(57)【要約】【課題】ＤＦＣの組み合わせパターンを自動で作成するとともに、ＤＦＣの内容を現地工程シミュレーション用のデータベースに自動で変換可能で、且つ好適な工程計画を短時間で作成可能な建設工事の工程最適化システム及び建設工事の工程最適化方法を提供する。【解決手段】工程最適化システム１は、パターン作成手段１４、変更手段１６、算出手段１８及び抽出手段２０を有する。パターン作成手段１４はＤＦＣの実施の有無を組み合せたパターンを作成する。変更手段１６はＤＦＣの変更内容に対応する施工条件データベース１０の内容を自動的に変更する。変更後の施工条件データベース１０に基づいて、算出手段１８がパターンごとのコストを算出する。抽出手段２０は算出された結果から、最もコストの少ないパターンを抽出する。【選択図】  図１
2013097560.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
プラントの建設工事に伴う複数の作業工程のそれぞれで必要とされる工期情報及びコスト情報の少なくとも一方、及び前記各作業工程同士の前後相関を含む制約条件情報が、前記各作業工程のそれぞれに紐付けられて格納された施工条件データベースを備えており、当該施工条件データベースに含まれる前記各情報に基づいて前記建設工事の工程計画を最適化する建設工事の工程最適化システムにおいて、
前記作業工程の作業の変更内容を含む複数の設計変更事項から構成されて、前記作業工程の作業内容の変更に伴って前記各情報の内容を変更した変更情報が、前記各設計変更事項のそれぞれに紐付けられて格納された変更条件データベースと、
前記変更条件データベースを構成する複数の前記設計変更事項に含まれる変更情報の実施の有無を組み合せた複数のパターンを作成するパターン作成手段と、
前記各パターンを構成する前記設計変更事項のうち、前記変更情報を実施する設計変更事項を選択して、当該選択された設計変更事項に対応する前記施工条件データベースの前記各情報を変更する変更手段と、
前記変更手段によって変更された前記施工条件データベースの前記各情報に基づいて、前記建設工事の工程計画を前記パターンごとに作成するとともに、前記パターンごとの工期及びコストを算定し、当該工期及び当該コストの少なくとも何れか一方の評価結果を算出する算出手段と、
前記算出手段によって算出された前記パターンごとの評価結果のうち、所定の条件に最適な前記パターンを抽出する抽出手段と、
を備えることを特徴とする建設工事の工程最適化システム。
【請求項２】
前記パターン作成手段は、
前記変更条件データベースに含まれる前記設計変更事項の数が閾値未満の場合に、前記設計変更事項に含まれる変更情報の実施の有無を組み合せた全てのパターンを作成し、
前記変更条件データベースに含まれる前記設計変更事項の数が前記閾値以上の場合に、前記設計変更事項に含まれる変更情報の実施の有無を組み合わせた所定数のパターンを作成することを特徴とする請求項１に記載の建設工事の工程最適化システム。
【請求項３】
前記算出手段は、前記パターンごとの前記工期及び前記コストを算出するとともに、当該工期及び当該コストのそれぞれに所定の重み付けをして数値化し、当該重み付けされた工期の値及びコストの値を合計して前記評価結果とし、
前記抽出手段は、前記算出手段によって算出された前記評価結果うち、最も値が小さい前記評価結果を有する前記パターンを抽出することを特徴とする請求項１又は２に記載の建設工事の工程最適化システム。
【請求項４】
前記パターン作成手段は、遺伝的アルゴリズムの交叉により、前記抽出手段によって抽出された前記最適な前記パターンを構成する前記変更情報の実施の有無の組み合わせと近似する新たなパターンと、前記所定数の前記設計変更事項に含まれる前記変更情報の実施の有無を新たに組み合わせた新たな複数のパターンと、を作成することを特徴とする請求項１〜３のうち何れか一項に記載の建設工事の工程最適化システム。
【請求項５】
前記パターン作成手段は、遺伝的アルゴリズムの交叉により、前記抽出手段によって抽出された前記最適な前記パターンを構成する前記変更情報の実施の有無の組み合わせと近似する新たなパターンと、遺伝的アルゴリズムの突然変異により、前記抽出手段によって抽出された前記最適な前記パターンを構成する前記変更情報の実施の有無の組み合わせと異なる新たなパターンと、前記所定数の前記設計変更事項に含まれる前記変更情報の実施の有無を新たに組み合わせた新たな複数のパターンと、を作成することを特徴とする請求項１〜３のうち何れか一項に記載の建設工事の工程最適化システム。
【請求項６】
前記算出手段により作成された前記工程計画を出力する出力手段を備えることを特徴とする請求項１〜５のうち何れか一項に記載の建設工事の工程最適化システム。
【請求項７】
請求項１〜６のうち何れか一項に記載の建設工事の工程最適化システムを用いた工程の最適化方法であって、
プラントの建設工事に伴う複数の作業工程のそれぞれで必要とされる工期情報及びコスト情報の少なくとも一方、及び前記各作業工程同士の前後相関を含む制約条件情報が、前記各作業工程のそれぞれに紐付けられて格納された施工条件データベースに格納されており、
前記作業工程の作業の変更内容を含む複数の設計変更事項から構成されて、前記作業工程の作業内容の変更に伴って前記各情報の内容を変更した変更情報が、前記各設計変更事項のそれぞれに紐付けられて変更条件データベースに入力される変更情報入力工程と、
前記変更条件データベースを構成する複数の前記設計変更事項に含まれる変更情報の実施の有無を組み合せた複数のパターンを作成するパターン作成工程と、
前記各パターンを構成する前記設計変更事項のうち、前記変更情報を実施する前記設計変更事項を選択して、当該選択された前記設計変更事項に対応する前記施工条件データベースの前記情報を変更する変更工程と、
前記変更工程によって変更された前記施工条件データベースの前記各情報に基づいて、前記建設工事の工程計画を前記パターンごとに作成するとともに、前記パターンごとの工期及びコストを算出し、当該工期及び当該コストの少なくとも何れか一方の評価結果を出力する算出工程と、
前記算出工程によって算出された前記パターンごとの評価結果のうち、所定の条件に最適な前記パターンを抽出する抽出工程と、
を備えることを特徴とする建設工事の工程最適化方法。
【請求項８】
前記パターン作成工程にて、
前記変更条件データベースに含まれる前記設計変更事項の数が閾値未満の場合に、前記設計変更事項をすべて選択し、
前記変更条件データベースに含まれる前記設計変更事項の数が前記閾値以上の場合に、前記設計変更事項のなかから所定数を選択することを特徴とする請求項７に記載の建設工事の工程最適化方法。
【請求項９】
前記算出工程にて、前記パターンごとの前記工期及び前記コストを算出するとともに、当該工期及び当該コストのそれぞれに所定の重み付けをして数値化し、当該重み付けされた工期の値及びコストの値を合計して前記評価結果とし、
前記抽出工程にて、前記算出工程によって算出された前記評価結果うち、最も値が小さい前記評価結果を有する前記パターンを抽出することを特徴とする請求項７又は８に記載の建設工事の工程最適化方法。
【請求項１０】
前記パターン作成工程にて、遺伝的アルゴリズムの交叉により、前記抽出工程によって抽出された前記最適な前記パターンを構成する前記変更情報の実施の有無の組み合わせと近似する新たなパターンと、前記所定数の前記設計変更事項に含まれる前記変更情報の実施の有無を新たに組み合わせた新たな複数のパターンと、を作成することを特徴とする請求項７〜９のうち何れか一項に記載の建設工事の工程最適化方法。
【請求項１１】
