JPH0916069A - 工程計画作成方法及びその装置 - Google Patents

工程計画作成方法及びその装置

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JPH0916069A
JPH0916069A JP16652295A JP16652295A JPH0916069A JP H0916069 A JPH0916069 A JP H0916069A JP 16652295 A JP16652295 A JP 16652295A JP 16652295 A JP16652295 A JP 16652295A JP H0916069 A JPH0916069 A JP H0916069A
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JP
Japan
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work
workers
working
process design
unit
Prior art date
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JP16652295A
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Shigeo Higuchi
重雄 樋口
Fumitaka Hayata
文隆 早田
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Hitachi Plant Technologies Ltd
Original Assignee
Hitachi Plant Technologies Ltd
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Publication date
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    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02PCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
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    • Y02P90/02Total factory control, e.g. smart factories, flexible manufacturing systems [FMS] or integrated manufacturing systems [IMS]
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    • Y02P90/30Computing systems specially adapted for manufacturing

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  • General Factory Administration (AREA)
  • Management, Administration, Business Operations System, And Electronic Commerce (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】経験の少ない設計者でも煩雑な処理を必要とせ
ず容易に作業状況に応じた工程計画を作成できる工程計
画作成方法及びその装置を提供する。 【構成】本発明は、作業者の技能や作業場の状況等の作
業状況を考慮して工程計画を作成する。即ち、工程計画
を作成する際に参照する各作業工程の作業時間を作業状
況に応じて算出する。例えば、解析しようとする作業工
程の作業時間が作業者の技能の高低によって影響を受け
ると考えた場合に、ユーザが作業者の技能の高低の客観
的表現である5年以上の経験年数者の割合を入力する
と、ファジィ演算を行う工程ネットワーク作成部は、こ
の割合から、専門化の経験的知識に基づいてルール化さ
れた「高い技能の作業者が多いと、作業時間が短くな
る」の論理に基づいて、作業時間を算出する。このよう
に、予め専門家の経験的知識に基づいて作業状況と作業
時間の関係をルール化し、メンバシップ関数によって、
これらのルールに係わる抽象的表現を客観的表現で表す
