援する構想構築ステップと、この構想構築ステップによって構想された構造物について解析のアルゴリズムを起動することにより前記構造物の基本設計及び/もしくは基本特性分析の支援を行う設計・分析ステップと、この設計・分析ステップの基本設計結果及び/もしくは基本特性分析結果に応じて前記目標設定ステップで設定された前記構造物の前記利活用目的に対する基本評価を行うための基本評価ステップと、少なくとも前記構想構築ステップの構想構築結果を利用して前記目標設定手段で設定された前記構造物の前記利活用目的に対する副次評価を行う副次評価ステップとを実行する。この場合、上記に加え、前記構想構築ステップにおける構想構築において、予め規格化された複数の構成要素が記憶されたタイプシップ記憶手段から前記設置海域条件と前記利活用目的に適合する浮体形式もしくは構成部品に係る前記構成要素が検索されてGUI(グラフィカル・ユーザ・インタフェース)として表示されることで、利用者による前記GUIでの前記浮体形式もしくは構成部品に係る構成要素の選択を可能とするとともに当該選択されたGUIに対応する前記浮体形式もしくは構成部品に係る構成要素の組み合わせを行って、前記構造物の基礎データの作成を可能とするようにすることもできる。 In order to achieve the above object, the present invention related to a harmonized design method for a structure according to claim 5 is a method for designing an optimal structure suitable for installation sea area conditions and utilization purposes by a computer. Is a target setting step in which at least an installation sea area condition and a purpose of utilization of the structure are input, and the installation sea area input in the target setting step from a type ship storage means that stores a plurality of standardized components in advance. by displaying the components meet the criteria and the utilization object as a search and GUI (graphical user interface), which is the selected as to allow selection of the components in the GUI by the user performing a combination of said components corresponding to the GUI, by enabling the creation of the basic data of the structure, And concept construction step to help build the concept of serial structure, to provide support for basic design and / or basic characterization of the structure by activating the algorithm analyzes of structures have been conceived by the initiative building steps A basic evaluation for performing a basic evaluation for the utilization purpose of the structure set in the target setting step according to a design / analysis step and a basic design result and / or basic characteristic analysis result of the design / analysis step a step, performing a secondary evaluation step of performing secondary evaluation of the utilization object of at least the concept construction step concept construction results the structure set by the target setting means utilized. In this case, in addition to the above SL, the in concept building in conception construction step, previously adapted from standardized more components type ship storage means stored in the installation sea area condition and the utilization object floating format or The component related to the component is retrieved and displayed as a GUI (graphical user interface), thereby enabling the user to select the component related to the floating body type or component in the GUI. It is also possible to create a basic data of the structure by performing a combination of components related to the floating body type or the component corresponding to the selected GUI.
これらの構成により、例えば、システムの利用者は、構造物の使用条件及び利活用目的に沿って構造物の構想を構築し、この構想について構造物の基本設計及び/もしくは基本特性の分析が行われた後に、使用条件に照らした基本評価が自動的になされ、さらにその上で、構想構築結果を利用して構造物の利活用目的に対する副次評価が自動的になされることになるので、設計者にとって、目標設定条件(必要条件)を満たすよう、構想段階においてGUIにより構成要素の規格化(タイプシップ)の選択及びそれらの組合せ等を含む設計動作が可能となる設計支援方法が実現される。 With these configurations, for example, the user of the system constructs a concept of the structure in accordance with the usage conditions and utilization purpose of the structure, and the basic design and / or basic characteristics of the structure are analyzed for this concept. After that, a basic evaluation is automatically made in light of the conditions of use, and further, a secondary evaluation for the purpose of utilizing the structure is automatically made using the concept construction result. For the designer, a design support method is realized that enables design operations including selection of standardization of component elements (typeship) and combinations thereof in the concept stage so as to satisfy the target setting conditions (requirements). The
或いは、上記目的を達成するために、請求項7における構造物の調和設計方法に係る本発明は、目的に合った最適な構造物をコンピュータにより設計する方法において、前記コンピュータが、少なくとも構造物の設置海域条件が入力される設置海域条件設定ステップと、前記構造物を構成する複数の構成要素が予め規格化されて記憶部に格納される構成要素規格化ステップと、この構成要素規格化ステップで規格化された構成要素の中から前記設置海域条件に適合する前記構成要素を検索しGUI(グラフィカル・ユーザ・インタフェース)として表示し、利用者による前記GUIでの前記構成要素の選択を可能とするとともに当該選択されたGUIに対応する前記構成要素の組み合わせを行って、組み合わされた前記構成要素の設計数値が利用者により入力されたときに、前記構造物の基礎データの作成が行われる構想構築ステップと、この構想構築ステップで入力された設計数値を基に構造計算を行う構造計算ステップと、この構造計算ステップの出力を前記設置海域条件に沿って評価する設計評価ステップとを実行する。 Alternatively, in order to achieve the above object, the present invention is related to conditioning method of designing a structure in claim 7, a method of designing the optimum structure suited to the purpose by a computer, the computer, at least the structure An installation sea area condition setting step in which an installation sea area condition is input, a component element normalizing step in which a plurality of components constituting the structure are pre-standardized and stored in a storage unit, and a component element normalizing step The component that matches the installation sea area condition is searched from the standardized components and displayed as a GUI (graphical user interface), and the user can select the component in the GUI. with performing a combination of said components corresponding to the selected GUI, design value of the combined said component When input by use's a concept construction step of creating the basic data of the structure is carried out, the structural calculation step of performing structure calculations based on the design numerical values entered in this concept construction step, the structure calculation the output of step performing the design evaluation step of evaluating along said installation sea area condition.
かかる構成により、例えば、GUIによって構造物の使用条件が入力されると、予め規格化された構造要素の中から当該使用条件に合致した構造要素が選択・組み合わされた後、この選定し組み合わされた構造要素の設計数値が入力されこれを元に構造計算が自動的に行われた上、更に構造計算結果に基づく設計評価が自動化されるので、これまで経験豊富な技術者や設計者によっていた設計作業が経験の少ない設計者によっても容易になされうることとなる。 With this configuration, for example, when a use condition of a structure is input through a GUI, a structure element that matches the use condition is selected and combined from the standardized structure elements, and then selected and combined. Designed numerical values of structural elements are input and structural calculations are automatically performed based on them, and design evaluation based on the structural calculation results is further automated. Design work can be easily performed even by a designer having little experience.
またこの場合、上記に加え、前記構造物は海洋で用いられる浮体とし、前記構造計算ステップで重量分布、構造強度を含む静的構造計算と、波浪応答を含む動的構造計算とを実行するようにすることもできる。 Also in this case, in addition to the above SL, the structure is a floating body used in the ocean, executes and weight distribution, static structure calculations including structural strength in the structural calculation step, and a dynamic structure calculations including wave response It can also be done.
かかる構成により、海上の浮体構造という、比較的難度の高い、様々な外象条件が複雑に絡み合う構造物であっても、設計作業の最適化支援をシステム的に実現することができる。 With such a configuration, optimization support for design work can be realized systematically even for a structure having a relatively high degree of difficulty, such as a floating structure on the sea, in which various external conditions are complicatedly intertwined.
或いはこの場合、上記に加え、前記構想構築ステップで選定し組み合わされた構成要素を構成する内構材を選定するとともに、この内構材の設計数値を利用者が入力するための情報をGUI(グラフィカル・ユーザ・インタフェース)として出力する内構材選定・数値入力ステップを実行するようにすることもできる。
Alternatively this case, in addition to the above reporting, as well as selected Uchigamae material constituting the selected and combined components in the concept construction step, GUI information for inputting design value of the Uchigamae material user It is also possible to execute an in-house material selection / numerical value input step to be output as a (graphical user interface).
かかる構成により、構造物を構成する内構材の設計数値が用いられることで、構造物の具体的な寸法等が計算により得られることから、剛性等による安全性評価、使用材料量等による経済性評価、廃棄時のCO2排出量等による環境影響度評価等を自動的に行うことができる。 With this configuration, the design values of the interior materials that make up the structure are used, so that the specific dimensions of the structure can be obtained by calculation. It is possible to automatically perform evaluation of environmental impact based on evaluation of CO2 emissions and CO 2 emission at the time of disposal.
さらに、上記目的を達成するために、請求項10における構造物の調和設計用コンバートシステムに係る本発明は、少なくとも構造物の設置海域条件と利活用目的が入力される目標設定手段と、予め規格化された少なくとも複数の構成要素を記憶したタイプシップ記憶手段と、前記目標設定手段で入力された前記設置海域条件と前記利活用目的に適合する前記構成要素を前記タイプシップ記憶手段から検索しGUI(グラフィカル・ユーザ・インタフェース)として表示するとともに利用者による前記GUIでの前記構成要素の選択及び当該選択されたGUIに対応する前記構成要素の組み合わせを行い構造物の基礎データの作成を可能とする構想構築手段と、規格ごとに少なくとも安全性能を算出するための基礎情報を記憶した安全性能基礎情報記憶手段及び/もしくは規格ごとに少なくとも構造性能を算出するための基礎情報を記憶した構造性能基礎情報記憶手段と、前記構想構築手段の構想構築結果に適合する安全性能基礎情報及び/もしくは構造性能基礎情報を前記安全性能基礎情報記憶手段及び/もしくは前記構造性能基礎情報記憶手段から出力する評価基礎情報取得手段と、前記目標設定手段で設定された前記構造物の前記設置海域条件に対する基本評価を行う外部基本評価手段が処理可能な形式に前記評価基礎情報取得手段で出力された情報を変換するコンバート手段とを具備して構成される。 Furthermore, in order to achieve the above object, the present invention is related to conditioning designed for converting the system structure according to Claim 10, the target setting means for installation sea area conditions and utilization object of at least the structure is input, pre-standard and type ship storage means at least a plurality of components remembers that is of, the components compatible with the installation sea area condition inputted and in the target setting means and the utilization object retrieved from the type ship storage means It is possible to create basic data of a structure by displaying it as a GUI (graphical user interface) and by selecting the component in the GUI by the user and combining the component corresponding to the selected GUI. a concept constructing means for, safety performance groups which stores basic information for calculating at least safety performance for each standard Structural performance basic information storage means storing at least basic information for calculating structural performance for each information storage means and / or standards, and safety performance basic information and / or structural performance that conforms to the concept construction result of the concept construction means Evaluation basic information acquisition means for outputting basic information from the safety performance basic information storage means and / or the structural performance basic information storage means, and basic evaluation for the installation sea area conditions of the structure set by the target setting means A conversion means for converting the information output by the evaluation basic information acquisition means into a format that can be processed by the external basic evaluation means.
