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発明の名称 施工計画システム及び施工計画プログラム
発行国 日本国特許庁(JP)
公報種別 公開特許公報(A)
公開番号 特開2007−239223(P2007−239223A)
公開日 平成19年9月20日(2007.9.20)
出願番号 特願2006−60071(P2006−60071)
出願日 平成18年3月6日(2006.3.6)
代理人 【識別番号】100064908
【弁理士】
【氏名又は名称】志賀 正武
発明者 片岡 誠 / 徳田 浩
要約 課題
多数の構工法の施工計画を短時間で比較検討することができる施工計画システムを提供する。

解決手段
建造物の構工法のデータが構工法毎に記憶された構工法データベースと、施工計画対象建造物の形状データを読み込む入力手段と、構工法データベースに記憶されている構工法の中から施工計画対象建造物の建造に採用する構工法データを選択する構工法選択手段と、形状データを構成する部材の種別を推定する部材種別推定手段と、推定した部材を正規化する正規化手段と、構工法選択手段によって選択された構工法データを参照して、正規化された部材毎に分割し、該分割した部材毎に属性情報を付与する属性付与手段と、分割されたそれぞれの部材に付与されている属性情報を集計することにより、施工計画情報を生成して出力する施工計画情報出力手段とを備える。
特許請求の範囲
【請求項1】
建造物の構工法のデータが構工法毎に記憶された構工法データベースと、
施工計画対象建造物の形状データを読み込む入力手段と、
前記構工法データベースに記憶されている構工法の中から前記施工計画対象建造物の建造に採用する構工法データを選択する構工法選択手段と、
前記形状データを構成する部材の種別を推定する部材種別推定手段と、
推定した部材を正規化する正規化手段と、
構工法選択手段によって選択された構工法データを参照して、正規化された部材毎に分割し、該分割した部材毎に属性情報を付与する属性付与手段と、
前記分割されたそれぞれの部材に付与されている属性情報を集計することにより、施工計画情報を生成して出力する施工計画情報出力手段と
を備えたことを特徴とする施工計画システム。
【請求項2】
前記建造物の形状データを定義する建造物形状データ定義手段をさらに備えたことを特徴とする請求項1に記載の施工計画システム。
【請求項3】
建造物の構工法のデータが構工法毎に記憶された構工法データベースを備えた施工計画システム上で動作する施工計画プログラムであって、
施工計画対象建造物の形状データを読み込む入力処理と、
前記構工法データベースに記憶されている構工法の中から前記施工計画対象建造物の建造に採用する構工法データを選択する構工法選択処理と、
前記形状データを構成する部材の種別を推定する部材種別推定処理と、
推定した部材を正規化する正規化処理と、
構工法選択処理によって選択された構工法データを参照して、正規化された部材毎に分割し、該分割した部材毎に属性情報を付与する属性付与手段と、
前記分割されたそれぞれの部材に付与されている属性情報を集計することにより、施工計画情報を生成して出力する施工計画情報出力処理と
をコンピュータに行わせることを特徴とする施工計画プログラム。
発明の詳細な説明
【技術分野】
【0001】
本発明は、建造物の施工計画を作成する施工計画システム及び施工計画プログラムに関する。
【背景技術】
【0002】
従来から建造物を施工する場合の施工計画において、多数ある構工法の中からいずれを採用するかは、施工計画者の経験の範囲に限られるため、一案件に対する構工法の選択肢はごく少数に限られる。その結果、多数の構工法について計画を試行する場合の最適解とは異なる計画を選択する可能性がある。一方、多数の構工法について施工計画を立案し、比較検討しようとすれば、計画に費やされる時間や労務が増大してしまうという問題がある。
なお、先行技術として、設計情報と施工情報をモデル化することにより、様々な条件設定を反映した計画シミュレーション及び計画案の比較を短時間で行うことができる躯体構工法計画システムが知られている(例えば、特許文献1参照)。
【特許文献1】特開平07−282112号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0003】
