(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2022068836
(43)【公開日】2022-05-10
(54)【発明の名称】船舶の建造シミュレーションシステム
(51)【国際特許分類】
G06Q 50/04 20120101AFI20220427BHJP
G05B 19/418 20060101ALI20220427BHJP
【ＦＩ】
G06Q50/04
G05B19/418 Z
【審査請求】未請求
【請求項の数】22
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2021156407
(22)【出願日】2021-09-27
(31)【優先権主張番号】P 2020177515
(32)【優先日】2020-10-22
(33)【優先権主張国・地域又は機関】JP
(71)【出願人】
【識別番号】501204525
【氏名又は名称】国立研究開発法人 海上・港湾・航空技術研究所
(74)【代理人】
【識別番号】100098545
【弁理士】
【氏名又は名称】阿部 伸一
(74)【代理人】
【識別番号】100189717
【弁理士】
【氏名又は名称】太田 貴章
(72)【発明者】
【氏名】谷口 智之
(72)【発明者】
【氏名】竹澤 正仁
(72)【発明者】
【氏名】松尾 宏平
(72)【発明者】
【氏名】平方 勝
【テーマコード（参考）】
3C100
5L049
【Ｆターム（参考）】
3C100AA05
3C100AA18
3C100AA23
3C100AA29
3C100AA38
3C100AA43
3C100AA65
3C100BB06
3C100BB12
3C100BB13
3C100BB14
3C100BB17
3C100BB33
3C100CC02
3C100EE20
5L049CC03
(57)【要約】
【課題】船舶の建造を細かな作業レベルでシミュレーションすることができる船舶の建造シミュレーションシステムを提供すること。
【解決手段】設計された船舶の建造をシミュレーションするシステムであって、船舶の基本設計情報１１に基づいて作成されたプロダクトモデルを取得するプロダクトモデル取得手段１０と、船舶を建造する工場の設備情報２１と、作業員情報２２に基づいて作成された船舶の建造に関わる設備と作業員に関するファシリティモデルを取得するファシリティモデル取得手段２０と、取得したプロダクトモデルとファシリティモデルに基づいて、船舶を建造するための組み立て手順とタスクを明確化しプロセスモデルを作成するプロセスモデル作成手段３０と、プロセスモデルに基づいて時間発展系シミュレーションを行う建造シミュレーション手段４０と、時間発展系シミュレーションの結果を建造時系列情報４２として提供する情報提供手段５０とを備える。
【選択図】図１
【解決手段】設計された船舶の建造をシミュレーションするシステムであって、船舶の基本設計情報１１に基づいて作成されたプロダクトモデルを取得するプロダクトモデル取得手段１０と、船舶を建造する工場の設備情報２１と、作業員情報２２に基づいて作成された船舶の建造に関わる設備と作業員に関するファシリティモデルを取得するファシリティモデル取得手段２０と、取得したプロダクトモデルとファシリティモデルに基づいて、船舶を建造するための組み立て手順とタスクを明確化しプロセスモデルを作成するプロセスモデル作成手段３０と、プロセスモデルに基づいて時間発展系シミュレーションを行う建造シミュレーション手段４０と、時間発展系シミュレーションの結果を建造時系列情報４２として提供する情報提供手段５０とを備える。
【選択図】図１
【特許請求の範囲】
【請求項1】
設計された船舶の建造をシミュレーションするシステムであって、
前記船舶の基本設計情報に基づいて作成されたプロダクトモデルを取得するプロダクトモデル取得手段と、前記船舶を建造する工場の設備情報と、作業員情報に基づいて作成された前記船舶の建造に関わる設備と作業員に関するファシリティモデルを取得するファシリティモデル取得手段と、取得した前記プロダクトモデルと前記ファシリティモデルに基づいて、前記船舶を建造するための組み立て手順とタスクを明確化しプロセスモデルを作成するプロセスモデル作成手段と、前記プロセスモデルに基づいて時間ごとの建造の進行状況を逐次計算する時間発展系シミュレーションを行う建造シミュレーション手段と、前記時間発展系シミュレーションの結果を建造時系列情報として提供する情報提供手段とを備えることを特徴とする船舶の建造シミュレーションシステム。
前記船舶の基本設計情報に基づいて作成されたプロダクトモデルを取得するプロダクトモデル取得手段と、前記船舶を建造する工場の設備情報と、作業員情報に基づいて作成された前記船舶の建造に関わる設備と作業員に関するファシリティモデルを取得するファシリティモデル取得手段と、取得した前記プロダクトモデルと前記ファシリティモデルに基づいて、前記船舶を建造するための組み立て手順とタスクを明確化しプロセスモデルを作成するプロセスモデル作成手段と、前記プロセスモデルに基づいて時間ごとの建造の進行状況を逐次計算する時間発展系シミュレーションを行う建造シミュレーション手段と、前記時間発展系シミュレーションの結果を建造時系列情報として提供する情報提供手段とを備えることを特徴とする船舶の建造シミュレーションシステム。
【請求項2】
前記プロセスモデルは、前記船舶の組み立てに関連した部品の依存関係を表す組立ツリーと、組み立てに当たって必要な前記タスク間の依存関係を表すタスクツリーを含むことを特徴とする請求項１に記載の船舶の建造シミュレーションシステム。
【請求項3】
前記タスクは、前記建造シミュレーション手段における前記時間発展系シミュレーションで実行可能な関数であるベーシックタスクを組み合わせて構築されるカスタムタスクを含むことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の船舶の建造シミュレーション方法。
【請求項4】
前記プロセスモデル作成手段が、前記組み立て手順と前記タスクに基づいて前記作業員のスケジュール情報、及び前記設備と前記作業員の配置に関する工場レイアウト情報の少なくとも一方を作成し、前記情報提供手段からも提供可能とすることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の船舶の建造シミュレーションシステム。
【請求項5】
前記プロセスモデル作成手段が、前記プロセスモデルの作成に当たって、過去に建造した過去船のプロセスデータを過去船データベースから参照し、流用することを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の船舶の建造シミュレーションシステム。
【請求項6】
前記建造シミュレーション手段における前記時間発展系シミュレーションは、時間ごとの前記船舶の完成部品又は構成部品の位置、前記設備及び前記作業員の位置と占有状況、前記組み立て手順と前記タスクの進行状況を逐次計算するものであることを特徴とする請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の船舶の建造シミュレーションシステム。
【請求項7】
前記建造シミュレーション手段における前記時間発展系シミュレーションの途中結果を、前記情報提供手段から提供することを特徴とする請求項１から請求項６いずれか１項に記載の船舶の建造シミュレーションシステム。
【請求項8】
前記建造シミュレーション手段が前記時間発展系シミュレーションを行う以前に、前記作業員が自律的に仮想的な作業を進めるためのルール情報を取得することを特徴とする請求項１から請求項７いずれか１項に記載の船舶の建造シミュレーションシステム。
【請求項9】
前記ルール情報として、前記作業員に付与される判断ルールであるブレインを含むことを特徴とする請求項８に記載の船舶の建造シミュレーションシステム。
【請求項10】
前記情報提供手段で提供する前記建造時系列情報は、ガントチャート、作業分解構成図、作業手順書、工数、又は動線の少なくとも一つを含むことを特徴とする請求項１から請求項９のいずれか１項に記載の船舶の建造シミュレーションシステム。
【請求項11】
前記建造時系列情報の結果が、所期目標の範囲を超えているかを判断し、超えている場合は、対応可能な条件下で前記ファシリティモデル、及びプロセスモデルの少なくとも一方を変更する指示を行うモデル変更指示手段をさらに備えることを特徴とする請求項１から請求項１０のいずれか１項に記載の船舶の建造シミュレーションシステム。
【請求項12】
前記ファシリティモデル取得手段が、複数の前記工場の前記設備情報と前記作業員情報に基づいて作成された前記工場ごとの前記ファシリティモデルを取得し、前記プロセスモデル作成手段が、前記工場ごとの前記プロセスモデルを作成し、前記建造シミュレーション手段が、前記プロダクトモデルに対して前記工場ごとの前記時間発展系シミュレーションを行うことを特徴とする請求項１から請求項１０のいずれか１項に記載の船舶の建造シミュレーションシステム。
【請求項13】
前記建造シミュレーション手段における前記工場ごとの前記時間発展系シミュレーションの結果を、比較可能な状態で前記情報提供手段から提供することを特徴とする請求項１２に記載の船舶の建造シミュレーションシステム。
【請求項14】
前記プロダクトモデル取得手段が、前記船舶の前記基本設計情報を情報通信回線を介して取得し、前記情報提供手段が前記建造時系列情報を、前記情報通信回線を介して提供することを特徴とする請求項１から請求項１３のいずれか１項に記載の船舶の建造シミュレーションシステム。
【請求項15】
前記船舶の前記基本設計情報は、ＣＡＤシステムから取得することを特徴とする請求項１から請求項１４のいずれか１項に記載の船舶の建造シミュレーションシステム。
【請求項16】
前記ファシリティモデル取得手段が、前記工場の改善情報としての前記設備情報と前記作業員情報の少なくとも一方に基づいて作成された前記工場の前記ファシリティモデルを取得し、前記建造シミュレーション手段が、前記工場の前記改善情報に基づいた前記時間発展系シミュレーションを行い、前記情報提供手段が前記改善情報に基づいた前記建造時系列情報を提供することを特徴とする請求項１から請求項１５のいずれか１項に記載の船舶の建造シミュレーションシステム。
【請求項17】
前記船舶の建造に関わる共通データベースをさらに備え、前記プロダクトモデル取得手段が前記基本設計情報を、前記ファシリティモデル取得手段が前記設備情報と前記作業員情報を、前記プロセスモデル作成手段が前記プロセスモデルに関連したプロセスモデル関連情報を前記共通データベースから取得することを特徴とする請求項１から請求項１６のいずれか１項に記載の船舶の建造シミュレーションシステム。
【請求項18】
前記情報提供手段が、前記時系列情報を前記共通データベースに提供することを特徴とする請求項１７に記載の船舶の建造シミュレーションシステム。
【請求項19】
前記共通データベ―スが、前記プロセスモデル関連情報として前記過去船の前記プロセスデータを提供する前記過去船データベースも含むことを特徴とする請求項５を引用する請求項１７又は請求項１８に記載の船舶の建造シミュレーションシステム。
【請求項20】
前記建造時系列情報に基づいて、前記船舶の建造に関わるコストを計算するコスト計算手段をさらに備えることを特徴とする請求項１から請求項１９のいずれか１項に記載の船舶の建造シミュレーションシステム。
【請求項21】
前記建造時系列情報に基づいて、前記船舶の建造に必要な購入部品の購入計画を作成する部品調達計画手段をさらに備えることを特徴とする請求項１から請求項２０のいずれか１項に記載の船舶の建造シミュレーションシステム。
【請求項22】
前記建造時系列情報に基づいて、前記船舶の建造に関わる生産計画を立案する生産計画システムと連係する生産計画システム連携手段をさらに備えることを特徴とする請求項１から請求項２１のいずれか１項に記載の船舶の建造シミュレーションシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、設計された船舶の建造をシミュレーションするシステムに関する。
【背景技術】
【0002】
造船の生産（建造）計画や日程計画の設定根拠となる各作業の作業量、つまり工数は、一般に「工数＝管理物量あたりの標準時間×管理物量」の考え方に基づき求められている。
しかし、本質的には、管理物量に比例するのは主作業（それによって製品が完成に向かって進む作業）のみであり、付随作業（それをしないと主作業を進められないが、それ自体では製品が完成に向かって進まない作業）や無付加価値行為（製品の完成に対して何の価値もない行為）は管理物量と違う次元で決まるにもかかわらず、現状、これらをすべて管理物量に比例するものとして簡便に扱っている。造船における主作業率は、職種にもよるが一般に３０～４０％との報告があり、工数を管理物量から比例的に推定することには精度上の課題がある。
一方で、製造工程のシミュレーションを実施するラインシミュレータが存在するが、すべての細かな作業の一つ一つを手入力する必要がある。また、ラインシミュレータは、大量生産品のライン生産のように物の流れと作業者の動きが決まっており同様の作業を繰り返すシミュレーションには向いているものの、受注生産である造船のように様々な作業を状況に応じて変更するようなシミュレーションには向いていない。
しかし、本質的には、管理物量に比例するのは主作業（それによって製品が完成に向かって進む作業）のみであり、付随作業（それをしないと主作業を進められないが、それ自体では製品が完成に向かって進まない作業）や無付加価値行為（製品の完成に対して何の価値もない行為）は管理物量と違う次元で決まるにもかかわらず、現状、これらをすべて管理物量に比例するものとして簡便に扱っている。造船における主作業率は、職種にもよるが一般に３０～４０％との報告があり、工数を管理物量から比例的に推定することには精度上の課題がある。
一方で、製造工程のシミュレーションを実施するラインシミュレータが存在するが、すべての細かな作業の一つ一つを手入力する必要がある。また、ラインシミュレータは、大量生産品のライン生産のように物の流れと作業者の動きが決まっており同様の作業を繰り返すシミュレーションには向いているものの、受注生産である造船のように様々な作業を状況に応じて変更するようなシミュレーションには向いていない。
【0003】
ここで、特許文献１には、各造船所の各々異なる環境と関係なく共通的に適用される船舶及び海洋プラント生産シミュレーションフレームワークと、この船舶及び海洋プラント生産シミュレーションフレームワークに基づき、各造船所の異なる環境に合わせて差別的に適用される造船海洋工程の相互検証シミュレーションシステム、ブロックのクレーンリフティング及び搭載シミュレーションシステム、ＧＩＳ情報基盤設備シミュレーションシステム、及びブロック及び物流管制シミュレーションシステムを分離可能に結合することによって、各造船所の状況に合わせて効果的に適用される拡張性とリサイクル性を備えた船舶及び海洋プラント生産シミュレーション統合ソリューションシステムが開示されている。
また、特許文献２には、プロジェクト計画を生成する方法であって、タスク間の順位関係を記述する情報、タスクの所要時間を示す情報、及びタスクの所要時間の変動性を示す情報を含むプロジェクト明細情報をプロセッサユニットによって受信し、プロジェクト明細情報を使用してプロセッサユニットによって、プロジェクトのシミュレーションモデルを生成し、シミュレーションモデルを複数回実行して、クリティカルパスを形成しているタスクのサブセットを識別して、シミュレーション結果データを生成し、シミュレーション結果データから、クリティカルパスを形成しているタスクの識別されたサブセットを含むプロジェクトネットワークプレゼンテーションを生成することを含み、プロジェクト明細情報は、テキストファイル、電子スプレッドシートファイル、及び拡張マークアップ言語ファイルからなる情報形式のグループから選択された情報形式でプロセッサユニットによって受信される方法が開示されている。
また、特許文献３には、複数の工程からなる生産対象物の生産スケジューリングを行うスケジューリング装置であって、工程の接続順序関係を設定するための工程接続情報と、工程に含まれる各ブロックの移動経路を設定するブロックフロー情報と、各ブロックの各工程での工期を設定する作業工期情報と、各工程の制約条件とが蓄積された蓄積手段と、蓄積手段に蓄積された情報から工程を下流から上流に遡る順序に並べ替える解釈手段と、解釈手段により得られる並べ替え後の工程データに基づいてスケジューリングモデルを作成するモデル作成手段と、モデル作成手段により得られるスケジューリングモデル毎にスケジュールを最適化する日程計画作成手段と、日程計画作成手段により得られるスケジューリング結果を出力する出力手段とを有するスケジューリング装置が開示されている。
また、特許文献４には、工程計画と、工程計画に基づく設備配置計画と、工程計画および設備配置計画に基づく配員計画と、工程計画、設備配置計画および配員計画に基づく生産計画とを用い、各計画において作成された生産ラインモデルにより、生産活動をシミュレーションして各計画の評価規範値を作成し、規範値により各計画の良否を判定し、それに基づき計画の修正を行う生産システム計画方法が開示されている。
また、非特許文献１には、造船ＣＩＭを構築するための工程管理に対応する具体的なはたらきとしてProcess PlanningとSchedulingが挙げられ、Process Planningでは、製品情報について製造現場に関する概念的な知識に基づき製造のための方法・手順を決定すること、Schedulingでは、実際の製造現場における具体的な状況に関する知識に基づいてProcess Planningの結果を時間・現場機材の活用の観点から展開し、納期その他の条件を満たす日程計画を作成することが記載されていると共に、オブジェクト指向に基づく工程管理のための造船工場モデルが開示されている。
また、非特許文献２には、船舶建造プロセスにおける生産設備の導入効果を評価するため、生産プロセスで対象とする製品の製造誤差に基づく手直し作業を考慮した生産プロセスシミュレーションを利用して、新規生産設備導入によるプロセス全体の期間と費用への影響を評価する手法が開示されており、当該生産プロセスシミュレーションにおいては、造船所の作業場所の制約と作業員のスキルを考慮することが記載されている。
また、特許文献２には、プロジェクト計画を生成する方法であって、タスク間の順位関係を記述する情報、タスクの所要時間を示す情報、及びタスクの所要時間の変動性を示す情報を含むプロジェクト明細情報をプロセッサユニットによって受信し、プロジェクト明細情報を使用してプロセッサユニットによって、プロジェクトのシミュレーションモデルを生成し、シミュレーションモデルを複数回実行して、クリティカルパスを形成しているタスクのサブセットを識別して、シミュレーション結果データを生成し、シミュレーション結果データから、クリティカルパスを形成しているタスクの識別されたサブセットを含むプロジェクトネットワークプレゼンテーションを生成することを含み、プロジェクト明細情報は、テキストファイル、電子スプレッドシートファイル、及び拡張マークアップ言語ファイルからなる情報形式のグループから選択された情報形式でプロセッサユニットによって受信される方法が開示されている。
また、特許文献３には、複数の工程からなる生産対象物の生産スケジューリングを行うスケジューリング装置であって、工程の接続順序関係を設定するための工程接続情報と、工程に含まれる各ブロックの移動経路を設定するブロックフロー情報と、各ブロックの各工程での工期を設定する作業工期情報と、各工程の制約条件とが蓄積された蓄積手段と、蓄積手段に蓄積された情報から工程を下流から上流に遡る順序に並べ替える解釈手段と、解釈手段により得られる並べ替え後の工程データに基づいてスケジューリングモデルを作成するモデル作成手段と、モデル作成手段により得られるスケジューリングモデル毎にスケジュールを最適化する日程計画作成手段と、日程計画作成手段により得られるスケジューリング結果を出力する出力手段とを有するスケジューリング装置が開示されている。
