(57)【要約】【課題】経路の配置制約を満足しているかどうかを設計者が確認しながら、多数の主経路と分岐経路を含む経路設計を効率よく行う。【解決手段】接続対象物の幾何的なデータ（配置データベース１０２に登録）と、接続対象物同士を直接接続する主経路や主経路から分岐した分岐経路とを含む経路群と、接続対象物との接続関係を表すデータ（接続関係データベース１０３に登録）と、主経路の分岐点の配置位置を制約する制約条件を表すデータ（設計制約データベース１０４に登録）を記憶し、接続対象物の配置位置と、前記接続関係と、前記制約条件とから、前記分岐点を配置可能な制約領域（制約領域データベース１０５に登録）を生成する制約領域生成部１０７と、全ての制約領域を通過する最短な主経路と、その主経路から分岐する最短な分岐経路を生成する経路生成部１０８と、制約領域、主経路、分岐経路の幾何図形を表示する制約領域及び経路表示部１０９を備える。【選択図】図１
2011180855.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
接続対象物を接続する経路を生成する経路生成装置であって、
接続対象物の幾何的な配置位置を表す配置データと、
前記接続対象物同士を直接接続する主経路、前記主経路から分岐して前記接続対象物または前記主経路と接続する分岐経路、及び前記接続対象物の接続関係を表す接続関係データと、
前記主経路から前記分岐経路が分岐するときの分岐点の配置位置を制約する制約条件を表す設計制約データと、が記憶される記憶部と、
前記配置データが表す接続対象物の幾何的な配置位置と、前記接続関係データが表す前記接続関係と、前記設計制約データが表す前記制約条件とから、前記分岐点を配置可能な領域である制約領域を、前記分岐経路ごとに表す制約領域データを生成する制約領域生成部と、
前記主経路と接続する前記分岐経路に対応する各制約領域を通過する最短な前記主経路と、前記主経路から分岐する最短な前記分岐経路を生成する経路生成部と、
前記制約領域を表す幾何図形と前記主経路や前記分岐経路の幾何図形とを重ね合せて、または単独で、表示部に表示させる制約領域及び経路表示部と、を備える
ことを特徴とする経路生成装置。
【請求項２】
前記制約領域及び経路表示部は、
前記制約領域の幾何図形を前記接続対象物の幾何図形と重ね合わせて前記表示部に表示させる
ことを特徴とする請求項１に記載の経路生成装置。
【請求項３】
前記経路生成部に生成された主経路または分岐経路や、前記制約領域データの前記制約条件を編集する編集部を備え、
前記制約領域及び経路表示部は、前記編集部により編集した、主経路または分岐経路の幾何図形や、制約領域の幾何図形を前記接続対象物の幾何図形と重ね合わせて前記表示部に表示させる
ことを特徴とする請求項２に記載の経路生成装置。
【請求項４】
接続対象物を接続する経路を生成するコンピュータを経路生成装置として機能させる経路生成プログラムであって、
コンピュータである前記経路生成装置を、
接続対象物の幾何的な配置位置を表す配置データと、
前記接続対象物同士を直接接続する主経路、前記主経路から分岐して前記接続対象物または前記主経路と接続する分岐経路、及び前記接続対象物の接続関係を表す接続関係データと、
前記主経路から前記分岐経路が分岐するときの分岐点の配置位置を制約する制約条件を表す設計制約データと、が記憶される記憶部と、
前記配置データが表す接続対象物の幾何的な配置位置と、前記接続関係データが表す前記接続関係と、前記設計制約データが表す前記制約条件とから、前記分岐点を配置可能な領域である制約領域を、前記分岐経路ごとに表す制約領域データを生成する制約領域生成部と、
前記主経路と接続する前記分岐経路に対応する各制約領域を通過する最短な前記主経路と、前記主経路から分岐する最短な前記分岐経路を生成する経路生成部と、
前記制約領域を表す幾何図形と前記主経路や前記分岐経路の幾何図形とを重ね合せて、または単独で、表示部に表示させる制約領域及び経路表示部と、して機能させる
ことを特徴とする経路生成プログラム。
【請求項５】
前記制約領域及び経路表示部に、
前記制約領域の幾何図形を前記接続対象物の幾何図形と重ね合わせて前記表示部に表示させる
ことを特徴とする請求項４に記載の経路生成プログラム。
【請求項６】
前記経路生成部に生成された主経路または分岐経路や、前記制約領域データの前記制約条件を編集する編集部として機能させ、
前記制約領域及び経路表示部に、前記編集部により編集した、主経路または分岐経路の幾何図形や、制約領域の幾何図形を前記接続対象物の幾何図形と重ね合わせて前記表示部に表示させる
