JP5864387B2 - 工程計画立案支援装置、工程計画立案支援方法およびプログラム - Google Patents

Description

本発明は、大規模施設建設などの作業工程の工程計画の立案を支援する工程計画立案支援装置、工程計画立案支援方法およびプログラムに関する。

発電プラントや化学プラントなどを建設したり、多数の部品を組み立てて大型製品を製造したりする場合、多種多様な作業が複雑に絡み合いながら、その建設や製造が進められていく。このような場合、全体の作業の手順や関係を十分に検討して、事前に適正な作業工程計画を立案しておくことが、納期遅延などのリスクを低減する上で重要である。

ところで、国内建設の場合、通常、工程を管理する主幹会社は、同じような建設作業に長年に渡っていくつかの協力会社とともに携わってきた歴史を有している。従って、その協力会社の作業のスキルレベルは概ね同程度に揃っている。そのため、主幹会社は、その工程計画を立案するに当たっては、各協力会社の作業者の作業効率や労働単価などを一定の値として取り扱うことができる。

一方、国外における大規模施設の建設では、それぞれ作業のスキルレベルが異なる企業とともに建設作業を行うことが想定される。このような場合、各企業の作業者の作業効率や労働単価を考慮した詳細な工程を作成しなければ、納期遅延などのリスクを孕むことになる。しかしながら、大規模施設の建設などでは、関係する装置数、作業者数、作業の工程数などが多数に及ぶため、さらに作業者の作業スキルのレベルまで考慮して工程計画を立案するとすれば、立案者にとっては、極めて大きな負担となる。従って、コンピュータなどによる工程計画立案の支援が望まれている。

特許文献１には、作業者の作業のスキルレベルや作業効率を考慮した工程計画の立案をコンピュータにより支援する例が示されている。特許文献１によれば、プラントの建設計画支援装置において、作業者の業種ごとに、スキルレベルの分類を行い、そのスキルレベルに応じて作業期間の誤差率を設定することで、各作業に作業者が割り当てられた際に、その作業者のスキルレベルに応じた作業期間を推定する技術が開示されている。この技術によれば、誤差率が最も小さくなるような作業者のスキルのレベルや作業期間を求め、より適切な工程計画に変更することができる。

特開２０１１−６５６２６号公報

しかしながら、特許文献１に開示された技術では、同じ工程の作業がそれぞれ異なるスキルレベルを有する複数の企業の作業者によって行われることなどは想定されていない。従って、特許文献１に開示された技術は、複数の企業に属するスキルレベルが異なる作業者が共同して建設作業を行うような大規模施設建設などの工程計画立案には適用することができない。

そこで、本発明の目的は、複数の企業などに属するスキルレベルが異なる作業者が共同して建設作業を行う大規模施設建設などに対して、そのスキルレベルの相違を考慮した工程計画の立案を支援することが可能な工程計画立案支援装置、工程計画立案支援方法およびプログラムを提供することにある。

本発明に係る工程計画立案支援装置は、処理装置と記憶装置とを備えて構成される。
前記記憶装置は、複数の作業工程を実施する工程計画としてあらかじめ作成され、前記複数の作業工程それぞれについて、前記作業工程の名称、前記作業工程を標準的な作業者群で実施するときの作業工数、前記作業工程の作業開始日および作業完了日を少なくとも含んでなるベース工程データを記憶するベース工程データ記憶部と、前記複数の作業工程に従事する作業者がそれぞれ属する作業者群の名称、その作業者群に属する作業者の作業効率、および、それぞれの作業者群に属する作業者数の比率である作業者群比率を含んでなる作業者群属性データを記憶する作業者群属性データ記憶部と、前記ベース工程データに含まれる作業工程のそれぞれについて、その作業工程に従事する作業者の工程別作業者群比率、その工程別作業者群比率に基づく作業者により前記作業工程を実施するときの作業工数、前記作業工程の作業開始日および作業完了日を少なくとも含んでなる工程計画データを記憶する工程計画データ記憶部と、を含んで構成され、また、
前記処理装置は、入力装置を介して入力されるデータに基づいて前記作業者群属性データを設定し、前記設定した作業者群属性データを前記作業者群属性データ記憶部に格納する第１の処理と、ユーザにより作成され、外部から入力される前記ベース工程データを読み取り、前記読み取ったベース工程データを前記ベース工程データ記憶部に格納する第２の処理と、前記作業者群属性データに含まれる前記作業者群の作業者群比率およびその作業効率に基づき、前記ベース工程データに含まれるそれぞれの作業工程について、その作業工程の作業工数、作業開始日、作業完了日および工程別作業者群比率を更新し、前記更新した作業工数、作業開始日、作業完了日および工程別作業者群比率に基づき前記工程計画データを作成し、前記作成した工程計画データを前記工程計画データ記憶部に格納する第３の処理と、前記作成した工程計画データを表示装置に表示する第４の処理と、を実行することを特徴とする。

本発明によれば、スキルレベルが異なる作業者が共同して建設作業を行う大規模施設建設などに対して、そのスキルレベルの相違を考慮した工程計画の立案を支援することが可能な工程計画立案支援装置、工程計画立案支援方法およびプログラムを提供することができる。

本発明の実施形態に係る工程計画立案支援装置のブロック構成の例を示した図。 作業者群属性データ記憶部に記憶される作業者群属性データの構成の例を示した図。 ベース工程データ記憶部に記憶されるベース工程データの構成の例を示した図。 工程計画データ記憶部に記憶される工程計画データの構成の例を示した図。 処理装置の作業者群属性データ設定部の処理によって表示装置に表示される作業者群属性データ入力画面の例を示した図。 工程計画データ表示処理部の処理によって表示装置に表示される工程計画データ表示画面の例を示した図。 作業者群割り付け処理部による処理である作業者群割り付け処理の処理フローの例を示した図。 図７のステップＳ１４において、後続する作業工程の作業開始日および作業完了日の修正の仕方の例を示した図であり、（ａ）は、図７のステップＳ１３およびステップＳ１４で修正する前の作業工程の日程の例、（ｂ）は、図７のステップＳ１３で作業日数が短くなる場合にステップＳ１４で後続する作業工程の日程を修正する場合の例、（ｃ）は、図７のステップＳ１３で作業日数が長くなる場合に、ステップＳ１４で後続する作業工程の日程を修正する場合の例。 図７におけるステップＳ１７の期日制約遵守のための作業者群比率修正処理の詳細な処理フローの例を示した図。 図９におけるステップＳ２３の作業者群比率調整処理の詳細な処理フローの例を示した図。 クリティカルパスＡとフロートを有するパスＢとの間で行う作業者群比率の調整を説明するための簡単な具体例を示した図で、（ａ）は、作業工程の日程の例を示した図、（ｂ）は、作業者群比率の調整時に用いられる初期データの例を示した図。 作業工数山積みグラフを補足説明する図。