また、特許文献４には、工程計画と、工程計画に基づく設備配置計画と、工程計画および設備配置計画に基づく配員計画と、工程計画、設備配置計画および配員計画に基づく生産計画とを用い、各計画において作成された生産ラインモデルにより、生産活動をシミュレーションして各計画の評価規範値を作成し、規範値により各計画の良否を判定し、それに基づき計画の修正を行う生産システム計画方法が開示されている。
また、非特許文献１には、造船ＣＩＭを構築するための工程管理に対応する具体的なはたらきとしてProcess PlanningとSchedulingが挙げられ、Process Planningでは、製品情報について製造現場に関する概念的な知識に基づき製造のための方法・手順を決定すること、Schedulingでは、実際の製造現場における具体的な状況に関する知識に基づいてProcess Planningの結果を時間・現場機材の活用の観点から展開し、納期その他の条件を満たす日程計画を作成することが記載されていると共に、オブジェクト指向に基づく工程管理のための造船工場モデルが開示されている。
また、非特許文献２には、船舶建造プロセスにおける生産設備の導入効果を評価するため、生産プロセスで対象とする製品の製造誤差に基づく手直し作業を考慮した生産プロセスシミュレーションを利用して、新規生産設備導入によるプロセス全体の期間と費用への影響を評価する手法が開示されており、当該生産プロセスシミュレーションにおいては、造船所の作業場所の制約と作業員のスキルを考慮することが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【特許文献1】実用新案登録第３２１１２０４号公報
【特許文献2】特開２０１３－１１７９５９号公報
【特許文献3】特開２００７－１８３８１７号公報
【特許文献4】特開２００３－１６２３１３号公報
【非特許文献】
【0005】
【非特許文献1】小山健夫，外１名，“造船ＣＩＭ構築のための工程管理システムに関する基礎的研究”，日本造船学会論文集，日本造船学会，平成元年11月，第166号，ｐ.415-423
【非特許文献2】満行泰河，外3名，“船舶建造プロセスシミュレーションを用いた生産設備の導入に関する研究”，日本船舶海洋工学会論文集，日本船舶海洋工学会，2016年12月，第24号，ｐ291-298
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
特許文献１－４、及び非特許文献１－２は、建造のシミュレーションにおいて作業員の生産行為を主作業や付随作業まで含めて精密に再現しようとするものではない。
そこで本発明は、船舶の建造を細かな作業レベルでシミュレーションすることができる船舶の建造シミュレーションシステムを提供することを目的とする。
そこで本発明は、船舶の建造を細かな作業レベルでシミュレーションすることができる船舶の建造シミュレーションシステムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0007】
請求項１記載に対応した船舶の建造船舶の建造シミュレーションシステムにおいては、設計された船舶の建造をシミュレーションするシステムであって、船舶の基本設計情報に基づいて作成されたプロダクトモデルを取得するプロダクトモデル取得手段と、船舶を建造する工場の設備情報と、作業員情報に基づいて作成された船舶の建造に関わる設備と作業員に関するファシリティモデルを取得するファシリティモデル取得手段と、取得したプロダクトモデルとファシリティモデルに基づいて、船舶を建造するための組み立て手順とタスクを明確化しプロセスモデルを作成するプロセスモデル作成手段と、プロセスモデルに基づいて時間ごとの建造の進行状況を逐次計算する時間発展系シミュレーションを行う建造シミュレーション手段と、時間発展系シミュレーションの結果を建造時系列情報として提供する情報提供手段とを備えることを特徴とする
請求項１に記載の本発明によれば、ユーザは船舶の建造を細かな作業レベルでシミュレーションすることが可能となり、その精度の高いシミュレーション結果としての建造時系列情報に基づいて工場の改善、生産設計の改善、受注時のコスト予測、及び設備投資などを検討することができるため、建造コストの低減や工期の短縮につながる。
請求項１に記載の本発明によれば、ユーザは船舶の建造を細かな作業レベルでシミュレーションすることが可能となり、その精度の高いシミュレーション結果としての建造時系列情報に基づいて工場の改善、生産設計の改善、受注時のコスト予測、及び設備投資などを検討することができるため、建造コストの低減や工期の短縮につながる。
【0008】
請求項２記載の本発明は、プロセスモデルは、船舶の組み立てに関連した部品の依存関係を表す組立ツリーと、組み立てに当たって必要なタスク間の依存関係を表すタスクツリーを含むことを特徴とする。
請求項２に記載の本発明によれば、組み立ての手順と、それに関わるタスクを明確にし、プロセスモデルを精度よく作成することができる。
請求項２に記載の本発明によれば、組み立ての手順と、それに関わるタスクを明確にし、プロセスモデルを精度よく作成することができる。
【0009】
請求項３記載の本発明は、タスクは、建造シミュレーション手段における時間発展系シミュレーションで実行可能な関数であるベーシックタスクを組み合わせて構築されるカスタムタスクを含むことを特徴とする。
請求項３に記載の本発明によれば、作業の種類別に小さな作業を組み合わせたカスタムタスクにより、シミュレーションの精度を向上させることができる。
請求項３に記載の本発明によれば、作業の種類別に小さな作業を組み合わせたカスタムタスクにより、シミュレーションの精度を向上させることができる。
【0010】
請求項４記載の本発明は、プロセスモデル作成手段が、組み立て手順とタスクに基づいて作業員のスケジュール情報、及び設備と作業員の配置に関する工場レイアウト情報の少なくとも一方を作成し、情報提供手段からも提供可能とすることを特徴とする。
請求項４に記載の本発明によれば、スケジュール情報に基づき、主作業や付随作業まで含めた作業員のすべての生産行為を精密に再現してシミュレーションを行うことができる。また、設備と作業員の配置が反映された工場レイアウト情報に基づき、シミュレーションを行うことができる。また、ユーザは作成されたスケジュール情報又は工場レイアウト情報を必要に応じて確認することができる。
請求項４に記載の本発明によれば、スケジュール情報に基づき、主作業や付随作業まで含めた作業員のすべての生産行為を精密に再現してシミュレーションを行うことができる。また、設備と作業員の配置が反映された工場レイアウト情報に基づき、シミュレーションを行うことができる。また、ユーザは作成されたスケジュール情報又は工場レイアウト情報を必要に応じて確認することができる。
【0011】
請求項５記載の本発明は、プロセスモデル作成手段が、プロセスモデルの作成に当たって、過去に建造した過去船のプロセスデータを過去船データベースから参照し、流用することを特徴とする。
請求項５に記載の本発明によれば、基本設計情報に基づきプロダクトモデルやファシリティモデルが変更された場合に、一からプロセスモデルを作成するよりも少ない労力で、早く精度よくプロセスモデルを作成することができる。
請求項５に記載の本発明によれば、基本設計情報に基づきプロダクトモデルやファシリティモデルが変更された場合に、一からプロセスモデルを作成するよりも少ない労力で、早く精度よくプロセスモデルを作成することができる。
【0012】
請求項６記載の本発明は、建造シミュレーション手段における時間発展系シミュレーションは、時間ごとの船舶の完成部品又は構成部品の位置、設備及び作業員の位置と占有状況、組み立て手順とタスクの進行状況を逐次計算するものであることを特徴とする。
請求項６に記載の本発明によれば、時間発展系シミュレーションを精度よく行うことができる。
請求項６に記載の本発明によれば、時間発展系シミュレーションを精度よく行うことができる。
【0013】
請求項７記載の本発明は、建造シミュレーション手段における時間発展系のシミュレーションの途中結果を、情報提供手段から提供することを特徴とする。
請求項７に記載の本発明によれば、ユーザが途中結果に基づいて判断し、ユーザの意図に沿ったシミュレーションを行いやすくなる。
請求項７に記載の本発明によれば、ユーザが途中結果に基づいて判断し、ユーザの意図に沿ったシミュレーションを行いやすくなる。
【0014】
請求項８記載の本発明は、建造シミュレーション手段が時間発展系シミュレーションを行う以前に、作業員が自律的に仮想的な作業を進めるためのルール情報を取得することを特徴とする。
請求項８に記載の本発明によれば、ルール情報を利用することにより、シミュレーションにおける作業員が的確に仮想的な作業を進めやすくなる。
請求項８に記載の本発明によれば、ルール情報を利用することにより、シミュレーションにおける作業員が的確に仮想的な作業を進めやすくなる。
【0015】
請求項９記載の本発明は、ルール情報として、作業員に付与される判断ルールであるブレインを含むことを特徴とする。
請求項９に記載の本発明によれば、繰り返し作業ではなく現場で判断することが非常に多い作業を作業員がブレインを利用して判断し、仮想的な作業を円滑に進めることができる。
請求項９に記載の本発明によれば、繰り返し作業ではなく現場で判断することが非常に多い作業を作業員がブレインを利用して判断し、仮想的な作業を円滑に進めることができる。
【0016】
請求項１０記載の本発明は、情報提供手段で提供する建造時系列情報は、ガントチャート、作業分解構成図、作業手順書、工数、又は動線の少なくとも一つを含むことを特徴とする。
請求項１０に記載の本発明によれば、このような可視化を行うことにより、ユーザはシミュレーションの結果としての建造時系列情報を見て、構成部品又はファシリティの変更や、ボトルネックの分析・解明、工数予測など、建造に有益な知見を得ることができる。
請求項１０に記載の本発明によれば、このような可視化を行うことにより、ユーザはシミュレーションの結果としての建造時系列情報を見て、構成部品又はファシリティの変更や、ボトルネックの分析・解明、工数予測など、建造に有益な知見を得ることができる。
【0017】
請求項１１記載の本発明は、建造時系列情報の結果が、所期目標の範囲を超えているかを判断し、超えている場合は、対応可能な条件下でファシリティモデル、及びプロセスモデルの少なくとも一方を変更する指示を行うモデル変更指示手段をさらに備えることを特徴とする。
請求項１１に記載の本発明によれば、船舶の建造が所期目標の範囲内に収まるシミュレーション結果を得ることができる。
請求項１１に記載の本発明によれば、船舶の建造が所期目標の範囲内に収まるシミュレーション結果を得ることができる。
【0018】
請求項１２記載の本発明は、ファシリティモデル取得手段が、複数の工場の設備情報と作業員情報に基づいて作成された工場ごとのファシリティモデルを取得し、プロセスモデル作成手段が、工場ごとのプロセスモデルを作成し、建造シミュレーション手段が、プロダクトモデルに対して工場ごとの時間発展系シミュレーションを行うことを特徴とする。
請求項１２に記載の本発明によれば、一つのプロダクトモデルから工場ごとのプロセスモデルが作成され、工場ごとのファシリティモデルを用いたシミュレーションが行われるため、例えば、複数の工場が共同で船舶を建造する際の受注時のコスト予測や、設備投資などを検討することができ、建造コストのさらなる低減や工期のさらなる短縮につながる。
請求項１２に記載の本発明によれば、一つのプロダクトモデルから工場ごとのプロセスモデルが作成され、工場ごとのファシリティモデルを用いたシミュレーションが行われるため、例えば、複数の工場が共同で船舶を建造する際の受注時のコスト予測や、設備投資などを検討することができ、建造コストのさらなる低減や工期のさらなる短縮につながる。
【0019】
請求項１３記載の本発明は、建造シミュレーション手段における工場ごとの時間発展系シミュレーションの結果を、比較可能な状態で情報提供手段から提供することを特徴とする。
請求項１３に記載の本発明によれば、ユーザは迅速かつ的確に、各工場での製造コストや工期などを比較することができる。
請求項１３に記載の本発明によれば、ユーザは迅速かつ的確に、各工場での製造コストや工期などを比較することができる。
【0020】
請求項１４記載の本発明は、プロダクトモデル取得手段が、船舶の基本設計情報を情報通信回線を介して取得し、情報提供手段が建造時系列情報を、情報通信回線を介して提供することを特徴とする。
請求項１４に記載の本発明によれば、船舶の建造シミュレーションシステムが遠隔地にあったとしても、基本設計情報の取得や建造時系列情報の提供を、情報通信回線を介して迅速に行うことができる。
請求項１４に記載の本発明によれば、船舶の建造シミュレーションシステムが遠隔地にあったとしても、基本設計情報の取得や建造時系列情報の提供を、情報通信回線を介して迅速に行うことができる。
【0021】
請求項１５記載の本発明は、船舶の基本設計情報は、ＣＡＤシステムから取得することを特徴とする。
請求項１５に記載の本発明によれば、ＣＡＤシステムで作成された船舶の基本設計情報をプロダクトモデルの設定等に容易、かつ有効に利用できる。
請求項１５に記載の本発明によれば、ＣＡＤシステムで作成された船舶の基本設計情報をプロダクトモデルの設定等に容易、かつ有効に利用できる。
【0022】
請求項１６記載の本発明は、ファシリティモデル取得手段が、工場の改善情報としての設備情報と作業員情報の少なくとも一方に基づいて作成された工場のファシリティモデルを取得し、建造シミュレーション手段が、工場の改善情報に基づいた時間発展系シミュレーションを行い、情報提供手段が改善情報に基づいた建造時系列情報を提供することを特徴とする。
請求項１６に記載の本発明によれば、工場の改善情報を取得して用いることで、工場の設備や作業員を変更し改善した場合のシミュレーションを行うことができる。
請求項１６に記載の本発明によれば、工場の改善情報を取得して用いることで、工場の設備や作業員を変更し改善した場合のシミュレーションを行うことができる。
【0023】
請求項１７記載の本発明は、船舶の建造に関わる共通データベースをさらに備え、プロダクトモデル取得手段が基本設計情報を、ファシリティモデル取得手段が設備情報と作業員情報を、プロセスモデル作成手段がプロセスモデルに関連したプロセスモデル関連情報を共通データベースから取得することを特徴とする。
請求項１７に記載の本発明によれば、共通データベースから各種情報を取得することで、情報の種類ごとに別々のデータベースが設けられている場合と比べて情報の取得が容易となり、情報の共同利用が可能となり、またデータベースの管理を一元化することができる。
請求項１７に記載の本発明によれば、共通データベースから各種情報を取得することで、情報の種類ごとに別々のデータベースが設けられている場合と比べて情報の取得が容易となり、情報の共同利用が可能となり、またデータベースの管理を一元化することができる。
【0024】
請求項１８記載の本発明は、情報提供手段が、時系列情報を共通データベースに提供することを特徴とする。
請求項１８に記載の本発明によれば、新たな時系列情報を共通データベースに蓄積し、例えば、後のシミュレーション時の過去船情報として利用することやルール情報の機械学習に活用すること等ができる。
請求項１８に記載の本発明によれば、新たな時系列情報を共通データベースに蓄積し、例えば、後のシミュレーション時の過去船情報として利用することやルール情報の機械学習に活用すること等ができる。
【0025】
請求項１９記載の本発明は、共通データベ―スが、プロセスモデル関連情報として過去船のプロセスデータを提供する過去船データベースも含むことを特徴とする。
請求項１９に記載の本発明によれば、類型船舶のプロセスモデル関連情報の取得が可能となり、シミュレーションの省略や容易化等が図れる。
請求項１９に記載の本発明によれば、類型船舶のプロセスモデル関連情報の取得が可能となり、シミュレーションの省略や容易化等が図れる。
【0026】
請求項２０記載の本発明は、建造時系列情報に基づいて、船舶の建造に関わるコストを計算するコスト計算手段をさらに備えることを特徴とする。
請求項２０に記載の本発明によれば、建造時系列情報に基づいて計算された船舶の建造に関わるコストを簡便に得ることができる。
請求項２０に記載の本発明によれば、建造時系列情報に基づいて計算された船舶の建造に関わるコストを簡便に得ることができる。
【0027】
請求項２１記載の本発明は、建造時系列情報に基づいて、船舶の建造に必要な購入部品の購入計画を作成する部品調達計画手段をさらに備えることを特徴とする。
請求項２１に記載の本発明によれば、建造時系列情報に基づいて作成された購入部品の購入計画を簡便に得ることができる。
請求項２１に記載の本発明によれば、建造時系列情報に基づいて作成された購入部品の購入計画を簡便に得ることができる。
【0028】
請求項２２記載の本発明は、建造時系列情報に基づいて、船舶の建造に関わる生産計画を立案する生産計画システムと連係する生産計画システム連携手段をさらに備えることを特徴とする。
請求項２２に記載の本発明によれば、建造時系列情報を船舶の建造全体の生産計画の立案へとスムーズに繋げることができる。
請求項２２に記載の本発明によれば、建造時系列情報を船舶の建造全体の生産計画の立案へとスムーズに繋げることができる。
【発明の効果】
【0029】
本発明の船舶の建造船舶の建造シミュレーションシステムによれば、ユーザは船舶の建造を細かな作業レベルでシミュレーションすることが可能となり、その精度の高いシミュレーション結果としての建造時系列情報に基づいて工場の改善、生産設計の改善、受注時のコスト予測、及び設備投資などを検討することができるため、建造コストの低減や工期の短縮につながる。
【0030】
また、プロセスモデルは、船舶の組み立てに関連した部品の依存関係を表す組立ツリーと、組み立てに当たって必要なタスク間の依存関係を表すタスクツリーを含む場合は、組み立ての手順と、それに関わるタスクを明確にし、プロセスモデルを精度よく作成することができる。
【0031】
また、タスクは、建造シミュレーション手段における時間発展系シミュレーションで実行可能な関数であるベーシックタスクを組み合わせて構築されるカスタムタスクを含む場合は、作業の種類別に小さな作業を組み合わせたカスタムタスクにより、シミュレーションの精度を向上させることができる。
【0032】
また、プロセスモデル作成手段が、組み立て手順とタスクに基づいて作業員のスケジュール情報、及び設備と作業員の配置に関する工場レイアウト情報の少なくとも一方を作成し、情報提供手段からも提供可能とする場合は、スケジュール情報に基づき、主作業や付随作業まで含めた作業員のすべての生産行為を精密に再現してシミュレーションを行うことができる。また、設備と作業員の配置が反映された工場レイアウト情報に基づき、シミュレーションを行うことができる。また、ユーザは作成されたスケジュール情報又は工場レイアウト情報を必要に応じて確認することができる。
【0033】
また、プロセスモデル作成手段が、プロセスモデルの作成に当たって、過去に建造した過去船のプロセスデータを過去船データベースから参照し、流用する場合は、基本設計情報に基づきプロダクトモデルやファシリティモデルが変更された場合に、一からプロセスモデルを作成するよりも少ない労力で、早く精度よくプロセスモデルを作成することができる。
【0034】