ことを特徴とする請求項５に記載の経路生成プログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＣＡＤ（Computer Aided Design）装置を利用した経路設計を支援する技術に関し、特に機器等を接続する配管経路を生成する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
各種プラントにおける機器間を接続する配管設計や電子回路の部品間を接続する配線設計において、接続対象物間の接続経路を設計するために、ＣＡＤによる計算機設計支援装置が利用されている。設計する接続経路を自動的に探索する手法としては、一般的なものとして、迷路法が広く利用されている。
【０００３】
従来の手法としての特許文献１には、プラントの配管と機器の配置設計、配置基準、配置環境を入力とし、配管と機器の干渉を無視して複数配管を個別に、既存の迷路法等の経路探索手法によって経路探索した後、配置基準に基づいて障害物との干渉を回避した配置経路を決定する方法の提案がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特公平７−３６１９２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１の提案では、配置基準を満たす経路の生成結果のみを表示出力するため、経路が配置基準を満足しているかどうかを設計者が設計途中で確認することができない。そのため、個別の配置基準同士が競合する場合には、設計のやり直しが発生する可能性がある。
【０００６】
また、特許文献１の提案では、主経路に接続する複数の分岐経路の分岐点を経路の通過点として指定することが必要であり、多数の主経路と分岐経路を含むプラント配管等の経路設計では、経路の生成に多くの手間を要するという問題がある。
【０００７】
本発明の目的は、前記の問題点を克服し、経路の配置基準を満足しているかどうかを設計者が確認しながら、多数の主経路と分岐経路を含む経路設計を効率よく行うことである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
前記目的を達成するために、本発明は、接続対象物の幾何的な配置データと、前記接続対象物同士を直接接続する主経路と前記主経路から分岐して接続対象物あるいは前記主経路と接続する分岐経路とを含む経路群と前記接続対象物との接続関係を表す接続関係データと、前記分岐経路の前記主経路との分岐点の配置位置を制約する制約条件を表す設計制約データと、が記憶される記憶部を備える。さらに、前記配置データ、前記接続関係データ、前記設計制約データを読み出し、前記配置データの接続対象物の配置位置と、前記接続関係データの前記接続対象物と前記主経路と前記分岐経路との接続関係と、前記設計制約データにおける前記分岐点と前記接続対象物との制約条件とから前記分岐点を配置可能な領域を表す制約領域データを生成する制約領域生成部と、前記制約領域データを読み出し、前記主経路が接続する前記分岐経路の全ての制約領域を通過する最短な前記主経路と、前記主経路から分岐する最短な前記分岐経路を生成する経路生成部と、前記制約領域データを読み出し、前記制約領域データの領域を表す幾何図形と前記主経路や前記分岐経路の幾何図形とを重ね合せ、若しくは単独で表示する制約領域及び経路表示部とを備えることを特徴とする。
【０００９】
また、本発明は、前記の経路生成装置であって、制約領域及び経路表示部は、前記制約領域データが有する前記分岐点を配置可能な制約領域の幾何図形を前記配置データの幾何図形と重ね合わせて表示することを特徴とする。
【００１０】
また、本発明は、前記の経路生成装置であって、前記経路生成部に生成された経路や前記制約領域データにおける前記分岐点と接続対象物との配置位置の制約条件を編集する編集部を備え、制約領域及び経路表示部は、前記編集部により編集した結果の制約領域の幾何図形を前記配置データの幾何図形と重ね合わせて表示することを特徴とする。
詳細は、後記する。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、経路の配置基準を満足しているかどうかを設計者が確認しながら、多数の主経路と分岐経路を含む経路設計を効率よく行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の一実施形態における経路生成装置の構成を示す説明図である。
