造船C

I

Mにおける設計・生産計画情報

東京大学工学部

野本敏治

1，はじめに計算機技術の発展に合わせてCAD・CAM・CAEは技術的に進歩し，計算機に支援された効率的な作業環境を提供できる実用的なシステムが数多く開発されてきた。しかし，出来上がったシステムはその開発環境が個々の作業の効率化を図ることを第一にしていた
為，C

A

D／C

AM／C

A

Eの情報が孤立している問題がある。そこで産業界は真の意味における製造の効率化を望むべく，次世代のシステム開発としてIntegrated

Technologyの要望を打ち出し，新たな挑戦を企てている。

著者らは造船CI

M構築のために，設計から生産までのどのステージでも使用できる造船定義モデルの必要性についてこれまで検討してきたので，これまでの成果をもとに以下にまとめてみた。D層51
造船業の最近の研究を概観してみると以下のようになる。造船工業会の超近代化プロジ
ェクト：生産のための要素技術の開発（NCプレス曲げ加工，組立て作業の自動化，3次元
座標測定機，溶接ロボット，溶材なし溶接法，高速度深溶込溶接法，塗装用ロボット，タ
ンク内自動足場装置など）（S．57〜62）が要素技術の開発という観点から研究された。その後，造船学会の将来技術検討委員会報告（S．60．5）が発行され，その主旨に従って造船C

フィージビリティスタディが実施された。これらの研究は造船研究協会のS

I

MのR−210部会

21世紀の造船業（S．62＆63）および造船振興財団（現：シップ・アンド・オーシャン財団）のC

IMSプロジェクト（H．元〜3）に引き継がれている。

これらの研究の流れを概観すると，時代はハードウェアからソフトウェアヘ流れている。

あるいは要素技術から統合化技術へと流れていることに気がっく。このような統合化技術の一つとしてCIMを捉え，造船業のCIMについて考えてみたい。

一9一

次にアセンプリング機能を使って組立て作業を行う。組立の過程では，クレーン．溶接機などの設備の情報，及び溶接条件，溶接姿勢，開先，伸ばしなどの作業に関する情報を入力する。アセンブリングの途中，幾何情報などよりシステムはブロックの重量，重心を計算するばかりでなく，板Aは接合情報Cを介して板Bと結合していることなどを教えてくれる。

以上のような過程を経ながら，生産準備のシミュレーションを実施し，部品図を作成するための情報をコンピュータ内に獲得し，格納するように設計されている。

設計から生産まで一貫して使用可能なモデル

設計

幾何情報（板・骨の情報）
接合情報（ついているという情報）

接合情報C（板厚・板寸法・配置はExpe碇SystemorExpertが決定する）

一品生産のSmulatlon

図2

カットによる接合情蝦付加

造船の製品モデリングの一例

4，船体構造4．1 船体設計の特徴
船体構造はそのほとんどが板と骨からなっている板骨構造である。それらの部材の接合によって船体構造ができがっているが，設計者は上流の設計段階から一っ一つの部品を考慮にいれながら構造全体をとらえているわけではない。むしろ逆に，部品の集合体として構造が作られているのでなく，まず構造全体をとらえて設計が始まるのであり，設計作業が進行するにしたがって個々の部品の設計情報が決定されていくのである。つまり，設計の初期においては部品の概念は無く，詳細設計・生産設計の段階に入って部品の概念が出てくるのである。したがって，初期の設計から詳細設計・生産設計と設計の流れにのることができる製品モデルの実現のためには，はじめは実際の部品として存在しない概念的な部品の表現を考慮した製品モデルを定義しなくてはならない。このモデル化は一般機械のモデル化と大いに異なると：ころである。
一12一

