再表 2016-163048 ネスティング方法、ネスティング装置及びネスティングプログラム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

【公報種別】再公表特許(A1)

(11)【国際公開番号】WO/0

(43)【国際公開日】2016年10月13日

【発行日】2017年6月8日

(54)【発明の名称】ネスティング方法、ネスティング装置及びネスティングプログラム

(51)【国際特許分類】

   G06F 17/50 20060101AFI20170512BHJP

   G05B 19/4093 20060101ALI20170512BHJP

【ＦＩ】

   G06F17/50 634A

   G05B19/4093 J

【審査請求】有

【予備審査請求】未請求

【全頁数】19

【出願番号】特願2017-511451(P2017-511451)

(21)【国際出願番号】PCT/0/0

(22)【国際出願日】2015年10月30日

(31)【優先権主張番号】特願2015-80522(P2015-80522)

(32)【優先日】2015年4月10日

(33)【優先権主張国】JP

(81)【指定国】 AP(BW,GH,GM,KE,LR,LS,MW,MZ,NA,RW,SD,SL,ST,SZ,TZ,UG,ZM,ZW),EA(AM,AZ,BY,KG,KZ,RU,TJ,TM),EP(AL,AT,BE,BG,CH,CY,CZ,DE,DK,EE,ES,FI,FR,GB,GR,HR,HU,IE,IS,IT,LT,LU,LV,MC,MK,MT,NL,NO,PL,PT,RO,RS,SE,SI,SK,SM,TR),OA(BF,BJ,CF,CG,CI,CM,GA,GN,GQ,GW,KM,ML,MR,NE,SN,TD,TG),AE,AG,AL,AM,AO,AT,AU,AZ,BA,BB,BG,BH,BN,BR,BW,BY,BZ,CA,CH,CL,CN,CO,CR,CU,CZ,DE,DK,DM,DO,DZ,EC,EE,EG,ES,FI,GB,GD,GE,GH,GM,GT,HN,HR,HU,ID,IL,IN,IR,IS,JP,KE,KG,KN,KP,KR,KZ,LA,LC,LK,LR,LS,LU,LY,MA,MD,ME,MG,MK,MN,MW,MX,MY,MZ,NA,NG,NI,NO,NZ,OM,PA,PE,PG,PH,PL,PT,QA,RO,RS,RU,RW,SA,SC,SD,SE,SG,SK,SL,SM,ST,SV,SY,TH,TJ,TM,TN,TR,TT,TZ,UA,UG,US

(71)【出願人】

【識別番号】511161362

【氏名又は名称】常石造船株式会社

(71)【出願人】

【識別番号】504136568

【氏名又は名称】国立大学法人広島大学

(74)【代理人】

【識別番号】100132964

【弁理士】

【氏名又は名称】信末 孝之

(72)【発明者】

【氏名】大槻 康明

(72)【発明者】

【氏名】佐藤 文一

(72)【発明者】

【氏名】長谷 伸治

(72)【発明者】

【氏名】濱田 邦裕

【テーマコード（参考）】

3C269

5B046

【Ｆターム（参考）】

3C269AB19

3C269BB05

3C269EF70

3C269QA06

5B046AA05

5B046BA05

(57)【要約】

列挙法を適用してネスティングを行う場合に、処理時間の増大を抑制しながら、歩留まりの良い設計案を生成する。
複数の部材を母材に順次配置しながら母材配置案を生成し、複数の母材配置案により構成される設計案を生成するネスティング方法であって、配置済部材の次の対象部材を配置するに際し、配置済部材を有する母材に対して対象部材を様々な位置に配置した複数の母材配置案を生成するとともに、配置済部材を有しない母材に対して対象部材を配置した母材配置案を生成して、対象部材配置後の複数の設計案を生成する設計案生成ステップ（ステップＳ５００）と、前記生成した複数の設計案の中から、以降の部材配置を行う設計案を限定する設計案限定ステップ（ステップＳ６００）と、すべての部材を配置した後で、生成された設計案の中から最も歩留まりの良い設計案を選択する設計案選択ステップ（ステップＳ８００）と、を含む。

【特許請求の範囲】

【請求項1】

複数の部材を母材に順次配置しながら母材配置案を生成し、複数の母材配置案により構成される設計案を生成するネスティング方法であって、
配置済部材の次の対象部材を配置するに際し、配置済部材を有する母材に対して対象部材を様々な位置に配置した複数の母材配置案を生成するとともに、配置済部材を有しない母材に対して対象部材を配置した母材配置案を生成して、対象部材配置後の複数の設計案を生成する設計案生成ステップと、
前記生成した複数の設計案の中から、以降の部材配置を行う設計案を限定する設計案限定ステップと、
すべての部材を配置した後で、生成された設計案の中から最も歩留まりの良い設計案を選択する設計案選択ステップと、
を含むことを特徴とするネスティング方法。