また、建造シミュレーション手段における時間発展系シミュレーションは、時間ごとの船舶の完成部品又は構成部品の位置、設備及び作業員の位置と占有状況、組み立て手順とタスクの進行状況を逐次計算するものである場合は、時間発展系シミュレーションを精度よく行うことができる。
【0035】
また、建造シミュレーション手段における時間発展系シミュレーションの途中結果を、情報提供手段から提供する場合は、ユーザが途中結果に基づいて判断し、ユーザの意図に沿ったシミュレーションを行いやすくなる。
【0036】
また、建造シミュレーション手段が時間発展系シミュレーションを行う以前に、作業員が自律的に仮想的な作業を進めるためのルール情報を取得する場合は、ルール情報を利用することにより、シミュレーションにおける作業員が的確に仮想的な作業を進めやすくなる。
【0037】
また、ルール情報として、作業員に付与される判断ルールであるブレインを含む場合は、繰り返し作業ではなく現場で判断することが非常に多い作業を作業員がブレインを利用して判断し、仮想的な作業を円滑に進めることができる。
【0038】
また、情報提供手段で提供する建造時系列情報は、ガントチャート、作業分解構成図、作業手順書、工数、又は動線の少なくとも一つを含む場合は、このような可視化を行うことにより、ユーザはシミュレーションの結果としての建造時系列情報を見て、構成部品又はファシリティの変更や、ボトルネックの分析・解明、工数予測など、建造に有益な知見を得ることができる。
【0039】
また、建造時系列情報の結果が、所期目標の範囲を超えているかを判断し、超えている場合は、対応可能な条件下でファシリティモデル、及びプロセスモデルの少なくとも一方を変更する指示を行うモデル変更指示手段をさらに備える場合は、船舶の建造が所期目標の範囲内に収まるシミュレーション結果を得ることができる。
【0040】
また、ファシリティモデル取得手段が、複数の工場の設備情報と作業員情報に基づいて作成された工場ごとのファシリティモデルを取得し、プロセスモデル作成手段が、工場ごとのプロセスモデルを作成し、建造シミュレーション手段が、プロダクトモデルに対して工場ごとの時間発展系シミュレーションを行う場合は、一つのプロダクトモデルから工場ごとのプロセスモデルが作成され、工場ごとのファシリティモデルを用いたシミュレーションが行われるため、例えば、複数の工場が共同で船舶を建造する際の受注時のコスト予測や、設備投資などを検討することができ、建造コストのさらなる低減や工期のさらなる短縮につながる。
【0041】
また、建造シミュレーション手段における工場ごとの時間発展系シミュレーションの結果を、比較可能な状態で情報提供手段から提供する場合は、ユーザは迅速かつ的確に、各工場での製造コストや工期などを比較することができる。
【0042】
また、プロダクトモデル取得手段が、船舶の基本設計情報を情報通信回線を介して取得し、情報提供手段が建造時系列情報を、情報通信回線を介して提供する場合は、船舶の建造シミュレーションシステムが遠隔地にあったとしても、基本設計情報の取得や建造時系列情報の提供を、情報通信回線を介して迅速に行うことができる。
【0043】
また、船舶の基本設計情報は、ＣＡＤシステムから取得する場合は、ＣＡＤシステムで作成された船舶の基本設計情報をプロダクトモデルの設定等に容易、かつ有効に利用できる。
【0044】
また、ファシリティモデル取得手段が、工場の改善情報としての設備情報と作業員情報の少なくとも一方に基づいて作成された工場のファシリティモデルを取得し、建造シミュレーション手段が、工場の改善情報に基づいた時間発展系シミュレーションを行い、情報提供手段が改善情報に基づいた建造時系列情報を提供する場合は、工場の改善情報を取得して用いることで、工場の設備や作業員を変更し改善した場合のシミュレーションを行うことができる。
【0045】
また、船舶の建造に関わる共通データベースをさらに備え、プロダクトモデル取得手段が基本設計情報を、ファシリティモデル取得手段が設備情報と作業員情報を、プロセスモデル作成手段がプロセスモデルに関連したプロセスモデル関連情報を共通データベースから取得する場合は、共通データベースから各種情報を取得することで、情報の種類ごとに別々のデータベースが設けられている場合と比べて情報の取得が容易となり、情報の共同利用が可能となり、またデータベースの管理を一元化することができる。
【0046】
また、情報提供手段が、時系列情報を共通データベースに提供する場合は、新たな時系列情報を共通データベースに蓄積し、例えば、後のシミュレーション時の過去船情報として利用することやルール情報の機械学習に活用すること等ができる。
【0047】
また、共通データベ―スが、プロセスモデル関連情報として過去船のプロセスデータを提供する過去船データベースも含む場合は、類型船舶のプロセスモデル関連情報の取得が可能となり、シミュレーションの省略や容易化等が図れる。
【0048】
また、建造時系列情報に基づいて、船舶の建造に関わるコストを計算するコスト計算手段をさらに備える場合は、建造時系列情報に基づいて計算された船舶の建造に関わるコストを簡便に得ることができる。
【0049】
また、建造時系列情報に基づいて、船舶の建造に必要な購入部品の購入計画を作成する部品調達計画手段をさらに備える場合は、建造時系列情報に基づいて作成された購入部品の購入計画を簡便に得ることができる。
【0050】
また、建造時系列情報に基づいて、船舶の建造に関わる生産計画を立案する生産計画システムと連係する生産計画システム連携手段をさらに備える場合は、建造時系列情報を船舶の建造全体の生産計画の立案へとスムーズに繋げることができる。
【図面の簡単な説明】
【0051】
【図1】本発明の第一の実施形態による船舶の建造シミュレーションシステムを機能実現手段で表したブロック図
【図2】同全体概要図
【図3】同プロダクトモデルの例を示す図
【図4】同５枚板モデルの結合関係を示す図
【図5】同第一の板Ｐ１の３次元モデルを示す図
【図6】同３枚板モデルのプロダクトモデルの例を示す図
【図7】同ファシリティの３次元モデルの例を示す図
【図8】同ファシリティモデルの例を示す図
【図9】同プロセスモデルの概念図
【図10】同プロセスモデル作成ステップの詳細フロー
【図11】同５枚板モデルの組立ツリーの例を示す図
【図12】同３枚板モデルの組立ツリーの例を示す図
【図13】同全タスクの関係をツリーとして表現した例を示す図
【図14】同３枚板モデルのタスクツリーの例を示す図
【図15】同３枚板モデルのタスクツリーのデータの例を示す図
【図16】同３枚板モデルにおける作業員へのタスクの割り振りとタスクの順番の例を示す図
【図17】同実際にシミュレーション空間に配置した例を示す図
【図18】同３枚板モデルにおける工場レイアウト情報の例を示す図
【図19】同シミュレーションステップの詳細フロー
【図20】同ブレインを利用したシミュレーションの様子を示す図
【図21】同シミュレーションステップの疑似コードを示す図
【図22】同ベーシックタスクの例として移動タスク（ｍｏｖｅ）を示す図
【図23】同ベーシックタスクの例として溶接タスク（ｗｅｌｄ）を示す図
【図24】同ベーシックタスクの例としてクレーン移動タスク（ＣｒａｎｅＭｏｖｅ）を示す図
【図25】同配材タスク「取りに行く」の例を示す図
【図26】同配材タスク「配置する」の例を示す図
【図27】同本溶接タスクをベーシックタスクの組合せで表現した例を示す図
【図28】同２つの入り口がある壁で囲まれた領域のうち、移動可能なメッシュを構成した例を示す図
【図29】同形状データの例を示す図
【図30】同溶接線データの例を示す図
【図31】同裏焼き線データの例を示す図
【図32】同プロダクトモデルデータの例を示す図
【図33】同ポリラインデータの例を示す図
【図34】同組立ツリーデータの例を示す図
【図35】同タスクツリーデータの例を示す図
【図36】同出力処理の詳細フロー
【図37】本発明の第二の実施形態による船舶の建造シミュレーションシステムを機能実現手段で表したブロック図
【図38】本発明の第三の実施形態による船舶の建造シミュレーションシステムを機能実現手段で表したブロック図
【図39】本発明の第四の実施形態による船舶の建造シミュレーションシステムを機能実現手段で表したブロック図
【図40】本発明の実施例によるケース１の組立シナリオにおけるシミュレーションの計算結果のガントチャート
【図41】同ケース２の組立シナリオにおけるシミュレーションの計算結果のガントチャート
【図42】同ケース２におけるシミュレーションの３次元的な外観図
【発明を実施するための形態】
【0052】
本発明の第一の実施形態による船舶の建造シミュレーションシステムについて説明する。
図１は本実施形態による船舶の建造シミュレーションシステムを機能実現手段で表したブロック図、図２は全体概要図である。
船舶の建造シミュレーションシステムは、作業員の詳細な動き、すなわち要素作業の動きまでを建造シミュレーション内で表現することを目的に、仮想的な造船工場を構築するために必要な情報を整理する。造船工場は、プロダクト（製品）モデル、ファシリティ（道具を含む設備・作業員）モデル、及びプロセス（作業）モデルという、３つのモデルから構築される。この３つのモデルが、造船工場をモデル化するために必要な核となるデータである。また、シミュレーションを実施するにあたり、これらの情報を補完する２つの付随情報として、スケジュール情報３１と工場レイアウト情報３２を併せて定義する。
なお、プロダクトモデルは実際の製品を、ファシリティモデルは実際の設備や作業員を抽象化しシミュレーションで扱えるようにした体系化されたデータ群であり、仮想的な製品、設備や作業員であるともいえる。また、プロセスモデルは、プロダクトモデルとファシリティモデルにより導かれる仮想的な作業の体系であるともいえる。
図１は本実施形態による船舶の建造シミュレーションシステムを機能実現手段で表したブロック図、図２は全体概要図である。
船舶の建造シミュレーションシステムは、作業員の詳細な動き、すなわち要素作業の動きまでを建造シミュレーション内で表現することを目的に、仮想的な造船工場を構築するために必要な情報を整理する。造船工場は、プロダクト（製品）モデル、ファシリティ（道具を含む設備・作業員）モデル、及びプロセス（作業）モデルという、３つのモデルから構築される。この３つのモデルが、造船工場をモデル化するために必要な核となるデータである。また、シミュレーションを実施するにあたり、これらの情報を補完する２つの付随情報として、スケジュール情報３１と工場レイアウト情報３２を併せて定義する。
なお、プロダクトモデルは実際の製品を、ファシリティモデルは実際の設備や作業員を抽象化しシミュレーションで扱えるようにした体系化されたデータ群であり、仮想的な製品、設備や作業員であるともいえる。また、プロセスモデルは、プロダクトモデルとファシリティモデルにより導かれる仮想的な作業の体系であるともいえる。
【0053】
船舶の建造シミュレーションシステムは、プロダクトモデル取得手段１０と、ファシリティモデル取得手段２０と、プロセスモデル作成手段３０と、建造シミュレーション手段４０と、情報提供手段５０と、モデル変更指示手段６０と、過去船データベース７０を備える。
過去船データベース７０には、過去に建造した過去船のプロセスデータが蓄積されている。
過去船データベース７０には、過去に建造した過去船のプロセスデータが蓄積されている。
【0054】
プロダクトモデル取得手段１０は、船舶の基本設計情報１１に基づいて作成されたプロダクトモデルを取得する。
基本設計情報１１には、船舶の完成部品と完成部品を構成する構成部品の結合関係が含まれている。例えば、プロダクト（製品）が船殻である場合、完成部品は船殻を構成するブロック（区画）であり、構成部品はブロックを構成する板材である。結合関係は、ノード（Node，部品の実体情報）とエッジ（Edge，部品の結合情報）で表現される。
基本設計情報１１は、ＣＡＤシステム（図示なし）から取得することもできる。ＣＡＤシステムから基本設計情報１１を取得することにより、ＣＡＤシステムで作成された基本設計情報１１をプロダクトモデルの設定等に有効利用できる。なお、基本設計情報１１には、例えば、船殻の設計ＣＡＤデータを変換したノードとエッジで表現される結合関係を含む情報も含めることができる。この結合関係を含む情報は、ＣＡＤシステムで予め変換して得てもよいし、基本設計情報１１を取得後にプロダクトモデル取得手段１０で変換して得てもよい。なお、ＣＡＤシステムから取得する基本設計情報１１が、各ＣＡＤシステムにおける独自のデータ構造で保持されている場合は、プロダクトモデル取得手段１０において、ＣＡＤデータをシミュレーションで利用できるデータ構造に変換する。また、ＣＡＤシステムからの基本設計情報１１の取得は、通信回線を介した取得の他、近距離無線通信や記憶手段を用いた取得等、様々な手段を利用して行うことができる。
プロダクトモデルでは、組立対象のプロダクトに関わる情報として、プロダクトを構成する部品自身の属性情報ならびに部品間の結合情報を定義する。プロダクトモデルには、プロダクトの組立に関わる作業（組み立て手順、プロセス）の情報は含まれない。
プロダクトは構成部品である実体をもつ部品同士が個々に結合されていると考える。そこでプロダクトモデルは、グラフ理論に基づきノードとエッジで表現されるグラフ構造を用いて定義する。ノード同士の結合であるエッジには方向性は無いとし、無向グラフとする。
基本設計情報１１には、船舶の完成部品と完成部品を構成する構成部品の結合関係が含まれている。例えば、プロダクト（製品）が船殻である場合、完成部品は船殻を構成するブロック（区画）であり、構成部品はブロックを構成する板材である。結合関係は、ノード（Node，部品の実体情報）とエッジ（Edge，部品の結合情報）で表現される。
基本設計情報１１は、ＣＡＤシステム（図示なし）から取得することもできる。ＣＡＤシステムから基本設計情報１１を取得することにより、ＣＡＤシステムで作成された基本設計情報１１をプロダクトモデルの設定等に有効利用できる。なお、基本設計情報１１には、例えば、船殻の設計ＣＡＤデータを変換したノードとエッジで表現される結合関係を含む情報も含めることができる。この結合関係を含む情報は、ＣＡＤシステムで予め変換して得てもよいし、基本設計情報１１を取得後にプロダクトモデル取得手段１０で変換して得てもよい。なお、ＣＡＤシステムから取得する基本設計情報１１が、各ＣＡＤシステムにおける独自のデータ構造で保持されている場合は、プロダクトモデル取得手段１０において、ＣＡＤデータをシミュレーションで利用できるデータ構造に変換する。また、ＣＡＤシステムからの基本設計情報１１の取得は、通信回線を介した取得の他、近距離無線通信や記憶手段を用いた取得等、様々な手段を利用して行うことができる。
プロダクトモデルでは、組立対象のプロダクトに関わる情報として、プロダクトを構成する部品自身の属性情報ならびに部品間の結合情報を定義する。プロダクトモデルには、プロダクトの組立に関わる作業（組み立て手順、プロセス）の情報は含まれない。
プロダクトは構成部品である実体をもつ部品同士が個々に結合されていると考える。そこでプロダクトモデルは、グラフ理論に基づきノードとエッジで表現されるグラフ構造を用いて定義する。ノード同士の結合であるエッジには方向性は無いとし、無向グラフとする。
【0055】
図３はプロダクトモデルの例を示す図、図４は５枚板モデルの結合関係を示す図である。なお、図４の５枚板モデルは、説明の便宜上、簡略化したプロダクトモデルを示しているが、プロダクトモデルの対象としては、複雑な船殻のブロックや、船体構造、また船舶全体まで含めることが可能である。
ここでは、図３（ａ）に示すような二重底ブロックを、図３（ｂ）に示すように簡略化した５枚板モデルを対象としている。厳密には異なるが、第一の板Ｐ１がインナーボトム、第三の板Ｐ３がボトムシェル、第二の板Ｐ２と第四の板Ｐ４がガーダー、第五の板Ｐ５をロンジと見立てて簡略化している。カラープレートやフロアがなく、ロンジも本数が少ないなど、実際の完成部品とは異なるものの、十分かつ本質的な要素を抽出している。
この完成部品は、図４に示される結合関係で定義される。各板Ｐ１～Ｐ５が構成部品実体のノードに該当し、それらの結合関係であるｌｉｎｅ１～ｌｉｎｅ５がエッジに該当する。ここでは簡単のために５枚板モデルを用いているが、数多くの構成部品で構成される実際の完成部品においても、構成部品実体とそれらの結合関係で完成部品全体を定義することができるため、同様なグラフ表現を用いてプロダクトモデルを定義することが可能である。
ここでは、図３（ａ）に示すような二重底ブロックを、図３（ｂ）に示すように簡略化した５枚板モデルを対象としている。厳密には異なるが、第一の板Ｐ１がインナーボトム、第三の板Ｐ３がボトムシェル、第二の板Ｐ２と第四の板Ｐ４がガーダー、第五の板Ｐ５をロンジと見立てて簡略化している。カラープレートやフロアがなく、ロンジも本数が少ないなど、実際の完成部品とは異なるものの、十分かつ本質的な要素を抽出している。
この完成部品は、図４に示される結合関係で定義される。各板Ｐ１～Ｐ５が構成部品実体のノードに該当し、それらの結合関係であるｌｉｎｅ１～ｌｉｎｅ５がエッジに該当する。ここでは簡単のために５枚板モデルを用いているが、数多くの構成部品で構成される実際の完成部品においても、構成部品実体とそれらの結合関係で完成部品全体を定義することができるため、同様なグラフ表現を用いてプロダクトモデルを定義することが可能である。
【0056】
図５は第一の板Ｐ１の３次元モデルを示す図である。
プロダクトの構成部品の形状は、３ＤＣＡＤモデルを入力することで定義できる。図５に示すように、３次元モデルの座標系は、その部材全体を囲む四角形（Bounding-box）を定義し、その四角形の ８頂点のうち、ｘ，ｙ，ｚ座標値が最小となる頂点が原点位置になるように３次元モデルを配置した。またシミュレーションの実行中は、３次元モデルに定義した基準点の位置（ローカル座標系、又はグローバル座標系における座標）、姿勢情報（初期姿勢を基準としたオイラー角・クォータニオン）を随時参照できるものとする。
プロダクトの構成部品の形状は、３ＤＣＡＤモデルを入力することで定義できる。図５に示すように、３次元モデルの座標系は、その部材全体を囲む四角形（Bounding-box）を定義し、その四角形の ８頂点のうち、ｘ，ｙ，ｚ座標値が最小となる頂点が原点位置になるように３次元モデルを配置した。またシミュレーションの実行中は、３次元モデルに定義した基準点の位置（ローカル座標系、又はグローバル座標系における座標）、姿勢情報（初期姿勢を基準としたオイラー角・クォータニオン）を随時参照できるものとする。
【0057】
構成部品同士の接合情報を示すエッジには、当該構成部品同士の接合情報を示す必要がある。本実施形態では、簡単のために、完成部品の完成状態の座標系における、それぞれの構成部品の位置・姿勢の情報を与える。具体的には、各構成部品に対して基準点とする３点を任意に与え、その３点が完成状態の座標系において、どこに位置するか、という座標データで情報を保持する。その情報を用いることで、任意の構成部品間の位置関係を算出することが可能である。
【0058】
溶接線情報は、３次元的な情報で保持される。例えば、１本の溶接線は、溶接線経路（ポリライン）と、溶接トーチの方向ベクトル（法線ベクトル）で構成されるとする。これらの情報は、完成部品の完成状態の座標系において定義されるデータとし、実際にシミュレーションにて溶接タスク（カスタムタスク）が実施される際に、そのタイミングにおける構成部品の位置・姿勢に基づき、溶接線データに対して座標変換を行う。溶接線経路に加えて、トーチの方向も定義することで、溶接中の作業員の位置を定義することができる。さらに溶接中のトーチの向きを認識することができるため、溶接姿勢を判定することが可能となる。
【0059】
