JPS6334668A - 自動レイアウト設計支援装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、計算機支援設計装置に係夛、特に、複数の設
計対象物のレイアウト設計に対し、優先順位、レイアウ
ト条件等を変えることによシ、周囲の状況を見比べなが
ら種々のケーススタデイを自動的に行なうのに好適な自
動レイアウト設計支援装置に関する。

〔従来の技術〕

従来から計算機支援設計装置ｆ（以下ＣＡＤ！置と称す
）では、設計対象物を表示するデイスプレィ画面と、デ
イスプレィ画面上の任意の位置を指示した結果に基づき
座標値のデータを発生する入力装置と′ｆ：４ｓえ、設
計者の指示する位置に、点、線分、文字等を表示し、そ
の位置の座標値と表示内容のデータを記憶装置へ誓き込
むという対話的な技術を活用している。この種の装置と
して関連するものに、例えば、特開昭５９−４５５７５
号公報、米国特許４，４５１，８９５　号等が挙げられ
る。

さらに１設計対象物の位置、形状、寸法等の設計パラメ
ータを入力する際に、設計基準から導出した設計パラメ
ータの基準値と比較し、その入力値の妥当性をチエツク
しながら設計を進める対話型のＣＡＤ装置がある。この
種の装置として関連するものに、例えば、特開昭６０−
５３７６４号公報が挙げられる。これらの装置は対話型
ＣＡＤを主体としており、設計の自動化という面からは
考慮されておらず、その入力にかなりの工数を要してい
た。

〔発明が解決しようとする問題点〕

上記従来技術は、対話型ＣＡＤ主体であり、設計の自動
化という点くついて考慮されておらず、入力に時間がか
かる。また、それＫよって思うようなケーススタデイが
できず、設計の妥当性を確めるための情報はいちいち対
話形式で行なわなければならない等の問題があった。

本発明の目的は、このような従来の問題を解決する九め
に１デイスプレィ画面上に設計付属物を表示し、設計対
象物の始・終点、及び、レイアウト条件を対話的に入力
し、それらをもとに設計対象物のレイアウトを自動的に
行ない、その結果、及び設計の妥当性を確めるための定
量的データ並びに周囲の設計対象物のレイアウト状況等
を同時にデイスプレィ画面上に表示し、それを目視する
ことによりレイアウトの評価ができ、さらに１その結果
によっては、レイアウト条件を変更することによシ、再
レイアウトを行ない、何回ものケーススタデイを可能と
した自動レイアウト設計支援装置を提供することにある
。

〔問題点を解決するための手段〕

上記目的は、設計付属物、設計対象物の各データの構築
くに、外部記憶装置を用い、設計対象物の始・終点及び
レイアウト条件の指示は、キーボード、タブレット、マ
ウス等の入力装置を用いて行ない、設計対象物のレイア
ウトは、迷路探索法を拡張した最適経路を自動的に求め
る方法を用い、その結果と定量的データ並びに周囲の設
計対象物のレイアウト状況を同時にデイスプレィ画面上
に表示でき、その結果を見ながら、場合によってはレイ
アウト条Ｖ＋を変えて再レイアウトを行なうことができ
るように、演算処理装置を溝底することＫより達成され
る。

〔作用〕

設計付属物のデータは、あらかじめ外部記憶装置に格納
しである。設計付属物のデイスプレィ画面上への表示は
、入力装ｇｔｔ−用いてその表示範囲をＩ定し、外部記
憶装置からそれらのデータｆ：取り出して表示するとい
うように動作する。設計対象物の始−終点の入力及びレ
イアウト条件の入力は、入力装置より指示することによ
り計算機内部の記憶ｉ＊１ｆｔＫその値が設定され、レ
イアウトの準備がなされる。それによって、計算機の中
にあらかじめ記憶しである自動レイアウト手順が逐次呼
び出されて、始・終点を結ぶ最適な経路が自動的に決定
されるように動作する。その結果得られたデータは、ル
ート情報データや各種定量データに展開され、結果とし
てデイスプレィ画面上に、前者は形状を、後者はライン
ム、始・終点座標、中間点座標、ルート長、曲り点数等
のレイアラ）！果情報として表示される。こうして本発
明は、設計対象物の逐次的なレイアウトを自動的に行な
うことを支援している。

