(57)【要約】【課題】機関室に配置される機器の配置を異なる船舶間で共通化しつつ、複数の機器を接続する配管系統のコストを削減するような機関室機器配置を可能とする。【解決手段】機関室に配置される機器の配置を異なる船舶間で共通化するための機関室機器配置方法であって、機関室に配置される複数の機器を、異なる船舶に共通に配置される共通機器と、異なる船舶に選択的に配置される選択機器とに分けてモジュールを生成するモジュール生成ステップ（ステップＳ１００）と、生成したモジュールを機関室に配置して、複数のモジュール配置案を生成するモジュール配置案生成ステップ（ステップＳ２００）と、生成したモジュール配置案の中から、複数の機器を接続する配管系統のコストに基づいて配置案を選択するモジュール配置案選択ステップ（ステップＳ３００）と、を含む。【選択図】図１
2019064445.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
機関室に配置される機器の配置を異なる船舶間で共通化するための機関室機器配置方法であって、
機関室に配置される複数の機器を、異なる船舶に共通に配置される共通機器と、異なる船舶に選択的に配置される選択機器とに分けてモジュールを生成するモジュール生成ステップと、
前記生成したモジュールを機関室に配置して、複数のモジュール配置案を生成するモジュール配置案生成ステップと、
前記生成したモジュール配置案の中から、複数の機器を接続する配管系統のコストに基づいて配置案を選択するモジュール配置案選択ステップと、
を含むことを特徴とする機関室機器配置方法。
【請求項２】
前記モジュール生成ステップが、複数の機器を接続する配管系統をモジュール内に閉じ込めるようにしてモジュールを生成するものであることを特徴とする請求項１に記載の機関室機器配置方法。
【請求項３】
前記モジュール配置案選択ステップが、大きさの異なる船舶間の機器配置の類似度に基づいて配置案を選択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に記載の機関室機器配置方法。
【請求項４】
機関室に配置される機器の配置を異なる船舶間で共通化するための機関室機器配置装置であって、
機関室に配置される複数の機器を、異なる船舶に共通に配置される共通機器と、異なる船舶に選択的に配置される選択機器とに分けてモジュールを生成するモジュール生成手段と、
前記生成したモジュールを機関室に配置して、複数のモジュール配置案を生成するモジュール配置案生成手段と、
前記生成したモジュール配置案の中から、複数の機器を接続する配管系統のコストに基づいて配置案を選択するモジュール配置案選択手段と、
を有することを特徴とする機関室機器配置装置。
【請求項５】
機関室に配置される機器の配置を異なる船舶間で共通化するための機関室機器配置装置に、
機関室に配置される複数の機器を、異なる船舶に共通に配置される共通機器と、異なる船舶に選択的に配置される選択機器とに分けてモジュールを生成するモジュール生成ステップと、
前記生成したモジュールを機関室に配置して、複数のモジュール配置案を生成するモジュール配置案生成ステップと、
前記生成したモジュール配置案の中から、複数の機器を接続する配管系統のコストに基づいて配置案を選択するモジュール配置案選択ステップと、
を実行させるための機関室機器配置プログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、機関室に配置される機器の配置を異なる船舶間で共通化するための機関室機器配置方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、船舶の機関室には複数の機器が配置されているが、大きさが同じ船舶であっても、船主の要請により使用機器が異なり、個船毎に機関室内の機器配置設計を行っていた。そのため、異なる船舶間で共通に使用される機器があっても、個船毎に設計すると配置位置が異なるという結果になっていた。また、大きさが異なる船舶間においては、デッキサイズや機器サイズが異なり、当然ながら個船毎の設計が必要であった。このような、機関室内の機器配置設計は、各設計者の知識、経験、過去の設計情報に頼りながら行っていた。
【０００３】
一方、特許文献１には、排気ガス洗浄装置のための配管が短くてすみ、レトロフィットが容易であり、レトロフィットに要する費用が安価である船舶の機関室構造に関する発明が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１６−１５９７９９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
従来の機関室内の機器配置設計は個船毎に行っていたため、異なる船舶間で共通に使用される機器があっても、配置位置が異なるという結果になり、設計コストやメンテナンス費用の増大要因となっていた。