以下、本発明の実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。

図１は、本発明の実施形態に係る工程計画立案支援装置のブロック構成の例を示した図である。図１に示すように、工程計画立案支援装置１００は、処理装置１、記憶装置２、入力装置３、表示装置４などを含んで構成され、一般的なパーソナルコンピュータなどにより実現される。

処理装置１は、機能的には、入出力インターフェース部１１、作業者群属性データ設定部１２、ベース工程データ取得部１３、作業者群割り付け処理部１４、工程計画データ表示処理部１５などの機能ブロックを含んで構成される。また、処理装置１は、ハードウエア的には、図示しないＣＰＵ（Central Processing Unit）などを含んで構成され、前記の機能ブロックの機能は、前記ＣＰＵが記憶装置２に記憶されたプログラムを実行することにより実現される。

記憶装置２は、作業者群属性データ記憶部２１、ベース工程データ記憶部２２、工程計画データ記憶部２３などから構成されるほか、処理装置１（ＣＰＵ）が実行すべきプログラムやそのプログラム実行に際して用いられる各種のデータが記憶される。また、記憶装置２は、ハードウエア的には、ＲＯＭ（Read Only Memory）やＲＡＭ（Random Access Memory）などからなる主メモリ、および、ＨＤＤ（Hard Disk Drive）やＳＳＤ（Solid State Drive）などからなる補助記憶装置によって構成される。

入力装置３は、キーボード、マウス、タッチパネルなどによって構成され、ユーザが処理装置１に各種のデータを入力するのに用いられる。また、表示装置４は、液晶ディスプレイ、プラズマディスプレイなどによって構成され、処理装置１がデータを入力するためのＧＵＩ画面を表示したり、処理結果として得られる工程計画データを表示したりするのに用いられる。

さらに、工程計画立案支援装置１００の処理装置１は、ＬＡＮ（Local Area Network）やインターネットなどからなる通信ネットワーク５に接続され、さらに、通信ネットワーク５を介して工程管理サーバ装置６などに接続されている。

処理装置１において、入出力インターフェース部１１は、処理装置１（ＣＰＵ）が入力装置３、表示装置４、通信ネットワーク５などとの間でデータの入出力や送受信を行う際の制御機能を実現する機能ブロックである。なお、同様の機能は、一般的なパーソナルコンピュータでは、いわゆるＯＳ（Operating System）の中に組み込まれているので、本明細書では、その詳細な説明を省略する。
処理装置１および記憶装置２をそれぞれ構成する他の機能ブロックの詳細については、以下、図面を参照しながら順次説明する。

図２は、作業者群属性データ記憶部２１に記憶される作業者群属性データ２１０の構成の例を示した図である。図２に示すように、作業者群属性データ２１０の各レコードは、作業者群名称、作業効率、作業単価、作業者群比率などの項目データによって構成され、各作業者群の作業属性を定めたデータである。なお、本実施形態では、作業単価の項目データは必須でない。

ここで、作業者群とは、作業者が属する企業や、作業者の職位、保有資格、スキルといった指標により分類される作業者のグループをいう。なお、本実施形態では、作業者群は、複数存在することを前提としており、また、その作業者群は、階層的に構成されていてもよい。例えば、ある企業に属する作業者群の中に、複数の職位という作業者群が設定されていてもよい。

また、作業効率とは、ある作業量を有する作業を標準的な作業者が実施した場合に要する作業工数に対する、それと同じ作業量を有する同じ作業を各作業者群に属する作業者が実施した場合に要する作業工数の比率として表される。また、作業者群比率とは、工程計画立案支援装置１００の処理対象となる大規模施設建設に従事する各作業者群に属する作業者数の比率をいう。

以上のような作業者群属性データ２１０は、処理装置１の作業者群属性データ設定部１２の処理において、ユーザが入力装置３を介して入力するデータに基づき設定される。その詳細については、別途、図５を用いて説明する。

図３は、ベース工程データ記憶部２２に記憶されるベース工程データ２２０の構成の例を示した図である。図３に示すように、ベース工程データ２２０の各レコードは、作業工程名称、作業開始日、作業完了日、作業工数、作業順序制約、期日制約などの項目データによって構成される。

ここで、作業工程とは、工程計画立案支援装置１００の処理対象となる大規模施設建設において、ある期間を区切って実施される作業の一纏まりをいう。例えば、原子力プラントの建設の場合には、大きくは建屋の建築工程および建屋内の機器据付工程に分類される作業工程からなる。さらに、建屋内の機器据付工程は、ポンプや配管などを据え付ける機械系工事、ケーブルや制御盤などを据え付ける電気系工事、送風機や空調ダクトなどを据え付ける空調系工事などの作業工程からなる。本実施形態では、これらの工事それぞれを作業工程という。そして、これらの作業工程が、さらに、詳細な作業工程に細分化されていてもよい。

また、作業量とは、標準的な作業者による作業工数や作業対象の作業物量などの指標によって表されるデータをいう。

また、作業順序制約とは、各作業工程の先行または後続関係を定めるデータであり、期日制約とは、特定の作業工程に設けられた納期やマイルストーンなど、通常は、その作業工程の作業完了日を特定するデータであるが、作業開始日に期日制約が設けられていてもよい。

本実施形態では、ベース工程データ２２０は、ユーザによりあらかじめ作成されているものとする。例えば、ユーザは、工程管理サーバ装置６などを用い、３Ｄ−ＣＡＤの設計データや過去の同様の大規模施設の建設の作業工程の実績データなどに基づき、処理対象の大規模施設建設のためのベース工程データ２２０を作成しておき、その作成したベース工程データ２２０を工程管理サーバ装置６の記憶装置などに記憶させておく。

