JPH10195972A - 揚重計画作成システム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】揚重チェックを画面上で適確に判定し効率的に
揚重計画を作成する。 【解決手段】画面上において躯体三次元データに基づい
て複数の部材をユニット化する手段と、該ユニットの重
量及び重心を算定し表示する手段と、タワークレーンの
作業半径に応じた最大吊り荷重を記憶する手段と、前記
ユニットの重量及び重心に基づいて前記タワークレーン
による揚重チェックを行う手段とを備えた構成。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、建物の建設あるい
は解体工事における揚重計画作成システムに関する。

【０００２】

【従来の技術】設計図書には、建物完成時の姿であるプ
ロダクトモデルが示され、施工計画は、設計図書に基づ
いて建物を実現していくための手順であるプロセスモデ
ルを設定することにあるが、完成時の建物の姿の表現
と、その過程を表現するために必要な情報は同一ではな
い。そのために、建物に用いられている個々の構成部材
（建物データの要素）について、その材料の工場生産の
単位、現場までの荷姿、現場内での加工の有無、運搬、
保管方法、取付作業に使われる労務や仮設設備といった
情報（建設データの要素）を対応付けることが必要にな
る。従来の施工計画用の工程プログラムやＣＡＤソフト
には、こうしたプロダクトモデルとプロセスモデルの統
合機能を持つものは存在しておらず、建設プロセスを計
画管理するシステムとしては不十分であった。従って、
現場で作業する作業員によって建築工程および完成状態
のイメージが異なり、品質や安全性に影響を与えるとい
う問題を有している。

【０００３】この問題を解決するために、本出願人は、
特願平６−３３５９６号において、プロセスモデルを、
「作業」を単位とし作業を実施するための必要な情報を
各作業の属性データとして定義する構造とすることによ
って、プロダクトモデルの建物データとプロセスモデル
の建設データとの対応付けを可能とし、時間軸上に展開
する作業の手順や場所と、その作業の対象となる構成材
の状況をシステムのウインドウ画面上でリアルタイムに
目で確認することができる三次元データに基づく施工計
画管理システムを提案した。

【０００４】これを図１により説明すると、既存３次元
ＣＡＤには躯体三次元データと仮設（タワークレーン、
型枠等）三次元データが入力されており、これらの三次
元データに基づいて、躯体構築作業を実施するための必
要な情報、すなわち作業リスト作成、部材ユニット化、
部材・作業・資源関連付け、作業量および工数見積、サ
イクル工程編集、山均し、工程（出来高）管理・変更、
計画情報出力の処理が行われる。これらの処理を行うた
めに、コンピュータのウインドウ画面には、作業編集、
工程編集、平面図表示、資源集計が表示される。そし
て、上記処理の結果、ウインドウ画面には、時間軸上に
展開する作業の手順および場所と、その作業の対象とな
る構成材の状況の３次元表示が出力され、この画面に基
づいて、作業手順検討・確認や、工程表示、作業性検
討、安全管理、自由な視点設定による３次元表示を行う
ものである。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところで、建設工事あ
るいは解体工事では、建設、解体する部材あるいはユニ
ットをクレーンで揚重する際に安全な形状であるか否か
を考慮しながら計画を立てる必要があり、従来は揚重す
る部材あるいはユニットの重量及び重心を計画者が算出
し、施工計画をたてているため、その作業に多大の手間
と時間を要していた。とくに、解体工事においては高所
空間で揚重を行うため、地上で揚重を行う場合と比較し
て重心の算出が安全性の面で重要であり、しかも、部材
あるいはユニットを重心位置で揚重したとしても、実際
の作業上、ユニットのある部分が突出するような場合に
は揚重が不安定になるという問題があり、また、解体さ
れ残った側の構造物の形状が不安定になるという問題
や、次の揚重作業に悪影響を与えるという問題を有して
いる。

