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「組立産業汎用プロダクトモデルの研究」の報告書

 事業名 組立産業汎用プロダクトモデルの研究
 団体名 シップ・アンド・オーシャン財団  


■事業の内容

平成元年及び平成4年から実施した2つのCIM関連開発研究によってフレームモデル(造船業CIMを段階的に開発できるシステムの骨格)を設計し、これにより造船各社は独自の部分を織り込みながら実用段階に入っている。しかしながら各社のシステムの共通項を増して日本造船業全体のCIMの開発効率を高めるためには、造船業のほか、組立産業全体の業務のあり方を探り、汎用のプロダクトモデルを検討する必要がある。よって本研究は、上記フレームモデルの概念を発展的に展開し、STEP(プロダクトモデルデータ交換の標準化:Standard for Exchane of Product model data)の検討を加味して汎用プロダクトモデル(GPM:General Product Model)を開発して、造船業CIMの実用化を加速するための新規開発研究の実現性を評価することを目的として実施する。
(1) 汎用プロダクトモデル(GPM)の概念の確立
 組立産業界で共通に利用できる汎用プロダクトモデルとはどういうものかについて検討し、造船各社のシステム担当者が容易にプロダクトモデルを構築し得るプロダクトモデル開発環境(GPME:General Procuct Modelind Environment)という概念を確立、GPMEの具体化について検討するにいたった。
[1] GPM概念の検討
 実務上の背景と理論的な背景の2つの観点から、汎用プロダクトモデルについて検討を行い、「コモンオンドロジ」と「オントロジ拡張・モデル開発の支援環境」の両方を合わせ持つGPMEとしてのGPM概念を提案した。
[2] GPMEの技術評価と要求仕様の作成
 つぎにGPMEの要求仕様を作成し、その仕様の実現性についての技術評価を行った。
 作業にあたっては、上記「GPM概念の検討」で理論面からその概念を固めるとともに、M概念の実務レベルでの具体化と、その実現性の評価を行った。このうち、「GPMのひな型となり得る既存のシステム/ツールの調査」においては、現時点で入手できる最新のシステム技術(ソフト)を仕様レベルで調査し、また一部は購入して試行を行い、GPM開発の可否の評価の参考とするとともに、GPMの開発可能な具体案としてのGPMEの要求仕様作成にも役立てた。
a. GPMEに必要な機能
 GPMEは各種組立産業の効率的なシステム開発をサポートするものでなければならず、そのために必要となる具体的な機能として下記項目を確認した。
(a) 基本となるクラス群を実装したライブラリー
(b) 基本となるクラス群を基に、各個別企業が自分に最適な形に拡張を行う際、その作業をサポートする機構、ツール
(c) ライブラリーへの実際のアクセスを行うシステムの構築をサポートする機能:ツール
b. GPMEの構成要素と要求仕様
(a) 基本要素
・ フレームライブラリ(FL:Frame Library)
・ プロダクトモデリング言語(PML:Product Modeling Language)
・ ユーザーファンクション(UF:User Functions)
(b) 支援ツール
・ プロダクトモデルアクセスツール(PMAT:Product Model Accese Tools)
・ グラフィックユーザーインターフェイス(GUI:Graphic User Interface)
・ メタレベルツール(MLT:Meta-Level Tools)
(c) プロダクトモデル(PM:Product Model)
(d) アプリケーション(AP:Applications)
c. GPMEの実現性について
 GPMEは現在ある高度な情報技術を応用してプロダクト情報のレベルで設計から生産までのシステム統合とプロセス統合を実現しようとしている。よって現実の技術水準の中でこのような研究開発が実現できるかという問題について以下の観点から検討を行った。
(a) 現存の要素技術のレベル
(b) 造船業CIMのフレームモデルの延長として
(c) 他の研究開発の例
 結果として、GPMEの研究開発は技術的な水準が高度化してきた現時点において、造船業CIMプロジェクトの知的財産と人的資源が活用できる状況の中で行われるべきであり、その前提のもとでは大変実現性の高い研究開発であるという結論が得られた。
d. GPMとSTEPとの関連
 STEP(プロダクトモデルデータ交換の標準化)は、GPMとその考え方において共通する部分を持っていたため、本研究においてはSTEPについて2度の国際会議への首席を含め広範な調査を行い、STEPの意味や構成を明確にするとともに、GPMにおけるSTEPの取り組み方針について提言を行った。
e. 購入ソフト及び開発支援ツール
(a) GPMひな型システム
・ ケーラムプラットフォーム開発版(基本部)
・ ケーラムプラットフォーム開発版(応用部)
(b) AP開発ツールキット
・ AP開発環境;Energize
(c) STEP対応開発ツール
・ 基本STEPツール;ST-DEVELOPER
・ OODB(Object Store)接続ツール;ST-DATABASE
・ STEP対応モデリングツール;ST-EXPRESS
・ STEP対応ビジュアライゼーションツール:ST-203
・ STEPファイル変換ユーティリティ

