JP5665759B2 - 工事工程作成システムおよび工事工程作成方法 - Google Patents

Description

本発明は、工事工程作成システムおよび工事工程作成方法に関する。

プラント（例えば、発電所）等の設備を計画通りに利用可能とするためには、設備の工事工程を緻密に作成することが重要である。ここで、工事状態の時系列的な確認を可能とする建設計画装置が開示されている（特許文献１参照）。建設工程に対応した設備状態データを作成し、画像表示装置等で３次元表示できる。

特開２００２−２６６４９８公報

しかしながら、多数の工事対象物を含む設備の工事工程を的確に決定することは必ずしも容易でない。

本発明は、工事工程の決定を容易とする工事工程作成システムおよび工事工程作成方法を提供することを目的とする。

本発明の一態様に係る工事工程作成システムは、複数の工事対象物を互いに識別する工事対象物識別子と、種別情報と、位置情報と、寸法情報と、重量情報と、を有する、工事対象物データを記憶する記憶部と、前記種別情報に基づき、前記複数の工事対象物を複数の工事作業の何れかに割り当てる割り当て部と、前記複数の工事作業それぞれに割り当てられた工事対象物の寸法または重量に基づいて、前記複数の工事作業それぞれの工事期間を算出する算出部と、を具備する。

本発明の一態様に係る工事工程作成方法は、工事対象物を識別する工事対象物識別子と、種別情報と、位置情報と、寸法情報と、重量情報と、を有する、工事対象物データ中の前記種別情報に基づき、前記工事対象物を複数の工事作業の何れかに割り当てるステップと、前記複数の工事作業それぞれに割り当てられた工事対象物の寸法または重量に基づいて、前記複数の工事作業それぞれの工事期間を算出するステップと、を具備する。

本発明の一態様に係る工事工程作成システムは、複数の工事対象物の位置情報を含む工事対象物データを記憶する第１の記憶部と、前記複数の工事対象物それぞれの工事の開始時および終了時それぞれでの表示の有無を表す表示制御情報を記憶する第２の記憶部と、前記表示制御情報および前記位置情報に基づいて、前記複数の工事対象物を表示する表示部と、を具備する。

本発明によれば、工事工程の決定を容易とする工事工程作成システムおよび工事工程作成方法を提供できる。

本発明の一実施形態に係る工事工程作成システム１０の一例を表すブロック図である。 工事対象物データの一例を表す模式図である。 工事工程表の一例を表す模式図である。 工事工程作成システム１０の動作手順の一例を表すフロー図である。 単位体積で区分した空間（ｉ，ｊ，ｋ）の例を表す模式図である。 配管密度ρの表示の一例を表す模式図である。 工事状態の時系列表示の一例を表す模式図である。 工事状態の時系列表示の一例を表す模式図である。 工事状態の時系列表示の一例を表す模式図である。

以下、図面を参照して、本発明の実施の形態を詳細に説明する。

図１は、本発明の一実施形態に係る工事工程作成システム１０の一例を表すブロック図である。工事工程作成システム１０は、プラント等の工事の工程作成に用いることができる。工事工程作成システム１０は、データ記憶部１１、スケジュールデータ生成部１２、表示制御部１３、入力部１４、表示部１５を有する。なお、工事工程作成システム１０は、ハードウエアのみ、ハードウエア（ＣＰＵ(Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）とソフトウェア（プログラム）の組み合わせのいずれによっても構成できる。

データ記憶部１１は、データを記憶する記憶装置、例えば、ハードディスクである。データ記憶部１１は、建屋データ、工事対象物データ、スケジュールデータ、工事基礎データ、工事条件データを記憶する。

データ記憶部１１は、「複数の工事対象物を互いに識別する工事対象物識別子と、種別情報と、位置情報と、寸法情報と、重量情報と、を有する、工事対象物データを記憶する記憶部」、および「工事対象物の移動量を表す移動量情報を記憶する第２の記憶部」として機能する。

（１）建屋データ（工事区画データ）
建屋データは、機器等の工事対象物が配置される建造物のデータである。建屋データには、建屋を区分する区画それぞれの範囲を表す３Ｄ（３次元）データ（区画データ）が含まれる。区画は、例えば、壁等で仕切られた個別の部屋である。但し、部屋としては１つでも、工事の都合上、区画を設定しても良い。後述のように、区画データと工事対象物データとを対比することで、区画各の工事対象物の配置、物量を割り出すことができる。

（２）工事対象物データ
工事対象物データは、プラント（例えば、発電所）を建設するための工事対象物を表す、例えば、３Ｄ（３次元）ＣＡＤ（Ｃｏｍｐｕｔｅｒ Ａｉｄｅｄ Ｄｅｓｉｇｎ）データである。図２は、工事対象物データの一例を表す模式図である。

ここでは、工事対象物の種別として、機器、配管、ダクト、ケーブルトレイ、架台、足場を示している。「機器」は、ポンプ、タンク、モータ等の装置である。「配管」は、機器間を接続し、液体、気体が通過する通路（例えば、パイプ）である。「ダクト」は、建屋を換気（給気、排気）するための空気の通路である。「ケーブルトレイ」は、動力、制御、計測用のケーブルの通路である。「架台」は、機器等を操作する操作者が乗るための台座である。「足場」は、工事中に一時的に設置され、工事の作業者が乗るための台座である。

