(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
コンピュータによって構成される施工計画システムであって、
前記コンピュータは、
建造物を構成する施工部品を定義する情報と、前記建造物を建造する作業に対する労務及び機械の投入量を表す情報と作業の前後関係を示す作業工程を定義する情報と、を含む構工法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読み出す構工法読み出し手段と、
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とが対応付けられて記憶された部材種別推定データベースと、
前記部材種別推定データベースを参照し、前記入力される形状データに含まれる部材の寸法に対応するアスペクト比を特定し、特定されたアスペクト比に対応する部材種別を得ることで、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、
前記構工法読み出し手段によって読み出された構工法データの施工部品を定義する情報を参照して、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し、この集計結果を基に、前記構工法読み出し手段によって読み出された構工法データに含まれる労務及び機械の投入量に従い各作業の時間を算出し、前記構工法読み出し手段によって読み出された構工法データに含まれる作業の前後を表す工程の情報を参照して前記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し、工程の施工数量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】
構工法データベースと部材種別推定データベースと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は、建造物を構成する施工部品を定義する情報と、前記建造物を建造する作業に対する労務及び機械の投入量を表す情報と作業の前後関係を示す作業工程を定義する情報と、を含む構工法データが記憶されており、当該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読み出す構工法読み出し処理と、
前記部材種別推定データベースには、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とが対応付けられて記憶されており当該部材種別推定データベースを参照し、前記入力される形状データに含まれる部材の寸法に対応するアスペクト比を特定し、特定されたアスペクト比に対応する部材種別を得ることで、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、
構工法読み出し処理によって読み出された構工法データの施工部品を定義する情報を参照して、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し、この集計結果を基に、前記構工法読み出し手段によって読み出された構工法データに含まれる労務及び機械の投入量に従い各作業の時間を算出し、前記構工法読み出し手段によって読み出された構工法データに含まれる作業の前後を表す工程の情報を参照して前記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し、工程の施工数量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、コンピュータによって構成される施工計画システムであって、前記コンピュータは、建造物を構成する施工部品を定義する情報と、前記建造物を建造する作業に対する労務及び機械の投入量を表す情報と作業の前後関係を示す作業工程を定義する情報と、を含む構工法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読み出す構工法読み出し手段と、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とが対応付けられて記憶された部材種別推定データベースと、前記部材種別推定データベースを参照し、前記入力される形状データに含まれる部材の寸法に対応するアスペクト比を特定し、特定されたアスペクト比に対応する部材種別を得ることで、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、前記構工法読み出し手段によって読み出された構工法データの施工部品を定義する情報を参照して、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し、この集計結果を基に、前記構工法読み出し手段によって読み出された構工法データに含まれる労務及び機械の投入量に従い各作業の時間を算出し、前記構工法読み出し手段によって読み出された構工法データに含まれる作業の前後を表す工程の情報を参照して前記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し、工程の施工数量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、構工法データベースと部材種別推定データベースと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は、建造物を構成する施工部品を定義する情報と、前記建造物を建造する作業に対する労務及び機械の投入量を表す情報と作業の前後関係を示す作業工程を定義する情報と、を含む構工法データが記憶されており、当該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読み出す構工法読み出し処理と、前記部材種別推定データベースには、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とが対応付けられて記憶されており当該部材種別推定データベースを参照し、前記入力される形状データに含まれる部材の寸法に対応するアスペクト比を特定し、特定されたアスペクト比に対応する部材種別を得ることで、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、構工法読み出し処理によって読み出された構工法データの施工部品を定義する情報を参照して、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し、この集計結果を基に、前記構工法読み出し手段によって読み出された構工法データに含まれる労務及び機械の投入量に従い各作業の時間を算出し、前記構工法読み出し手段によって読み出された構工法データに含まれる作業の前後を表す工程の情報を参照して前記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し、工程の施工数量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である。
【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）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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