(2) 造船業の生産計画のあり方への提言
 造船業の現況を振り返り、CIM化を妨げる問題点やCIM化促進のための造船業務変革点を抽出・整理し、GPMをベースとするCIMシステムによってどのように問題解決が可能か、その際の業務の流れはどうなるかについて検討を行った。同時に他産業の生産計画システムの調査も実施して参考とした。
[1] 生産計画の現状把握
 「造船業CIMフレームモデルの開発研究」の内容をレビューするとともに、現状の問題点の整理を行った。
a. 設計業務:総合モデルとなっていないため、縦割りの業務フローでの処理が中心でムダが多い。
b. 組立要領:時間的制約や船殼/艤装品の図面出力のため最適化計画となっていない。
c. 日程計画:物量情報の入手時期が遅く、計画のあり方の整備も不充分なため最適化計画となっていない。
 以上の解決策として、CIMの活用及びCIMシステム運用へ向けての業務と組織の変革があげられた。
[2] 他産業の生産計画の調査
 自動車産業における生産計画の現状を調査し、造船業との比較をとりまとめ整理した。
[3] 生産計画のあり方の検討
 CIM化跡に向けての業務と組織の変革について、以下の5項目を提案した。
a. 設計業務のあり方
b. 標準化のあり方
c. 情報提供方法のあり方
d. 生産と生産管理のあり方
e. 情報共有化と分業の推進

(3) GPMの造船業への適用手順構想の検討
[1] GPMEの開発
 GPMの具体案であるGPMEを実際に開発する際の関発体制と開発スケジュールについて検討を行った。開発実施体制としては、GPMEの開発効率を高めるため、最新の通信技術を最大限利用して、GPMEの開発に関わる大学、造船所技術者、ソフトハウス及び米国の情報技術研究者間の情報交換の密度を上げるとともに、開発研究委員会及び開発作業WGを含めた4つの組織が、それぞれの機能と責務を分担しつつ、連携を取り合ってGPMEの開発研究を鋭意推進することとした。
[2] 適用手順
 GPMEの適用手順についての検討を行い、以下の提言としてとりまとめた。
a. フレームモデルの概念に準拠した現有システムの整備を進めること
b. GPM開発の動向を常に把握しておくこと
c. GPM導入後の自己のシステムの全体像を確立し、それへ向けてシステムの再構築手順を明確にしておくこと
 また、適用手順の検討と並行して、業務変革の手順についても検討しとりまとめた。

(4) 海外調査
 ICCAS'94(造船業へのコンピュータ適用に関する国際会議)、及びSTEP関連の国際会議に出席するとともに、CIM化が進んでいる海外の造船所や関係諸所を訪問して有益な情報の収集を行った。
 調査回数:3回
 調査日程と調査地
第1回 平成6年 5月13日〜 5月24日
STEPダボス会議(於スイス)、スイス標準協会他
第2回 平成6年 8月28日〜 9月11日
ICCAS'94(Intenational Conference on Computer Applicationson
Shipbuilding in 1994、於ドイツ)、MYER WERFT造船所(ドイツ) 他
第3回 平成6年10月15日〜10月25日
国際標準化機構(ISO:International Organization for Standardization)のSTEP会議(於アメリカ)他

(5) フレームモデル設計検討会
 米国スタンフォード大学研究員である金雁(Jin Yan)博士(東京大学工学部船舶海洋工学科大学院博士課程卒)の来日に合わせ、博士とフレームモデル設計所作成担当者との質疑応答並びにGPMに関する検討会を実施した。
 開催日数:7日
 開催日と主要議題
平成6年8月31日〜9月 2日、9月7日
フレームモデル設計書についての質疑応答及び検討
平成6年9月12日〜9月14日
GPM検討総括協議

(6) 設備構成
 本研究では、GPMの構想作りのためのプロトタイピングや関連ソフト性能確認のために、平成5年度まで実施された「造船業CIMフレームモデルの開発研究」事業において整備されたワークステーション2台を中心とする機器で構成された常設ラボを設置した。
[1] 機器名  : SPARC Server 670MP
主要緒元 : 主記憶:256MB、HD:1.3GB、増設HD:11.7GB、表示モニタ:19インチカラーディスプレイ、その他
[2] 機器名  : SPARC 2GX
主要緒元 : 主記:128MB、HD:1.3GB、増設HD:3.9GB、表示モニタ:19インチカラーディスプレイ、印刷装置:レーザプリンタ、カラープリンタ、通信装置:モデムルータ、その他
■事業の成果

造船業CIMの実現に対し、有力な支援システムとして思われるGPMの開発について、その有効性を検証すべくこの事業を実施した結果、以下の成果が得られた。
[1] 汎用プロデクトモデル(GPM)の概念を確立した。
[2] GPMの造船業への適用手順構想の検討を行い、GPM開発のための体制やスケジュールが提示できた。
[3] CIM化後の造船業の生産計画のあり方について、その変革手順も含めた形で提言することができた。
[4] GPMの技術評価と要求仕様の作成を行い、それを通じてGPMの全体評価を実施することができた。
[5] これらの研究実施内容を報告書としてとりまとめた。
さらに、これらの成果の詳細を補足するものとして、以下のことが確認できた。
[1] 米国スタンフォード大学のご協力により、最先端のシステム技術の情報招集を行うことができ、その結果として汎用ツールのフル活用によるGPM(E)の概念の確立の見通しを得られた。
[2] GPMの概念に関する討議を通じて、再度造船業CIM、とりわけプロダクトモデルの機能及び開発手法について認識を深めることができた。
[3] システム面からのCIMシステム化にとどまらず、業務面からのCIMシステム化への必要準備事項についても認識を深めることができた。
 これらの事業成果、すなわちGPM開発に関するフィージビリティスタディの結果により、造船業CIMの開発加速化が図られるものと思料される。





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更新日: 2020年4月4日

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