安全性能基礎情報とは、規格ごとに安全性能を算出するための基礎情報をいい、たとえば構造物の剛性、モーメント等の情報を含む。 Basic safety performance information refers to basic information for calculating safety performance for each standard, and includes information such as the rigidity and moment of a structure.
構造性能基礎情報とは、規格ごとに構造性能を算出するための基礎情報をいい、たとえば構造物のポアソン比、材質、寸法等の情報を含む。 Structural performance basic information refers to basic information for calculating structural performance for each standard, and includes, for example, information such as Poisson's ratio, material, and dimensions of the structure.
安全性能基礎情報記憶手段とは、例えば、安全性能基礎情報を記憶させたファイルシステム、データベース管理システムその他特定のテーマに沿った情報を集めて管理し容易に検索・抽出等の再利用を可能とする記憶機能を有し、該情報を記憶するメモリー、ハードディスク等の記憶装置或いは記憶媒体にて実現され得る。 Safety performance basic information storage means, for example, a file system that stores safety performance basic information, a database management system, and other information according to a specific theme can be collected and managed, and can be easily used for search, extraction, etc. And a storage device such as a memory or a hard disk for storing the information, or a storage medium.
構造性能基礎情報記憶手段とは、例えば、構造性能基礎情報を記憶させたファイルシステム、データベース管理システムその他特定のテーマに沿った情報を集めて管理し容易な検索・抽出等の再利用を可能とする記憶機能を有し、該情報を記憶するメモリー、ハードディスク等の記憶装置或いは記憶媒体にて実現され得る。 And structural performance basic information storage means, for example, structural performance basic information file system is stored, and enables the reuse of easy retrieval and extraction, etc. to manage collects information along to the database management system and other specific themes And a storage device such as a memory or a hard disk for storing the information, or a storage medium.
評価基礎情報取得手段とは、後述の外部基本評価手段が評価を行うにあたり、引数として引き渡すことが必要となる情報であって、構想構築によって構築された構造要素に対応する情報を、安全性能基礎情報記憶手段及び/もしくは構造性能基礎情報記憶手段から検索・取得する機能をたとえばコンピュータに実現させるプログラム、かかるプログラムを記憶した記憶媒体等によって実現される。 The evaluation basic information acquisition means is information that must be passed as an argument when the external basic evaluation means described later performs evaluation, and the information corresponding to the structural element constructed by the concept construction is The function of searching and acquiring from the information storage means and / or the structural performance basic information storage means is realized by, for example, a program that causes a computer to realize the function, a storage medium that stores such a program, and the like.
外部基本評価手段とは、例えば、構造解析、地震応答解析、耐震解析、振動解析、応力解析、強度剛性解析、品質技術解析、表面解析、自動車衝突解析、熱流体解析、車輛挙動解析、走行性解析、復原性分析、動的挙動解析波浪応答解析、数値電磁界解析等の解析を行うアルゴリズムを有する、本願に係るシステムの外部に接続可能な状態で配置されたプログラム、かかるプログラムを記憶した記憶媒体等によって実現される。代表的には、波浪応答解析プログラムシステムが挙げられる。 The external basic evaluation means, for example, structural analysis, seismic response analysis, seismic analysis, vibration analysis, stress analysis, strength and rigidity analysis, quality engineering analysis, surface analysis, automobile crash analysis, thermal fluid analysis, car 輛 behavior analysis, travel Stored in a state that can be connected to the outside of the system according to the present application, having an algorithm for performing analysis such as sex analysis, stability analysis, dynamic behavior analysis, wave response analysis, numerical electromagnetic field analysis, etc. This is realized by a storage medium or the like. A typical example is a wave response analysis program system.
かかる構成により、目標設定手段で入力された使用条件と利活用目的に沿って構想構築手段がタイプシップ記憶手段から規格化された構成要素を選択し、その上で、評価基礎情報取得手段が安全性能基礎情報記憶手段及び/もしくは構造性能基礎情報記憶手段から構想構築結果に適合する安全性能基礎情報及び/もしくは構造性能基礎情報を取得し、コンバート手段がこれらの情報を外部基本評価手段が処理可能な形式に変換するので、種々の解析プログラムに接続が容易であり、各種解析プログラムを利用して構造設計等の支援を容易に受け得るシステムが実現される。 With this configuration, conception construction unit along the input conditions of use and utilization purpose target setting means selects the components that are normalized from the type ship storage means thereon, evaluation basic information obtaining unit Safety performance basic information and / or structural performance basic information that conforms to the concept construction result is obtained from the safety performance basic information storage means and / or structural performance basic information storage means, and the conversion means processes these information by the external basic evaluation means. Since it is converted into a possible format, it is easy to connect to various analysis programs, and a system that can easily receive support such as structural design using various analysis programs is realized.
さらに、上記目的を達成するために、請求項11におけるプログラムに係る本発明は、コンピュータを、少なくとも構造物の設置海域条件と利活用目的が入力される目標設定手段と、予め規格化された複数の構成要素のうち前記目標設定手段で入力された前記設置海域条件と前記利活用目的に適合する前記構成要素を検索しGUI(グラフィカル・ユーザ・インタフェース)として表示するとともに利用者による前記GUIでの前記構成要素の選択及び当該選択されたGUIに対応する前記構成要素の組み合わせを行い構造物の基礎データの作成を可能とする構想構築手段と、この構想構築手段によって構想された構造物について解析のアルゴリズムを起動することにより前記構造物の基本設計及び/もしくは基本特性分析の支援を行う設計・分析手段と、この設計・分析手段の基本設計結果及び/もしくは基本特性分析結果に応じて前記目標設定手段で設定された前記構造物の前記利活用目的に対する基本評価を行うための基本評価手段と、少なくとも前記構想構築手段の構想構築結果を利用して前記目標設定手段で設定された前記構造物の前記利活用目的に対する副次評価を行う副次評価手段として機能させるものである。 Furthermore, in order to achieve the above object, the present invention according to the program of claim 11 includes a computer, a target setting means for inputting at least the installation sea area conditions of the structure and the purpose of utilization, and a plurality of prestandardized computers. Among the components, the component that matches the installation sea area conditions input by the target setting means and the purpose of utilization is searched and displayed as a GUI (graphical user interface), and the user can A concept construction means for selecting the constituent elements and combining the constituent elements corresponding to the selected GUI to enable creation of basic data of the structure, and analyzing the structure conceived by the concept construction means . design to provide support for basic design and / or basic characterization of the structure by activating the algorithm Analysis means, and basic evaluation means for performing basic evaluation for the utilization purpose of the structure set by the target setting means according to the basic design result and / or basic characteristic analysis result of the design / analysis means; And functioning as secondary evaluation means for performing secondary evaluation for the utilization purpose of the structure set by the target setting means using at least the concept construction result of the concept construction means.
かかる構成により、コンピュータが、目標設定手段として機能して使用条件と利活用目的が入力・設定され、構想構築手段として機能して構造物の構想が構築され、設計・分析手段として機能して構想構築結果に沿った基本設計及び/もしくは基本特性分析が行われ、基本評価手段として機能して利活用目的に対する基本評価が行われ、副次評価手段として機能して建造物の利活用目的に対する副次評価が行われるので、利用者はたとえば汎用のPC(パーソナル・コンピュータ)上で簡便かつ容易に最適化設計を行うことができる。これに加え、これら機能がプログラムとして実現されることから、機能変更に対する保守動作が容易化する。 With this configuration, the computer functions as a goal setting means to input and set usage conditions and utilization purposes, functions as a concept construction means, constructs a concept of a structure, and functions as a design / analysis means. basic design and / or basic characteristic analysis along the construction result is performed, the basic evaluation is performed with respect to the utilization purpose to function as a basic evaluation means, auxiliary for utilization purpose of the construction creation function as secondary evaluation means Since the next evaluation is performed, the user can perform optimization design easily and easily on a general-purpose PC (personal computer), for example. In addition, since these functions are realized as a program, the maintenance operation for the function change is facilitated.
本願に係る構造物の調和設計システムによれば、利用者にとって、目標設定条件(必要条件)を満たすよう、技術者や設計者のノウハウや過去の蓄積が込められた規格化された構成要素を専門家でなくても選択し組み合わせて安全性、経済性、環境影響等の解析に必要な基礎データを作成することにより構想構築ができ、また設計・分析ができるため、専門家と同等の設計が可能となる。しかも、これらの構成要素は、設計の積み上げにより適宜追加され厚くなり、ノウハウとして蓄積されることで、設計の熟練度を本システムにより設計に反映させることが可能となる。また、基本設計結果や基本特性分析結果が、基本評価に利用されるとともに、副次評価にも利用ができる。 According to the harmonized design system for structures according to the present application, for users, standardized components that incorporate the know-how and past accumulation of engineers and designers to satisfy target setting conditions (requirements). Even if you are not an expert, you can select and combine them to create the basic data necessary for analysis of safety, economics, environmental impact, etc., so that you can build a concept, and you can design and analyze it. Is possible. In addition, these components are appropriately added and thickened as the design is accumulated, and accumulated as know-how, the design skill can be reflected in the design by this system. In addition, the basic design results and basic characteristic analysis results can be used for basic evaluation and also for secondary evaluation.
また、本願に係る構造物の調和設計システムによれば、基本的な評価として安全性評価を採用し、副次的な評価として経済性評価及び/もしくは環境影響評価を採用するので、選択した構成要素及びその組み合わせをベースに、強度や波浪応答等に代表される安全性評価以外の、経済性評価や環境影響評価がなされることも可能となる。 In addition, according to the harmonized design system for structures according to the present application, safety evaluation is adopted as a basic evaluation, and economic evaluation and / or environmental impact evaluation is adopted as a secondary evaluation. Based on the elements and combinations thereof, it is possible to perform economic evaluation and environmental impact evaluation other than safety evaluation represented by strength, wave response, and the like.
さらに、本願に係る構造物の調和設計システムによれば、副次評価手段は、構造物の建造から廃棄までの時系列的なステップ毎に、経済性情報記憶手段及び/もしくは前記環境影響情報記憶手段から構想構築結果に対応する、例えば、CO2排出量情報及び/もしくはエネルギー消費量情報を引き出すことができるので、技術者や設計者のノウハウや過去の蓄積が規格化されて反映された構成要素をベースに、強度や波浪応答等に代表される安全性評価以外の、経済性評価や環境影響評価がなされることも可能となる。 Further, according to the harmonized design system for a structure according to the present application, the secondary evaluation means includes the economic information storage means and / or the environmental impact information storage for each time-series step from construction to disposal of the structure. For example, CO2 emission information and / or energy consumption information corresponding to the concept construction result can be extracted from the means, so that the know-how and past accumulation of engineers and designers are standardized and reflected Based on the above, it is possible to perform economic evaluation and environmental impact evaluation other than safety evaluation represented by strength, wave response and the like.