【請求項2】

前記設計案限定ステップが、複数の同一部材が配置された母材配置案群の中から、母材の縦横の長さについてパレート解となる母材配置案を選定するものであることを特徴とする請求項１に記載のネスティング方法。

【請求項3】

前記設計案限定ステップが、複数の同一部材が配置された母材配置案群の中から、余白面積が同一となる母材配置案について余白位置が最も近接している母材配置案を選定するものであることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のネスティング方法。

【請求項4】

前記設計案限定ステップが、現段階の母材面積が最少である設計案に残りの部材を配置したときの母材面積よりも、既に現段階の母材面積が大きな設計案を削除するものであることを特徴とする請求項１乃至請求項３のうちいずれか１つに記載のネスティング方法。

【請求項5】

複数の部材を母材に順次配置しながら母材配置案を生成し、複数の母材配置案により構成される設計案を生成するネスティング装置であって、
配置済部材の次の対象部材を配置するに際し、配置済部材を有する母材に対して対象部材を様々な位置に配置した複数の母材配置案を生成するとともに、配置済部材を有しない母材に対して対象部材を配置した母材配置案を生成して、対象部材配置後の複数の設計案を生成する設計案生成手段と、
前記生成した複数の設計案の中から、以降の部材配置を行う設計案を限定する設計案限定手段と、
すべての部材を配置した後で、生成された設計案の中から最も歩留まりの良い設計案を選択する設計案選択手段と、
を有することを特徴とするネスティング装置。

【請求項6】

複数の部材を母材に順次配置しながら母材配置案を生成し、複数の母材配置案により構成される設計案を生成するネスティング装置に、
配置済部材の次の対象部材を配置するに際し、配置済部材を有する母材に対して対象部材を様々な位置に配置した複数の母材配置案を生成するとともに、配置済部材を有しない母材に対して対象部材を配置した母材配置案を生成して、対象部材配置後の複数の設計案を生成する設計案生成ステップと、
前記生成した複数の設計案の中から、以降の部材配置を行う設計案を限定する設計案限定ステップと、
すべての部材を配置した後で、生成された設計案の中から最も歩留まりの良い設計案を選択する設計案選択ステップと、
を実行させるためのネスティングプログラム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、複数の部材を母材に歩留り良く配置するネスティングに関するものである。

【背景技術】

【0002】

従来、設計された複数の部材を、矩形の母材内に重ならないように歩留り良く配置するためのネスティング作業が行われている。例えば、造船分野について説明すると、図１４に示すようにバルクキャリア（ばら積み貨物船）１隻当たりの部材数は約５万点にも及び、これらを約３０００枚の母材に歩留り良く配置することが求められる。

【0003】

ネスティング作業は、コンピュータを利用した自動化が進められているが、完全自動化によって最適な部材配置を実現することは困難であり、部分的に熟練した作業者の判断を取り入れて配置した方が優れた結果になることも多い。

【0004】

これに対して、ネスティング作業の自動化を進める様々な手法が提案されている。例えば特許文献１には、素材上にランダムに部材を配置し、部材間の重なった部分や素材からはみ出した部分をラップと認識し、このラップ部分に仮想的な反発力を発生させてラップがなくなるように部材を移動するようにした、自動ネスティング方法に関する発明が記載されている。また特許文献２には、部品型データ及び材料型データを座標値として保持し、材料型上に部品型を配置するに際し、位置確定済の部品型及びこれに並べて仮配置された部品型のズレ量を算出し、ズレ量に応じて仮配置された部品型を移動させるようにした部品配置装置に関する発明が記載されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】特許第４３９０６２２号公報

【特許文献2】特許第３３７２８５５号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

ところで、造船のネスティングの特徴として、図１４に示すように、複数の部材を複数の母材に配置するという点がある。すなわち、定められた複数の部材を配置するにあたり、一定の大きさの複数の母材に配置していくのではなく、複数の部材を配置した結果、様々な大きさの複数の母材が設計されていくのである。このようなネスティングにおいては、部材集合と１枚の矩形母材があるとき歩留りが最大となるよう部材を配置する問題（ストリップパッキング問題）のような、一般的なネスティング問題で利用される解法を適用することは困難である。