前記パターン作成工程にて、遺伝的アルゴリズムの交叉により、前記抽出工程によって抽出された前記最適な前記パターンを構成する前記変更情報の実施の有無の組み合わせと近似する新たなパターンと、遺伝的アルゴリズムの突然変異により、前記抽出工程によって抽出された前記最適な前記パターンを構成する前記変更情報の実施の有無の組み合わせと異なる新たなパターンと、前記所定数の前記設計変更事項に含まれる前記変更情報の実施の有無を新たに組み合わせた新たな複数のパターンと、を作成することを特徴とする請求項７〜９のうち何れか一項に記載の建設工事の工程最適化方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数の作業工程によってプラントを建設する建設工事の工程計画を最適化する建設工事の工程最適化システム及び建設工事の工程最適化方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
プラントの建設工事においては、着工前に工程計画の初案を作成し、着工前又は着工後に現場状況等に応じて当該工程計画をリスケジュールすることが行われている。
具体的に、初案の工事計画作成時には、各工程の物量や作業量を定義し、その物量や作業量を進めるために投入する人や重機等のリソースを決定し、計画されたリソース内で、予定期間を満足する配置又は作業の流れとなるように、現地工程シミュレーションを用いて工程計画を作成している。現地工程シミュレーションでは、過去の事例や経験則に基づいた作業期間及びリソース実績等を参考にして、工程計画を作成している。現地工程シミュレーションとしては、例えば、特許文献１に開示されている建設計画支援装置を用いている。
【０００３】
一方、現場状況等に応じて工程計画の初案を変更する際は、まず、建設工事に伴う設計変更事項（以下、設計変更事項をＤＦＣ（Ｄｅｓｉｇｎ  ｆｏｒ  Ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ）という）を作成する。ＤＦＣとは、例えば、梁の溶接作業をボルト接続作業に変更する事、人の行う作業を重機で行う事等である。工程計画を変更する際には、複数のＤＦＣが作成される。そして、複数のＤＦＣの中から、工程計画を作成する担当者が経験に基づいて好適と考えるＤＦＣの組み合わせパターンを何通りか作成し、それぞれのパターンについて、再び現地工程シミュレーションを用いて工程計画を作成している。新たに作成された複数の工程計画をそれぞれ比較して、その中から最適な工程計画を選択している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１１−６５６２６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、担当者が、複数のＤＦＣを組み合わせて、好適と考える組み合わせパターンを作成する方法では、ＤＦＣの数が増加すると、組み合わせパターン数も増加するため、人が作成することは困難になる。例えば、ＤＦＣの数が２個の場合は、図１３に示すように、ＤＦＣの組み合わせパターンは４（２２）通りあり、ＤＦＣの数が３個の場合、ＤＦＣの組み合わせパターンは８（２３）通りある。ところが、ＤＦＣの数が８個の場合、ＤＦＣの組み合わせパターンは２５６（２８）通りになる。ＤＦＣの数が２個や３個の場合、即ちＤＦＣの数が少ない場合には、好適と考えられる複数のパターンを作成することは容易であるが、ＤＦＣの数が８個の場合、即ちＤＦＣの数が多い場合には、好適と考えらえる複数のパターンを作成することは困難なため、間違えてしまう場合があった。特に、ＤＦＣの内容が独立でなく、リソースを取合うといった相互に影響を与え合う場合には更に複雑になるため、好適でないパターンを作成してしまうおそれがあった。
また、工程計画を実際に作成する際には、ＤＦＣの内容を現地工程シミュレーション用のデータベースに入力する入力作業が必要である。ところが、この入力作業は負荷が大きいうえに、多大な時間を要するという問題点があった。例えば、ＤＦＣの組み合わせパターンを１０通り作成し、その後、ＤＦＣの内容を現地工程シミュレーション用のデータベースに入力して、現地工程シミュレーションによる計算結果が出るまでは、約１日を要する。例えば、ＤＦＣの数が８個（組み合わせパターンは２５６通り）の場合においては、全てのパターンの工程計画を作成するには約１ヶ月を要していた。
【０００６】
そこで、本発明は係る従来技術の問題点に鑑み、ＤＦＣの組み合わせパターンを自動で作成するとともに、ＤＦＣの内容を現地工程シミュレーション用のデータベースに自動で変換可能で、且つ好適な工程計画を短時間で作成可能な建設工事の工程最適化システム及び建設工事の工程最適化方法を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上述した問題を解決する本発明に係る建設工事の工程最適化システムは、プラントの建設工事に伴う複数の作業工程のそれぞれで必要とされる工期情報及びコスト情報の少なくとも一方、及び前記各作業工程同士の前後相関を含む制約条件情報が、前記各作業工程のそれぞれに紐付けられて格納された施工条件データベースを備えており、当該施工条件データベースに含まれる前記各情報に基づいて前記建設工事の工程計画を最適化する建設工事の工程最適化システムにおいて、
前記作業工程の作業の変更内容を含む複数の設計変更事項から構成されて、前記作業工程の作業内容の変更に伴って前記各情報の内容を変更した変更情報が、前記各設計変更事項のそれぞれに紐付けられて格納された変更条件データベースと、
前記変更条件データベースを構成する複数の前記設計変更事項に含まれる変更情報の実施の有無を組み合せた複数のパターンを作成するパターン作成手段と、
前記各パターンを構成する前記設計変更事項のうち、前記変更情報を実施する設計変更事項を選択して、当該選択された設計変更事項に対応する前記施工条件データベースの前記各情報を変更する変更手段と、
前記変更手段によって変更された前記施工条件データベースの前記各情報に基づいて、前記建設工事の工程計画を前記パターンごとに作成するとともに、前記パターンごとの工期及びコストを算定し、当該工期及び当該コストの少なくとも何れか一方の評価結果を算出する算出手段と、
前記算出手段によって算出された前記パターンごとの評価結果のうち、所定の条件に最適な前記パターンを抽出する抽出手段と、を備えることを特徴とする。
【０００８】
上記工程最適化システムによれば、設計変更事項に含まれる変更情報の実施の有無を組み合せるパターン作成手段と、変更情報に対応する施工条件データベースの各情報を変更する変更手段と、工程計画を作成するとともに工期及びコストを算定して、評価結果を算出する算出手段と、最適なパターンを抽出する抽出手段と、を備えているため、プラントの建設工事に最適な工程計画を作成するとともに、工期及びコストを算出することができる。
また、パターン作成手段を備えているため、設計変更事項の実施の有無の組み合わせパターンを短時間で容易に作成することができる。これにより、人が設計変更事項の実施の有無の組み合わせパターンを作成する手間を省くことができる。そして、パターン作成手段にて組み合わせパターンを作成することで、設計変更事項の数が多くなっても、設計変更事項に含まれる変更情報の実施の有無の組み合わせを間違いなく作成することができる。
さらに、変更手段を備えているため、設計変更事項に対応する施工条件データベースの各情報を短時間で容易に変更することができる。これにより、人が設計変更事項に対応する施工条件データベースの各情報を変更する手間を省くことができる。したがって、好適な工程計画を短時間で作成することができる。