【０００６】本発明は、上記従来の問題を解決するもの
であって、揚重チェックを画面上で適確に判定すること
ができ、効率的に揚重計画を作成することができるシス
テムを提供することを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】そのために、請求項１記
載の発明は、画面上において躯体三次元データに基づい
て複数の部材をユニット化する手段と、該ユニットの重
心を算定し表示する手段と、前記ユニットの重心に基づ
いてタワークレーンによる揚重チェックを行う手段とを
備えたことを特徴とし、また、請求項２記載の発明は、
画面上において躯体三次元データに基づいて複数の部材
をユニット化する手段と、該ユニットの重量を算定し表
示する手段と、タワークレーンの作業半径に応じた最大
吊り荷重を記憶する手段と、前記ユニットの重量に基づ
いて前記タワークレーンによる揚重チェックを行う手段
とを備えたことを特徴とし、また、請求項３記載の発明
は、画面上において躯体三次元データに基づいて複数の
部材をユニット化する手段と、該ユニットの重量及び重
心を算定し表示する手段と、タワークレーンの作業半径
に応じた最大吊り荷重を記憶する手段と、前記ユニット
の重量及び重心に基づいて前記タワークレーンによる揚
重チェックを行う手段とを備えたことを特徴とし、ま
た、請求項４記載の発明は、画面上において躯体三次元
データに基づいて複数の部材をユニット化する手段と、
複数のユニットの作業順番を設定する手段と、前記ユニ
ットの重心を算定し表示する手段と、ある順番のユニッ
トを抜き出して表示する手段と、抜き出して表示したユ
ニットの形状及び重心に基づいてタワークレーンによる
揚重チェックを行う手段とを備えたことを特徴とする。

【０００８】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
を参照しつつ説明する。図１は、本発明に係わる３次元
施工計画管理システムの１例を示すシステム構成図であ
る。本例は、高層建築物を建設する場合に先ず地上で各
階生産工場１を構築し、この各階生産工場１に地上から
柱、梁、ＰＣパネル等の各種建築材料を搬入し、これを
組み立てて各フロアー構造物を生産した後、油圧により
各階生産工場１自体を上昇させ、順次、上方階のフロア
構造物を生産していき、最後に各階生産工場１を解体す
る方式に適用した例である。

【０００９】既存３次元ＣＡＤに、躯体三次元データと
仮設（各階生産工場１、タワークレーン２、型枠等）三
次元データが入力される。これらの三次元データに基づ
いて、躯体構築作業を実施するための必要な情報、すな
わち作業リスト作成、部材ユニット化、部材・作業・資
源関連付け、作業量および工数見積、サイクル工程編
集、山均し、工程（出来高）管理・変更、計画情報出力
の処理が行われる。これらの処理を行うために、コンピ
ュータのウインドウ画面には、作業編集、工程編集、平
面図表示、資源集計が表示される。そして、上記処理の
結果、ウインドウ画面には、時間軸上に展開する作業の
手順および場所と、その作業の対象となる構成材の状況
の３次元表示が出力され、この画面に基づいて作業手順
検討・確認、工程表示、作業性検討、安全管理、自由な
視点設定による３次元表示が行われる。

【００１０】以下、上記処理の詳細について説明する。
図２は、全体の施工計画管理を作成するためのメイン画
面を示す図である。なお、以下の説明で画面上には種々
の編集画面がマルチウインドウで出力される。パソコン
の画面上部には、各種メニューが設けられ、メニューと
して、ファイルの入力、保存を行う「ファイル」、コピ
ー、削除を行う「編集」、材料やユニット化、タワーク
レーン情報、カレンダ等を入力する「資源」、本設、仮
設、部材表示等のデータベースの設定を行う「データベ
ース」、工事別や労務別、作業階、作業時間、作業工数
等を表示したり、倍率、色等を設定する「表示」、パー
ス図（斜視図）や平面図、立面図を表示する「ウインド
ー」、日付をとばしてスライド表示を設定する「スライ
ド」が設けられている。また、メニューの下には「日付
表示兼施工状態表示ボタン」、スライドフレーム設定フ
ィールドが設けられている。画面左側には、「作業バー
作成モード切換ボタン」、工事項目（工区）入力フィー
ルド等が設けられ、画面中央には、作業バーの編集を行
うバーチャート（棒線工程表）編集フィールドが設けら
れている。