【0007】

一方、ネスティングにおいては、複数の部材を母材の様々な位置に順次配置していきながら複数の配置案を列挙していき、列挙された配置案の中から最も歩留りの良い配置案を選択する列挙法の適用が可能と考えられる。しかしながら、上記のように造船のネスティングにおいては母材の大きさや数が定められていないことから、複数の部材を母材に順次配置していくと、組み合わせの数が爆発的に増加してしまい、処理時間が非現実的な長さになる恐れがある。このような問題は、造船分野に限らず、複数の部材を複数の母材に配置するネスティングを行う場合には共通して発生するものである。

【0008】

一方、特許文献１及び特許文献２に記載された発明においては、隣接する部材間の位置決めには有効であるが、複数の部材を母材の様々な位置に順次配置していきながら複数の配置案を列挙していき、列挙された配置案の中から最も歩留りの良い配置案を選択する列挙法の適用時に発生する処理時間の増大という問題を解決することはできない。

【0009】

本発明は、上記従来の課題を解決するものであり、列挙法を適用してネスティングを行う場合に、処理時間の増大を抑制しながら、歩留まりの良い設計案を生成することを可能とするものである。

【課題を解決するための手段】

【0010】

上記課題を解決するため、本発明のネスティング方法は、複数の部材を母材に順次配置しながら母材配置案を生成し、複数の母材配置案により構成される設計案を生成するネスティング方法であって、配置済部材の次の対象部材を配置するに際し、配置済部材を有する母材に対して対象部材を様々な位置に配置した複数の母材配置案を生成するとともに、配置済部材を有しない母材に対して対象部材を配置した母材配置案を生成して、対象部材配置後の複数の設計案を生成する設計案生成ステップと、前記生成した複数の設計案の中から、以降の部材配置を行う設計案を限定する設計案限定ステップと、すべての部材を配置した後で、生成された設計案の中から最も歩留まりの良い設計案を選択する設計案選択ステップと、を含むことを特徴とする。

【0011】

また好ましくは、前記設計案限定ステップが、複数の同一部材が配置された母材配置案群の中から、母材の縦横の長さについてパレート解となる母材配置案を選定するものであることを特徴とする。

【0012】

また好ましくは、前記設計案限定ステップが、複数の同一部材が配置された母材配置案群の中から、余白面積が同一となる母材配置案について余白位置が最も近接している母材配置案を選定するものであることを特徴とする。

【0013】

また好ましくは、前記設計案限定ステップが、現段階の母材面積が最少である設計案に残りの部材を配置したときの母材面積よりも、既に現段階の母材面積が大きな設計案を削除するものであることを特徴とする。

【0014】

また、本発明のネスティング装置は、複数の部材を母材に順次配置しながら母材配置案を生成し、複数の母材配置案により構成される設計案を生成するネスティング装置であって、配置済部材の次の対象部材を配置するに際し、配置済部材を有する母材に対して対象部材を様々な位置に配置した複数の母材配置案を生成するとともに、配置済部材を有しない母材に対して対象部材を配置した母材配置案を生成して、対象部材配置後の複数の設計案を生成する設計案生成手段と、前記生成した複数の設計案の中から、以降の部材配置を行う設計案を限定する設計案限定手段と、すべての部材を配置した後で、生成された設計案の中から最も歩留まりの良い設計案を選択する設計案選択手段と、を有することを特徴とする。

【0015】

また、本発明のネスティングプログラムは、複数の部材を母材に順次配置しながら母材配置案を生成し、複数の母材配置案により構成される設計案を生成するネスティング装置に、配置済部材の次の対象部材を配置するに際し、配置済部材を有する母材に対して対象部材を様々な位置に配置した複数の母材配置案を生成するとともに、配置済部材を有しない母材に対して対象部材を配置した母材配置案を生成して、対象部材配置後の複数の設計案を生成する設計案生成ステップと、前記生成した複数の設計案の中から、以降の部材配置を行う設計案を限定する設計案限定ステップと、すべての部材を配置した後で、生成された設計案の中から最も歩留まりの良い設計案を選択する設計案選択ステップと、を実行させるためのものである。

【0016】

なお「母材配置案」とは、１つの母材に対する部材の配置案をいう。また「設計案」とは、ある部材群を母材群に配置する配置案をいい、「母材配置案」の集合により構成される。