〔実施例〕

以下、本発明の実施例を具体的に説明する。

第１図は、本発明による自動レイアウト設計支援装置の
構成の一実施例を示す。デイスプレィ装置ｌに画像を表
示するだめの画像表示装置２は、描画像の座標データを
画像データ記憶装置３から読み込む。画像データ記憶装
置３には、描画像データとして、設計付属物（対象エリ
ア、躯体、小区分エリア、機器、ノズル等）の座標デー
タ、設計対象物の座標データ等を書き込む。この処理の
ために、演算処理装置５は、演算部５ａ、処理手順記憶
部５ｂ、入力部５Ｃ，ＵＭｓデータ出力部５ｄ、設計付
属物データ入力部５ｅ、設計対象物データ出力部５ｆ、
中間データ記憶部５ｇより構成されている。処理手順記
憶部５ｂに記憶した処理手順は、逐次、演算部５ａから
呼び出し実行される。

第２図に、演算処理装置５で実行する処理手順の一実施
例を示す。以下、′＄実施例の処理手順のステップを追
って、本発明による装置の動作を説明する。

まず、本実施例での処理手順の第一のステップ８では、
表示する設計付属物データを、その条件データに従い設
計付属物データ記憶装置ｉ６から設計付属物データ入力
部５ｅを介して読み込み表示する。第３図に、第一のス
テップ８での処理の一′４施例を示す。第一のステップ
８の処理手順１５では、キーボード、タブレット等の入
力波＠、４から、表示する設計付属物の条件データ（プ
ラント、建Ｎｏ、エリア等）を入力する。次に、第一の
ステップ８の処理手順１６では、処理手順１５で入力し
た設計付属物の条件データを検索キーとして、設計付属
物データ記憶部＃６から設計付属物のデータを設計付・
属物データ入力部５ｅを介して読み込む。第４図に、処
理手順１５で入力する条件データの一実施例を示す。処
理手順１６の実行後、画１家表示装置２が、処理手順１
７で画像データ記憶装置３に書き込まれた設計付属物画
像データを読み込み、デイスプレィ装置１に表示する画
像の一実施例を第５図に示す。

次に１本実施例の処理手順の第二のステップ９では、設
計対策物の始点及び終点を入力波＃４により指示し、そ
の座標を中間データ記憶部５ｇに書き込む。第６図に、
第二のステップ９での処理の一％権例を示す。第二のス
テップ９の処理手順１８では、入力ＪＩｉ、置４から設
計付属物の始点及び終点の座標、また（ゲ、ノズル名を
、始点、終点の順に入力するう次に、その各々に対し、
処理手順１９では、処理手順１８で入力したものがノズ
ル名なのか座標１直なのか演算部５ａで判別する。それ
がノズル名の場合には、処理手順２０において、そのノ
ズル名を入力部５Ｃ′ｆ：介して読み込み、それ全検索
キーとして設計付属物データ記憶装置６からノズルデー
タを検索し、その座標頭を設計付属物データ入力部５ｅ
ｆ：介して読み込み、更に、中１１データ記憶部５ｇに
記憶する。ノズル名でない場合には、処理手１［２１に
より、入力された座標値をそのまま入力部５Ｃを介して
中間データ記憶部５ｇに記憶する。次に、処理手順２２
では、設計対象物のデータ数を示す設計対象物カウンタ
を一カウントアツプする。処理手順２３では、入力波［
１４から設計対象物の始・終点データ入力を経続するか
否かのフラグを入力し、入力部５ｃを介し、演算部５ａ
で判定を行ない、経続する場合は、処理手順１８に戻り
、経続しない場合は次のステップへ進む。第７図に、第
二のステップ９で入力される設計対象物の始点及び終点
座標データと設計対象物カウンタの一実施例を示す。

本実施例の処理手順の第三のステップ１０では、第二の
ステップ９で複数個入力した設計対象物の中から任意の
ものを選択し、その設計対象物のレイアウトに必要な、
ラインム、口径、通すべき中間点位置、ノズル方向、レ
イアウト方向制限、障害物の考慮等の条件を、入力装置
４から入力する。

第８図に、第三のステップ１０での処理の一実施例を示
す。第三のステップ１０の処理手１１ｇ　２４では、ま
ず、第二のステップ９で仮数個入力した設計対象物の中
から、これからレイアウトを行なう設計対象物全一つ選
択する。第９図は、第三のステップｌＯの処理手順２４
の詳細手順を示した図である。処理手順３１で設計対象
物の番号（例え、ば、第７図の例ではＬｉ、Ｌ２、Ｌ３
、・・・・・・）をキーボード、タブレット等の入力装
置４を用いて入力し、それｔ処理手順３２で入力部５ｃ
ｔ−介して、中間データ記憶部５ｇに記憶する。次に、
第三のステップ１０の処理手順２５では、処理手順２４
で選択した設計対象物のラインムを入力する。