【０００６】
また、各設計者の知識、経験、過去の設計情報に頼りながら設計していたため、複数の機器を接続する配管系統のコストの検討が不十分であった。一方、特許文献１に記載された発明においては、排気ガス洗浄装置のための配管を短くすることはできるが、複数の機器を接続する配管系統のコストを削減することはできない。
【０００７】
本発明は、上記従来の課題を解決するものであり、機関室に配置される機器の配置を異なる船舶間で共通化しつつ、複数の機器を接続する配管系統のコストを削減するような機関室機器配置を可能とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するため、本発明の機関室機器配置方法は、機関室に配置される機器の配置を異なる船舶間で共通化するための機関室機器配置方法であって、機関室に配置される複数の機器を、異なる船舶に共通に配置される共通機器と、異なる船舶に選択的に配置される選択機器とに分けてモジュールを生成するモジュール生成ステップと、前記生成したモジュールを機関室に配置して、複数のモジュール配置案を生成するモジュール配置案生成ステップと、前記生成したモジュール配置案の中から、複数の機器を接続する配管系統のコストに基づいて配置案を選択するモジュール配置案選択ステップと、を含むことを特徴とする。
【０００９】
また好ましくは、前記モジュール生成ステップが、複数の機器を接続する配管系統をモジュール内に閉じ込めるようにしてモジュールを生成するものであることを特徴とする。
【００１０】
また好ましくは、前記モジュール配置案選択ステップが、大きさの異なる船舶間の機器配置の類似度に基づいて配置案を選択するものであることを特徴とする。
【００１１】
また、本発明の機関室機器配置装置は、機関室に配置される機器の配置を異なる船舶間で共通化するための機関室機器配置装置であって、機関室に配置される複数の機器を、異なる船舶に共通に配置される共通機器と、異なる船舶に選択的に配置される選択機器とに分けてモジュールを生成するモジュール生成手段と、前記生成したモジュールを機関室に配置して、複数のモジュール配置案を生成するモジュール配置案生成手段と、前記生成したモジュール配置案の中から、複数の機器を接続する配管系統のコストに基づいて配置案を選択するモジュール配置案選択手段と、を有することを特徴とする。
【００１２】
また、本発明の機関室機器配置プログラムは、機関室に配置される機器の配置を異なる船舶間で共通化するための機関室機器配置装置に、機関室に配置される複数の機器を、異なる船舶に共通に配置される共通機器と、異なる船舶に選択的に配置される選択機器とに分けてモジュールを生成するモジュール生成ステップと、前記生成したモジュールを機関室に配置して、複数のモジュール配置案を生成するモジュール配置案生成ステップと、前記生成したモジュール配置案の中から、複数の機器を接続する配管系統のコストに基づいて配置案を選択するモジュール配置案選択ステップと、を実行させるためのものである。
【発明の効果】
【００１３】
本発明の機関室機器配置方法は、機関室に配置される機器の配置を異なる船舶間で共通化するための機関室機器配置方法である。そして、モジュール生成ステップにおいて、機関室に配置される複数の機器を、異なる船舶に共通に配置される共通機器と、異なる船舶に選択的に配置される選択機器とに分けてモジュールを生成することにより、共通機器については異なる船舶間で共通に配置し、選択機器については個船毎に配置することができる。
【００１４】
また、モジュール配置案生成ステップにおいて、生成したモジュールを機関室に配置して、複数のモジュール案を生成し、モジュール配置案選択ステップにおいて、生成したモジュール配置案の中から、複数の機器を接続する配管系統のコストに基づいて配置案を選択することにより、配管系統のコストを低減することができる。
【００１５】
また、モジュール生成ステップが、複数の機器を接続する配管系統をモジュール内に閉じ込めるようにしてモジュールを生成するものである場合には、配管数が同じであっても、モジュール内の配管数を増やし、モジュール間の配管数を減らす効果がある。一般的にモジュール内の配管は短く、モジュール間の配管は長くなるため、結果として配管系統のコストを削減することができる。
【００１６】
また、モジュール配置案選択ステップが、大きさの異なる船舶間の機器配置の類似度に基づいて配置案を選択するものである場合には、大きさの異なる船舶間であっても、機関室に配置される機器の配置を共通化することができる。
【００１７】
また、本発明の機関室機器配置装置は、上記本発明の機関室機器配置方法を実行することができる装置である。
【００１８】
また、本発明の機関室機器配置プログラムは、上記本発明の機関室機器配置装置に上記本発明の機関室機器配置方法を実行させることができるプログラムである。