【００１１】図３は図２における作業バーを作成する画
面を示す図であり、図２の「作業バー作成モード切換ボ
タン」をマウスでクリックすると作成モードになり、マ
ウスを操作することにより各工事項目（工区）における
作業バーの長さ（日数）を設定することができる。ま
た、作業バーの移動、変更及び削除もできる。

【００１２】図４は図３における作業バーの詳細情報を
入力する画面を示す図であり、画面Ａで作業バーをマウ
スでクリックし「詳細情報」メニューを選択すると入力
画面Ｂが表示され、ここで、作業名、作業開始・終了日
時、使用するＴＣ（タワークレーン）、物量算定単位、
職種、時間、工数、作業内容等が入力される。

【００１３】図５は、構成部材のユニット化の処理を説
明するための図であり、建設あるいは解体時において複
数の部材をユニットとして一体化して作業を行うための
処理である。図２の画面で「資源」メニューを選択する
と図５の階層メニューが表示され、ここで「ＵＮＩＴ
化」を選択すると画面Ａが表示され、ユニットグループ
（同じパターンのユニット）名、ユニット名を入力し、
さらに「操作」、「名称登録」を選択し、ユニットグル
ープ名、ユニット名を選択する。次いで、「登録」を選
択すると構成部材の平面図Ｂが表示され、この画面Ｂで
マウスにより部材を選択していくと、ユニット化したい
部材、例えば梁１、梁２、梁３が登録され画面Ａに表示
される。また、「削除」を選択すればユニットからある
部材が削除される。部材の選択はマウスで範囲を指定す
ることにより一括登録、削除もできる。また、立面図、
パース図での登録、削除も可能である。画面Ａにおいて
「表示」、「作業量」メニューを選択すると、各部材の
重量が例えば「梁１ ０．３３」と表示され、また、ユ
ニットａ１の合計重量が「ａ１ １．２９」と表示され
る。また、「表示」、「重心」を選択すると画面Ｃに示
すように重心が表示される。この重心表示も立面図、パ
ース図での表示が可能である。

【００１４】図６は、図３における作業バーに対応する
部材を入力する画面を示す図であり、図４（Ａ）におい
て、作業バーをマウスでクリックし「部材登録」メニュ
ーを選択すると図６に示す入力画面が表示され、作業名
称、物量算定単位の入力欄、登録部材名表示フィール
ド、作業領域部材名表示フィールドが設けられている。
両フィールドは切換ボタンにより切換可能になってお
り、登録部材を作業領域に移動させたり、作業領域の部
材を登録部材にすることができるようにしている。

【００１５】図７及び図８は、編集データベースの設定
をする画面を示す図である。この処理は、全てのデータ
ベースを表示すると登録作業が大変なため、必要なデー
タのみを画面に表示するための処理である。図２の画面
で「データベース」メニューを選択すると図７の階層メ
ニューが表示され、例えば「本設」を選択するとデータ
ベース名称表示フィールドが表示され、参照モードボタ
ンをクリックすると工区に対応したデータベース名が表
示され、編集したいデータベース名に対応する編集モー
ドボタンをクリックする。次に、図８において、階層メ
ニューの「部材表示」を選択すると、画面Ａの部材名表
示フィールドに部材の種類が表示され、例えば梁だけを
表示したい場合にはこれをクリックすると選択部材名表
示フィールドに表示される。そして、設定を選択すると
画面Ｂが表示されここで表示属性を選択する。

【００１６】図９は、図６に示した部材登録画面におい
て対応する部材を登録する画面を示す図である。「編
集」、「追加」メニューを選択すると構成部材の平面図
Ｂが表示され、この画面Ｂでマウスにより部材を選択し
ていくと、登録したい部材が登録され画面Ａに表示され
る。また、「削除」メニューを選択すれば登録部材が削
除される。部材の登録はマウスで範囲を指定することに
より一括登録もできる。また、立面図、パース図での登
録、削除も可能である。