そして、パターン作成手段と算出手段と抽出手段とを備えているため、設計変更事項の内容が独立でなく、リソースを取合うといった相互に影響を与え合う場合であっても、短時間で所定の条件に最適なパターンを抽出することができる。
【０００９】
また、前記パターン作成手段は、
前記変更条件データベースに含まれる前記設計変更事項の数が閾値未満の場合に、前記設計変更事項に含まれる変更情報の実施の有無を組み合せた全てのパターンを作成し、
前記変更条件データベースに含まれる前記設計変更事項の数が前記閾値以上の場合に、前記設計変更事項に含まれる変更情報の実施の有無を組み合わせた所定数のパターンを作成してもよい。
【００１０】
このように、設計変更事項の数が閾値未満の場合、設計変更事項に含まれる変更情報の実施の有無を組み合せた全てのパターンを作成して、当該全てのパターンについて工程計画を作成するとともに、工期及びコストを算定して評価結果を算出するため、工期の最も短いパターンやコストの最も少ないパターンを取得することができる。
一方、設計変更事項の数が閾値以上の場合、設計変更事項に含まれる変更情報の実施の有無を組み合せた所定数のパターンを作成して、当該所定数のパターンについて工程計画を作成するとともに、工期及びコストを算定して評価結果を算出するため、工期の短いパターンやコストの少ないパターンを短時間で効率良く取得することができる。
【００１１】
また、前記算出手段は、前記パターンごとの前記工期及び前記コストを算出するとともに、当該工期及び当該コストのそれぞれに所定の重み付けをして数値化し、当該重み付けされた工期の値及びコストの値を合計して前記評価結果とし、
前記抽出手段は、前記算出手段によって算出された前記評価結果うち、最も値が小さい前記評価結果を有する前記パターンを抽出してもよい。
【００１２】
このように、算出手段が、工期及びコストのそれぞれに所定の重み付けをして数値化した評価結果をパターンごとに算出し、これらの評価結果のうち、最も値が小さいものを抽出手段が抽出するため、工期及びコストの両方を考慮した評価結果の最も優れた結果のみを取得することができる。したがって、算出された工期及びコストに基づいて、人が評価する場合よりも短時間で効率良く最適の結果を取得することができる。
また、評価結果として、工期又はコストの何れか一方のみを知りたい場合には、何れか一方の重み付けを値０とすることにより、工期又はコストの値を取得することができる。具体的には、コストのみを知りたい場合には、工期の重み付けを値０にすることにより、コストの値を知ることができる。
【００１３】
また、前記パターン作成手段は、遺伝的アルゴリズムの交叉により、前記抽出手段によって抽出された前記最適な前記パターンを構成する前記変更情報の実施の有無の組み合わせと近似する新たなパターンと、前記所定数の前記設計変更事項に含まれる前記変更情報の実施の有無を新たに組み合わせた新たな複数のパターンと、を作成してもよい。
【００１４】
このように、パターン作成手段が、遺伝的アルゴリズムの交叉により、最適なパターンを構成する変更情報の実施の有無の組み合わせと近似する新たなパターンを作成するため、当該最適なパターンの評価結果よりも優れた結果を効率良く取得することができる場合がある。このため、工期及びコストを算出する回数を少なくしても効率良く最適なパターンを取得することができる。
【００１５】
また、前記パターン作成手段は、遺伝的アルゴリズムの交叉により、前記抽出手段によって抽出された前記最適な前記パターンを構成する前記変更情報の実施の有無の組み合わせと近似する新たなパターンと、遺伝的アルゴリズムの突然変異により、前記抽出手段によって抽出された前記最適な前記パターンを構成する前記変更情報の実施の有無の組み合わせと異なる新たなパターンと、前記所定数の前記設計変更事項に含まれる前記変更情報の実施の有無を新たに組み合わせた新たな複数のパターンと、を作成してもよい。
【００１６】
このように、パターン作成手段が、遺伝的アルゴリズムの交叉により、最適なパターンを構成する変更情報の実施の有無の組み合わせと近似する新たなパターンを作成するため、当該最適なパターンの評価結果よりも優れた結果を効率良く取得することができる場合がある。このため、工期及びコストを算出する回数を少なくしても効率良く最適なパターンを取得することができる。
また、パターン作成手段が、遺伝的アルゴリズムの突然変異により、最適なパターンを構成する変更情報の実施の有無の組み合わせと全く異なる新たなパターンを作成するため、当該最適なパターンの評価結果よりも大幅に優れた結果を取得することができる場合がある。設計変更事項に含まれる変更事項を人間が組み合わせる場合には、最適なパターンと全く異なる組み合わせを作成することは、ほとんど無いので、人間が作成する場合には、見つけることができない最適の結果を取得することができる場合がある。
【００１７】
また、前記算出手段により作成された前記工程計画を出力する出力手段を備えていてもよい。
【００１８】
このように、算出手段により作成された工程計画及び抽出手段により抽出されたパターンの少なくとも何れか一方を出力手段に出力可能なので、人間が目視にて確認することができる。
【００１９】
また、本発明の建設工事の最適化方法は、上述した建設工事の工程最適化システムを用いた工程の最適化方法であって、
プラントの建設工事に伴う複数の作業工程のそれぞれで必要とされる工期情報及びコスト情報の少なくとも一方、及び前記各作業工程同士の前後相関を含む制約条件情報が、前記各作業工程のそれぞれに紐付けられて格納された施工条件データベースに格納されており、
前記作業工程の作業の変更内容を含む複数の設計変更事項から構成されて、前記作業工程の作業内容の変更に伴って前記各情報の内容を変更した変更情報が、前記各設計変更事項のそれぞれに紐付けられて変更条件データベースに入力される変更情報入力工程と、
前記変更条件データベースを構成する複数の前記設計変更事項に含まれる変更情報の実施の有無を組み合せた複数のパターンを作成するパターン作成工程と、
前記各パターンを構成する前記設計変更事項のうち、前記変更情報を実施する前記設計変更事項を選択して、当該選択された前記設計変更事項に対応する前記施工条件データベースの前記情報を変更する変更工程と、
前記変更工程によって変更された前記施工条件データベースの前記各情報に基づいて、前記建設工事の工程計画を前記パターンごとに作成するとともに、前記パターンごとの工期及びコストを算出し、当該工期及び当該コストの少なくとも何れか一方の評価結果を出力する算出工程と、
前記算出工程によって算出された前記パターンごとの評価結果のうち、所定の条件に最適な前記パターンを抽出する抽出工程と、を備えることを特徴とする。
【００２０】
上記工程最適化システムを用いた工程最適化方法によれば、設計変更事項に含まれる変更情報の実施の有無を組み合せるパターン作成工程と、変更情報に対応する施工条件データベースの各情報を変更する変更工程と、工程計画を作成するとともに工期及びコストを算定して、評価結果を算出する算出工程と、最適なパターンを抽出する抽出工程と、を備えているため、プラントの建設工事に最適な工程計画を作成するとともに、工期及びコストを算出することができる。
また、パターン作成工程を備えているため、設計変更事項の実施の有無の組み合わせパターンを短時間で容易に作成することができる。そして、パターン作成工程にて、組み合わせパターンを作成することで、設計変更事項の数が多くなっても、設計変更事項に含まれる変更情報の実施の有無の組み合わせを間違いなく作成することができる。
さらに、変更工程を備えているため、設計変更事項に対応する施工条件データベースの各情報を短時間で容易に変更することができる。したがって、好適な工程計画を短時間で作成することができる。