4．2 ユニット概念の定義
4．1で述べたように船体構造を設計する場合構造全体をとらえて設計し，構造としてどのようなものにしたら設計要求に応えることができるかが重要な検討項目である。今回の論文ではバルクキャリアーの船体構造の設計を対象と：するが，バルクキャリアーの場合，二重底構造はどのよう なものにするか，また，隔壁部の構造はどうするかなどといった設計の検討が構造設計の初期段階でされる．そして次に設計の最適化を図るために更に設計の詳細化が進められる。そ二でSODAS（System Of Design and Assembling for
Shipbuildingの略称で大学で研究開発しているシステム）では構造全体の設計にOPM（Objec七〇riented

Product

Modelの略称でシステムで部材情報を表現したもの）を対応させるために，船体構造の各部に見られる特徴的な構造を一つの構成単位（構造ユニット）としてとらえ，設計者が一っ一つの部材に対して設計しなくても良いような設計シス

テムを構築した。また，構造の構成単位を一っのオプジェクトとして表現し，ユニット（
Unit）オプジェクトと定義した。計算機内でユニットが生成されると，そのユニットを構成する部材の形状情報などを持ったOPMが生成され，それと同時に接合関係にある
O PM間の接合関係オプジェクトが生成される。つまり，ユニットは構造を構成する部材の形状や接合関係を知っており，OPMの生成や矛盾のない接合関係の生成を管理している。このようなユニットオプジェクトは造船設計の概念を認識しているものであり，また部材と部材との接合関係などを予め理解しているので，実際のインプット作業の面倒さから解放されることにっながる。例えば，バルクキャリアーの二重底構造ユニットは次のよ
うに定義する。設計者は二重底構造を構成する部材の形状や部材の接合関係など意識しな

くても，二重底の高さ，幅，長さ，サイドガーダー・フローアの数・間隔などの設計情報のインプットにより二重底構造を構成しているO

P

Mが生成され，O

ブジェクトも生成される・（図3）

PM問の接合関係才．＿〆Z！

ユニットオブジェクト

DoubleBottom

接合関係までも知っているオブジェ
クト。

Structure

Longi
図3

TypeofUnlt

二重底ユニット5，船体中央ブロックの設計
本章ではバルクキャリアー及びタンカーの中央部の構造設計をS

O

DASを用いて検討した例を紹介する。

5．1

構造の分類

バルクキャリアーの中央部構造を構成する構造ユニットとして以下の物が挙げられる。

一13一

主構造

｛二重底構造ユニット・ビルジホッパータンクユニット・トップサイドタンクユニット
・デッキユニット・サイドフレームユニット｝

隔壁構造｛上部ストゥールユニット・下部ストゥールユニット・バルクヘッドユニット｝
システムではユニットの大まかな分類として，・ボックス型ユニット＝板で囲まれた箱型の物

・ロンジ型ユニット＝条材が並んでいる構造
以上の2つに分け，板と条材をユニット単位では区別することにした。したがって上記に挙げた物は基本的にはボックス型ユニットであり，船体構造の多くの場所で見られるロンジ構造を扱うものとしてロンジユニットを定義することで汎用性を持たせることにした。

二重底の実際の構造の場合は内底板などにはロンジがついているが，S O DASではこの構造をボックス型ユニットの二重底構造ユニットとロンジユニットの組合せで表現しており，ユニットの組合せを統括管理する物としてストラクチャー（S

t

r

u

c

t

u

r

e）

を新たにオブジェクトで定義し，実際の構造に対応させている。以下ではこのオプジェク
トをストラクチャーオブジェクトと呼んでいる。

バルクキャリアーの中央部にみられるストラクチャーの分類は以下の通りである。

二重底ストラクチャー・ビルジホッパータンクストラクチャー・サイドフレームストラ
クチャー・トップサイドタンクストラクチャー・デッキストラクチャー・バルクヘッドス
トラクチャー

