造船CIMのための統合設計モデルに関する研究

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船舶・海洋構造物のような大型構造物はすべて一品生産であり,その構造物は板材,骨材及び管材からなるおびただしい量の部品で構成されている。また,これらの多くの部品は機械部品のような標準が存在しないため新たな部品設計を行う必要があり,設計作業で取り扱う部品情報の獲得は大変な作業となる。一般に製品形状を定義するためには,CADを利用することによって計算機内部に部品の幾何情報を記述することが考えられる。しかし,形状情報のみによる部品情報の記述では膨大な情報を的確に表現するものではなく,様々な情報を記述する製品モデルの概念が提案されている。本研究では製品モデルの概念に着目し,製品情報として記述すべき情報を整理し,オブジェクト指向言語を用いてシステム開発を行った。この際に,設計活動で行われる様々な設計活動を設計要求から整理し,設計モデルを検証し,設計モデルによって製品情報が詳細化される過程をシステムとして構築した。本研究において構築した設計モデルと製品モデルとの関係を整理すると以下のように纏められる。1)構造設計では,構造を構成する部材間の位相表現を決定することが重要であり,構造を構成する部品形状の定義は,部品間の位相を幾何学的に満足することが要求される。本研究では,複数の部品を一塊として取り扱う設計モデルを提案した。2)部品の詳細情報は実際に組み立てる際の幾何学的な干渉,物理的な制約によって決定される。本研究では,上流の設計ステージで獲得された部品情報を動的に変化させ,詳細な部品情報を生成する過程を検討し,計算機内部に生産活動を表現することによって,詳細な部品情報を獲得する設計モデルを提案した。3)本研究で得られた知見は,船体構造を構成する板材,骨材に対してのみ言えることではなく,船の配管設計に於いても同様のことが確認することが出来た。