(57)【要約】【課題】配管ルート設計の処理の効率を向上させる。【解決手段】配管ルート作成装置１は、配管の経路である複数の配管ルートを探索するルート探索部１１、および、複数の配管ルートを整列させるルート整列部１２を備える。ルート探索部１１は、設計情報、接続情報、および配管サイズに基づいて、互いに異なる配管の配置位置である複数の配管ルートを探索する。ルート整列部１２は、対象空間の少なくとも一部の領域である対象領域における配管の目標位置である整列ガイドを用いる。ルート整列部１２は、配管ルートの位置を調節する順序である調節順序に従って、配管ルートごとに、対象領域に位置する該配管ルートの位置を整列ガイドに合わせて調節することで、複数の配管ルートを整列させる。【選択図】図１
2019106141.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
対象空間に配置される機器の配置情報および前記機器における配管の取付位置情報を少なくとも含む設計情報、ならびに前記配管が接続される前記機器を示す接続情報に基づいて、互いに異なる前記配管の経路である複数の配管ルートを探索するルート探索部と、
前記対象空間の少なくとも一部の領域である対象領域における前記配管の目標位置である整列ガイドを用いて、前記配管ルートの位置を調節する順序である調節順序に従って、前記配管ルートごとに、前記対象領域に位置する該配管ルートの位置を前記整列ガイドに合わせて調節することで、前記複数の配管ルートを整列させ、整列された前記複数の配管ルートを出力するルート整列部と、
を備える配管ルート作成装置。
【請求項２】
前記ルート整列部は、前記調節順序に従って、前記配管ルートごとに、前記対象領域に位置する該配管ルートの曲がり点に最も近い前記整列ガイドに、該曲がり点の位置を合わせることで、前記複数の配管ルートを整列させる、
請求項１に記載の配管ルート作成装置。
【請求項３】
前記ルート整列部は、前記複数の配管ルートの整列、および整列された前記複数の配管ルートが基準を満たすか否かの判断を、前記調節順序を変えて繰り返し行うことで、前記整列された複数の配管ルートが前記基準を満たす前記調節順序を算出し、前記算出した調節順序に従って整列された前記複数の配管ルートを出力する、
請求項１または２に記載の配管ルート作成装置。
【請求項４】
前記ルート整列部は、前記調節順序を遺伝子とする遺伝的アルゴリズムを用いて、前記複数の配管ルートの整列を繰り返し行うことで、前記調節順序の準最適解を算出し、前記準最適解に従って整列された前記複数の配管ルートを出力する、
請求項３に記載の配管ルート作成装置。
【請求項５】
前記遺伝的アルゴリズムの評価値は、前記配管の長さの合計であり、
前記ルート整列部は、前記合計を最小化する前記準最適解を算出する、
請求項４に記載の配管ルート作成装置。
【請求項６】
前記遺伝的アルゴリズムの評価値は、前記配管の基準面からの高さの最大値であり、
前記ルート整列部は、前記最大値を最小化する前記準最適解を算出する、
請求項４または５に記載の配管ルート作成装置。
【請求項７】
前記遺伝的アルゴリズムの評価値は、前記対象領域において前記配管が配置される部分の水平方向の幅であり、
前記ルート整列部は、前記幅を最小化する前記準最適解を算出する、
請求項４から６のいずれか１項に記載の配管ルート作成装置。
【請求項８】
前記整列ガイドは、前記配管の基準面からの高さの目標値および前記配管の間隔の目標値に基づいて算出される、
請求項１から７のいずれか１項に記載の配管ルート作成装置。
【請求項９】
前記整列ガイドは、互いに離隔した平行な複数の線分で表される、
請求項１から８のいずれか１項に記載の配管ルート作成装置。
【請求項１０】
対象空間に配置される機器の配置情報および前記機器における配管の取付位置情報を少なくとも含む設計情報、ならびに前記配管が接続される前記機器を示す接続情報に基づいて、それぞれが互いに異なる前記配管の経路である複数の配管ルートを探索し、