【００１９】
以上、本発明によれば、機関室に配置される機器の配置を異なる船舶間で共通化しつつ、複数の機器を接続する配管系統のコストを削減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明の実施形態に係る機関室機器配置方法の全体フローチャートである。
【図２】モジュール生成ステップの詳細フローチャートである。
【図３】モジュール配置案生成ステップ及びモジュール配置案選択ステップの詳細フローチャートである。
【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】本実施形態に係る機関室機器配置装置の主要構成を示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
次に、図１乃至図１１を参照して、本発明の実施形態に係る機関室機器配置方法について説明する。図１は、本発明の実施形態に係る機関室機器配置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モジュール生成ステップの詳細フローチャートである。図３は、図１の全体フローチャートにおけるモジュール配置案生成ステップ及びモジュール配置案選択ステップの詳細フローチャートである。図４乃至図１１は、図１乃至図３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。
【００２２】
本実施形態に係る機関室機器配置方法は、機関室に配置される機器の配置を異なる船舶間で共通化し、設計コストやメンテナンス費用を削減するものである。なお、本実施形態に係る機関室機器配置方法は、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機関室機器配置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乃至図３のフローチャートに沿って説明する。
【００２３】
図１に示すように、本発明の実施形態に係る機関室機器配置方法は、モジュール生成ステップＳ１００、モジュール配置案生成ステップＳ２００及びモジュール配置案選択ステップＳ３００を含んでいる。まず、図２及び図４乃至図７を参照して、モジュール生成ステップＳ１００について説明する。モジュール生成ステップＳ１００は、機関室に配置される複数の機器を、異なる船舶に共通に配置される共通機器と、異なる船舶に選択的に配置される選択機器（オプション機器）とに分けてモジュールを生成するものである。
【００２４】
（個船毎のモデル生成）
複数の船舶（大きさの異なる船舶を含む。）について、各々の船舶の機関室に配置される機器及び配管系統のデータ（以下、「個船情報」という。）を読み込んで、個船毎のモデルを生成する（ステップＳ１０１）。図４の上側に、個船毎のモデル（船舶Ａ〜Ｄ）を示す。図中において、色彩の付されていない図形は船舶Ａ〜Ｄに共通に配置される共通機器であり、色彩の付されている図形は船舶Ａ〜Ｄに選択的に配置される選択機器である。例えば、船舶Ａ〜Ｃには、共通機器及び各々で異なる選択機器が配置されており、船舶Ｄには共通機器のみが配置されている。なお、共通機器については、同一の配管系統に配置される機器であれば、船舶による出力や容量等の違いがあっても同一の機器として取り扱う。
【００２５】
（全シリーズのモデル生成）
個船毎のモデルを統合して、全シリーズのモデルを生成する（ステップＳ１０２）。図４の下側に、全シリーズのモデルを示す。全シリーズのモデルは、船舶Ａ〜Ｄに共通に配置される共通機器に対して、船舶Ａ〜Ｃに選択的に配置される選択機器が接続されて、１つのモデルとして統合されたものである。
【００２６】
（マトリクス作成）
生成した全シリーズのモデルからマトリクスを作成する（ステップＳ１０３）。図５に全シリーズのモデルから作成したマトリクスを示す。このマトリクスは、各々の機器に番号を振ったものを行と列に表示し、機器同士が配管で接続されている対応部分に数字を記入したものである。機器同士を接続する配管は口径の異なるものであるため、マトリクスに記入した数字は、配管の単位長さの重量、コスト、配管径などであり、目的に応じて選択する。また、共通機器と選択機器とに分けてマトリクスを作成する。
【００２７】
（クラスタリング処理）
作成したマトリクスについて、ＤＳＭ（Ｄｅｓｉｇｎ  Ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ  Ｍａｔｒｉｘ）によるクラスタリング処理を行う（ステップＳ１０４）。ＤＳＭによるクラスタリング処理は、対角線上に関係が集まるように、マトリクスの行、列を入れ替えながら、マトリクス状でのモジュール化を行うものであり、本数の多い配管、重量が大きい配管、コストの高い配管等、複数の機器を接続する配管系統をモジュール内に閉じ込めるようなモジュール化が可能となる。