【００２１】
また、前記パターン作成工程にて、
前記変更条件データベースに含まれる前記設計変更事項の数が閾値未満の場合に、前記設計変更事項をすべて選択し、
前記変更条件データベースに含まれる前記設計変更事項の数が前記閾値以上の場合に、前記設計変更事項のなかから所定数を選択してもよい。
【００２２】
このように、設計変更事項の数が閾値未満の場合、設計変更事項に含まれる変更情報の実施の有無を組み合せた全てのパターンを作成して、当該全てのパターンについて工程計画を作成するとともに、工期及びコストを算定して評価結果を算出するため、工期の最も短いパターンやコストの最も少ないパターンを取得することができる。
一方、設計変更事項の数が閾値以上の場合、設計変更事項に含まれる変更情報の実施の有無を組み合せた所定数のパターンを作成して、当該所定数のパターンについて工程計画を作成するとともに、工期及びコストを算定して評価結果を算出するため、工期の短いパターンやコストの少ないパターンを短時間で効率良く取得することができる。
【００２３】
また、前記算出工程にて、前記パターンごとの前記工期及び前記コストを算出するとともに、当該工期及び当該コストのそれぞれに所定の重み付けをして数値化し、当該重み付けされた工期の値及びコストの値を合計して前記評価結果とし、
前記抽出工程にて、前記算出工程によって算出された前記評価結果うち、最も値が小さい前記評価結果を有する前記パターンを抽出してもよい。
【００２４】
このように、算出工程にて、工期及びコストのそれぞれに所定の重み付けをして数値化した評価結果をパターンごとに算出し、これらの評価結果のうち、最も値が小さいものを抽出工程が抽出するため、工期及びコストの両方を考慮した評価結果の最も優れた結果のみを取得することができる。したがって、算出された工期及びコストに基づいて、人が評価する場合よりも短時間で効率良く最適の結果を取得することができる。
また、評価結果として、工期又はコストの何れか一方のみを知りたい場合には、何れか一方の重み付けを値０とすることにより、工期又はコストの値を取得することができる。具体的には、コストのみを知りたい場合には、工期の重み付けを値０にすることにより、コストの値を知ることができる。
【００２５】
また、前記パターン作成工程にて、遺伝的アルゴリズムの交叉により、前記抽出工程によって抽出された前記最適な前記パターンを構成する前記変更情報の実施の有無の組み合わせと近似する新たなパターンと、前記所定数の前記設計変更事項に含まれる前記変更情報の実施の有無を新たに組み合わせた新たな複数のパターンと、を作成してもよい。
【００２６】
このように、パターン作成工程が、遺伝的アルゴリズムの交叉により、最適なパターンを構成する変更情報の実施の有無の組み合わせと近似する新たなパターンを作成するため、当該最適なパターンの評価結果よりも優れた結果を効率良く取得することができる場合がある。このため、工期及びコストを算出する回数を少なくしても効率良く最適なパターンを取得することができる。
【００２７】
また、前記パターン作成工程にて、遺伝的アルゴリズムの交叉により、前記抽出工程によって抽出された前記最適な前記パターンを構成する前記変更情報の実施の有無の組み合わせと近似する新たなパターンと、遺伝的アルゴリズムの突然変異により、前記抽出工程によって抽出された前記最適な前記パターンを構成する前記変更情報の実施の有無の組み合わせと異なる新たなパターンと、前記所定数の前記設計変更事項に含まれる前記変更情報の実施の有無を新たに組み合わせた新たな複数のパターンと、を作成してもよい。
【００２８】
このように、パターン作成工程が、遺伝的アルゴリズムの交叉により、最適なパターンを構成する変更情報の実施の有無の組み合わせと近似する新たなパターンを作成するため、当該最適なパターンの評価結果よりも優れた結果を効率良く取得することができる場合がある。このため、工期及びコストを算出する回数を少なくしても効率良く最適なパターンを取得することができる。
また、パターン作成工程が、遺伝的アルゴリズムの突然変異により、最適なパターンを構成する変更情報の実施の有無の組み合わせと全く異なる新たなパターンを作成するため、当該最適なパターンの評価結果よりも大幅に優れた結果を取得することができる場合がある。設計変更事項に含まれる変更事項を人間が組み合わせる場合には、最適なパターンと全く異なる組み合わせを作成することは、ほとんど無いので、人間が作成する場合には、見つけることができない最適の結果を取得することができる場合がある。
【発明の効果】
【００２９】
本発明によれば、ＤＦＣの組み合わせパターンを自動で作成するとともに、ＤＦＣの内容を現地工程シミュレーション用のデータベースに自動で変換可能で、且つ好適な工程計画を短時間で作成可能な建設工事の工程最適化システム及び建設工事の工程最適化方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】本発明の実施形態に係る工程最適化システムのブロック構成図である。
【図２】施工条件データベースの具体例を示す図である。
【図３】変更条件データベースの具体例を示す図である。
【図４】ＤＦＣの実施の有無を組み合せたパターンの一例を示す図である。
【図５】ＤＦＣの実施の有無を組み合せたパターンの一例を示す図である。
【図６】ＤＦＣフォーマットの一例を示す図である。
【図７】ＤＦＣフォーマットの内容に基づいて施工条件データベースの各情報の内容を変更する一例を示す図である。
【図８】総当たり方法において、評価結果として算出されたコスト一覧表の一例を示す図である。
【図９】ＧＡ方法において、評価結果として算出されたコスト一覧表の一例を示す図である。
【図１０】工程最適化方法のフローを示す図である。
【図１１】本発明に係る工程最適化システムを用いずに作成した工程計画である。
【図１２】本発明に係る工程最適化システムを用いて作成した工程計画である。
【図１３】従来のＤＦＣの組み合わせ方法を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００３１】
以下、図面を参照して本発明の好適な実施形態を例示的に詳しく説明する。なお、以下の実施形態に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対的配置等は特に特定的な記載がない限りは、この発明の範囲をそれに限定する趣旨ではなく、単なる説明例に過ぎない。
【００３２】
本発明に係る建設工事の工程最適化システムは、プラントの建設工事における工程計画の最適化を支援する装置である。プラントとは、付加価値を生み出す機能を発揮するために組み合わされた複数の構成要素からなる複合体であり、建設エリアに設置される。プラントの例としては、火力発電プラント、原子力発電プラント、石油化学プラント、石油精製プラント、ごみ処理プラント等が挙げられる。構成要素とは、配管や電気系統、構造物を含み、一つ以上の機能を発揮する機器、装置又は設備である。火力発電プラントを例に挙げると構成要素としては、発電ボイラ、焼却炉、排ガス処理装置等となる。なお、本発明では、構成要素として、資材置き場、作業員の休憩所や事務所等の建造物を含むものとする。
【００３３】
図１は、本発明の実施形態に係る工程最適化システムのブロック構成図である。
図１に示すように、建設工事の工程最適化システム１は、主に、記憶手段２と、入力手段４と、出力手段６と、演算手段８とを備えている。
記憶手段２は、工程計画時に作成された初案の工程計画（図示しない）と、初案の工程計画を作成する際に利用した施工条件が格納された施工条件データベース１０と、作業工程の作業内容を変更する設計変更事項（以下、設計変更事項をＤＦＣという）が格納された変更条件データベース１２と、を有している。