前記対象空間の少なくとも一部の領域である対象領域における前記配管の目標位置である整列ガイドを用いて、前記配管ルートの位置を調節する順序を示す調節順序に従って、前記配管ルートごとに、前記対象領域に位置する該配管ルートの位置を前記整列ガイドに合わせて調節することで、前記複数の配管ルートを整列させ、整列された前記複数の配管ルートを出力する、
配管ルート作成方法。
【請求項１１】
コンピュータを、
対象空間に配置される機器の配置情報および前記機器における配管の取付位置情報を少なくとも含む設計情報、ならびに前記配管が接続される前記機器を示す接続情報に基づいて、それぞれが互いに異なる前記配管の経路である複数の配管ルートを探索するルート探索部、および、
前記対象空間の少なくとも一部の領域である対象領域における前記配管の目標位置を示す整列ガイドを用いて、前記配管ルートの位置を調節する順序である調節順序に従って、前記配管ルートごとに、前記対象領域に位置する該配管ルートの位置を前記整列ガイドに合わせて調節することで、前記複数の配管ルートを整列させ、整列された前記複数の配管ルートを出力するルート整列部、
として機能させるプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、配管ルート作成装置、配管ルート作成方法、およびプログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
装置の設計段階において、装置の内部に配置される複数の機器を接続する配管のルート設計が行われる。装置は、例えばプラントである。個別生産されるプラントの設計段階において、プラントの内部に配置される複数の機器を接続する配管のルート設計が行われる。
【０００３】
特許文献１に開示される配管自動ルーティングシステムは、予め定義した固定ルーティング階層とルート端点に合わせた浮動ルーティング階層とを組合せ、各々の配管接続方向を付加することにより、配管接続点の向きを考慮したルーティングを行う。特許文献２に開示されるルーティング方法は、配管ルートを構成する各セルに属性データとして空間情報を持たせ、各ルートを構成するセルの空間情報を積算し、複数のルートパターンの中で最も得点の良い、すなわち施工性の良いものを選択する。また特許文献２に開示される配管自動ルーティング方法は、階層毎にルーティング優先度を設定し、ルーティング優先度の組合せを遺伝子コードと見なし、遺伝的アルゴリズムを適用することにより、準最適なルーティング優先度の組合せであるルートパターンを探索する。特許文献３に開示されるルーティング方法は、配管ルーティング領域をメッシュ分割し、配管開始点から終点までの複数の配管ルート候補の中から、各メッシュに含まれる属性情報を用いた施工性の評価式により算出される算出値を求め、該算出値の中で最も施工性が良いルートを選択する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００２−７４９４号公報
【特許文献２】特開２００２−２８８２５０号公報
【特許文献３】特開２００２−２９７６８２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
大型製品においては、大型製品を構成する機器のレイアウト情報、および配管の接続情報に基づき、例えば５００本から１０００本の配管を三次元空間にルーティングする必要がある。特に個別生産の大型製品では、機器の配置、数、および種類が都度異なるため、機器同士を接続する配管が都度異なり、また機器および配管が密集して配置される。
【０００６】
配管ルートの設計において、配管と機器との干渉および配管同士の干渉を回避すること、配管長を短くすること、隣接する配管の間隔を一定にすること、配管の基準面からの高さを一定にすることが求められる。隣接する配管の間隔が一定でない場合、または、配管の基準面からの高さが一定でない場合、配管ルートが複雑化し、複数の配管を支持する支持部材を使用することができない。配管ルートが複雑化すると、配管のクリアランスを確保することができず、組立作業がしづらく、作業効率が低下する。また専用工具の開発が必要となることがある。複数の配管を支持する支持部材を使用することができない場合、支持部材の種類および個数が増大してしまう。また新たに支持部材の設計が必要となることがある。そこで、配管ルートを整列させることが必要となる。配管ルートの整列においては、複数の配管ルートの位置関係に基づいて、配管ルートの位置が調節される。しかしながら、特許文献１から３に開示されるルーティング方法と組み合わせて、配管ルートの整列を自動化する場合、例えば５００本から１０００本の配管ルートの位置座標を評価しながら、全体最適解を求めるため、計算時間が増大し、配管ルート設計の処理に時間を要するという課題がある。