ところで、建造物の構工法について、施工計画を立てることができるシステムは多数開発されてきたが、これらはすべて、構工法を仮定した建物データ、工法データを作成し、そのデータ群を集計して数量、コストまたは独自の評価値を算出するものである。適用する構工法を変更する場合には、建物データあるいは工法データの修正・再入力が必要であるため、たいへんな手間がかかるという問題がある。また、従来の施工計画システムが担当するのは、本質的に単純な集計機能だけであり、しかも、システムに受け渡すためのデータの入力には多大な工数を要する。このため、従来の施工計画システムは、施工計画がある程度確定した後の、一構工法ないしごく少数のバリエーションについて施工性の確認が主目的となっているケースが多く、コンピュータ利用による事前検討の効果が低減してしまっているという問題がある。
【0004】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、多数の構工法の施工計画を短時間で比較検討することができる施工計画システム及び施工計画プログラ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】
【0005】
本発明は、建造物の構工法のデータが構工法毎に記憶された構工法データベースと、施工計画対象建造物の形状データを読み込む入力手段と、前記構工法データベースに記憶されている構工法の中から前記施工計画対象建造物の建造に採用する構工法データを選択する構工法選択手段と、前記形状データを構成する部材の種別を推定する部材種別推定手段と、推定した部材を正規化する正規化手段と、構工法選択手段によって選択された構工法データを参照して、正規化された部材毎に分割し、該分割した部材毎に属性情報を付与する属性付与手段と、前記分割されたそれぞれの部材に付与されている属性情報を集計することにより、施工計画情報を生成して出力する施工計画情報出力手段とを備えたことを特徴とする。
【0006】
本発明は、前記建造物の形状データを定義する建造物形状データ定義手段をさらに備えたことを特徴とする。
【0007】
本発明は、建造物の構工法のデータが構工法毎に記憶された構工法データベースを備えた施工計画システム上で動作する施工計画プログラムであって、施工計画対象建造物の形状データを読み込む入力処理と、前記構工法データベースに記憶されている構工法の中から前記施工計画対象建造物の建造に採用する構工法データを選択する構工法選択処理と、前記形状データを構成する部材の種別を推定する部材種別推定処理と、推定した部材を正規化する正規化処理と、構工法選択処理によって選択された構工法データを参照して、正規化された部材毎に分割し、該分割した部材毎に属性情報を付与する属性付与手段と、前記分割されたそれぞれの部材に付与されている属性情報を集計することにより、施工計画情報を生成して出力する施工計画情報出力処理とをコンピュータに行わせることを特徴とする。
【発明の効果】
【0008】
本発明によれば、建物形状データと構工法データを分離したことで、一度建物形状データを作成すれば、他の構工法データと組み合わせて施工計画の立案を実施することができるため、データ修正や再入力を伴わずに、多数の構工法の施工計画を短時間で比較検討することができるという効果が得られる。また、建物形状データから構工法情報を排除したことで、建物形状データを極めて単純化することができ、その結果、入力時間を大幅に削減することができるという効果が得られる。また、設計の初期段階(構工法が未定の段階)での施工計画シミュレーションを実施することができ、早い段階で施工知識を設計にフィードバックすることができるため、基本設計が完了する時点で、リスクの少ない構工法を選択することが可能となり、手戻りや再計算を削減することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【0009】
以下、本発明の一実施形態による施工計画システムを図面を参照して説明する。図1は同実施形態の構成を示すブロック図である。この図において、符号1は、建造物の施工計画情報を出力する施工計画部である。符号2は、建造物を構成する部材を定義するための条件文が予め記憶された条件文データベースである。符号3は、建造物を構成する部材を定義するための処理文が予め記憶された処理文データベースである。符号4は、条件文データベース2に記憶されている条件文と処理文データベース3に記憶されている処理文を入力して、各構工法毎の構工法データを生成して出力する構工法データ生成部である。符号5は、構工法データ生成部4が出力する構工法データを構工法毎に記憶する構工法データベースである。ここでは、鉄骨積層工法の構工法データ51と、フルPC工法の構工法データ52と、RCSS構法の構工法データ53とが記憶されているものとする。