【発明の効果】

【0017】

本発明のネスティング方法は、複数の部材を母材に順次配置しながら母材配置案を生成し、複数の母材配置案により構成される設計案を生成するものである。そして、設計案生成ステップにおいて、配置済部材の次の対象部材を配置するに際し、配置済部材を有する母材に対して対象部材を様々な位置に配置した複数の母材配置案を生成するとともに、配置済部材を有しない母材に対して対象部材を配置した母材配置案を生成して、対象部材配置後の複数の設計案を生成することにより、定められた複数の部材を配置するにあたり、一定の大きさの複数の母材に配置していくのではなく、複数の母材に複数の部材を配置しながら、様々な大きさの複数の母材を含む設計案を生成することができる。

【0018】

また、設計案限定ステップにおいて、生成した複数の設計案の中から、以降の部材配置を行う設計案を限定することにより、組み合わせの数の爆発的増加による処理時間の増大を抑制することができる。

【0019】

そして、設計案選択ステップにおいて、すべての部材を配置した後で、生成された設計案の中から最も歩留まりの良い設計案を選択することができる。

【0020】

また、設計案限定ステップが、複数の同一部材が配置された母材配置案群の中から、母材の縦横の長さについてパレート解となる母材配置案を選定するものである場合には、パレート解となる母材配置案を含む有望な設計案を残し、有望でない設計案を削除した上で次の部材を配置していくことができる。

【0021】

また、設計案限定ステップが、複数の同一部材が配置された母材配置案群の中から、余白面積が同一となる母材配置案について余白位置が最も近接している母材配置案を選定するものである場合には、余白位置が最も近接している母材配置案を含む有望な設計案を残し、有望でない設計案を削除した上で次の部材を配置していくことができる。

【0022】

また、設計案限定ステップが、現段階の母材面積が最少である設計案に残りの部材を配置したときの母材面積よりも、既に現段階の母材面積が大きな設計案を削除するものである場合には、既に母材面積が大きく有望でない設計案を削除した上で次の部材を配置していくことができる。

【0023】

また、本発明のネスティング装置は、上記本発明のネスティング方法を実行することができる装置である。

【0024】

また、本発明のネスティングプログラムは、上記本発明のネスティング装置に上記本発明のネスティング方法を実行させることができるプログラムである。

【0025】

以上、本発明によれば、列挙法を適用してネスティングを行う場合に、処理時間の増大を抑制しながら、歩留まりの良い設計案を生成することができる。

【図面の簡単な説明】

【0026】

【図1】本発明の実施形態に係るネスティング方法の全体フローチャートである。

【図2】設計案生成ステップの詳細フローチャートである。

【図3】用語定義の説明図である。

【図4】フローチャートの処理内容の説明図である。

【図5】フローチャートの処理内容の説明図である。

【図6】フローチャートの処理内容の説明図である。

【図7】フローチャートの処理内容の説明図である。

【図8】フローチャートの処理内容の説明図である。

【図9】フローチャートの処理内容の説明図である。

【図10】フローチャートの処理内容の説明図である。

【図11】フローチャートの処理内容の説明図である。

【図12】フローチャートの処理内容の説明図である。

【図13】本実施形態に係るネスティング装置の主要構成を示すブロック図である。

【図14】造船のネスティングの説明図である。

【発明を実施するための形態】

【0027】

次に、図１乃至図１２を参照して、本発明の実施形態に係るネスティング方法について説明する。図１は、本発明の実施形態に係るネスティング方法の全体フローチャートである。図２は、図１の全体フローチャートにおける設計案生成ステップの詳細フローチャートである。図３は、本実施形態に係るネスティング方法における用語定義の説明図である。図４乃至図１２は、図１及び図２のフローチャートの各ステップの処理内容の説明図である。本実施形態に係るネスティング方法は、造船分野において行われるような、複数の部材を複数の母材に配置するものである。

【0028】

まず、図３を参照して、本実施形態に係るネスティング方法における用語について定義する。「部材」とは、母材となる鋼板等から切り出すべき部品をいう。図３に示す部材１０１には、符号（１）〜（４）に示すような様々な大きさ・形状のものがあり、また符号（５）に示すような複数の部材を略矩形状になるように組み合わせたものも含まれる。

【0029】

「母材」とは、部材を配置する鋼板等をいう。図３の母材１０２（母材１、母材２）に示すように、複数の部材を配置することにより様々な大きさの複数の矩形状板材として設計されるものである。なお、母材の設計条件として、最小サイズと最大サイズが定められている。

【0030】

「母材配置案」とは、１つの母材に対する部材の配置案をいう。図３に示す母材配置案１０３のうち、母材配置案１は部材（１）及び部材（２）を配置したものであり、母材配置案２は部材（３）及び部材（４）を配置したものである。