【図２】配置データの例を示す説明図である。
【図３】接続関係データの例を示す説明図である。
【図４】設計制約データの例を示す説明図である。
【図５】制約領域データの例を示す説明図である。
【図６】本発明の一実施形態における全体処理フローを示す説明図である。
【図７】本発明の一実施形態における制約領域データの生成の処理フローを示す説明図である。
【図８】本発明の一実施形態における主経路及び分岐経路の生成の処理フローを示す説明図である。
【図９】本発明の一実施形態における経路及び制約領域の表示の処理フローを示す説明図である。
【図１０】本発明の一実施形態における経路の表示例を示す説明図である。
【図１１】本発明の一実施形態における制約領域の表示例を示す説明図である。
【図１２】本発明の一実施形態における制約領域の別の表示例を示す説明図である。
【図１３】本発明の別の実施形態における経路生成装置の構成を示す説明図である。
【図１４】経路の編集画面の表示例を示す説明図である。
【図１５】制約領域の編集画面の表示例を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明の一実施形態について図面を参照しながら説明する。なお、各図面を通し、同一の構成要素には同一の符号を付してある。
【００１４】
≪第一の実施形態≫
図１に、本発明の一実施形態における経路生成装置の構成を示す。本実施形態の経路生成装置１０１は、コンピュータ上に実現された、配置データベース１０２と、接続関係データベース１０３と、設計制約データベース１０４と、制約領域データベース１０５と、制約領域生成部１０７と、経路生成部１０８と、制約領域および経路表示部１０９といったソフトウェア構成を備え、入力装置１１０、出力装置（表示部）１１１といったハードウェア構成と通信可能に接続した装置である。なお、経路生成装置１０１は、図示しない制御装置（例：ＣＰＵ（Central Processing Unit））および記憶装置（例：ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＲＡＭ（Random Access Memory：記憶領域）、ＨＤＤ（Hard Disk Drive））といったハードウェア構成を備え、例えば制御装置が、記憶装置に記憶された前記ソフトウェア構成に係るプログラムを記憶領域に読み出し、そのプログラムに記述されたコードを実行することで、相応の情報処理が実現される。また、経路生成装置１０１は、入力装置１１０、表示装置１１１を備えていてもよい。
【００１５】
配置データベース１０２は、接続対象物（例：プラントの機器）の形状と配置位置や方向等の幾何的情報を含む配置データを記憶するためのものである。プラント等の配管経路を対象とする場合は、前記配置データは、例えば、接続対象物となる機器の３次元の形状及び配管と接続する部分となる機器ノズルの形状とそれらの配置座標値や方向ベクトルの情報を持つ３次元ＣＡＤデータとなる。また、電子回路等の配線経路を対象とする場合は、前記配置データは、例えば、接続対象物となる電子部品や配線と接続する端子の２次元の形状とそれらの配置座標値や方向ベクトルの情報を持つ２次元ＣＡＤデータでもよい。
【００１６】
図２に、配置データの例を示す。この配置データは、３次元ＣＡＤデータで表現されるものとする。図２（ａ）に示すように、この３次元ＣＡＤデータとしての配置データは、機器を識別する識別子が登録される機器ＩＤ２０１、機器に付設されたノズルを識別する識別子が登録される機器ノズルＩＤ２０２、そのノズルの３次元座標値が登録される機器ノズル点２０３、そのノズルの延びる方向を示す方向ベクトルが、例えば単位ベクトルとして登録される機器ノズル方向２０４を含む。
【００１７】
また、図２（ｂ）に示すように、この配置データは、３次元空間上に配置された機器の幾何形状を示す機器幾何形状データ２０５、その機器のノズルの幾何形状を示す機器ノズル幾何形状データ２０６、プラント建屋等の床や壁等の幾何形状を示す建屋幾何形状データ２０７を含む。
【００１８】
接続関係データベース１０３は、接続対象物同士の接続関係を示す接続関係データを記憶するためのものである。
図３に接続関係データの例を示す。図３（ａ）に示すように、この接続関係データは、機器ノズルに取り付けられ、機器同士を結ぶ配管経路を識別する識別子が登録される経路ＩＤ３０１、その経路の始点となる機器のノズルを識別する識別子が登録される始点接続対象物ＩＤ３０２、その経路の終点となる機器のノズルを識別する識別子が登録される終点接続対象物ＩＤ３０３、その経路の属性を示す識別子が登録される経路属性３０４を含む。