また、本願に係る構造物の調和設計システムによれば、海洋で用いられる浮体に関して、海象条件を設定することで、当該浮体の特定使用海域における波浪応答解析が行われるので、陸上とは異なる気象条件を持つ海上の浮体構造に対しても、技術者や設計者のノウハウや過去の蓄積が規格化されて反映された構成要素をベースにした調和設計が可能となる。 In addition, according to the harmonized design system for a structure according to the present application, by setting sea conditions for a floating body used in the ocean, a wave response analysis is performed in a specific use sea area of the floating body. Even for floating structures on the sea that have conditions, harmonized design based on components that reflect the know-how and past accumulation of engineers and designers as standardized becomes possible.
さらに、本願に係る構造物の調和設計システムによれば、例えば、利用者のユーザインタフェース上での選択操作に基づき、構想構築手段がタイプシップ記憶手段に記憶された、例えば、規格化浮体形式及び構成部品を検索・取得し、それを出力するので、利用者はこれを選択し組み合わせて安全性、経済性、環境影響等の解析に必要な基礎データを作成することになる。よって利用者にとって、利用勝手がよい上に、技術者や設計者のノウハウや過去の蓄積が規格化されて反映された複数の構成要素の中から要素選定・組合せることにより設計でき、専門家と同等の設計が可能となる。 Further, according to the harmonized design system for a structure according to the present application, for example, based on a selection operation on the user interface of the user, the concept construction unit is stored in the type ship storage unit, for example, a standardized floating body type and to search and retrieve the components, because the output it, the user safety in combination selected, economy, will create a basic data necessary for the analysis of environmental impacts, and the like. Therefore, it is convenient for users, and it can be designed by selecting and combining elements from multiple components that reflect the know-how and past accumulation of engineers and designers in a standardized manner. The same design as is possible.
また、本願に係る構造物の調和設計方法によれば、システムの利用者は、構造物の使用条件及び利活用目的に沿って解析に必要な基礎データを作成することにより構造物の構想を構築し、この構想について構造物の基本設計及び/もしくは基本特性の分析が行われた後に、使用条件に照らした基本評価が自動的になされ、さらにその上で、構想構築結果を利用して構造物の利活用目的に対する副次評価が自動的になされることになるので、利用者にとって、技術者や設計者のノウハウや過去の蓄積が込められた規格化された構成要素を専門家でなくても選択することにより設計でき、専門家と同等の設計が可能となる。しかも、これらの構成要素は、設計の積み上げにより適宜追加され厚くなり、ノウハウとして蓄積されることで、設計の熟練度を本システムにより設計に反映させることが可能となる。また、基本設計結果や基本特性分析結果が、基本評価に利用されるとともに、副次評価にも自動的に利用ができる。 In addition, according to the harmonized design method for a structure according to the present application, the system user constructs a structure concept by creating basic data necessary for analysis in accordance with the use conditions and purpose of use of the structure. After the basic design and / or analysis of the basic characteristics of the structure for this concept, a basic evaluation in accordance with the conditions of use is automatically made. Since the secondary evaluation for the purpose of using the system will be made automatically, the standardized components that include the know-how of engineers and designers and the past accumulation are not necessary for users. It is possible to design by selecting the same, and a design equivalent to an expert becomes possible. In addition, these components are appropriately added and thickened as the design is accumulated, and accumulated as know-how, the design skill can be reflected in the design by this system. In addition, the basic design result and the basic characteristic analysis result can be used for basic evaluation and also automatically for secondary evaluation.
また、本願に係る構造物の調和設計方法によれば、構想構築が構成要素を規格ごとに記憶したタイプシップ記憶手段から選定した構成要素を組み合わせて安全性、経済性、環境影響等の解析に必要な基礎データを作成するすることができ、システムの利用者は専門家でなくても、専門家と同等の設計を、技術者や設計者のノウハウや過去の蓄積が込められた規格化された構成要素を選択することにより容易に行うことが可能となる。 Further, according to the harmony designing method of a structure according to the present safety by combining the selected components from the type ship storage means envisioned build is stored components for each standard, economy, the analysis of environmental effects such as Necessary basic data can be created, and even if the system user is not an expert, the design equivalent to the expert is standardized with the know-how and past accumulation of engineers and designers. This can be done easily by selecting the components.
さらに、本願に係る構造物の調和設計方法によれば、例えば、GUIによって構造物の使用条件が入力されると、技術者や設計者のノウハウや過去の蓄積が込められた規格化された構造要素の中から当該使用条件に合致した構造要素が選択・組み合わされた後、この選定し組み合わされた構造要素の設計数値が入力されこれを元に構造計算が自動的に行われた上、更に構造計算結果に基づく設計評価が自動化されるので、これまで経験豊富な利用者によっていた設計作業が経験の少ない設計者によっても容易になされ、設計の熟練度を本システムにより設計に反映させることが可能となる。 Furthermore, according to the harmonized design method for a structure according to the present application, for example, when a use condition of a structure is input through a GUI, a standardized structure that incorporates know-how and past accumulation of engineers and designers After selecting and combining structural elements that meet the conditions of use from among the elements, the design values of the selected and combined structural elements are input, and the structural calculation is automatically performed based on this. Since design evaluation based on structural calculation results is automated, design work that has been done by experienced users so far can be easily done by less experienced designers, and this system can reflect the degree of design expertise in the design. It becomes possible.
また、本願に係る構造物の調和設計方法によれば、海上の浮体構造という、比較的難度の高い、様々な外象条件が複雑に絡み合う構造物に対して、重量分布、構造強度などの静的構造計算に加え、波浪応答等の動的構造計算をシステム的に実現することができ、精度の高い設計評価につなげることができる。 In addition, according to the harmonized design method for a structure according to the present application, a static structure such as a weight distribution and a structural strength is obtained for a structure with a relatively high degree of difficulty, in which various external conditions are complicatedly intertwined. In addition to dynamic structural calculations, dynamic structural calculations such as wave responses can be realized systematically, leading to highly accurate design evaluation.
さらに、本願に係る構造物の調和設計方法によれば、構造体を構成する内構材の設計数値が用いられることで、構造物の具体的な寸法等が計算により得られることから、剛性等による安全性評価、使用材料量等による経済性評価、廃棄時のCO2排出量等による環境影響度評価等を更に詳しく自動的に行うことができる。 Furthermore, according to the harmonized design method for a structure according to the present application, the specific dimensions of the structure can be obtained by calculation by using the design values of the interior materials constituting the structure. It is possible to automatically and more accurately perform safety evaluation by means of evaluation, economic evaluation by the amount of materials used, environmental impact evaluation by CO 2 emission amount at the time of disposal, and the like.
また、本願に係る構造物の調和設計用コンバートシステムによれば、例えば、種々の解析プログラムに接続が容易であり、各種解析プログラムを利用して、専門家でないシステムの利用者であっても、専門家と同等の設計を、技術者や設計者のノウハウや過去の蓄積が込められた規格化された構成要素を選択することにより容易に行うことが可能とする構造設計等の支援を容易に受け得る。 Moreover, according to the conversion system for harmonized design of a structure according to the present application, for example, it is easy to connect to various analysis programs, and using various analysis programs, even a user of a system that is not an expert, Easily support structural design, etc., that allows engineers and designers to easily design by selecting standardized components that incorporate the know-how of engineers and designers and the past I can receive it.
さらに、本願に係るプログラムによれば、利用者はたとえば汎用のPC(パーソナル・コンピュータ)上で、簡便かつ容易に構想構築ができ、また設計・分析ができるため、専門家でないシステムの利用者であっても、専門家と同等の設計を、技術者や設計者のノウハウや過去の蓄積が込められた規格化された構成要素を選択することにより容易に行うことが可能となり、最適化設計を行うことができる。また、基本設計結果や基本特性分析結果が、基本評価に利用されるとともに、副次評価にも自動的に利用ができる。これに加え、これら機能がプログラムとして実現されることから、機能変更に対する保守動作が容易化する。 Furthermore, according to the program according to the present application, the user can easily and easily construct a concept on a general-purpose PC (personal computer), and can design and analyze it. Even so, it is possible to easily perform a design equivalent to an expert by selecting standardized components that incorporate the know-how of engineers and designers and past accumulation, and optimize design It can be carried out. In addition, the basic design result and the basic characteristic analysis result can be used for basic evaluation and also automatically for secondary evaluation. In addition, since these functions are realized as a program, the maintenance operation for the function change is facilitated.
以下、図面を参照して本発明を実施するための最良の形態について説明する。なお、以下では、本発明の目的を達成するための説明に必要な範囲を模式的に示し、本発明の該当部分の説明に必要な範囲を主に説明することとし、説明を省略する箇所については公知技術によるものとする。 The best mode for carrying out the present invention will be described below with reference to the drawings. In the following, the range necessary for the description for achieving the object of the present invention is schematically shown, and the range necessary for the description of the relevant part of the present invention will be mainly described. Are according to known techniques.
本発明の一実施形態として、構造物を浮体とした場合を例にとり、以下に説明する。 As an embodiment of the present invention, a case where a structure is a floating body will be described below as an example.
図1は、本発明の一実施形態に係る調和設計システム1の全体構成を示すブロック図である。同図に示すとおり、本発明に係る調和設計システム1は、目標設定部10、構想構築部20、設計・分析部30、基本評価部40、副次評価部50、入力部60、出力部70、目標設定記憶部101、タイプシップ記憶部201、経済性情報記憶部501及び環境影響情報記憶部502を基本的な構成として備えている。 FIG. 1 is a block diagram showing the overall configuration of a harmonized design system 1 according to an embodiment of the present invention. As shown in the figure, the harmonized design system 1 according to the present invention includes a goal setting unit 10, a concept building unit 20, a design / analysis unit 30, a basic evaluation unit 40, a secondary evaluation unit 50, an input unit 60, and an output unit 70. The target setting storage unit 101, the type ship storage unit 201 , the economic information storage unit 501, and the environmental impact information storage unit 502 are provided as basic configurations.
目標設定部10は、後述の入力部60によって入力された、浮体に係る設置海域条件(例えば、波浪や潮流等を含む。)及び/または利活用目的(例えば、必要機材の耐動揺性や浮体規模等を含む。)等の情報が設定される機能を担う。 The target setting unit 10 is input by a later-described input unit 60, and the installation sea area conditions related to the floating body (for example, including waves and tidal currents) and / or the purpose of utilization (for example, the rock resistance and floating body of necessary equipment) Including the scale etc.), the information is set.