工事対象物の種別には、この他に、計器、計装ラック等種々の種別が含まれ得る。ここでは、内容の理解の容易のために、工事対象物の種別を限定して表している。

工事対象物データの要素として、位置、形状、寸法（縦、横、高さ等）、重量が示される。「位置」は、工事対象物それぞれの代表点（例えば、中心）の３次元上の座標で表される。「形状」は、工事対象物それぞれの形状（例えば、直方体、円柱形状）を意味する。配管の形状は、直管、Ｌ管に応じて、円筒形状、Ｌ形状（２つの円筒形状の組み合わせ）で表される。「寸法」は、工事対象物それぞれの空間的な拡がりを表す。「重量」は、工事対象物それぞれの質量を表す。

工事対象物データの要素中、寸法、重量は、物量として、後述の工事期間Ｔｉの算出に用いられる。また、位置、形状、寸法は、工事対象物それぞれの３Ｄ、２Ｄ表示に用いられる。

ここで、位置（位置情報）は、通例、工事対象物が最終的に設置される位置を表す。後述のように、スケジュールデータの要素に移動量（移動量情報）を含めておくと、工事対象物の最終的な設置位置と異なる位置に、工事対象物を配置した状態を表すことができる。工事対象物が仮配置される場合（最終的な設置位置と異なる位置に一時的に配置される場合）に、工事対象物の配置を表すことができる。

工事対象物は、工事において一体的に取り扱い可能な最小単位（工事最小単位、例えば、１本のパイプ）に区分される。配管、ダクト、ケーブルトレイは、工事によって、複数のパイプ等が接続、一体化される。このため、工事対象物に対して、工事最小単位毎に位置等の要素が表される。複数の工事対象物それぞれを識別するために、工事最小単位毎に、工事対象物識別子が付与される。即ち、工事対象物データには、工事対象物それぞれを識別する工事対象物識別子が含まれる。

（３）スケジュールデータ
スケジュールデータは、建屋の区画それぞれでの工事のスケジュールを表し、工事対象物データに基づき、スケジュールデータ生成部１２によって生成される。また、後述のように、入力部１４からのデータの入力により修正可能である。

図３は、スケジュールデータと対応する工事工程表の一例を表す模式図である。後述のように、スケジュールデータに基づいて工事工程表が表示される。ここで、工事工程とは、複数の工事作業が集まり、ひとつの纏まりをもったものをいう。

スケジュールデータは、工事のスケジュールを表す。工事は、機器、足場、架台、配管（大口径）、配管（小口径）、ダクト、トレイの工事作業（タスク、アクティビティ、作業）に区分される。ここでは、工事作業Ｔ１〜Ｔ８がそれぞれ、機器、足場、架台１、配管（大口径）、架台２、配管（小口径）、ダクト、トレイの工事作業に対応する。架台１、架台２の工事作業は、他の工事作業（配管（大口径））との関係で、架台の工事作業が区分されていることを意味する。配管（大口径）、配管（小口径）は、配管の口径が、例えば、６５Ａ以上か否かによって区分される。

スケジュールデータは、工事作業Ｔ１〜Ｔ８をそれぞれ識別する工事作業識別子、開始日、終了日、工事対象物識別子、表示制御情報を含む。

「開始日」、「終了日」は、工事作業Ｔ１〜Ｔ８それぞれの工事の開始日、終了日を表す。「工事対象物識別子」は、工事作業Ｔ１〜Ｔ８それぞれに対応する工事対象物の範囲が表される。例えば、工事作業Ｔ４において複数の配管が設置される場合、これら複数の配管を識別する工事対象物識別子が工事作業Ｔ４と対応して表される。

「表示制御情報」は、工事対象物それぞれの表示の切り替え（ＯＮ／ＯＦＦ）を制御するためのデータである。後述のように、工事対象物それぞれの表示を切り替えることで、工事の進行状況の時系列表示（例えば、動画表示）が可能となる。

表示制御情報は、工事作業Ｔ１〜Ｔ８および工事対象物それぞれでの工事開始時、工事終了時を表す時間情報および工事開始時、工事終了時での工事対象物の表示の有無（ＯＮ／ＯＦＦ）を表すＯＮ／ＯＦＦ情報を有する。

工事開始時、工事終了時双方での表示の有無を表すのは、順方向再生、逆方向再生の双方で、工事の進行状況を時系列に表示（例えば、動画表示）可能とするためである。基本的には、順方向再生では工事終了時の表示の有無、逆方向再生では工事開始時の表示の有無に対応して、表示を制御することができる。

ここで、工事対象物の工事開始時、工事終了時は、工事作業それぞれの工事期間に対する相対的な時間で表すことができる。例えば、一の工事作業によって単一の工事対象物が設置される場合、工事開始時（「０．０」）でのＯＮ／ＯＦＦ情報を「ＯＦＦ」、工事終了時（「１．０」）でのＯＮ／ＯＦＦ情報を「ＯＮ」とすることができる。また、一の工事作業によって単一の工事対象物が撤去される場合、工事開始時（「０．０」）でのＯＮ／ＯＦＦ情報を「ＯＮ」、工事終了時（「１．０」）でのＯＮ／ＯＦＦ情報を「ＯＦＦ」とすることができる。一方、一の工事作業によって複数の工事対象物が設置／撤去される場合、工事対象物それぞれに対して、表示制御情報が付与される。

