JPH06187401A - 設計支援装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【構成】ＣＡＤ手段４は、各種計画物の形状及び配管デ
ータを生成する。制御手段１３はＣＡＤ手段４と入出力
支援装置１２との間の情報制御を行う。関連付け手段１
４は計画物と設計情報との関連付けを行う。登録手段１
５は計画物に対する関連設計情報のメモリへの登録を行
う。検索手段１６は計画物に対する関連設計情報の検索
を行う。表示手段１７は計画物に対する関連設計情報の
ディスプレイ６への表示を行う。 【効果】設計作業において必要とされる情報の収集に要
する時間を削減することができ、作業の効率向上を図る
ことができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、設計支援装置に係り、
特に、プラントのレイアウト設計に必要とされる情報の
入出力支援装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、プラント設計における各計画物
の形状のモデリング及びレイアウト設計作業は、計算機
支援設計装置（ＣＡＤ装置）により行われているが、設
計者は計画物を入力する場合に、計画物に対して上流設
計側より入手した各種設計情報の他に、既設プラントに
おける同種計画物のレイアウト状況及び現地における据
付，施工時あるいは運転時におけるトラブル事例等を、
設計クライテリア集，トラブル事例集等により確認した
上で入力が行われている。

【０００３】これに対し、特願昭61−163274号明細書の
ようにレイアウト設計に必要とされる各種のクライテリ
アを知識ベースに登録しておき、エキスパートシステム
による支援を加えることで、設計者が入力した計画物の
妥当性を評価するという試みが行われている。つまり、
この方法は、設計者が入力した計画物のレイアウトの妥
当性をＣＡＤ装置が判定するものである。

【０００４】また、レイアウト設計に必要とされる配管
及び継手類のＪＩＳ規格形状寸法をＣＡＤ装置に登録し
ておき、設計者が必要な場合に参照できるという手法が
用いられている。

【０００５】一方、レイアウト設計作業は多種の計画物
に対して、多数の設計者により独立して行われるため、
設計の進捗に伴って各計画物間の調整作業が必要とな
る。現状は各設計者が一同に会しての調整会議あるいは
設計者間での打合せの中で、各設計者の設計思想に基づ
いて議論が行われ、調整が図られている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】予め設計クライテリア
を知識ベースに登録し、エキスパートシステムにより支
援を加える方法については、レイアウト設計に必要とさ
れる設計クライテリアは膨大であり、それらを知識ベー
スとして具体化することは非常に困難である上、入力さ
れた計画物の配置状態及び属性情報から設計クライテリ
アが登録されている知識ベースを検索するため情報（例
えば、配管の例では系統，口径，肉厚，材質，温度，内
部流体，耐震クラス等の情報）を抽出し、その情報に基
づき、登録されている設計クライテリアに対して逐次判
定方式で計画物のレイアウトの妥当性を評価するのには
多大な計算時間を要するという問題があった。

【０００７】また、レイアウト設計に必要とされる部品
の規格寸法を登録しておく方法については、現在のレイ
アウト設計支援装置の中ではこのような規格寸法をもと
に数値入力を行い、形状データを作成する方法よりも予
め標準パターンを登録しておき、その中から対応する項
目を選択することにより、形状データを作成する方法の
方が主流である。

【０００８】本発明の目的は、登録しておいた設計クラ
イテリア，過去の事例等の情報に基づき、計算機支援に
より入力された計画物のレイアウトの妥当性を評価する
のではなく、設計者が必要な時に必要な情報を参照で
き、設計者が持っているノウハウとの協調により、より
スムーズなレイアウト設計支援装置を提供することにあ
る。

【０００９】本発明の目的は、多数の設計者により多数
の計画物に対して行われているレイアウト設計作業にお
いて、設計者が一同に会した調整会議のような場ではな
く、各設計者の作業環境、つまり、使用しているＣＡＤ
装置の中で他の設計者との連携がとれ、作業を効率的に
進められるような設計作業支援装置を提供することにあ
る。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明は、各設計段階において、計画物の形状を作
成し、レイアウトを行うＣＡＤ手段と、設計者が計画物
を作成，レイアウトする場合に必要とされる設計クライ
テリア及び過去の事例を予め登録しておく手段と、設計
者が計画物を作成，レイアウトした後にその入力課程及
びベースとなった設計思想等の情報を入力した計画物に
関連付けて登録する手段と、それらの情報を検索・表示
する手段とを備える。