このように、プロダクトモデルには、構成部品同士の連結関係、連結部における接合データ、及び完成部品における構成部品の位置と角度などの情報が含まれる。なお、基本設計情報１１をＣＡＤシステムから取得する場合、ＣＡＤシステムの性能によっては、基本設計情報１１にプロダクトモデルの作成に必要なデータが一部含まれない場合がある。例えば、裏焼き線データを取り扱えるＣＡＤシステムは少数である。そのような場合は、プロセスモデル作成手段３０において、基本設計情報１１に含まれなかったプロダクトモデルの作成に必要なデータの作成を行う。
以上説明したデータについてまとめると、プロダクトモデルは、下表１及び下表２に示すようなノードとエッジの情報として整理される。
以上説明したデータについてまとめると、プロダクトモデルは、下表１及び下表２に示すようなノードとエッジの情報として整理される。
【表1】
【表2】
【0060】
また、図６は３枚板モデルのプロダクトモデルの例を示す図である。
図６では、構成部品（第一の板Ｐ１、第二の板Ｐ２、第三の板Ｐ３）間の接合関係が登録されたデータベースであるプロダクトモデルを示している。「ｎａｍｅ」は名前、「ｐａｒｅｎｔ」は親プロダクト、「ｔｙｐｅ」は種別である。なお、各板Ｐ１～Ｐ３の基準座標３点（vo(0,0,0)，vx(1,0,0)，vz(0,0,1)）は省略している。また、データには本来は対象ＩＤを記載するが、説明用に「ｎａｍｅ」で記載している。
上述のように、プロダクトモデルには、組立に関わる作業（プロセス）の情報は含まれない。
図６では、構成部品（第一の板Ｐ１、第二の板Ｐ２、第三の板Ｐ３）間の接合関係が登録されたデータベースであるプロダクトモデルを示している。「ｎａｍｅ」は名前、「ｐａｒｅｎｔ」は親プロダクト、「ｔｙｐｅ」は種別である。なお、各板Ｐ１～Ｐ３の基準座標３点（vo(0,0,0)，vx(1,0,0)，vz(0,0,1)）は省略している。また、データには本来は対象ＩＤを記載するが、説明用に「ｎａｍｅ」で記載している。
上述のように、プロダクトモデルには、組立に関わる作業（プロセス）の情報は含まれない。
【0061】
図１に示すように、ファシリティモデル取得手段２０は、船舶を建造する工場の設備情報２１と、作業員情報２２に基づいて作成された船舶の建造に関わる設備と作業員に関するファシリティモデルを取得する。なお、設備情報２１には道具の情報も含まれる。また、設備情報２１と作業員情報２２は、ファシリティモデル取得手段２０へ直接入力することで取得できるほか、ファシリティモデル取得手段２０がデータベースに蓄積されているデータから選択して取得することもできる。
ファシリティモデルでは、工場のファシリティに関する情報として、ファシリティの個別の名前（例えば、溶接機Ｎｏ．１）、種別（例えば、溶接機）に加えて、個々のファシリティが有する能力値を定義する。能力値には、そのファシリティが有する機能の最大値（範囲）を定義する。例えば、クレーンが有する能力値の一つとしては、吊り上げ荷重値や速度などが挙げられ、その能力値範囲は、最大吊り上げ荷重値や最大速度となる。
また、プロダクトだけでなく、ファシリティも作業員の移動経路上の障害物になり得るため、３次元モデルを用いて形状を定義する。それにより、シミュレータ内では、オブジェクト同士の３次元的な干渉を判断することも可能となる。ここで図７はファシリティの３次元モデルの例を示す図であり、図７（ａ）は作業員、図７（ｂ）は溶接機、図７（ｃ）はクレーン、図７（ｄ）は床、図７（ｅ）は定盤である。
ファシリティモデルでは、工場のファシリティに関する情報として、ファシリティの個別の名前（例えば、溶接機Ｎｏ．１）、種別（例えば、溶接機）に加えて、個々のファシリティが有する能力値を定義する。能力値には、そのファシリティが有する機能の最大値（範囲）を定義する。例えば、クレーンが有する能力値の一つとしては、吊り上げ荷重値や速度などが挙げられ、その能力値範囲は、最大吊り上げ荷重値や最大速度となる。
また、プロダクトだけでなく、ファシリティも作業員の移動経路上の障害物になり得るため、３次元モデルを用いて形状を定義する。それにより、シミュレータ内では、オブジェクト同士の３次元的な干渉を判断することも可能となる。ここで図７はファシリティの３次元モデルの例を示す図であり、図７（ａ）は作業員、図７（ｂ）は溶接機、図７（ｃ）はクレーン、図７（ｄ）は床、図７（ｅ）は定盤である。
【0062】
ファシリティモデルが保持する具体的な属性情報を下表３に示す。
【表3】
【0063】
また、図８はファシリティモデルの例を示す図である。
図８では、工場のファシリティが登録されたデータベースであるファシリティモデルを示している。「ｎａｍｅ」は名前、「ｔｙｐｅ」は種別、「ｍｏｄｅｌ＿ｆｗｉｌｅ＿ｐａｔｈ」は形状（３次元モデルデータ）、「ａｂｉｌｉｔｙ」は能力（ファシリティの能力値範囲を定義）である。
図８では、工場のファシリティが登録されたデータベースであるファシリティモデルを示している。「ｎａｍｅ」は名前、「ｔｙｐｅ」は種別、「ｍｏｄｅｌ＿ｆｗｉｌｅ＿ｐａｔｈ」は形状（３次元モデルデータ）、「ａｂｉｌｉｔｙ」は能力（ファシリティの能力値範囲を定義）である。
【0064】
このように、プロダクトモデルにおける完成部品と構成部品、及びファシリティモデルにおける工場の設備を３次元モデルで表現する。３次元モデルを利用することで、シミュレーションの精度を向上させることができる。
【0065】
図１に示すように、プロセスモデル作成手段３０は、取得したプロダクトモデルとファシリティモデルに基づいて、船舶を建造するための組み立て手順とタスクを明確化してプロセスモデルを作成する。また、建造シミュレーション手段４０は、プロセスモデルに基づいて時間ごとの建造の進行状況を逐次計算する時間発展系シミュレーションを行う。ここで、先にプロダクトモデルとファシリティモデルが設定され、後からプロセスモデルを作成する点が重要である。この順番に進めることで、的確に、後戻りすることなくプロセスモデルが作成でき、後の処理が滞りなくできる。
図９はプロセスモデルの概念図である。
プロセスモデルは、一連の組立工程に関わる作業情報が定義されたデータである。プロセスモデルは、船舶の組み立てに関連した部品の依存関係を表す組立ツリーと、組み立てに当たって必要なタスク間の依存関係を表すタスクツリーを含む。これにより、組み立ての手順と、それに関わるタスクを明確にし、プロセスモデルを精度よく作成することができる。ここでタスクとは、一単位の作業を指す。
図９はプロセスモデルの概念図である。
プロセスモデルは、一連の組立工程に関わる作業情報が定義されたデータである。プロセスモデルは、船舶の組み立てに関連した部品の依存関係を表す組立ツリーと、組み立てに当たって必要なタスク間の依存関係を表すタスクツリーを含む。これにより、組み立ての手順と、それに関わるタスクを明確にし、プロセスモデルを精度よく作成することができる。ここでタスクとは、一単位の作業を指す。
【0066】
図１０はプロセスモデル作成手段によるプロセスモデル作成の詳細フローである。
まず、プロセスモデル作成手段３０は、プロダクトモデル取得手段１０が取得したプロダクトモデルと、ファシリティモデル取得手段２０が取得したファシリティモデルを読み込む（プロセスモデル作成情報読込ステップＳ１）。
次に、プロセスモデルの作成に当たって、過去に建造した過去船のプロセスデータを過去船データベース７０から参照し、流用するか否かを選択する（流用判断ステップＳ２）。
流用判断ステップＳ２において、流用しないことを選択した場合は、過去船のプロセスデータを参照せずに、構成部品の中間部品を含む組み立て手順を組立ツリーとして定義し（組立ツリー定義ステップＳ３）、組み立て手順の各段階における適切なタスクを定義し（タスク定義ステップＳ４）、タスクの依存関係としての前後関係をタスクツリーとして定義する（タスクツリー定義ステップＳ５）。
一方、流用判断ステップＳ２において、流用することを選択した場合は、過去船データベース７０から類似のプロセスデータを抽出し（過去船プロセスデータ抽出ステップＳ６）、組立ツリー定義ステップＳ３、タスク定義ステップＳ４、及びタスクツリー定義ステップＳ５において、抽出した過去船のプロセスデータを参照して流用する。過去船のプロセスデータを流用することで、基本設計情報１１に基づきプロダクトモデルやファシリティモデルが変更された場合に、一からプロセスモデルを作成するよりも少ない労力で、早く精度よくプロセスモデルを作成することができる。
まず、プロセスモデル作成手段３０は、プロダクトモデル取得手段１０が取得したプロダクトモデルと、ファシリティモデル取得手段２０が取得したファシリティモデルを読み込む（プロセスモデル作成情報読込ステップＳ１）。
次に、プロセスモデルの作成に当たって、過去に建造した過去船のプロセスデータを過去船データベース７０から参照し、流用するか否かを選択する（流用判断ステップＳ２）。
流用判断ステップＳ２において、流用しないことを選択した場合は、過去船のプロセスデータを参照せずに、構成部品の中間部品を含む組み立て手順を組立ツリーとして定義し（組立ツリー定義ステップＳ３）、組み立て手順の各段階における適切なタスクを定義し（タスク定義ステップＳ４）、タスクの依存関係としての前後関係をタスクツリーとして定義する（タスクツリー定義ステップＳ５）。
一方、流用判断ステップＳ２において、流用することを選択した場合は、過去船データベース７０から類似のプロセスデータを抽出し（過去船プロセスデータ抽出ステップＳ６）、組立ツリー定義ステップＳ３、タスク定義ステップＳ４、及びタスクツリー定義ステップＳ５において、抽出した過去船のプロセスデータを参照して流用する。過去船のプロセスデータを流用することで、基本設計情報１１に基づきプロダクトモデルやファシリティモデルが変更された場合に、一からプロセスモデルを作成するよりも少ない労力で、早く精度よくプロセスモデルを作成することができる。
【0067】
ここで、図１１は５枚板モデルの組立ツリーの例を示す図である。
組立ツリー定義ステップＳ３において、組立ツリーには、中間部品の情報（名前、部品の姿勢）及び組み立ての前後関係の情報を定義する。部品の組立順番には前後関係が存在するため、組立ツリーは有向グラフで表現される。
中間部品とは、幾つかの部材が結合した状態の構成部品であり、中間部品と部材、又は中間部品同士を組み立てることで完成部品となる。図１１では、第一の板Ｐ１と第二の板Ｐ２と第四の板Ｐ４が組み合わされて第一の中間部品Ｕ１を成し、第三の板Ｐ３と第五の板Ｐ５が組み合わされて第二の中間部品Ｕ２を成し、第一の中間部品Ｕ１と第二の中間部品Ｕ２を組み合わせて完成部品ＳＵＢ１を成す状態を示している。なお、第一の中間部品Ｕ１を組み立てるにあたっては第一の板Ｐ１をベースとし、第二の中間部品Ｕ２を組み立てるにあたっては第三の板Ｐ３をベースとし、完成部品ＳＵＢ１を組み立てるにあたっては第二の中間部品Ｕ２をベースとしている。
組立ツリー定義ステップＳ３において、組立ツリーには、中間部品の情報（名前、部品の姿勢）及び組み立ての前後関係の情報を定義する。部品の組立順番には前後関係が存在するため、組立ツリーは有向グラフで表現される。
中間部品とは、幾つかの部材が結合した状態の構成部品であり、中間部品と部材、又は中間部品同士を組み立てることで完成部品となる。図１１では、第一の板Ｐ１と第二の板Ｐ２と第四の板Ｐ４が組み合わされて第一の中間部品Ｕ１を成し、第三の板Ｐ３と第五の板Ｐ５が組み合わされて第二の中間部品Ｕ２を成し、第一の中間部品Ｕ１と第二の中間部品Ｕ２を組み合わせて完成部品ＳＵＢ１を成す状態を示している。なお、第一の中間部品Ｕ１を組み立てるにあたっては第一の板Ｐ１をベースとし、第二の中間部品Ｕ２を組み立てるにあたっては第三の板Ｐ３をベースとし、完成部品ＳＵＢ１を組み立てるにあたっては第二の中間部品Ｕ２をベースとしている。
【0068】
組立ツリーの定義に必要な属性情報を下表４に示す。これらの情報をすべての中間部品及び完成部品において定義する。
【表4】
【0069】
また、図１２は３枚板モデルの組立ツリーの例を示す図である。「ｎａｍｅ」は名前、「ｐｒｏｄｕｃｔ１（ｂａｓｅ）」は接合する対象部品のうちベースとする部品、「ｐｒｏｄｕｃｔ２」は接合する対象部品、「中間部品における構成部品の座標変換情報」は中間部品の定義である。なお、中間部品や完成部品の基準座標３点（vo(0,0,0)，vx(1,0,0)，vz(0,0,1)）は省略している。また、データには本来は対象ＩＤを記載するが、説明用に「ｎａｍｅ」で記載している。
図１２の３枚板モデルでは、第一の板Ｐ１と第二の板Ｐ２が組み合わされて中間部品を成し、その中間部品に第三の板Ｐ３が組み合わされて完成部品を成す。なお、中間部品を組み立てるにあたっては第一の板Ｐ１をベースとし、完成部品を組み立てるにあたっては第三の板Ｐ３をベースとしている。
図１２の３枚板モデルでは、第一の板Ｐ１と第二の板Ｐ２が組み合わされて中間部品を成し、その中間部品に第三の板Ｐ３が組み合わされて完成部品を成す。なお、中間部品を組み立てるにあたっては第一の板Ｐ１をベースとし、完成部品を組み立てるにあたっては第三の板Ｐ３をベースとしている。
【0070】
タスクツリー定義ステップＳ５において、タスクツリーには、タスクに必要な情報とタスク同士の前後関係の情報を定義する。例えば、タスク定義ステップＳ４において、下表５に示す３種類のタスクを定義する。
【表5】
【0071】
ここで、図１３は全タスクの関係をツリーとして表現した例を示す図である。
図１３は、５枚板モデルに対して、Ｐ１～Ｐ５の各板（鋼板）を所定の位置に配材して、仮溶接及び本溶接を行うことで、完成部品を組み立てるシナリオを想定したものである。
タスクには前後関係があるため、タスクツリー定義ステップＳ５において、タスクのツリーは有向グラフで表現される。例えばタスク[仮溶接０]は、[配材０]、[配材１]、[配材２]のすべてのタスクを完了してからでないと開始することが出来ないことを意味している。
図１３は、５枚板モデルに対して、Ｐ１～Ｐ５の各板（鋼板）を所定の位置に配材して、仮溶接及び本溶接を行うことで、完成部品を組み立てるシナリオを想定したものである。
タスクには前後関係があるため、タスクツリー定義ステップＳ５において、タスクのツリーは有向グラフで表現される。例えばタスク[仮溶接０]は、[配材０]、[配材１]、[配材２]のすべてのタスクを完了してからでないと開始することが出来ないことを意味している。
【0072】
また、タスクツリーが有する具体的な属性情報を下表６に示す。例えば、タスク［配材 ０］では、オブジェクト［第二の板Ｐ２］をファシリティ［クレーン １］を用いて、オブジェクト［定盤 ２］上の位置 (８ｍ，０ｍ，２ｍ)に、オイラー角 (０，０，０) の姿勢で配置されるように運搬する、という情報が定義される。配材タスクでは始点の座標を定義しておらず、シミュレーション実施時に当該タスクの実行時点における座標から開始される。他にも同様にタスク［本溶接０］は、エッジ［ｌｉｎｅ１］（第一の板Ｐ１と第二の板Ｐ２との結合部）を対象にファシリティ［溶接機 ２］を用いて、０．２ｍ／ｓの速度で本溶接する、という情報が定義される。ただし、このタスクはタスクの前後関係から、タスク［仮溶接０］が完了してからでなければ開始することは出来ない。溶接経路の情報はプロダクトモデルの当該エッジに関連付けられた情報を参照する。
【表6】
【0073】
また、図１４は３枚板モデルのタスクツリーの例を示す図であり、右側の表は左側のグラフ図を表現している。また、図１５は３枚板モデルのタスクツリーのデータの例を示す図である。図１５の「ｎａｍｅ」は名前、「ｔａｓｋ ｔｙｐｅ」は種別、「ｐｒｏｄｕｃｔ」は関連する部品、「ｆａｃｉｌｉｔｙ」は関連するファシリティ、「ｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓ」はタスクツリー情報、「ｔａｓｋ ｄａｔａ」はタスク情報（そのタスクに必要な固有のデータ）である。なお、データには本来は対象ＩＤを記載するが、説明用に「ｎａｍｅ」で記載している。
この例では、図１４に示すように、３枚板モデルに対して、Ｐ１～Ｐ３の各板（鋼板）を所定の位置に配材して、仮溶接及び本溶接を行うことで、完成部品を組み立てるシナリオを想定している。
この例では、図１４に示すように、３枚板モデルに対して、Ｐ１～Ｐ３の各板（鋼板）を所定の位置に配材して、仮溶接及び本溶接を行うことで、完成部品を組み立てるシナリオを想定している。
【0074】
また、図１０に示すように、プロセスモデル作成手段３０は、組み立て手順とタスクに基づいて作業員のスケジュール情報３１を作成する（スケジュール情報作成ステップＳ８）。図１０に示されるように、組み立て手順を先に決めて、タスクを決めることが重要であり、これにより、的確に、後戻りすることなくプロセスモデルが作成でき、後の処理が滞りなくできる。すなわち、組立ツリーを先に作成し、後からタスクツリーを作成する。
スケジュール情報３１は、各行動主体となる作業員に対してタスクを順番も含めて割り当てたものである。これにより、スケジュール情報３１に基づき、主作業や付随作業まで含めた作業員のすべての生産行為を精密に再現してシミュレーションを行うことができる。また、スケジュール情報３１は、情報提供手段５０が備えるモニタやプリンタ等からユーザに提供される。これにより、ユーザは作成されたスケジュール情報３１を必要に応じて確認することができる。なお、スケジュール情報３１は、ユーザの要望があったときのみ提供することも可能である。
スケジュール情報３１は、各行動主体となる作業員に対してタスクを順番も含めて割り当てたものである。これにより、スケジュール情報３１に基づき、主作業や付随作業まで含めた作業員のすべての生産行為を精密に再現してシミュレーションを行うことができる。また、スケジュール情報３１は、情報提供手段５０が備えるモニタやプリンタ等からユーザに提供される。これにより、ユーザは作成されたスケジュール情報３１を必要に応じて確認することができる。なお、スケジュール情報３１は、ユーザの要望があったときのみ提供することも可能である。
【0075】
プロセスモデルでは組立ツリーとタスクツリーに関わる情報が定義されたが、スケジュール情報３１ではタスクツリーで定義されたそれぞれのタスクに対して、担当作業者の割り振りと、タスクの具体的な実行順番が定義される。
スケジュール情報３１の作成例を下表７に示す。この例では、作業員１は鉄工職の作業者を想定しており、配材タスクと仮溶接タスクが割り当てられている。作業員１は、タスク［配材０］から開始し、タスク［仮溶接４］まで順次実施する。一方、作業員２は溶接職の作業者を想定しており、本溶接タスクが順番に割り当てられている。作業員２は、タスク［本溶接０］から開始し、タスク［本溶接３］まで順次実施する。
スケジュール情報３１の作成例を下表７に示す。この例では、作業員１は鉄工職の作業者を想定しており、配材タスクと仮溶接タスクが割り当てられている。作業員１は、タスク［配材０］から開始し、タスク［仮溶接４］まで順次実施する。一方、作業員２は溶接職の作業者を想定しており、本溶接タスクが順番に割り当てられている。作業員２は、タスク［本溶接０］から開始し、タスク［本溶接３］まで順次実施する。
【表7】
【0076】
また、図１６は図１４、１５で示した３枚板モデルにおける作業員へのタスクの割り振りとタスクの順番の例を示す図であり、図１６（ａ）は作業員１へのタスクの割当てとタスク順番を示し、図１６（ｂ）は作業員２へのタスクの割当てとタスク順番を示し、図１６（ｃ）はデータ形式のスケジュール情報である。なお、データには本来は対象ＩＤを記載するが、説明用に「ｎａｍｅ」で記載している。
【0077】
また、図１０に示すように、本実施形態では、スケジュール情報作成ステップＳ８の前に、ファシリティモデルに基づいて、タスクがファシリティの能力値範囲を超えるか否かを判断する（能力値範囲判断ステップＳ７）。