ことによって、経験の少ない設計者でも経験的知識に基
づいた工程計画を容易に作成できる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、工程計画作成方法及び
その装置に係り、特に、ビルディング、発電プラント及
び化学プラント等の建設工事における作業手順を作成及
び見直しする工程計画作成方法及びその装置に関する。
【0002】
【従来の技術】建設工事を能率良く、かつ円滑に進める
ためには、工事の作業手順が大変重要であり、各種の工
事計画手法が提案されている。中でも、例えば、関根智
明著『PERT・CPM入門』(日科技連)に記載され
ているPERT法(Program Evaluation and Review Te
chnique )、CPM法(Critical Path Method)が広く
普及している。これらの手法においては、まず、工事を
行うのに必要なスケジュール条件を全て定め、このスケ
ジュール条件に基づいて工事の作業手順を示す工程ネッ
トワークを積み上げて全体工程を作成して解析を行い、
工程計画図を作成するようになっている。
【0003】工事に必要なスケジュール条件を設定する
方法に、標準的な工事歩掛けを用いる方法がある。工事
歩掛研究会編の標準工事歩掛要覧(財団法人経済調査会
発行)によれば、工事歩掛けには材料歩掛けや労務歩掛
けがある。材料歩掛けは単位工事量に対する主材料、補
助材料等の所要数量を求めるために用いられ、労務歩掛
けは細目の単位工事量に対する労務の所要数量を求める
ために用いられるものであり、これらは標準的な作業条
件のもとで作業実績を調べ、統計的に求めた数値であ
る。これらの値を利用することなどにより作業工程の作
業工数を求めることができ、先のPERT手法等を用い
て実行可能で経済的な工程計画を作成できる。
【0004】実際のビルディングや発電プラント、化学
プラント等の建設工事計画においては、工事着工数年前
に計画をする場合もあり、工程計画立案時において計画
に必要な詳細情報が不足していることなどのため、過去
の実績や経験などを基に工事計画を進めるのが一般的で
ある。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、図2に
示すように作業工数の変動に及ぼす要因は、作業者、部
材・部品、機械・道工具、方法、環境や管理等があり、
各要素に応じて作業者の能力や意欲、また部材・部品の
形状、サイズ及び加工度などを考慮する必要がある。専
門家は長年の経験等により、これらの影響を考慮して作
業工数を決定するが、経験の少ない者には困難である。
【0006】また、経験者の知識は、「高い技能の作業
者が少なければ作業期間を長くする必要がある。」と
か、「作業場が狭く、作業環境が悪ければ作業期間を長
くすればよい。」とか、曖昧な表現が多いため後継者が
なかなか育ちにくいという問題がある。このため従来の
計画手法は、小規模な工程計画や内容が明確なものには
対応できるが、大規模な工程計画や工事着手の数年前に
計画するなどの必要があるものに対しては、融通性に欠
け利用者にとっては必ずしも満足できるものではなかっ
た。
【0007】例えば、プラントの配管系等を例に取る
と、火力発電プラントと石油化学プラントなど、プラン
トの種類が異なると配管系統の呼称も異なってくるのが
一般的である。しかし、同一のプラント、例えば異なっ
た場所に建設された火力発電プラントを比較すると、発
電規模の大小によって配管の大きさや長さが異なって
も、70〜80%程度は同じ系統を有している。そのた
め配管や主要機器の据え付け工程や用いられる機械・道
工具及び工法、また作業環境等など、多くの作業工程に
おいて各作業の進め易さ等の過去のデータが参考になる
場合が多い。
【0008】また、作業工数に影響を及ぼす項目で客観
的表現が困難なものでも、例えば作業者の能力や意欲等
は現場経験年数と密接な関係があり、作業場環境の広狭
も建物の建坪と密接な関係があるなど、作業工程に及ぼ
す項目を客観的評価項目で代替表現できる場合が多い。
本発明は、このような問題に鑑みてなされたもので、経
験の少ない設計者でも煩雑な処理を必要とせず容易に作
業状況に応じた工程計画を作成できる工程計画作成方法
及びその装置を提供することを目的とする。
【0009】
【課題を解決する為の手段】本発明は、前記目的を達成
するために、複数の作業工程からなる工事等の工程計画
を作成する際に、各作業工程の順序を決めると共に、各
作業工程に要する作業期間を、作業者、部材、部品、機
械、道工具、方法、環境及び管理に関する要素のうち少