【０００７】
本発明は上述の事情に鑑みてなされたものであり、配管ルート設計の処理の効率を向上させることが目的である。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するため、本発明に係る配管ルート作成装置は、ルート探索部およびルート整列部を備える。ルート探索部は、対象空間に配置される機器の配置情報および機器における配管の取付位置情報を少なくとも含む設計情報、ならびに配管が接続される機器を示す接続情報に基づいて、互いに異なる配管の経路である複数の配管ルートを探索する。ルート整列部は、対象空間の少なくとも一部の領域である対象領域における配管の目標位置である整列ガイドを用いて、配管ルートの位置を調節する順序である調節順序に従って、配管ルートごとに、対象領域に位置する該配管ルートの位置を整列ガイドに合わせて調節することで、複数の配管ルートを整列させ、整列された複数の配管ルートを出力する。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、調節順序に従って、配管ルートごとに、対象領域に位置する該配管ルートの位置を整列ガイドに合わせて調節し、複数の配管ルートを整列させることで、配管ルート設計の処理の効率を向上させることが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の実施の形態に係る配管ルート作成装置の構成を示すブロック図
【図２】実施の形態における整列ガイドの例を示す図
【図３】実施の形態における配管ルートの整列前の例を示す図
【図４】実施の形態における配管ルートの整列後の例を示す図
【図５】実施の形態における配管ルートの整列前の例を示す図
【図６】実施の形態における配管ルートの整列後の例を示す図
【図７】実施の形態における配管ルートの整列後の例を示す図
【図８】実施の形態に係る配管ルート作成装置が行う配管ルート作成の動作の一例を示すフローチャート
【図９】実施の形態に係る配管ルート作成装置のハードウェアの構成例を示す図
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本発明の実施の形態に係る配管ルート作成装置１について図面を参照して詳細に説明する。なお図中、同一または同等の部分には同一の符号を付す。
【００１２】
本発明の実施の形態に係る配管ルート作成装置１は、図１に示すように、配管の経路である配管ルートを探索するルート探索部１１、および、配管ルートを整列させるルート整列部１２を備える。配管ルート作成装置１は、ルート探索部１１で探索した配管ルートを、ルート整列部１２で整列させることで、配管ルートを作成する。
【００１３】
配管ルート作成装置１は、定められた有限の空間に配置される機器を接続する配管について、配管ルートを作成する。定められた有限の空間は、配管ルートの作成の対象であり、以下の説明において対象空間という。例えば、配管ルート作成装置１がプラントの配管ルートを作成する場合、対象空間は、プラントの内部である。配管ルート作成装置１は、機器および機器を接続する配管が配置される空間である対象空間において、配管ルートを作成する。配管ルート作成装置１は、対象空間に配置される機器の配置情報および機器における配管の取付位置情報を少なくとも含む設計情報、ならびに配管が接続される機器を示す接続情報を取得する。配置情報は、機器の寸法、機器の配置される位置等を含む。取付位置情報は、機器において配管を取り付けることができる位置を含む。設計情報は、例えば３次元ＣＡＤ（Computer-Aided Design）データである。設計情報は、例えば座標で表される。接続情報は、例えば、配管ごとに、該配管によって接続される複数の機器を示す。配管ルート作成装置１はさらに、配管サイズ、後述する整列ガイドの位置、配管の基準面からの高さの目標値、配管の間隔の目標値等を設定する設定部１３を備える。配管サイズは、配管の断面の形状、配管の直径または長辺および短辺の長さ、配管の厚み等を含む。