【００１１】

【作用】本発明によれば、 (1) 設計者が計画物を入力する場合に必要となる設計情
報を予め登録しておくことにより、設計クライテリア集
あるいは既設プラントの事例集のような資料から情報を
検索・収集する必要がなく、ＣＡＤ装置の中で確認する
ことができるため、レイアウト設計作業の効率化が図
れ、現地における据付・施工時のトラブル，改造工事発
生のポテンシャルを低減することができる。

【００１２】(2) 設計者は、計画物を入力する場合に必
要となる設計情報をＣＡＤ装置の中で、必要な時に必要
なものを参照することができる。

【００１３】(3) 設計情報を知識ベースとして具体化す
る必要がなく、簡単に設計情報の集約化が図れる。ま
た、ＣＡＤ装置にレイアウトの妥当性を評価させるわけ
ではないため、データの検索時間のみで計算時間も大幅
に削減できる。

【００１４】(4) 入力した計画物に対して、設計者の入
力思想及び必要とされた設計クライテリアを関連付けて
登録することができるため、ドキュメントとしてその入
力経緯を記録する必要がなく、設計作業の管理及び審査
・承認行為が容易になる。 (5) 入力された計画物に対して、入力した設計者の設計
思想及び必要とされた設計クライテリアが登録されてい
るため、例えば、同一エリア内を担当している他の設計
者は、その情報を参照することにより、自分の担当して
いる計画物とのレイアウト調整の参考とすることができ
る。このようにして、同一エリア内の多種の計画物に対
する多数の設計者によるレイアウト設計作業において行
われる調整作業を削減することができ、作業の効率を著
しく向上することができる。

【００１５】

【実施例】以下、本発明の好適な一実施例をプラントの
機器及び配管のレイアウト設計を行う設計支援装置（Ｃ
ＡＤ装置）を例にとって説明する。

【００１６】図２は複数のＣＡＤ装置が設けられたＣＡ
Ｄシステムを示している。複数のＣＡＤ装置４は、信号
伝送路（ＬＡＮ）３によってホスト計算機１に接続され
る。ホスト計算機１はデータファイルである記憶装置２
に接続される。ホスト計算機１は記憶装置２とＣＡＤ装
置４との間での情報のやり取りを行う一種の情報管理装
置である。各ＣＡＤ装置４は、それぞれ例えばワークス
テーションによって構成される。ＣＡＤ装置４は、図１
に示すように、ＣＡＤ手段５，表示装置であるディスプ
レイ６，入力装置であるキーボード７，マウス８及びイ
メージスキャナ９，記憶装置であるメモリ１０及び１１
及び設計情報入出力支援装置１２を備える。入力装置，
ディスプレイ６，メモリ１０及び１１及び設計情報入出
力支援装置にはＣＡＤ手段５に接続される。設計情報入
出力支援装置１２は、設計情報制御手段（以下、単に制
御手段という）１３，設計情報関連付け手段（以下、単
に関連付け手段という）１４，設計情報登録手段（以
下、単に登録手段という）１５，設計情報検索手段（以
下、単に検索手段という）１６及び設計情報表示手段
（以下、単に表示手段という）１７を有する。

【００１７】プラントのレイアウト設計は、複数の設計
者が分担範囲を決めてそれぞれ別のＣＡＤ装置４を用い
て分散処理により行われている。プラントのレイアウト
設計は、機器のレイアウト設計と配管のレイアウト設計
に大別される。通常は、機器レイアウト設計が終った後
に配管レイアウト設計が行われる。設計者は、担当範囲
の設計を開始するに当って、ＣＡＤ装置４の操作により
ホスト計算機１に自分の担当範囲のＣＡＤデータを呼出
す命令を与える。該当するＣＡＤデータは、記憶装置２
から呼出されてＣＡＤ装置４のメモリ１１に格納され
る。ホスト計算機１とＣＡＤ装置４との間の情報の伝送
は、信号伝送路３を介して行われる。そのＣＡＤデータ
は、プラントを構成する構造物（設計対象物）であって
既にレイアウト設計が終っている構造物のレイアウトさ
れた状態での３次元形状データ、この３次元形状データ
に関する設計管理データを含む。本実施例は、配管レイ
アウトを例にとって説明するが、機器レイアウトについ
ても同様である。但し、配管レイアウトを行う際に記憶
装置２から呼出した３次元形状データは、既にレイアウ
トされている配管の３次元形状データ及びレイアウトさ
れた機器の３次元形状データを含む。その構造物は、レ
イアウト対象物であるとも言える。