この場合、ベース工程データ取得部１３の処理では、処理装置１は、工程管理サーバ装置６の記憶装置に記憶されているベース工程データ２２０を、通信ネットワーク５を介して取得し、取得したベース工程データ２２０をベース工程データ記憶部２２に格納する。

図４は、工程計画データ記憶部２３に記憶される工程計画データ２３０の構成の例を示した図である。図４に示すように、工程計画データ２３０の各レコードは、作業工程名称、作業開始日、作業完了日、作業工数、作業順序制約、期日制約、各作業者群に割付けられた作業者群比率、費用などの項目データによって構成される。なお、本実施形態では、費用の項目データは必須でない。

図３に示したベース工程データ２２０の構成と比較すれば分かるように、工程計画データ２３０は、ベース工程データ２２０に、各作業者群の作業者群比率、費用などの項目データが追加された構成となっている。従って、工程計画データ２３０のベース工程データ２２０と同じ項目データ部分は、まず、ベース工程データ２２０の同じ項目データが設定され、また、追加された各作業者群の作業者群比率、費用などの項目データは、作業者群属性データ記憶部２１に記憶されている作業者群比率などのデータに基づき設定される。そして、その後、作業者群割り付け処理部１４の処理によって、工程計画データ２３０における、各作業工程の作業開始日、作業完了日、作業者群比率などの項目データが、適宜更新される。
なお、工程計画データ２３０における各作業者群の作業者群比率は、ベース工程データ２２０に含まれる作業工程名称に対応する作業工程ごとに設定されるので、工程別作業者群比率と称してもよいが、以下、簡単のために単に作業者群比率という。

図５は、処理装置１の作業者群属性データ設定部１２の処理によって表示装置４に表示される作業者群属性データ入力画面３０の例を示した図である。工程計画立案支援装置１００は、その電源が投入されたり、リセットされたりすると、処理装置１は、作業者群属性データ設定部１２の処理を実行することにより、図５に示すような作業者群属性データ入力画面３０を表示装置４に表示する。

作業者群属性データ入力画面３０には、最初に、計画名称入力欄３１、作業者群入力欄３２、「追加」ボタン３３、「削除」ボタン３４などが表示される。そこで、ユーザは、カーソルなどにより計画名称入力欄３１を選択し、その計画名称入力欄３１を介して、工程計画立案支援装置１００の処理対象となる大規模施設建設の計画名称を入力する。なお、このとき、ユーザが計画名称入力欄３１の逆三角マーク部分を選択すると、あらかじめ記憶装置２などに記憶されている大規模施設建設の計画名称がプルダウン表示されるので、そのプルダウン表示された大規模施設建設の計画名称の中から、処理対象となる大規模施設建設の計画名称を選択してもよい。

次に、ユーザは、カーソルなどにより作業者群入力欄３２を選択し、その作業者群入力欄３２を介して、計画名称入力欄３１で指定された大規模施設建設に従事する作業者群の作業者群名称を入力する。なお、このとき、ユーザが作業者群入力欄３２の逆三角マーク部分を選択すると、あらかじめ記憶装置２に記憶されている作業者群名称がプルダウン表示されるので、そのプルダウン表示された作業者群名称から、当該大規模施設建設に従事する作業者群の作業者群名称を選択してもよい。

次に、ユーザは、カーソルにより「追加」ボタン３３または「削除」ボタン３４を選択し、クリックする。ここで、「追加」ボタン３３がクリックされた場合には、処理装置１は、作業者群入力欄３２を介して入力された作業者群名称で指定される作業者群に属する作業者が当該大規模施設建設に従事することを決定する。そして、処理装置１は、その作業者群名称を有する作業者群属性データ２１０のレコードを作成するとともに、作業者群属性データ入力画面３０には、作業者群属性データテーブル３５を表示する。なお、この作業者群属性データテーブル３５の項目データは、作業者群属性データ２１０のレコードの項目データと同じである。また、この時点では、作業者群属性データテーブル３５の作業者群名称以外の項目データの欄は空欄となっている。

これに対し、「削除」ボタン３４がクリックされた場合には、処理装置１は、作業者群属性データ入力画面３０に表示した作業者群属性データテーブル３５から、作業者群入力欄３２を介して入力された作業者群名称を有する行を削除する。また、併せて、作業者群属性データ２１０から当該作業者群名称を有するレコードを削除する。

以上のような作業者群入力欄３２を介しての作業者群名称の入力と「追加」ボタン３３または「削除」ボタン３４のクリックの繰り返しにより、当該大規模施設建設に従事する作業者が属する作業者群がすべて決定されると、ユーザは、次に、作業者群属性データ入力画面３０に表示された作業者群属性データテーブル３５を用いて、各作業者群の作業効率、作業単価、作業者群比率などを設定する。

本実施形態では、ユーザは、作業者群属性データテーブル３５の空欄に直接数値を入力することにより、各作業者群の作業効率、作業単価、作業者群比率などのデータを設定する。ただし、このとき、これらの標準的なデータが工程管理サーバ装置６などに保持されている場合には、通信ネットワーク５を介して工程管理サーバ装置６から、その標準的なデータを取得し、その標準的なデータにより作業者群属性データテーブル３５の空欄のデータを設定するようにしてもよい。

こうして作業者群属性データテーブル３５の各空欄のデータが設定されると、処理装置１は、作業者群属性データ入力画面３０に、各作業者群の作業者群比率を円グラフで表した作業者群比率グラフ３６を表示する。なお、作業者群比率グラフ３６は、円グラフであることに制約されず、バーグラフ（帯グラフ）であってもよい。

なお、以上のようにして設定した作業者群属性データテーブル３５のデータは、適宜、ユーザが各欄の値を書き換えることにより変更することができる。また、作業者群比率については、円グラフの作業者群比率グラフ３６における各作業者群の境界線を、カーソルなどを用いて、適宜、回転スライドさせることにより、その作業者群比率の値を自在に変更できるものとしてもよい。

また、作業者群比率については、処理装置１が各作業者群に均等に割り付けるとしてもよい。その場合、例えば、３つの作業者群に均等に割り付ける場合などには、それぞれ３３％ずつ割り付けるとすれば、１％の端数がでるが、その端数は、例えば、作業単価が最も低い作業者に余分に割り付けるようにしてもよい。