第１０図は、第三のステップ１０の処理手順２５の詳細
手順を示した図である。処理手順３３で選択した設計対
象物のライン屋を入力装置４を用いて入力し、それを処
理手順３４で入力部５ｃを介して、中間データ記憶部５
ｇに記憶する。次に、第三のステップ１０の処理手順２
６では、設計対象物の口径を入力する。第１１図は、そ
の詳細手順を示した図である。処理手順３５で設計対象
物の口径を入力装置４を用いて入力し、その値を処理手
順３６で入力部５Ｃを介して、中間データ記憶部５ｇに
記憶する。更に、第三のステップ１０の処理手順２７で
は、設計対象物の通すべき中間点の座標を入力する。第
１２図は、その詳細手順を示す。処理手順３７で設計対
象物の通すべき中間点の一点座標を入力部Ｗ４から入力
し、それを処理手順３８で入力部５Ｃを介して、中・間
データ記憶部５ｇに記憶する。処理子＋１１３９では、
入力装置４から設計対象物の通すべき中間点座標データ
入力を経続するか否かのフラグを入力し、入力ＦｆＩＳ
５ｃを介し、演算部５ａで判定を行ない、経続する場合
は、処理手順３７に戻り、経続しない場合は次のステッ
プへ進む、次に、第三のステップ１０の処理手順２８で
は、設計対象物の始点又は終点のノズル方向を入力する
。第１３図は、その詳細手順を示した図である。処理手
順３９で設計対象物の始点、又は、終点のノズル方向を
限定する場合に、その方向（例えば、Ｎ、Ｓ、Ｅ、Ｗ、
Ｕ、Ｄ）を入力装置４から入力し、それを処理手順４０
で入力部５Ｃｆ介して、中間データ記憶部５ｇに記憶す
る。次に、第三のステップ１０の処理手順２９では、設
計対象物のレイアウト方向に制限がある場合に、その禁
止方向を入力する。第１４図は、その詳細手順を示す。

処理手順４１で設ｉｔｔ対象物のレイアウト禁止方向（
例えば、Ｎ、Ｓ、Ｅ、Ｗ、Ｕ、Ｄ）を入力装置から入力
し、それを処理手順４２で入力部５ｃを介して、中間デ
ータ記憶部５ｇに記憶する。最後に、第三のステップ１
０の処理子ＩＩＫ３Ｇでは、設計対象物のレイアウトの
際に障害物として考慮に入れないような設計付属物があ
る場合に、その設計付属物を指示する。第１５図は、そ
の詳細手順を示す。処理手順４３でＩＩＩ害物として考
慮に入れない設計付属物基金入力装置４を用いて入力し
、それを処理手順４４で入力部５ｃを介して、中間デー
タ記憶部５ｇに蒼き込む。更に、処理手順４５で第一の
ステップ８の処理手順１６で読み込んだ設計付属物の全
データのうち、処理手順４４で書き込んだ設計付属物の
データを除いた全データを、中間データ記憶部５ｇに記
憶する。第１６図に、第三のステップ１０の全処理終了
後の設計対象物のレイアウト−４に件の一実施例を示す
。

次に、本実施例の処理手順の第四のステップ１１では、
第一のステップ８で読み込んだ設計付属物のデータと第
二のステップ９で入力した設計対象物の始・終点座標と
第三のステップ１０で入力した設計対象物のレイアウト
条件にもとづき、設計対象物の自動レイアウトを行なう
。第１７図に、第四のステップ１１の自動レイアウトの
処理手順の一実施例を示す。処理手順４６では、第三の
ステップ１０の処理手順４５で中間データ記憶部５ｇに
記憶した設計付属物データをもとに、レイアウト対象領
域をメツシュに分割し、レイアウト可能な空間に格子点
を生成する。次に、処理手順４７では、第二のステップ
９で入力した始点、終点の座標をもとに、処理手順４６
で生成した格子点上に、設計対象物の始・終点を設計す
る。第１８図に、処理手順４７終了後の格子点上に始゛
点及び終点を設定した表示画面の一実施例を示す。