【００２８】
（モジュール生成）
共通機器と選択機器とに分けて作成したマトリクスをクラスタリング処理して、モジュールを生成する（ステップＳ１０５）。図７に、生成したモジュールを示す。共通機器として２つのモジュール、選択機器として３つのモジュールが生成されている。そして、各モジュールを組み合わせることで、船舶Ａ〜Ｄの仕様に対応した機器構成を実現することができる。
【００２９】
次に、図３及び図８乃至図１１を参照して、モジュール配置案生成ステップＳ２００及びモジュール配置案選択ステップＳ３００について説明する。モジュール配置案生成ステップＳ２００は、モジュール生成ステップで生成したモジュールを機関室に配置して、複数のモジュール配置案を生成するものである。また、モジュール配置案選択ステップＳ３００は、モジュール配置案先生ステップＳ２００で生成したモジュール配置案の中から、複数の機器を接続する配管系統のコストに基づいて配置案を選択するものである。
【００３０】
（メッシュ生成）
機関室への機器配置問題を容易にするために、機関室のデッキをメッシュ分割する（ステップＳ２０１）。これにより、各モジュールの配置位置をメッシュ分割した座標により表すことができる。図８は、デッキをメッシュ分割したものである。なお、本実施形態では、機器配置を共通化する対象として大きさの異なる船舶も含めており、図８における「５８ＢＣ」、「８２ＢＣ」、「９８ＢＣ」の各表示は、大きさの異なる３つの船舶を示している。
【００３１】
（制約条件生成）
船舶形状や通路スペース等の障害物から、機器を配置することができないスペースを、制約条件として生成する（ステップＳ２０２）。図９は、機器を配置することができないスペースを表示したものである。
【００３２】
（モジュール情報入力）
モジュール生成ステップで生成した各モジュールについてのモジュール情報を入力する（ステップＳ２０３）。モジュール情報としては、モジュールのサイズ（縦横のマス数）、モジュールが配置されるデッキの指定、配置位置が特定される場合には座標指定、モジュール間の接続関係（モジュール間の配管の単位長さ当たりの重量）、異なる船舶において各モジュールが採用される割合）等が挙げられる。これらの情報は、機器配置の制約条件との関係や、後述するコスト計算や類似度計算を行う際に用いられる。
【００３３】
（モジュール配置案生成）
生成した各モジュールを機関室に配置して、複数のモジュール配置案を生成する（ステップＳ２０４）。なお、本実施形態では、機器配置を共通化する対象として大きさの異なる船舶も含めており、各々の船舶のデッキをメッシュ分割した座標に対して、複数のモジュールを配置する位置を変更しながら配置案を生成する。
【００３４】
（コスト計算）
生成したモジュール配置案について、コスト計算を行う（ステップＳ３０１）。コスト計算は、個船毎のコストを合計して算出して全シリーズのコスト（総コスト）とする。個船毎のコストは、配置案によって設定された配管の配管長及び配管重量に基づいて算出する。配管長を算出するにあたっては、デッキをメッシュ分割した格子に沿った経路とし、配置されるデッキが異なるモジュール同士を接続する配管の場合には、デッキ間の高さを考慮する。
【００３５】
（類似度計算）
本実施形態では、機器配置を共通化する対象として大きさの異なる船舶も含めており、生成したモジュール配置案について、類似度計算を行う（ステップＳ３０２）。類似度とは、大きさの異なる船舶間において、機器配置がどれだけ類似しているかの指標である。図１０に示すように、まず大きさの異なる各船舶のデッキの最も後方の中央を基準としてデッキを正規化し、各デッキの縦横をそれぞれ１とする。次に、図１０の式に示すように、１つのモジュールについて、大きさの異なる各シリーズ間の相対位置の距離を算出する。同様の計算を全モジュールについて行い、その総和を類似度計算の値とする。
【００３６】
（評価関数計算）
コスト計算及び類似度計算により算出した値に基づいて、評価関数計算を行う（ステップＳ３０３）。評価関数としては、「評価関数＝コスト計算×重み１＋類似度計算×重み２」を用いることができる。重み１及び重み２は適宜設定することができる。なお、機器配置を共通化する対象として大きさの異なる船舶を含めない場合（同一シリーズのみで検討する場合）は、コスト計算だけで評価することもできる。
【００３７】
（モジュール配置案選択）
算出した評価関数の値に基づいて、生成したモジュール配置案の中から、最適な配置案を選択する（ステップＳ３０４）。このとき、全ての組み合わせにより配置案を生成することは非効率的であり、例えば、選択、交叉、突然変異の３つの操作を繰り返し行いながら最適値を探索する遺伝的アルゴリズムによる手法を用いることが好ましい。そして、終了判定を行い（ステップＳ３０５）、最適値を探索したと判断したら処理を終了する。図１１は、最終的に選択したモジュール配置案を示したものである。