ユーザは、以上の操作により、作業者群属性データテーブル３５の各欄のデータを確定させると、次には、作業者群属性データ入力画面３０に表示された「開始」ボタン３７を選択してクリックする。この「開始」ボタン３７のクリックにより、処理装置１は、作業者群属性データテーブル３５の各欄のデータを用いて、作業者群属性データ記憶部２１に記憶されている作業者群属性データ２１０を確定させ、作業者群属性データ設定部１２の処理を終了する。

続いて、処理装置１は、ベース工程データ取得部１３の処理、作業者群割り付け処理部１４の処理および工程計画データ表示処理部１５の処理を順次実行する（図１参照）。

すなわち、処理装置１は、ベース工程データ取得部１３の処理を実行することにより、通信ネットワーク５を介して工程管理サーバ装置６などからベース工程データ２２０を取得し、取得したベース工程データ２２０をベース工程データ記憶部２２へ格納する。

次に、処理装置１は、作業者群属性データ記憶部２１に記憶されている作業者群属性データ２１０およびベース工程データ記憶部２２に記憶されているベース工程データ２２０を入力データとして、作業者群割り付け処理部１４の処理を実行することにより、各作業工程における作業者群割付データを算出するとともに、工程計画データ２３０を作成し、作成した工程計画データ２３０を工程計画データ記憶部２３に格納する。なお、この作業者群割り付け処理部１４の処理の詳細については、後記にて詳しく説明する。

次に、処理装置１は、工程計画データ表示処理部１５の処理を実行することにより、作業者群割り付け処理部１４の処理によって作成した工程計画データ２３０を表示装置４に表示する。

図６は、工程計画データ表示処理部１５の処理によって表示装置４に表示される工程計画データ表示画面４０の例を示した図である。図６に示すように、工程計画データ表示画面４０には、工程計画表４１、作業工数山積みグラフ４２などが表示される。

工程計画表４１は、工程計画データ記憶部２３に記憶されている工程計画データ２３０そのものを表示したものであある。すなわち、工程計画表４１においては、作業工程ごとの各作業者群（Ｇ１，Ｇ２，Ｇ３）の作業者群比率の欄には、各作業者群に割り付けられた作業者群比率が表示され、また、作業日程の欄には、作業開始日および作業完了日が、例えば、ガントチャートなどの形式で表示され（この場合、作業順序制約や期日制約なども併せて表示される）、さらに、その費用などが表示される。

作業工数山積みグラフ４２は、横軸を日程（日付）、縦軸を作業工数としたとき、それぞれの作業工程が進行するに伴って必要となる作業者群ごとの作業工数を積み上げて、全体の作業工数の時系列変化を表示したグラフである。

図７は、作業者群割り付け処理部１４による処理である作業者群割り付け処理の処理フローの例を示した図である。作業者群割り付け処理では、処理装置１は、まず、作業者群属性データ記憶部２１（図２参照）から作業者群属性データ２１０を、また、ベース工程データ記憶部２２（図３参照）からベース工程データ２２０を読み出し、読み出した作業者群属性データ２１０およびベース工程データ２２０を用いて、工程計画データ２３０の初期データを設定する（ステップＳ１０）。

このとき、工程計画データ２３０の作業工程名称、作業開始日、作業完了日、作業工数、作業順序制約、期日制約の欄には、ベース工程データ２２０（図３参照）のそれぞれ対応する欄のデータがそのままコピーされる。一方、工程計画データ２３０の作業者群比率の欄については、作業者群属性データ２１０で設定されている作業者群に対応する欄が作成されるが、そのそれぞれの欄は、空欄とする。

次に、処理装置１は、工程計画データ２３０を参照して、作業者群比率が未決（つまり、作業者群比率の欄が空欄）の作業工程のうち、作業開始日が最も早い作業工程の１つを選択する（ステップＳ１１）。

次に、処理装置１は、選択した作業工程の作業者群比率を決定する（ステップＳ１２）。すなわち、処理装置１は、作業者群属性データ入力画面３０（図５参照）の作業者群属性データテーブル３５を介して設定した作業者群比率のデータを、工程計画データ２３０の当該選択された作業工程の作業者群比率の欄にそのままコピーする。

次に、処理装置１は、ステップＳ１２で決定された作業者群比率を用いて、当該選択された作業工程の作業日数を、次の式（１）に従って算出し、作業完了日を修正する（ステップＳ１３）。

ここで、Ｔ_oldは、その時点での工程計画データ２３０の作業開始日および作業完了日から得られる作業日数（＝作業完了日−作業開始日＋１）である。また、Ｔ_newは修正後の作業日数、Ｉは作業者群属性データ入力画面３０を用いて設定された作業者群の集合、iは作業者群の集合Ｉの要素、η_iは作業者群ｉの作業効率、μ_i ^Ａnは作業工程Ａ_ｎにおける作業者群ｉの作業者群比率である。

なお、式（１）による計算の結果、Ｔ_newが小数部を持つ場合には、小数点以下を切り上げて整数とする。また、修正に用いる作業完了日は、作業開始日＋Ｔ_new−１により算出される。

次に、処理装置１は、ステップＳ１３で選択した作業工程の作業完了日を修正したことに伴い、当該作業工程に後続する作業工程の作業開始日および作業完了日を修正する（ステップＳ１４）。ここで、当該作業工程に後続する作業工程とは、当該作業工程に対して直接または間接に後続の順序制約を有する作業工程をいう。なお、後続する作業工程がなければ、ステップＳ１４の処理は実行する必要がない。

図８は、図７のステップＳ１４において、後続する作業工程の作業開始日および作業完了日の修正の仕方の例を示した図であり、（ａ）は、図７のステップＳ１３およびステップＳ１４で修正する前の作業工程の日程の例、（ｂ）は、図７のステップＳ１３で作業日数が短くなる場合にステップＳ１４で後続する作業工程の日程を修正する場合の例、（ｃ）は、図７のステップＳ１３で作業日数が長くなる場合に、ステップＳ１４で後続する作業工程の日程を修正する場合の例である。