符号6は、施工計画を立案する対象建造物の形状データが記憶される建物形状データベースである。符号7は、3次元CADシステム等で構成する建物形状定義部である。符号8は、建物形状データベース6から読み込んだ建物形状データに基づいて部材種別を推定する場合に参照するデータが記憶された部材種別推定データベースであり、建造物を構成する部材のアスペクト比と部材種別の情報が対応付けられたデータが記憶されている。符号9、10、11は、施工計画部1が出力する施工計画情報である。施工計画情報は、施工の工程表情報9と、施工に必要なリソース・労務の山積情報10と、各階及び各工区毎の施工数量情報11とからなる。
【0010】
次に、図1に示す施工計画システムの処理動作を説明する。本発明による施工計画システムは、従来技術の問題点を解決するために、施工計画において極めて少ない労力・時間で多数の構工法に対する施工計画を出力して、比較検討を行うことできるようにしたシステムである。このシステムを構築するために、建物形状データと構工法データとを分離し、検討する構工法を変更しても同じ建物形状データを利用できるようし、単一の建物形状データから鉄骨造、RC造等の全く異なる構工法の施工計画を出力することができるものである。建物形状データは依頼主の要求に依存し、固有の建物の形状を含むものであり、構工法データは対象建造物の形状データとは独立して存在する、建物の作り方に関するデータである。
【0011】
建物形状定義部7によって設計されることにより得られる建物形状データは、以下の条件を満たすように設計されて建物形状データベース6に格納されている必要がある。
(条件1)建物を構成する「部材(柱、梁、床、壁等)」の空間上占める領域が定義されている。
(条件2)部材同士の接続が定義されている(物理的に接続している必要はない)。
(条件3)部材を示す空間領域は計画処理中分割される必要があるので、分割処理の前後で同じ表現が適用されている。
【0012】
また、建物形状データベース6に記憶される建物形状データを構成する個々の「部材」は、部材断面、材料、ジョイント位置、ユニット化などの構工法に依存するデータを含まない。位置と大まかな範囲(幾何データ)以外の、建物に関する属性を一切排除することによって建物形状データは極めて簡素化している。この部材を表す幾何データは部材の断面を示すものではなく、その部材を包絡する空間を示すものである。後述する施工計画処理の中で個々の構工法データを適用した際に、H型断面、角型断面、円形断面等の属性が与えられるものである。部材同士の接続は、部材の空間上占める領域から判断することが可能であるから、作成するデータとしては必ずしも必要ない。接続情報は物理的に接続する(=「部材」データが示す空間領域が相貫する)必要はなく、人間が常識的に接続していると判断する場合に接続情報を設定することとする。これによって、大梁を2つの柱の間に配置する際、仮に大梁の端部が柱の表面に接していなくても、その大梁は2つの柱に接続していることを許容する。最も簡単な例として、空間上に配置した直方体領域で「部材」を定義した。建物形状データの一例を図6に示す。
【0013】
一方、構工法データベース5に記憶される構工法データは、施工部品の定義、施工順序、作業歩掛り、必要資源(仮設、機械、労務、場所等)、コスト等が定義されたデータである。構工法データは、下記のデータを含む。
(1)構工法の説明、特徴、使用条件。
(2)施工部品の定義(ジョイント位置の定義、溶接量やボルト数など施工数量の付与)。
(3)工区決定方法の定義(一定面積ごとに工区を作る、あるいは施工数量が一定になるように工区を作る等)。
(4)工程の定義(必要作業、作業前後関係、対象施工部品、必要資源(機械、仮設、労務等)と投入量、作業歩掛り)。
鉄骨積層工法の構工法データの一例を図7に示す。
【0014】
この構工法データは、「鉄骨積層工法」等の1つの構工法について1つのデータ群を定義し、施工可能な構工法分の構工法データを予め多数用意しておくものである。この構工法データは、建物形状データに依存しないため、事前に定義することが可能である。構工法データは、コンピュータプログラムで処理できるようにコンピュータで可読なルールベース形式で記述されている。この記述については、「ある施工部品が『柱』に属し、内部開口に面していれば、コラムステージを3か所見積もる」、「ある施工部品が『床』に属し、外周部に配置され、前面がPCCWでなければ、PC化する」というような施工計画上必要な語彙を用意しておく。すなわち、「内部開口に面する」、「外周部に配置されている」という施工計画に必要な記述が可能であることとする。