なくとも一つの要素から求めた作業効率に基づいて算出
し、前記作業工程の順序と作業時間に基づいて工事全体
の工程計画を作成する工程計画作成方法であって、前記
要素から前記作業効率を求める時には、先験的情報を基
に作成したファジィルールとメンバーシップ関数からフ
ァジィ演算を行うことを特徴としている。
【0010】また、本発明は前記目的を達成するため
に、複数の作業工程からなる工事等の工程計画を作成す
る際に、各作業工程の順序を決めると共に、各作業工程
に要する作業期間を、作業者、部材、部品、機械、道工
具、方法、環境及び管理に関する要素のうち少なくとも
一つの要素から求めた作業効率に基づいて算出し、前記
作業工程の順序と作業期間に基づいて工事全体の工程計
画を作成する工程計画作成装置であって、前記要素から
前記作業効率を算出する演算装置は、先験的情報を基に
作成したファジィルールとメンバーシップ関数からファ
ジィ演算を行う演算機能を備えていることを特徴として
いる。
【0011】
【作用】本発明によれば、工程計画の作業期間を精度良
く算出する際に、作業者、部材、部品、機械、道工具、
方法、環境及び管理に関する要素を考慮して作業効率を
求める。これらの要素から作業効率を求める際には、例
えば経験豊富な工程計画作成の専門家のノウハウ等の先
験的情報を基に作成したファジィルールとメンバーシッ
プ関数からファジィ演算を行う。これにより専門家のノ
ウハウ等の先験的情報を数値化することができるので、
経験の少ない設計者でも煩雑な処理を必要とせずに機械
的に求めることができる。従って、作業状況に応じた工
程計画を容易且つ迅速に作成することができる。
【0012】
【実施例】以下添付図面に従って本発明に係る工程計画
作成方法及びその装置の好ましい実施例について詳説す
る。図1は、本発明に係る工程計画作成装置の実施例を
示すブロック図である。同図に示すように、工程計画作
成装置10は、コンピュータ20、出力部40及び入力
部50から構成される。
【0013】コンピュータ20は、出力部40と入力部
50と接続され、設計者が入力部50から入力したデー
タを取り込むとともに、各種演算処理を行い、出力部4
0に演算結果を出力する。出力部40は、コンピュータ
20の演算結果をモニタ表示する表示装置41と、表示
装置41に表示された画面等をハードコピーするプリン
タ42とから構成される。
【0014】また、入力部50は、オペレータが各種の
データを直接入力するためのキーボード51、各種デー
タをデータファイルの形式でフロッピーディスクから入
力するためのフロッピーディスク駆動装置52、及び他
のコンピュータ等から通信回路を介してデータを入力す
るためのモデム53から構成される。以下、前記コンピ
ュータ20の構成、作用について詳説する。
【0015】同図に示すように、各種演算を行うコンピ
ュータ20は、処理部22、作業データ記憶部30、フ
ァジィルール記憶部31及び演算結果格納部32から構
成され、更に、処理部22は、入力データ処理部23、
工程ネットワーク作成部24、PERT演算部25、工
程図作成部26及び入出力制御部27から構成される。
【0016】所望の工事の工程計画を作成する際に、設
計者は入力部50から作業工程の項目(作業項目)とそ
の作業工程で扱う工事予定物量(作業物量)を入力す
る。これらのデータが入力されると、入力データ処理部
23は、作業項目や作業物量に対してプロジェクト名称
やマイルストーン等の登録、データの格納等の前処理を
行う。
【0017】上記前処理の後、工程ネットワーク作成部
24は、作業データ記憶部30に予め格納されている多
種の作業項目について作成された構造データ(構造デー
タについては後述する。)を検索し、入力部50から入
力された各作業項目に適合する構造データを読み出す。
そして、この構造データに基づいて工程計画を作成しよ
うとする新工事のデータ、特に、作業工程の順序(作業
順序)や作業物量に応じて各作業工程の作業期間を算出
し、工程ネットワークの作成をおこなう。
【0018】作業データ記憶部30に格納されている構
造データは工程ネットワークを構成している作業順序の
結合関係や単位工事量に対する所要工数を表す原単位な
どを示すもので、例えば、『bの作業はaの作業の終了
後に行い、4人で作業するが、1本の配管を取り付ける
のに1工数を要する。』とか、『c、g、hの作業が終
了したならばkの作業をおこなう。このkの作業は、作
業員が3人従事し、1本の配管を取り付けるのに2工数
要する。』といった内容を示す各種作業工程に関する標
準のデータ(後述するように、作業データ記憶部30に