処理手順４８では、第三のステップ１０の処理手順２８
で終点のノズル方向が入力されている場合に、その方向
に終点の格子点を−ステップ移動させて、これを仮縫点
として設定する。第１９図に、処理手順４８終了後の仮
終点設定の表示画面の一実施例を示す。処理手順４９で
は、第三のステップ１０の処理手順２８で始点のノズル
方向が入力されている場合に、それを始点の限定方向と
して最初の一ステソゲの唯一の探索方向として設定する
。処理手順５０では、第三のステップ１０の処理手順２
７で中間点の入力があれば、それを一つの始点及び終点
とみなし、設計対象物の一つのルートラいくつかの小ル
ートに分割する。中間点が複数ある場合には、その接続
の順序は入力順に従うものとする。処理手順５１からは
実際の探索手順に入る。まず、始点の格子点から格子点
単位で探索を行なう際に、処理手順５１で回りの障害物
となる設計付属物との干渉チエツクを行なう。その方法
の一例は、注目する格子点の回りの六方向に、最も近い
設計付属物を各々取り出し、そのデータと格子点座標に
より、各設計付属物との最短距離を算出し、それと第三
のステップ１０の処理手順２６で入力した設計対象物の
口径の半分の値と比較して、前者の方が大きければその
格子点を次のステップの探索の候補として挙げるという
方法を取る。次に、処理手順５２で、処理手順５１で探
索の候補となった格子点について、コストを計算する。

ここで、コストとは始点からの最短距離を表わす。すな
わち、その格子点が始点からの探索の中で何ステップ目
に到達したかを示すものとなっている。処理手順５１と
処理手順５２を、始点から終点（または、仮終点）まで
探索がし終わるまで繰り返し、終点（または、仮終点）
に到達したら処理手順５３で次のステップへ移る。第２
０図に、処理手順５３終了後、探索が完了し、探索され
た格子点に各々コストが与えられたときの表示画面の一
実施例を示す。更に、処理手順５４では、到達地点（終
点または、仮終点）からコストを逆にたどる（減算しな
がらたどる）ことにより一本のルートが求められる。こ
のとき、次にたどるべき格子点の候補が複数あるとき（
同じコストを持つ場合）は、曲り点数最小化の観点から
、今来た方向を変えない格子点を優先的に選ぶものとす
る。処理手順５１〜５４を中間点分割による小ルートの
数だけ繰り返し、小ルートが戻くされたら、処理手順５
５で終了し、次のステップへ進む。第２１図に、第四の
ステップ１１終了後の設計対象物のルート結果を示した
表示図面の一実施例を示す。

仄Ｖこ、本夷厖例の処理手順の第五のステップ１２では
、第四のステップ１１で決定した設計対象物のレイアウ
トａ米データｔ１画１象データ出力ｆｉ５ｄを介して、
画像データ記憶装置３に薔き込む。ここで、レイアウト
結果データはルートｉ′＃報データと定量的データに大
別され、デイスプレィ画面上に、前者は形状を、後者は
ラインム、姑・終点座標、中間点座標、ルート長、曲９
点数、レイアウト禁止方向、最も求近した設計付属物名
等のレイアウト結果情報として表示される。また、全設
計対象物のレイアウト情報も同時に表示される。第２２
図に、第五のステップ１２実行後、デイスプレィ装［ｔ
ｌＫ表示されるｌ＃像の一実施例を示す。

第五のステップ１２での設計対象物のレイアウト結果の
画面を見て、ＯＫの場合には、次のステップへ進み、Ｏ
Ｋでない場合には、第三のステップ１０に戻り、例えば
、中間点の入力やｌＲ書物として考慮に入れない設計付
属物名の指示等のレイアウト条件（ｉｌ−変更して再入
力することにより、設計対象物の再レイアウトを行なう
。この処理は、先にレイアウトされた設計対象物が障害
物となり、レイアウトが不可能、または、不自然な場合
などに、その既設の設計対象物（この時点では、設計付
属物の一部と見なしている。）を、障害物として考慮に
入れない設計付属物として指定して再レイアウトすれば
、すなわち、優先順序の変更も可能ということになり、
種々のケーススタデイを行なうことに役立つ。

本実晦例の処理手順の第七のステップ１４では、キーボ
ード、タブレット等の入力装置４から、以上のステップ
を終了するかどうかのフラグを指定し、終了しない場合
は、第三のステップ１０に戻する場合には、レイアウト
を実施した全ての設計対象物に対して、各々設計対象物
データ記憶装置７にセーブ（登録〕するかどうかのフラ
グを入力し、セーブすることもしないこともできるよう
にしている。