5．2
S

設計による情報の流れ
O

DA

Sでは，設計対象であるバルクキャリアーを一つのオブジェクトとして表現し，そのオブジェクトの内部情報にストラクチャーオブジェクトをいれている。さきに述べたように各ストラクチャーオブジェクトは自分を構成すべきユニットオプジェクトを知っており，そのユニットオブジェクトは自分を構成すべき部材オブジェクト（OPM）を知っている。このオブジェクトの関係を示すと図4のようになる。

5．3 部品化の概念
4．2において「ユニット」を定義したが，この段階で構造を表現したユニットを構成するのは部材である。ところで船体は各々の部品の集合で組み立てられる。したがって部品の設計を行うことが必要である。実際の構造物を満足させるためには部材の板厚を所々変化させることが当然であり，購入可能である材料のサイズには制限がある。したがって「ユニット」で定義した部材が即，部品になることは稀であり，部材の部品化の機能が必要である。

すなわち，部材→部品を結び付ける概念であり，本システムではブロック分割で使用する
rカット」機能を活用し，部品の設計機能を付加する。（図5）

カットニユニットを構成する部材を部品化し部品を生成する機能。カットによって出来る部品はユニットを構成する部材情報を継承する。

以上のような部品の定義は，設計の思考から定義されるものであり，生産のための深い思考から定義される部品の定義による部品化の機能を定義しているものではない。

一14一

パルクキャリアーオブジェクト

ビルジホッパータンク

二重底構造
ス

ス

トラクチャー

二重躍概造
ユニッ

ビルジホ7パータンク
ユニ7

ト

Fi

1＼

＼

［コ

ス

トラクテや一

トフプサイドタンク

ト

ロンジ
ユニッ

卜7プサイドタンク

トラクチャー

ユニ7

ト

Oンジ

ト

ユニツ

ロンジ
ユニッ

ト

ト

口

□

回［亜］ 團
図4

・・M

QPM

OPM

オブジェクトの構成（SODAS）

5．4 設計例
バルクキャリアーの具体的な設計例を図6

洋虐一一州に示す。また，タンカーの設計例を図7，8に示す。部材は接合情報によって結合していること，ユニットとユニット問にも関係情報・暑⊥が用いられているため設計変更に容易に応えられるようになっていることが特徴である。

→

ノ

ノ

部

品

ユ

、ぐ互

上面図

8

旨一L一一ヨ卜一一7一一→

側薗図

中央断薗図

ノ

一チー右7乙一
か
ヅ
部品化
／ ■

部

図5

材

カット機能による部材の部品化

図6

バルクキャリアーの設計

6，生産計画
設計段階で各部材の形状情報と各部材間の接合情報を獲得することが出来た。しかしこ
れらの情報だけでは実際に船体を建造する際に必要な生産情報としては不十分である。そ二で形状設計によって獲得された形状情報と接合情報を利用して生産活動のための生産設計情報を獲得する方法にっいて考察する。

6．1 生産設計における設計情報
実際の設計においては基本設計・詳細設計により船体構造を構成する部材の形状が定義され，その後で一品図・取付図等の生産情報に関係する図面の作成作業が行われる。そこ

で本システムでは，生産設計情報のシステム化を図るため，構造設計から得られた形状情
報・結合情報を利用してこれらの生産設計情報を生成している。
一15一

l̲̲1,

1
jF

I

i l

A

I 'i

E

l,rel

,,
‑̲̲̲̲:‑̲4i '‑̲‑̲' ! D

I

B

. I l

O･･Il

l" t j 1
vvt"" w" l
wvo' Gr"'

Q‑t Tf"t
1"' Ir"'"'1'l‑ 't ll"'
O1'4JL I'fl‑'ttll""T """"I1''‑ 1'1"' 1' 9'llL='is= ‑‑1 :‑‑"‑']7

7:/; a)j+ J:c "‑x^

:

;!
i

t

/

/td

4

..‑ 4 j18 I : 8^ ' +a)T ec 2 ; / ;z.

J

ec

}

:‑.'‑'‑x ""R ti : f)f i; !