格納されている構造データは、作業効率が標準の場合と
して作成されたものである。)を提供するものである。
【0019】工程ネットワーク作成部24は、以上のよ
うに、この作業データ記憶部30に格納されている構造
データから、入力部50から入力された各作業工程に適
合する構造データを読み出し、この構造データによって
示されるデータに基づいて工事における各作業工程の順
序を決定するとともに、作業物量に応じた各作業工程の
作業期間等の計算を行う。そして、これによって図4に
示すような工程ネットワークを作成する。
【0020】図4(A)は、作成した工程ネットワーク
を図形式で表したもので、小文字のアルファベットで示
される符号が各作業工程を表しており、図の左側の作業
が右側の作業に先行して行われることが示されている。
同図においては、aの作業を最初に行い、aの作業が終
了したならば、b、c、d、eの作業を行うことが可能
であることが示されている。また、kの作業は、c、
g、hの作業が終了しなければ行うことができないこと
が示されている。他の作業も同様である。
【0021】また、図4(B)は、作成した工程ネット
ワークを表形式で表したもので、作業の名称、先行作業
名称(即ち、その作業を行うために終了していなければ
ならない作業)、原単位(単位物量、例えば配管1本を
据え付けるのに必要な工数の値)、作業効率、標準的な
作業従事者数(作業人員)、作業物量、作業期間が示さ
れている。
【0022】このように工程ネットワーク作成部24で
作成された工程ネットワークのデータは作業データ記憶
部30に記憶されるとともに、入出力制御部27によっ
て出力部40に出力される。ところで、図4(B)で示
した作業期間は同図に示すように作業効率が標準(標準
値は1)の場合のものである。しかしながら、作業効率
は、図2に示したように作業者の技能や、作業場の状況
等のさまざまな要因(作業状況)によって変動し(図2
は作業工数の変動について説明したが、作業工数の変動
は作業効率の変動に基づくものであり、図2に示した変
動の要因は作業効率の変動の要因でもある)、これに伴
って作業期間も変動する。
【0023】そのため、本装置では、作業状況に応じた
作業期間の計算を行う。その際、設計者は、図2に示し
たような作業者の技能や、作業場の状況等の作業効率の
変動に影響を与える要因の中から、その変動に与える要
因として重要と思われるものを選択し、選択した要因の
程度を評価する作業条件を設定する。そして、工程ネッ
トワーク作成部24は、この作業条件に応じて作業効率
を算出し、この作業効率に基づいて作業期間を算出す
る。
【0024】次に、作業条件に応じた作業効率を算出す
る方法について説明する。作業条件に応じた作業効率を
算出する際には、専門家の知識やノウハウ等の先験的情
報によって設定されたファジィルールが用いられる。フ
ァジィルール記憶部31には、作業条件に応じた作業効
率を算出するための専門家の経験的知識が格納されてい
る。作業効率を修正する際には、設計者が作業効率の変
動に与える要因のうち、重要と考えられる要因を選択
し、この要因の程度を評価する作業条件を設定する。
【0025】本実施例では、図2に示した作業効率の変
動に影響を与える要因のうち作業者の技能と、作業場状
況が重要な要因として選択されたものとして説明する。
図6(A)に示すように、専門家の経験による作業者の
技能に関するルールは、例えば『もし(条件部(i
f))、高い技能の作業員が少なければ、その場合(結
論部(then))、作業期間を長く設定する。』と
か、『もし(条件部(if))、高い技能の作業員が多
ければ、その場合(結論部(then))、作業期間を
短く設定する。』というように表現される。
【0026】また、図6(B)に示すように作業場状況
に関するルールは、例えば経験者の知識として『もし
(条件部(if))、作業場が広ければ、その場合(結
論部(then))、作業期間を短く設定する。』と
か、『もし(条件部(if))、作業場が狭ければ、そ
の場合(結論部(then))、作業期間を長く設定す
る。』というように表現される。
【0027】これらのルールの表現は『高い技能の作業
員が少ない』、『作業場が広い』、『作業期間を長くす
る』等、評価するには曖昧である。そこで、これらの曖
昧な表現を専門家の経験的知識に基づいて客観的な表現
で表す。例えば、本実施例では『高い技能の作業員』を
5年以上の経験年数者とし、『高い技能の作業員が少な
い(多い)』という命題を5年以上の経験年数者の割合
で評価する。そして、『高い技能の作業員が少ない(多