構想構築部20は、(図示しない記憶手段に記憶される)標準規格化された構造物或いは過去に建造された同等条件の構造物に係る情報を基に、新たに建造され得る構造物に係る要素構造(部品)の形状、寸法、質量、重量、表面積、密度、体積、容積、材質、鋼材、トルク、弾性、塑性、脆性、せん断応力及び曲げ応力等の要素構造を規格化してタイプシップ記憶部203に記憶させ、利用者の操作に応じ、目標設定部10で入力・設定された条件に適合するデータをタイプシップ記憶部203から出力部70に出力させるものであり、利用者にとっては所望の要素をGUI(グラフィカル・ユーザ・インタフェース)上で選択するという操作のみによって要素設計、基礎データの作成ができるようにする機能を有する。 The concept construction unit 20 relates to a structure that can be newly constructed based on information related to a standardized structure (stored in a storage means (not shown)) or a structure constructed under the same conditions in the past. Type ship memory by standardizing element structures such as shape, dimensions, mass, weight, surface area, density, volume, volume, material, steel, torque, elasticity, plasticity, brittleness, shear stress and bending stress of element structure (parts) The data is stored in the unit 203 and is output from the typeship storage unit 203 to the output unit 70 in accordance with the user's operation, and the data that meets the conditions input / set by the target setting unit 10 is output to the user. It has a function that enables element design and creation of basic data only by the operation of selecting the element on the GUI (graphical user interface).
設計・分析部30は、構想構築部20により構想的に構築された構造物について、構造解析、地震応答解析、耐震解析、振動解析、応力解析、強度剛性解析、耐久・信頼性解析、表面解析、熱流体解析、復原性分析、動的挙動解析波浪応答解析、数値電磁界解析等の解析を行うアルゴリズムを内包し、利用者の(たとえば)ボタン操作によって起動され、その解析結果を出力部70及び所定の記憶部(図示しない)に出力する機能を有する。 The design / analysis unit 30 includes a structural analysis, seismic response analysis, seismic analysis, vibration analysis, stress analysis, strength / rigidity analysis, durability / reliability analysis, surface analysis for the structure conceptually constructed by the concept construction unit 20. Includes algorithms for performing analysis such as thermal fluid analysis, stability analysis, dynamic behavior analysis, wave response analysis, numerical electromagnetic field analysis, etc., and is activated by the user's (for example) button operation, and the analysis result is output to the output unit 70 And a function of outputting to a predetermined storage unit (not shown).
基本評価部40は、設計・分析部30により解析・出力された構造物に係る基本設計や基本特性分析の結果と目標設定部10にて設定された構造物建造後の目的とから、建造された構造物について基本的な評価を行う機能を有する。基本的評価としては、最も代表的には安全性(例えば、構造強度、構造信頼性、波浪応答性、耐久性及び係留系安全性等を含む。)に係る評価が含まれる。 The basic evaluation unit 40 is constructed from the results of the basic design and basic characteristic analysis related to the structure analyzed and output by the design / analysis unit 30 and the purpose after the construction of the structure set by the target setting unit 10. It has a function to perform basic evaluation on the structures. The basic evaluation includes the evaluation relating to safety (including structural strength, structural reliability, wave responsiveness, durability, mooring system safety, etc.) most representatively.
副次評価部50は、構想構築部20により構想的に構築されたものを利用して目標設定部10で設定された構造物に係る利活用目的に照らして、副次的な項目について評価を行う機能を有する。この副次的な評価項目としては、代表的には、経済性(例えば、建造費(原材料費、労務費及びその他建造に必要な諸経費のうち少なくとも一つを含む。)、鋼材使用量、エネルギー使用量、材料或いはエネルギー価格変動、費用対効果、費用削減効率、維持費、保守費、運用費、修繕費、減価償却費及び市場売買価格等を含む。)、環境影響性(例えば、CO2排出量、エネルギー消費量、材料使用量、廃材廃油その他産業廃棄物産出量、電力消費量、循環エネルギー効率、及び廃材再利用頻度等を含む。)に係る評価が含まれる。 The subsidiary evaluation unit 50 evaluates the subsidiary items in light of the utilization purpose related to the structure set by the target setting unit 10 using the one conceptually constructed by the concept construction unit 20. Has the function to perform. The secondary evaluation items typically include economy (for example, construction costs (including at least one of raw material costs, labor costs, and other expenses required for construction), steel usage, Energy consumption, material or energy price fluctuations, cost effectiveness, cost reduction efficiency, maintenance costs, maintenance costs, operation costs, repair costs, depreciation costs, market purchase prices, etc.), environmental impact (eg CO 2 Emissions, energy consumption, material usage, waste oil waste and other industrial waste production, power consumption, recycling energy efficiency, waste material reuse frequency, etc.) are included.
入力部60は、上述の設置海域条件及び/または利活用目的情報を含む各種情報を入力するための機能を有し、たとえばキーボード、マウス、テンキー、バーコード及びQRコード入力装置、音声入力装置、撮像装置等によって実現される。 The input unit 60 has a function for inputting various information including the above-described installation sea area conditions and / or utilization purpose information. For example, a keyboard, a mouse, a numeric keypad, a barcode and a QR code input device, a voice input device, This is realized by an imaging device or the like.
出力部70は、入力された各種情報及び/またはこれら情報を一定の(後述の)処理して得られる情報をディスプレイ、タッチパネル、プリンタ等によって出力する機能を担う。 The output unit 70 has a function of outputting various types of input information and / or information obtained by processing the information (described later) by a display, a touch panel, a printer, or the like.
目標設定記憶部101は、ハードウェア的にはファイルシステム、データベース管理システムその他特定のテーマに沿った情報を集めて管理し容易に検索・抽出等の再利用を可能とする記憶機能を有し、該情報を記憶するメモリー、ハードディスク等の記憶装置或いは記憶媒体にて実現され得るものであり、ソフトウェア的には、使用条件に係る情報及び/もしくは利活用目的に係る情報を記憶させたものをいう。 The target setting storage unit 101 has a storage function that enables collection and management of information according to a specific theme such as a file system, a database management system, and the like, and allows easy reuse of search / extraction, etc. The information can be realized by a storage device or a storage medium such as a memory or a hard disk for storing the information, and in terms of software, means information on usage conditions and / or information on utilization purposes. .
タイプシップ記憶部201は、ハードウェア的にはファイルシステム、データベース管理システムその他特定のテーマに沿った情報を集めて管理し容易に検索・抽出する等の再利用を可能とする記憶機能を有し、該情報を記憶するメモリー、ハードディスク等の記憶装置或いは記憶媒体にて実現され得るものであり、ソフトウェア的には、標準規格化された構造物或いは過去に建造された同等条件の構造物を基に、新たに建造され得る構造物に係る要素構造(部品)の形状、寸法、質量、重量、表面積、密度、体積、容積、材質、鋼材、トルク、弾性、塑性、脆性、せん断応力及び曲げ応力等の要素に係る情報を記憶させたものをいう。 Type Ship storage unit 201 are implemented in hardware by having a file system, memory function that allows the reuse of such managing collects information along to the database management system and other specific theme easily searched and extracted It can be realized by a storage device or a storage medium such as a memory or a hard disk for storing the information, and the software is based on a standardized structure or a structure under equivalent conditions built in the past. In addition, the shape, dimensions, mass, weight, surface area, density, volume, volume, material, steel material, torque, elasticity, plasticity, brittleness, shear stress and bending stress of the element structure (part) related to the structure that can be newly constructed The information which memorize | stored the information which concerns on such elements.
経済性情報記憶部501は、ハードウェア的にはファイルシステム、データベース管理システムその他特定のテーマに沿った情報を集めて管理し容易に検索・抽出する等の再利用を可能とする記憶機能を有し、該情報を記憶するメモリー、ハードディスク等の記憶装置或いは記憶媒体にて実現され得るものであり、ソフトウェア的には、経済性に係る情報、例えば、建造費(原材料費、労務費及びその他建造に必要な諸経費のうち少なくとも一つを含む。)、鋼材使用量と価格、エネルギー使用量と価格、材料或いはエネルギー価格変動、費用対効果、費用削減効率、維持費、保守費、運用費、修繕費、減価償却費及び市場売買価格等に係る情報を記憶させたものをいう。 Economic information storage unit 501 is used, the number of hardware in the file system, a memory function that allows the reuse of such managing collects information along to the database management system and other specific theme easily searched and extracted However, it can be realized by a storage device or a storage medium such as a memory or a hard disk for storing the information. In terms of software, for example, information related to economy, such as construction costs (material costs, labor costs and other construction costs). Including at least one of the necessary expenses for the use of steel), steel usage and price, energy usage and price, material or energy price fluctuation, cost effectiveness, cost reduction efficiency, maintenance cost, maintenance cost, operation cost, This refers to information on repair costs, depreciation costs, market sales prices, etc. stored.
環境影響情報記憶部502は、ハードウェア的にはファイルシステム、データベース管理システムその他特定のテーマに沿った情報を集めて管理し容易に検索・抽出する等の再利用を可能とする記憶機能を有し、該情報を記憶するメモリー、ハードディスク等の記憶装置或いは記憶媒体にて実現され得るものであり、ソフトウェア的には、環境性に係る情報、例えば、CO2排出量、材料使用量、廃材廃油その他産業廃棄物産出量、電力消費量等と環境負荷との関係、循環エネルギー効率、及び廃材再利用頻度やリサイクル性等に係る情報を記憶させたものをいう。 The environmental impact information storage unit 502 has a storage function that can be reused by collecting, managing, easily searching and extracting information in accordance with a specific theme in terms of hardware, such as a file system, a database management system, and the like. And can be realized by a storage device or a storage medium such as a memory or a hard disk for storing the information, and in terms of software, information relating to environmental properties such as CO 2 emissions, material usage, waste oil waste oil Others that store information on industrial waste output, power consumption, etc., and environmental load, recycling energy efficiency, waste material reuse frequency, recyclability, etc.
目標設定部10、構想構築部20、設計・分析部30、基本評価部40及び副次評価部50は、それらの情報処理機能を実現するプログラム、ソフトウェア、かかるソフトを実行可能形式にして記録媒体に搭載したもの、ROM、アルゴリズムを電子回路化したものを含んで実現され得る。 The goal setting unit 10, the concept building unit 20, the design / analysis unit 30, the basic evaluation unit 40, and the secondary evaluation unit 50 are a program that realizes their information processing function, software, and a recording medium in which such software is executable It can be realized including a device mounted on the ROM, a ROM, and an algorithmized electronic circuit.
なお、該調和設計システム1は、パーソナルコンピュータ、携帯電話及びその他の情報端末機器で実行可能とする独立式(スタンドアロン)或いはネットワーク(イントラネット、ローカルエリアネットワーク、インターネットを含む)を介して実行可能とするASP形式(アプリケーションサービスプロバイダー)でもよい。 The harmonized design system 1 can be executed via an independent (stand-alone) or network (including an intranet, a local area network, and the Internet) that can be executed by a personal computer, a mobile phone, and other information terminal devices. The ASP format (application service provider) may be used.