図８（ａ）の例では、作業工程Ａ１には、作業工程Ａ２が後続し、作業工程Ａ２には、作業工程Ａ４が後続し、また、作業工程Ａ３には、作業工程Ａ４が後続しているとする。従って、作業工程Ａ４は、作業順序制約として、作業工程Ａ２および作業工程Ａ３の２つの先行作業工程を有していることになる。

図８（ｂ）の例に示すように、ステップＳ１３で作業工程Ａ１の作業日数がＸ日短くなった場合には、処理装置１は、作業工程Ａ１に後続する作業工程Ａ２の作業開始日および作業完了日をそれぞれＸ日早める。

同様に、作業工程Ａ２に後続する作業工程Ａ４の作業開始日および作業完了日もそれぞれＸ日早めればよい。しかしながら、この例のように、作業工程Ａ４は、作業工程Ａ２の他にも作業工程Ａ３を先行作業工程として有している。このような場合、処理装置１は、作業工程Ａ４の作業開始日を、作業工程Ａ３の作業完了日を限度としてＸ’（≦Ｘ）日早め、作業工程Ａ４の作業完了日を同日数（Ｘ’日）早める。

図８（ｃ）の例に示すように、ステップＳ１３で作業工程Ａ１の作業日数がＹ日長くなった場合には、処理装置１は、作業工程Ａ１の修正後の作業完了日が作業工程Ａ１に後続する作業工程Ａ２の修正前の作業開始日より遅くなったか否かを判定する。その判定の結果、作業工程Ａ１の修正後の作業完了日が作業工程Ａ２の修正前の作業開始日より遅くなっていなければ、作業工程Ａ２の作業開始日および作業完了日を修正する必要はない。

一方、作業工程Ａ１の修正後の作業完了日が作業工程Ａ２の修正前の作業開始日より遅くなった場合、処理装置１は、作業工程Ａ２の作業開始日を作業工程Ａ１の修正後の作業完了日に一致させてＹ’（≦Ｙ）日遅らせ、また、作業工程Ａ２の作業完了日をＹ’日遅らせる。

また、作業工程Ａ２の修正後の作業完了日が作業工程Ａ４の修正前の作業開始日より遅くなった場合、処理装置１は、作業工程Ａ４の作業開始日を作業工程Ａ２の修正後の作業完了日に一致させてＹ”（≦Ｙ）日遅らせ、また、作業工程Ａ４の作業完了日をＹ”日遅らせる。

なお、以上のステップＳ１３およびステップＳ１４における作業開始日および作業完了日の修正処理では、納期やマイルストーンなどの期日制約の条件を無視する。

再び、図７の説明に戻ると、ステップＳ１３およびステップＳ１４に引き続いて、処理装置１は、工程計画データ２３０を参照して、ステップＳ１１の処理で全作業工程を選択したか否かを判定する（ステップＳ１５）。その判定の結果、選択していない作業工程がある場合（ステップＳ１５でＮｏ）、つまり、工程計画データ２３０において作業者群比率の欄が空欄となっている作業工程がある場合には、処理装置１は、その処理をステップＳ１１に戻し、ステップＳ１１以下の処理を繰り返して実行する。

一方、ステップＳ１１の処理ですでに全作業工程を選択していた場合には（ステップＳ１５でＹｅｓ）、処理装置１は、全作業工程それぞれの修正後の作業開始日および作業完了日が、納期やマイルストーンなどの期日制約を満たしているか否かを判定する（ステップＳ１６）。そして、その判定の結果、すべての作業工程について、期日制約が満たされている場合には（ステップＳ１６でＹｅｓ）、処理装置１は、図７の作業者群割り付け処理を終了する。一方、期日制約が満たされていない作業工程が存在する場合には（ステップＳ１６でＮｏ）、処理装置１は、期日制約遵守のための作業者群比率修正処理を実行（ステップＳ１７）した後、図７の作業者群割り付け処理を終了する。

図９は、図７におけるステップＳ１７の期日制約遵守のための作業者群比率修正処理の詳細な処理フローの例を示した図である。処理装置１は、まず、工程計画データ２３０を参照して、期日制約違反を有する作業工程の１つを選択する（ステップＳ２０）。なお、期日制約違反とは、工程計画データ２３０において、期日制約の欄の日付が作業完了日の日付よりも前になっている場合をいう。

次に、処理装置１は、ステップＳ２０で選択した作業工程に対し、先行の順序制約を有する作業工程からなるパスのすべてについて、フロートを計算する（ステップＳ２１）。ここで、パスとは、互いに前後の順序制約を有する作業工程の連なりをいう。また、フロートとは、前後する２つの作業工程間の余裕日程（空白日程）を意味し、さらに、パスのフロートという場合には、そのパスに含まれるフロートの総和をいう。

次に、処理装置１は、フロートを有するパスが存在するか否かを判定し（ステップＳ２２）、フロートを有するパスが存在する場合には（ステップＳ２２でＹｅｓ）、作業者群比率調整処理を実行する（ステップＳ２３）。なお、作業者群比率調整処理は、期日違反の解消を試みる処理であり、その詳細については、別途、図１０などを用いて説明する。

次に、処理装置１は、作業者群比率調整処理によって期日制約違反を解消する解が得られたか否かを判定し（ステップＳ２４）、期日制約違反を解消する解が得られた場合には（ステップＳ２４でＹｅｓ）、さらに、期日制約違反を有する作業工程が他に存在するか否かを判定する（ステップＳ２５）。

ステップＳ２５における判定の結果、期日制約違反を有する作業工程が他に存在した場合には（ステップＳ２５でＹｅｓ）、処理装置１は、その処理をステップＳ２０に戻し、ステップＳ２０以下の処理を繰り返して実行する。また、期日制約違反を有する作業工程が他に存在しなかった場合には（ステップＳ２５でＮｏ）、図９の期日制約遵守のための作業者群比率修正処理を終了する。

また、ステップＳ２２の判定で、フロートを有するパスが存在しない場合（ステップＳ２２でＮｏ）、または、ステップＳ２４で期日制約違反を解消する解が得られなかった場合には（ステップＳ２４でＮｏ）、当該作業工程における期日制約違反を解消することができない旨の警告メッセージを表示装置４に出力し（ステップＳ２６）、図９の期日制約遵守のための作業者群比率修正処理を終了する。

