JPH0934923A - 建築／設備設計支援方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【構成】建築／設備設計支援システムで、設計知識選択
部５０８と設計データ比較部５０４によって、設計知識
を参照しながら各階ごとに分けて書かれた設計データの
関連性を検索する。さらに関連情報生成部５０７によっ
て、設計データの関連性を記述するデータを自動生成す
る。またデータの消去や追加に対して全体の整合性を再
計算する必要のないよう各部材を座標によって識別す
る。さらに設計データ変更部５０５によって、組み合わ
せる部材の位置関係や大きさが異なる場合や付加された
属性が誤っている場合でも関連情報に基づきこれらを自
律的に変更する。 【効果】関連する設計データの自動検索／対応付けが可
能になり図面を見て確認しなくても複数階にまたがる設
計データの関連性を自律的に検証しながら試行錯誤によ
って建築や設備の設計を行い、設計変更の図面間の自動
波及を行い、設計時間を短縮し設計洩れを防ぐことがで
きる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は建築／設備設計用ＣＡＤ
（コンピュータ支援設計装置）に係り、特に、複数階に
分けて入力された設計図面間の設計データ連動変更を設
計知識に従って自律的に行う方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】これまで建築設計では、設計データを統
合的に扱うために各部品の属性を関係付けて管理する属
性モデルに基づいて各システム間の設計情報の一貫性維
持を行ってきた。これは「要求分析のための概念モデル
記述言語に関する一考察」電子通信学会技術報告知能ソ
フトウエアｐ１〜ｐ８に示されているように各部材をプ
ラグとソケットの依存関係で記述する。たとえば柱と壁
の相互依存性を記述するため壁側にプラグ，柱側にソケ
ットを定義し、プラグとソケットの関係を記述すること
によって部材間の関連性をあらかじめ記述する。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかし、このような設
計知識を利用する方法では、建築部材間の従属性を記述
するためプラグとソケットの依存関係を建築部材の名前
と共に建築知識としてあらかじめ記述していく必要があ
り、適用範囲が限られる問題点があった。

【０００４】ビルのように複数階より構成される建造物
では、支柱，衛生設備，空調設備，電気設備などは複数
階にまたがって敷設される。一方、これらの建築物や設
備をＣＡＤ(Computer Aided Design：計算機支援設計）
装置を用いて設計する場合、建築躯体や設備設計図は各
階ごとに作成される。しかし、柱などの躯体データや配
管などの設備データは各階で独立しているのではないた
め、階間で関連性を持たせる必要がある。これらの設計
データに関連性を付加しておくことによって、設計デー
タの変更があったときに関連する設計データも変更する
ことができる。

【０００５】本発明はこの関連性情報の作成とこの情報
を用いた設計変更を設計知識に基づいて自律的に行う方
法を提案する。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明ではこれらの問題
点を解決し、建築のみならず設備設計でも適用できるよ
うにするために、建築／設備設計支援システムで、設計
知識を管理する機能と設計データの比較をする機能を設
けることによって、設計知識を参照しながら各階ごとに
分けて書かれた設計データの関連性を検索する。さらに
設計データ間の関連性をデータとして記述する機能を設
けることによって、設計データの関連性を記述するデー
タを自動生成する。ここで、データの消去や追加に対し
ても全体の整合性を再計算する必要のないように、各部
材を座標によって識別することが好ましい。さらに設計
データの位置や大きさを変更する手段を追加することよ
って、組み合わせる部材の位置関係や大きさが異なる場
合や付加された属性が誤っている場合でも関連情報に基
づきこれらを自律的に変更させる。

【０００７】従って柱は指定の階の間だけ共通化されて
いるとか、配管設備などは、どの階の間だけ管路が連結
されているかを設計知識として記述する。そしてこのよ
うな設計知識を参照し、設計データ間の関連性を検索で
きるようにする。また設計データの間に関連性を定義す
るデータを自動付加し、参照することによって連動変更
を自律的に行えるようにする。いったん関連性記述デー
タを作成し参照していくことによって連動更新を行うこ
とができる。

【０００８】

【作用】建築／設備設計支援システムで、設計データを
管理する機能に設計データの比較をする機能を追加する
ことによって設計知識を参照して各階ごとに分けて書か
れた設計データの関連性を検索する。そして設計データ
間の関連性を定義する手段を追加することによって設計
データの関連性を記述するデータを自動生成する。ここ
ではデータの消去や追加に対して全体の整合性を再計算
する必要のないように各部材を座標識別子によって代表
させ、各部材の検索を固有番号ではなく座標によって行
えるようにする。これによって固有番号の再設定などの
手間を省くことができる。関連性を記述するデータを作
成し、参照することによって連動変更を行える。さらに
設計データの位置や大きさを変更する手段を追加するこ
とよって組み合わせる部材の位置関係や大きさが異なる
場合や付加された属性が誤っている場合でも関連性情報
に基づきこれらを自律的に修正できる。