能力値範囲判断ステップＳ７において、タスクがファシリティの能力値範囲を超えないと判断した場合は、スケジュール情報作成ステップＳ８に進んでスケジュール情報３１を作成する。このように、タスクがファシリティの能力値範囲を超えないと判断した場合にスケジュール情報３１を作成することで、ファシリティやタスクの能力値を超えたシミュレーションが行われるスケジュール情報３１を作成することを防止できる。また、作成したプロセスモデルは情報提供手段５０からユーザに提供される。
一方、能力値範囲判断ステップＳ７において、タスクがファシリティの能力値範囲を超えると判断した場合は、組立ツリー定義ステップＳ３、タスク定義ステップＳ４、及びタスクツリー定義ステップＳ５に戻り、中間部品の定義、組立ツリーの定義、タスクの定義、及びタスクツリーの定義のうちの対応可能な少なくとも一つを再定義する。各定義を再定義することにより、より精度の高いプロセスモデルを作成することができる。
能力値範囲判断ステップＳ７において、タスクがファシリティの能力値範囲を超えないと判断した場合は、スケジュール情報作成ステップＳ８に進んでスケジュール情報３１を作成する。このように、タスクがファシリティの能力値範囲を超えないと判断した場合にスケジュール情報３１を作成することで、ファシリティやタスクの能力値を超えたシミュレーションが行われるスケジュール情報３１を作成することを防止できる。また、作成したプロセスモデルは情報提供手段５０からユーザに提供される。
一方、能力値範囲判断ステップＳ７において、タスクがファシリティの能力値範囲を超えると判断した場合は、組立ツリー定義ステップＳ３、タスク定義ステップＳ４、及びタスクツリー定義ステップＳ５に戻り、中間部品の定義、組立ツリーの定義、タスクの定義、及びタスクツリーの定義のうちの対応可能な少なくとも一つを再定義する。各定義を再定義することにより、より精度の高いプロセスモデルを作成することができる。
【0078】
スケジュール情報作成ステップＳ８の後、組み立て手順とタスクに基づいて、実際に時間発展系シミュレーションで使用する設備と作業員の配置に関する工場レイアウト情報３２を作成する（工場レイアウト情報作成ステップＳ９）。これにより、設備と作業員の配置が反映された工場レイアウト情報３２に基づき、シミュレーションを行うことができる。また、工場レイアウト情報３２は、情報提供手段５０が備えるモニタやプリンタ等からユーザに提供される。これにより、ユーザは作成された工場レイアウト情報３２を必要に応じて確認することができる。なお、工場レイアウト情報３２は、ユーザの要望があったときのみ提供することも可能である。
【0079】
これまで定義したプロダクトモデル及びファシリティモデルには、工場での配置情報を定義していない。そこで工場レイアウト情報３２では、各オブジェクトの初期配置を定義する。必要な属性情報を下表８に示す。また、図１７は実際にシミュレーション空間に配置した例を示す図である。
【表8】
【0080】
また、図１８は３枚板モデルにおける工場レイアウト情報の例を示す図である。なお、データには本来は対象ＩＤを記載するが、説明用に「名前」で記載している。
プロダクトモデル、ファシリティモデルのデータベースから、実際にシミュレーションに利用する部品、ファシリティの配置情報をlayout.csvで定義している。
プロダクトモデル、ファシリティモデルのデータベースから、実際にシミュレーションに利用する部品、ファシリティの配置情報をlayout.csvで定義している。
【0081】
建造シミュレーション手段４０は、作成されたプロセスモデルに基づいて時間ごとの建造の進行状況を逐次計算する時間発展系シミュレーション（３次元空間上の時間発展）を行う。
時間発展系シミュレーションにおいては、プロセスモデルを基に、３次元プラットフォーム上での各ファシリティとプロダクトの位置と占有状況、カスタムタスクの進捗状況を変化させることで、造船における建造をシミュレーションする。なお、乱数を与えて中間部品の精度をあえて悪くし、その影響を下流の工程に至るまでシミュレーションすることもできる。また、カスタムタスクとタスクツリーとの関係は、カスタムタスクをツリー構造で前後関係を表し、繋ぎ合わせたものがタスクツリーとなる。
本実施形態では、３次元プラットフォームをゲームエンジンであるＵｎｉｔｙ（登録商標）を活用して構築している。
時刻ｔにおける各ファシリティとプロダクトの位置、角度および占有を表す変数ｘｆ、ｘｐと、プロセスモデルにおけるカスタムタスクの未完又は完了を表す状態のｓｔの３つを引数とすると、プロセスモデル作成手段３０が定義したスケジュールに記載のカスタムタスクの順に、タスクに関係する各引数を事前に設定したルールに従って変化させることで、次の時刻ｔ＋１へのｘｆ、ｘｐ、ｓｔの変化を表すことができる。これにより各引数の時刻歴が出力される。
時間発展系シミュレーションにおいては、プロセスモデルを基に、３次元プラットフォーム上での各ファシリティとプロダクトの位置と占有状況、カスタムタスクの進捗状況を変化させることで、造船における建造をシミュレーションする。なお、乱数を与えて中間部品の精度をあえて悪くし、その影響を下流の工程に至るまでシミュレーションすることもできる。また、カスタムタスクとタスクツリーとの関係は、カスタムタスクをツリー構造で前後関係を表し、繋ぎ合わせたものがタスクツリーとなる。
本実施形態では、３次元プラットフォームをゲームエンジンであるＵｎｉｔｙ（登録商標）を活用して構築している。
時刻ｔにおける各ファシリティとプロダクトの位置、角度および占有を表す変数ｘｆ、ｘｐと、プロセスモデルにおけるカスタムタスクの未完又は完了を表す状態のｓｔの３つを引数とすると、プロセスモデル作成手段３０が定義したスケジュールに記載のカスタムタスクの順に、タスクに関係する各引数を事前に設定したルールに従って変化させることで、次の時刻ｔ＋１へのｘｆ、ｘｐ、ｓｔの変化を表すことができる。これにより各引数の時刻歴が出力される。
【0082】
図１９は時間発展系シミュレーションの詳細フローである。
図１に示す建造シミュレーション手段４０は、時間発展系シミュレーションを行う以前に、作業員が自律的に仮想的な作業を進めるためのルール情報４１をルール情報データベース等から取得する。そして、プロダクトモデル取得手段１０が取得したプロダクトモデルと、ファシリティモデル取得手段２０が取得したファシリティモデルと、プロセスモデル作成手段３０が作成したプロセスモデル、スケジュール情報３１、及び工場レイアウト情報３２と、取得したルール情報４１に基づいて、３次元プラットフォーム上にオブジェクトを配置する（シミュレーション実行情報読込ステップＳ１１）。
ここで、ルール情報４１とは、建造シミュレーション手段４０による自律判断に必要な制約や選択肢である。例えば、溶接タスク（カスタムタスク）では、使える溶接機の種類だけをルール情報４１として指定しておき、どの溶接機を使用するかはシミュレーションの途中で建造シミュレーション手段４０が自律的に判断する。
すなわち、仮想的な作業員がシミュレーション内でどのように判断するのかを記述したものがルール情報４１となる。ルール情報４１を利用することにより、シミュレーションにおける作業員が的確に仮想的な作業を進めやすくなる。ルール情報４１は、あらかじめカタログのように作成してデータベースに蓄積しておく。なお、ルール情報４１は、強化学習やマルチエージェント等により自律的に学習させて作成して取得することも可能である。強化学習等により自律的にルール情報４１を作成する方法としては、エージェントが建造シミュレーション手段４０内を自由に動き回り効率的なルールを学習してルール情報４１を生成する手法を用いる。ルール情報４１の一例は以下の通りである。
ルール１Ａ：空いている近い道具を取得する。
ルール１Ｂ：後工程でも空いている近い道具を取得する。
ルール２：クレーンを使用する場合、クレーン同士の干渉によって他の工程が妨げられないようなクレーンを選択する。
ルール３：使用後、マグネット式の釣り具は台車の上に置く。
ルール４：作業場所が同じ後の工程について、道具をまとめて取ってくる。
これらのルールは、時間発展系シミュレーションを行う以前に作業員に割り当てておくものであり、例えば以下のようになる。
作業員１：ルール１Ａ
作業員２：ルール１Ｂ、ルール２、ルール３、ルール４
作業員１は新人を想定し、作業員２は熟練者を想定したものである。新人の作業員１は自分のことだけを考えて動くため、他工程の邪魔になったりもする。
図１に示す建造シミュレーション手段４０は、時間発展系シミュレーションを行う以前に、作業員が自律的に仮想的な作業を進めるためのルール情報４１をルール情報データベース等から取得する。そして、プロダクトモデル取得手段１０が取得したプロダクトモデルと、ファシリティモデル取得手段２０が取得したファシリティモデルと、プロセスモデル作成手段３０が作成したプロセスモデル、スケジュール情報３１、及び工場レイアウト情報３２と、取得したルール情報４１に基づいて、３次元プラットフォーム上にオブジェクトを配置する（シミュレーション実行情報読込ステップＳ１１）。
ここで、ルール情報４１とは、建造シミュレーション手段４０による自律判断に必要な制約や選択肢である。例えば、溶接タスク（カスタムタスク）では、使える溶接機の種類だけをルール情報４１として指定しておき、どの溶接機を使用するかはシミュレーションの途中で建造シミュレーション手段４０が自律的に判断する。
すなわち、仮想的な作業員がシミュレーション内でどのように判断するのかを記述したものがルール情報４１となる。ルール情報４１を利用することにより、シミュレーションにおける作業員が的確に仮想的な作業を進めやすくなる。ルール情報４１は、あらかじめカタログのように作成してデータベースに蓄積しておく。なお、ルール情報４１は、強化学習やマルチエージェント等により自律的に学習させて作成して取得することも可能である。強化学習等により自律的にルール情報４１を作成する方法としては、エージェントが建造シミュレーション手段４０内を自由に動き回り効率的なルールを学習してルール情報４１を生成する手法を用いる。ルール情報４１の一例は以下の通りである。
ルール１Ａ：空いている近い道具を取得する。
ルール１Ｂ：後工程でも空いている近い道具を取得する。
ルール２：クレーンを使用する場合、クレーン同士の干渉によって他の工程が妨げられないようなクレーンを選択する。
ルール３：使用後、マグネット式の釣り具は台車の上に置く。
ルール４：作業場所が同じ後の工程について、道具をまとめて取ってくる。
これらのルールは、時間発展系シミュレーションを行う以前に作業員に割り当てておくものであり、例えば以下のようになる。
作業員１：ルール１Ａ
作業員２：ルール１Ｂ、ルール２、ルール３、ルール４
作業員１は新人を想定し、作業員２は熟練者を想定したものである。新人の作業員１は自分のことだけを考えて動くため、他工程の邪魔になったりもする。
【0083】
ルール情報４１により、時間発展系シミュレーションの実施中に、未入力だったタスク情報やスケジュール情報が自動構築される。本実施形態では、ルール情報４１として、作業員に付与される判断ルールであるブレインを含む。
ブレインは、カスタムタスクに１対１で対応させ、時間発展系シミュレーションを実行する前に構築しておく。時間発展系シミュレーション上では、ブレインを逐次動作させることで、時間発展の中で状況に応じて作業員が判断する様子を再現する。そのため、特に造船工程のような、繰り返し作業ではなく現場で判断することが非常に多い作業を作業員がブレインを利用して判断し、仮想的な作業を円滑に進めることができる。
ルール情報４１の一つであるブレインで判断される内容は、大別すると以下の四つである。
１．ある一つのカスタムタスクに対して、必要な引数を決定する。
２．ある一つの種類（タスクタイプ）に属する複数のカスタムタスクの中から一つのカスタムタスクを選択する。
３．複数の種類のカスタムタスクから一つの種類を選択する。
４．カスタムタスクを実施中に競合が発生した場合の対応をルールに基づいて選択する。
ブレインは、カスタムタスクに１対１で対応させ、時間発展系シミュレーションを実行する前に構築しておく。時間発展系シミュレーション上では、ブレインを逐次動作させることで、時間発展の中で状況に応じて作業員が判断する様子を再現する。そのため、特に造船工程のような、繰り返し作業ではなく現場で判断することが非常に多い作業を作業員がブレインを利用して判断し、仮想的な作業を円滑に進めることができる。
ルール情報４１の一つであるブレインで判断される内容は、大別すると以下の四つである。
１．ある一つのカスタムタスクに対して、必要な引数を決定する。
２．ある一つの種類（タスクタイプ）に属する複数のカスタムタスクの中から一つのカスタムタスクを選択する。
３．複数の種類のカスタムタスクから一つの種類を選択する。
４．カスタムタスクを実施中に競合が発生した場合の対応をルールに基づいて選択する。
【0084】
ブレインによる判断方法においては、まず引数の組合せとして候補群を作成し、その候補群それぞれに対して評価パラメータを抽出し、所定の評価値ルールに基づく評価値の計算を実施し、最終的に最も評価値が高いものを選択する。
評価パラメータの抽出、所定のルール、評価値に基づく選択は、配材タスクを例にすると、それぞれ例えば以下のようになる。
［評価パラメータの抽出］
判断に関わる評価パラメータ群を、時間発展系シミュレーション中に順次取得する。
・ｐ１：作業員の現在地からプロダクトまでの距離
・ｐ２：プロダクトからクレーンまでの距離
・ｐ３：プロダクトから目的地までの距離（目的地は自動計算）
・ｐ４：ベース板か否か（０ or １）
・ｐ５：干渉無く行動可能か（０ or １）
［評価値ルール］
ｖ＝（ｐ４－０．２＊（ｐ１＋ｐ２＋ｐ３））＊ｐ５
［選択］
０より大きい評価値の中で最大の評価値を得たタスクを選択する。
タスク１：ｖ１
タスク２：ｖ２
タスク３：ｖ３
・・・
評価パラメータの抽出、所定のルール、評価値に基づく選択は、配材タスクを例にすると、それぞれ例えば以下のようになる。
［評価パラメータの抽出］
判断に関わる評価パラメータ群を、時間発展系シミュレーション中に順次取得する。
・ｐ１：作業員の現在地からプロダクトまでの距離
・ｐ２：プロダクトからクレーンまでの距離
・ｐ３：プロダクトから目的地までの距離（目的地は自動計算）
・ｐ４：ベース板か否か（０ or １）
・ｐ５：干渉無く行動可能か（０ or １）
［評価値ルール］
ｖ＝（ｐ４－０．２＊（ｐ１＋ｐ２＋ｐ３））＊ｐ５
［選択］
０より大きい評価値の中で最大の評価値を得たタスクを選択する。
タスク１：ｖ１
タスク２：ｖ２
タスク３：ｖ３
・・・
【0085】
ブレインの評価値ルールは、手動又は機械学習によって構築する。
手動で構築する場合は、ビデオ分析の結果や作業員に対するヒアリング等を通じてルールを推定し構築する。
機械学習によって構築する場合は、二つの構築方法がある。一つ目の構築方法は、造船工場での作業員、道具、及びプロダクトの動きに関するデータをカメラや位置センサ等を用いたモニタリングにより取得し、取得した大量のデータから、作業員とプロダクトとの距離や作業員と道具との距離などのパラメータＸと、作業員のタスク選択結果（判断履歴）Ｙを整理し、整理したデータを教師データとし、パラメータＸからタスク選択結果Ｙを予測するニューラルネット等の機械学習モデルとして構築するものである。また、二つ目の構築方法は、例えば時間が短いほど良い等の目標を設定し、その目標を報酬とした強化学習を適用し、最適な戦略を自動構築するものである。
手動で構築する場合は、ビデオ分析の結果や作業員に対するヒアリング等を通じてルールを推定し構築する。
機械学習によって構築する場合は、二つの構築方法がある。一つ目の構築方法は、造船工場での作業員、道具、及びプロダクトの動きに関するデータをカメラや位置センサ等を用いたモニタリングにより取得し、取得した大量のデータから、作業員とプロダクトとの距離や作業員と道具との距離などのパラメータＸと、作業員のタスク選択結果（判断履歴）Ｙを整理し、整理したデータを教師データとし、パラメータＸからタスク選択結果Ｙを予測するニューラルネット等の機械学習モデルとして構築するものである。また、二つ目の構築方法は、例えば時間が短いほど良い等の目標を設定し、その目標を報酬とした強化学習を適用し、最適な戦略を自動構築するものである。
【0086】
タスクタイプごとのブレインの例を下表９に示す。表中の「ＡｔＢｒａｉｎ」は配材Ａｔのブレイン、「ＦｔＢｒａｉｎ」は仮付Ａｔのブレイン、「ＷｔＢｒａｉｎ」は本溶接Ｗｔのブレイン、「ＤｔＢｒａｉｎ」は裏焼きＤｔのブレインである。
カスタムタスクについて、シミュレーション中に自動決定される引数と、事前にタスクツリーで構築しておく引数を下表１０に示す。下線が引かれた引数が自動決定される引数、下線が引かれていない引数が事前に構築しておく引数である。
【表9】
【表10】
【0087】
図２０はブレインを利用したシミュレーションの様子を示す図であり、図２０（ａ）は配材タスク、図２０（ｂ）は溶接タスクである。
配材タスクにおいては、配材場所の制約と配置位置が自動決定される。
溶接タスクにおいては、溶接線の位置などの評価パラメータが取得され、評価値計算が実施される。なお評価値計算では、溶接作業者の近くで別の作業を実施しないなど、溶接領域が考慮される。
配材タスクにおいては、配材場所の制約と配置位置が自動決定される。
溶接タスクにおいては、溶接線の位置などの評価パラメータが取得され、評価値計算が実施される。なお評価値計算では、溶接作業者の近くで別の作業を実施しないなど、溶接領域が考慮される。
【0088】
シミュレーション実行情報読込ステップＳ１１の後、スケジュール情報３１に記載のカスタムタスクのうち、全行動主体に対して先頭に存在するタスクを実行し、時間を１秒プラスする。（タスク実行ステップＳ１２）。カスタムタスクは事前にメソッドとして定義しておき、割り当てられたカスタムタスクを状況に応じてルール情報４１等に基づき変更する。
時間発展系シミュレーションでは、時間ごとの完成部品又は構成部品の位置、設備及び作業員の位置と占有状況、組み立て手順とタスクの進行状況を逐次計算する。これにより、時間発展系シミュレーションを精度よく行うことができる。
時間発展系シミュレーションでは、時間ごとの完成部品又は構成部品の位置、設備及び作業員の位置と占有状況、組み立て手順とタスクの進行状況を逐次計算する。これにより、時間発展系シミュレーションを精度よく行うことができる。
【0089】
次に、カスタムタスクが終了したか否かを判定する（タスク終了判定ステップＳ１３）。
タスク終了判定ステップＳ１３において、カスタムタスクが終了していないと判定した場合は、タスク実行ステップＳ１２に戻り、カスタムタスクを実行する。
一方、タスク終了判定ステップＳ１３において、カスタムタスクが終了したと判定した場合は、終了したカスタムタスクをスケジュールの先頭から削除し、割り当てられたカスタムタスクがすべて終了したか否かを判定する（シミュレーション終了判定ステップＳ１４）。
シミュレーション終了判定ステップＳ１４において、割り当てられたカスタムタスクがすべて終了していないと判定された場合は、タスク実行ステップＳ１２に戻り、カスタムタスクを実行する。
一方、シミュレーション終了判定ステップＳ１４において、割り当てられたカスタムタスクがすべて終了したと判定された場合は、シミュレーションを終了する。このようにシミュレーションは、すべての予定されたカスタムタスクがなくなるまで繰り返し実行する。
タスク終了判定ステップＳ１３において、カスタムタスクが終了していないと判定した場合は、タスク実行ステップＳ１２に戻り、カスタムタスクを実行する。
一方、タスク終了判定ステップＳ１３において、カスタムタスクが終了したと判定した場合は、終了したカスタムタスクをスケジュールの先頭から削除し、割り当てられたカスタムタスクがすべて終了したか否かを判定する（シミュレーション終了判定ステップＳ１４）。