ここで、異なる工事作業に対して、同一の工事対象物を割り当てることができる。例えば、同一の足場の設置、撤去を繰り返す場合が挙げられる。このような場合、足場の設置工事と撤去工事は別の工事作業として取り扱う方が工程作成上便宜である。

この場合、それぞれの工事作業において、同一の工事対象物識別子に対して表示制御情報を指定する。例えば、同一の工事対象物識別子に対して、工事作業１、２それぞれの工事開始時、工事終了時それぞれに「ＯＮ」、「ＯＦＦ」が指定され、この工事対象物の表示が次のように変化する。
工事作業１の工事開始時： ＯＦＦからＯＮ
工事作業１の工事終了時： ＯＮからＯＮ
工事作業２の工事開始時： ＯＮからＯＮ
工事作業２の工事終了時： ＯＮからＯＦＦ

スケジュールデータに種々の要素を追加することができる。例えば、工事対象物の移動量（移動量情報）をスケジュールデータの要素とすることができる。既述のように、工事対象物データの位置情報に基づいて、工事対象物が表示される。この位置情報は、通常、工事対象物の最終的な設置位置を表し、工事作業において工事対象物が仮配置される場合を想定していない。スケジュールデータの移動量情報および工事対象物データの位置情報を用いることで、工事対象物が仮配置される状態を表示できる。

例えば、次のように、工事対象物の位置（Ｘ０，Ｙ０，Ｚ０）に移動量（ΔＸ，ΔＹ，ΔＺ）を加算することで、工事対象物が仮配置される位置（Ｘ１，Ｙ１，Ｚ１）を表わすことができる。
（Ｘ１，Ｙ１，Ｚ１）＝（Ｘ０，Ｙ０，Ｚ０）＋（ΔＸ，ΔＹ，ΔＺ）
＝（Ｘ０＋ΔＸ，Ｙ０＋ΔＹ，Ｚ０＋ΔＺ）

（４）工事基礎データ
工事基礎データは、工事対象物データからスケジュールデータを生成するために用いられる。工事基礎データは、後述の工事条件データと異なり、ある程度の普遍性を有し、例えば、類似する工事への適用が可能である。工事基礎データには以下のデータａ．〜ｄ．が含まれる。

ａ．工事対象物−工事作業対応データ
工事対象物−工事作業対応データは、工事対象物と工事作業の対応関係を表す。工事対象物データに基づいて、工事対象物を工事作業に割り振るためである。基本的には、工事対象物の種別によって、どの工事作業に対応するかが決定する。例えば、工事対象物が機器であれば、機器の工事作業Ｔ１に対応することになる。但し、配管は、例えば、口径が６５Ａ以上か否かに応じて、配管（大口径）、配管（小口径）の工事作業に区分される。

ｂ．工事作業順序データ
工事作業順序データは、工事作業の順序を表す。区画毎に工事対象物の配置は必ずしも一致しないが、経験等に基づき、ある区画を基準とする順序データを作成しておく。この順序データから、区画それぞれの基本工程を自動的に作成できる。基準とする区画以外の区画については、入力部１４からの入力により、作成された基本工程を適宜に修正する。このようにして、区画毎に工事作業順序データを生成することができる。

ここでは、図３に示されるように、機器、足場、架台１、配管（大口径）、架台２、配管（小口径）の順序で工事作業が進行するとしている。また、ダクト、トレイの工事は、架台１の工事作業に引き続き、配管（大口径）の工事作業と並行して進められるものとしている。

ｃ．工事作業−工事物量対応データ
工事作業−工事物量対応データは、工事作業と工事物量の種別の対応関係を表す。工事作業毎に物量を決定するためである。例えば、次のように、工事作業と工事物量Ｍｉの種別（例えば、寸法、重量）の対応関係が規定される。
・配管、トレイ、架台の工事： 配管等の重量［ｔ］
・足場の工事： 足場の体積［ｍ^３］（足場の面積と高さの積）
・ダクトの工事： ダクトの表面積［ｍ^２］

ｄ．工事作業ｉ毎の工数係数Ａｉ
工事作業ｉ毎の工数係数Ａｉは、その工事作業での工事物量に対する工数の割合を表す。既述のように、工事物量Ｍｉは、例えば、工事作業での工事対象物の寸法、重量の合計で表される。基本的には、工事物量Ｍｉと工数係数Ａｉを積算することで、その工事作業での工数Ｈｉが定まる（Ｈｉ＝Ｍｉ＊Ａｉ）。
・配管、トレイ、架台： 人／重量［人／ｔ］
・足場： 人／体積［人／ｍ^３］
・ダクト： 人／表面積［人／ｍ^２］

（５）工事条件データ
工事条件データは、工事対象物データからスケジュールデータを生成するために用いられ、後述のように、基本的には、工事の案件に応じて、入力部１４から入力される。工事条件データには以下のデータａ．〜ｃ．が含まれる。

ａ．区画毎の工事開始日Ｄｓ
区画毎の工事開始日Ｄｓは、区画毎の工事終了日Ｄｅの算出等に用いられる。

ｂ．区画および工事作業毎の投入人員Ｐｉ[人／日]
工事作業毎の投入人員Ｐｉは、工数Ｈｉからその工事作業での工事所要時間Ｔｉを算出するために用いられる（Ｔｉ＝Ｈｉ／Ｐｉ）。