工程計画は、複数の工程が時系列的に直列又は並列に配置されて構成される。例えば、工程計画はガントチャートが用いられる。ガントチャートには、複数の作業工程に時系列的な優先順位が付与されており、この優先順位に応じて作業日が割り当てられている。
【００３４】
また、施工条件データベース１０は、図２に示すように、複数の作業工程から構成されている。そして、各作業工程の作業内容情報、各作業工程で必要とされる作業員の職種情報、作業員の人数情報、作業員の勤務形態情報、重機の仕事量情報、コスト情報、工期情報、作業エリア情報、各作業の優先順位情報、作業工程同士の前後相関を含む制約条件情報（詳細は後述する）等が、複数の作業工程のそれぞれに紐付けられて格納された構成となっている。施工条件データベース１０は、必要に応じて出力手段６に画面表示させることができる。
なお、本実施形態における各手段、各データベースは、その機能が論理的に区別されているのみであって、物理上あるいは事実上は同一の領域を為していてもよい。また、データベースの代わりにデータファイルであってもよいことは言うまでもなく、データベースとの記載にはデータファイルをも含んでいる。
【００３５】
また、変更条件データベース１２は、図３に示すように、作業工程の作業内容を変更する複数のＤＦＣで構成されている。そして、作業内容の変更情報が、複数のＤＦＣのそれぞれに紐付けられて格納された構成となっている。変更情報とは、変更後の作業員の職種情報、作業員の人数情報、作業員の勤務形態情報、重機の仕事量情報、コスト情報（所内悪化コスト情報、現地低減コスト情報、コストメリット情報）、工期情報、作業工程同士の前後相関を含む制約条件情報等のである。
ＤＦＣに紐付けされる変更情報として、そのＤＦＣの変更内容に対応する施工条件データベース１０の各情報の項目のみが選択される。そして、選択された各情報の内容は、変更後の内容に変更されている。例えば、溶接をボルト止めに変更するＤＦＣの場合には、変更情報として、変更後の作業員の職種情報、工期情報、コスト情報、制約条件情報が含まれている。変更条件データベース１２は、必要に応じて出力手段６に画面表示させることができる。
【００３６】
変更条件データベース１２に格納されているＤＦＣ、変更情報について具体的な例を以下で示す。
変更条件データベース１２には、図３中に示すように、ＤＦＣとして例えば、鉄骨梁上部の溶接構造取り止め（Ｎｏ．１）、管の車室への工場一体化（Ｎｏ．２）、揺れ止め金物の鉄骨への取付け（Ｎｏ．３）、煙突塔芯部ステージの全周化（Ｎｏ．４）、本設床の事前組み立て（Ｎｏ．５）、水圧検査用仮設配管低減（Ｎｏ．６）等がある。
【００３７】
Ｎｏ．１のＤＦＣには、鉄骨工作費が増加するものの工数が大幅に低減する（工作費増分＜低減工数）旨の変更情報と、現地（現場）の低減コスト情報と、所内（事務所側）の増加コスト情報と、所内（事務所側）の増加コストと現地（現場）の低減コストとを合算したコストメリット情報と、が紐付けられている。このように、所内の増加コストと現地の低減コストとを合算した結果、コストメリットがあるものは積極的に採用する。
【００３８】
また、Ｎｏ．２のＤＦＣには、工数の低減よりも工作費が大幅に増加する（工作費増分＞低減工数）旨の変更情報と、現地（現場）の低減コスト情報と、所内（事務所側）の増加コスト情報と、所内（事務所側）の増加コストと現地（現場）の低減コストとを合算したコストメリット情報と、が紐付けられている。Ｎｏ．２のＤＦＣにおいては、所内の増加コストと現地の低減コストとを合算した結果、コストメリットを得られない（トータルコストを低減できない）。一般的に、コストメリットを得られないＤＦＣは採用されないが、本発明では採用することとした。これは前後の作業工程や並行して行う作業工程等の他の作業工程との関係によって、このＤＦＣを実施すると、工事全体としてはコストを削減できる場合があるからである。
【００３９】
そして、Ｎｏ．３のＤＦＣには、溶接をボルト止めに変更する等の工法変更により業者種別を（溶接工を鍛冶工に）変更する旨の変更情報と、現地（現場）の低減コスト情報と、所内（事務所側）の増加コスト情報と、所内（事務所側）の増加コストと現地（現場）の低減コストとを合算したコストメリット情報と、が紐付けられている。このように、工法の変更による場合も採用する。
【００４０】
また、Ｎｏ．４のＤＦＣには、現場から分解された状態で出荷される装置等を予め工場で組み立てた状態で出荷することにより、納期が延びるものの現地での工作費が低減する（工作費増分＜低減工数）旨の変更情報と、現地（現場）の低減コスト情報と、所内（事務所側）の増加コスト情報と、所内（事務所側）の増加コストと現地（現場）の低減コストとを合算したコストメリット情報と、が紐付けられている。一方、Ｎｏ．５のＤＦＣには、現場から分解された状態で出荷される装置等を現地で組み立てることにより、納期が短縮するものの現地での工作費が増加する旨の変更情報と、所内（事務所側）の増加コストと現地（現場）の低減コストとを合算したコストメリット情報と、が紐付けられている。すなわち、Ｎｏ．４は、納期が延びても、工場で組み立てた装置を現地に納入する場合であり、Ｎｏ．５は、納期を短縮するために、分解された装置を現地で組み立てる場合である。したがって、Ｎｏ．４とＮｏ．５とは正反対のＤＦＣであるが、他の作業工程との関係によって、工事全体としてはコストを削減できる可能性があるからである。
【００４１】
最後に、Ｎｏ．６のＤＦＣには、重機を使用することにより工作費が増加するものの工数が低減する（工作費増分＋重機費＞低減工数）旨の変更情報と現地（現場）の低減コスト情報と、所内（事務所側）の増加コスト情報と、所内（事務所側）の増加コストと現地（現場）の低減コストとを合算したコストメリット情報と、が紐付けられている。このように、重機を使用する場合も採用する。
【００４２】
入力手段４は、図１に示すように、施工条件データベース１０の作業情報、変更条件データベース１２のＤＦＣの変更情報を工程最適化システム１に入力する。なお、入力手段４は、ＵＳＢメモリやＣＤ−ＲＯＭ等のように、作業情報や設計変更事項が記憶された記憶媒体を用いて情報を入力する構成であってもよいし、キーボードやマウス等のように、人が直接情報を入力する構成であってもよい。
【００４３】
出力手段６は、例えばモニタで構成され、記憶手段２に記憶された工程計画、施工条件データベース１０や変更条件データベース１２に含まれる各情報等を画面表示する。
【００４４】
演算手段８は、ＣＰＵからなる演算部（図示しない）と、パターン作成手段１４と、変更手段１６と、算出手段１８と、抽出手段２０とを有する。また、演算手段８は、これらの手段を実現するソフトウエアのプログラムを記録した記憶媒体（図示しない）を有しており、必要に応じて演算部が記憶媒体に格納されたプログラムを読み出し実行することによって以下に示す各手段が実現される。
【００４５】
図４は、ＤＦＣの実施の有無を組み合せたパターンの一例を示す図である。
図４に示すように、パターン作成手段１４は、複数のＤＦＣの実施の有無（ＯＮ／ＯＦＦ）を組み合せた複数のパターンを作成する。図４中の値１はＤＦＣに含まれる変更情報の内容を実施する場合（ＯＮ）を示し、値０はＤＦＣに含まれる変更情報の内容を実施しない場合（ＯＦＦ）を示している。
パターン作成手段１４は、変更条件データベース１２に含まれるＤＦＣの数が、閾値未満の場合、ＤＦＣの実施の有無を組み合せた全てのパターンを作成する。一方、変更条件データベース１２に含まれるＤＦＣの数が、閾値以上の場合、ＤＦＣの実施の有無を組み合わせた所定数のパターンを作成する。本実施形態では、閾値、所定数をそれぞれ８、１０に設定した。以下に、ＤＦＣの実施の有無を組み合せた全てのパターンを作成する場合の作成方法と、所定数のパターンを作成する場合の作成方法についてそれぞれ説明する。