【0031】

「設計案」とは、ある部材群を母材群に配置する配置案のことをいい、「母材配置案」の集合により構成される。図３に示す設計案１０４のうち、設計案１は１つの母材配置案１により構成されており、１つの母材に部材（１）〜（４）を配置したものである。また、設計案２は２つの母材配置案により構成されており、部材（１）及び部材（２）を配置した母材配置案１と、部材（３）及び部材（４）を配置した母材配置案２を含むものである。

【0032】

本実施形態に係るネスティング方法は、複数の「部材」を「母材」に順次配置しながら「母材配置案」を生成し、複数の「母材配置案」により構成される「設計案」を生成するものであって、生成した複数の設計案の中から最も歩留まりの良い設計案を選択するものである。なお、本実施形態に係るネスティング方法は、以下に示す各ステップを実行させるプログラムによって、パソコン等の情報処理装置をネスティング装置として機能させることにより実現することができる。以下、図１及び図２のフローチャートに沿って説明する。

【0033】

（部材データ読み込み）
各部材の形状や大きさ等を示すデータ（座標点、読取順等）は、予めＣＡＤデータとして用意されており、本ネスティング作業において配置するすべての部材データを読み込む（ステップＳ１００）。

【0034】

（ペアリング）
図４に示すように、読み取った部材データに基づいて、ほぼ同一形状で三角形やＬ字形等の部材を組み合わせることにより、比較的矩形状に近い形のペア部材を作る（ステップＳ２００）。ペアリング処理は、公知のペアリングプログラムにより、ペアリング後の矩形率等を基準として自動的に行われる。

【0035】

（並び替え）
すべての部材（ペア部材を含む）を、面積降順に並び替える（ステップＳ３００）。以降の処理では、この順番により面積の大きな部材から配置していく。

【0036】

（対象部材着目）
配置済部材の次の部材（次に配置すべき部材）に着目する（ステップＳ４００）。このとき着目した部材を「対象部材」という。図４に示すように、５つの部材のうち左側２つの部材４０１、部材４０２は既に配置済であり、３番目の部材４０３が対象部材となる。１つの対象部材は、以降の設計案生成ステップ（Ｓ５００）及び設計案限定ステップ（Ｓ６００）の処理を通して対象部材として扱われ、これらの処理が終了すると次の部材が着目されて新たな対象部材となり、すべての部材が配置されるまで繰り返される（ステップＳ７００）。なお、１番目の部材を配置する際には、まだ配置済部材は存在していないため、１番目の部材が対象部材となる。

【0037】

（設計案生成）
ステップＳ４００で着目した対象部材を配置しながら、設計案を生成する（ステップＳ５００）。設計案生成ステップについては、図２を参照して説明する。

【0038】

（設計案着目）
対象部材の前までの部材が配置済の設計案の中から、１つの設計案に着目する（ステップＳ５０１）。図５に示すように、既に部材４０１及び部材４０２を配置した設計案が４つ生成されている。設計案１は２つの母材配置案から構成されており、設計案２〜４は１つの母材配置案から構成されている。ここでは、図５に示す設計案１に着目する。着目した１つの設計案は、以降のステップＳ５０２〜ステップＳ５０７の処理を通して着目した設計案として扱われ、これらの処理が終了すると次の設計案が着目されて新たにステップＳ５０２〜ステップＳ５０７の処理が行われ、すべての設計案について処理されるまで繰り返される（ステップＳ５０８）。

【0039】

（母材配置案着目）
ステップＳ５０１で着目した設計案の中から、１つの母材配置案に着目する（ステップＳ５０２）。ここでは、図６に示す設計案１の２つの母材配置案の中から、部材４０１を配置した母材配置案１に着目する。着目した１つの母材配置案は、以降のステップＳ５０３〜ステップＳ５０６の処理を通して着目した設計案として扱われ、これらの処理が終了すると次の母材配置案が着目されて新たにステップＳ５０３〜ステップＳ５０５の処理が行われ、すべての母材配置案について処理されるまで繰り返される（ステップＳ５０６）。

【0040】

（対象部材配置）
ステップＳ５０２で着目した母材配置案に対して対象部材を配置する（ステップＳ５０３）。対象部材の配置は、配置済部材に重ならず、かつ、対象部材の左下の点（以下、「参照点」という。）が母材内で左にも下にも動けないような位置に配置することにより行う。図６に示す対象部材配置においては、対象部材４０３の左下の点を参照点とし、配置済部材４０１を有する母材に対して対象部材４０３を配置している。この場合、対象部材４０３を配置済部材４０１の右に配置した母材配置案と、対象部材４０３を配置済部材４０１の上に配置した母材配置案が生成される。なお、参照点の位置は特に限定されない。