ｃ．工事対象物順序データ
工事対象物順序データは、工事作業内での工事対象物の工事の順序を表し、表示制御情報の生成に用いられる。例えば、配管（大口径）の工事作業中での配管の順序が表される。

スケジュールデータ生成部１２は、工事対象物データおよび工事基礎データに基づき、スケジュールデータを生成する。既述のように、図２は、生成されたスケジュールデータの一例を表す模式図である。

スケジュールデータ生成部１２は、次の要素として機能する。
・種別情報に基づき、複数の工事対象物を複数の工事作業の何れかに割り当てる割り当て部
・複数の工事作業それぞれに割り当てられた工事対象物の寸法または重量に基づいて、前記複数の工事作業それぞれの工事期間を算出する算出部
・算出される工事期間と、複数の工事作業の順序を表す工事作業順序データと、に基づいて、工事工程表を生成する生成部
・算出された工事期間と入力された順番に基づき、前記複数の工事作業および前記複数の工事対象物それぞれの工事の開始時および終了時それぞれでの表示の有無を表す表示制御情報を生成する第２の生成部

表示制御部１３は、表示部１５での工事対象物の静的および動的な表示を制御する。表示制御部１３によって、工事工程の可視化が可能となる。表示制御部１３は、「表示制御情報に基づいて、前記複数の工事対象物から、所定の期間内で表示が変動する工事対象物を抽出する抽出部」として機能する。表示制御部１３は、工事対象物表示制御部、スケジュール表示制御部、連携表示制御部に区分される。

（１）工事対象物表示制御部
工事対象物表示制御部は、データ記憶部１１に記憶される工事対象物データに基づき、工事対象物を可視化する。工事対象物表示制御部は、工事対象物識別子と、工事対象物の表示のＯＮ／ＯＦＦ、表示属性の対応関係を表す表示状態テーブルを有し、この表示状態テーブルに対応する表示データを生成する。例えば、表示状態テーブルに基づいて、フレームメモリの内容が書き換えられ、フレームメモリに基づいて表示データが生成され、表示部１５に出力される。表示属性は、工事対象物を表示するときの色、線の種別（実線、破線、一点鎖線）、線の太さ等を指定する情報である。

工事対象物識別子毎にその表示のＯＮ／ＯＦＦ、表示属性を適宜に設定することで、種々の表示が可能となる。例えば、特定種別の工事対象物のみを表示したり、表示しないようにしたり、色、線の種別、線の太さの太さを変えて表示することができる。このとき、入力部１４によって、工事対象物の種別、表示属性を指定できる。

なお、表示状態として、３Ｄ、２Ｄの何れの表示形式でも選択できる。

（２）スケジュール表示制御部
スケジュール表示制御部は、データ記憶部１１に記憶されるスケジュールデータに基づき、工事工程表（例えば、カレンダー形式で表される工事スケジュール）を表示できる。既述のように、図３は、表示部１５に表示される工事工程表の一例を表す。工事スケジュールは、工事作業Ｔ１〜Ｔ８によって表される。

ここで、表示部１５に表示される工事工程表を用いて、入力部１４から種々の入力が可能となる。例えば、日時、時系列表示の指定が可能である。日時の指定により、その日時での工事状況の表示が可能となる。また、工事対象物の動画表示の指定により、工事状況の時系列表示（順方向再生、逆方向再生、停止、コマ送り再生）が可能となる。

「順方向再生」は、工事の進行の順序に従って、工事状況の変化を動的に表示することをいう。「逆方向再生」は、工事の進行の逆の順序に従って、工事状況の変化を動的に表示することをいう。「コマ送り再生」は、順方向再生、逆方向再生を一時的に停止し、入力部１４からの入力により、次の表示に順次に移行することをいう。

日時、時系列表示が指定されると、スケジュール表示制御部は日時の情報を連携表示制御部に出力する。日時が指定されると、スケジュール表示制御部は、指定された日時を出力する。

また、時系列表示が指定されると、その時系列表示（順方向再生、逆方向再生、停止、コマ送り再生）に応じて、スケジュール表示制御部は日時の情報を連続して出力する。

スケジュール表示制御部は、工事状況を表示する日時を出力できる。例えば、次の式（１）に基づいて、出力する日時Ｄを決定できる。更新単位時間Δｔとして、1時間、1日、１週間を選択することで、毎時、毎日、毎週の工事状態の変動を表示することが可能となる。

Ｄ＝Ｄｓ＋Δｔ＊ｎ ……式（１）
Ｄｓ：工事開始日時
Δｔ：更新単位時間
ｎ：更新回数

これに対して、スケジュール表示制御部は、工事の動き（工事対象物の設置状態の変化）に対応する日時のみを抽出して、出力することも可能である。具体的には、工事最小単位での工事作業の開始時、終了時に基づいて、日時を出力する。既述のように、スケジュールデータには、工事対象物識別子それぞれに対応する表示制御情報が含まれる。このため、工事最小単位での工事作業１〜ｉが直列に実行される場合、例えば、次の式（２）に基づいて、出力する日時Ｄ（ｉ，ｊ）を決定できる。