図１０は、図９におけるステップＳ２３の作業者群比率調整処理の詳細な処理フローの例を示した図である。処理装置１は、まず、ステップＳ２１でフロート計算の対象となったパスの中から、フロートを有するパスの１つ、例えば、最大のフロートを有するパスを選択する（ステップＳ３０）。

次に、処理装置１は、選択したパスとクリティカルパスとの間で作業者群比率の調整を行う（ステップＳ３１）。ここで、クリティカルパスとは、フロートのないパスのことである。この調整処理は、作業効率の良い作業者群の資源を、フロートを有するパスに属する作業工程からクリティカルパスに属する作業工程へ移す（集中させる）ことによって、クリティカルパスに属する作業工程の作業日数を短縮させるものである。

クリティカルパスに属する作業工程とフロートを有するパスに属する作業工程との間での作業者群比率の調整は、次の３つの制約条件を満たす解（作業者群比率）を導出するものである。
（１）期日制約日を超過するクリティカルパスに関する制約条件
（２）フロートを有するパスに関する制約条件
（３）作業者群ごとの全作業割当量を、調整前後で一定に保つための制約条件
以下、これらの制約条件について、詳しく説明する。

（１）期日制約日を超過するクリティカルパスＡに関する制約条件

ここで、Ｔ_Aは、クリティカルパスＡ全体の作業日数、ｍ_i ^Aは、クリティカルパスＡでの調整後の作業者群iの作業者群比率、η_iは、作業者群iの作業効率、ΔＴ_Aは、クリティカルパスＡの期日制約日の超過日数を表す。
式（２−１）は、作業者群比率の調整によるクリティカルパスの短縮日数が、期日制約日の超過日数以上となるという条件を表す式である。式（２−２）は、全作業者群に対する作業者群比率の総和が１となることを表す。

図１１は、クリティカルパスＡとフロートを有するパスＢとの間で行う作業者群比率の調整を説明するための簡単な具体例を示した図で、（ａ）は、作業工程の日程の例を示した図、（ｂ）は、作業者群比率の調整時に用いられる初期データの例を示した図である。この図１１の例では、作業工程Ａ３が期日制約日を５日超過しているため、ΔＴ_Aは５日となる。また、クリティカルパスＡは、作業工程Ａ１→Ａ２→Ａ３であり、その合計の作業日数Ｔ_Aは、３８日となる。また、作業者群ａの作業効率η_aは、１．２、作業者群ｂの作業効率η_bは、０．６である。

この例の場合、式（２−１）および式（２−２）は、次のように表される。

この２つの式を用いて、ｍ_b ^Aを消去すると、次の式（２−５）が得られる。すなわち、式（２−５）により、クリティカルパスＡが期日制約を満たすためのｍ_a ^Aの下限値が求められたことになる。

（２）フロートを有するパスＢに関する制約条件

ここで、Ｔ_Bはフロートを有するパスＢ全体の作業日数、ｍ_i ^Bは、パスＢでの調整後の作業者群ｉの作業者群比率、η_iは、作業者群ｉの作業効率、ΔＴ_Bは、フロートの日数を表す。なお、式（３−１）は、作業者群比率の調整によってパスＢの増加日数が、フロートを超えないという条件を表している。

例えば、図１１の例では、フロートを有するパスＢは、作業工程Ａ４→Ａ５であるので、フロート日数は１０日である。従って、ΔＴ_Bは１０日となり、パスＢの日数Ｔ_Bは２０日となる。この例の場合、式（３−１）および式（３−２）は、次のように表される。

この２つの式を用いて、ｍ_b ^Bを消去すると、次の式（３−５）が得られる。すなわち、式（３−５）により、パスＢの増加日数がフロート日数を超えないためのｍ_a ^Bの下限値が求められたことになる。

（３）作業者群ごとの全作業割当量を、調整前後で一定に保つための制約条件

ここで、Ｍ_Aは、クリティカルパスＡ全体の作業工数、Ｍ_Bは、フロートを有するパスＢの作業工数、μ_i ^Aは、調整前のパスＡでの作業者群ｉの作業者群比率、μ_i ^Bは、パスＢでの作業者群iの調整前の作業者群割り当て比率を表す。なお、この式は、それぞれの作業工程間で各作業者群の作業者群比率をローカルに調整しながらも、全作業工程における各作業者群の割り付け比率を、作業者群属性データ入力画面３０（図５参照）を介して設定された値に保つという条件を表したものである。

例えば、図１１の例では、パスＡの工数Ｍ_Aは１９０であり、パスＢの工数Ｍ_Bは１００である。また、作業者群ａ、ｂの調整前の作業者群比率μ_i ^A、μ_i ^Aはそれぞれ０．５であるから、式（４−１）は次のようになる。

以上のように、ステップＳ３１（図１０参照）の処理は、式（２−１）、（２−２）、（３−１）、（３−２）および（４−１）を同時に満たす作業者群ｉの調整後の作業者群割り当て比率ｍ_i ^Aおよびｍ_i ^Bを求める処理である。一般には、式（２−１）、（２−２）、（３−１）、（３−２）および（４−１）を同時に満たす解（ｍ_i ^A，ｍ_i ^B）は、複数存在し得るとともに、存在しない場合もある。

ステップＳ３１で解（ｍ_i ^A，ｍ_i ^B）が複数得られた場合には、処理装置１は、その複数の解を表示装置４に表示し、ユーザに選択させるようにしてもよい。あるいは、記憶装置２に作業者群割り当て比率の調整前後の差分が最小となる解を選択するなどのプログラムを格納しておき、そのプログラムに従って処理装置１に１つの解を選択させるようにしてもよい。

図１１の例では、式（２−５）、（３−５）および（４−２）から作業者群ａの調整後の作業者群比率（ｍ_a ^A，ｍ_a ^B）として（０．９６，０．３８）、（０．９７，０．４０）、（０．９８，０．４２）、（０．９９，０．４４）、（１．００，０．４５）という５つの解が得られる。ちなみに、この中から、作業者群ａの調整前の作業者群比率（０．５，０．５）に最も近いものを選ぶと、（０．９６，０．３８）が選ばれる。