【００１９】
プラント等の配管経路を対象とする場合、始点接続対象物ＩＤ３０２や終点接続対象物ＩＤ３０３は、接続する機器ノズルＩＤや経路ＩＤとなる。経路属性３０４は、主経路あるいは分岐経路の識別子を持つ。経路の始点接続対象物と終点接続対象物が両方とも機器ノズルＩＤ２０２のノズルの場合、その経路は機器から機器の接続経路となり、経路属性３０４には「主経路」の識別子を持つ。始点接続対象物と終点接続対象物の一方あるいは両方が経路ＩＤ３０１の配管経路となる場合、その経路は主経路から分岐した分岐経路となり、経路属性３０４には「分岐経路」の識別子を持つ。
【００２０】
図３（ａ）に示すような接続関係データにおいては、例えば、経路ＩＤ３０１に登録される値がＬ００１の経路に対して、始点接続対象物ＩＤ３０２の値として機器ノズルＩＤのＥ００１−Ｎ０１が格納され、終点接続対象物ＩＤ３０３の値として機器ノズルＩＤのＥ００４−Ｎ０１が格納され、そして経路属性３０４の値として主経路が格納される。また、経路ＩＤ３０１に登録される値がＬ００２の経路に対して、始点接続対象物ＩＤ３０２の値として機器ノズルＩＤのＥ００２−Ｎ０１が格納され、終点接続対象物ＩＤ３０３の値として経路ＩＤのＬ００１が格納され、そして経路属性３０４の値として分岐経路が格納される。図３（ｂ）には、主に、配置データの幾何形状に、主経路（Ｌ００１）および分岐経路（Ｌ００２、Ｌ００３）の幾何形状を追加した状態が示されている（破線で表示）。
【００２１】
設計制約データベース１０４は、主経路と、主経路から分岐する分岐経路との分岐点に関する配置上の制約を示す設計制約データを記憶するためのものである。例えば、プラント等の配管設計においては、接続対象物となる機器同士を接続する配管経路は、物量コストを低減するために、他の障害物を回避した上で、機器同士を最短となる経路で接続することが求められる。一方、主配管と分岐配管が接続する分岐点は、配管と機器の設計上の制約から、例えば、分岐配管に接続する機器から分岐配管を通って主配管に流れる流体の温度や圧力条件により、分岐配管が接続する機器からある距離範囲に配置することが求められる。
【００２２】
図４に設計制約データの例を示す。図４（ａ）に示すように、この設計制約データは、分岐配管が接続する機器である分岐機器を識別する識別子が登録される分岐機器ＩＤ４０１、その分岐機器のノズルを識別する識別子が登録される機器ノズルＩＤ４０２、その分岐機器のノズルの位置からの距離（単位：ｍｍ）が登録される制約距離４０３を含む。
【００２３】
図４（ｂ）には、主に、配置データの幾何形状、及び接続関係データの幾何形状に、設計制約データの幾何形状を追加した状態が、機器のノズルの位置を中心とし、制約距離４０３に登録された値を半径（符号４０４）とする球として示されている（破線で表示）。また、図４（ｃ）に、ｚ方向から覗いた幾何形状の上面図を示す。分岐経路と主経路との分岐点は、基本的には、この球の内部に配置されるようにすべきであることを示す。
【００２４】
制約領域データベース１０５は、主経路が複数の分岐機器をどの順に通過するかを示す通過順序と通過する領域を示す制約領域データを記憶するためのものである。
図５に制約領域データの例を示す。図５（ａ）に示すように、この制約領域データは、機器を識別する識別子が登録される機器ＩＤ５０１、機器に付設されたノズルを識別する識別子が登録される機器ノズルＩＤ５０２、そのノズルの３次元座標値が登録される機器ノズル点（制約条件の一つ）５０３、機器が分岐機器である場合に、その分岐機器のノズルの位置からの距離が登録される制約距離（制約条件の一つ）５０４、機器が分岐機器である場合に、主経路がその分岐機器の制約距離の範囲内を通過する順序が登録される通過順序（制約条件の一つ）５０５を含む。機器が分岐機器以外の機器、つまり、主経路の始点または終点となるノズルを持つ機器である場合には、制約距離５０４、通過順序５０５に登録される値はブランクとなる。
なお、図５（ｂ）については後記する処理の説明において適宜参照する。
【００２５】
入力装置１１０は、ユーザがキーボードやマウス等を用いて、すでに説明した配置データ、接続関係データ、設計制約データの入力や編集を行うためのものである。出力装置１１１は、後記する経路生成部１０８や、制約領域及び経路表示部１０９の出力をコンピュータのディスプレイ等を用いてユーザに対して表示するためのものである。