次に、本発明の一実施形態に係る調和設計システム1の動作を、図面を参照しながら説明する。 Next, operation | movement of the harmony design system 1 which concerns on one Embodiment of this invention is demonstrated, referring drawings.
図2は、本発明の一実施形態に係る調和設計システム1の全体的な動作・機能の流れを示すフローチャートである。 FIG. 2 is a flowchart showing an overall operation / function flow of the harmonized design system 1 according to the embodiment of the present invention.
まず、図2に示されるように、調和設計システム1が起動されると、入力部60を介して浮体に係る設置海域条件(例えば、波浪や風、潮流、水深等を含む。)及び/または利活用目的(例えば、必要機材の耐動揺性や浮体規模等を含む。)に係る情報が入力され、これらの情報が目標設定部10により設置海域条件情報及び/または利活用目的情報として(図示しない)RAMに設定されるとともに目標設定記憶部101に記憶される(ステップF−10)。この利活用目的からは、後述の便益の算定が行われる他、浮体構造に対して利用上必要な機能要件が与えられる。これにはたとえば、搭載される必要機材の耐動揺性や経済性を満たす浮体規模などが含まれる。また、設置海域からは、波浪、風、潮流などの自然環境条件、水深などの情報が与えられ、これらは浮体及び係留等の重要な設計条件となる。 First, as shown in FIG. 2, when the harmonized design system 1 is activated, the installation sea area conditions (for example, including waves, winds, tidal currents, water depths, etc.) and / or the floating body via the input unit 60 are included. Information related to the purpose of utilization (for example, including the rock resistance of the necessary equipment and the size of the floating body) is input, and this information is provided by the target setting unit 10 as installation sea area condition information and / or utilization purpose information (shown in the figure). Not) is set in the RAM and is also stored in the target setting storage unit 101 (step F-10). From this utilization purpose, benefits described below are calculated and functional requirements necessary for use are given to the floating structure. This includes, for example, the size of a floating body that satisfies the stability and economics of the necessary equipment. In addition, information on natural environmental conditions such as waves, winds, and tidal currents, and water depth is given from the installation sea area, and these are important design conditions such as floating bodies and moorings.
次に、構想構築部20によって浮体構成がGUI的に形成される(ステップF−20)。すなわち、上記で設定された海域条件、利活用目的から、利用者の判断により浮体形式が選定される際に、構想構築部20が浮体形式の構成に関しては簡便なインタフェースを用意してこれらを出力部70に出力するようにする。利用者はこの出力部70上の表示を見ながら、予め用意された基本要素を組み合わせることにより、後述の安全性、経済性、環境影響等の解析に必要な基礎データを作成するものである。これにより波浪応答解析プログラムに必要なデータ(例えば、流体計算に必要なメッシュや構造計算に必要な部材剛性等を含む。)が浮体形成の構成と同時に生成され、一旦(図示しない)ファイルに落とされる。 Next, the floating structure is formed like a GUI by the concept building unit 20 (step F-20). That is, when the floating body type is selected based on the user's judgment based on the sea area conditions and utilization purpose set above, the concept building unit 20 prepares a simple interface for the structure of the floating body type and outputs them. The data is output to the unit 70. The user creates basic data necessary for analysis of safety, economic efficiency, environmental impact and the like described later by combining basic elements prepared in advance while viewing the display on the output unit 70. As a result, data necessary for the wave response analysis program (for example, meshes necessary for fluid calculation and member rigidity necessary for structural calculation) are generated at the same time as the structure of the floating body formation, and once dropped into a file (not shown). It is.
次に、コンバータ(図2で点線で示す)を介して波浪応答解析プログラムに受け渡されて波浪応答解析が実行される(ステップF−30)。すなわち上述したように、本願発明は、波浪応答解析プログラムを内包してもよいし、解析プログラムを外部プログラムとして、これを使用するためにこれにコンバータを介してデータ受渡するようにしてもよく、どちらの形態も本願に含まれる。たとえば後者の形態をとるとした場合が図の点線で示される形態であり、この場合には、設計・分析部30は、(図示しない外部の)波浪応答解析プログラムに受け渡され得るデータフォーマットを持つ中間ファイル形式に落とし、(点線の)コンバータを介して中間ファイル形式データを当該外部プログラムに受け渡す。なお、コンバータの種類に特に限定はないため、コンバータの種類を適合的に変更することにより波浪応答解析プログラムに限らず各種計算プログラムを連結・適用することも可能となる。 Next, it is passed to the wave response analysis program via the converter (shown by a dotted line in FIG. 2), and the wave response analysis is executed (step F-30). That is, as described above, the present invention may include a wave response analysis program, or may use an analysis program as an external program to pass data through a converter to use the program. Both forms are included in this application. For example, the case of taking the latter form is the form shown by the dotted line in the figure. In this case, the design / analysis unit 30 selects a data format that can be passed to a wave response analysis program (not shown). The intermediate file format data is transferred to the external program via the converter (dotted line). Since there is no particular limitation on the type of converter, it is possible to connect and apply not only the wave response analysis program but also various calculation programs by appropriately changing the converter type.
次に、設計・分析部30(もしくはこれに接続された外部の解析プログラム)によって行われた波浪応答解析結果をもとに、基本評価部40が浮体に係る安全性評価(例えば、復原安定性等を含む。)を行い、この評価結果を出力部70に出力する(ステップF−40)。 Next, based on the wave response analysis result performed by the design / analysis unit 30 (or an external analysis program connected thereto), the basic evaluation unit 40 evaluates the safety of the floating body (for example, stability of restoration) And the evaluation result is output to the output unit 70 (step F-40).
一方で、副次評価部50は、経済性情報記憶部501及び/もしくは環境影響情報記憶部502に記憶された情報を適宜参照し、経済性解析、環境影響評価等に必要なデータ(例えば、鋼材使用量、排水量、表面積等を含む。)も浮体形成の構成と同時に生成し、一旦中間ファイルに落とされる。その後、各種LCA(ライフサイクルアセスメント)を実施する(ステップF−60)。 On the other hand, the secondary evaluation unit 50 appropriately refers to the information stored in the economic information storage unit 501 and / or the environmental impact information storage unit 502, and data necessary for economic analysis, environmental impact evaluation, etc. (for example, Steel usage, drainage, surface area, etc.) are also generated at the same time as the formation of the floating body, and once dropped into an intermediate file. Thereafter, various LCA (life cycle assessment) is performed (step F-60).
次に、浮体に係る経済性評価(例えば、コスト積算算定を含む。)或いは環境評価(例えば、環境評価算定等を含む。)が出力される(ステップF−70)。 Next, economic evaluation (for example, including cost integration calculation) or environmental evaluation (for example, including environmental evaluation calculation) related to the floating body is output (step F-70).
次に、本発明の一実施形態に係る調和設計システム1を実行可能とする出力部70に表示される画面構成にて、本実施形態に係る動作及び使用方法を具体的に説明する。 Next, the operation and method of use according to the present embodiment will be specifically described using a screen configuration displayed on the output unit 70 that enables execution of the harmonized design system 1 according to an embodiment of the present invention.
図3は、本発明の一実施形態に係る調和設計システム1のプログラムメニュー画面である。同図に示すとおり、入力インタフェースとして、海域選択モジュール1001、上載物設定モジュール1002、材質種類設定モジュール1003、四角錐台部品設定モジュール1004及び係留設定モジュール1005を有し、これらは図1記載の目標設定部10で実行し、図2記載の入力(F−10)に係る処理を行う。また、入力インタフェースは、浮体種類選択モジュール1006を有し、図1記載の構想構築部20で実行し、図2記載の入力(F−20)に係る処理を行う。なお、その他の入力インタフェースとして、各種入力情報のファイル出力を行う計算実行モジュール1007、入力情報の初期化を行う入力情報初期化モジュール1008、該ファイルの読込を行うデータ読込モジュール1009及び入力した内容をファイル形式にて保存するデータ保存モジュール1010を実行し得る。また、出力インタフェースとして、波浪条件入力モジュール1101、期待値算出点選択モジュール1102、復原安定性結果出力モジュール1103及びLCAデータ出力モジュール1104を有し、これらは図1記載の構想構築部20、基本評価部40、副次評価部50で実行し、図2記載の出力(F−40、F−70)に係る処理を行う。 FIG. 3 is a program menu screen of the harmonized design system 1 according to the embodiment of the present invention. As shown in the figure, as an input interface, there are a sea area selection module 1001, an overload setting module 1002, a material type setting module 1003, a square pyramid part setting module 1004, and a mooring setting module 1005, which are the targets shown in FIG. It is executed by the setting unit 10 and performs processing related to the input (F-10) shown in FIG. The input interface includes a floating body type selection module 1006, which is executed by the concept construction unit 20 illustrated in FIG. 1 and performs processing related to the input (F-20) illustrated in FIG. As other input interfaces, a calculation execution module 1007 for outputting various input information files, an input information initialization module 1008 for initializing input information, a data reading module 1009 for reading the file, and input contents are input. A data storage module 1010 that stores in a file format may be executed. Further, the output interface includes a wave condition input module 1101, an expected value calculation point selection module 1102, a restoration stability result output module 1103, and an LCA data output module 1104. These include the concept construction unit 20 shown in FIG. The processing is executed by the unit 40 and the secondary evaluation unit 50, and processing related to the outputs (F-40, F-70) shown in FIG.
図4は、本発明の一実施形態に係る調和設計システム1の海域選択モジュール1001の実行画面である。同図に示すとおり、海域選択モジュール1001の実行画面は、0.5°メッシュに区分した日本周辺海域10011を表示し、各メッシュは、個々の海域についての統計値を有する。また、海域選択に係る条件は、海域番号、水深(m)、離岸距離(km)、再現期間(年)、平均風速(m/s)、潮流速度(kt)、有義波高(m)及び平均波周期(s)を設定可能とし、これらの条件項目は随時追加、削除及び修正が可能とすることが好ましい。これにより、例えば、所定のメッシュを選択することで、該メッシュに係るメッシュ部分の海域の統計値を図1記載の目標設定記憶部101から呼び出し、海域選択に係る条件の数値入力部分10012に、所定の統計値が出力される。なお、該数値入力部分10012に図1記載の入力部60から直接数値を入力することもできることが好ましい。 FIG. 4 is an execution screen of the sea area selection module 1001 of the harmonized design system 1 according to an embodiment of the present invention. As shown in the figure, the execution screen of the sea area selection module 1001 displays a sea area 10011 around Japan divided into 0.5 ° meshes, and each mesh has a statistical value for each sea area. The conditions for sea area selection are: sea area number, water depth (m), rip-off distance (km), recurrence period (year), average wind speed (m / s), tidal velocity (kt), significant wave height (m) The average wave period (s) can be set, and it is preferable that these condition items can be added, deleted, and modified at any time. Thereby, for example, by selecting a predetermined mesh, the statistical value of the sea area of the mesh part related to the mesh is called from the target setting storage unit 101 described in FIG. 1, and the numerical value input part 10012 of the condition related to the sea area selection is Predetermined statistics are output. In addition, it is preferable that a numerical value can be directly input to the numerical value input portion 10012 from the input unit 60 shown in FIG.