【0041】

（母材回転）
ステップＳ５０３における対象部材配置を、母材を回転させながら行う（ステップＳ５０４）。母材角度は、０°、９０°、１８０°、２７０°の４つの角度とし、各角度においてステップＳ５０３の考え方（参照点による配置）により対象部材を配置する。図７は、母材角度０°で母材配置案を作成した後で、母材４０１を順次回転しながら母材角度９０°、１８０°、２７０°の各角度において対象部材４０３を配置する様子を示している。なお、上記４つの母材角度以外の母材角度において対象部材を配置するようにしてもよい。

【0042】

（対象部材回転）
ステップＳ５０３における対象部材配置を、対象部材を回転させながら行う（ステップＳ５０５）。対象部材角度は、例えば１５°刻みで３６０°回転させて、各角度においてステップＳ５０３の考え方（参照点による配置）により対象部材を配置する。図８は、対象部材角度０°で母材配置案を作成した後で、対象部材４０３を１５°刻みで順次回転しながら各角度において対象部材を配置する様子を示している。そして、この配置処理を上記４つの母材角度のすべてにおいて行う。なお、対象部材の回転刻み角度は１５°以外の角度としてもよい。

【0043】

（新たな母材に対象部材を配置）
すべての母材配置案に対して対象部材の母材配置案を生成すると、次に新たな母材に対象部材を配置する母材配置案を生成する（ステップＳ５０７）。図９は、設計案１について対象部材４０３を配置するに際し、既に部材４０１が配置された母材１及び部材４０２が配置された母材２ではなく、新たな母材３に対象部材４０３を配置する様子を示している。

【0044】

以上のようにして、設計案生成ステップ（ステップＳ５００）により、配置済部材の次の対象部材を配置するに際し、配置済部材を有する母材に対して対象部材を様々な位置に配置した複数の母材配置案を生成するとともに（ステップＳ５０２〜ステップＳ５０６）、配置済部材を有しない母材に対して対象部材を配置した母材配置案を生成して（ステップＳ５０７）、対象部材配置後の複数の設計案を生成することができる。

【0045】

（設計案限定）
対象部材の配置により複数の設計案が生成されると、次の対象部材に着目することとなるが、その前に、生成した複数の設計案の中から、以降の部材配置を行う設計案を限定する（ステップＳ６００）。この設計案限定ステップは、組み合わせの数の爆発的増加による処理時間の増大を抑制するために重要なものであり、列挙法における分枝限定法の考え方を適用したものである。設計案の限定方法は様々なものが考えられるが、本実施形態では以下の３つの限定方法により処理する。なお、以下に示す限定方法は独立したものであり、各々１つを用いてもよいし、複数を組み合わせてもよい。

【0046】

（パレート解による限定）
パレート解による限定（ステップＳ６０１）は、複数の同一部材が配置された母材配置群の中から、母材の縦横長さについてパレート解となる母材配置案を選定するものである。図１０を参照して説明すると、現段階で、部材４０１及び部材４０３を配置した母材配置案としてＡ〜Ｉが生成されている。各々の母材配置案における母材の縦横の長さは異なっている。例えば、母材配置案Ａの母材は、縦１１６３ｍｍ、横４１５８ｍｍである。

【0047】

ここで、母材配置案Ａと母材配置案Ｅを比較すると、縦の長さは同一であるが、横の長さは母材配置案Ｅの方が長い。このように、縦と横の長さの両方が同一又は長い場合を、ＥはＡに支配されているという。支配されている母材配置案Ｅは、母材配置案Ａに比べて縦横いずれの優位性もないため、以降の部材配置を行っても有望ではないと判断し、支配している母材配置案Ａを残すべき母材配置案として選定する。そして、母材配置案Ｅを含む設計案については、以降の母材配置を行わないこととして設計案を限定する。

【0048】

同様に、母材配置案Ｃと母材配置案Ｄを比較すると、横の長さは同一であるが、縦の長さは母材配置案Ｄの方が長い。従って、ＤはＣに支配されており、支配されている母材配置案Ｄは、母材配置案Ｃに比べて縦横いずれの優位性もないため、以降の部材配置を行っても有望ではないと判断し、支配している母材配置案Ｃを残すべき母材配置案として選定する。そして、母材配置案Ｄを含む設計案については、以降の部材配置を行わないこととして設計案を限定する。