い)』という命題の程度を5年以上の経験年数者の割合
に対応させた適合度で表す。
【0028】また、同様に『作業場が広い(狭い)』と
いう命題については、建坪率で評価し、『作業期間を長
くする(短くする)』という命題については、作業効率
で評価し、これらの命題の程度を適合度で表す。これに
よって、設定者は、専門家の経験的知識によって初めて
評価できる『高い技能の作業員が少ない(多い)』とい
った命題を5年以上の経験年数者の割合といった作業条
件で客観的に評価することができる。
【0029】以下、作業効率を算出するまでの手順を図
7を用いて具体的に説明する。図7は命題の適合度を算
出する際に用いられるメンバシップ関数の一例を示した
説明図である。設計者が、作業効率の変動に影響を与え
る重要な要因として作業者の技能と作業場状況という項
目を選択し、上述したようにこれら要因に関する作業状
況、即ち、5年以上の経験年数者の割合と建坪率を設定
(入力部50から入力)すると、まず、図6(A)に示
したルール1の条件部の『高い技能の作業員が少ない』
という命題についてその適合度を求める。例えば、5年
以上の経験年数を持つ作業員を40%とした場合、図7
(a)に示すメンバシップ関数から『高い技能の作業員
が少ない』という命題の適合度は0.7となる。
【0030】次に、図6(A)に示したルール2の条件
部の『作業場が広い』という命題についてその適合度を
求める。例えば、建坪率を87.5%とした場合、図7
(c)に示すメンバシップ関数から『作業場が広い』と
いう命題の適合度は0.3となる。そして、このように
して求めたそれぞれの命題の適合度を図7(b)、
(d)に示す結論部のメンバシップ関数に適用し、ファ
ジィ推論に用いられる重心計算から作業効率を求める。
上記で得られたルール1の条件部の『高い技能の作業員
が少ない』という命題の適合度0.7を、図7(b)に
示す結論部の『作業期間を長くする』という命題のメン
バシップ関数に適用すると、同図に示した斜線部を得
る。同様に上記で得られたルール2の条件部の『作業場
が広い』という命題の適合度0.3を、図7(d)に示
す結論部の『作業期間を短くする』という命題のメンバ
シップ関数に適用すると、同図に示した斜線部を得る。
【0031】これらの図7(b)、(d)に示した結論
部のメンパシップ関数の斜線部を重ね合わせると、図7
(e)に示す斜線部となり、この斜線部の重心の位置を
計算すると作業効率1.2が得られる。このようにして
各作業工程毎に作業状況に応じた作業効率を算出するこ
とができる。
【0032】次に作業効率から作業期間を算出する。作
業期間は、 (作業期間)=((作業物量)・(原単位))/(作業
人員) 但し、(原単位)=(作業効率が標準値(1)の場合の
原単位)・(作業効率)という関係式で表される。作業
期間を算出する際は上記の関係式を用いて、まず、原単
位を作業効率に基づいて変更し、次にこの原単位を用い
て作業期間を算出する。
【0033】このようにして作業状況に応じた作業期間
が算出され、図4に示したような工程ネットワークが作
成されると、次に、PERT演算部25が、この作成さ
れた工程ネットワークに基づいて工程日程を作成し、工
程図作成部26が、この工程日程に基づいて工程計画を
示す工程図を作成する(図5に、作成された工程図の一
例を示す)。そして、作成された工程図は演算結果格納
部32に記憶されるとともに、入出力制御部27によっ
て制御されて出力部40に出力される。
【0034】次に上述した工程図作成の手順を図3のフ
ローチャートを用いて説明する。先ず、設計者が工程図
を作成するための作業工程の名称や工事予定物量のデー
タを入力部50から入力すると、入力データ処理部23
はこれらのデータを読み取り、前処理を行う(ステップ
S60)。続いて、設計者が入力部50によって、表示
装置41に表示された作業効率に影響を与える複数の要
因の中から重要と思われる要因を選択し、その要因を評
価する作業状況を入力すると、工程ネットワーク作成部
24は上述したようにファジィルール記憶部31に格納
されているファジィルールに基づいて各作業工程の作業
効率を計算する(ステップS62)。そして、工程ネッ
トワーク作成部24は作業データ記憶部30に格納され
ている構造データを用いて、上記で求めた作業効率から
各作業工程の作業期間を計算し(ステップS63)、図
4に示したような工程ネットワークを作成する(ステッ
プS64)。
【0035】次に、工程ネットワーク作成部24で作成
された工程ネットワークに基づいてPERT演算部25
がPERT演算を行い工程日程を求める(ステップS6