【００１７】図１０は、図９で登録した部材の作業状態
の設定を行う画面を示す図である。「状態」を選択し、
「取付」、「解体」等をクリックすることにより設定す
る。また、「表示」を選択することにより、作業量（例
えば重量）、作業時間（何日の午前又は午後）を設定す
る。図１１は図９で登録した部材の作業順序の変更を行
う画面を示し、「順序」を選択し登録部材をマウスでド
ラッグすることにより、作業順序の変更を行う。

【００１８】図１２は、施工状況の表示を行う画面を示
す図である。メイン画面Ａにおいて施工状態表示ボタン
をクリックすると画面Ｂが表示され、ここで、表示年月
日を入力し、また、午前／午後、作業手順、使用重機に
関して色モードを選択し、また、色ボタンをクリックす
ると図１３に示す表示色の設定パネルの画面が表示さ
れ、ここで、午前、午後別、タワークレーン別、作業手
順別に表示色が設定される。また、状態ボタンをクリッ
クすると、図１４に示す作業内容を設定する画面が表示
され、ここで、型枠建入、配筋、コンクリート打など作
業別に線種、塗り色、塗り模様が設定される。そして、
表示したい時間をクリックすると画面Ｃに示すように、
例えば当日作業が色付きで表示される。この表示も立面
図、パース図での表示が可能となっている。

【００１９】図１５は、画面に表示するパース図、平面
図、立面図の視点及び視方向点の設定画面を示す図であ
る。画面Ａにおいては、視点及び視方向点の座標が直接
入力され、また、画面Ｂに示すように平面図及び立面図
にマウスにより視点及び視方向点を設定し、所望のパー
ス図を設定することができる。図１６は、視点と視方向
を移動させるウオークスルーの設定画面を示す図であ
る。ウインドウをマウスで選択し、移動の距離、角度を
設定し、所望のボタンをクリックすると、視点と視方向
を水平移動させたり、視点を固定して視方向を移動させ
たり、視点と視方向点の中心を固定して視点を移動させ
たりすることにより、構造物のパース図を様々な角度か
ら画面に表示することができる。

【００２０】以上の処理により、図１で説明した作業編
集、工程編集、平面図表示、資源集計が表示され、ま
た、時間軸上に展開する作業の手順および場所と、その
作業の対象となる構成材の状況の３次元表示が出力され
る。

【００２１】次に、図１７〜図２６により本発明の特徴
について説明する。図１７は、本発明の揚重計画作成シ
ステムの１実施形態を示すシステム構成図である。本発
明においては、ステップＳ１〜Ｓ５の処理に基づいてユ
ニットの揚重チェックを行う。以下各処理について説明
する。なお、以下の説明では構造物の解体を例にして説
明するが、建設の場合にも無論適用可能である。

【００２２】図１８は、ステップＳ１のタワークレーン
情報を入力する画面を示す図である。

【００２３】メイン画面におけるメニューの「資源」、
「ＴＣ情報」を選択すると、図１８に示す画面が表示さ
れ、ここでタワークレーンの略称及び種類の選択、名称
の入力、シンボル表示設定、円弧を表示するときの広が
り角度の設定、種類、ジグ（ブーム）の長さの選択、基
準点及び方向点の座標の入力が行われる。次に、「円
弧」をクリックすると、図１９に示す画面が表示され、
ここで各タワークレーンの距離を入力する。その結果、
画面上にはタワークレーンのシンボルと、ブーム先端が
移動する時の円弧が表示される。

【００２４】図２０は、コンピュータに記憶されている
タワークレーン情報を説明するための図であり、タワー
クレーンの定格荷重曲線図により作業半径に対応した定
格荷重のテーブルが予め格納されている。例えば、作業
半径が１２ｍであれば定格荷重（最大荷重）は９ｔであ
り、これに安全率を掛けた値が揚重可能な安全荷重とな
る。

【００２５】ステップＳ２の揚重部材のユニット化につ
いては、図５で説明した部材のユニット化の処理の画面
で行うので説明を省略するが、本発明においては、ユニ
ット化を行う機能にユニットの重量算定機能を持たせて
いるので、ユニットの重量を確認しながら部材のユニッ
ト化を行うことができ、また、図２２に示すように、画
面上において解体するユニットａ１が所定のクレーン２
の作業半径内に入っているか否かを確認することができ
る。従って、効率良く複数のユニット化のパターンをシ
ミュレーションしながら、最適な部材のユニット化を行
うことができる。