【００１８】図３は、レイアウト設計作業時におけるＣ
ＡＤ装置４の処理手順に示したものである。ＣＡＤ手段
５が起動され、レイアウト設計作業開始の命令が出され
ると（４ａ）、設計者の担当範囲内の３次元形状データ
がホスト計算機１からＣＡＤ手段５を介してメモリ１０
に読込まれ（４ｂ）、計画物の入力作業開始状態となる
（４ｃ）。計画物の入力を行う前に設計者からその担当
範囲に関して前もってレイアウト設計作業を行っていく
上での設計情報を確認しておきたいとの要求があると
（４ｄ）、ＣＡＤ手段５からの命令を受けて設計情報入
出力支援装置１２の中で、予めメモリ１１に登録されて
いる設計情報の中から関連する情報が検索され（４
ｅ）、ＣＡＤ手段５に接続されているディスプレイ６上
に表示される（４ｆ）。この表示情報に基づき計画物の
入力が行われる（４ｇ）。ここで検索・表示された設計
情報は予め設計者により、キーボード７，マウス８及び
イメージスキャナ９のような入力装置を介して、メモリ
１１に格納されたものである。入力作業を行っていく場
合に、どうしてもレイアウト調整が必要となる他の計画
物がある場合には（４ｈ）、その対象物をマウス８等に
より選択することによって（４ｉ）、ＣＡＤ手段５から
の命令を受けて設計情報入出力装置１２の中で、予めメ
モリ１１に登録されている設計情報の中から関連する情
報が検索され(4j)、ＣＡＤ手段５に接続されているディ
スプレイ上に表示される（４ｋ）。この表示情報を確認
した上で（４ｌ）、設計者は自分の入力した計画物のレ
イアウトを変更する等の調整作業を実施する（４ｍ及び
４ｎ）。ここで検索・表示された設計情報は、対象物を
入力した設計者により入力した際に記録情報としてメモ
リ１１に格納されたものである。計画物の入力作業が終
ると（４ｏ）、ＣＡＤ手段４及び設計情報入出力支援装
置１２により設計者は設計思想及び参考にした設計クラ
イテリア等を記録情報として作成し（４ｐ）、入力した
計画物との関連付けを行った後で（４ｑ）、設計情報と
してメモリ１１に登録することができる(4r)。前述の検
索・表示された設計情報はこのようにして登録されたも
のである。

【００１９】次に、設計情報入出力支援装置１２の中で
実施される処理手順について詳細に説明する。図４は制
御手段１３の処理手順について示したものである。ＣＡ
Ｄ手段５から入出力命令が送信されると（１３ａ）、そ
の種類を認識し、検索・表示命令であれば（１３ｂ）、
検索手段１６へ処理を移行し、検索手段１６における処
理が完了し、完了信号を受信すると（１３ｃ，１３ｄ及
び１３ｅ）、次に、表示手段へ処理を移行させる（１３
ｆ）。表示手段１７における処理が完了し（１３ｇ）、
完了信号を受信すると（１３ｈ）表示手段１７において
作成された表示情報をＣＡＤ手段５へ伝送するという処
理を行う（１３ｉ）。また、ＣＡＤ手段５からの入出力
命令が登録命令である場合には（１３ｋ）、それが入力
された計画物に対する設計思想等の記録情報の登録命令
なのか、それとも設計クライテリア及び過去の事例等の
事前登録命令なのかを判定する（１３ｌ）。入力された
計画物に対する登録命令である場合には関連付け手段へ
処理を移行し(１３ｍ)、入力計画物と設計思想等の記録
情報との関連付けを行う（１３ｎ）。関連付け手段内で
の処理が終わると（１３ｏ）、次に登録手段へ処理を移
行し(１３ｐ)、データの登録、即ち、格納処理を行う
（１３ｑ）。つまり、制御手段１３は、ＣＡＤ手段５と
各手段（１４，１５，１６及び１７）との間の命令ある
いは情報のやりとりをコントロールする処理を行う。ま
た、各手段の処理手順について以下に説明する。