【００４６】
＜全てのパターンを作成する場合について＞
変更条件データベース１２に含まれるＤＦＣの数が、例えば７個（閾値未満）の場合、図４に示すように、パターン作成手段１４はＤＦＣに含まれる変更情報の実施の有無を組み合せた全ての１２８（＝２７）パターンを作成する。その後、１２８パターンすべてについて、後述する算出手段１８で計画工程を作成し、工期及びコストを算出する。以下、全てのパターンを作成する方法を総当たり方法という。
＜所定数のパターンを作成する場合について＞
一方、変更条件データベース１２に含まれるＤＦＣの数が、例えば８個（閾値以上）の場合、図５に示すように、まず、予め設定された所定数の１０パターンを作成する。その後、当該１０パターンについて、後述する算出手段１８で計画工程、工期及びコスト等を算出し、これらの中から最もコストの安価なパターンを１つ抽出手段２０が選択する。続いて、パターン作成手段１４は、ＧＡ（Ｇｅｎｅｔｉｃ  Ａｌｇｏｒｉｔｈｕｍ）の交叉に基づいて、最もコストの安価なパターンを構成する変更情報と近似する変更情報を作成して、当該近似する変更情報を含む新たな交叉パターンを１つ作成する。次に、交叉パターンと無関係な新たな９つのパターンを作成する。
その後、交叉パターン及び新たな９つのパターンについて、算出手段１８で、再び計画工程、工期及びコストを算出する。そして、前述した最もコストの安価なパターン、交叉パターン及び新たな９つのパターンの中から、新たに最もコストの安価なパターンを１つ選択する。
上述したように、１０パターンを作成した後、工期及びコストを算出し、最もコストの安価なパターンを選択するとともに、当該コストに基づいて交叉パターン及び新たな９つのパターンを作成し、再び工期及びコストを算出する工程を、予め設定された所定回数繰り返す。以下、所定数のパターンのコスト等を算出し、最も安価なパターンを選択するとともに、ＧＡに基づいて交叉のパターンを作成して、再び所定数の新たなパターンのコスト等を算出する方法をＧＡ方法という。
【００４７】
本実施形態では、閾値、所定数をそれぞれ８、１０に設定した場合について説明したが、こられの値に限定されるものではなく、設計等によって適宜設定される。例えば、７個のＤＦＣに含まれる変更情報の実施の有無を組み合わせた１２８パターンすべてについて、変更手段１６及び算出手段１８を利用して計画工程を作成し、工期及びコストを算出するには約１．５日必要となる。また、例えば、８個のＤＦＣに含まれる変更情報の実施の有無を組み合わせた全てのパターンは２５６（＝２８）通りになる。この２５６パターンすべてについて変更手段１６及び算出手段１８を利用して計画工程を作成し、工期及びコストを算出するには約３日（１．５日×２）必要となる。このように、ＤＦＣの数が１つ増えるごとに、算出時間も約２倍必要となるため、ＤＦＣの数が多くなると全てのパターンについて計画工程を作成し、工期及びコストを算出することは現実的でない。実際は、計画工程を作成し、工期及びコストを算出するために許容される日数は１日程度であることから、本実施形態では、閾値、所定数をそれぞれ８、１０に設定して、ＤＦＣの数が８個未満の場合には、総当たり方法を採用し、ＤＦＣの数が８個以上の場合には、ＧＡ方法を採用することとした。
【００４８】
パターン作成手段１４によって複数のパターンを作成した後、各パターンを構成するＤＦＣのうち、変更情報を実施するＤＦＣを選択する。すなわち、各パターンを構成するＤＦＣのうち、図４中や図５中に値１と表示されているＤＦＣを選択する。続いて、当該選択されたＤＦＣの変更情報の内容を具体的にＤＦＣフォーマット２２に入力する。以下で、図４中のパターン７のＤＦＣの内容をＤＦＣフォーマット２２に入力する場合について説明する。
【００４９】
図６は、ＤＦＣフォーマット２２の一例を示す図である。図６に示すように、パターン７を構成するＤＦＣはＮｏ．１〜３である。ＤＦＣのＮｏ．１〜３の内容をＤＦＣフォーマット２２に具体的に入力する。入力は、人が入力手段４によって行う。例えば、Ｎｏ．１の鉄骨取付作業の仕事量を３２から２０に減少させる場合、ＤＦＣフォーマット２２の仕事量を２０に変更する。また、Ｎｏ．２の雑用空気配管設置作業の仕事量を９６から５０に減少させる場合、ＤＦＣフォーマット２２の仕事量を５０に変更する。そして、Ｎｏ．３の揺れ止め金物の鉄骨への取付け作業を計装工から電気工に変更する場合、ＤＦＣフォーマット２２の作業工を電気工に変更する。
【００５０】
そして、ＤＦＣの変更情報の内容の入力をすべてのパターンについて実施する。例えば、総当たり方法の場合は、全てのパターン（例えば、１２８パターン）について実施し、ＧＡ方法の場合は、所定数のパターン（例えば、１０パターン）について実施する。
【００５１】
なお、本実施形態では、各ＤＦＣの変更情報にともなうＤＦＣフォーマット２２への入力を仕事量の１箇所だけとしたが、これに限定されるものではなく、例えば、作業員の業種を変更する場合等には、業種及び仕事量を変更する。すなわち、ＤＦＣフォーマット２２の複数個所を変更してもよい。
【００５２】
また、本実施形態では、人が入力手段４によってＤＦＣのＮｏ．１〜３の内容を入力する場合について説明したが、これに限定されるものではなく、設計変更事項の内容をＤＦＣフォーマット２２に入力する入力プログラムを用いてもよい。
【００５３】
ＤＦＣに含まれる変更情報の内容を具体的にＤＦＣフォーマット２２に入力することにより、後述する施工条件データベース１０内の各情報のデータを自動的に変更することが可能となる。ＤＦＣフォーマット２２に入力された内容を施工条件データベース１０に反映させる作業は、変更手段１６によって自動的に行うことができる。
【００５４】
図７は、ＤＦＣフォーマット２２の内容に基づいて施工条件データベース１０の各情報の内容を変更する一例を示す図である。図７の上側、下側にはそれぞれＤＦＣフォーマット２２、施工条件データベース１０が示されている。
図７に示すように、変更手段１６は、ＤＦＣフォーマット２２の中から、変更されたデータを取得して、当該変更内容に対応する施工条件データベース１０の各情報の内容を変更する。具体的には、ＤＦＣフォーマット２２中のＤＦＣのＮｏ．１に記入されている鉄骨取付の仕事量２０に基づいて、施工条件データベース１０の鉄骨取付の仕事量を２０に変更する。また、ＤＦＣのＮｏ．２に記入されている雑用空気配管の仕事量５０に基づいて、施工条件データベース１０の雑用空気配管の仕事量を５０に変更する。そして、ＤＦＣのＮｏ．３に記入されている揺れ止め金物取付の業種の鍛冶工に基づいて、施工条件データベース１０の揺れ止め金物取付の業種を鍛冶工に変更する。
【００５５】
変更手段１６によって変更された施工条件データベース１０に含まれている施工条件に基づいて、算出手段１８が、建設工事の工程計画を各パターンについて作成する。
また、算出手段１８は、パターンごとの工期及びコストを算定し、工期及びコストの少なくとも何れか一方の評価結果を算出する。例えば、総当たり方法の場合は、全てのパターン（例えば、１２８パターン）について算出し、ＧＡ方法の場合は、所定数のパターン（例えば、１０パターン）について算出する。
【００５６】
算出手段１８は、工期及びコストのそれぞれに所定の重み付けをして数値化し、当該重み付けされた工期の値及びコストの値を合計して評価結果として算出してもよい。かかる場合には、評価結果Ｙは、Ｙ＝ａ×Ｘ１＋ｂ×Ｘ２・・・（１）式、で算数される。ここで、Ｘ１は算出された工期、Ｘ２は算出されたコスト、ａは工期の重み付け係数、ｂはコストの重み付け係数である。各重み付け係数は設計等によって決定される。