【００１４】
ルート探索部１１は、設計情報、接続情報、および配管サイズに基づいて、互いに異なる配管の配置位置を示す複数の配管ルートを探索する。詳細には、ルート探索部１１は、迷路法、Ａ−Ｓｔａｒ（エースター）法等のルート探索アルゴリズムを用いて最短ルートである配管ルートを探索する。配管同士の干渉を防ぐため、または、配管と機器との干渉を防ぐため、少なくとも一部の配管ルートは、始点から終点までが直線ではない。すなわち、配管ルートは、曲がり点を有する。曲がり点は、配管ルートにおいて、互いに異なる方向に伸び、隣接する部分の中心軸の交点である。
【００１５】
ルート整列部１２は、少なくとも一部の配管の基準面からの高さを互いに一致させ、また少なくとも一部の配管の間隔を互いに一致させる、複数の配管ルートの整列を行う。詳細には、ルート整列部１２は、配管ルートの位置を調節する順序である調節順序に従って、配管ルートごとに、対象領域に位置する該配管ルートの位置を整列ガイドに合わせて調節することで、複数の配管ルートを整列させる。整列ガイドは、対象空間の少なくとも一部の領域である対象領域における配管の目標位置である。対象領域は、配管ルートの整列の対象となる領域である。対象領域は対象空間全体でもよいし、対象空間の一部でもよい。基準面は、少なくとも一部の配管の高さを互いに一致させる際に基準となる面であり、例えば、プラントの底面である。ルート整列部１２は、整列された複数の配管ルートを出力する。
【００１６】
整列ガイドは、設定部１３から入力される整列ガイドの位置情報、または、設定部１３から入力される配管の基準面からの高さの目標値および配管の間隔の目標値に基づいて算出される。整列ガイドは、例えば、設計情報の３次元ＣＡＤで用いられている座標と同じ座標である基準座標上で定義される。ルート整列部１２が、配管ルートを整列ガイドにあわせることで、配管の基準面からの高さを互いに一致させること、および、配管の間隔を互いに一致させることが可能である。整列ガイドは、例えば、対象領域の基準座標軸のいずれかに平行で、互いに離隔した複数の線分で表される。基準座標の軸を互いに直交するＸ軸、Ｙ軸、およびＺ軸とした場合に、Ｙ軸に平行な線分を整列ガイドとして用いる場合を例にして、整列ガイドについて説明する。
【００１７】
図２は、実施の形態における整列ガイドの例を示す図である。図２において、Ｚ軸は鉛直方向である。配管の基準面からの高さの目標値、および配管の間隔の目標値に基づいて、設定点Ｐ１１，Ｐ１２，Ｐ１３，Ｐ１４，Ｐ２１，Ｐ２２，Ｐ２３，Ｐ２４が定められる。図２において一点鎖線で示される設定点Ｐ１１と設定点Ｐ２１を結ぶＹ軸に平行な線分が整列ガイドＧ１である。同様に、設定点Ｐ１２と設定点Ｐ２２を結ぶＹ軸に平行な線分が整列ガイドＧ２である。設定点Ｐ１３と設定点Ｐ２３を結ぶＹ軸に平行な線分が整列ガイドＧ３である。設定点Ｐ１４と設定点Ｐ２４を結ぶＹ軸に平行な線分が整列ガイドＧ４である。
【００１８】
配管ルートの整列の手順について、図３および図４を用いて説明する。図３は、実施の形態における配管ルートの整列前の例を示す図である。図３に示すように、ルート探索部１１は、配管ルートＡ１，Ａ２，Ａ３，Ａ４，Ａ５を探索する。配管ルートＡ１，Ａ２，Ａ３，Ａ４，Ａ５はそれぞれ、対象領域において曲がり点Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３，Ｒ４，Ｒ５を有する。対象領域での配管ルートＡ１，Ａ２，Ａ３，Ａ４，Ａ５が対象領域の外に曲がり点を有する場合、上記曲がり点は、移動可能である。例えば、配管ルートＡ１が対象領域より始点側および終点側に曲がり点を有する場合、対象領域内の配管ルートＡ１の全ての曲がり点は移動可能である。一方、例えば、配管ルートＡ１の始点から終点に向かって最初の曲がり点が対象領域内に含まれている場合、上記最初の曲がり点は移動できない。ただし、配管ルートＡ１を機器に取り付ける位置が移動可能である場合、すなわち配管ルートＡ１の始点が移動可能である場合は、上記最初の曲がり点も移動可能である。
