(57)【要約】【課題】ＣＡＤモデリングのコンピュータ実装方法を提供すること。【解決手段】設備、都市、または複合資産グループの３Ｄ ＣＡＤモデルを、設備／都市／複合資産グループのレーザスキャンデータから再構築する。ルールに基づく分析を介して、ＣＡＤモデルのオブジェクトをレーザスキャンデータにおいて識別する。ルールにより、設備／都市／複合資産グループのオブジェクトの形状、サイズ、および／または結合の順序に基づき、レーザスキャンデータをＣＡＤモデルのオブジェクトにマッピングする。機器およびプロセス設備の設計論理もまた、ルールにより利用する。【選択図】図１
2015115071.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
３Ｄコンピュータ支援設計（ＣＡＤ）モデリングのコンピュータ実装方法であって、
対象設備のレーザスキャンデータを受信するステップであって、前記対象設備は様々な機器を有し、以前に生成された前記対象設備の３Ｄ ＣＡＤモデルが存在する、ステップと、
前記受信したレーザスキャンデータにコンピュータによる自動の分析を適用して、前記対象設備の前記３Ｄ ＣＡＤモデルを再構築するステップであって、前記分析は、前記設備の設計論理および機器の設計論理を利用する、ステップと、
前記対象設備の前記再構築された３Ｄ ＣＡＤモデルの出力を提供するステップと
を含む、コンピュータ実装方法。
【請求項２】
前記分析はルールに基づく、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
コンピュータによる自動の分析を適用するステップは、レーザスキャンデータを、前記以前に生成された３Ｄ ＣＡＤモデルを形成するＣＡＤモデルのオブジェクトにマッピングするステップであって、異なるＣＡＤモデルのオブジェクトは、前記設備内の異なるオブジェクトおよび機器を表し、前記マッピングは、前記設備内のオブジェクトおよび機器の形状、サイズ、および結合の順序の内の任意の１つまたは複数に基づく、ステップを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項４】
コンピュータによる自動の分析を適用するステップは、前記レーザスキャンデータにおいて、グラフィカルオブジェクトデータベースで定義された形状を識別するステップと、前記形状を前記データベース内のＣＡＤモデリングのプリミティブにマッピングするステップとを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項５】
コンピュータによる自動の分析を適用するステップはさらに、新しい形状を前記グラフィカルオブジェクトデータベースに追加するステップを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項６】
前記対象設備は、プラント、工場、精製所、都市、サプライチェーン、または複合資産グループの何れかである、請求項１に記載の方法。
【請求項７】
出力を提供するステップは、前記再構築された３Ｄ ＣＡＤモデルを表示するステップを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項８】
ＣＡＤモデリングのためのコンピュータ装置であって、
対象設備のレーザスキャンデータのソースであって、前記対象設備が様々な機器およびオブジェクトを有する、レーザスキャンデータのソースと、
レーザスキャンデータを前記ソースから受信するために結合されたＣＡＤ再設計ツールであって、前記ＣＡＤ再設計ツールは、
前記受信したレーザスキャンデータにコンピュータによる自動の分析を適用して、前記対象設備の３Ｄ ＣＡＤモデルを再構築し、前記分析は前記設備の設計論理および機器の設計論理を利用し、
前記対象設備の前記再構築された３Ｄ ＣＡＤモデルの出力を提供する
ように構成された、ＣＡＤ再設計ツールと
を備える、コンピュータ装置。
【請求項９】
前記分析はルールに基づく、請求項８に記載のコンピュータ装置。
【請求項１０】
前記ＣＡＤ再設計ツールはさらに、レーザスキャンデータを、前記３Ｄ ＣＡＤモデルを形成するＣＡＤモデルのオブジェクトにマッピングするよう構成され、異なるＣＡＤモデルのオブジェクトは、前記設備内の異なるオブジェクトおよび機器を表し、前記マッピングは、前記設備内のオブジェクトおよび機器の形状、サイズ、および結合の順序のいずれかに基づく、請求項８に記載のコンピュータ装置。
【請求項１１】
前記ＣＡＤ再設計ツールはさらに、前記レーザスキャンにおいて、グラフィカルオブジェクトデータベースで定義された形状を識別し、前記形状を前記データベース内のＣＡＤモデリングのプリミティブにマッピングするように構成された、請求項８に記載のコンピュータ装置。
【請求項１２】
前記ＣＡＤ再設計ツールはさらに、新しい形状を前記グラフィカルオブジェクトデータベースに追加するように構成された請求項１０に記載のコンピュータ装置。
【請求項１３】
前記対象設備は、プラント、工場、精製所の何れかである、請求項８に記載のコンピュータ装置。
【請求項１４】
前記ＣＡＤ再設計ツールは、前記再構築された３Ｄ ＣＡＤモデルを表示する、請求項８に記載のコンピュータ装置。
【請求項１５】
ＣＡＤモデルを再設計するためのコンピュータプログラム製品であって、
非一時的コンピュータ可読媒体を含み、
前記コンピュータ可読媒体は、
対象設備のレーザスキャンデータを受信するステップであって、前記対象設備は様々な機器、および以前に生成された３Ｄ ＣＡＤモデルを有する、ステップ、
前記受信したレーザスキャンデータにコンピュータによる自動の分析を適用して、前記対象設備の前記３Ｄ ＣＡＤモデルを再構築するステップであって、前記分析は前記設備の設計論理および機器の設計論理を利用する、ステップ、および