【０００９】

【実施例】本発明による躯体設計，設備設計の連動変更
の具体例を図１に示す。１０１ないし１０８は柱データ
であり、１０９ないし１１２は配管データである。柱や
配管は複数階にまたがって、配置，大きさ，形状が共通
になるように作図される。従ってこれらの図形データは
設計変更が他の階に及ぶ。

【００１０】図１（ａ）は１階、図１（ｂ）は２階の設
計図とする。そして１階の設計図を配置，大きさ，形状
の基準とする。柱は各階共通であることが管理されてい
るとする。このとき柱データ１０１と柱データ１１３，
１０２と１１４，１０３と１１５，１０４と１１６，１
０５と１１７，１０６と１１８，１０７と１１９，１０
８と１２０はそれぞれ共通の配置，大きさ，形状にな
る。しかし、図１(ｂ）では柱データ１１３，１１４の
位置が合っていない。また柱データ１１９の大きさが１
０７と合っていない。従って基準となる１階の設計図に
従って、図１（ｃ)に示すように、２階の柱データ１１
３，１１４の位置を１２３，１２４に変更する。また柱
データ１１９の大きさを、柱データ１０７と同じ大きさ
である１２５に変更する。配管データについても１１１
と１２１，１１２と１２２は同じ位置と大きさに共通化
される。一方、１０９と１１０に対応する配管データは
２階で記入されていない。そのため対応する配管データ
を２階の設計図に発生させる。これが１２６と１２７で
ある。本発明ではこのような伝搬波及に基づいて設計デ
ータ変更を自律的に行う。

【００１１】躯体設計，設備設計を支援するシステムの
構成を図２に示す。ここでは設計データを管理し波及伝
搬による連動変更を行う設計データ管理サーバ２０１と
各階ごとに躯体／設備設計を行う個別階設計クライアン
ト２０２，２０３によって構成される。個別階設計クラ
イアントは１台でもよい。設計データ管理サーバ201は
個別階設計クライアント２０２，２０３で作図された設
計データを受け取り、あらかじめ指定された設計知識に
基づいて波及伝搬によって設計データの変更を実施し、
設計データの一貫性を管理する。個別階設計クライアン
ト２０２，203は各階の躯体／設備設計を行う。個別階
設計クライアントによって作図された設計データは設計
データ管理サーバに送られる。そしてここで設計データ
の整合をとる。プリンタ２０５は設計図を出力する。デ
ジタイザ２０６は設計図面に書かれた設計情報を計算機
に入力するために利用する。入力した図面データは個別
階設計クライアントに送られる。ここで設計データの修
正を行う。

【００１２】設計データ管理サーバと個別階設計クライ
アントの機能構成を図３に示す。個別階設計クライアン
ト３０２は、図形入力に基づく設計を行う設計制御部３
０３，設計した図面データを管理する設計データ管理部
３０４より構成する。個別階設計クライアントで設計し
た設計図面データ３０５は設計データ管理サーバ301に
送られる。設計データ管理サーバ３０１は設計データの
整合性を管理する設計データ管理部３０６と図形変更を
行うために参照する設計知識を管理する設計知識管理部
３０９より構成される。設計データ管理部３０６は個別
階設計クライアントから送られてきた設計図面データ３
０７の整合性を管理する。各階の設計データに関して配
置，大きさに制約を受けている場合には、この制約を受
けていることを示す関連性記述データ３０８を自動生成
する。設計知識管理部３０９は設計知識に基づいて関連
性記述データを作成するかどうかを決定する。設計知識
に関しては、設備設計については個別階設計の前に書か
れる系統図から系統知識データ，躯体設計については建
築指針から建築知識データを構築する。

【００１３】建築知識データには躯体データの共通性を
示す範囲を記述する。系統知識データには配管の端末機
器の仕様と配管の接続情報を記述する。図７に建築知識
データ７０７と系統知識データ７０８の具体例を示す。
建築知識データ７０７は柱の記述を示す。ここでは柱の
配置，大きさなどに関する基準が地下１階の設計図面デ
ータに書かれておりこの柱は地下１階から１０階まで共
通化されていることを示す。系統知識データ７０８には
配管の接続が記述されている。そして指定ポンプ（地下
１階にある）から５階まで配管が延びておりここで中継
ポンプに接続されてさらに配管が延びていることを示し
ている。