【0015】
ここで、図3〜図5を参照して、図1に示す構工法データ生成部4が、条件文データベース2及び処理文データベース3を参照して、構工法データを生成する動作を説明する。図3は、条件文データベース2に記憶される条件文の一例を示す図である。図4は、処理文データベース3に記憶される処理文の一例を示す図である。これらは構工法に依存しない、固定的なデータベースである。図中の「○」はパラメータを示し、構工法データ生成時に数値や文字列が代入される。構工法データ生成部4は、図2、図3に示す条件文及び処理文を参照して、構工法毎の構工法データを生成して、構工法データベース5に記憶する。図5に示す構工法データは、鉄骨積層工法の構工法データの一例である。同様にして、「フルPC工法」や「RCSS構法(柱を鉄筋コンクリート造、梁を鉄骨造としてラーメンを構成する構法)」などの構工法データを生成して、構工法データベース5に各構工法毎の構工法データを記憶する。
【0016】
次に、図2を参照して、施工計画部1が施工計画情報を出力する動作を説明する。対象建造物の施工計画立案時においては、まず建物形状定義部7により建物形状データを作成し、建物形状データベース6に格納するとともに、所望の構工法データを選択し、建物形状データと構工法データの組合せに対して、1つの施工計画を作成する。
【0017】
施工計画部1は、建物形状データベース6から建物形状データを読み込み(ステップS1)、柱、大梁、小梁、床、壁などの部材種別種別を推定する(ステップS2)。部材種別推定データベース8には、部材種別の推定のために、あらかじめアスペクト比と部材種別の対応データが記憶されており、施工計画部1は、部材種別推定データベース8に記憶されているデータを参照して、読み出した形状データの部材種別を推定する。例えば、幅と奥行きが同程度で、高さが幅(または奥行き)の3.5倍以上である場合を「柱」と推定する。
【0018】
次に、施工計画部1は、推定した部材を正規化する(ステップS3)。ここで言う正規化とは、構工法データを適用する際の部材の単位を揃える処理であり、例えば柱の場合、FLからFLまで切れ目も重複もないように1部材が配置された状態にすることである。この正規化の処理は、構工法データの設計に密接に関連するが、概ね、階とスパンで区切られる範囲が1「部材」になるようにする。
【0019】
次に、施工計画部1は、正規化された部材毎に建物形状データを分割する(ステップS4)。そして、施工計画部1は、分割された部材のそれぞれに対して属性を付与する(ステップS5)。この属性付与処理は、構工法データに従って、「部材」を施工部品に組み直す処理である。これには分割位置の指定がなされればよく、柱であればFL+1mの場所にジョイントを設けるとか、大梁は柱芯から1.2mの位置にブラケットタイプのジョイントを設けるといった指定が構工法データに定義されているので、これに従って部材分割をし、接続情報に従ってアセンブルすることで、最終的な施工部品を作り上げる。また外壁についても、1スパンを2.4mごとのパネルに分割するとか、FL−1.0mからFL+1.0mまでの無目パネルを作るといった記述がなされているため、対象の構工法に応じた施工部品が生成されることになる。
【0020】
次に、施工計画部1は、各施工部品に対して、溶接長、コンクリート打設量などの属性を付与する。これも構工法データに指定された通りに行い、鉄骨造であれば、溶接長やボルト数を与えることになり、RC造であれば型枠面積やコンクリートボリュームを与えることになる。また、鉄骨造における建直し治具やコラムステージなど、部材形状として与えていないものについても、ここで属性として付与する。続いて、施工計画部1は、これら施工部品の位置によって工区に割り振られ、各階、各工区の施工部品数、溶接長などの施工数量、建て直し治具などの仮設材を集計する(ステップS6)。これにより、各階、各工区の施工数量が算出されたことになる。
【0021】
次に、施工計画1は、構工法データベース5に記憶された構工法データに記述された歩掛りおよび労務や機械の投入量を乗除することによって、それぞれの作業(柱建方など)の時間を算出する。作業の前後関係は構工法データで与えられているので、これに基づいて算出された長さの作業を配置することで工程表情報を作成する。また、施工計画部1は、1サイクル工程の施工数量を集計、労務の山積み、単価を乗じてコストを算出したりするなどして、施工計画情報を出力する(ステップS7)。この施工計画情報は、プリンタ出力や画面表示によって出力される。これにより、施工の工程表情報9と、施工に必要なリソース・労務の山積情報10と、各階及び各工区毎の施工数量情報11が出力されることになる。図8に、施工の工程表情報9を画面表示した例を示す。図9に、施工に必要なリソース・労務の山積情報10を画面表示した例を示す。図10に、各階及び各工区毎の施工数量情報11を画面表示した例を示す。