【００２６】このようにしてタワークレーン情報が入力
され、揚重部材のユニット化が設定されると、揚重チェ
ックが行われる。図２１は揚重チェックの画面を示す図
である。図１８の画面の揚重チェックのボタンをクリッ
クし、画面Ａで揚重すべきユニットを選択するとユニッ
トの重心が表示されると共に、画面Ｂにユニットの重量
と図２０のデータによりタワークレーンの最大荷重が表
示され、ユニットが揚重可能か否かが判定される。この
場合、安全荷重を計算し「ＯＫ」を表示するようにして
もよい。なお、ユニットが選択されていない場合には、
タワークレーンまでの距離とその位置での最大吊り荷重
が表示され、ユニット化する場合の参考に供することが
できる。

【００２７】従って、タワークレーンの揚重チェックを
効率良く行うことができ、また、パース図、平面図、立
面図のいずれでも確認することができるので、判り易
く、効率的に揚重計画を行うことができる。また、タワ
ークレーンのデータをシステムが持っているので、クレ
ーンの種類やブームのタイプを変更した際にも素早く揚
重チェックを行うことができる。

【００２８】ステップＳ３のユニットの重心表示につい
て、重心の計算方法を図２３により説明する。図２３に
おいて重心をＧ、重量をＷ、断面積をｓとする。先ず、
単体の重心は断面が凸形であれば断面が矩形となるよう
にオブジェクト１、２に分割して計算する。単体の重心
座標は、 Ｇx＝（s1×x1＋s2×x2）／（s1＋s2） Ｇy＝（s1×y1＋s2×y2）／（s1＋s2） Ｇz＝（z2＋z2′）／2 となり、単体１と単体２をユニット化したユニットの重
心座標は、 Ｇx＝（W1×Ｇ1x＋W2×Ｇ2x）／（W1＋W2） Ｇy＝（W1×Ｇ1y＋W2×Ｇ2y）／（W1＋W2） Ｇz＝（W1×Ｇ1z＋W2×Ｇ2z）／（W1＋W2） となる。ステップＳ４のユニットの作業順番の設定につ
いては、図１１で説明した作業順序の変更処理の画面で
行うので説明を省略するが、順番が設定されたユニット
は画面上で色別に表示することが可能になっている。

【００２９】図２４は、ステップＳ３、Ｓ５のユニット
の重心表示及び抜き出し表示を行う画面を示す図であ
る。図２のメニューから「施工状態表示ボタン」を選択
すると、その作業バーに対応した画面Ａが表示され、図
１２（Ｂ）と同様に各項目を設定した後、「出力」をク
リックすると画面Ｂ、Ｃが表示される。画面Ｂにおい
て、作業手順の順番の指定、ウインドウの視点の設定、
表示方法の設定を行い、抜き出し部材を表示するか、重
心を表示するか、視点を自動的に変更するかを選択し、
「再描画」を選択すると所望の画面が出力される。

【００３０】図２５は、画面表示例を示す図であり、構
造物Ｐにおいて解体するユニットａ１を登録したとき
に、ユニットａ１の重心がパース図Ａでｘｙｚ軸により
表示され、平面図Ｂでｘｙ軸で示されている。従って、
揚重する部材、ユニットの重心を自動的に表示するた
め、また、パース図、平面図、立面図のいずれにも表示
することができるので、判り易く、効率的に揚重計画を
行うことができる。

【００３１】図２６は、ユニットを抜き出して表示する
画面を示す図である。パース図Ａに示すように、ある順
番の解体するユニットａ１を構造物Ｐから抜き出して表
示したり、立面図Ｂ、平面図Ｃで表示するため、ユニッ
トａ１単体の形状及び重心はもとより、解体後の本設の
形状を同時に確認することができ、この形状で揚重して
もよいか否かを同時に確認することができ、効果的な揚
重計画を作成することができる。なお、図２５及び図２
６においては、説明のために簡単なモデルで説明してい
るが、実際のユニットは、梁、柱等が縦、横、斜めに入
り組んだ複雑な構成になっている。