【００３８】
なお、モジュール同士、又はモジュールと障害物が干渉してしまうようなモジュール配置案については、例えば評価関数にペナルティを加算するようにしてもよい。
【００３９】
本実施形態に係る機関室機器配置方法は、機関室に配置される機器の配置を異なる船舶間で共通化するための機関室機器配置方法である。そして、モジュール生成ステップ（ステップＳ１００）において、機関室に配置される複数の機器を、異なる船舶に共通に配置される共通機器と、異なる船舶に選択的に配置される選択機器とに分けてモジュールを生成することにより、共通機器については異なる船舶間で共通に配置し、選択機器については個船毎に配置することができる。
【００４０】
また、モジュール配置案生成ステップ（ステップＳ２００）において、生成したモジュールを機関室に配置して、複数のモジュール案を生成し、モジュール配置案選択ステップ（ステップＳ３００）において、生成したモジュール配置案の中から、複数の機器を接続する配管系統のコストに基づいて配置案を選択することにより、配管系統のコストを低減することができる。
【００４１】
また、モジュール生成ステップ（ステップＳ１００）が、複数の機器を接続する配管系統をモジュール内に閉じ込めるようにしてモジュールを生成するものである場合には、配管数が同じであっても、モジュール内の配管数を増やし、モジュール間の配管数を減らす効果がある。一般的にモジュール内の配管は短く、モジュール間の配管は長くなるため、結果として配管系統のコストを削減することができる。
【００４２】
また、モジュール配置案選択ステップ（ステップＳ３００）が、大きさの異なる船舶間の機器配置の類似度に基づいて配置案を選択するものである場合には、大きさの異なる船舶間であっても、機関室に配置される機器の配置を共通化することができる。
【００４３】
以上、本実施形態に係る機関室機器配置方法によれば、機関室に配置される機器の配置を異なる船舶間で共通化しつつ、複数の機器を接続する配管系統のコストを削減することができる。
【００４４】
なお、本実施形態に係る機関室機器配置方法は、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機関室機器配置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１２は、本実施形態に係る機関室機器配置装置の主要構成を示すブロック図である。なお、図１２に示す機関室機器配置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。本実施形態に係る機関室機器配置装置は、モジュール生成手段１０、モジュール配置案生成手段２０、モジュール配置案選択手段３０、個船情報ＤＢ４０及びモジュール配置案ＤＢ５０を備えている。
【００４５】
モジュール生成手段１０は、個船情報ＤＢ４０に読み込まれた個船情報に基づいて、異なる船舶に共通に配置される共通機器と、異なる船舶に選択的に配置される選択機器とに分けてモジュールを生成して、モジュール配置案ＤＢ５０に保存する処理を行う。
【００４６】
モジュール配置案生成手段２０は、モジュール配置案ＤＢ５０に保存されたモジュールを機関室に配置して、複数のモジュール配置案を生成して、モジュール配置案ＤＢ５０に保存する処理を行う。
【００４７】
モジュール配置案選択手段３０は、モジュール配置案ＤＢ５０に保存されたモジュール配置案の中から、複数の機器を接続する配管系統のコストに基づいて配置案を選択する処理を行う。
【００４８】
以上、本発明の実施形態に係る機関室機器配置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。
【符号の説明】
【００４９】
１０  モジュール生成手段
２０  モジュール配置案生成手段
３０  モジュール配置案選択手段
４０  個船情報ＤＢ
５０  モジュール配置案ＤＢ
【図１】
2019064445.tif 000003
【図２】
2019064445.tif 000004
【図３】
2019064445.tif 000005
【図４】
2019064445.tif 000006
【図５】
2019064445.tif 000007
【図６】
2019064445.tif 000008
【図７】
2019064445.tif 000009
【図８】
2019064445.tif 000010
【図９】
2019064445.tif 000011
【図１０】
2019064445.tif 000012
【図１１】
2019064445.tif 000013
【図１２】
2019064445.tif 000014