【0022】
このように、建物形状データと構工法データを分離したことで、一度建物形状データを作成すれば、他の構工法データと組み合わせて施工計画の立案を実施することができるため、データ修正や再入力を伴わずに、多数の構工法の施工計画を短時間で比較検討することができる。また、建物形状データから構工法情報を排除したことで、建物形状データを極めて単純化することができ、その結果、入力時間を大幅に削減できる。また、設計の初期段階(構工法が未定の段階)での施工計画シミュレーションを実施することができ、早い段階で施工知識を設計にフィードバックすることができる。また、基本設計が完了する時点で、リスクの少ない構工法を選択することが可能なため、手戻りや再計算を削減できる。
【0023】
なお、図1における処理部の機能を実現するためのプログラムをコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録して、この記録媒体に記録されたプログラムをコンピュータシステムに読み込ませ、実行することにより施工計画作成処理を行ってもよい。なお、ここでいう「コンピュータシステム」とは、OSや周辺機器等のハードウェアを含むものとする。また、「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、フレキシブルディスク、光磁気ディスク、ROM、CD−ROM等の可搬媒体、コンピュータシステムに内蔵されるハードディスク等の記憶装置のことをいう。さらに「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、インターネット等のネットワークや電話回線等の通信回線を介してプログラムが送信された場合のサーバやクライアントとなるコンピュータシステム内部の揮発性メモリ(RAM)のように、一定時間プログラムを保持しているものも含むものとする。
【0024】
また、上記プログラムは、このプログラムを記憶装置等に格納したコンピュータシステムから、伝送媒体を介して、あるいは、伝送媒体中の伝送波により他のコンピュータシステムに伝送されてもよい。ここで、プログラムを伝送する「伝送媒体」は、インターネット等のネットワーク(通信網)や電話回線等の通信回線(通信線)のように情報を伝送する機能を有する媒体のことをいう。また、上記プログラムは、前述した機能の一部を実現するためのものであっても良い。さらに、前述した機能をコンピュータシステムにすでに記録されているプログラムとの組み合わせで実現できるもの、いわゆる差分ファイル(差分プログラム)であっても良い。
【図面の簡単な説明】
【0025】
【図1】本発明の一実施形態の構成を示すブロック図である。
【図2】図1に示す施工計画部1の動作を示すフローチャートである。
【図3】図1に示す条件文データベース2に記憶される情報の一例を示す説明図である。
【図4】図1に示す処理文データベース3に記憶される情報の一例を示す説明図である。
【図5】図1に示す構工法データベース5に記憶される情報の一例を示す説明図である。
【図6】図1に示す建物形状データベース6に記憶される建物形状データの一例を示す説明図である。
【図7】鉄骨積層工法データの一例を示す説明図である。
【図8】図1に示す施工計画部1が出力する情報(工程表情報9)の一例を示す説明図である。
【図9】図1に示す施工計画部1が出力する情報(リソース・労務の山積情報10)の一例を示す説明図である。
【図10】図1に示す施工計画部1が出力する情報(施工数量情報11)の一例を示す説明図である。
【符号の説明】
【0026】
1・・・施工計画部、2・・・条件文データベース、3・・・処理文データベース、4・・・構工法データ生成部、5・・・構工法データベース、6・・・建物形状データベース、7・・・建物形状定義部、8・・・部材種別推定データベース、9・・・工程表(出力結果)、10・・・リソース、労務の山積(出力結果)、11・・・階、工区毎の施工数量(出力結果)




 

 


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