【００２６】
制約領域生成部１０７は、配置データベース１０２に記憶された配置データと、接続関係データベース１０３に記憶された接続関係データと、設計制約データベース１０４に記憶された設計制約データとを読み出し、主経路が接続する分岐経路における分岐点を配置可能な領域を算出し、算出した結果（機器ノズル点５０３、制約距離５０４、通過順序５０５の値）を制約領域として制約領域データベース１０５に記憶するためのものである。
【００２７】
経路生成部１０８は、配置データベース１０２に記憶された配置データと、接続関係データベース１０３に記憶された接続関係データと、制約領域データベース１０５に記憶された制約領域データとを読み出し、制約領域を通過する主経路及び主経路に接続する分岐経路を生成するためのものである。
【００２８】
制約領域及び経路表示部１０９は、制約領域データベース１０５に記憶された制約領域データと、経路生成部１０８で生成された主経路や分岐経路とをコンピュータディスプレイ等の出力装置１１１上に幾何図形として重ね合せ、若しくは単独で（個別に）表示するためのものである。
【００２９】
続いて、本実施形態の経路生成装置の処理に関して説明する。
図６に、本発明の一実施形態における全体処理フローを示す。以下に説明する処理の主体は、経路生成装置の制御部であり、制御部がその処理を実行することにより、前記した制約領域生成部１０７等の機能が実現する。
【００３０】
まず、経路生成装置１０１は、ユーザがキーボードやマウス等の入力装置１１０を用いて入力した配置データ、接続関係データ、設計制約データをそれぞれ、配置データベース１０２、接続関係データベース１０３、設計制約データベース１０４に記憶する（Ｓ６０１）。
【００３１】
制約領域生成部１０７は、それぞれのデータベースから配置データ、接続関係データ、設計制約データを読み出し、分岐経路が主経路と接続する分岐点を配置可能な幾何的な制約領域を算出し、制約領域データとして制約領域データベース１０５に記憶する（Ｓ６０２）。この処理の詳細は後記する。
【００３２】
経路生成部１０８は、制約領域データベース１０５から制約領域データを読み出し、単一もしくは複数の制約領域を満たす主経路と分岐経路を生成する（Ｓ６０３）。この処理の詳細は後記する。
【００３３】
制約領域及び経路表示部１０９は、制約領域の領域図形（球状）と主経路や分岐経路の経路線分図形とを重ね合せ、若しくは単独で出力装置１１１に表示する（Ｓ６０４）。この処理の詳細は後記する。
【００３４】
次に、制約領域生成部１０７による制約領域データの生成処理（Ｓ６０２）の流れの詳細について説明する。
【００３５】
図７に、本発明の一実施形態における制約領域データの生成の処理フローを示す。
制約領域生成部１０７は、まず、接続関係データベース１０３（図３）から接続関係データを読み出し、経路属性３０４が主経路及び分岐経路の経路ＩＤ３０１を取得する（Ｓ７０１）。主経路に接続する分岐経路は、分岐経路の始点接続対象物ＩＤ３０２あるいは終点接続対象物ＩＤ３０３が、主経路の経路ＩＤを指し示すことから判定する。
図３に示すような接続関係データにおいては、主経路の経路ＩＤとしてＬ００１と、その分岐経路の経路ＩＤとしてＬ００２、Ｌ００３が取得できる。
【００３６】
続いて、接続関係データから主経路の始点接続対象物ＩＤ３０２を読み出し、読み出した始点対象物ＩＤ３０２の値をキーに、図２に示すような配置データの機器ノズルＩＤ２０２を検索し、主経路の始点接続対象物の機器ノズル点２０３の座標値を取得する（Ｓ７０２）。
図２に示すような配置データにおいては、主経路Ｌ００１の始点接続対象物（Ｅ００１）の機器ノズルＩＤはＥ００１−Ｎ０１であり、機器ノズル点の座標値として、（ｘ１，ｙ１，ｚ１）が取得できる。
【００３７】
引き続き、接続関係データ（図３参照）から分岐経路の始点接続対象物ＩＤ３０２を読み出し、読み出した始点対象物ＩＤ３０２の値をキーに、図２に示すような配置データの機器ノズルＩＤ２０２を検索し、分岐経路に接続する機器の機器ノズル点の座標値を取得する（Ｓ７０３）。
【００３８】
図２に示すような配置データにおいては、分岐経路Ｌ００２に接続する機器ノズルＩＤはＥ００２−Ｎ０１であり、機器ノズル点の座標値として、（ｘ２，ｙ２，ｚ２）が取得できる。また、もう１つの分岐経路Ｌ００３に接続する機器ノズルＩＤはＥ００３−Ｎ０１であり、機器ノズル点の座標値として、（ｘ３，ｙ３，ｚ３）が取得できる。