図5は、本発明の一実施形態に係る調和設計システム1の上載物設定モジュール1002の実行画面である。同図に示すとおり、上載物設定モジュール1002の実行画面は、基数設定部10021、外力入力数設定部10022及び基数・外力入力数値確定ボタン10023その他風向き(deg)、座標軸(m)、質量分布(ton/m)、風圧力分布(kN)、剛性分布(Nm2)、高さ分布(m)等(付番しない)に係る所定の数値を設定することができる数値設定部分を有する。これにより、例えば、基数を基数設定部10021に、外力入力数を外力入力設定部10022に、それぞれ入力し、或いはプルダウンメニュー機能により選択し、外部入力数値確定ボタン10023をクリックすると、入力項目数が決定され、全ての項目に入力される。なお、数値入力項目の種類、数或いは数値の桁数及び単位に制限はない。 FIG. 5 is an execution screen of the overlay setting module 1002 of the harmonized design system 1 according to an embodiment of the present invention. As shown in the figure, the execution screen of the overlay setting module 1002 includes a radix setting unit 10021, an external force input number setting unit 10022, a radix / external force input numerical value determination button 10027, other wind directions (deg), coordinate axes (m), mass distribution ( ton / m), a wind pressure distribution (kN), a stiffness distribution (Nm 2 ), a height distribution (m), and the like (not numbered). Accordingly, for example, when the radix is input to the radix setting unit 10021 and the external force input number is input to the external force input setting unit 10022 or is selected by the pull-down menu function, and the external input value determination button 10027 is clicked, the number of input items is changed. It is determined and input to all items. In addition, there is no restriction | limiting in the kind of number input item, number, or the number of digits of a numerical value, and a unit.
図6は、本発明の一実施形態に係る調和設計システム1の材質種類設定モジュール1003の実行画面である。同図に示すとおり、材質種類設定モジュール1003の実行画面は、材質等個数設定部10031及び個数確定ボタン10032その他ヤング率(Pa)、ポアソン比、密度(kg/m^3)に係る所定の数値を設定することができる数値設定部分を有する。これにより、例えば、材質個数を材質個数設定部10031に入力し、或いはプルダウンメニュー機能により選択し、個数確定ボタン10032をクリックすると、該材質個数の数に応じて、ヤング率(Pa)、ポアソン比、密度(kg/m^3)に係る所定の数値を入力する部分が画面表示され、必要な材質が入力できるようになる。なお、ヤング率は桁数が多くなるので、指数型での入力を可能とすることが好ましい。また、材質個数の設定数は限定されるものでなく、ヤング率(Pa)、ポアソン比、密度(kg/m^3)に係る所定の数値を入力する部分の数も、スクロール機能等により画面表示可能とすることが好ましい。 FIG. 6 is an execution screen of the material type setting module 1003 of the harmonized design system 1 according to an embodiment of the present invention. As shown in the figure, the execution screen of the material type setting module 1003 shows a predetermined numerical value related to the material number setting unit 10031 and the number confirmation button 10032 and other Young's modulus (Pa), Poisson's ratio, and density (kg / m ^ 3). Has a numerical value setting part. Thus, for example, when the number of materials is input to the material number setting unit 10031 or selected by a pull-down menu function and the number confirmation button 10032 is clicked, the Young's modulus (Pa) and Poisson's ratio are determined according to the number of the material numbers. A part for inputting a predetermined numerical value related to the density (kg / m ^ 3) is displayed on the screen, and a necessary material can be input. Since the Young's modulus has a large number of digits, it is preferable to allow exponential input. In addition, the number of materials set is not limited, and the number of parts for inputting predetermined numerical values related to Young's modulus (Pa), Poisson's ratio, and density (kg / m ^ 3) can also be displayed on the screen using the scroll function. It is preferable that display is possible.
図7は、本発明の一実施形態に係る調和設計システム1の四角錐台部品設定モジュール1004の実行画面である。同図に示すとおり、四角錐台部品設定モジュール1004の実行画面は、部品設定数設定部10041、個数確定ボタン10042及び局所座標系10043その他座標系に係る所定の数値を設定することができる数値設定部分を有する。これにより、例えば、部品数を部品設定数設定部分10041に入力し、或いはプルダウンメニュー機能により選択し、個数確定ボタン10042をクリックすると、設定された個数分のタブが表示され、各タブ内に所定の数値を入力することができる。こうした入力により、局座標系10043に、該タブに入力された数値を座標として頂点を形成する四角錐が表示される。なお、画面上表示可能なタブの数及び所定の数値に係る桁数は限定されるものではなく、スクロール機能等により画面表示可能とすることが好ましい。 FIG. 7 is an execution screen of the quadrangular frustum component setting module 1004 of the harmonized design system 1 according to an embodiment of the present invention. As shown in the figure, the execution screen of the quadrangular frustum component setting module 1004 has a numerical value setting that can set predetermined numerical values related to the component setting number setting unit 10041, the number confirmation button 10042, the local coordinate system 10043, and other coordinate systems. Has a part. Thereby, for example, when the number of parts is input to the part setting number setting part 10040 or selected by a pull-down menu function and the number confirmation button 10042 is clicked, tabs corresponding to the set number are displayed, and a predetermined number is displayed in each tab. Can be entered. By such an input, a square pyramid that forms a vertex with the numerical values input in the tab as coordinates is displayed in the local coordinate system 10043. The number of tabs that can be displayed on the screen and the number of digits related to the predetermined numerical value are not limited, and it is preferable that the screen can be displayed by a scroll function or the like.
図8は、本発明の一実施形態に係る調和設計システム1の係留設定モジュール1005の実行画面である。同図に示すとおり、係留設定モジュール1005の実行画面は、バネ種類数設定部10051、個数確定ボタン10052及びその他バネ定数或いは減衰係数に係る所定の数値を設定することができる数値設定部分を有する。これにより、例えば、バネ種類数をバネ種類数設定部10051に入力し、或いはプルダウンメニュー機能により選択し、個数確定ボタン10042をクリックすることで、バネ定数或いは減衰係数に係る数値設定部分に数値が設定される。なお、画面上表示可能な数値設定部分の数及び所定の数値に係る桁数は限定されるものではなく、スクロール機能等により画面表示可能とすることが好ましい。 FIG. 8 is an execution screen of the mooring setting module 1005 of the harmonized design system 1 according to an embodiment of the present invention. As shown in the figure, the execution screen of the mooring setting module 1005 includes a spring type number setting unit 10051, a number determination button 10052, and a numerical value setting part that can set a predetermined numerical value related to a spring constant or a damping coefficient. Thus, for example, by inputting the number of spring types into the spring type number setting unit 10051 or selecting it by a pull-down menu function and clicking the number confirmation button 10044, a numerical value is set in the numerical value setting part related to the spring constant or the damping coefficient. Is set. The number of numerical value setting parts that can be displayed on the screen and the number of digits related to the predetermined numerical value are not limited, and it is preferable that the screen can be displayed by a scroll function or the like.
図9は、本発明の一実施形態に係る調和設計システム1の浮体種類選択モジュール1006の実行画面である。同図に示すとおり、浮体種類選択モジュール1006の実行画面は、浮体種類としてSPAR(type1)、SPAR(type2)、3脚TLP、4脚TLP、ポンツーン及びセミサブとする選択可能な構成を形成し、部品設定ボタン10062を有する。これにより、例えば、SPAR(type1)を選択する場合、SPAR(type1)に係るラジオボタン10061(他のラジオボタンには付番しない。)を選択設定し、部品設定ボタン10062をクリックすることで、各浮体情報の設定画面に遷移する。なお、任意に部品を組合せ登録可能な任意部品情報設定画面への遷移を可能とする機能を有することが好ましい。また、浮体種類の選択可能な数はこれに限定されることなく、追加、削除及び修正は随時可能とすることが好ましく、必ずしもラジオボタンでの選択である必要もなく、画像を表示する必要は必ずしもない。 FIG. 9 is an execution screen of the floating body type selection module 1006 of the harmonized design system 1 according to an embodiment of the present invention. As shown in the figure, the execution screen of the floating body type selection module 1006 forms a selectable configuration with PAR (type 1), PAR (type 2), 3-leg TLP, 4-leg TLP, pontoon, and semi-sub as float types, A component setting button 10062 is provided. Thus, for example, when selecting SPARC (type 1), by selecting and setting a radio button 10061 related to SPARC (type 1) (not numbered to other radio buttons) and clicking a component setting button 10062, Transition to the setting screen of each floating body information. In addition, it is preferable to have a function that enables transition to an arbitrary component information setting screen that can arbitrarily register and register components. In addition, the number of floating body types that can be selected is not limited to this, and it is preferable that addition, deletion, and correction be possible at any time, and it is not always necessary to select with a radio button, and it is necessary to display an image. Not necessarily.
図10A、図10B、図10Cは、本発明の一実施形態に係る調和設計システム1の浮体情報設定モジュールの実行画面である。図10Aに示すとおり、浮体情報設定に係る部品情報設定画面は、部品の寸法(m)、角速度(rad)及び喫水(m)に係る所定の数値を設定することができる数値設定部分(付番しない)、メッシュ分割設定部分(付番しない)及び該部品の上面図或いは側面図を表示する部品表示部1006−10及び部品に係る詳細設定を行う画面への遷移を実行することができる要目ボタン1006−20を有する。これにより、例えば、部品の寸法或いは角速度を設定することにより、部品表示部1006−10に所定の寸法或いは角速度を有する部品が表示される。その他、喫水やメッシュ分割の設定をし、要目ボタン1006−20をクリックすることで、図10Bに示す部品情報詳細設定画面に遷移することができる。なお、図10Aに示す画面構成に限定されることなく、設定項目は随時追加、削除及び修正を可能とすることが好ましい。 10A, 10B, and 10C are execution screens of the floating body information setting module of the harmonized design system 1 according to an embodiment of the present invention. As shown in FIG. 10A, the part information setting screen related to floating body information setting is a numerical value setting part (numbering) that can set predetermined numerical values related to the dimension (m), angular velocity (rad), and draft (m) of the part. No), a mesh division setting part (not numbered), a component display unit 1006-10 for displaying a top view or a side view of the component, and a screen for executing a detailed setting related to the component Button 1006-20. Thus, for example, by setting the dimension or angular velocity of the component, the component having a predetermined dimension or angular velocity is displayed on the component display unit 1006-10. In addition, it is possible to transition to the component information detailed setting screen shown in FIG. 10B by setting draft and mesh division and clicking the summary button 1006-20. Note that the setting items are preferably not limited to the screen configuration shown in FIG. 10A and can be added, deleted, and modified at any time.