Ｄ（ｉ，ｊ）＝Ｄｓ＋Σ_ｋ＝１ ^ｉ−１［Ｔ（ｋ）］＋Ｔ（ｉ）＊ΣΔｔｒ（ｉ，ｊ） ……式（２）
Ｄｓ：工事作業の開始日時
Ｔ（ｉ）：工事作業ｉでの所要時間
Δｔｒ（ｉ，ｊ）：工事作業ｉ中でｊ番目に工事される工事対象物の相対工事期間（工事作業ｉの全期間に対する、「ｊ番目の工事の終了時−ｊ番目の工事の開始時」の相対的な割合）

また、複数の工事作業が並行して実行される場合（例えば、図３での工事作業Ｔ４と工事作業Ｔ７、Ｔ８）、並行する工事作業それぞれで日時Ｄ（ｉ，ｊ）を算出し、その大小関係で出力する日時Ｄ（ｉ，ｊ）を決定する。例えば、順方向再生では、並行する工事作業それぞれに対応する日時Ｄ（ｉ，ｊ）中から小さい順に日時Ｄ（ｉ，ｊ）を出力する。

工事最小単位での工事作業の開始時または終了時に工事対象物の表示の有無（工事対象物の設置状態）が変化する。このため、日時Ｄ（ｉ，ｊ）を工事最小単位毎の工事作業の開始時または終了時に対応させることで、工事対象物の設置状態の変化と画面の更新を対応させることができる。

ここで、順方向再生では、工事終了時でのＯＮ／ＯＦＦ情報に基づいて、工事対象物の表示の有無を変化させる。逆方向再生では、工事開始時でのＯＮ／ＯＦＦ情報に基づいて、工事対象物の表示の有無を変化させる。

（３）連携表示制御部
連携表示制御部は、スケジュール表示制御部から出力される日時Ｄ（ｉ，ｊ）に基づいて、工事対象物表示制御部の表示状態テーブルを書き替える。具体的には、スケジュール表示制御部から出力される日時Ｄ（ｉ，ｊ）およびスケジュールデータに基づいて、工事対象物（識別子）と、表示のＯＮ／ＯＦＦの関係を決定し、この決定に基づいて、工事対象物表示制御部の表示状態テーブルを書き替える。この結果、工事対象物の可視化状態が動的に変更される。

（４）期間内変動の抽出
以上では、基本的に、特定の日時が選択され、このときの工事状況（工事対象物の設置状態）が表示されることを考えている。これは時系列表示の場合でも同様である。即ち、表示内容は時間と共に変化するが、ある瞬間に表示されるのは特定の日時での工事対象物の設置状態である。これに対して、ある期間内での工事対象物の設置状態の変動を表示できれば、この期間での工事内容を纏めて把握することが容易となる。

例えば、次のようにして、特定の期間（第１、第２の日時の間の期間）での工事対象物の設置状態の変動を表示することができる。スケジュールデータの表示制御情報を用いて、この特定の期間内での工事対象物の設置状態の変動を抽出する。即ち、この期間内に対応する表示制御情報（ＯＮ／ＯＦＦ情報）から表示のＯＮ／ＯＦＦが変動した工事対象物を抽出できる。そして、抽出された工事対象物を他の工事対象物と区別可能に表示する。例えば、抽出された工事対象物と、他の工事対象物とを色、線の種別、線の太さの何れかを異ならせて表示する。

ここで、この期間内での工事対象物の表示のＯＮ／ＯＦＦの変動には、次のような区分（１）〜（４）等が有り得る。
（１）ＯＦＦからＯＮ
（２）ＯＮからＯＦＦ
（３）ＯＦＦからＯＮ、その後、ＯＮからＯＦＦ
（４）ＯＮからＯＦＦ、その後、ＯＦＦからＯＮ

そこで、区分（１）〜（４）等に応じて、その工事対象物の表示状態を異ならせることが考えられる。例えば、色、線の種別、線の太さの何れかを異ならせて表示する。

入力部１４は、データを入力する入力装置、例えば、キーボード、マウスである。入力部１４は、「複数の工事対象物の工事の順番を入力する入力部」として機能する。

表示部１５は、画像を表示する表示装置、例えば、液晶表示装置である。表示部１５は、「表示制御情報および前記位置情報に基づいて、前記複数の工事対象物を表示する表示部」、および「抽出された工事対象物と、他の工事対象物とを区別可能に表示する第２の表示部」として機能する。

（工事工程作成システム１０の動作手順）
以下、工事工程作成システム１０の動作手順を説明する。図４は、工事工程作成システム１０の動作手順の一例を表すフロー図である。

Ａ．区画および工事作業毎の工事物量Ｍｉの算出（ステップＳ１１）
区画および工事作業ｉ毎の工事物量Ｍｉが算出される。工事対象物データを工事対象物−工事作業対応データおよび建屋データと対比することによって、区画および工事作業ｉ毎に対応する工事対象物が抽出される。そして、抽出された工事対象物の物量を加算することで、工事物量Ｍｉが算出される。既述のように、工事物量の種別を決定するために、工事作業−工事物量対応データが用いられる。

工事物量Ｍｉは、適宜に表示され、工事基礎データの入力に際して参酌される。

ここで、配管密度ρを算出しても良い。配管密度ρは、配管が単位体積に占める割合を意味し、次の式（３）により算出できる。
ρ＝Ｖ（ｉ，ｊ，ｋ）／Ｖ０ ……式（３）
Ｖ（ｉ，ｊ，ｋ）： 単位空間で区分した空間（ｉ，ｊ，ｋ）中での配管の体積
Ｖ０：単位体積（単位空間の体積）