シミュレーション終了判定ステップＳ１４において、割り当てられたカスタムタスクがすべて終了していないと判定された場合は、タスク実行ステップＳ１２に戻り、カスタムタスクを実行する。
一方、シミュレーション終了判定ステップＳ１４において、割り当てられたカスタムタスクがすべて終了したと判定された場合は、シミュレーションを終了する。このようにシミュレーションは、すべての予定されたカスタムタスクがなくなるまで繰り返し実行する。
【0090】
また、船舶の建造シミュレーションシステムは、時間発展系シミュレーションの途中結果を、情報提供手段５０から提供する。シミュレーションの途中結果は、例えばタスク実行ステップＳ１２が終了するたびにユーザに提供される。ユーザは、提供された途中結果を基に、そのままシミュレーションを続行するか、又はカスタムタスク等を変更して次のシミュレーションを行うかなどを判断する。これにより、ユーザが途中結果に基づいて判断し、ユーザの意図に沿ったシミュレーションを行いやすくなる。
情報提供手段５０からの途中結果の提供は、ユーザが例えばシミュレータの実行ボタンを押す際に任意にオン／オフを選択可能であり、オフが選択されている場合は実行されない。一方、オンが選択されている場合は、例えばモニタが閲覧モードとなり、シミュレーションの状況がアニメーション的に流れていく様子が提供され、ユーザは一時停止ボタンを押したり、また再生ボタンを押したりして、逐次確認することができる。ユーザは、一時停止ボタンを押したとき、既に終了しているカスタムタスク、実施中のカスタムタスク、及び未実施の予定されているカスタムタスクを見ることができ、例えば予定されているカスタムタスクの順番を変更したり、そのカスタムタスクで使う道具を変更及び指定したりできる。変更後、再生ボタンを押すと、シミュレーションが再開し、変更したシナリオで進行する。
また、時間発展系シミュレーションにおいては、予め取得したルール情報４１とタスクを利用し、仮想の作業員が自律的に仮想的な作業を進める。具体的には、ルール情報４１と、タスクとしてのベーシックタスクを組み合わせて構成したカスタムタスクを利用して仮想的な作業を進める。
ルール情報４１とは、上述のように例えば、使える溶接機の種類などである。ルール情報４１とタスクを利用することにより、シミュレーションにおける仮想の作業員が的確に仮想的な作業を進めやすくなる。
本実施形態では、情報提供手段５０から途中結果を提供した後に、ユーザから変更を加えた変更条件を受け付け、変更条件に基づいて時間発展系シミュレーションを実行する。これにより、ユーザの意向が反映された変更条件を基に精度よくシミュレーションを行うことができる。
図２１はシミュレーションの疑似コードを示す図である。
情報提供手段５０からの途中結果の提供は、ユーザが例えばシミュレータの実行ボタンを押す際に任意にオン／オフを選択可能であり、オフが選択されている場合は実行されない。一方、オンが選択されている場合は、例えばモニタが閲覧モードとなり、シミュレーションの状況がアニメーション的に流れていく様子が提供され、ユーザは一時停止ボタンを押したり、また再生ボタンを押したりして、逐次確認することができる。ユーザは、一時停止ボタンを押したとき、既に終了しているカスタムタスク、実施中のカスタムタスク、及び未実施の予定されているカスタムタスクを見ることができ、例えば予定されているカスタムタスクの順番を変更したり、そのカスタムタスクで使う道具を変更及び指定したりできる。変更後、再生ボタンを押すと、シミュレーションが再開し、変更したシナリオで進行する。
また、時間発展系シミュレーションにおいては、予め取得したルール情報４１とタスクを利用し、仮想の作業員が自律的に仮想的な作業を進める。具体的には、ルール情報４１と、タスクとしてのベーシックタスクを組み合わせて構成したカスタムタスクを利用して仮想的な作業を進める。
ルール情報４１とは、上述のように例えば、使える溶接機の種類などである。ルール情報４１とタスクを利用することにより、シミュレーションにおける仮想の作業員が的確に仮想的な作業を進めやすくなる。
本実施形態では、情報提供手段５０から途中結果を提供した後に、ユーザから変更を加えた変更条件を受け付け、変更条件に基づいて時間発展系シミュレーションを実行する。これにより、ユーザの意向が反映された変更条件を基に精度よくシミュレーションを行うことができる。
図２１はシミュレーションの疑似コードを示す図である。
【0091】
カスタムタスクを構成するベーシックタスクは、汎用的に使われうる小さな作業を表す。
ベーシックタスクは、時間発展系シミュレーション上で実行可能な関数であり、時間発展系シミュレーションを実行する前に、関数として構築しておく。ベーシックタスクは、引数が与えられ、その引数に関連したシミュレーションのオブジェクトを移動させたり占有したりといった、シミュレーションに必要な基本的な関数である。また、ベーシックタスクは、３次元的な制約を考慮した関数となる。
ベーシックタスクの組合せとしてカスタムタスクを構築する。タスクが時間発展系シミュレーションで実行可能な関数であるベーシックタスクを組み合わせて構築されるカスタムタスクを含むことで、作業の種類別に小さな作業を組み合わせたカスタムタスクにより、シミュレーションの精度を向上させることができる。
ベーシックタスクの具体例を下表１１に示す。なおベーシックタスクは、表１１に挙げたもの以外にも多数存在する。
ベーシックタスクは、時間発展系シミュレーション上で実行可能な関数であり、時間発展系シミュレーションを実行する前に、関数として構築しておく。ベーシックタスクは、引数が与えられ、その引数に関連したシミュレーションのオブジェクトを移動させたり占有したりといった、シミュレーションに必要な基本的な関数である。また、ベーシックタスクは、３次元的な制約を考慮した関数となる。
ベーシックタスクの組合せとしてカスタムタスクを構築する。タスクが時間発展系シミュレーションで実行可能な関数であるベーシックタスクを組み合わせて構築されるカスタムタスクを含むことで、作業の種類別に小さな作業を組み合わせたカスタムタスクにより、シミュレーションの精度を向上させることができる。
ベーシックタスクの具体例を下表１１に示す。なおベーシックタスクは、表１１に挙げたもの以外にも多数存在する。
【表11】
【0092】
図２２はベーシックタスクの例として移動タスク（ｍｏｖｅ）を示す図である。移動タスクの定義は以下の通りである。
・動く主体名と目的地の座標値を引数として持つ。
・シミュレーション上では、特定のスピードで主体者を移動させる関数となる。
・３次元的な地形を考慮して最短経路を自動算出する。
・経路の途中にマンホールやロンジなどの障害物が存在し、当該障害物をくぐったり跨いだりして越える必要がある場合、それに応じて速度を減速させる。
・動く主体名と目的地の座標値を引数として持つ。
・シミュレーション上では、特定のスピードで主体者を移動させる関数となる。
・３次元的な地形を考慮して最短経路を自動算出する。
・経路の途中にマンホールやロンジなどの障害物が存在し、当該障害物をくぐったり跨いだりして越える必要がある場合、それに応じて速度を減速させる。
【0093】
図２３はベーシックタスクの例として溶接タスク（ｗｅｌｄ）を示す図である。溶接タスクの定義は以下の通りである。
・主体名、対象溶接線名、及び利用する溶接機名を引数とする。
・シミュレーション上では、特定の溶接スピードで溶接線近くを移動させる関数となる。
・溶接機には電源ケーブル、トーチ、及びホースを再現し、ケーブルとホースは他のオブジェクトと干渉する。
・溶接線が上向きにある場合と下向きにある場合で溶接速度が変更される。
・主体名、対象溶接線名、及び利用する溶接機名を引数とする。
・シミュレーション上では、特定の溶接スピードで溶接線近くを移動させる関数となる。
・溶接機には電源ケーブル、トーチ、及びホースを再現し、ケーブルとホースは他のオブジェクトと干渉する。
・溶接線が上向きにある場合と下向きにある場合で溶接速度が変更される。
【0094】
図２４はベーシックタスクの例としてクレーン移動タスク（ＣｒａｎｅＭｏｖｅ）を示す図である。クレーン移動タスクの定義は以下の通りである。
・主体名と目的地の座標値を引数とする。
・シミュレーション上では、特定の移動スピードで目的地まで移動する関数となる。
・本ベーシックタスクは、主体者が機器（クレーン）となる。機器については、外部からタスクを命じられて実行するという形態をとる。
・他のクレーンとの干渉判定を行い、移動可能な領域を制約として考慮する。
・主体名と目的地の座標値を引数とする。
・シミュレーション上では、特定の移動スピードで目的地まで移動する関数となる。
・本ベーシックタスクは、主体者が機器（クレーン）となる。機器については、外部からタスクを命じられて実行するという形態をとる。
・他のクレーンとの干渉判定を行い、移動可能な領域を制約として考慮する。
【0095】
ここで、タスク実行ステップＳ１２の前に事前にメソッドとして定義しておくカスタムタスクについて詳細に説明する。カスタムタスクは以下のように定義される。
・カスタムタスクは、ベーシックタスクの組合せとして構築するものであり、パターン化又は慣習化された途切れない一連の作業の集合を一つのカスタムタスクとして表現する。例えば、カスタムタスクが配材タスクの場合は、「物へ移動→物をつかむ→物と移動→物を置く」となる。
・カスタムタスクに引数が渡され、その引数に基づいて、事前に決められた順番のベーシックタスクを構築していき、最終的にベーシックタスクのリストを構築する。
・カスタムタスクは、配材タスク、仮付タスク、溶接タスクなど、再現したいタスク毎に構築する。
・カスタムタスクは、インプットとして共通の引数とタスク毎に固有の引数を持つ。
・カスタムタスクには、人が主体となるものと、機器が主体となるものがある。例えば、配材タスクの主体は人（作業員）、自動溶接タスクの主体は機器（自動溶接機）となる。
・カスタムタスクは、ベーシックタスクの組合せとして構築するものであり、パターン化又は慣習化された途切れない一連の作業の集合を一つのカスタムタスクとして表現する。例えば、カスタムタスクが配材タスクの場合は、「物へ移動→物をつかむ→物と移動→物を置く」となる。
・カスタムタスクに引数が渡され、その引数に基づいて、事前に決められた順番のベーシックタスクを構築していき、最終的にベーシックタスクのリストを構築する。
・カスタムタスクは、配材タスク、仮付タスク、溶接タスクなど、再現したいタスク毎に構築する。
・カスタムタスクは、インプットとして共通の引数とタスク毎に固有の引数を持つ。
・カスタムタスクには、人が主体となるものと、機器が主体となるものがある。例えば、配材タスクの主体は人（作業員）、自動溶接タスクの主体は機器（自動溶接機）となる。
【0096】
人に割り当てられるカスタムタスクのタスクタイプ、関数名、及び引数の例を下表１２に示し、機器に割り当てられるカスタムタスクの関数名、及び引数の例を下表１３に示す。
【表12】
【表13】
【0097】
図２５はカスタムタスクとしての配材タスク「取りに行く」の例を示す図である。なお、ホイストクレーンを使用する。
この配材タスクのタスクタイプは「配材Ａｔ」、関数名は「AtPick」、共通の引数は「タスク名，タスクタイプ，関数名，対象，利用ファシリティ，先行タスク，主体名，要求ファシリティ種別・個数」、固有の引数はなしとなる。
配材タスク「取りに行く」を構成するベーシックタスクのリストの例を以下に示す。
１．ｍｏｖｅ （主体者，ファシリティの場所）
２．ｍｏｖｅ （主体者とファシリティ，対象の場所）
３．ＣｒａｎｅＨｏｉｓｔ （下げる）
４．Ｔｉｍｅｏｕｔ （指定秒数）
５．ＣｒａｎｅＨｏｉｓｔ （上げる）
なお、上記３のベーシックタスクはフックを下降させ、上記４のベーシックタスクは玉掛時間分待機させ、上記５のベーシックタスクはフックを上昇させるものである。
この配材タスクのタスクタイプは「配材Ａｔ」、関数名は「AtPick」、共通の引数は「タスク名，タスクタイプ，関数名，対象，利用ファシリティ，先行タスク，主体名，要求ファシリティ種別・個数」、固有の引数はなしとなる。
配材タスク「取りに行く」を構成するベーシックタスクのリストの例を以下に示す。
１．ｍｏｖｅ （主体者，ファシリティの場所）
２．ｍｏｖｅ （主体者とファシリティ，対象の場所）
３．ＣｒａｎｅＨｏｉｓｔ （下げる）
４．Ｔｉｍｅｏｕｔ （指定秒数）
５．ＣｒａｎｅＨｏｉｓｔ （上げる）
なお、上記３のベーシックタスクはフックを下降させ、上記４のベーシックタスクは玉掛時間分待機させ、上記５のベーシックタスクはフックを上昇させるものである。
【0098】
図２６はカスタムタスクとしての配材タスク「配置する」の例を示す図である。
この配材タスクのタスクタイプは「配材Ａｔ」、関数名は「AtPlace」、共通の引数は「タスク名，タスクタイプ，関数名，対象，利用ファシリティ，先行タスク，主体名，要求ファシリティ種別・個数」、固有の引数は「配材先の基準オブジェクト，座標値（ｘ，ｙ，ｚ）、オイラー角（θ，φ，ψ）」となる。
配材タスク「配置する」を構成するベーシックタスクのリストの例を以下に示す。
１．ｍｏｖｅ （主体者，ファシリティと対象，指定された座標値へ）
２．ＣｒａｎｅＨｏｉｓｔ （下げる）
３．Ｔｉｍｅｏｕｔ （指定秒数）
４．ＣｒａｎｅＨｏｉｓｔ （上げる）
なお、上記３のベーシックタスクは物を取り外す時間分待機させるものである。
この配材タスクのタスクタイプは「配材Ａｔ」、関数名は「AtPlace」、共通の引数は「タスク名，タスクタイプ，関数名，対象，利用ファシリティ，先行タスク，主体名，要求ファシリティ種別・個数」、固有の引数は「配材先の基準オブジェクト，座標値（ｘ，ｙ，ｚ）、オイラー角（θ，φ，ψ）」となる。
配材タスク「配置する」を構成するベーシックタスクのリストの例を以下に示す。
１．ｍｏｖｅ （主体者，ファシリティと対象，指定された座標値へ）
２．ＣｒａｎｅＨｏｉｓｔ （下げる）
３．Ｔｉｍｅｏｕｔ （指定秒数）
４．ＣｒａｎｅＨｏｉｓｔ （上げる）
なお、上記３のベーシックタスクは物を取り外す時間分待機させるものである。
【0099】
図２７はカスタムタスクの一つである本溶接タスクをベーシックタスクの組合せで表現した例を示す図である。
メソッドとしてのタスクを実行することにより，変数ｘｆ、ｘｐ、ｓｔを変化させる。そのために、各カスタムタスクのそれぞれに対してメソッドを定義するが、そのカスタムタスクをさらに細かなメソッドであるベーシックタスクの組合せで表現する。
まず、開始条件を確認するベーシックタスク（Wait_start）は、条件が満たされるまでは待つといったメソッドとなる。
道具を確保するベーシックタスク（Wait_hold）は、使用する道具がすべて空いていなければ待ち、空いていれば、本タスクのために占有する状態に変化させるといった基本的なメソッドとなる。
また、クレーンによって構成部品を移動させるなどの表現は、移動タスク（move）として表し、指定した速度で位置や角度を変更する。
溶接タスク（weld）は、プロダクトモデルに定義された溶接線情報を基に、溶接開始点までの移動と溶接姿勢に基づく速度で溶接トーチおよび作業者を移動させ、構成部品を次の中間部品へと変化させるといったメソッドとしている。このようなベーシックタスクの組合せで様々なタスクを表現し、メソッドとして事前（タスク実行ステップＳ１２の前）に構築する。
このように、カスタムタスクはあらかじめ決められた標準的な手順を記載するものである。カスタムタスクは、時間発展系シミュレーションの前にカタログのように作っておく。カスタムタスクの一例は以下の通りである。
仮溶接（カスタムタスク）：溶接機を取りに行く＋クレーンを取りに行く＋部品を吊る＋位置をあわせる＋仮止めする
このとき、どの道具（溶接機１又は溶接機２など）を選択するかはルール情報４１（ルール１Ａ、ルール１Ｂ、ルール２など）に基づいて決められる。また、ルール情報４１のうちのルール３に関し、マグネット式のクレーンを使っていた場合は、道具を使用後に台車の上に置くという新たなタスクが発生する。もちろん、ルール情報４１に基づかずに、使用する道具をユーザが指定することもできる。
メソッドとしてのタスクを実行することにより，変数ｘｆ、ｘｐ、ｓｔを変化させる。そのために、各カスタムタスクのそれぞれに対してメソッドを定義するが、そのカスタムタスクをさらに細かなメソッドであるベーシックタスクの組合せで表現する。
まず、開始条件を確認するベーシックタスク（Wait_start）は、条件が満たされるまでは待つといったメソッドとなる。
道具を確保するベーシックタスク（Wait_hold）は、使用する道具がすべて空いていなければ待ち、空いていれば、本タスクのために占有する状態に変化させるといった基本的なメソッドとなる。
また、クレーンによって構成部品を移動させるなどの表現は、移動タスク（move）として表し、指定した速度で位置や角度を変更する。
溶接タスク（weld）は、プロダクトモデルに定義された溶接線情報を基に、溶接開始点までの移動と溶接姿勢に基づく速度で溶接トーチおよび作業者を移動させ、構成部品を次の中間部品へと変化させるといったメソッドとしている。このようなベーシックタスクの組合せで様々なタスクを表現し、メソッドとして事前（タスク実行ステップＳ１２の前）に構築する。
このように、カスタムタスクはあらかじめ決められた標準的な手順を記載するものである。カスタムタスクは、時間発展系シミュレーションの前にカタログのように作っておく。カスタムタスクの一例は以下の通りである。
仮溶接（カスタムタスク）：溶接機を取りに行く＋クレーンを取りに行く＋部品を吊る＋位置をあわせる＋仮止めする
このとき、どの道具（溶接機１又は溶接機２など）を選択するかはルール情報４１（ルール１Ａ、ルール１Ｂ、ルール２など）に基づいて決められる。また、ルール情報４１のうちのルール３に関し、マグネット式のクレーンを使っていた場合は、道具を使用後に台車の上に置くという新たなタスクが発生する。もちろん、ルール情報４１に基づかずに、使用する道具をユーザが指定することもできる。
【0100】
また、ベーシックタスクの中でも移動については、すべてのタスク内の移動経路を手入力することが困難なことが多いと想定されるため、建造シミュレーション手段４０が経路探索を行い自動判断するように設定することが好ましい。この場合、具体的には、まず移動可能な領域をメッシュで動的に生成し、そのメッシュの頂点と線分を経路と見立て、Ａ＊アルゴリズムにより経路を自動算出する。
図２８は２つの入り口がある壁で囲まれた領域のうち、移動可能なメッシュを構成した例を示す図である。壁１３０付近はメッシュが存在しないため、壁１３０を回り込んで移動するような経路が生成されることとなる。実装には、例えばＵｎｉｔｙ（登録商標）のＮａｖｍｅｓｈＡｇｅｎｔクラスを活用する。これによりベーシックタスクでは到達先の地点又は到達先のオブジェクトを指定することで、途中の経路は自動算出され入力の手間を大幅に削減することが可能となる。
図２８は２つの入り口がある壁で囲まれた領域のうち、移動可能なメッシュを構成した例を示す図である。壁１３０付近はメッシュが存在しないため、壁１３０を回り込んで移動するような経路が生成されることとなる。実装には、例えばＵｎｉｔｙ（登録商標）のＮａｖｍｅｓｈＡｇｅｎｔクラスを活用する。これによりベーシックタスクでは到達先の地点又は到達先のオブジェクトを指定することで、途中の経路は自動算出され入力の手間を大幅に削減することが可能となる。
【0101】
ここで、シミュレーションにおいて入力するインプットデータの具体例を下表１４に示す。なお、ファシリティに関するデータは除いている。
【表14】
【0102】
図２９は形状データの例を示す図である。
図２９に示すサンプルは、SUB_Fという名前の小組を想定している。すべての部品について、部品ごとのローカル座標系で、かつ安定な姿勢で定義している。なおソリッドモデルとしているが、他のデータ形式とすることもできる。