5)。そして、工程図作成部26はこの工程日程を示す
工程図を作成し、表示装置41に表示する(ステップS
66)。ここで、工程図を修正する必要がある場合に
は、キーボード51やマウス(図示せず)等の入力手段
を用いて作業データ記憶部30のデータを修正し、再度
処理ステップ65に戻りPERT演算を行い、工程図を
作成する。
【0036】以上、実施例において、専門家の経験的知
識を活用し、作業工程の作業効率を考慮して作業期間を
設定する手段として、作業効率に影響を及ぼす複数の項
目から重要度の高い項目を選択し、その項目を客観的に
表現できる数値で表すことにより作業効率を計算して作
業期間を求めることから、単純に標準的な原単位を用い
たり、詳細な作業条件を調査して作業効率を求める場合
に比較して、はるかに実現性の高い工程計画を容易に、
かつ迅速に作成できる。
【0037】尚、上記実施例は、プラントの配管工事に
おける据付工事を例にして説明したが、これに限らず、
例えば配管工事の洗浄、検査工程計画やビルディングの
建設や各種施設の建設、地域開発等にも適用することが
できる。また、専門家の知識を適用する項やその度合い
を与えるメンバーシップ関数の形状及び適合度を求める
手法は、自由に変更、拡張することができる。
【0038】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
例えば経験豊富な工程計画作成の専門家の計画立案ノウ
ハウをファジィルール化し、作業者、部材、部品、機
械、道工具、方法、環境及び管理に関する要素に基づく
作業期間をファジィ演算によって求めるようにしたた
め、経験の少ない設計者でも煩雑な処理を必要とせず、
容易に作業状況に応じた工程計画を精度良く作成するこ
とができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】図1は、本発明に係る工程計画作成装置の実施
例を示す構成図である。
【図2】図2は、作業工数の変動に関する特性要因の一
例を示す図である。
【図3】図3は、本発明に係る工程計画作成方法を説明
するフローチャートである。
【図4】図4は、工程ネットワークの格納方法を示した
説明図である。
【図5】図5は、工程図の一例を示した図である。
【図6】図6は、工程計画作成に関する専門家の知識
(ルール)の一例である。
【図7】図7は、専門家の知識の工程計画に関するメン
バシップ関数の一例を示す図である。
【符号の説明】
10…工程計画作成装置 20…コンピュータ 22…処理部 23…入力データ処理部 24…工程ネットワーク作成部 25…PERT演算部 26…工程図作成部 27…入出力制御部 30…作業データ記憶部 31…ファジィルール記憶部 32…演算結果格納部 40…出力部 41…表示装置 50…入力部

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 複数の作業工程からなる工事等の工程計
    画を作成する際に、各作業工程の順序を決めると共に、
    各作業工程に要する作業期間を、作業者、部材、部品、
    機械、道工具、方法、環境及び管理に関する要素のうち
    少なくとも一つの要素から求めた作業効率に基づいて算
    出し、前記作業工程の順序と作業時間に基づいて工事全
    体の工程計画を作成する工程計画作成方法であって、 前記要素から前記作業効率を求める時には、先験的情報
    を基に作成したファジィルールとメンバーシップ関数か
    らファジィ演算を行うことを特徴とする工程計画作成方
    法。
  2. 【請求項2】 複数の作業工程からなる工事等の工程計
    画を作成する際に、各作業工程の順序を決めると共に、
    各作業工程に要する作業期間を、作業者、部材、部品、
    機械、道工具、方法、環境及び管理に関する要素のうち
    少なくとも一つの要素から求めた作業効率に基づいて算
    出し、前記作業工程の順序と作業期間に基づいて工事全
    体の工程計画を作成する工程計画作成装置であって、 前記要素から前記作業効率を算出する演算装置は、先験
    的情報を基に作成したファジィルールとメンバーシップ
    関数からファジィ演算を行う演算機能を備えていること
    を特徴とする工程計画作成装置。
JP16652295A 1995-06-30 1995-06-30 工程計画作成方法及びその装置 Pending JPH0916069A (ja)

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