【００１４】設計データ管理サーバで設計データの間で
関連性があると判定された場合には図４に示すような関
連性記述データを自動生成する。上位図面番号４０１は
関連のある設計データの中で更新の波及元となる図面の
番号を示す。下位図面番号４０２は波及変更を受ける図
面の番号を示す。４０３は上位図面の基準点(原点)の座
標である。下位図面の基準点の上位図面の基準点に対す
る差を示す座標補正量である。この補正量は図面間で座
標をそろえるために利用する。４０６は上位図面に書か
れた設計データの識別座標を示す。４０７は下位図面に
書かれた設計データの識別座標である。ここでは設計デ
ータの識別を座標によって行う。したがって設計データ
に対してユニークに番号（識別番号）を割り付ける必要
はない。関連性記述データの設計データの識別に識別番
号を採用したとする。設計データが消去されると識別番
号が欠番になるため識別番号を通し番号になるように再
変更することがある。この場合、連結指定データをすべ
て逐次検索し識別番号を更新する必要が生じる。設計デ
ータの識別の座標を用いることによってこの手間を省く
ことができる。識別座標は設計データに重なるように設
定する。図形の大きさや回転が発生した場合、座標を再
設定することになるが、座標の変更は局所的に限定され
るため処理の手間は少なくてすむ。このような関連性記
述データが作成されると、これに記載された情報を参照
して連動変更を行うことができる。そして関連性記述デ
ータは設計の過程で作成されるため、あらかじめ必要と
なる設計データの関係をすべて定義しておく必要はな
い。

【００１５】このような関連性記述データを利用して設
計データの連動変更を行う方式について示す。連動変更
は設計データ管理サーバによって行うため、設計データ
管理サーバの詳細な機能構成に注目しこれを図５に示
す。設計データ送信／受信部５０１は、設計データ管理
サーバと個別階設計クライアントの間で設計データの授
受を行うバッファ機能である。設計データ入力部５０２
は、個別階設計クライアントで作成された設計データを
入力するためのレシーバである。設計データ出力部５０
３は、個別階設計クライアントからの要求にしたがって
指定階の設計データを送り出すためのトランスミッタで
ある。

【００１６】設計データ比較部５０４は、隣接階の設計
データと送られてきたとき隣接階の設計データとを比較
し、設計知識に従って関連する設計データの整合性を指
定する。設計データ変更部５０５は、整合性のとれない
設計データを修正する。この修正手段は移動，サイズ変
更，回転などの処理から構成される。設計データ入出力
部５０６は、設計データの記憶装置（ハードディスクな
ど）への入出力を行う。関連情報生成部５０７は、新た
に付け加えられた設計データに対して関連性記述データ
のエントリを行う。このエントリは設計知識によって指
定されている範囲内で自律的に行う。設計知識選択部５
０８は、設計データ比較に利用する知識が建築知識か系
統知識かに応じて利用する知識データを選択する。設計
知識データ管理部５０９は知識データの格納装置への入
出力を行う。

【００１７】次に上記した機能を用いて設計データの自
律的に連動変更を行う手順について示す。設計データ連
動変更アルゴリズムを図６に示す。以下に図５と併用し
てこのアルゴリズムについて説明する。

【００１８】（１）個別階設計クライアントによって作
成された設計データを設計データ管理サーバが受け取る
（ステップ６０１）。

【００１９】設計データは設計データ送信／受信部５０
１で受け取る。そして設計データ入力部５０２に送られ
データが圧縮されている場合は伸張される。

【００２０】（２）設計された階の前後の階で基準とな
る設計データを検索する（ステップ６０２）。

【００２１】設計データ比較部５０４に設計データ入力
部５０２から設計データが渡されると設計データ入出力
部５０６を起動する。そして設計ＤＢ５１０から前後の
階で整合性を持っている設計データを検索する。

【００２２】（３）前後の階がない場合（ステップ６０
３）には受け取った設計ＤＢをそのまま設計ＤＢに格納
する（ステップ６０４）。そしてサーバ処理を終了する
（ステップ６０５）。

【００２３】ここで建物全体の基準階を１階とする。こ
のとき３階の設計データが送られてきたとするといった
ん設計ＤＢに格納される。そして２階の設計データが送
られてくると１階と２階の間で連動変更が行われる。そ
して引き続いて２階と３階の設計データの間で連動変更
が行われる。