評価結果としてコストのみを知りたい場合には、ａ、ｂにそれぞれ値０、値１を代入することにより、上記（１）式はＹ＝Ｘ２となり、コストが算出される。また、評価結果として工期のみを知りたい場合には、ａ、ｂにそれぞれ値１、値０を代入することにより、上記（１）式はＹ＝Ｘ１となり、工期が算出される。また、工期及びコスト両方を考慮した評価結果を知りたい場合は、ａ、ｂに設計等により決定された値をそれぞれ入力する。
評価結果の値は、工期が短い場合やコストが少ない場合に、小さくなる。一方、工期が長い場合やコストが大きい場合に、評価結果の値は大きくなる。
【００５７】
算出手段１８としては、施工条件データベース１０に含まれる施工条件に基づいてガントチャートを作成する建設計画支援装置（例えば、特開２０１１−６５６２６号公報参照）を用いた。なお、建設計画工程支援装置は、工程計画、工期及びコストを算出できるものであれば、一般的なものを用いてもよい。
【００５８】
上記（１）式のａ、ｂにそれぞれ値０、値１を代入して、算出手段１８による評価結果として、コストのみを算出した場合の例について以下で説明する。
図８は、総当たり方法において、評価結果として算出されたコスト一覧表の一例を示す図である。また、図９は、ＧＡ方法において、評価結果として算出されたコスト一覧表の一例を示す図である。
図８及び図９に示すように、算出手段１８は、パターンごとのコストを算出するとともに、コストを少ないものから順番に並べた一覧表を作成する。すなわち、下方へ向かうにしたがってコストが高くなっている。一覧表には、各パターンを構成するＤＦＣの実施の有無が値１、値０にて示されている。
【００５９】
なお、本実施形態では、評価結果としてコストのみを算出した場合について説明したが、これに限定されるものではなく、工期のみ、工期及びコストを考慮した結果を算出することとしてもよい。例えば、工期のみを算出した場合には、工期が短いものから順番に並べた一覧表が作成される。
【００６０】
抽出手段２０は、算出手段１８によって算出された評価結果から、最も値が小さいパターンを抽出する。本実施例では、図８又は図９の最上段に記載されたパターンを抽出する。すなわち、抽出手段２０は、総当たり方法の場合、全てのパターン（例えば、１２８パターン）から、最もコストの安価な１つのパターンを抽出する。一方、ＧＡ方法の場合、所定数のパターン（例えば、１０パターン）から、最もコストの安価な１つのパターンを抽出することを所定回数（例えば、１０回）繰り返す。
当該パターンを構成するＤＦＣの内容を実施することにより、最も安価なコストでプラントを建設することができる。
【００６１】
上述した構成からなる工程最適化システム１を用いた工程の最適化方法についてフロー図を用いて、以下に説明する。
【００６２】
図１０は、工程最適化方法のフローを示す図である。
図１０に示すように、まず、ＤＦＣを構成する変更情報（図３参照）、現地低減コスト情報、所内悪化コスト情報、コストメリット情報等を入力手段４によって入力する（ステップＳ２）。
【００６３】
続いて、算出手段１８によって算出される評価結果の算出方法を選択する（ステップＳ４）。具体的には、上記（１）式のａ、ｂにそれぞれ設計等によって決定された値を入力する。例えば、評価結果としてコストのみを取得したい場合には、ａ、ｂにそれぞれ値０、値１を代入する。また、評価結果として工期のみを取得したい場合には、ａ、ｂにそれぞれ値１、値０を代入する。
【００６４】
次に、ＤＦＣの数が８個未満か否かを判定する（ステップＳ６）。ＤＦＣの数が８個未満、すなわち７個以下の場合、総当たり方法を採用する。
【００６５】
＜ＤＦＣの数が８個未満の場合＞
ＤＦＣの数が８個未満、すなわち７個以下の場合、パターン作成手段１４により、Ｎｏ．１〜７までのＤＦＣを選択して、当該７個のＤＦＣに含まれる変更内容を実施する場合と実施しない場合とを組み合わせた全てのパターンを１２８通り作成する（ステップＳ８）。
ＤＦＣの変更内容を実施する場合は値１で示し（図４参照）、ＤＦＣの変更内容を実施しない場合は値０で示す。なお、これらの値に限定されるものではなく、他の値を用いても良い。要は、ＤＦＣの変更内容を実施するか否かを確認できればよい。
【００６６】
続いて、パターン作成手段１４によって作成された各パターンを構成するＤＦＣのうち、値１と表示されているＤＦＣを選択する（ステップＳ１０）。
そして、当該選択されたＤＦＣの内容を具体的にＤＦＣフォーマット２２（図６参照）に入力する（ステップＳ１２）。１２８パターンのすべてについて、ＤＦＣの内容をＤＦＣフォーマット２２に入力する。
【００６７】
次に、変更手段１６は、ＤＦＣフォーマット２２に入力されたデータを取得して（図７参照）、ＤＦＣの変更情報に対応する施工条件データベース１０の各情報の内容を変更する（ステップＳ１４）。
【００６８】
次に、算出手段１８は、変更手段１６によって変更された施工条件データベース１０に含まれている施工条件に基づいて、建設工事の工程計画を各パターンについて作成する。また、算出手段１８は、パターンごとの工期及びコストを算定し、ステップＳ４にて選択したコストを算出する（ステップＳ１６）。すなわち、１２８パターンすべてについて工程計画を作成するとともに、コストを算出する。また、算出手段１８は、パターンごとのコスト一覧表を作成する（図８参照）。
なお、本実施形態では、評価結果としてコストを算出した場合について説明したが、工期や工期とコストとを考慮した結果を算出してもよい。
【００６９】
次に、抽出手段２０は、算出手段１８によって算出されたコストの結果から、コストの最も少ないパターンを抽出する（ステップＳ２０）。
抽出手段２０により抽出されたパターンを構成するＤＦＣの内容は、モニタ等の出力手段６に表示される。
【００７０】
上述したステップＳ６において、ＤＦＣの数が８個以上の場合、ＧＡ方法を採用する。次に、ＧＡ方法を採用した場合の最適化方法について説明する。以下の説明において、上述した実施例に対応する部分には同一の符号を付して説明を省略し、主に相違点について説明する。
【００７１】
＜ＤＦＣの数が８個以上の場合＞
パターン作成手段１４は、例えば、Ｎｏ．１〜８までのＤＦＣを選択して、当該８個のＤＦＣに含まれる変更内容を実施する場合と実施しない場合とを組み合わせたパターンを１０通り（図５参照）、作成する（ステップＳ２２）。
続いて、総当たり方法と同様に、ステップＳ１０からステップＳ１４までを実施する。
【００７２】
次に、算出手段１８は、変更手段１６によって変更された施工条件データベース１０に含まれている施工条件に基づいて、建設工事の工程計画を各パターンについて作成する。また、算出手段１８は、パターンごとの工期及びコストを算定し、ステップＳ４にて選択したコストを算出する（ステップＳ２４）。すなわち、１０パターンすべてについて工程計画を作成するとともに、コストを算出する。また、算出手段１８は、パターンごとのコスト一覧表を作成する（図９参照）。
【００７３】
次に、算出手段１８は、パターンごとの工程計画を作成し、工期及びコストを算定した回数が１０回未満か否かを判定する（ステップＳ２６）。工程計画を作成し、工期及びコストを算定した回数が１０回未満の場合、すなわち１回から９回までの場合、抽出手段２０が、算出手段１８によって算出された１０パターンのコストの結果から、最もコストの少ないパターンを１つ抽出する（ステップＳ３２）。
【００７４】