上記記載の操作により、遷移した図10Bに係る部品情報詳細設定画面にて、該部品の詳細寸法(例えば、上部コラム径(m)、上部コラム高さ(m)、浮力体径(m)、浮力体高さ(m)、下部コラム径(m)及び下部コラム高さ(m)を含み、これらに付番しない。)或いは該部品の材質設定(例えば、上部コラム材質、浮体材質及び下部コラム材質を含み、これらに付番はしない。)を行うことができる。このとき、部品表示部1006−30には、前述した部品の詳細寸法により設定した部品が表示される。なお、部品表示部1006−30に表示された部品を該表示部上で任意に寸法の設定を行うGUI機能を有することが好ましい。また、内構材設定ボタン1006−40(その他の内構材設定ボタンには付番しない。)をクリックすることで、図10Cに示す内構材設定画面に遷移することができる。なお、図10Bに示す画面構成に限定されることなく、設定項目は随時追加、削除及び修正を可能とすることが好ましい。 With the operation described above, in the component information detailed setting screen according to FIG. 10B that has been transitioned, the detailed dimensions of the component (for example, the upper column diameter (m), the upper column height (m), the buoyancy body diameter (m), Including buoyancy body height (m), lower column diameter (m) and lower column height (m), these are not numbered) or material settings of the parts (eg upper column material, floating body material and lower column material) And these are not numbered). At this time, the parts set by the detailed dimensions of the parts described above are displayed on the parts display section 1006-30. Note that it is preferable to have a GUI function for arbitrarily setting the dimensions of the components displayed on the component display unit 1006-30 on the display unit. In addition, by clicking an in-house material setting button 1006-40 (not numbered to other in-house material setting buttons), it is possible to transition to an in-house material setting screen shown in FIG. 10C. Note that the setting items are preferably not limited to the screen configuration illustrated in FIG. 10B and can be added, deleted, and modified as needed.
上記記載の操作により、遷移した図10Cに係る内構材設定画面にて、上記記載の部品に係る内構材の詳細設定(例えば、内構材に係る数、高さ(mm)、厚さ(mm)、外板板厚に係る側面(mm)、上面(mm)及び下面(mm)、質量修正係数(Kw)、バラストに係る質量(t)及び格点倍率設定を含み、これらに付番しない。)を行うことができる。このとき、内構材表示部1006−50には、前述により設定された内構材の上面図、側面図(内部を視認可能とすることが好ましい。)或いは該内構材の一部品が表示される。なお、内構材表示部1006−50に表示された内構材を該表示部上で任意に寸法の設定を行うGUI機能を有することが好ましい。 In the interior material setting screen according to FIG. 10C that has been changed by the operation described above, the detailed setting of the interior material related to the above-described component (for example, the number, height (mm), and thickness related to the internal material) (Mm), side surface (mm) related to outer plate thickness, upper surface (mm) and lower surface (mm), mass correction factor (Kw), mass (t) related to ballast, and rating multiplier setting. No.) can be done. At this time, the interior material display unit 1006-50 displays a top view, a side view (preferably making the inside visible) of the interior material set as described above, or one component of the interior material. Is done. In addition, it is preferable to have a GUI function for arbitrarily setting the dimensions of the interior material displayed on the interior material display unit 1006-50 on the display unit.
上記記載の一連の操作により、部品に係る全ての設定が終了し、必要に応じて該部品のデータ保存をすることができる。なお、該データを図1記載のタイプシップ記憶部203或いは
所定のファイル形式(例えば、XML、HTML、JPG及びその他の形式を含む。)にて保存することを可能とすることが好ましい。該タイプシップ記憶部203に保存する場合は、上記記載の浮体情報設定を行う際に呼び出し可能な構成であることがなお好ましい。
With the series of operations described above, all the settings related to the component are completed, and the data of the component can be saved as necessary. It is preferable that the data can be stored in the type ship storage unit 203 shown in FIG. 1 or in a predetermined file format (for example, including XML, HTML, JPG, and other formats). In the case of saving in the type ship storage unit 203, it is more preferable that the structure be callable when performing the floating body information setting described above.
図11A、11B、11Cは、本発明の一実施形態に係る調和設計システム1の浮体情報設定の実行画面である。同図においては、図10A、10B、10Cにて説明した浮体情報設定と同様の操作のため、ここでの説明は省略する。 11A, 11B, and 11C are execution screens for setting floating body information in the harmonized design system 1 according to an embodiment of the present invention. In the same figure, since it is the same operation as the floating body information setting demonstrated in FIG. 10A, 10B, 10C, description here is abbreviate | omitted.
図12は、本発明の一実施形態に係る調和設計システム1の安全性評価における復原安定性結果の出力画面である。同図において、復原安定性結果出力モジュール1103は、X軸回りGM(m)11031、Y軸回りGM(m)11032、重心高さ(m)11033、浮体傾斜角度φ(deg)11034及び浮体傾斜角度θ(deg)11035の値を表示する出力部分を有する。したがって、上記記載の入力(F−10、F−20)に係る処理にて各種条件設定及び浮体種類選択或いは部品構成を実行し、図2記載のコンバータを介して波浪応答解析プログラムにて波浪応答解析が実行され(F−30)、各値を有したX軸回りGM(m)11031、Y軸回りGM(m)11032、重心高さ(m)11033、浮体傾斜角度φ(deg)11034及び浮体傾斜角度θ(deg)11035の値が、画面に表示される。 FIG. 12 is an output screen of the stability stability result in the safety evaluation of the harmonized design system 1 according to the embodiment of the present invention. In the figure, the restoration stability result output module 1103 includes a GM (m) 11031 around the X axis, a GM (m) 11032 around the Y axis, a center of gravity height (m) 11033, a floating body inclination angle φ (deg) 11034, and a floating body inclination. An output portion for displaying the value of the angle θ (deg) 11035 is provided. Accordingly, various conditions are set and floating body type selection or component configuration is executed in the processing relating to the above-described inputs (F-10, F-20), and the wave response is executed by the wave response analysis program via the converter shown in FIG. Analysis is performed (F-30), GM (m) 11031 around the X-axis, GM (m) 11032 around the Y-axis, center of gravity height (m) 11033, floating body tilt angle φ (deg) 11034 having various values, and The value of the floating body inclination angle θ (deg) 11035 is displayed on the screen.
図13は、本発明の一実施形態に係る調和設計システム1のLCAデータの出力画面である。同図に示すとおり、LCAデータ出力モジュール1104の出力画面は、鋼材質量(t)11041、内部表面積(m2)11042、バラスト量(t)11043及び外部表面積(m2)11044の値を表示する出力部分を有する。したがって、上記記載の入力(F−10、F−20)に係る処理にて各種条件設定及び浮体種類選択或いは部品構成を実行し、図2記載の各種LCA(F−60)に係る処理を実行し、鋼材使用量、排水量或いは表面積等の情報を基に、鋼材質量(t)11041、内部表面積(m2)11042、バラスト量(t)11043及び外部表面積(m2)11044の値が、画面に表示される。 FIG. 13 is an LCA data output screen of the harmonized design system 1 according to an embodiment of the present invention. As shown in the figure, the output screen of the LCA data output module 1104 displays the values of steel material mass (t) 11041, internal surface area (m 2 ) 11042, ballast amount (t) 11043, and external surface area (m 2 ) 11044. It has an output part. Therefore, various conditions are set and floating body type selection or component configuration is executed in the processing related to the input (F-10, F-20) described above, and the processing related to various LCAs (F-60) described in FIG. 2 is executed. Based on information such as the amount of steel used, amount of drainage, or surface area, the values of steel mass (t) 11041, internal surface area (m 2 ) 11042, ballast amount (t) 11043, and external surface area (m 2 ) 11044 are displayed on the screen. Is displayed.
また、同画面は、コスト積算算定表表示11045及び環境評価算定表表示11046の実行処理をキック(起動)し得るボタンを有する。これにより、コスト積算算定表表示11045をクリックすることで、上記記載の出力(F−60)に係る処理にて算出された浮体の建造に係る費用を表示する。また、環境評価算定表表示11046をクリックすることで、上記記載の出力(F−60)に係る処理にて算出された浮体の建造に係るエネルギー使用量、CO2排出量等を表示する。 The screen also has a button that can kick (start) the execution processing of the cost integration calculation table display 11045 and the environmental evaluation calculation table display 11046. Thereby, by clicking the cost integration calculation table display 11045, the cost related to the construction of the floating body calculated in the processing related to the output (F-60) described above is displayed. In addition, by clicking the environmental evaluation calculation table display 11046, the energy usage amount, CO2 emission amount, and the like related to the construction of the floating body calculated in the processing related to the output (F-60) described above are displayed.
なお、該波浪応答解析プログラムは、構造を3次元梁要素を用いて骨組み構造でモデル化し、要素間の相互干渉を考慮したポテンシャル理論により流体力を求める。計算結果の出力は梁節点の変位の周波数応答であり、変位応答の差分から梁に加わる内力の応答関数が求まるので、これらから安全性評価に必要な情報を算定する。また、波浪応答解析プログラムは直接的に構造の曲げモーメント等の内力を計算することができない。したがって、図14に示す本発明の一実施形態に係る調和設計システム1の安全性評価における波浪条件入力画面にて波浪条件を入力し、図15A、図15Bに示す本発明の一実施形態に係る調和設計システム1の安全性評価における期待値算出点選択画面で期待値算出点を選択することで、該波浪応答解析プログラムに係るプログラムの動作終了後、事後的に内力計算を行いたい要素番号を入力するなどして算出し、その出力値を用いて短期予測を行うことも可能とすることが好ましい。 The wave response analysis program models a structure with a framework structure using a three-dimensional beam element, and obtains a fluid force by a potential theory considering mutual interference between elements. The output of the calculation result is the frequency response of the displacement of the beam node, and the response function of the internal force applied to the beam is obtained from the difference in displacement response, and information necessary for safety evaluation is calculated from these. Moreover, the wave response analysis program cannot directly calculate the internal force such as the bending moment of the structure. Therefore, the wave condition is input on the wave condition input screen in the safety evaluation of the harmonized design system 1 according to the embodiment of the present invention shown in FIG. 14, and according to the embodiment of the present invention shown in FIGS. 15A and 15B. By selecting the expected value calculation point on the expected value calculation point selection screen in the safety evaluation of the harmonized design system 1, after the operation of the program related to the wave response analysis program is finished, the element number for which the internal force calculation is to be performed later It is preferable to make a short-term prediction using an output value calculated by inputting the value.