図２９に示すサンプルは、SUB_Fという名前の小組を想定している。すべての部品について、部品ごとのローカル座標系で、かつ安定な姿勢で定義している。なおソリッドモデルとしているが、他のデータ形式とすることもできる。
【0103】
図３０は溶接線データの例を示す図である。
溶接線データは、溶接線１本ごとに定義し、溶接線のポリラインは、完成状態の座標系におけるものである。中央の図において実線は溶接線、点線は溶接線をトーチを当てる逆方向に引いた線である。また、右側の図は側方から見た図であり、「〇」は溶接線の位置、「△」は溶接線をトーチを当てる逆方向に引いた線の位置を示している。
なお、上述のように、本実施形態では溶接線が上向きにある場合と下向きにある場合で溶接速度が変更されるように定義しているが、実際の溶接速度に関するデータを予め取得して、それに基づいて溶接速度を変更することもできる。
溶接線データは、溶接線１本ごとに定義し、溶接線のポリラインは、完成状態の座標系におけるものである。中央の図において実線は溶接線、点線は溶接線をトーチを当てる逆方向に引いた線である。また、右側の図は側方から見た図であり、「〇」は溶接線の位置、「△」は溶接線をトーチを当てる逆方向に引いた線の位置を示している。
なお、上述のように、本実施形態では溶接線が上向きにある場合と下向きにある場合で溶接速度が変更されるように定義しているが、実際の溶接速度に関するデータを予め取得して、それに基づいて溶接速度を変更することもできる。
【0104】
図３１は裏焼き線データの例を示す図である。
ここでは、ひずみをとる目的で、小組段階で骨の裏側にガスバーナーで火をいれることを想定している。裏焼き線のポリラインは、完成状態の座標系におけるものである。左側の図において実線は裏焼き線、点線は裏焼き線をガスバーナーを向ける逆方向に引いた線である。また、右側の図は側方から見た図であり、「〇」は裏焼き線の位置、「△」は溶接線をガスバーナーを向ける逆方向に引いた線の位置を示している。
ここでは、ひずみをとる目的で、小組段階で骨の裏側にガスバーナーで火をいれることを想定している。裏焼き線のポリラインは、完成状態の座標系におけるものである。左側の図において実線は裏焼き線、点線は裏焼き線をガスバーナーを向ける逆方向に引いた線である。また、右側の図は側方から見た図であり、「〇」は裏焼き線の位置、「△」は溶接線をガスバーナーを向ける逆方向に引いた線の位置を示している。
【0105】
図３２はプロダクトモデルデータの例を示す図である。
列Ａはタイトルが「名前」であり、部品と溶接線の名前が記載されている。列Ｂはタイトルが「グループ名」であり、属するグループ名が記載されている。列Ｃはタイトルが「種別」であり、部品であれば「ｎｏｄｅ」、線であれば「ｅｄｇｅ」が記載されている。列Ｄ、Ｅはタイトルが「ｎｏｄｅ」であり、どの部品と部品をつなげる線かの情報が記載されている。列Ｆはタイトルが「Ｐａｔｈ」であり、形状データと溶接線データの保存場所を示すパスが記載されている。列Ｇはタイトルが「姿勢情報」であり、完成状態における部品の相対位置と角度が記載されている。列Ｈはタイトルが「重量」であり、部品の重量が記載されている。
列Ａはタイトルが「名前」であり、部品と溶接線の名前が記載されている。列Ｂはタイトルが「グループ名」であり、属するグループ名が記載されている。列Ｃはタイトルが「種別」であり、部品であれば「ｎｏｄｅ」、線であれば「ｅｄｇｅ」が記載されている。列Ｄ、Ｅはタイトルが「ｎｏｄｅ」であり、どの部品と部品をつなげる線かの情報が記載されている。列Ｆはタイトルが「Ｐａｔｈ」であり、形状データと溶接線データの保存場所を示すパスが記載されている。列Ｇはタイトルが「姿勢情報」であり、完成状態における部品の相対位置と角度が記載されている。列Ｈはタイトルが「重量」であり、部品の重量が記載されている。
【0106】
図３３はポリラインデータの例を示す図である。
列Ａはタイトルが「ＬｉｎｅＮａｍｅ」であり、裏焼き線の名前が記載されている。列Ｂはタイトルが「ＬｉｎｅＴｙｐｅ」であり、線のタイプが記載されている。列Ｃはタイトルが「ＰａｒｅｎｔＰｒｏｄｕｃｔＮａｍｅ」であり、どの製品（親プロダクト）を基準にするかの情報が記載されている。列Ｄはタイトルが「Ｐａｔｈ」であり、裏焼き線データの保存場所を示すパスが記載されている。
列Ａはタイトルが「ＬｉｎｅＮａｍｅ」であり、裏焼き線の名前が記載されている。列Ｂはタイトルが「ＬｉｎｅＴｙｐｅ」であり、線のタイプが記載されている。列Ｃはタイトルが「ＰａｒｅｎｔＰｒｏｄｕｃｔＮａｍｅ」であり、どの製品（親プロダクト）を基準にするかの情報が記載されている。列Ｄはタイトルが「Ｐａｔｈ」であり、裏焼き線データの保存場所を示すパスが記載されている。
【0107】
図３４は組立ツリーデータの例を示す図である。
左側の図において、列Ａはタイトルが「Ｎａｍｅ」であり、中間部品の名前が記載されている。列Ｂはタイトルが「ＣｏｍｐｏｎｅｎｔＮａｍｅ」であり、中間部品を構成する部材の名前が記載されている。列Ｃはタイトルが「ｉｓＢａｓｅｄＰｒｏｄｕｃｔ」であり、ベース板であれば「ｂａｓｅ」が記載されている。列Ｄはタイトルが「ＰｒｏｄｕｃｔＰｏｓｅ」であり、ベース板の場合は、中間部品の局所座標系におけるベース板の位置と角度が記載されている。
また、右側の図は、板モデルの組立ツリーの例を示している。
左側の図において、列Ａはタイトルが「Ｎａｍｅ」であり、中間部品の名前が記載されている。列Ｂはタイトルが「ＣｏｍｐｏｎｅｎｔＮａｍｅ」であり、中間部品を構成する部材の名前が記載されている。列Ｃはタイトルが「ｉｓＢａｓｅｄＰｒｏｄｕｃｔ」であり、ベース板であれば「ｂａｓｅ」が記載されている。列Ｄはタイトルが「ＰｒｏｄｕｃｔＰｏｓｅ」であり、ベース板の場合は、中間部品の局所座標系におけるベース板の位置と角度が記載されている。
また、右側の図は、板モデルの組立ツリーの例を示している。
【0108】
図３５はタスクツリーデータの例を示す図である。
列Ａはタイトルが「ＴａｓｋＮａｍｅ」であり、タスクの名前が記載されている。列Ｂはタイトルが「ＴａｓｋＴｙｐｅ」であり、タスクの種類が記載されている。列Ｃはタイトルが「ＦｕｎｃｔｉｏｎＮａｍｅ」であり、シミュレータ内の名前が記載されている。列Ｄ～Ｇにはタスクごとに必要な引数が記載されている。列Ｈはタイトルが「ＲｅｑｕｉｒｅｄＦａｃｉｌｉｔｙＬｉｓｔ」であり、必要ファシリティが記載されている。
列Ｂに記載されるタスクの種類としては、Ａｔ１（配材）、Ｆｔ（仮付）、Ｗｔ（本溶接）、Ｔｔ（反転）、Ｄｔ（裏焼き）、Ａｔ２又はＡｔ３（製品の移動）などがある。
タスクごとに必要な引数が記載される列Ｄ～Ｇにおいて、列Ｄはタイトルが「ＴａｓｋＯｂｊｅｃｔ」であり、対象物が記載されている。列Ｅはタイトルが「ＴａｓｋＦａｃｉｌｉｔｙ」であり、利用するファシリティ名が記載されている。列Ｆはタイトルが「ＴａｓｋＣｏｎｄｉｔｉｏｎｓ」であり、先行タスクが記載されている。列Ｇはタイトルが「ＴａｓｋＰａｒａｍｅｔｅｒ」であり、タスクに固有なパラメータが記載されている。なお、列Ｆのタスクコンディション欄には「ｎｕｌｌ」と記載されているが、これはシミュレーション内で自動決定される。
列Ｈの記載は、どの種別の道具が何個無いとできない作業なのかを示すものであり、例えば図中の「Ｃｒａｎｅ １」は、クレーンが１台無いとできない作業であることを示している。
列Ａはタイトルが「ＴａｓｋＮａｍｅ」であり、タスクの名前が記載されている。列Ｂはタイトルが「ＴａｓｋＴｙｐｅ」であり、タスクの種類が記載されている。列Ｃはタイトルが「ＦｕｎｃｔｉｏｎＮａｍｅ」であり、シミュレータ内の名前が記載されている。列Ｄ～Ｇにはタスクごとに必要な引数が記載されている。列Ｈはタイトルが「ＲｅｑｕｉｒｅｄＦａｃｉｌｉｔｙＬｉｓｔ」であり、必要ファシリティが記載されている。
列Ｂに記載されるタスクの種類としては、Ａｔ１（配材）、Ｆｔ（仮付）、Ｗｔ（本溶接）、Ｔｔ（反転）、Ｄｔ（裏焼き）、Ａｔ２又はＡｔ３（製品の移動）などがある。
タスクごとに必要な引数が記載される列Ｄ～Ｇにおいて、列Ｄはタイトルが「ＴａｓｋＯｂｊｅｃｔ」であり、対象物が記載されている。列Ｅはタイトルが「ＴａｓｋＦａｃｉｌｉｔｙ」であり、利用するファシリティ名が記載されている。列Ｆはタイトルが「ＴａｓｋＣｏｎｄｉｔｉｏｎｓ」であり、先行タスクが記載されている。列Ｇはタイトルが「ＴａｓｋＰａｒａｍｅｔｅｒ」であり、タスクに固有なパラメータが記載されている。なお、列Ｆのタスクコンディション欄には「ｎｕｌｌ」と記載されているが、これはシミュレーション内で自動決定される。
列Ｈの記載は、どの種別の道具が何個無いとできない作業なのかを示すものであり、例えば図中の「Ｃｒａｎｅ １」は、クレーンが１台無いとできない作業であることを示している。
【0109】
建造シミュレーション手段４０は、時間発展系シミュレーションの後、時間発展系シミュレーションの結果を時系列データ化し建造時系列情報４２とする。時系列データは、行動主体である作業員を含む各ファシリティの位置、角度、及び占有状況等の時刻歴データである。このように、船舶の建造シミュレーションシステムを用いることで、ユーザは船舶の建造を細かな作業レベルでシミュレーションすることが可能となり、その精度の高いシミュレーション結果としての建造時系列情報４２に基づいて工場の改善、生産設計の改善、受注時のコスト予測、及び設備投資などを検討することができるため、建造コストの低減や工期の短縮につながる。
また、建造時系列情報４２は、非常に細かい作業レベルまで存在するので、タブレット等の携帯端末、ＡＲ（Augmented Reality）技術、ＭＲ（Mixed Reality）技術、又はホログラムディスプレイを活用した視覚的な確認や、ＶＲ（Virtual Reality）を用いた仮想空間における実寸大での確認ができるように、作業者に対して情報伝達することで、作業効率を向上させることができる。ＡＩチャットボットなどで音声的に作業案内することも可能である。
また、建造時系列情報４２は、非常に細かい作業レベルまで存在するので、タブレット等の携帯端末、ＡＲ（Augmented Reality）技術、ＭＲ（Mixed Reality）技術、又はホログラムディスプレイを活用した視覚的な確認や、ＶＲ（Virtual Reality）を用いた仮想空間における実寸大での確認ができるように、作業者に対して情報伝達することで、作業効率を向上させることができる。ＡＩチャットボットなどで音声的に作業案内することも可能である。
【0110】
情報提供手段５０は、時間発展系シミュレーションの結果を建造時系列情報４２としてユーザに提供する。ユーザは、取得した建造時系列情報４２を、クラウドサーバ等を利用して、作業者、設計者、管理者など関係各所で横断的に共有すること等ができる。なお、ユーザは、取得した建造時系列情報４２を見てシミュレーションの条件を修正する必要性を感じた場合、若干の変更であれば現場からクラウドサーバを通じて船舶の建造シミュレーションシステムに対する操作を行うことができる。
ここで、図３６は情報提供手段による出力処理の詳細フローである。
まず、プロダクトモデル、ファシリティモデル、プロセスモデル、スケジュール情報３１、ルール情報４１、及び建造時系列情報４２を読み込む（出力情報読み込みステップＳ２１）。
次に、表示に必要な計算や生成等を行い、建造時系列情報４２を表示する（表示ステップＳ２２）。建造時系列情報４２は、ガントチャート、作業分解構成図、作業手順書、工数、又は動線の少なくとも一つを含むことが好ましい。このような可視化を行うことにより、ユーザはシミュレーションの結果としての建造時系列情報４２を見て、構成部品又はファシリティの変更や、ボトルネックの分析・解明、工数予測など、建造に有益な知見を得ることができる。なお、作業分解構成図は、時系列情報から各タスクの開始時間や終了時間を記載できるため、直接的ではないが、建造時系列情報４２として扱うことができる。また、工数とは、例えば、各作業にかかる日数を「〇〇人日」のように表したものである。また、作業分解構成図、工数以外の作業手順書や動線も時系列化された情報として表現することが可能である。
また、建造時系列情報４２は、必要工程と工程同士の関係性や所要日数を確認できるパート（ＰＥＲＴ）図として表現することもできる。
ここで、図３６は情報提供手段による出力処理の詳細フローである。
まず、プロダクトモデル、ファシリティモデル、プロセスモデル、スケジュール情報３１、ルール情報４１、及び建造時系列情報４２を読み込む（出力情報読み込みステップＳ２１）。
次に、表示に必要な計算や生成等を行い、建造時系列情報４２を表示する（表示ステップＳ２２）。建造時系列情報４２は、ガントチャート、作業分解構成図、作業手順書、工数、又は動線の少なくとも一つを含むことが好ましい。このような可視化を行うことにより、ユーザはシミュレーションの結果としての建造時系列情報４２を見て、構成部品又はファシリティの変更や、ボトルネックの分析・解明、工数予測など、建造に有益な知見を得ることができる。なお、作業分解構成図は、時系列情報から各タスクの開始時間や終了時間を記載できるため、直接的ではないが、建造時系列情報４２として扱うことができる。また、工数とは、例えば、各作業にかかる日数を「〇〇人日」のように表したものである。また、作業分解構成図、工数以外の作業手順書や動線も時系列化された情報として表現することが可能である。
また、建造時系列情報４２は、必要工程と工程同士の関係性や所要日数を確認できるパート（ＰＥＲＴ）図として表現することもできる。
【0111】
モデル変更指示手段６０は、建造時系列情報４２の結果が、所期目標の範囲を超えているか否かを判断し、超えている場合は、対応可能な条件下でファシリティモデル、及びプロセスモデルの少なくとも一方を変更する指示を行う。
建造シミュレーション手段４０は、変更されたファシリティモデル又はプロセスモデルを用いて、時間発展系シミュレーションと建造時系列情報４２の生成を繰り返し実行する。これにより、船舶の建造が所期目標の範囲内に収まるシミュレーション結果を得ることができる。なお、対応可能な条件下とは、工場に既にあるファシリティ又は数日以内に調達可能なファシリティの範囲内であることをいう。日数のかかる設備の導入や作業員の採用等は含まない。また、所期目標としては、例えば所定の時間等が設定されるが、それだけでなく、作業の平準化（作業負荷を分散できているか）や、作業場の安全確保、危険性の有無等を含めることができる。
建造シミュレーション手段４０は、変更されたファシリティモデル又はプロセスモデルを用いて、時間発展系シミュレーションと建造時系列情報４２の生成を繰り返し実行する。これにより、船舶の建造が所期目標の範囲内に収まるシミュレーション結果を得ることができる。なお、対応可能な条件下とは、工場に既にあるファシリティ又は数日以内に調達可能なファシリティの範囲内であることをいう。日数のかかる設備の導入や作業員の採用等は含まない。また、所期目標としては、例えば所定の時間等が設定されるが、それだけでなく、作業の平準化（作業負荷を分散できているか）や、作業場の安全確保、危険性の有無等を含めることができる。
【0112】
次に本発明の第二の実施形態による船舶の建造シミュレーションシステムについて説明する。なお、上記した実施形態と同一機能部材については同一符号を付して説明を省略する。
図３７は本実施形態による船舶の建造シミュレーションシステムを機能実現手段で表したブロック図である。
本実施形態の船舶の建造シミュレーションシステムは、その設置場所とは異なる場所に位置するＡ工場、Ｂ工場、Ｃ工場、及びＤ社と、情報通信回線８０で接続されている。なお、Ｄ社は工場ではないが、例えば、工場を統括する本社、共同で船舶を建造するための取りまとめをする会社、船舶の基本設計を専門的に行う会社、また生産行為を認証する会社等である。
プロダクトモデル取得手段１０は、船舶の基本設計情報１１に基づいて作成されたプロダクトモデルを取得する。具体的には、Ａ工場、Ｂ工場、Ｃ工場、及びＤ社のいずれかで設計された基本設計情報１１を情報通信回線８０を介して取得し、基本設計情報１１として完成部品と完成部品を構成する構成部品の結合関係が明確な場合は、建造の役割や分担等を人が決め各工場のプロダクトモデルを作成する。構成部品の結合関係が明確になっていない場合は、基本設計情報１１に基づいて建造シミュレーションシステム自体、又は結合関係明確化手段を用いて結合関係を明確にし、建造の役割や分担等を決め各工場のプロダクトモデルを作成する。
ファシリティモデル取得手段２０は、Ａ工場、Ｂ工場、及びＣ工場それぞれの設備情報２１と作業員情報２２に基づいて作成された工場ごとのファシリティモデルを取得する。具体的には、Ａ工場、Ｂ工場、及びＣ工場それぞれから情報通信回線８０を介して取得した設備情報２１と作業員情報２２に基づいて、人が支援手段を用いて抽象化し、シミュレーションで扱える体系化されたデータ群としてファシリティモデルを作成する。
また、プロセスモデル作成手段３０は、取得したプロダクトモデルとファシリティモデルに基づいて工場ごとのプロセスモデルを作成し、建造シミュレーション手段４０は、プロダクトモデルに対して工場ごとの時間発展系シミュレーションを行う。
これにより、一つのプロダクトモデルから工場ごとのプロセスモデルが作成され、工場ごとのファシリティモデルを用いたシミュレーションが行われるため、各工場での製造コストや工期を比較することができ、建造コストのさらなる低減や工期のさらなる短縮につながる。また、例えば、共同で単数隻又は複数隻の船舶の建造を受注した場合、複数の工場が共同で船舶を建造する際の受注時のコスト予測や、設備投資などを検討することも可能となる。例えば、各工場で仕事を分担することで年間何隻の受注が可能かなどといった受注機会の検討や、どのブロックをどの程度各工場に割り振るのが最も効率的かつ有益なのかの検討に、シミュレーション結果を用いることができる。また、或る会社が或るブロックを外注しようとする場合に、外注候補先の会社のファシリティモデルを用いてシミュレーションを行い、その結果を基にコストや工期等を検討することも可能である。
なお、複数の工場は、同じ会社がすべて所有するものであっても、異なる会社が其々所有する工場であってもよい。また、船舶の建造シミュレーションシステムに、複数の工場を遠隔からモニターして管理する機能を持たせることも可能である。
図３７は本実施形態による船舶の建造シミュレーションシステムを機能実現手段で表したブロック図である。
本実施形態の船舶の建造シミュレーションシステムは、その設置場所とは異なる場所に位置するＡ工場、Ｂ工場、Ｃ工場、及びＤ社と、情報通信回線８０で接続されている。なお、Ｄ社は工場ではないが、例えば、工場を統括する本社、共同で船舶を建造するための取りまとめをする会社、船舶の基本設計を専門的に行う会社、また生産行為を認証する会社等である。
プロダクトモデル取得手段１０は、船舶の基本設計情報１１に基づいて作成されたプロダクトモデルを取得する。具体的には、Ａ工場、Ｂ工場、Ｃ工場、及びＤ社のいずれかで設計された基本設計情報１１を情報通信回線８０を介して取得し、基本設計情報１１として完成部品と完成部品を構成する構成部品の結合関係が明確な場合は、建造の役割や分担等を人が決め各工場のプロダクトモデルを作成する。構成部品の結合関係が明確になっていない場合は、基本設計情報１１に基づいて建造シミュレーションシステム自体、又は結合関係明確化手段を用いて結合関係を明確にし、建造の役割や分担等を決め各工場のプロダクトモデルを作成する。
ファシリティモデル取得手段２０は、Ａ工場、Ｂ工場、及びＣ工場それぞれの設備情報２１と作業員情報２２に基づいて作成された工場ごとのファシリティモデルを取得する。具体的には、Ａ工場、Ｂ工場、及びＣ工場それぞれから情報通信回線８０を介して取得した設備情報２１と作業員情報２２に基づいて、人が支援手段を用いて抽象化し、シミュレーションで扱える体系化されたデータ群としてファシリティモデルを作成する。