続いて、パターン作成手段１４は、ＧＡ（Ｇｅｎｅｔｉｃ  Ａｌｇｏｒｉｔｈｕｍ）の交叉に基づいて、最もコストの安価なパターンを構成する変更情報と近似する変更情報を作成して、当該近似する変更情報を含む新たな交叉パターンを１つ作成する（ステップＳ３４）。また、交叉パターンと無関係な新たな９つのパターンを作成する。これにより、新たなパターンが１０通り作成される。
【００７５】
その後、ステップＳ２２からステップＳ２６までを実施し、交叉パターン、新たな９つのパターン、及び前回の抽出した最もコストの少ないパターンの中から、再び、最もコストな安価な新たなパターンを１つ選択する。
このように、１０パターンを作成した後、工期及びコストを算出し、この中から最もコストの少ないパターンを選択する工程を、予め設定された１０回繰り返す。
【００７６】
ステップＳ２６において、算出手段１８によるコスト等の算出回数が１０回の場合、抽出手段２０が、算出手段１８によって、最後に算出されたコストの結果から、最もコストの少ないパターンを抽出して（ステップＳ３０）終了する。
【００７７】
上述した構成からなる工程最適化システム１を用いて工程計画を作成した結果について以下に説明する。
【００７８】
図１１は、本発明に係る工程最適化システム１を用いずに作成した工程計画である。また、図１２は、本発明に係る工程最適化システム１を用いて作成した工程計画である。
図１１及び図１２に示すように、本発明に係る工程最適化システム１を用いずに作成した工程計画では、工程目標までに建設工事を終了させることができないが、本発明に係る工程最適化システム１を用いて作成した工程計画ではコストを低減させつつ工程目標までに建設工事を終了させることができることが確認できた。
【００７９】
上述したように、本実施形態に係る工程最適化システム１によれば、ＤＦＣに含まれる変更情報の実施の有無を組み合せるパターン作成手段１４と、変更情報に対応する施工条件データベース１０の各情報を変更する変更手段１６と、工程計画を作成するとともに工期及びコストを算定して、評価結果を算出する算出手段１８と、最適なパターンを抽出する抽出手段２０と、を備えているため、プラントの建設工事に最適な工程計画を作成するとともに、工期及びコストを算出することができる。
【００８０】
また、パターン作成手段１４を備えているため、ＤＦＣの実施の有無の組み合わせパターンを短時間で容易に作成することができる。これにより、人がＤＦＣの実施の有無の組み合わせパターンを作成する手間を省くことができる。そして、パターン作成手段１４にて組み合わせパターンを作成することで、ＤＦＣの数が多くなっても、ＤＦＣに含まれる変更情報の実施の有無の組み合わせを間違いなく作成することができる。
【００８１】
そして、変更手段１６を備えているため、ＤＦＣに対応する施工条件データベース１０の各情報を短時間で容易に変更することができる。これにより、人がＤＦＣに対応する施工条件データベース１０の各情報を変更する手間を省くことができる。
【００８２】
さらに、ＤＦＣの数が８個未満の場合、ＤＦＣに含まれる変更情報の実施の有無を組み合せた全てのパターンを作成して、当該全てのパターンについて工程計画を作成するとともに、工期及びコストを算定して評価結果を算出するため、工期の最も短いパターンやコストの最も少ないパターンを取得することができる。
【００８３】
一方、ＤＦＣの数が８個以上の場合、ＤＦＣに含まれる変更情報の実施の有無を組み合せたパターンを１０通り作成して、これらのパターンについて工程計画を作成するとともに、工期及びコストを算定して評価結果を算出するため、工期の短いパターンやコストの少ないパターンを短時間で効率良く取得することができる。
【００８４】
また、算出手段１８が、工期及びコストのそれぞれに所定の重み付けをして数値化した評価結果をパターンごとに算出し、これらの評価結果のうち、最も値が小さいものを抽出手段２０が抽出するため、工期及びコストの両方を考慮した評価結果の最も優れた結果のみを取得することができる。したがって、算出された工期及びコストに基づいて、人が評価する場合よりも短時間で効率良く最適の結果を取得することができる。
【００８５】
そして、評価結果として、工期又はコストの何れか一方のみを知りたい場合には、何れか一方の重み付けを値０とすることにより、工期又はコストの値を取得することができる。具体的には、コストのみを知りたい場合には、工期の重み付けを値０にすることにより、コストの値を知ることができる。
【００８６】
さらに、パターン作成手段１４が、遺伝的アルゴリズムの交叉により、最適なパターンを構成する変更情報の実施の有無の組み合わせと近似する新たなパターンを作成するため、当該最適なパターンの評価結果よりも優れた結果を効率良く取得することができる場合がある。このため、工期及びコストを算出する回数を少なくしても効率良く最適なパターンを取得することができる。
【００８７】
また、算出手段１８により作成された工程計画及び抽出手段２０により抽出されたパターンの少なくとも何れか一方を出力手段６に出力可能なので、人間が目視にて確認することができる。
【００８８】
また、工程最適化システム１を用いることにより、短時間で所定の条件に最適なパターンを取得することができるため、ＤＦＣの内容が独立でなく、リソースを取合うといった相互に影響を与え合う場合に特に有効である。
【００８９】
なお、本実施形態では、ＧＡの交叉に基づいて交叉パターンのみを作成した場合について説明したが、これに限定されるものではなく、交叉パターンに加えて、ＧＡの突然変異に基づいて突然変異パターンを作成してもよい。かかる場合には、突然変異パターンと、交叉パターンと、新たに作成された８つのパターンとについて、再び算出手段１８にて工期及びコストを算出する。そして、突然変異パターン、交叉パターン及び新たな８つのパターンの中から、再び、最もコストの安価な新たなパターンを１つ選択する。このように、突然変異パターン、交叉パターン及び新たな８つのパターンを作成し、再び工期及びコストを算出する工程を、予め設定された所定回数繰り返す。そして、所定回数繰り返した後、最もコストの安価なパターンを選択する。上述したように、ＧＡの突然変異パターンを作成することにより、最適なパターンを構成する変更情報の実施の有無の組み合わせと全く異なる新たなパターンを作成するため、当該最適なパターンの評価結果よりも大幅に優れた結果を取得することができる場合がある。ＤＦＣに含まれる変更事項を人間が組み合わせる場合には、最適なパターンと全く異なる組み合わせを作成することは、ほとんど無いので、人間が作成する場合には、見つけることができない最適の結果を取得することができる場合がある。
【符号の説明】
【００９０】
１  工程最適化システム
２  記憶手段
４  入力手段
６  出力手段
８  演算手段
１０  施工条件データベース
１２  変更条件データベース
１４  パターン作成手段
１６  変更手段
１８  算出手段
２０  抽出手段
２２  ＤＦＣフォーマット
【図１】
2013097560.tif 000003
【図２】
2013097560.tif 000004
【図３】
2013097560.tif 000005
【図４】
2013097560.tif 000006
【図５】
2013097560.tif 000007
【図６】
2013097560.tif 000008
【図７】
2013097560.tif 000009
【図８】
2013097560.tif 000010
【図９】
2013097560.tif 000011
【図１０】
2013097560.tif 000012
【図１１】
2013097560.tif 000013
【図１２】
2013097560.tif 000014
【図１３】
2013097560.tif 000015