なお、ここでは、解を求める際、小数第２位までの解を取り扱ったが、小数第３位以降まで扱ってもよい。また、作業者群ｂの調整後の作業者群比率（ｍ_b ^A，ｍ_b ^B）は、式（２−４）、式（３−４）により求められ、（０．０４，０．６２）となる。

再び、図１０の説明に戻る。処理装置１は、以上のようにしてステップＳ３１の処理を完了すると、次には、ステップＳ３１で調整したそれぞれの作業者群の作業者群比率に従って、関連する作業工程の日程（開始日および終了日）を修正する（ステップＳ３２）。なお、この処理は、図７のステップＳ１３の処理と同様の処理である。

次に、処理装置１は、ステップＳ３１，Ｓ３２の処理により、期日制約違反が解消したか否かを判定する（ステップＳ３３）。その判定の結果、期日制約違反が解消していない場合には（ステップＳ３３でＮｏ）、処理装置１は、さらに、フロートを有するパスが他に存在するか否かを判定する（ステップＳ３４）。

ステップＳ３４の判定の結果、フロートを有するパスが他に存在した場合には（ステップＳ３４でＹｅｓ）、処理装置１は、その処理をステップＳ３０へ戻し、ステップＳ３０以下の処理を繰り返して実行する。また、ステップＳ３３の判定で、期日制約違反が解消していた場合（ステップＳ３３でＹｅｓ）、または、ステップＳ３４の判定で、フロートを有するパスが他に存在しなかった場合には（ステップＳ３４でＮｏ）、処理装置１は、図１０の作業者群比率調整処理を終了する。

以上、処理装置１は、図７、図９、図１０に示した処理を実行することにより、工程計画データ２３０を作成し、工程計画データ記憶部２３に格納するとともに、その内容を表示装置４に工程計画データ表示画面４０（図６参照）として表示する。

なお、図７、図９、図１０に示した処理では、前記したように、マイルストーンなどの期日制約を解消することができない場合があるが、そのような場合には、工程計画データ表示画面４０において、該当する作業工程やクリティカルパスを他とは別の色で表示するなど、強調して表示するのがよい。

図１２は、作業工数山積みグラフ４２を補足説明する図である。作業工数山積みグラフ４２は、図６で説明したように、作業工程の進行とともに必要となる作業者群ごとの作業工数を積み上げて、全体の作業工数の時系列変化を表示したグラフである。このとき、各作業工程の作業者群ごとの作業工数は、各作業工程の作業工数にそれぞれの作業者群の作業者群比率を掛け合わせることにより求めることができる。

例えば、図１２に示すような日程で推移する作業工程Ａ１および作業工程Ａ２が作業者群ａおよび作業者群ｂによって実施されるとする。ここで、作業工程Ａ１の工数が２００で、作業工程Ａ１における作業者群ａおよび作業者群ｂそれぞれの作業者群比率が７５％および２５％であった場合には、作業工程Ａ１の作業開始日から完了日までの期間に、作業者群ａおよび作業者群ｂに対し、それぞれ一定の工数１５０および５０を割り当てる。

また、作業工程Ａ２の工数が１００、作業工程Ａ２における作業者群ａおよび作業者群ｂそれぞれの作業者群比率が５０％および５０％であった場合には、作業工程Ａ２の作業開始日から完了日までの間に、作業者群ａおよび作業者群ｂに対し、それぞれ一定の工数５０および５０を割り当てる。

よって、作業工程Ａ１および作業工程Ａ２に対し、図１２に示すような作業者群ａの工数山積みグラフおよび作業者群ｂの工数山積みが得られる。なお、図１２でいう工数は、単位期間（例えば１日）当たりの作業工数である。

以上に説明した通り、本実施形態においては、それぞれの作業工程に従事するスキルレベルの異なる作業者群の作業者群比率を複数の作業工程間で調整することによって、それぞれの作業工程の日程を調整することできる。従って、本発明によれば、スキルレベルが異なる作業者群が共同して建設作業を行う大規模施設建設などに対して、そのスキルレベルの相違を考慮した工程計画の立案を支援することが可能になる。

なお、本発明は、以上に説明した実施形態に限定されるものでなく、さらに様々な変形例が含まれる。例えば、前記の実施形態は、本発明を分かりやすく説明するために、詳細に説明したものであり、必ずしも説明したすべての構成を備えるものに限定されるものではない。また、ある実施形態の構成の一部を他の実施形態の構成の一部で置き換えることが可能であり、さらに、ある実施形態の構成に他の実施形態の構成の一部または全部を加えることも可能である。

１ 処理装置
２ 記憶装置
３ 入力装置
４ 表示装置
５ 通信ネットワーク
６ 工程管理サーバ装置
１１ 入出力インターフェース部
１２ 作業者群属性データ設定部
１３ ベース工程データ取得部
１４ 作業者群割り付け処理部
１５ 工程計画データ表示処理部
２１ 作業者群属性データ記憶部
２２ ベース工程データ記憶部
２２ 工程計画データ記憶部
３０ 作業者群属性データ入力画面
３１ 計画名称入力欄
３２ 作業者群入力欄
３３ 「追加」ボタン
３４ 「削除」ボタン
３５ 作業者群属性データテーブル
３６ 作業者群比率グラフ
３７ 「開始」ボタン
４０ 工程計画データ表示画面
４１ 工程計画表
４２ 作業工数山積みグラフ
１００ 工程計画立案支援装置
２１０ 作業者群属性データ
２２０ ベース工程データ
２３０ 工程計画データ

Claims (11)