【００３９】
取得した機器ノズル点の座標値と主経路の始点接続対象物の機器ノズル点の座標値との距離を比較することによって、主経路の始点となる機器ノズル点から、順次距離の近い（短い）順に分岐経路に接続する機器ノズル点を抽出し、図５に示すような制約領域データの機器ＩＤ５０１、機器ノズルＩＤ５０２、機器ノズル点５０３、制約距離５０４、通過順序５０５を制約領域データベース１０５に記憶する（Ｓ７０４）。ここで、制約距離５０２は、ユーザがあらかじめ入力した設計制約データベース１０４に記憶された制約距離４０３から取得する。一般的に、通過順序５０５に登録される順序は、前記した距離の短いものから、１、２、・・・と順番付けされる。
【００４０】
図５に示すような制約領域データにおいては、主経路の始点の機器の機器ＩＤ５０１がＥ００１、１番目に通過する分岐機器の機器ＩＤ５０１がＥ００２、２番目に通過する分岐機器の機器ＩＤ５０１がＥ００３、主経路の終点の機器の機器ＩＤ５０１がＥ００４となる。１番目に通過する分岐機器の機器ノズル点５０３の座標値は、（ｘ２，ｙ２，ｚ２）、制約距離５０４は、５０００ｍｍとなり、２番目に通過する分岐機器の機器ノズル点５０３の座標値は、（ｘ３，ｙ３，ｚ３）、制約距離５０４は、７０００ｍｍとなる。
制約領域データベース１０５への記憶が完了することで、制約領域生成部１０７の処理全体を終了する。
【００４１】
次に、制約領域生成部１０７による主経路及び分岐経路の生成処理（Ｓ６０３）の流れの詳細について説明する。
【００４２】
図８に、本発明の一実施形態における主経路及び分岐経路の生成の処理フローを示す。
経路生成部１０８は、まず、接続関係データベース１０３（図３）から接続関係データを読み出し、経路属性３０４が主経路である経路の経路ＩＤ３０１を取得する（Ｓ８０１）。
【００４３】
主経路ごと（Ｓ８０２〜Ｓ８１２が示すループ処理）において、接続関係データの始点接続対象物ＩＤ３０２から、主経路に接続する分岐機器の機器ノズルＩＤを取得する（Ｓ８０３）。図３に示すような接続関係データにおいては、分岐経路の経路ＩＤとして、Ｌ００２、Ｌ００３が得られ、分岐機器の機器ノズルＩＤとして、Ｅ００２−Ｎ０１、Ｅ００３−Ｎ０１が得られる。
【００４４】
次に、読み出した分岐経路ごと（Ｓ８０４〜Ｓ８０７が示すループ処理）において、分岐機器の機器ノズルＩＤをキーに、図５に示すような制約領域データから、分岐機器の機器ノズル点５０３、制約距離５０４を取得する（Ｓ８０５）。
【００４５】
次に、分岐機器ごとに機器ノズル点を中心に制約距離を半径とする制約領域を生成する（Ｓ８０６）。図５に示すような制約領域データにおいては、例えば、機器ＩＤ５０１がＥ００２の分岐機器の制約領域は、機器ノズルＩＤがＥ００２−Ｎ０１となる機器ノズル点（ｘ２，ｙ２，ｚ２）を中心として半径５０００ｍｍの球面で囲まれた領域５０６となる。
【００４６】
主経路に接続する全ての分岐経路に関する制約領域を生成した後に（Ｓ８０７）、主経路の始点接続対象物となる機器の機器ノズル点から、分岐機器ごとに定めた制約領域を通過し、かつ終点接続対象物となる機器の機器ノズル点へ最短距離となる主経路を生成する（Ｓ８０８）。最短経路の生成方法は、迷路法等の最短経路探索手法により生成できる。
【００４７】
最短経路探索手法では、配置データにおける接続対象物や、建屋の幾何形状や、先に生成した経路の幾何形状を障害物として認識し、これらを回避するように経路を生成するものとする。図５に示すような制約領域データにおいては、例えば、機器ノズルＥ００１−Ｎ０１を始点とし、機器ＩＤがＥ００２である分岐機器の制約領域５０６及び機器ＩＤがＥ００３である分岐機器の制約領域５０７を通り、機器ノズルＥ００４−Ｎ０１を終点とする主経路５０８を生成する（図５（ｂ）参照）。
【００４８】
次に、主経路に接続する全ての分岐経路ごと（Ｓ８０９〜Ｓ８１１が示すループ処理）に、分岐機器の機器ノズル点から主経路へ最短距離となる分岐経路を生成する（Ｓ８１０）。最短経路の生成方法は、主経路と同様に迷路法等の最短経路探索手法により生成することができる。図５に示すような制約領域データにおいては、機器ノズル点Ｅ００２−Ｎ０１から主経路５０８への最短経路５０９と、機器ノズル点Ｅ００３−Ｎ０１から主経路５０８への最短経路５１０を生成する（図５（ｂ）参照）。
【００４９】
主経路に接続する全ての分岐経路ごとの分岐経路を生成し（Ｓ８１１）、全ての主経路ごとに主経路及び分岐経路を生成した後（Ｓ８１２）、経路生成部１０８の処理全体を終了する。