また、プロセスモデル作成手段３０は、取得したプロダクトモデルとファシリティモデルに基づいて工場ごとのプロセスモデルを作成し、建造シミュレーション手段４０は、プロダクトモデルに対して工場ごとの時間発展系シミュレーションを行う。
これにより、一つのプロダクトモデルから工場ごとのプロセスモデルが作成され、工場ごとのファシリティモデルを用いたシミュレーションが行われるため、各工場での製造コストや工期を比較することができ、建造コストのさらなる低減や工期のさらなる短縮につながる。また、例えば、共同で単数隻又は複数隻の船舶の建造を受注した場合、複数の工場が共同で船舶を建造する際の受注時のコスト予測や、設備投資などを検討することも可能となる。例えば、各工場で仕事を分担することで年間何隻の受注が可能かなどといった受注機会の検討や、どのブロックをどの程度各工場に割り振るのが最も効率的かつ有益なのかの検討に、シミュレーション結果を用いることができる。また、或る会社が或るブロックを外注しようとする場合に、外注候補先の会社のファシリティモデルを用いてシミュレーションを行い、その結果を基にコストや工期等を検討することも可能である。
なお、複数の工場は、同じ会社がすべて所有するものであっても、異なる会社が其々所有する工場であってもよい。また、船舶の建造シミュレーションシステムに、複数の工場を遠隔からモニターして管理する機能を持たせることも可能である。
【0113】
また、建造シミュレーション手段４０における工場ごとの時間発展系シミュレーションの結果は、比較可能な状態で情報提供手段５０からユーザに提供される。
これにより、ユーザは迅速かつ的確に、各工場での製造コストや工期などを比較することができる。
これにより、ユーザは迅速かつ的確に、各工場での製造コストや工期などを比較することができる。
【0114】
また、プロダクトモデル取得手段１０は、船舶の基本設計情報１１を情報通信回線８０を介して各工場のＣＡＤシステムのいずれか、又は複数のＣＡＤシステムから取得する。また、情報提供手段５０は、建造時系列情報４２を情報通信回線８０を介して各工場やＤ社に提供する。なお、情報提供手段５０は、建造時系列情報４２だけでなく、時間発展系シミュレーションに用いた基本設計情報１１やファシリティ情報等、あらゆる情報を一緒に提供することもできる。
これにより、船舶の建造シミュレーションシステムが遠隔地にあったとしても、基本設計情報１１の取得や建造時系列情報４２の提供を、情報通信回線８０を介して迅速に行うことができる。
また、船舶の基本設計情報１１は、ＣＡＤシステムから取得するので、ＣＡＤシステムで作成された船舶の基本設計情報１１をプロダクトモデルの作成等に容易、かつ有効に利用できる。なお、ＣＡＤシステムは、Ａ工場、Ｂ工場、及びＣ工場に設置されているが、一つの工場で代表して設計することも、複数の工場で分担して設計することできる。また、代表した工場にのみＣＡＤシステムを配置してもよい。
これにより、船舶の建造シミュレーションシステムが遠隔地にあったとしても、基本設計情報１１の取得や建造時系列情報４２の提供を、情報通信回線８０を介して迅速に行うことができる。
また、船舶の基本設計情報１１は、ＣＡＤシステムから取得するので、ＣＡＤシステムで作成された船舶の基本設計情報１１をプロダクトモデルの作成等に容易、かつ有効に利用できる。なお、ＣＡＤシステムは、Ａ工場、Ｂ工場、及びＣ工場に設置されているが、一つの工場で代表して設計することも、複数の工場で分担して設計することできる。また、代表した工場にのみＣＡＤシステムを配置してもよい。
【0115】
また、ファシリティモデル取得手段２０は、工場の改善情報としての設備情報２１と作業員情報２２の少なくとも一方に基づいて作成された工場のファシリティモデルを取得することができる。これにより、建造シミュレーション手段４０が工場の改善情報に基づいた時間発展系シミュレーションを行い、情報提供手段５０が改善情報に基づいた建造時系列情報４２を提供することができる。
工場の改善情報とは、例えばクレーンの更新や能力アップ、又は作業者の増員等である。工場の改善情報を取得して用いることで、工場の設備や作業員を変更し改善した場合のシミュレーションを行うことができる。
工場の改善情報とは、例えばクレーンの更新や能力アップ、又は作業者の増員等である。工場の改善情報を取得して用いることで、工場の設備や作業員を変更し改善した場合のシミュレーションを行うことができる。
【0116】
次に本発明の第三の実施形態による船舶の建造シミュレーションシステムについて説明する。なお、上記した実施形態と同一機能部材については同一符号を付して説明を省略する。
図３８は本実施形態による船舶の建造シミュレーションシステムを機能実現手段で表したブロック図である。
本実施形態の船舶の建造シミュレーションシステムは、船舶の建造に関わる共通データベース９０をさらに備えている。共通データベース９０は、基本設計情報データベース、設備情報データベース、作業員情報データベース、ルール情報データベース、及び時系列情報データベースを有する。
プロダクトモデル取得手段１０は、基本設計情報１１を共通データベース９０から取得する。また、ファシリティモデル取得手段２０は、設備情報２１と作業員情報２２に基づいて作成された船舶の建造に関わる設備と作業員に関するファシリティモデルを共通データベース９０から取得する。また、プロセスモデル作成手段３０は、プロセスモデルに関連したプロセスモデル関連情報を共通データベース９０から取得する。また、建造シミュレーション手段４０は、ルール情報４１を共通データベース９０から取得する。このように共通データベース９０から各種情報を取得することで、情報の種類ごとに別々のデータベースが設けられている場合と比べて情報の取得が容易となり、情報の共同利用が可能となり、またデータベースの管理を一元化することができる。
図３８は本実施形態による船舶の建造シミュレーションシステムを機能実現手段で表したブロック図である。
本実施形態の船舶の建造シミュレーションシステムは、船舶の建造に関わる共通データベース９０をさらに備えている。共通データベース９０は、基本設計情報データベース、設備情報データベース、作業員情報データベース、ルール情報データベース、及び時系列情報データベースを有する。
プロダクトモデル取得手段１０は、基本設計情報１１を共通データベース９０から取得する。また、ファシリティモデル取得手段２０は、設備情報２１と作業員情報２２に基づいて作成された船舶の建造に関わる設備と作業員に関するファシリティモデルを共通データベース９０から取得する。また、プロセスモデル作成手段３０は、プロセスモデルに関連したプロセスモデル関連情報を共通データベース９０から取得する。また、建造シミュレーション手段４０は、ルール情報４１を共通データベース９０から取得する。このように共通データベース９０から各種情報を取得することで、情報の種類ごとに別々のデータベースが設けられている場合と比べて情報の取得が容易となり、情報の共同利用が可能となり、またデータベースの管理を一元化することができる。
【0117】
また、情報提供手段５０は、時系列情報を共通データベース９０に提供する。これにより新たな時系列情報を共通データベース９０に蓄積し、例えば、後のシミュレーション時の過去船情報として利用することやルール情報４１の機械学習に活用すること等ができる。
【0118】
また、共通データベース９０は、過去船データベース７０も有している。プロセスモデル関連情報として過去船のプロセスデータを提供する過去船データベース７０も共通データベース９０に含めることで、類型船舶のプロセスモデル関連情報の取得が可能となり、シミュレーションの省略や容易化等が図れる。
なお、共通データベース９０は、物理的にまとまったデータベースであってもよいし、通信回線を介して連係する分散型のデータベースであってもよい。また、データベース化する上での基本要件として、蓄積されるデータは、例えば、共通的な呼称や番号付等を有する標準化されたデータ構造に基づくことが好ましい。
なお、共通データベース９０は、物理的にまとまったデータベースであってもよいし、通信回線を介して連係する分散型のデータベースであってもよい。また、データベース化する上での基本要件として、蓄積されるデータは、例えば、共通的な呼称や番号付等を有する標準化されたデータ構造に基づくことが好ましい。
【0119】
次に本発明の第四の実施形態による船舶の建造シミュレーションシステムについて説明する。なお、上記した実施形態と同一機能部材については同一符号を付して説明を省略する。
図３９は本実施形態による船舶の建造シミュレーションシステムを機能実現手段で表したブロック図である。
本実施形態の船舶の建造シミュレーションシステムは、コスト計算手段１００と、部品調達計画手段１１０と、生産計画システム連携手段１２０をさらに備えている。
コスト計算手段１００は、建造時系列情報４２に基づいて、船舶の建造に関わるコストを計算する。これにより、建造時系列情報４２に基づいて計算された船舶の建造に関わるコストを簡便に得ることができる。また、建造時系列情報４２に基づいて算出することで、治具の材料費、電気代、溶接ワイヤーの消費量など、従来よりも細かくコストを算出しやすくなる。
図３９は本実施形態による船舶の建造シミュレーションシステムを機能実現手段で表したブロック図である。
本実施形態の船舶の建造シミュレーションシステムは、コスト計算手段１００と、部品調達計画手段１１０と、生産計画システム連携手段１２０をさらに備えている。
コスト計算手段１００は、建造時系列情報４２に基づいて、船舶の建造に関わるコストを計算する。これにより、建造時系列情報４２に基づいて計算された船舶の建造に関わるコストを簡便に得ることができる。また、建造時系列情報４２に基づいて算出することで、治具の材料費、電気代、溶接ワイヤーの消費量など、従来よりも細かくコストを算出しやすくなる。
【0120】
部品調達計画手段１１０は、建造時系列情報４２に基づいて、船舶の建造に必要な購入部品の購入計画を作成する。これにより、建造時系列情報４２に基づいて作成された購入部品の購入計画を簡便に得ることができる。
【0121】
生産計画システム連携手段１２０は、建造時系列情報４２に基づいて、船舶の建造に関わる生産計画を立案する生産計画システム１４０と連係している。これにより、建造時系列情報４２を船舶の建造全体の生産計画の立案へとスムーズに繋げることができる。なお、生産計画システム１４０は、既存の生産計画システムを利用することも、本建造シミュレーションシステムと連係するように開発された生産計画システムとすることもできる。
【実施例0122】
造船工場モデルを入力データとした実施例について説明する。シミュレーションにあたって設定した作業員の移動速度、クレーンの移動速度、及び溶接作業の単位長さ当たりの速度の設定値を下表１５に示す。なお、ここではこれらの値を一律に設定しているが、タスクごとに（例えば、溶接姿勢に応じて）定義することも可能である。
【表15】
【0123】
仮溶接は、本来であればタック溶接のように断続的な溶接線で表現されるべきであるが、本実施例では簡単のために、本溶接に利用する溶接線経路（ポリライン）を併用し、 単位長さ当たりの溶接速度を変えることによって、作業の差を表現している。また、本実施例で設定した組立シナリオにおける溶接作業は、水平すみ肉溶接のみであり、上向き溶接は発生しない。
３ＤＣＡＤモデルのファイルは、Ｕｎｉｔｙ（登録商標）にインポート可能な汎用的な中間ファイル形式であるＯＢＪ形式（Wavefront Technologies社）を採用した。
３ＤＣＡＤモデルのファイルは、Ｕｎｉｔｙ（登録商標）にインポート可能な汎用的な中間ファイル形式であるＯＢＪ形式（Wavefront Technologies社）を採用した。
【0124】
（ケース１）
図４０はケース１の組立シナリオにおけるシミュレーションの計算結果のガントチャートである。縦軸の名称は各ファシリティとプロダクト（完成部品、中間部品、構成部品）を表し、横軸は時間（ｓ）を示している。縦線の横棒は配材タスク、横線の横棒は仮溶接タスク、斜線の横棒は本溶接タスクで占有した時間を示している。
ケース１のシナリオでは、５枚板モデルに対して、鉄工職１名と溶接職１名の計２名の作業員で組み立て作業を行う。定めた各作業員のスケジュールは表７の通りである。表７の２行目の作業員１が鉄工職であり、２行目の作業員２が溶接職である。各作業員は表７に記載した順にタスクを実施していく。
このシナリオに基づき船舶の建造シミュレーションシステムによって計算されたガントチャートである図４０から、縦線の横棒で示される各板Ｐ１～Ｐ５の配材にかかる時間が約３７０秒であることがわかる。この時間は全体の約４分の１弱に相当している。この配材にかかる時間は、従来の溶接長から算出する方法では直接的に計算できないものであり、付随作業に相当する。また、作業員２は、配材と仮溶接タスクが終わらない限り作業を開始できないため、４８０秒近く待つことになる。その後、作業員２が中間部品Ｕ２を完成させるまで作業員１はタスクを待つ必要があり、１１００秒付近から仮溶接タスクを実行して終了となる。
このように、船舶の建造シミュレーションシステムによって、従来の算出法だけでは計算できないような各タスクの必要な時間が計算され、タスクの進行度合いによって待ち時間が発生する様子が再現されている。
図４０はケース１の組立シナリオにおけるシミュレーションの計算結果のガントチャートである。縦軸の名称は各ファシリティとプロダクト（完成部品、中間部品、構成部品）を表し、横軸は時間（ｓ）を示している。縦線の横棒は配材タスク、横線の横棒は仮溶接タスク、斜線の横棒は本溶接タスクで占有した時間を示している。
ケース１のシナリオでは、５枚板モデルに対して、鉄工職１名と溶接職１名の計２名の作業員で組み立て作業を行う。定めた各作業員のスケジュールは表７の通りである。表７の２行目の作業員１が鉄工職であり、２行目の作業員２が溶接職である。各作業員は表７に記載した順にタスクを実施していく。
このシナリオに基づき船舶の建造シミュレーションシステムによって計算されたガントチャートである図４０から、縦線の横棒で示される各板Ｐ１～Ｐ５の配材にかかる時間が約３７０秒であることがわかる。この時間は全体の約４分の１弱に相当している。この配材にかかる時間は、従来の溶接長から算出する方法では直接的に計算できないものであり、付随作業に相当する。また、作業員２は、配材と仮溶接タスクが終わらない限り作業を開始できないため、４８０秒近く待つことになる。その後、作業員２が中間部品Ｕ２を完成させるまで作業員１はタスクを待つ必要があり、１１００秒付近から仮溶接タスクを実行して終了となる。
このように、船舶の建造シミュレーションシステムによって、従来の算出法だけでは計算できないような各タスクの必要な時間が計算され、タスクの進行度合いによって待ち時間が発生する様子が再現されている。
【0125】
（ケース２）
図４１はケース２の組立シナリオにおけるシミュレーションの計算結果のガントチャートである。縦軸の名称は各ファシリティとプロダクト（完成部品、中間部品、構成部品）を表し、横軸は時間（ｓ）を示している。縦線の横棒は配材タスク、横線の横棒は仮溶接タスク、斜線の横棒は本溶接タスクで占有した時間を示している。また、図４２はケース２におけるシミュレーションの３次元的な外観図である。
ケース２では、ケース１と同様に５枚板モデルを対象として、鉄工職２名（作業員１、３）と溶接職２名（作業員２、４）の計４名の作業員に増やしたシナリオを設定した。それに合わせて、溶接機を２台追加している。各作業員のスケジュールは下表１６の通りである。
図４１はケース２の組立シナリオにおけるシミュレーションの計算結果のガントチャートである。縦軸の名称は各ファシリティとプロダクト（完成部品、中間部品、構成部品）を表し、横軸は時間（ｓ）を示している。縦線の横棒は配材タスク、横線の横棒は仮溶接タスク、斜線の横棒は本溶接タスクで占有した時間を示している。また、図４２はケース２におけるシミュレーションの３次元的な外観図である。
ケース２では、ケース１と同様に５枚板モデルを対象として、鉄工職２名（作業員１、３）と溶接職２名（作業員２、４）の計４名の作業員に増やしたシナリオを設定した。それに合わせて、溶接機を２台追加している。各作業員のスケジュールは下表１６の通りである。
【表16】
【0126】
このシナリオに基づきシミュレータによって計算されたガントチャートである図４１から、各板Ｐ１～Ｐ５の配材にかかる時間が約４００秒となっており、ケース１よりも長くなっていることがわかる。これは、作業員１と作業員３が１台のクレーンを共有して使うため、余計な歩行時間を要していることが要因にある。仮溶接の時間についても同様に１台のクレーンを共有して使うため、ケース１よりも長くなっている。中間部品Ｕ１と完成部品ＳＵＢ１の本溶接は、それぞれ２本の溶接線を２名で並行して実施しているため、ケース１よりも時間が短縮されている。一方で、開始から終了までの総工期については、人数をケース１の２倍にしたが半分とはならず、結果的にその差は中間部品Ｕ１と完成部品ＳＵＢ１の本溶接時間の短縮による１５０秒程度のみである。
このように、従来の能率という考えでは検討できない内容まで検討することが可能となり、定量的差とその根拠が明確となる。
また、図４２に示すように、各モデルの３次元オブジェクトの位置が変更している様子を直接的に確認することも可能である。
このように、従来の能率という考えでは検討できない内容まで検討することが可能となり、定量的差とその根拠が明確となる。
また、図４２に示すように、各モデルの３次元オブジェクトの位置が変更している様子を直接的に確認することも可能である。
【産業上の利用可能性】
【0127】
本発明は、製造時における物の流れと作業員の動きが定型的なものではなく状況に応じて細かな作業の判断を要する船舶の建造を精度よくシミュレーションし、その結果を、コスト予測、生産設計、建造計画の立案及び改善、設備投資、生産現場の分析やボトルネックの解明など、建造に関わる多岐の用途で利用することができる。また、同様のアナロジーが成り立つような浮体、洋上風力発電施設、水中航走体や海洋構造物などの他製品、また建築業界など他産業への展開も可能である。これらに適用する場合は、請求項における船舶を他製品や他産業で対象とする言葉に置き替えて解釈することができる。
【符号の説明】
【0128】
１０ プロダクトモデル取得手段
１１ 基本設計情報
２０ ファシリティモデル取得手段
２１ 設備情報
２２ 作業員情報
３０ プロセスモデル作成手段
３１ スケジュール情報
３２ 工場レイアウト情報
４０ 建造シミュレーション手段
４１ ルール情報
４２ 建造時系列情報
５０ 情報提供手段
６０ モデル変更指示手段
７０ 過去船データベース
８０ 情報通信回線
９０ 共通データベース
１００ コスト計算手段
１１０ 部品調達計画手段
１２０ 生産計画システム連携手段
１４０ 生産計画システム
１１ 基本設計情報
２０ ファシリティモデル取得手段
２１ 設備情報
２２ 作業員情報
３０ プロセスモデル作成手段
３１ スケジュール情報
３２ 工場レイアウト情報
４０ 建造シミュレーション手段
４１ ルール情報
４２ 建造時系列情報
５０ 情報提供手段
６０ モデル変更指示手段
７０ 過去船データベース
８０ 情報通信回線
９０ 共通データベース
１００ コスト計算手段
１１０ 部品調達計画手段
１２０ 生産計画システム連携手段
１４０ 生産計画システム
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】
【図14】
【図15】
【図16】
【図17】
【図18】
【図19】
【図20】
【図21】
【図22】
【図23】
【図24】
【図25】
【図26】
【図27】
【図28】
【図29】
【図30】
【図31】
【図32】
【図33】
【図34】
【図35】
【図36】
【図37】
【図38】
【図39】
【図40】
【図41】
【図42】