1. 複数の作業工程を実施する工程計画としてあらかじめ作成され、前記複数の作業工程それぞれについて、前記作業工程の名称、前記作業工程を標準的な作業者群で実施するときの作業工数、前記作業工程の作業開始日および作業完了日を少なくとも含んでなるベース工程データを記憶するベース工程データ記憶部と、
   前記複数の作業工程に従事する作業者がそれぞれ属する作業者群の名称、その作業者群に属する作業者の作業効率、および、それぞれの作業者群に属する作業者数の比率である作業者群比率を含んでなる作業者群属性データを記憶する作業者群属性データ記憶部と、
   前記ベース工程データに含まれる作業工程のそれぞれについて、その作業工程に従事する作業者の工程別作業者群比率、その工程別作業者群比率に基づく作業者により前記作業工程を実施するときの作業工数、前記作業工程の作業開始日および作業完了日を少なくとも含んでなる工程計画データを記憶する工程計画データ記憶部と、
   を含んで構成される記憶装置と、
   入力装置を介して入力されるデータに基づいて前記作業者群属性データを設定し、前記設定した作業者群属性データを前記作業者群属性データ記憶部に格納する第１の処理と、
   外部から前記ベース工程データを読み取り、前記読み取ったベース工程データを前記ベース工程データ記憶部に格納する第２の処理と、
   前記作業者群属性データに含まれる前記作業者群の作業者群比率およびその作業効率に基づき、前記ベース工程データに含まれるそれぞれの作業工程について、その作業工程の作業工数、作業開始日、作業完了日および工程別作業者群比率を更新し、前記更新した作業工数、作業開始日、作業完了日および工程別作業者群比率に基づき前記工程計画データを作成し、前記作成した工程計画データを前記工程計画データ記憶部に格納する第３の処理と、
   前記作成した工程計画データを表示装置に表示する第４の処理と、
   を実行する処理装置と、
   を備えること
   を特徴とする工程計画立案支援装置。
2. 前記処理装置は、さらに、
   前記ベース工程データにおいて期日制約が設定されている作業工程があり、前記作成した工程計画データにおける前記作業工程の作業開始日または作業完了日が前記期日制約を満たしていない場合には、前記期日制約を満たしていない作業工程の上流の複数の作業工程について、それぞれの作業工程の前記工程別作業者群比率を調整して、そのそれぞれの作業工程の作業工数、作業開始日および作業完了日を更新する第５の処理を実行すること
   を特徴とする請求項１に記載の工程計画立案支援装置。
3. 前記処理装置は、
   前記第５の処理における前記作業者群比率の調整によって前記期日制約を満たすことが可能な複数の作業者群比率が得られたときには、前記複数の作業者群比率のうち調整前の工程別作業者群比率との差分量が最小になる工程別作業者群比率を選択することにより、前記工程別作業者群比率を調整すること
   を特徴とする請求項２に記載の工程計画立案支援装置。
4. 前記処理装置は、
   前記第５の処理における前記作業者群比率の調整によって前記期日制約を満たすことができなかった場合には、前記第４の処理で、期日制約違反の解消ができなかった旨を前記表示装置に表示すること
   を特徴とする請求項２に記載の工程計画立案支援装置。
5. 前記処理装置は、
   前記第４の処理において、前記工程計画データの各作業工程の作業工数および作業者群比率に基づき、作業者群ごとの作業工数の時間推移の山積みグラフを前記表示装置に表示すること
   を特徴とする請求項１に記載の工程計画立案支援装置。
6. 複数の作業工程を実施する工程計画としてあらかじめ作成され、前記複数の作業工程それぞれについて、前記作業工程の名称、前記作業工程を標準的な作業者群で実施するときの作業工数、前記作業工程の作業開始日および作業完了日を少なくとも含んでなるベース工程データを記憶するベース工程データ記憶部と、
   前記複数の作業工程に従事する作業者がそれぞれ属する作業者群の名称、その作業者群に属する作業者の作業効率、および、それぞれの作業者群に属する作業者数の比率である作業者群比率を含んでなる作業者群属性データを記憶する作業者群属性データ記憶部と、
   前記ベース工程データに含まれる作業工程のそれぞれについて、その作業工程に従事する作業者の工程別作業者群比率、その工程別作業者群比率に基づく作業者により前記作業工程を実施するときの作業工数、前記作業工程の作業開始日および作業完了日を少なくとも含んでなる工程計画データを記憶する工程計画データ記憶部と、
   を含んで構成された記憶装置を有するコンピュータが、
   入力装置を介して入力されるデータに基づいて前記作業者群属性データを設定し、前記設定した作業者群属性データを前記作業者群属性データ記憶部に格納する第１の処理と、
   外部から前記ベース工程データを読み取り、前記読み取ったベース工程データ記憶部に格納する第２の処理と、
   前記作業者群属性データに含まれる前記作業者群の作業者群比率およびその作業効率に基づき、前記ベース工程データに含まれるそれぞれの作業工程について、その作業工程の作業工数、作業開始日、作業完了日および工程別作業者群比率を更新し、前記更新した作業工数、作業開始日、作業完了日および工程別作業者群比率に基づき前記工程計画データを作成し、前記作成した工程計画データを前記工程計画データ記憶部に格納する第３の処理と、
   前記作成した工程計画データを表示装置に表示する第４の処理と、
   を実行すること
   を特徴とする工程計画立案支援方法。
7. 前記コンピュータは、さらに、
   前記ベース工程データにおいて期日制約が設定されている作業工程があり、前記作成した工程計画データにおける前記作業工程の作業開始日または作業完了日が前記期日制約を満たしていない場合には、前記期日制約を満たしていない作業工程の上流の複数の作業工程について、それぞれの作業工程の前記工程別作業者群比率を調整して、そのそれぞれの作業工程の作業工数、作業開始日および作業完了日を更新する第５の処理を実行すること
   を特徴とする請求項６に記載の工程計画立案支援方法。
8. 前記コンピュータは、
   前記第５の処理における前記作業者群比率の調整によって前記期日制約を満たすことが可能な複数の作業者群比率が得られたときには、前記複数の作業者群比率のうち調整前の工程別作業者群比率との差分量が最小になる工程別作業者群比率を選択することにより、前記工程別作業者群比率を調整すること
   を特徴とする請求項７に記載の工程計画立案支援方法。
9. 前記コンピュータは、
   前記第５の処理における前記作業者群比率の調整によって前記期日制約を満たすことができなかった場合には、前記第４の処理で、期日制約違反の解消ができなかった旨を前記表示装置に表示すること
   を特徴とする請求項７に記載の工程計画立案支援方法。
10. 前記コンピュータは、
    前記第４の処理において、前記工程計画データの各作業工程の作業工数および作業者群比率に基づき、作業者群ごとの作業工数の時間推移の山積みグラフを前記表示装置に表示すること
    を特徴とする請求項６に記載の工程計画立案支援方法。
11. 請求項６ないし請求項１０に記載の工程計画立案支援方法をコンピュータに実行させるためのプログラム。

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