【００２０】図５は検索手段１６の処理手順について示
したものである。制御手段１３からの処理命令を受信す
ると（１６ａ）、設計情報の検索に必要なキーワード、
例えば、プラント，建屋，系統，計画物種別，計画物名
称等を認識し（１６ｂ）、関連する設計情報の検索をメ
モリ１１から行う（１６ｃ）。設計情報が検索できた場
合には（１６ｄ）、検索完了コードを正常終了とし(１
６ｅ)、制御手段１３へ送信する（１６ｇ）。設計情報
が検索できなかった場合には、該当するものがないもの
と判断し、検索完了コードを異常終了とした上で（１６
ｆ）、制御手段１３へ送信する（１６ｇ）。検索手段１
６において設定される完了コードは、表示手段１７にお
いて表示すべき設計情報を抽出する際に使用される。

【００２１】図６は、表示手段１７の処理手順について
示したものである。制御手段１３からの処理命令を受信
すると（１７ａ）、検索手段１６において設定された完
了コードを判定する（１７ｂ）。完了コードが正常終了
の場合には、メモリ１１に該当する設計情報が格納され
ていると判断し、情報の抽出を行う（１７ｃ）。抽出さ
れた設計情報は、設計者に要求された表示情報として制
御手段１３を介して、ＣＡＤ手段５へ伝送される（１７
ｄ）。

【００２２】図７は関連付け手段１４の処理手順につい
て示したものである。制御手段１３からの処理命令を受
信すると（１４ａ）、その内容が何の設計情報に関する
登録命令なのかを判定する（１４ｂ）。それが、設計ク
ライテリアあるいは過去の事例の登録命令であれば、入
力装置及びＣＡＤ手段５を用いて設計者により作成入力
された情報、例えば、設計クライテリア情報の例では、
プラント，建屋，系統，計画物種別，クライテリア種別
及び設計クライテリアデータ等を認識し(14c）、検索手
段１６において使用される検索キーワードの生成を行う
（１４ｄ）。また、設計思想の登録命令であれば（１６
ｆ）、その設計思想が関連付けられるべき入力された計
画物を認識し（１６ｇ）、入力装置及びＣＡＤ手段５を
用いて設計者により作成・入力された情報、例えば、プ
ラント，建屋，系統，計画物種別，計画物名称及び設計
思想等の記録情報を認識した上で（１６ｃ）、検索手段
１６において使用される検索キーワードの生成を行う
（１４ｄ）。

【００２３】図８は登録手段１５の処理手順について示
したものである。制御手段１３からの処理命令を受信す
ると（１５ａ）、その命令の内容がどの設計情報に関す
る登録命令なのかを判定する（１５ｂ，１５ｆ及び１５
ｊ）。それが設計クライテリアに関する登録命令であれ
ば、関連付け手段１４において生成された検索キーワー
ドに基づき（１５ｃ）、メモリ１１に格納されているク
ライテリア管理テーブルにその情報を登録するとともに
（１５ｄ）、関連する設計クライテリア情報の格納を行
う（１５ｅ）。過去の事例に関する登録（１５ｆ〜１５
ｉ）及び設計思想に関する登録（１５ｊ〜１５ｍ）につ
いても同様である。また、図９にはメモリ１１に格納さ
れている設計クライテリア管理テーブル及び設計クライ
テリアデータとの関係について示している。管理テーブ
ルに登録された関連付け手段１４によって生成された各
検索キーワードに対して、設計クライテリアデータが格
納されているアドレスへのポインタが割当てられてい
る。これにより、検索キーワードに対する設計クライテ
リアデータの検索及び抽出を容易なものとしている。同
様に、図１０にはメモリ１１に格納されている事例管理
テーブル及び事例データとの関係について示しており、
図１１には設計思想管理テーブル及び設計思想データと
の関係について示している。

【００２４】一方、図１２は、設計者の要求に応じてＣ
ＡＤ手段５に接続されるディスプレイ６上に表示される
設計クライテリア情報の画面表示例を示している。この
ように、設計者は、レイアウト設計に必要なる各種クラ
イテリア情報を各々が使用しているＣＡＤ装置４の中
で、必要な情報を確認することができる。また、このよ
うな情報は、信号伝送路３を介して、他の設計者が使用
しているＣＡＤ装置４の中のメモリ１１からも抽出が可
能である。

【００２５】図１３は、設計者が配管をレイアウトした
後の設計思想記録情報の入力例を示している。入力した
配管をマウス８により選択し、次に設計思想記録情報を
入力することで、どの入力計画物にどの設計思想情報が
対応するかが関連付けられる。