U C

R :f)

:i

j ‑･‑‑ xC )7Q yR7 z /1])i

71

f

, 7T

r

tL f,̲‑ : ' 1r')

l

U

t t)

(jJ y h!iff . (7He)ljiJ :/ /@7 H:z )/ j l)!

,I , / clflE, '

R

f')

> t5

‑‑ x

tL

f 7 a) 7/jl

3D*Qo)‑* *

; :
]

5

t/

‑ 16 ‑

)
).
) .

v

.

6．2

ブロック分割

設計によって完成された船体構造を実際に生産する場合に船体をいくつかのブロックに分割する。本システムにおけるブロック分割はカットの機能を用いる。カットの回数によって様々な大きさのブロックが生成されるが，一番のもととなるのは構造設計が終了した

船体中央部である。生産設計者はこの船体中央プロックを，実際の生産に適したブロックにカットしていく。各ブロックにはそれぞれ名前がっけられ，各々についてアセンブリン
グを行うことが可能である。

ブロック分割例を図9に示す。
（ω本システムにおけるブロック分割の対

象は形状設計を終了した船体中央部である。そこでブロック分割，およびアセンブリング作業場であるB1砿㎞．

ぐ

serに ABC という名前で船体中央部を持って来る。
（b）カットする位置を決める。本システム

ではブロックを平面でカットしているので，そのカット面の情報を入力し，カットする。（c）実際の生産に適したブ
ロックになるまで（b）に従い分割する。

図96．3

カット機能とブロック分割

アセンブリング

カットされてできたプロックに関する部材を一つ一つ組上げていき，さらに組上がった
ブロック同士も組み上げることによって船体中央部の生産過程に関しての考察を行う。アセンブリングした例を図10に示す。
（1）ブロックを製作する作業

実際のアセンプリング作業と同様に，置かれた部材（PlaceParts）に対してアセンブリン
グする物（MoveParts）を移動（運搬）してアセンブリングが行われるようにする。その際その物の重量・重心は求められる。以下に本システムにおけるアセンブリングの流れを示す。
①PlacePartsを定めそれをアセンプリング定盤に置く。
②MovePrtsを定める。

その際にPlacePartsとの接合が可能であるかどうかのチェックが行われる。

③MovePartsが作業場に運搬されアセンブリング作業が行われる。
④次にアセンブリングしようとする部材（MoveParts）を指定する。

⑤アセンブリングを行う。

④〜⑤の作業の繰り返しによりブロックのアセンブリングは終了する。なお，②におけるチェックはMovePartsとPlacePartsの両方にお互いに対する接合情報の有無によって行われる。接合線は始点・終点・長さ・溶接する二つの部材などの情報をもっている。接合情報に関してはプロックがリストを作成し管理している。

一17一

SubBbc民1

醸・N

澄

奮

号
ゆ
＆』bBbcとSuoBk》cに5

SubBbGk3
SubBbc【7Sub＆oc匡6

Sub8めck4

図10

アセンブリング機能による組立（2）ブロック同士のアセンブリング

各ブロックのアセンブリング作業が終了すると，次にブロック同士のアセンブリングを行う。この場合もPlaceBlockを指定しMoveBlockを移動してきてアセンブリングする。この際，ブロックの重量・重心の値が獲得される。ブロック同士をアセンブリングしてできた物もブロックとし，最終的には船体中央ブロックが構築される。
（3）アセンブリングにおける製品定義

5．2で述べた様に，設計段階に応じて様々な部材定義があり，設計の進行に合わせて部材定義が変化する。現行の設計ではアセンブリを設計者の頭の内部で考え，実際のアセンプリが問題なくできるような部材の形状をあらかじめ決定し一品図を作成している。しかし，本研究ではアセンブリングをシステム内でシミュレートしているので設計者の思考をより現実に近いものとして表現している。したがって本システムではスロット，カット（