【0049】

このような限定を繰り返すことにより、図１０に示すように、最終的に母材配置案Ａ、母材配置案Ｃ、母材配置案Ｆが残すべき母材配置案として選定されて、以降の部材配置を行う設計案が限定される。その他の母材配置案Ｂ、Ｄ、Ｅ、Ｇ、Ｈ、Ｉは、母材配置案Ａ、Ｃ、Ｆのいずれかによって支配されており、母材配置案Ｂ、Ｄ、Ｅ、Ｇ、Ｈ、Ｉを含む設計案については、以降の部材配置を行わない。

【0050】

（余白位置による限定）
余白位置による限定（ステップＳ６０２）は、複数の同一部材が配置された母材配置群の中から、余白面積が同一となる母材配置案について余白位置が最も近接している母材配置案を選定するものである。余白位置が近接しているということは、次の対象部材を配置しやすいということであある。反対に余白位置が離間しているということは、以降の部材配置を行っても有望でないと判断する。図１１を参照して説明すると、現段階で、部材４０１及び部材４０３を配置した母材配置案としてＪ〜Ｍが生成されている。母材配置案Ｊと母材配置案Ｋの余白面積は同一である。また、母材配置案Ｌと母材配置案Ｍの余白面積は同一である。なお、余白位置の近接度合は、例えば母材配置案をメッシュ状に分割し、余白のメッシュがどれだけ連続しているかにより判定することができる。

【0051】

ここで、母材配置案Ｊと母材配置案Ｋを比較すると、母材配置案Ｊの方が母材配置案Ｋよりも余白位置が近接している。従って、母材配置案Ｊを残すべき母材配置案として選定する。そして、母材配置案Ｋを含む設計案については、以降の母材配置を行わないこととして設計案を限定する。

【0052】

同様に、母材配置案Ｌと母材配置案Ｍを比較すると、母材配置案Ｍの方が母材配置案Ｌよりも余白位置が近接している。従って、母材配置案Ｍを残すべき母材配置案として選定する。そして、母材配置案Ｌを含む設計案については、以降の母材配置を行わないこととして設計案を限定する。

【0053】

（母材面積による限定）
母材面積による限定（ステップＳ６０３）は、現段階の母材面積が最少である設計案に残りの部材を配置したときの母材面積よりも、既に現段階の母材面積が大きな設計案を削除するものである。この限定方法は、ネスティング後半の残り部材が少なくなったときに特に有効なものである。この場合、現段階の母材面積が最少である設計案に残りの部材を配置する方が、既に現段階の母材面積が大きい設計案に残りの部材を配置するよりも優位であり、後者については以降の部材配置を行っても有望でないと判断する。

【0054】

図１２を参照して説明すると、現段階で、部材４０１、部材４０２及び部材４０３を配置した設計案として、設計案１〜６が生成されている。各々の母材面積（単位：ｃｍ^２）は、設計案１（３２０００）、設計案２（４５０００）、設計案３（５７０００）、設計案４（４１０００）、設計案５（４６５００）、設計案６（６３０００）である。なお、破線で示すように、母材には最少母材長さ及び最少母材高さが定められており、母材を購入するためには最低限これらの長さが必要となる。上記母材面積の算出にあたっては、最少母材長さ及び最少母材高さを勘案している。

【0055】

設計案１〜６のうち、現段階で母材面積が最少であるのは設計案１（３２０００）である。この設計案１に対して、残り部材である部材４０４及び部材４０５を配置すると、設計案１’が得られる。設計案１’の母材面積は、設計案１の母材面積３２０００に増加分３５００を加えて３５５００となる。これに対して、設計案２〜６は既に現段階で設計案１’の母材面積（３５５００）を超えており、以降の部材配置を行っても有望ではないと判断し削除して設計案を限定する。

【0056】

以上のようにして、次の対象部材に着目する前に、生成した複数の設計案の中から、以降の部材配置を行う設計案を限定することにより、有望な設計案を残しながら、組み合わせの数の爆発的増加による処理時間の増大を抑制することができる。

【0057】

そして、すべての部材が配置された後に、残された設計案の中から最も歩留まりの良い設計案を選択する（ステップＳ８００）。

【0058】

本実施形態に係るネスティング方法は、複数の部材を母材に順次配置しながら母材配置案を生成し、複数の母材配置案により構成される設計案を生成するものである。そして、設計案生成ステップ（ステップＳ５００）において、配置済部材の次の対象部材を配置するに際し、配置済部材を有する母材に対して対象部材を様々な位置に配置した複数の母材配置案を生成するとともに、配置済部材を有しない母材に対して対象部材を配置した母材配置案を生成して、対象部材配置後の複数の設計案を生成することにより、定められた複数の部材を配置するにあたり、一定の大きさの複数の母材に配置していくのではなく、複数の母材に複数の部材を配置しながら、様々な大きさの複数の母材を含む設計案を生成することができる。