【００１９】
図３に示す配管ルートＡ１，Ａ２，Ａ３，Ａ４，Ａ５の曲がり点Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３，Ｒ４，Ｒ５は全て移動可能である場合を例にしてルート整列の手順について説明する。図３の例では、配管ルートＡ１，Ａ２，Ａ３，Ａ４は、互いに基準面からの高さが異なる。配管ルートＡ３，Ａ５は、基準面からの高さが同じである。ルート整列部１２は、配管ルートの始点から終点に向かう順で、整列ガイドに、移動可能な曲がり点を１つずつ合わせる。詳細には、ルート整列部１２は、曲がり点に最も近い整列ガイドに、該曲がり点を合わせる。配管ルートにおいて、曲がり点と曲がり点との間は、直線で結ばれるため、曲がり点の位置を整列ガイドに合わせることで、配管ルートの位置を調節することが可能である。図４は、実施の形態における配管ルートの整列後の例を示す図である。配管ルートＢ１，Ｂ２，Ｂ３，Ｂ４，Ｂ５は、整列された配管ルートＡ１，Ａ２，Ａ３，Ａ４，Ａ５である。
【００２０】
調節順序がＡ１，Ａ２，Ａ３，Ａ４，Ａ５である場合を例にして説明する。最初に、ルート整列部１２は、順位１位の配管ルートＡ１の整列を行う。配管ルートＡ１の曲がり点Ｒ１は整列ガイドＧ１上にあるため、ルート整列部１２は、配管ルートＡ１の移動は行わない。すなわち、配管ルートＡ１，Ｂ１は一致する。次に、ルート整列部１２は、順位２位の配管ルートＡ２の整列を行う。詳細には、ルート整列部１２は、配管ルートＡ２の曲がり点Ｒ２に最も近い整列ガイドＧ３に、該曲がり点Ｒ２を合わせる。整列の結果、配管ルートＢ２の曲がり点Ｒ２は整列ガイドＧ３上に位置する。次に、ルート整列部１２は、順位３位の配管ルートＡ３の整列を行う。詳細には、ルート整列部１２は、配管ルートＡ３の曲がり点Ｒ３に最も近い整列ガイドＧ２に、該曲がり点Ｒ３を合わせる。整列の結果、配管ルートＢ３の曲がり点Ｒ３は整列ガイドＧ２上に位置する。次に、ルート整列部１２は、順位４位の配管ルートＡ４の整列を行う。詳細には、ルート整列部１２は、配管ルートＡ４の曲がり点Ｒ４に最も近い整列ガイドＧ４に、該曲がり点Ｒ４を合わせる。整列の結果、配管ルートＢ４の曲がり点Ｒ４は整列ガイドＧ４上に位置する。次に、ルート整列部１２は、順位５位の配管ルートＡ５の整列を行う。詳細には、ルート整列部１２は、配管ルートＡ５の曲がり点Ｒ５に最も近い整列ガイドＧ２に、該曲がり点Ｒ５を合わせる。配管ルートＡ３，Ａ５は干渉しないため、ルート整列部１２は、配管ルートＡ３，Ａ５を整列ガイドＧ２に合わせることができる。整列の結果、配管ルートＢ５の曲がり点Ｒ５は整列ガイドＧ２上に位置する。
【００２１】
上述のように、配管ルートごとに、対象領域に位置する該配管ルートを整列ガイドに合わせることで、配管ルートを整列させるため、配管ルートの全体最適解を求めるための計算処理は不要であり、配管ルート設計の処理の効率を向上させることが可能である。整列ガイドに合わせて配管ルートを整列させることで、配管のクリアランスを確保すること、共通の支持部材を用いて複数の配管を支持することが可能である。
【００２２】
上述の例では、配管ルートＡ１，Ａ２，Ａ３，Ａ４の曲がり点Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３，Ｒ４に最も近い整列ガイドは互いに異なり、配管ルートＡ１，Ａ２，Ａ４，Ａ５の曲がり点Ｒ１，Ｒ２，Ｒ４，Ｒ５に最も近い整列ガイドは互いに異なる。一方、配管ルートＡ３，Ａ５の曲がり点Ｒ３，Ｒ５に最も近い整列ガイドは整列ガイドＧ２であり一致するが、配管ルートＡ３，Ａ５は干渉しない。そのため、調節順序によらず、配管ルートＡ１，Ａ２，Ａ３，Ａ４，Ａ５を整列した結果は、図４に示す配置である。
【００２３】