かど落し），溶接時のルート闇隔，開先形状，のど厚などのアセンブリングに密接に関係している部材の形状情報は，アセンブリング・シミュレート時に獲得する製品情報として管理するという方式をとり，部材に関してできるだけ矛盾の少ない部材定義を行っている。

①部材の形状定義

部材に対してアセンブリングの途中段階で様々な形状情報が新たに定まるが，システム
ではこれらの生産計画段階に密接に関係する部材情報を単に形状情報としてではなく部材
一18一に対する工作情報として管理した。このように管理することによって部材の形状情報を定義している。アセンブリングによって新たな部材情報を持たせる必要のある部材が確認された場合に，情報付加を行う。部材の持つ内部情報としては溶接の開先形状，かど落し形
状，スロット形状等を準備し，アセンブリングで得られる新たな部材情報を記述し管理している。

②部材の溶接設計

アセンブリング・シミュレーションを行う時，実作業として突合せ溶接・隅肉溶接が必
要な場合は，システムから，開先形状とルート間隔を要求してくる。その数値を返答すると，その値は部材の開先形状の情報として記述されシステム内に取込まれている。以上のような機能は，実際のシステムでは図11のようになっている。
③部材のカット（かど落し・ぬすみ）の設計

既に5．2で述べた様に，工作順序が部材形状に影響を及ぼすことが少なくない。その一例がカット（かど落し）である。図12に示すようにフロアを挿入しようする場合，既にガーダが隅肉溶接されている時にはフロアにカットを設けなければならない。このようなカットをどの部材のどの角に設けるかを，船体設計のどの段階で決定するかを考えてみると，

それは構造設計の段階で決定されることではなく，部材の組立段階で，その組立順序によって初めて決定されることである：とがわかる。
…iT【5丁畑翻難，

5巳璽●●げOro■》●■ピ099■

o・』員

09亀0860o隔臼．2

1【一・lr．．，

菱

低
諏・・

G叩

OO8。曜璽O酬6建・箆O凶8・鵬爾n

S崩

■

・2

7【吼司

〕凶幽剛脱d偏o■80

CO

図11

贋田鴨
I

A

01＆0650鰍闘画胸z。智〕』吋7㎜蘭AO畷，

溶接情報の入力

TξヨT〉旺W

Cu亀一5雷脾ofrloo旧o〜ojり薯昌ピPα7〔m司

20鬼
Cuξ

図12

512．・mo・8R

フロア挿入の入力
一19一．閥o・1嘲1・ピPI

7〔m働］

以上の事をふまえて，本研究のシステムでは，アセンブリングを行う段階でカットを設けることを可能にしている。

④部材のスロットの設計
ロンジなどがっいた構造物において，ロンジが貫通する板に開くスロットの形状は，ロンジとその貫通する板との工作順序によって大きく左右されるものとなる。例えばロンジ

先付けの場合とロンジ差込みの場合とでは大きくそのスロット形状は異なり，現状の設計
では構造設計の段階でアセンブリ方法を十分検討しなければならない大きな問題点である。

また，アセンブリを行う段階でシステム内で組立順序を判断し，図13のようなスロッ
トを自動的に開けることを可能にした。

伽￥〆

￥

i

飛・〆

1

＿＿一一！

一1

ピ〈
、／口【
＼
けづ二！て

1 一i

一

／

一／フ≧

！i

＼＼

1

／／

、＼

／

二客

「

多1

＿／／

−

／1Ii
r

／
／

1
（A）

6．4

図13

スロットの設計（B）

想定アセンブリング

上記のアセンブリングを作業モデル，設備モデルと結び付けることによって工作情報を獲得することが可能である。しかし工程管理の対象となる「アセンプリング」に含まれる情報は複雑であり，モデル化は大変であると考えられる。そこで本システムでは，造船所で行われる「アセンブリング」を二っの概念に分類することによるモデル化手法を提案する。