なお、本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、本発明の主旨を逸脱しない範囲内で種々変更して実施することが可能である。たとえば、上記の説明では、構造物として浮体を例にとった場合を説明したが、本願の技術思想は浮体に限らず、船舶、建築物、車両を含む各種構造物に対して適用することができる。その場合、各種の条件としては、上記の説明の波浪に係る情報に換えて、耐震性や加速性等を適宜設定することができる。 Note that the present invention is not limited to the above-described embodiment, and various modifications can be made without departing from the spirit of the present invention. For example, in the above description, the case where a floating body is taken as an example of the structure has been described. However, the technical idea of the present application is not limited to a floating body, and can be applied to various structures including ships, buildings, and vehicles. it can. In that case, as various conditions, in place of the information relating to the waves described above, earthquake resistance, acceleration, and the like can be appropriately set.
また、上述した実施例は、本発明に係る技術思想を具現化するための実施形態の一例を示したにすぎないものであり、他の実施形態でも本発明に係る技術思想を適用することが可能である。たとえば、安全性能基礎情報記憶手段および構造性能基礎情報記憶手段は上記では特に説明しなかったが、構造性能基礎情報記憶手段は、図10A、図10B、図10Cに係る部品の詳細寸法(例えば、上部コラム径(m)、上部コラム高さ(m)、浮力体径(m)、浮力体高さ(m)、下部コラム径(m)及び下部コラム高さ(m)を含む。)等を含む情報を記憶させておく記憶装置(図示しない)によって実現されてもよい。また、安全性能基礎情報記憶手段は、図12に係る復原安定性結果出力モジュール1103が表示する、X軸回りGM(m)11031、Y軸回りGM(m)11032、重心高さ(m)11033、浮体傾斜角度φ(deg)11034及び浮体傾斜角度θ(deg)11035等を含む情報を記憶させておく記憶装置(図示しない)によって実現されてもよい。 Further, the above-described examples are merely examples of embodiments for embodying the technical idea according to the present invention, and the technical ideas according to the present invention can be applied to other embodiments. Is possible. For example, although the safety performance basic information storage means and the structural performance basic information storage means have not been specifically described above, the structural performance basic information storage means is not limited to the detailed dimensions of the parts according to FIGS. 10A, 10B, and 10C (for example, Upper column diameter (m), upper column height (m), buoyancy body diameter (m), buoyancy body height (m), lower column diameter (m) and lower column height (m)). You may implement | achieve by the memory | storage device (not shown) which memorize | stores information. Further, the safety performance basic information storage means displays the GM (m) 11031 around the X axis, GM (m) 11032 around the Y axis, and the center of gravity height (m) 11033 displayed by the restoration stability result output module 1103 according to FIG. Further, the present invention may be realized by a storage device (not shown) that stores information including the floating body inclination angle φ (deg) 11034, the floating body inclination angle θ (deg) 11035, and the like.
本願に係る構造物の調和設計システムによれば、利用者にとって、目標設定条件(必要条件)を満たすよう、構想段階においてGUIにより構成要素の規格化(タイプシップ)の選択及びそれらの組合せ等が可能となる。さらに、この構想構築に対して、安全性、経済性及び環境影響性を自動解析できるので、利用者にとって利便性の高い実用的支援ツールが提供される。 According to the harmonized design system for structures according to the present application, selection of component elements (typeship) by the GUI at the conception stage and combinations thereof, etc., for the user to satisfy the target setting conditions (necessary conditions). It becomes possible. Furthermore, safety, economic efficiency, and environmental impact can be automatically analyzed for the concept construction, so that a practical support tool that is highly convenient for the user is provided.
また、本願に係る構造物の調和設計システムによれば、基本的な評価として安全性評価を採用し、副次的な評価として経済性評価及び/もしくは環境影響評価を採用するので、安全性、経済性及び/もしくは環境影響を組み合わせた最適化をなし得る構造物の設計を支援することが可能となる。 In addition, according to the harmonized design system for structures according to the present application, safety evaluation is adopted as a basic evaluation, and economic evaluation and / or environmental impact evaluation is adopted as a secondary evaluation. It is possible to support the design of a structure that can be optimized by combining economic efficiency and / or environmental impact.
かかる本願特有の効果は、造船、建築産業は勿論のこと、多くの産業において共通して利用可能なものであり、本願発明が各種産業に対して与える利益は大きいものといえる。 Such an effect peculiar to the present application can be commonly used in many industries as well as the shipbuilding and construction industries, and it can be said that the benefits of the present invention to various industries are great.
10…目標設定部、20…構想構築部、30…設計・分析部、40…基本評価部、50…副次評価部 DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Target setting part, 20 ... Concept construction part, 30 ... Design / analysis part, 40 ... Basic evaluation part, 50 ... Secondary evaluation part
Claims (11)
前記コンピュータが、
少なくとも構造物の設置海域条件と利活用目的が入力される目標設定ステップと、
予め規格化された複数の構成要素を記憶したタイプシップ記憶手段から前記目標設定ステップで入力された前記設置海域条件と前記利活用目的に適合する前記構成要素を検索しGUI(グラフィカル・ユーザ・インタフェース)として表示することで、利用者による前記GUIでの前記構成要素の選択を可能とするとともに当該選択されたGUIに対応する前記構成要素の組み合わせを行って、前記構造物の基礎データの作成を可能とすることで、前記構造物の構想の構築を支援する構想構築ステップと、
この構想構築ステップによって構想された構造物について解析のアルゴリズムを起動することにより前記構造物の基本設計及び/もしくは基本特性分析の支援を行う設計・分析ステップと、
この設計・分析ステップの基本設計結果及び/もしくは基本特性分析結果に応じて前記目標設定ステップで設定された前記構造物の前記利活用目的に対する基本評価を行うための基本評価ステップと、
少なくとも前記構想構築ステップの構想構築結果を利用して前記目標設定手段で設定された前記構造物の前記利活用目的に対する副次評価を行う副次評価ステップと
を実行することを特徴とする構造物の調和設計方法。 In the method of designing an optimal structure suitable for the installation sea area conditions and utilization purpose by computer,
The computer is
A goal setting step in which at least the sea conditions of the structure and the purpose of utilization are input;
A component (GUI) (graphical user interface) is searched for from the type ship storage means storing a plurality of standardized components in advance for the component suitable for the purpose of utilization and the installation sea area conditions input in the target setting step. ) displaying by way, by performing a combination of said components corresponding to the selected GUI with allows for selection of the components in the GUI by a user, the creation of the basic data of the structure by enabling the concept construction step to help build the concept of pre-Symbol structure,
A design / analysis step that supports basic design and / or basic characteristic analysis of the structure by activating an analysis algorithm for the structure envisaged by the concept construction step;
A basic evaluation step for performing a basic evaluation for the utilization purpose of the structure set in the target setting step according to a basic design result and / or a basic characteristic analysis result of the design / analysis step;
Structure and executes the secondary evaluation step of performing secondary evaluation of the utilization object of at least the concept construction step concept construction results the structure set by the target setting means utilizing Harmonious design method.
予め規格化された複数の構成要素が記憶されたタイプシップ記憶手段から前記設置海域条件と前記利活用目的に適合する浮体形式もしくは構成部品に係る前記構成要素が検索されてGUI(グラフィカル・ユーザ・インタフェース)として表示されることで、
利用者による前記GUIでの前記浮体形式もしくは構成部品に係る構成要素の選択を可能とするとともに当該選択されたGUIに対応する前記浮体形式もしくは構成部品に係る構成要素の組み合わせを行って、前記構造物の基礎データの作成を可能とすることを特徴とする請求項5記載の構造物の調和設計方法。 In concept construct in the concept building step,
Pre standardized multiple components is retrieved the component according to the floating format or component conforms to the installation sea area condition and the utilization purpose type ship storage means stored is GUI (Graphical User Interface) ,
The user can select a component related to the floating body type or component in the GUI, and perform a combination of components related to the floating body type or component corresponding to the selected GUI, and 6. The harmony design method for a structure according to claim 5, wherein basic data of the object can be created.
前記コンピュータが、
少なくとも構造物の設置海域条件が入力される設置海域条件設定ステップと、
前記構造物を構成する複数の構成要素が予め規格化されて記憶部に格納される構成要素規格化ステップと、
この構成要素規格化ステップで規格化された構成要素の中から前記設置海域条件に適合する前記構成要素を検索しGUI(グラフィカル・ユーザ・インタフェース)として表示し、利用者による前記GUIでの前記構成要素の選択を可能とするとともに当該選択されたGUIに対応する前記構成要素の組み合わせを行って、組み合わされた前記構成要素の設計数値が利用者により入力されたときに、前記構造物の基礎データの作成が行われる構想構築ステップと、
この構想構築ステップで入力された設計数値を基に構造計算を行う構造計算ステップと、
この構造計算ステップの出力を前記設置海域条件に沿って評価する設計評価ステップとを実行することを特徴とする構造物の調和設計方法。 In a method of designing an optimal structure suitable for the purpose by a computer,
The computer is
An installation sea area condition setting step in which at least an installation sea area condition of the structure is input;
A component normalization step in which a plurality of components constituting the structure are standardized in advance and stored in the storage unit,
The component that conforms to the installation sea area condition is retrieved from the components standardized in the component standardization step, displayed as a GUI (graphical user interface), and the configuration of the GUI by the user by the user The basic data of the structure can be selected when an element can be selected and the component corresponding to the selected GUI is combined and a design numerical value of the combined component is input by a user. The concept building step where the creation of
A structural calculation step for performing a structural calculation based on the design numerical values input in this concept construction step;
Harmony design method for structures and executes the design evaluation step of evaluating along the output of the structure calculation step to the installation sea area condition.
前記構造計算ステップで重量分布、構造強度を含む静的構造計算と、
波浪応答を含む動的構造計算とを実行することを特徴とする請求項7記載の構造物の調和設計方法。 The structure is a floating body used in the ocean,
Static structure calculation including weight distribution and structure strength in the structure calculation step;
The method for harmonized design of a structure according to claim 7, wherein dynamic structure calculation including wave response is executed .
この内構材の設計数値を利用者が入力するための情報をGUI(グラフィカル・ユーザ・インタフェース)として出力する内構材選定・数値入力ステップを実行することを特徴とする請求項7もしくは請求項8記載の構造物の調和設計方法。 While selecting the internal components that constitute the combined components selected in the concept building step,
8. An in-house material selection / numerical value input step of outputting, as a GUI (graphical user interface), information for allowing a user to input a design numerical value of the in-house material is executed. 8. Harmonic design method for structure according to 8.
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