〔発明の効果〕

本発明によれば、従来、設計対象物のレイアウトはその
位置座標を−り一つ入力して行なっていて、しかも障害
物の干渉チエツクを目視で行なっていたために、その入
力にかな９の手間がかかつていたのに対し、設計対象物
の始・終点や中間点の座標またはレイアウトに必要最小
限の条件のみを゛入力するだけでそのレイアウトを自動
的に行なうことができ心ので、設計のスピードアップと
いう点でかなりの効果がめる。また、その結果は、すぐ
にデイスプレィ上に表示され、同時に、定量的なレイア
ウト結果、情報や全設計対象物のレイアウト状況等が画
面上に表示されるので、目視によるレイアウト評価が簡
単にでき、それによっては、レイアウト条件や優先順序
′ｔ−変更したりして再レイアウトが可能なように処理
手順を設計しているので、計画段階での様々なケースス
タデイが容易に行なえるため、設計の質的向上及び信頼
性の向上という面からも効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明による自動レイアウト設計支　・榎装
置の一例の構成図、第２図は、第１図の傳成における演
算処理装置による処理の７ｃｒ−チャート、−例を示す
図、第３図は、その第１のステップによる処理の詳細な
例を示す図、第４図は、第一のステップで入力する設計
付属物の条件データの一例を示す図、第５図は、第一の
ステップでデイスプレィ上に表示する描画図の一例を示
す図、第６図は、本発明の演算処理装置による処理フロ
ーのその第二のステップによる処理の詳細な例を示す図
、第７図は、第二のステップで入力する設計対象物の始
・終点座標データ及び設計対象物カウンタの一例を示す
図、＠８図は、本発明の演算処理装置による処理フロー
のその第三のステップによる処理の詳細な例を示す図、
第９図は、本発明の演算処理装置による処理手順２４の
処理の詳細な例を示す図、第１０図は、本発明の演算処
理装置による処理手順２５の処理の詳細な例を示す図、
第１１図は、本発明の演算処理装置による処理手順２６
の処理の詳細なｆｌｌを示す図、第１２図は、本発明の
演算処理装置による処理手順２７の処理の詳細な列を示
す図、第１３図は、本発明の演算処理装置による処理手
順２８の処理の詳細な例を示す図、第１４図は、本発明
の演算処理装置による処理手順２９の処理の詳細な例を
示す図、第１５図は、本発明の演算処理装置による処理
手１狐３０の処理の詳細な例を示す図、第１６図は、第
三のステップで入力する設計対象物のレイアウト条件の
一例を示す図、第１７図は、本発明の演算処理装置によ
る処理フローのその第四のステップによる処理の詳細な
例を示す図、第１８図は、本発明の演算処理装置による
処理手順４７での格子点上に始点及び終点を設定した一
例を示す図、第１９図は、本発明の演算処理装置による
処理手順４８での仮終点設定の一例を示す図、第２０図
は、本発明の演算処理装置による処理手順５３での探索
が完了し、各格子点にコストが与えられたときの一例を
示す図、第２１図は、第四のステップで設計対象物のル
ートが決定したときの一例を示す図、゛第２２図は、本
発明の演算処理装置による処理フローのその第五のステ
ップ実行後、デイスプレィ装置ｌに表示される描画図の
一列を示す図である。 １・・・デイスプレィ装置。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、表示装置と、設計付属物のデータを記憶した第一の
   記憶装置と、設計対象物のデータを記憶した第二の記憶
   装置と、入力装置と、演算処理装置と、前記演算処理装
   置から呼び出し実行する処理手順を記憶した第三の記憶
   装置とからなる電子計算機において、前記設計付属物の
   形状を前記表示装置の画面に表示し、前記設計対象物の
   始点及び終点を前記入力装置を用いて指示し、さらにラ
   インＮｏ、口径、通すべき中間点位置、ノズル方向、レ
   イアウト方向制限、障害物の考慮等レイアウトに必要な
   各種条件を前記入力装置を用いて指定し、それらをもと
   に自動レイアウトを実行した結果の形状及び定量的評価
   データ並びに全設計対象物のレイアウト状況等を前記表
   示装置に表示し、その結果によつては、レイアウト条件
   を変更することにより再レイアウトを行なうことを可能
   としたことを特徴とする自動レイアウト設計支援装置。 ２、特許請求の範囲第１項において、前記記憶装置に格
   納した前記設計付属物の前記画面上への表示の指示は、
   前記入力装置にキーボード、タブレット、マウス等を用
   いて実施する特許請求の範囲第１項記載の自動レイアウ
   ト設計支援装置。 ３、特許請求の範囲第１項において、前記設計対象物の
   始点・終点の入力及びレイアウト条件の入力は、前記入
   力装置にキーボード、タブレット、マウス等を用いて実
   施することを特徴とする自動レイアウト設計支援装置。 ４、特許請求の範囲第１項において、前記設計対象物の
   レイアウトは、前記電子計算機の前記記憶装置に記憶し
   た迷路探索法を拡張し、最適経路を自動的に求める手順
   を呼び出し実行することにより実施することを特徴とす
   る自動レイアウト設計支援装置。