想定アセンブリング＝製品に対して作業を割り振り作業情報を獲得するもの
実アセンブリング
＝工場設備に対して作業を割り振り工程管理情報を獲得するもの
造船所の生産計画のうち，上流よりの設計に近い人々が想定アセンブリングを行い，下流よりの生産に近い人々が実アセンプリングを行うと考えられる。っまり，想定アセンプ
リングでは部材の生産に深く関連した形状情報（6．3

義（3）アセンブリングにおける製品定参照）と製造に必要となる作業情報を獲得し，実アセンブリングでは切断された実部材のアセンブリングを行い実際の作業情報を獲得するものと考えた。この様に「アセンブリン

グ」を区別すると想定アセンプリングで獲得される作業情報は溶接作業時間が30分，溶接
コストが2万円，作業者は2人必要，必要な溶接機はF

C

B溶接機などの情報であり，実アセンブリングでは誰が・いっ・何処でなどの情報を獲得することが問題であり，両者のアセンブリングで獲得されるr生産情報の次元」が異なることが理解できる。
造船所では「アセンブリング」に携わる人々が各々の立場で「アセンブリング」を思考して一20＿おり，この思考で獲得された生産情報を基に実際のアセンブリングが展開される。この「アセンブリング」は人々のノウハウの蓄積・標準化のうえに成立っており，一品図を作成し工程計画を立てている。しかし，これがシステム化への妨げとなるものであり，想定アセンプリングと実アセンブリングとを明確に分離することによって一品図作成，生産情報獲得をシステマティックにすることができ、6．5システムの統合化を推進できるものと考える。