しかしながら、調節順序によって、整列した結果が異なることがある。図５は、実施の形態における配管ルートの整列前の例を示す図である。図６および図７は、実施の形態における配管ルートの整列後の例を示す図である。図５、図６、および図７は、ＸＺ平面での配管ルートの位置を示す。図５において、配管ルートＡ１，Ａ２に最も近い設定点は、設定点Ｐ１１である。すなわち、配管ルートＡ１，Ａ２のそれぞれの曲がり点に最も近い整列ガイドは、整列ガイドＧ１である。図５に示すように配管ルートＡ１，Ａ２が配置されている場合、調節順序によって、配管ルートＢ１，Ｂ２の配置が異なる。ルート整列部１２が配管ルートＡ１，Ａ２の順序で配管ルートＡ１，Ａ２を整列した場合、ルート整列部１２は、整列ガイドＧ１に配管ルートＡ１の曲がり点を合わせる。図５において、設定点Ｐ１１の次に、設定点Ｐ１３が配管ルートＡ２に最も近い。すなわち、整列ガイドＧ１の次に、整列ガイドＧ３が配管ルートＡ２の曲がり点に最も近い。したがって、ルート整列部１２は、整列ガイドＧ３に配管ルートＡ２の曲がり点を合わせる。その結果、配管ルートＢ１，Ｂ２は、図６に示す位置に配置される。
【００２４】
ルート整列部１２が配管ルートＡ２，Ａ１の順序で配管ルートＡ１，Ａ２を整列した場合、ルート整列部１２は、整列ガイドＧ１に配管ルートＡ２の曲がり点を合わせる。図５において、設定点Ｐ１１の次に、設定点Ｐ１２が配管ルートＡ１に最も近い。すなわち、整列ガイドＧ１の次に、整列ガイドＧ２が配管ルートＡ１の曲がり点に最も近い。したがって、ルート整列部１２は、整列ガイドＧ２に配管ルートＡ１の曲がり点を合わせる。その結果、配管ルートＢ１，Ｂ２は、図７に示す位置に配置される。
【００２５】
上述のように、複数の配管ルートを整列させる場合、配管ルートの整列を行う順序によって、整列後の結果が異なる。そこで、ルート整列部１２は、複数の配管ルートの整列、および、整列された複数の配管ルートが基準を満たすか否かの判定を、調節順序を変えて繰り返し行うことで、基準を満たす調節順序を算出する。ルート整列部１２は、基準を満たす調節順序に従って、配管ルートごとに、対象領域に位置する該配管ルートの位置を整列ガイドに合わせて調節することで、複数の配管ルートを整列させる。上記基準は、例えば、整列後の配管の長さの合計、整列後の配管の基準面からの高さの最大値、対象領域において整列後の配管が配置される部分の水平方向の幅等が所望の範囲にあることである。
【００２６】
ルート整列部１２は、複数の配管ルートの整列、および、整列された複数の配管ルートが基準を満たすか否かの判断を、調節順序を変えて繰り返し行うことで、整列された複数の配管ルートが基準を満たす調節順序を算出する。調節順序の算出方法について以下に説明する。ルート整列部１２は、例えば、調節順序を遺伝子とする遺伝的アルゴリズムを用いて、調節順序の準最適解を算出し、準最適解に従って、配管ルートごとに、対象領域に位置する該配管ルートの位置を整列ガイドに合わせて調節することで、複数の配管ルートを整列させる。
【００２７】
遺伝的アルゴリズムを用いた調節順序の算出について以下に説明する。ルート整列部１２は、調節順序をランダムに複数個生成する。ルート整列部１２は、複数の調節順序のそれぞれに従って、配管ルートを整列し、整列された配管ルートの評価値を算出する。評価値は、上記基準に応じて定められ、例えば、配管の長さの合計、配管の基準面からの高さの最大値、対象領域において配管が配置される部分の水平方向の幅等である。基準面は、例えば対象空間の底面である。ルート整列部１２は、整列された配管ルートの評価値が低い調節順序を、評価値が高い調節順序で置き換え、交叉、突然変異等により子世代の調節順序を生成する。ルート整列部１２は、終了条件が満たされるまで、上述の処理を繰り返す。
【００２８】
終了条件が満たされるまで上述の処理を繰り返すことで、整列された複数の配管ルートが基準を満たす調節順序を算出することができる。ルート整列部１２は、算出された調節順序に従って、配管ルートごとに、対象領域に位置する該配管ルートの位置を整列ガイドに合わせて調節することで、複数の配管ルートを整列させる。ルート整列部１２は、算出された調節順序に従って整列された複数の配管ルートを出力する。終了条件は、例えば、世代数、すなわち上述の処理の繰り返し回数が閾値に達すること、評価値が所望の範囲である調節順序が得られたこと等である。ルート整列部１２で用いる評価値および世代数を、設定部１３から設定してもよい。