【００２４】（４）対応する関連性記述データを検索す
る（ステップ６０７）。

【００２５】これは接続の可能性のある設計データそれ
ぞれに対して行う(ステップ６０６)。そして新たに追加
された設計データに関して関連性記述データが作成済で
あるか、まだ構築されていないかを検索する。

【００２６】（５）関連性記述データがない場合（ステ
ップ６０８）には対応する設計知識を検索する。選択し
た図形が柱データの場合は建築知識を検索し、配管デー
タの場合は系統知識データを検索する。

【００２７】（６）設計知識に従って関連性のある設計
データを検索する(ステップ６０８)。

【００２８】まず整合性の取れた関連する階の設計デー
タを検索する。これは関連性記述データの識別座標上に
ある図形を検索することに対応する。識別座標を持つ設
計データを検索し、その設計データを外接四角形として
この中に含まれる（整合性をとりたい階の）設計データ
を検索する。図７では柱データ７０１と配管データ７０
２の配置と大きさが連動変更の基準となる。柱データ７
０１については柱データ７０３が検索される。おなじよ
うに配管データ７０２については配管データ７０５が選
択される。この関連する設計データの検索は設計データ
比較部５０４が行う。そして関連する設計データかどう
かの判定は設計知識選択部５０８で得られた設計知識デ
ータに基づいて行う。

【００２９】（７）関連性記述データを作成する（ステ
ップ６１０）。

【００３０】関連性記述データの構造は図４に示す。こ
こで識別座標４０７については新しく追加された設計デ
ータの座標を格納する。この識別座標は図形データを構
成する特徴点，線上点の上にとる。そしてこの点が他の
図形と重なる場合には識別座標を変更する。この変更は
関連性記述データの一部分でよい。実際、１個の設計デ
ータの識別を変更する場合には最大２個の関連性記述デ
ータを検索し変更するだけでよい。関連性記述データは
関連性記述データテーブルに格納する。

【００３１】（８）設計データの連動変更を行う。

【００３２】関連データについて形状の大きさ，位置が
異なっている図形については変更する（ステップ６１
１）。

【００３３】（９）設計データ，連結指定データをセー
ブする（ステップ６１２）。

【００３４】設計データ，連結指定データのセーブは設
計データ入出力部５０６が行う。

【００３５】上記アルゴリズムを用いて建築／設備設計
を行う場合の流れを図７を用いることによって説明す
る。

【００３６】設計知識として系統知識データと建築知識
データを利用する。前にも述べたように建築知識データ
では柱が地下１階から１０階まで連続していることを示
している。柱については暗黙の了解となっている場合に
ついては自動生成も容易に行える。建築知識データ７０
７は柱としか指定されていないためすべての柱に共通の
処理となる。系統知識データは系統図に書かれた端末機
器と配管や電線などの接続部品との関係を追跡すること
によって得ることができる。系統知識データ７０８は上
水の配管について示しており、地下１階に設置されたポ
ンプが地下１階から５階まで管路によって接続されてお
り、５階でさらに昇圧ポンプを介していることを示す。

【００３７】基準階は地下１階とする。従って地下１階
の設計図面が連動変更の基準となる。地上１階の設計図
面が送られた場合には設計データの間の関連性を検索す
る。柱データを地下１階の設計データから検索する。こ
れによって柱データ７０１が検索される。これは建築知
識データ７０７より柱データは配置，大きさの制約を受
けることから選択される。次に地上１階の設計データか
ら柱データ７０３が連動変更の候補として柱データ７０
１の配置座標に基づいて検索される。柱データ７０１，
７０３は配置座標が異なるため柱データ７０３を移動さ
せて７０４の位置に変更する。柱データの配置変更によ
って関連性記述データ７０９が自動作成される。柱デー
タの識別座標として、柱データ変更後の代表座標（ｘ
１，ｙ１）が格納される。同じ階における壁や柱基準線
についても各階ごとに用意されている連動変更手段によ
って変更する。

【００３８】次に配管データ７０５が連動変更の候補と
なる。これは系統知識データ７０８より配置，大きさの
制約を受けることからわかる。まず配管データを地下１
階の設計データから検索する。これによって配管データ
７０２が検索される。次に地上１階の設計データから配
管データ７０５が連動変更の候補として配管データ７０
２の配置座標に基づいて検索される。配管データ７０
２，７０５は配置座標は配置が異なるため、配管データ
７０５を７０６の位置に変更する。配管データの配置変
更によって関連性記述データ７１１が自動作成される。
配管データの識別座標として、配管データ変更後の代表
座標（ｘ２，ｙ２）が格納される。