【００３２】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように本発明に
よれば、効率良く複数のユニット化のパターンをシミュ
レーションしながら最適な部材のユニット化を行うこと
ができ、また、タワークレーンの揚重チェックを効率良
く行うことができ、また、揚重するユニットの重心を自
動的に表示することができ、さらに、ユニットの形状を
本設から抜き出して表示することができるため、効率的
に揚重計画を作成することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係わる３次元施工計画管理システムの
１例を示すシステム構成図である。

【図２】全体の施工計画管理を作成するためのメイン画
面を示す図である。

【図３】図２における作業バーを作成する画面を示す図
である。

【図４】図３における作業バーの詳細情報を入力する画
面を示す図である。

【図５】構成部材のユニット化の処理を説明するための
図である。

【図６】図３の作業バーに対応する部材を入力する画面
を示す図である。

【図７】編集データベースの設定をする画面を示す図で
ある。

【図８】編集データベースの設定をする画面を示す図で
ある。

【図９】図６に示した部材登録画面において対応する部
材を登録する画面を示す図である。

【図１０】図９で登録した部材の作業状態の設定を行う
画面を示す図である。

【図１１】図９で登録した部材の作業順序の変更を行う
画面を示す図である。

【図１２】施工状況の表示を行う画面を示す図である。

【図１３】表示色の設定パネルの画面を示す図である。

【図１４】作業内容を設定する画面を示す図である。

【図１５】画面に表示するパース図、平面図、立面図の
視点及び視方向点の設定画面を示す図である。

【図１６】視点と視方向を移動させるウオークスルーの
設定画面を示す図である。

【図１７】本発明の揚重計画管理システムの１実施形態
を示すシステム構成図である。

【図１８】タワークレーン情報を入力する画面を示す図
である。

【図１９】タワークレーンの円弧情報を入力する画面を
示す図である。

【図２０】コンピュータに記憶されているタワークレー
ン情報を説明するための図である。

【図２１】揚重チェックの画面を示す図である。

【図２２】揚重チェックの画面を示す図である。

【図２３】ユニットの重心の計算方法を説明するための
図である。

【図２４】ユニットの重心表示及び抜き出し表示を行う
画面を示す図である。

【図２５】ユニットの重心を表示する画面を示す図であ
る。

【図２６】ユニットを抜き出し表示する画面を示す図で
ある。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】画面上において躯体三次元データに基づい
   て複数の部材をユニット化する手段と、該ユニットの重
   心を算定し表示する手段と、前記ユニットの重心に基づ
   いてタワークレーンによる揚重チェックを行う手段とを
   備えたことを特徴とする揚重計画作成システム。
2. 【請求項２】画面上において躯体三次元データに基づい
   て複数の部材をユニット化する手段と、該ユニットの重
   量を算定し表示する手段と、タワークレーンの作業半径
   に応じた最大吊り荷重を記憶する手段と、前記ユニット
   の重量に基づいて前記タワークレーンによる揚重チェッ
   クを行う手段とを備えたことを特徴とする揚重計画作成
   システム。
3. 【請求項３】画面上において躯体三次元データに基づい
   て複数の部材をユニット化する手段と、該ユニットの重
   量及び重心を算定し表示する手段と、タワークレーンの
   作業半径に応じた最大吊り荷重を記憶する手段と、前記
   ユニットの重量及び重心に基づいて前記タワークレーン
   による揚重チェックを行う手段とを備えたことを特徴と
   する揚重計画作成システム。
4. 【請求項４】画面上において躯体三次元データに基づい
   て複数の部材をユニット化する手段と、複数のユニット
   の作業順番を設定する手段と、前記ユニットの重心を算
   定し表示する手段と、ある順番のユニットを抜き出して
   表示する手段と、抜き出して表示したユニットの形状及
   び重心に基づいてタワークレーンによる揚重チェックを
   行う手段とを備えたことを特徴とする揚重計画作成シス
   テム。