図５に、単位体積で区分した空間（ｉ，ｊ，ｋ）の例を表す。空間がＸ、Ｙ、Ｚ方向それぞれに、単位空間（例えば、縦横高さそれぞれが２ｍの空間）毎にＮ１〜Ｎ３個に区分される。空間（ｉ，ｊ，ｋ）は、Ｘ、Ｙ、Ｚ方向それぞれにｉ、ｊ、ｋ番目の単位空間である。

算出された配管密度ρは表示部１５で適宜に表示される。図６は、配管密度ρの表示の一例を表す。例えば、区画および区画内での高さを指定することで、その高さにおける配管密度ρが表示される。ここでは、建屋内を区分する単位空間毎に配管密度ρが異なる色（図６上では、異なるハッチング）で表される。配管密度ρは、工事物量Ｍｉと共に、工事基礎データの入力に際して参酌される。

Ｂ．工事条件データの入力（ステップＳ１２）
工事条件データが入力される。既述のように、工事条件データは以下のデータａ〜ｃ（工事開始日Ｄｓ、投入人員Ｐｉ、工事対象物順序データ）を含む。ここで、工事開始日Ｄｓ、投入人員Ｐｉは、区画および工事作業毎の工事物量Ｍｉ、配管密度ρを参酌して、操作者によって入力部１４から入力される。なお、工事開始日Ｄｓは区画毎に設定され、工事作業毎に設定する必要は無い。既述の工事作業順序データ等を用いることで、工事作業毎の工事開始日を算出できる。

ａ．区画毎の工事開始日Ｄｓ
ｂ．区画および工事作業毎の投入人員Ｐｉ［人／日］
ｃ．工事対象物順序データ

ここで、算出した配管密度ρが所定の設定値を超えた領域は、工事物量が集中した箇所と考えることができる。このような場合、この箇所の工事対象物をひとまとまり（モジュール）として、別の場所で事前に組立てる（接続する）ことが考えられる。この場合、式（４）に示すモジュール化率Ｕｉを工事期間の算出に用いることができる。

Ｕｉ＝Ｕｗ／Ｔｗ ……式（４）
Ｕｗ：区画内のひと纏まり（モジュール）内（区画内において配管密度ρが所定の設定値を超えた領域）に含まれる接続箇所の個数
Ｔｗ：区画内での接続箇所の総数

即ち、モジュール化率Ｕｉは、

Ｃ．スケジュールデータの生成（ステップＳ１３）
次のようにしてスケジュールデータが生成される。
（１）区画および工事作業ｉ毎の工事所要時間Ｔｉの算出
区画および工事作業ｉ毎の工事所要時間Ｔｉが次の式（５）に基づき算出される。
Ｔｉ＝Ｍｉ＊Ａｉ＊αｉ／Ｐｉ＊Ｕｒ ……式（５）
Ａｉ：工数係数（［人／重量］，［人／体積］，［人／表面積］）
αｉ：区画毎の難易度係数
Ｐｉ：区画および工事作業毎の投入人員［人／日］
Ｕｒ：１−Ｕｉ

難易度係数αｉは、次の式（６）のように、例えば、区画毎の配管の曲がりの数ｍｉの偏差値Ｄｉより算出できる。
αｉ＝（Ｄｉ−５０）＊１００＋１ ……式（６）
Ｄｉ：配管の曲がりの数ｍｉの偏差値

偏差値Ｄｉは、次の式（７）のように、区画毎の配管の曲がりの数ｍｉより算出できる。
Ｄｉ＝１０（（ｍｉ−μｍ）／σｍ）＋５０ ……式（７）
μｍ＝（１／Ｎ）Σｍｉ
σｍ＝（（１／Ｎ）Σ（ｍｉ−μｍ）^２）^１／２
μｍ：配管の曲がりの数ｍｉの平均値
σｍ：配管の曲がりの数ｍｉの標準偏差
Ｎ：区画の個数

ここでは、式（６）に示されるように、（Ｄｉ−５０）の１００倍に基づいて、難易度係数αｉを決定している。但し、この倍数は、「１００」以外の値を適宜に採用することができる。

（２）区画および工事作業ｉ毎の開始日Ｄｓ（ｉ）、終了日Ｄｅ（ｉ）の算出
区画および工事作業ｉ毎の開始日Ｄｓ（ｉ）、終了日Ｄｅ（ｉ）は次の式（８）ようにして算出される。
Ｄｓ（ｉ）＝Ｄｓ＋ΣＴ（ｊ） ……式（８）
Ｄｅ（ｉ）＝Ｄｓ（ｉ）＋Ｔ（ｉ）

（３）表示制御情報の決定
工事作業Ｔｉでのｊ番目の工事要素に対する相対時間Δｔｊ（表示制御情報の一要素）は次の式（９）のようにして算出できる。
Δｔｊ＝Ｍｉｊ／Ｍｉ ……式（９）
Ｍｉｊ：工事作業Ｔｉでのｊ番目の工事対象物の物量

この相対時間Δｔｊの開始時、終了時でのＯＮ／ＯＦＦ情報は、通例次のように定められる。工事作業の結果、工事対象物が非存在から存在へと変移するのが通例だからである。
相対時間Δｔｊの開始時： ＯＦＦ
相対時間Δｔｊの終了時： ＯＮ