【００３９】以上の方式によって複数階におよぶ建築／
設備などの設計データの一貫性が維持される。設計デー
タ管理サーバによって変更された設計データは個別階設
計クライアントの要求に従って図面データを送る。

【００４０】

【発明の効果】本発明に示す設計支援方法に従えば、設
計知識を参照することによって関連する設計データの自
動検索／対応付けが可能になり図面を見て確認しなくて
も複数階にまたがる設計データの関連性を自律的に検証
しながら試行錯誤によって建築や設備の設計を行うこと
ができる。さらに自動対応付けによって設計変更の図面
間の自動波及を行うことができるため設計時間を短縮す
ると共に設計洩れを防ぐことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】複数図面におよぶ設計データの連動修正を示す
説明図。

【図２】設計支援システムの装置構成を示す説明図。

【図３】設計支援システムの機能構成を示すブロック
図。

【図４】設計要素間関連データテーブルの構成を示す説
明図。

【図５】連動更新を行うための機能構成を示すブロック
図。

【図６】設計データ連動変更アルゴリズムを示すフロー
チャート。

【図７】連動変更の具体例を示す説明図。

【符号の説明】

５０１…設計データ送信／受信部、５０２…設計データ
入力部、５０３…設計データ出力部、５０４…設計デー
タ比較部、５０５…設計データ変更部、５０６…設計デ
ータ管理部、５０７…関連情報生成部、５０８…設計知
識選択部、509…知識データ管理部、５１０…設計Ｄ
Ｂ、５１１…知識ＤＢ。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 滝田 東一郎 神奈川県秦野市堀山下１番地 日立コンピ ュータエンジニアリング株式会社内 (72)発明者 室 啓朗 東京都国分寺市東恋ケ窪１丁目280番地 株式会社日立製作所中央研究所内

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】図形の作図手段を持つ計算機支援型の建築
   ／設備設計システムにおいて、複数階に分けて入力した
   設計図面間で設計データの配置など関連性がある場合、
   系統図などから得られる建築／設備設計知識を参照して
   関連する設計データを検索し、配置や大きさに制約があ
   る場合には設計データの関連性を示す関連情報を自動生
   成および参照することによって、複数階に分けて入力し
   た設計図面間の設計データ連動変更を行うことを特徴と
   する建築／設備設計支援方法。
2. 【請求項２】設計データを管理するための手段である設
   計データを受け取る設計データ入力手段，設計データを
   出力する設計データ出力手段，設計データの格納管理を
   行う設計データ入出力手段より構成される建築／設備設
   計支援システムに、設計データを関連する階の設計デー
   タと比較して設計知識に従って関連設計データを検索す
   る設計データ比較手段，設計データの連動変更を行う設
   計データ変更手段，設計データの関係付けを登録しさら
   に参照する関連情報生成手段，設計知識データを検索す
   る設計知識選択手段，知識データの格納管理を行う設計
   知識データ入出力手段を有し、設計図面データが設計入
   力手段を通して送られてくると、設計知識データ入出力
   手段，設計知識選択手段によって検索された設計知識デ
   ータを参照し、関連する設計データの配置や形状を変更
   する場合には、関連情報生成手段によって関連する設計
   データの関連性をデータとして生成し、設計データ変更
   手段によって配置変更，形状変更を自動で行い設計デー
   タ間で整合していない部分を自律的に整合させることを
   特徴とする建築／設備設計支援方法。
3. 【請求項３】請求項１または２において、設計データの
   関連付けを行うために必要とする設計データ参照用識別
   子を図形の代表座標によって行い、この座標によって対
   応する図形を検索し図形を識別する建築／設備設計支援
   方法。
4. 【請求項４】クライアントによって作成された設計デー
   タを設計データ管理サーバが受け取るステップと、設計
   された階の前後の階で基準となる設計データを検索する
   ステップと、前後の階がない場合には受け取った設計デ
   ータをそのまま設計データベースに格納するステップ
   と、上記データと対応する関連性記述データを検索し、
   新たに追加された設計データに関して関連性記述データ
   が作成済であるか、まだ構築されていないかを検索する
   ステップと、関連性記述データがない場合には対応する
   設計知識を検索し、選択した図形が柱データの場合は建
   築知識を検索し、配管データの場合は系統知識データを
   検索するステップと、設計知識に従って関連性のある設
   計データを検索し、関連性記述データを作成するステッ
   プを有してなる建築／設備設計支援方法。