【００２６】

【発明の効果】本発明により、以下に示す効果が得られ
る。

【００２７】(1) 設計者がレイアウト設計作業を行う場
合に必要となる設計情報をＣＡＤ装置の中で確認するこ
とができるため、作業の効率化が図れ、現地における据
付・施工時のトラブル，改造工事発生のポテンシャルを
低減することができる。

【００２８】(2) 設計情報をＣＡＤ装置の中に登録する
ことにより、設計情報の集約化が図れ、設計者は必要な
ときに必要な情報を参照することができる。

【００２９】(3) 設計者は、入力した計画物に対して、
設計者の入力思想及び必要とされた設計クライテリアを
関連付けして登録することができるため、ドキュメント
としてその入力経緯を記録する必要がなく、設計作業の
管理及び審査・承認が容易になる。

【００３０】(4) 入力された計画物に対して登録されて
いる設計情報を参照することにより、同一エリア内にお
いて入力作業を行っている他の設計者は自分の計画物と
のレイアウト調整を容易に行うことができる。これによ
り、レイアウト設計作業時に必要とされる調整作業を削
減することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例であるＣＡＤ装置のブロック
図。

【図２】図１のＣＡＤ装置を用いて構成されたＣＡＤシ
ステムのブロック図。

【図３】図１のＣＡＤ手段で実行される処理手順の説明
図。

【図４】図１の設計情報制御手段で実行される処理手順
の説明図。

【図５】図１の設計情報検索手段で実行される処理手順
の説明図。

【図６】図１の設計情報表示手段で実行される処理手順
の説明図。

【図７】図１の設計情報関連付け手段で実行される処理
手順の説明図。

【図８】図１の設計情報登録手段で実行される処理手順
の説明図である。。

【図９】図１の設計情報関連付け及び登録手段によって
登録された設計クライテリア情報の登録仕様を示す説明
図。

【図１０】図１の設計情報関連付け及び登録手段によっ
て登録された過去の事例情報の登録仕様を示す説明図。

【図１１】図１の設計情報関連付け及び登録手段によっ
て登録された設計思想情報の登録仕様を示す説明図。

【図１２】図１の設計情報表示手段の処理によって、デ
ィスプレイ上に表示される情報の一例を示す説明図。

【図１３】図１の設計情報関連付け及び登録手段によっ
て登録される設計思想情報がディスプレイ上に表示され
ている一例を示す説明図。

【符号の説明】

１…ホスト計算機、２…記憶装置、３…信号伝送路、４
…ＣＡＤ装置、５…ＣＡＤ手段、６…ディスプレイ、７
…キーボード、８…マウス、９…イメージスキャナ、１
０及び１１…メモリ、１２…設計入出力支援装置、１３
…設計情報制御手段、１４…設計情報関連付け手段、１
５…設計情報登録手段、１６…設計情報検索手段、１７
…設計情報表示手段。

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】各設計段階において、計画物の形状を作成
   し、レイアウトを行うＣＡＤ手段と、設計者が計画物を
   作成，レイアウトする場合に必要とされる設計クライテ
   リア及び過去の事例を予め登録しておく手段と、設計者
   が計画物を作成，レイアウトした後に、その入力課程及
   びベースとなった設計思想等の情報を入力した計画物に
   関連付けて登録する手段と、その関連情報に基づき、そ
   れらの情報を検索・表示する手段とを備えたことを特徴
   とする設計支援装置。
2. 【請求項２】請求項１において、各設計段階に必要とさ
   れる可能性のある設計クライテリア及び過去の事例等の
   情報を設計者が計画物を入力する際に、任意に参照でき
   るように予め登録しておく手段を備えた設計支援装置。
3. 【請求項３】請求項１において、設計者が計画物を入力
   した後に、その入力課程及びベースとなった設計思想等
   の情報を記録として登録しておく手段を備えた設計支援
   装置。
4. 【請求項４】請求項１において、設計者が入力した計画
   物に対して、その入力課程及びベースとなった設計思想
   等の情報を関連付けるための手段を備えた設計支援装
   置。
5. 【請求項５】請求項１において、設計者が計画物を入力
   する場合に、予め登録されている設計クライテリア，過
   去の事例及び計画物に対する設計思想等の情報を設計者
   の要求に応じて検索し、表示する手段を備えた設計支援
   装置。