【0059】

また、設計案限定ステップ（ステップＳ６００）において、生成した複数の設計案の中から、以降の部材配置を行う設計案を限定することにより、組み合わせの数の爆発的増加による処理時間の増大を抑制することができる。

【0060】

そして、設計案選択ステップ（ステップＳ８００）において、すべての部材を配置した後で、残された設計案の中から最も歩留まりの良い設計案を選択することができる。

【0061】

また、設計案限定ステップが、複数の同一部材が配置された母材配置案群の中から、母材の縦横の長さについてパレート解となる母材配置案を選定するもの（ステップＳ６０１）である場合には、パレート解となる母材配置案を含む有望な設計案を残し、有望でない設計案を削除した上で次の部材を配置していくことができる。

【0062】

また、設計案限定ステップが、複数の同一部材が配置された母材配置案群の中から、余白面積が同一となる母材配置案について余白位置が最も近接している母材配置案を選定するもの（ステップＳ６０２）である場合には、余白位置が最も近接している母材配置案を含む有望な設計案を残し、有望でない設計案を削除した上で次の部材を配置していくことができる。

【0063】

また、設計案限定ステップが、現段階の母材面積が最少である設計案に残りの部材を配置したときの母材面積よりも、既に現段階の母材面積が大きな設計案を削除するもの（ステップＳ６０３）である場合には、既に母材面積が大きく有望でない設計案を削除した上で次の部材を配置していくことができる。

【0064】

以上、本実施形態に係るネスティング方法によれば、列挙法を適用してネスティングを行う場合に、処理時間の増大を抑制しながら、歩留まりの良い設計案を生成することができる。

【0065】

なお、本実施形態に係るネスティング方法は、上記各ステップを実行させるプログラムによって、パソコン等の情報処理装置をネスティング装置として機能させることにより実現することができる。図１３は、本実施形態に係るネスティング装置の主要構成を示すブロック図である。なお、図１３に示すネスティング装置の構成は一例であって、これに限定されるものではない。本実施形態に係るネスティング装置は、設計案生成手段１０、設計案限定手段２０、設計案選定手段３０、部材ＤＢ４０及び設計案ＤＢ５０を備えている。

【0066】

設計案生成手段１０は、部材ＤＢ４０に読み込まれた部材データに基づいて、複数の部材を母材に順次配置しながら母材配置案を生成し、複数の母材配置案により構成される設計案を生成して、設計案ＤＢに保存する処理を行う。

【0067】

設計案限定手段２０は、設計案生成手段１０による１つの対象部材についての設計案生成処理が終了すると、設計案ＤＢに保存された設計案の中から、以降の部材配置を行う設計案を限定する処理を行う。

【0068】

設計案生成手段１０は、配置済部材の次の対象部材を配置するに際し、設計案ＤＢから設計案限定手段２０により限定された以降の部材配置を行う設計案を取得する。そして、取得した設計案に対して、配置済部材を有する母材に対して対象部材を様々な位置に配置した複数の母材配置案を生成するとともに、配置済部材を有しない母材に対して対象部材を配置した母材配置案を生成して、対象部材配置後の複数の設計案を生成する処理を行う。

【0069】

設計案選択手段３０は、設計案生成手段１０及び設計案限定手段２０の処理によって、すべての部材が配置された後に、設計案ＤＢから生成された設計案を取得し、最も歩留まりの良い設計案を選択する処理を行う。

【0070】

以上、本発明の実施形態に係るネスティング方法について説明したが、本発明は上述した実施の形態に限定されるわけではなく、その他種々の変更が可能である。

【0071】

例えば、本実施形態では設計案生成ステップにおいて、参照点による配置、母材の回転、対象部材の回転によって様々な母材配置案を生成するようにしたが、これ以外の考え方によって配置パターンを変えていきながら、母材配置案を生成するようにしてもよい。

【0072】

また本発明は、造船分野に限らずその他の分野においても、複数の部材を複数の母材に配置するネスティングを行う場合に適用可能である。

【符号の説明】

【0073】

１０ 設計案生成手段
２０ 設計案限定手段
３０ 設計案選択手段
４０ 部材ＤＢ
５０ 設計案ＤＢ

【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】

【国際調査報告】