情報の獲得

9bO」130G（1）サプブロック間のTree

駄o脈o・3凶鰍1

アセンプリングされた部材の集合体をブロックとして管理している。その結果ブロックを構成する部材が管理されているので，サプブロック間の関係

＼＿＿

一一／

＼

㎜酬＼

／

肌㏄民095凶胸ek7

5LOC民0曹5凶ロlook6／を示すTreeを得ることができる。

肌瓢o層s凶幽軸曙戯曜

（図14）

図14
（2）サブブロックの見取図と部品表

サブプロックのTree

漏

サプブロックの名前を指定するとそ

1

h

「「一「

の見取図が描かれ，またそのプロック

3ub8

oc此6

3

く

し

■BHT
9HT

を構成する部品の一覧表を容易に得る

一

Tr舶，W曲No．2．
sld■円

O

膠8H了51d■Ooヒto旧臼邑ヒ魯：とができる。1図15）131作業の履歴・コスト

8H了Tr邑F8H7HO叩曾r月aヒ〇一

3Wob鱒o．2
Dlcd・曜y（，劔『一yP2㌧）OOOl

8HT

Sld●例畠ヒ■6tコP

OBHT

Tran3W●◎付o，18

亀鵬■

9卜1了5k隔80電to扇側．ヒO

所要時間・使用設備リスト

Pd配5
幽樋，

各サブプロック毎に作業手順がリス

ヒhヒkm

トとして得られる。さらに，その作業

ぼヨごヒにかかったコスト・所要時間も容易に

wdg配回ヒh，CUてTl㎝oOHTH◎ρpor臼邑ヒ●．U

8HT

邑曜●Olrocdon

叩P電rR献o．しO●

SldoGlrd●r〜o．4■璽r亀v耽γCa献o『曾B，，τSldo例aヒo、lP

亀r璽

。8HT

Sldo臼駅o・し2

B，iTP冑ol伽gOo角n8TTroρρorqo●し2

5WobNo・3■）ヒrρohヒ3得ることができ，使用設備のリスト・

図15

延べ使用回数が獲得できる。（図16）

サブブロックの部品一覧表

3鳴6b㎝5
一曹曹一甲噛一〇曹曹℃P．r

lon25 eHT51d●eo 闘［a【亀IOpor＆ヒb鵬24

8HT

sid●し◎Un己電■OP●r邑艦ion3¶ 5H7Hoρp帆ou轟1ピ

bn34 8しOCKC−5Ub麟OCkず
lon26
5HT31dO80ヒてo凪oU磁℃o●r駅ion32 5idoGrrdr阿o．4

一〇gor
−oρ●r

1、

1

I

I

l

1、

1、

o，1
r盈n5WoO
OOf亀 O℃POf＆【lon28 日H了了r＆n，WOO〜o、〜
OPOf副o【23 5HT si60ρ1 m
OP・f航io曜9 5HτTr胴，W●O〜04，℃P■m竃lonoo 8HτHOPP璽甫oβ

一一一
Opor4uon
一一−−o一一＿3ω『曽●en60醒5●r駅ron〜p穐oρOfa o轟
欄期oρor亀監lo而OP6r旦てing臼駅電』

n■c8

己fγτi畑co巽

髄webc炉邑ruし』5ヒ叩●閏ヒio州u蘭or

髄w8b

k

爾o》●6bc奥P一亀co6b醸

Suoo閃r●罵lo【o曜oo皿fy（・一｝一一畢雪一

O麗月凶丁寛ON〜湘M繧

3εr

UF了一MAGNξT

3鳴Cp●rγOpor

ion275H了了閏邸w●o〜店1・・1

ON3H了Tra那WOb

No．1㌧）4

iOR
No，：

T『翻3冑●O一）aM

Sし，bOρor副o糎

r一》＆3UbOρo畠【lo島℃025εM卜AUTOMAτ冨CG▲3AACWεの（IV）BHマ
ア傭n5胃6一憎儀鴇8HT S廟80ζ鵬臼 ・㌧〉奄5UOOpo照ion
OO2AUアO鱒AT℃ GA3ARc w駄Dの8HT Tr亀n，Wgb
肱1＆酬丁5ido臼）

5uOOoor猷lon〜・M●
f●o榔電γ2L』FT8HT7ran3WOO
35τ「5日T，■げdoρo向ご■醍3

o

肥c●

■

別吊o

co巽

now，

一一｝一一旧曹層・）亀5uOOP・r亀ヒion

胃●一dし●ngτh

邑

し1

巳HマSld■80監ヒor隔向亀疋o●し29

M己N創岡

図16

サブブロック製作のオペレーション
一21一07165．0

（4）P

E

R

T／T

i

m

eでの表現

（3）で獲得した作業情報を利用することによって自動的にP

E

RT／T

・ダイヤグラムでの表現が可能であり作業の流れが容易に把握できる。

i

m

eのアロー

（図17）

了一8了麗隔τD

聯
D

F、麟2 聯牒、蘭：．D61＝：：：

7

潔譲，．勲

鰯

D6 悼
脚

一1

㎜4

脚

．D6

難購輪，聴審駅……凝鞭瀬墜・翻師o噂瞬㎜欝罫二：醐㎜魂

脚

0

，

364

照

．姉

蹄

照脚o｝

i

螢煉

醐

燈㎞、酬

図17

iii螢讐鰍硫幅q：1

PERTダイヤグラム

7，おわりに（1）プロダクトスパイラル

以上述べてきたところを図18の製品を製作するためのプロダクトスパイラルとなる。
このスパイラルは1）構造機能の創出，2）構造の部品化，及び3）構造の構築の3領域から成立ち，構造設計，ブロック分割，想定アセンブリングなど，このスパイラル上を進みながら製品の設計・生産情報が明確化されていくことを示している。

特に構造設計で決められた部材がブロック分割，想定アセンブリングを経て，外形形状の明確になった一品図が生成されるなど，従来のCADによる一品図作成とは明らかに異なるわかり易いシステムとなっている点に特徴がある。
（2）設計と生産との区分