【００５０】
次に、制約領域及び経路表示部１０９による表示処理（Ｓ６０４）の流れの詳細について説明する。
【００５１】
図９に、本発明の一実施形態における経路及び制約領域の表示の処理フローを示す。
制約領域及び経路表示部１０９は、まず、配置データの幾何形状に対し、経路生成部１０８が生成した経路、つまり主経路および分岐経路を出力装置１１１に表示する（Ｓ９０１）。
【００５２】
入力装置１１０を通して、ユーザからの要求により、制約領域を表示するか否かを判定する。制約領域を表示しない場合、つまり、ユーザからそのような要求がされない場合（Ｓ９０２でＮｏ）、図９の処理全体を終了する。制約領域を表示するよう入力した場合（Ｓ９０２でＹｅｓ）、接続関係データ（図３参照）から全ての主経路の経路ＩＤ３０１を取得する（Ｓ９０３）。
【００５３】
取得した主経路ごと（Ｓ９０４〜Ｓ９１０が示すループ処理）において、主経路に接続する分岐経路の経路ＩＤを取得する（Ｓ９０５）。この取得は、終点接続対象物ＩＤ３０３の値が、当該主経路の識別子であることで達成できる。
【００５４】
主経路に接続する全ての分岐経路ごとに（Ｓ９０６〜Ｓ９０９が示すループ処理）において、制約領域データ（図５参照）から、機器ノズル点５０３、制約距離５０４を取得する（Ｓ９０７）。この取得は、始点接続対象物ＩＤ３０３の値が、当該分岐経路のノズル識別子であることで達成できる。
【００５５】
取得した分岐経路ごとの機器ノズル点、制約距離から制約領域を出力装置１１１に表示する（Ｓ９０８）。
【００５６】
主経路に接続する全ての分岐経路について、制約領域を表示し（Ｓ９０９）、全ての主経路ごとに制約領域を表示した後（Ｓ９１０）、制約領域及び経路表示部１０９の処理全体を終了する。
【００５７】
図１０に、本発明の一実施形態における経路の表示例を示す。その表示例として、制約領域及び経路表示部１０９が、配置データの幾何形状、主経路及び分岐経路を３次元幾何形状として出力装置１１１に表示した画面例１００１が示されている。本実施形態では、複数の主経路、分岐経路がある場合、例えば、ユーザが入力装置１１０から指定した対象経路として、主経路のみを表示させること、分岐経路のみを表示させること、主経路と接続する分岐経路をまとめて表示させてもよい。この場合、出力装置１１１には、表示対象を選択できるようにするインターフェースを表示するとよい。
【００５８】
図１１に、本発明の一実施形態における制約領域の表示例を示す。その表示例として、制約領域及び経路表示部１０９が、配置データの幾何形状、主経路及び分岐経路の幾何形状に対して、制約領域の３次元幾何形状（球面）を出力装置１１１に重ね合わせて表示した画面例１１０１が示されている。本実施形態では、図の表示の便宜上、破線で球面を描写しているが、制約領域の３次元幾何形状を不透明な球面や透明度を加えた球面により表示させてもよい。また、主経路と接続する分岐経路に関係する制約領域のみを表示させてもよい。
【００５９】
図１２に、本発明の一実施形態における制約領域の別の表示例を示す。その表示例として、制約領域及び経路表示部１０９が、配置データの幾何形状、主経路及び分岐経路の幾何形状に対して、制約領域の２次元幾何形状（破線で描写した円）を出力装置１１１に重ね合わせて表示した画面例１２０１を示す。本実施形態では、３次元表示１１０１と２次元表示１２０１を切り替えて表示させてもよい。
【００６０】
本実施形態によれば、分岐機器の設計制約を分岐機器の機器ノズル点からの制約距離としてあらかじめ定義しておくことで、制約領域を配置データの図形と同一画面で確認しながら、分岐点を配置可能な制約領域を通過する主経路を効率的に生成することができる。
よって、接続対象物を接続する主経路と複数の分岐経路において、主経路と接続する分岐経路の分岐点を配置可能な領域を設計者に対して視覚的に表示するので、分岐点に関する設計制約を確認しながら経路の設計を行え、経路設計のやり直しを低減できる。
【００６１】
≪第二の実施形態≫
本発明の経路生成装置の別の実施形態に関する説明をする。
図１３に、本発明の別の実施形態における経路生成装置の構成を示す。なお、第一の実施形態と同一の構成要素には同一の符号を付して説明を省略する。
【００６２】
本実施形態が第一の実施形態と異なるのは、経路や設計制約データを編集する手段を追加した編集部１３０１を設けた点である。