但し、足場の撤去のように、工事対象物が存在から非存在へと変移する場合には、相対時間Δｔｊの開始時、終了時でのＯＮ／ＯＦＦ情報は、次のように定められる。
相対時間Δｔｊの開始時： ＯＮ
相対時間Δｔｊの終了時： ＯＦＦ

以上の（１）〜（３）の算出、決定により、スケジュールデータが生成され、データ記憶部１１に保持される。

Ｄ．工事工程の表示（ステップＳ１３）
以上のようにして生成されたスケジュールデータに基づき、工事工程を表示することができる。この表示は、表示制御部１３の工事対象物表示制御部、スケジュール表示制御部、連携表示制御部それぞれに対応する表示が可能である。例えば、表示部１５上のウィンドウ１、２それぞれに工事対象物、スケジュールを表示し、この両者の連携が可能となる。

（１）工事対象物の表示
工事対象物表示制御部により、データ記憶部１１に記憶される工事対象物データに基づき、ウィンドウ１に建屋および工事対象物の２Ｄ、３Ｄ表示が可能である。既述のように、例えば、特定種別の工事対象物のみを表示したり、表示しないようにしたり、色、線の種別（実線、破線、一点鎖線）、線の太さを変えて表示することができる。

（２）工事スケジュールの表示
スケジュール表示制御部により、データ記憶部１１に記憶されるスケジュールデータに基づき、ウィンドウ２に工事スケジュールを例えばカレンダー形式で表示できる。

既述のように、このウィンドウ２を用いて、工事の時系列表示の指定が可能である。例えば、工事状況の順方向再生、逆方向再生、停止、コマ送り再生の指定が可能である。

（３）連携表示
連携表示制御部により、ウィンドウ２での工事の時系列表示の指定により、ウィンドウ１での工事対象物の表示が時間の経過と共に変化する。既述のように、時系列表示の指定に対応して、スケジュール表示制御部で表示する日時が順次に決定され、連携表示制御部が工事対象物表示制御部の表示状態テーブルを書き替える。即ち、工事状態の時系列表示が可能となる。

図７Ａ〜図７Ｃは、工事状態の時系列表示の一例を表す模式図である。設備Ａ１、２間を接続する配管Ｐ１〜Ｐ４の工事の推移を表す。工事の推移に伴い、配管Ｐ３、Ｐ４が追加されていることが判る。

Ｅ．工事日程の修正入力（ステップＳ１５）
工事工程の表示を参照して、工事条件、例えば、種別毎の工事開始日時、工事終了日時を変更することができる。即ち、変更後の工事開始日時、工事終了日時が入力され、スケジュールデータが書き替えられる。書き替えたスケジュールデータに基づいて、工事工程の表示が可能である。

（工事工程作成システム１０の利点）
工事工程作成システム１０は以下の利点を享受することができる。
Ａ．区画別工程表（スケジュールデータ）の自動生成
工事を進める上で、区画別の区画別工程表は有用である。区画別工程表は例えば、次のようにして人的に作成できる。即ち、経験者のノウハウ、先行の工事実績を考慮し、工事区画単位の工事物量等から工事期間等を決定することで、区画別工程表が作成される。工事物量は図面等から設計者の手計算により算出できる。このように区画別工程表を人的に作成するのは大きな時間および労力を伴う。

本実施形態では、建屋データ（工事区画データ）および工事対象物データより、自動で工事区画単位に工事物量を算出する。そして、工事条件データを入力して、工事作業毎の工事期間を算出し、区画別工程表（スケジュールデータ）を自動的に生成できる。

ここで、工事対象物の種別に応じて、工事物量の数量単位を設定できる。例えば、重量（ｔ）、長さ（ｍ）、面積（ｍ^２）、体積（ｍ^３）を工事物量の数量単位として設定できる。

また、区画毎の工事の難易度を加味して、工事期間を算出できる。

Ｂ．工事工程の動的な表示
本実施形態では、工事対象物の時系列表示（動的な表示）が可能であり、工事の推移の把握が容易となる。

（１）工事の動き（工事対象物の設置状態の変化）の抽出
本実施形態では、工事対象物の時系列表示に当たって、工事対象物の表示に変動に対応するように、表示画面を更新できる。

これに対して、工事の期間に対し、更新単位時間Δｔを指定し、表示を更新することができる。即ち、更新単位時間Δｔを固定とする。

この場合、更新単位時間Δｔと表示状態の変動が対応しないので、工事の動きの把握がし難くなる。例えば、工事期間の長い作業が多い場面で、小さな更新単位時間Δｔを指定すると、画面の変化が無い状態で利用者が長時間待たされる可能性がある。一方、工事期間の短い作業が多い場面で、大きな更新単位時間Δｔを指定すると、個別の作業結果は画面に反映されず、見落とす可能性がある。これを防止するには、表示している時点の前後の工事期間を確認し、更新単位時間Δｔを変更する必要がある。

本実施形態では、工事対象物の表示に変動に対応するように、表示画面を更新することで、利用者が長時間待たされることや、細かな作業の結果の見落としを防止できる（効率的な工事のシミュレーション）。

（２）同一の工事対象物の表示制御
本実施形態では、同一の工事対象物（例えば、工事用の足場）の設置と解除の繰り返しに際して、同一の工事対象物識別子を指定し、表示状態を切り替えることができる。