プロダクトスパイラルから判断すると，図中のA−B−C−D−E〜Fを設計と呼びたい。

すなわちNCカッティングデータ作成までは設計過程である。したがって，実際に部品を切り出す工程から実アセンブリングとなる。

その理由は以下の如くに考えられる。連続体としての構造設計情報ではロンジのためのスロット形状や角落しなど詳細な形状情報が決まらない。そこで想定アセンブリングを経
一22一

て，一品図を作成することになる。一品図（部品図）は情報としてコンピュータ内に格納されているのであるから，NC切断の情報に容易に変換出来ることになる。このようにN

C切断情報が作成されるまで情報生成の切れ目が無いということが一っの理由である。
又，コンピュータシミュレーション（又はVirtual

Manufacturing）の立場から判断すると，NCデータが作成されるまでの工程で製品の不具合を見出すべきである。造船業ではVirtual Manufacturingの概念が欠如しているため，実アセンブリング時に製品の不具合を知ることがある。しかしこれでは遅きに失している。

構造機能の創出
一品設計

＼、
E

ヌヤヘヤ

l

携
D

始

』》醜腕磐

G

ノ

詞一

蜜

ぜ
F

図18

製品を製作するためのプロダクトスパイラル（3）製品モデルと工場モデル

3章の製品モデルの記述では1）の製造対象は2）の製造過程により明確に記述され，定義された設計関連データは3〉の製品資源として生産されることになると理解できる。本システムの構造設計から想定アセンプリングまでの設計過程では製造対象・過程を主体とした製品モデルが用いられ，実際の切断から実アセンプリングまでの生産工程では生産資源を主体とした製品モデルが用いられるものと考えたい。そこでここではこの生産資源を主体とした製品モデルを特別に工場モデルと呼ぶことにする．当然のことではあるが工場モ
デルの中には工場設備，素材等の他に製品情報も含まれ，この製品情報は一隻分の船だけ

でなく，数隻分存在するのが自然であり，これらの製品情報は上流の製品モデルによる情報である。したがって，工場モデルは製品情報にできるだけ依存しない独立したモデルとすることが重要であると考える。

一23一

工場モデルにおいては，製品資源をスムーズに流すことが重要であり，製品情報としてどちらかと言えば3次元的な形状情報の記述が主であった製品モデルにに対して時闇概念の付加が重要となる（モヂルの4次元化）。つまり，生産資源として定義した生産設備，素材の時問的な制約条件を工場モデルに適用することによって，生産における管理情報が獲得でき，造船におけるC

I

Mの核を構築することが可能であると考える。

さて本システムは未だ不完全であるため，工場モデルの概念が不明確であった。生産設
備がいつ，何のために使われるかを明確にしなければならない。その際，製品モデルはN
Cデータとしてのみ存在すれば良いが，いつ何のために実際に切断されるのかを明確にす

ると，材料発注，在庫管理などと結び付く。いつの日にかはプロダクトスパイラルを完成したいと希望している。

参考文献
D野本・青山・田畑：造船CIMのための設計・生産情報獲得支援システムの構築，

日本造船学会論文集，第166号，（1989）
2）野本・片山・青山・杉本：製品モデルを用いた生産情報の獲得手法の検討．

日本造船学会論文集，第168号，（199m
3）野本・青山汐ンカーの設計・生産支援システム，

日本造船学会論文集第169号，（1991）
4）野本・早川・酒巻・青山：船体の汎用設計支援システムの研究，

日本造船学会論文集，第170号，（19911
5）野本・青山：曲面を導入した造船のための製品定義システムの研究，
日本造船学会論文集，第170号，（1991）
6）荒井良尚：経営工学，日本機械学会誌VOL．94，No．873〔1991）

7）経営課題実体調査，日本能率協会（1990）

8）木村文彦：Concurrent

EngineeringとVirtual

Manufacturing，

日本機械学会FA部門ニュ緑レ外．No．5〔1990）

一24一