編集部１３０１は、経路生成部１０８で生成した主経路及び分岐経路や制約領域生成部１０７で生成した制約領域の幾何図形データについて、入力装置１１０を介して対話操作で入力された図形の移動先や配置方向を受け付けて変更する。経路の幾何図形の編集の際には、制約領域及び経路表示部１０９が表示した制約領域の幾何図形を表示させた状態で行ってもよい。
【００６３】
図１４に、経路の編集画面の表示例を示す。表示例１４０１は、主経路の１つの線分形状をｘ軸に沿って平行移動する例である。編集部１３０１は、移動した線分形状１４０２に隣接する線分形状１４０３の端点座標値を、移動した線分形状１４０２の端点座標値に応じて一致するように再計算することにより、移動した線分形状に追従して隣接する線分形状の長さを変えるものとする。
【００６４】
図１５に、制約領域の編集画面の表示例を示す。表示例１５０１は、ある分岐機器の制約領域１５０２の制約距離を数値入力することにより変更する（大きくする）例である。編集部１３０１は、変更した制約領域の制約距離を用いて設計制約データベース１０４を更新する。設計制約データベース１０４が更新されると、制約領域生成部１０７は新しい制約距離に基づき制約領域データベース１０５を更新する。制約領域データベース１０５が更新されると、経路生成部１０８は制約領域を通過する新しい主経路及び分岐経路を生成し、その結果を制約領域及び経路表示部１０９が表示する。
【００６５】
制約領域の編集画面において、制約領域を描写した球面をマウスでドラッグする等して制約距離を変更するようにしてもよい。その変更に応じて、設計制約データベース１０４、制約領域データベース１０５は適宜更新される。
【００６６】
本実施形態によれば、主経路及び分岐経路に関する制約領域の図形を、経路と同時に確認しながら変更し、変更に基づいた経路を効率的に再生成することができるので、経路設計の後戻りを軽減することができる。
【００６７】
≪その他≫
なお、前記した実施形態は、本発明を実施するための好適なものであるが、その実施形式はこれらに限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変形することが可能である。
【００６８】
例えば、経路生成装置１０１であるコンピュータに搭載されているＯＳ（Operating System）がディスプレイのタッチパネル機能を実現させるものである場合、出力装置１１１（入力装置１１０の機能を兼用）に表示された幾何形状の画像において、主経路や分岐経路を表現する線、制約領域を表現する球面、等の形状、大きさ、色等を、ディスプレイに触れて適宜変更することで、各種データベース（１０２，１０３，１０４，１０５）を更新するように処理してもよい。
【００６９】
また、本実施形態の制約領域データベース１０５の通過順序５０５は、機器の始点のノズルから近いものから順位をつけるようにした。しかし、制約距離５０４に登録する値に依存して通過順序が変わるようにして順位をつけるようにしてもよい。つまり、ある分岐機器の制約距離を大きくまたは小さくすれば、各分岐機器の順序が上がったり下がったりすることができるようにしてもよい。
【００７０】
また、経路の設計は、基本的には、機器の配置を決めてから行われるものであるが、設計の都合上、経路の配置や分岐の様子を先に決めてから機器の配置や形状等を設計できるようなソフトウェア構成にしてもよい。
【００７１】
その他ハードウェア、ソフトウェア、等の具体的な構成について、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更が可能である。
【産業上の利用可能性】
【００７２】
プラント等の配管設計において、多数の主配管や分岐配管を設計の制約に基づき設計を行うプラント等の配管設計を対象とする他、電子回路の配線経路設計等に幅広く用いることができる。
【符号の説明】
【００７３】
１０１    経路生成装置
１０２    配置データベース（配置データを登録）
１０３    接続関係データベース（接続関係データを登録）
１０４    設計制約データベース（設計制約データを登録）
１０５    制約領域データベース（制約領域データを登録）
１０７    制約領域生成部
１０８    経路生成部
１０９    制約領域及び経路表示部
１１０    入力装置
１１１    出力装置（表示部）
１３０１  編集部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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