【００２９】
評価値が配管の長さの合計である場合、評価値が高い調節順序は、整列された配管ルートが示す配管の長さの合計がより短くなる調節順序である。この場合、ルート整列部１２は、配管の長さの合計を最小化する準最適解を算出する。評価値が配管の基準面からの高さの最大値である場合、評価値が高い調節順序は、整列された配管ルートが示す配管の基準面からの高さの最大値がより小さくなる調節順序である。この場合、ルート整列部１２は、上記最大値を最小化する準最適解を算出する。評価値が対象領域において配管が配置される部分の水平方向の幅である場合、評価値が高い調節順序は、整列された配管ルートが示す対象領域において配管が配置される部分の水平方向、すなわち、Ｘ軸方向またはＹ軸方向の幅がより小さくなる調節順序である。この場合、ルート整列部１２は、上記幅を最小化する準最適解を算出する。上記評価値は任意に組み合わせることができる。
【００３０】
図５に示すように配管ルートＡ１，Ａ２が配置されていて、評価値が配管ルートの高さの最大値である場合、ルート整列部１２は、Ａ１，Ａ２の順で調節する調節順序を算出する。図５に示すように配管ルートＡ１，Ａ２が配置されていて、評価値が対象領域において配管が配置される部分の水平方向の幅である場合、ルート整列部１２は、Ａ２，Ａ１の順で調節する調節順序を算出する。
【００３１】
図８は、実施の形態に係る配管ルート作成装置１が行う配管ルート作成の動作の一例を示すフローチャートである。ルート探索部１１は、設計情報、接続情報、および配管サイズに基づいて、複数の配管ルートを探索する（ステップＳ１１）。ルート整列部１２は、調節順序に従って、配管ルートごとに、対象領域に位置する該配管ルートの位置を整列ガイドに合わせて調節することで、複数の配管ルートを整列させる（ステップＳ１２）。ルート整列部１２は、整列された複数の配管ルートが基準を満たすか否かを判定する（ステップＳ１３）。整列された複数の配管ルートが基準を満たさない場合（ステップＳ１４；Ｎ）、調節順序を変えて（ステップＳ１５）、ステップＳ１２に戻って上述の処理を繰り返す。整列された複数の配管ルートが基準を満たす場合（ステップＳ１４；Ｙ）、ステップＳ１６に進む。ルート整列部１２は、ステップＳ１２〜Ｓ１５の処理を繰り返すことで、整列された複数の配管ルートが基準を満たす調節順序を算出し、算出された調節順序に従って整列された複数の配管ルートを出力、すなわち、基準を満たす複数の配管ルートを出力する（ステップＳ１６）。
【００３２】
以上説明したとおり、本実施の形態に係る配管ルート作成装置１によれば、調節順序に従って、配管ルートごとに、対象領域に位置する該配管ルートの位置を整列ガイドに合わせて調節し、複数の配管ルートを整列させることで、配管ルート設計の処理の効率を向上させることが可能である。さらに遺伝的アルゴリズムに基づいて調節順序を算出し、算出した調節順序に従って、複数の配管ルートを整列させることで、計算量を増大させることなく、評価値に応じた配管ルート設計が可能である。
【００３３】
図９は、実施の形態に係る配管ルート作成装置１のハードウェアの構成例を示す図である。配管ルート作成装置１は、各部を制御するハードウェア構成としてプロセッサ２１、メモリ２２、およびインターフェース２３を備える。これらの装置の各機能は、プロセッサ２１がメモリ２２に記憶されたプログラムを実行することにより実現される。インターフェース２３は各装置を接続し、通信を確立させるためのものであり、必要に応じて複数の種類のインターフェースを備えてもよい。図９では、プロセッサ２１およびメモリ２２をそれぞれ１つ有する構成例を示しているが、複数のプロセッサ２１および複数のメモリ２２が連携して各機能を実行してもよい。
【００３４】
その他、上述のハードウェア構成やフローチャートは一例であり、任意に変更および修正が可能である。