同一の工事対象物の設置と解除の繰り返しに対応して、複数の工事対象物のデータを用いると、データ量が多くなり、操作性の悪化等を招く畏れがある。

（その他の実施形態）
本発明の実施形態は、上記の実施形態に限られず、工事対象物データに変更が生じた場合にも有効である。これは、本実施の形態において、工事作業を作成する工事基礎データや工事条件データに基づく工事期間の算出部およびスケジュールデータの生成部が、工事対象物データと独立しているためである。工事対象物データの完成前に工事工程を作成して事前に検討し、工事対象物データの完成後にも工事工程を作成して最終的に検討することが可能となる。

また、データに基づいた緻密な工事工程の作成が可能なので、取り扱う工事作業の範囲が広く、工事対象物の数が多くなる工事工程の作成に供することも有効である。そのため、建設時の工事工程だけでなく、改造時の工事工程の作成にも適用できる。

更に、作成された工事工程の結果のデータを、シミュレーション用の表示システムと共に利用することができる。例えば、工事基礎データや工事条件データを用いた工事期間の算出やスケジュールデータの生成を行う必要の無い現場での作業手順確認に利用可能である。この利用方法は、作業者への教育、品質、時間のコントロールのためにも適用可能である。

上述の各実施形態は、原子力または火力等の発電プラントや化学プラントの工事工程の作成に有用である。但し、本発明は、これらの分野に限定されず、各種建設または改造に関する工事工程の作成に有用である。

１０ 工事工程作成システム
１１ データ記憶部
１２ スケジュールデータ生成部
１３ 表示制御部
１４ 入力部
１５ 表示部

Claims (9)

1. 複数の工事対象物を互いに識別する工事対象物識別子と、種別情報と、位置情報と、工事物量情報と、を有する、工事対象物データと、複数の工事区画の範囲を表す工事区画データと、を記憶する記憶部と、
   前記種別情報に基づき、前記複数の工事対象物を複数の工事作業の何れかに割り当てる割り当て部と、
   前記複数の工事区画毎の工事対象物の工事物量と、前記複数の工事区画および前記複数の工事作業での工事物量に対する工数の割合を表す工数計数と、難易度係数と、前記工事区画と別の場所で事前に組立てるモジュール内の組立て箇所の個数の当該工事区画内での組立て箇所の総数に対する割合を表すモジュール化率と、に基づいて、前記複数の工事区画毎の前記複数の工事作業それぞれの工事期間を算出する算出部と、
   を具備することを特徴とする工事工程作成システム。
2. 前記算出される工事期間と、前記複数の工事作業の順序を表す工事作業順序データと、に基づいて、工事工程表を生成する生成部、
   をさらに具備することを特徴とする請求項１記載の工事工程作成システム。
3. 前記難易度係数は、前記複数の工事区画毎での工事対象物の曲がりの数より算出される、
   ことを特徴とする請求項１記載の工事工程作成システム。
4. 前記複数の工事対象物の工事の順番を入力する入力部と、
   前記算出された工事期間と前記入力された順番に基づき、前記複数の工事作業および前記複数の工事対象物それぞれの工事の開始時および終了時それぞれでの表示の有無を表す表示制御情報を生成する第２の生成部と、
   前記表示制御情報および前記位置情報に基づいて、前記複数の工事対象物を表示する表示部と、
   をさらに具備することを特徴とする請求項１記載の工事工程作成システム。
5. 前記表示制御情報が、異なる工事作業および同一の工事対象物での工事の開始時および終了時それぞれでの表示の有無を表す、
   ことを特徴とする請求項４記載の工事工程作成システム。
6. 前記工事対象物それぞれの工事の開始時または終了時と対応して、前記表示部での表示が更新される、
   ことを特徴とする請求項４記載の工事工程作成システム。
7. 前記工事対象物の移動量を表す移動量情報を記憶する第２の記憶部をさらに具備し、
   前記表示部が、前記表示制御情報、前記位置情報、および移動量情報に基づいて、前記複数の工事対象物を表示する、
   ことを特徴とする請求項４記載の工事工程作成システム。
8. 前記表示制御情報に基づいて、前記複数の工事対象物から、所定の期間内で表示が変動する工事対象物を抽出する抽出部と、
   前記抽出された工事対象物と、他の工事対象物とを区別可能に表示する第２の表示部と、
   をさらに具備することを特徴とする請求項４記載の工事工程作成システム。
9. 割り当て部が、工事対象物を識別する工事対象物識別子と、種別情報と、位置情報と、工事物量情報と、を有する、工事対象物データ中の前記種別情報に基づき、前記工事対象物を複数の工事作業の何れかに割り当てるステップと、
   算出部が、複数の工事区画の範囲を表す工事区画データ中の複数の工事区画毎の工事対象物の工事物量と、前記複数の工事区画および前記複数の工事作業での工事物量に対する工数の割合を表す工数計数と、難易度係数と、前記工事区画と別の場所で事前に組立てるモジュール内の組立て箇所の個数の当該工事区画内での組立て箇所の総数に対する割合を表すモジュール化率と、に基づいて、前記複数の工事区画毎の前記複数の工事作業それぞれの工事期間を算出するステップと、
   を具備することを特徴とする工事工程作成方法。

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