【００３５】
プロセッサ２１、メモリ２２、およびインターフェース２３を有し、制御処理を行う中心となる部分は、専用のシステムによらず、通常のコンピュータシステムを用いて実現可能である。たとえば、上述の動作を実行するためのコンピュータプログラムを、コンピュータが読み取り可能な記録媒体（フレキシブルディスク、ＣＤ−ＲＯＭ（Compact Disc-Read Only Memory）、ＤＶＤ−ＲＯＭ（Digital Versatile Disc-Read Only Memory）など）に格納して配布し、上記コンピュータプログラムをコンピュータにインストールすることにより、上述の処理を実行する配管ルート作成装置１を構成してもよい。また、通信ネットワーク上のサーバ装置が有する記憶装置に上記コンピュータプログラムを格納しておき、通常のコンピュータシステムがダウンロードすることで配管ルート作成装置１を構成してもよい。
【００３６】
また、配管ルート作成装置１の機能を、ＯＳ（Operating System：オペレーティングシステム）とアプリケーションプログラムの分担、またはＯＳとアプリケーションプログラムとの協働により実現する場合などには、アプリケーションプログラム部分のみを記録媒体や記憶装置に格納してもよい。
【００３７】
また、搬送波にコンピュータプログラムを重畳し、通信ネットワークを介して配信することも可能である。たとえば、通信ネットワーク上の掲示板（BBS：Bulletin Board System）に上記コンピュータプログラムを掲示し、通信ネットワークを介して上記コンピュータプログラムを配信してもよい。そして、このコンピュータプログラムを起動し、ＯＳの制御下で、他のアプリケーションプログラムと同様に実行することにより、上述の処理を実行できるように構成してもよい。
【００３８】
本発明の実施の形態は上述の実施の形態に限られない。配管ルート作成装置１は、上述の設計情報を有し、対象空間における機器のレイアウト等を設計する３次元ＣＡＤシステムの一機能として実装されてもよい。配管ルート作成装置１は、例えば、ＬＣＤ（Liquid Crystal Display）または有機ＥＬ（Electro-Luminescence）ディスプレイを有する表示部をさらに備え、ルート整列部１２が出力する整列された複数の配管ルートを表示部で表示してもよい。ルート整列部１２は、対象領域の位置情報から、整列ガイドを算出し、算出した整列ガイドを用いて、配管ルートを整列させてもよい。ルート整列部１２は、遺伝的アルゴリズムの代わりに、機械学習、ディープラーニング等を用いて、調節順序を算出してもよい。整列ガイドは上述の例に限られず、Ｘ軸と平行な線分、Ｚ軸と平行な線分等でもよい。上述の配管ルートは一例であり、配管ルートは、Ｘ軸、Ｙ軸、およびＺ軸のいずれとも平行でない直線部分、曲線部分等を有してもよい。
【００３９】
ルート整列部１２の整列処理は上述の例に限られない。配列の基準面からの高さの最大値を小さくするために、ルート整列部１２は、曲がり点を、該曲がり点よりＺ軸方向で下にある整列ガイドに合わせてもよい。あるいは、対象領域に配置される配管のＸ軸方向の幅を小さくするために、ルート整列部１２は、曲がり点を、対象領域のＸ軸方向の中央に近い整列ガイドに合わせてもよい。
【符号の説明】
【００４０】
１  配管ルート作成装置、１１  ルート探索部、１２  ルート整列部、１３  設定部、２１  プロセッサ、２２  メモリ、２３  インターフェース、Ａ１，Ａ２，Ａ３，Ａ４，Ａ５，Ｂ１，Ｂ２，Ｂ３，Ｂ４，Ｂ５  配管ルート、Ｇ１，Ｇ２，Ｇ３，Ｇ４  整列ガイド、Ｐ１１，Ｐ１２，Ｐ１３，Ｐ１４，Ｐ２１，Ｐ２２，Ｐ２３，Ｐ２４  設定点、Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３，Ｒ４，Ｒ５  曲がり点。
【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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