前記対象設備の前記再構築された３Ｄ ＣＡＤモデルの出力を提供するステップ
のためのプログラムコードを具現化する、コンピュータプログラム製品。
【請求項１６】
前記分析はルールに基づく、請求項１５に記載のコンピュータプログラム製品。
【請求項１７】
前記分析は、レーザスキャンデータを、前記３Ｄ ＣＡＤモデルを形成するＣＡＤモデルのオブジェクトにマッピングし、異なるＣＡＤモデルのオブジェクトは、前記設備内の異なるオブジェクトおよび機器を表し、前記マッピングは、前記設備内のオブジェクトおよび機器の形状、サイズ、および結合の順序の何れかに基づく、請求項１５に記載のコンピュータプログラム製品。
【請求項１８】
前記分析は、前記レーザスキャンにおいて、グラフィカルオブジェクトデータベースで定義された形状を識別し、前記データベースは、前記形状をＣＡＤモデリングのプリミティブにマッピングする、請求項１５に記載のコンピュータプログラム製品。
【請求項１９】
前記分析はさらに、新しい形状を前記データベースに追加する、請求項１５に記載のコンピュータプログラム製品。
【請求項２０】
前記対象設備は、プラント、工場、精製所、都市、サプライチェーン、または複合資産グループの何れかである、請求項１５に記載のコンピュータプログラム製品。
【発明の詳細な説明】
【背景技術】
【０００１】
コンピュータ支援技術は、製品設計を作成するためのソフトウェアソリューションに関係するコンピュータ支援設計（Ｃｏｍｐｕｔｅｒ−Ａｉｄｅｄ  Ｄｅｓｉｇｎ）、すなわちＣＡＤを含むことが知られている。同様に、ＣＡＥは、コンピュータ支援エンジニアリング（Ｃｏｍｐｕｔｅｒ−Ａｉｄｅｄ  Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ）の略語であり、例えば、将来の製品の物理的動作をシミュレートするためのソフトウェアソリューションに関係する。ＣＡＭは、コンピュータ支援製造（Ｃｏｍｐｕｔｅｒ−Ａｉｄｅｄ  Ｍａｎｕｆａｃｔｕｒｉｎｇ）を表し、一般的には製造のプロセスおよび動作を定義するソフトウェアソリューションを含む。
【０００２】
ＣＡＴＩＡという商標の下でダッソー・システムズ社が提供しているような、オブジェクト(または部品)もしくはオブジェクトのアセンブリの設計、または製品の形成に関する数多くのシステムおよびプログラムが、市場で提供されている。これらのＣＡＤシステムにより、ユーザは、オブジェクトまたはオブジェクトのアセンブリの複雑な３次元すなわち３Ｄモデルを構築および操作することが可能である。このように、ＣＡＤシステムは、エッジまたは線、場合によっては面を用いて、モデル化オブジェクトの表現を提供する。線またはエッジは、例えばＮＵＲＢＳ（ｎｏｎ−ｕｎｉｆｏｒｍ  ｒａｔｉｏｎａｌ  Ｂ−ｓｐｌｉｎｅ）といった様々な方法で表してよい。これらのＣＡＤシステムは、モデル化オブジェクトとして部品または部品のアセンブリを管理し、それらはほとんど幾何形状の仕様である。具体的には、ＣＡＤファイルは、幾何形状がそれをもとに生成される仕様を含み、その仕様により、順に表現を生成することが可能である。幾何形状及び表現を単一または複数のＣＡＤファイルに記憶してよい。ＣＡＤシステムには、モデル化オブジェクトを設計者に対して表すためのグラフィクツールを含む。これらのツールは複雑なオブジェクトの表示専用である。ＣＡＤシステムでオブジェクトを表すファイルの一般的なサイズは、１部品につき１メガバイトの範囲内であり、１つのアセンブリが何千もの部品を含むことがある。ＣＡＤシステムは、電子ファイルに記憶されたオブジェクトのモデルを管理する。
【０００３】
最近のプロセス設備資産（すなわち、プラント、製造設備、精製所など）は複雑で、プラントの改修により絶えず変化している。多くの場合、プラントはとても大きいので、小規模な改修は、元々プラントの設計に使用された３Ｄ ＣＡＤアプリケーションとは互換性のない低コストの２Ｄ ＣＡＤで行われるか、または元々の３Ｄ  ＣＡＤアプリケーションのタイプとは異なる３Ｄ ＣＡＤアプリケーションで行われる。設備に変更が多数加えられた後、元々の３Ｄ ＣＡＤモデルは使用できなくなる。結果として、大規模な改修および拡張のために、会社はプラントの現状図を得るために、設備のレーザスキャンをしなければならなくなる。しかし、レーザスキャンはＣＡＤアプリケーションではないため、関心領域を再設計してレーザスキャンの形式（すなわち、ポイントクラウド）を３Ｄ ＣＡＤの形式に変換するために、追加のサービスおよび費用が必要となる。
【０００４】
最新の技術には、レーザスキャンに組み込むことが可能な既存の３Ｄモデル（または画像）の部品一覧と組み合わせて、手動変換できるものが多く含まれる。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明により、（設備の）レーザスキャンデータからマッピングして、設備内のオブジェクトの形状、サイズ、および結合の順序に応じて、対応するＣＡＤモデルのオブジェクトを生成する自動化技術を提供する。実施形態により、レーザスキャンデータから設備の３Ｄ ＣＡＤモデルを取得する（再構築する）時間を早める。また、同じ仕事を成し遂げるのに必要な労働量を削減することにより時間を節約することができる。
【０００６】
一実施形態において、３Ｄコンピュータ支援設計（ＣＡＤ）モデリングのコンピュータ実装方法は、
対象設備のレーザスキャンデータを受信するステップであって、対象設備は様々な機器を有し、以前に生成された対象設備の３Ｄ ＣＡＤモデルが存在する、ステップと、
受信したレーザスキャンデータにコンピュータによる自動の分析を適用して、対象設備の３Ｄ ＣＡＤモデルを再構築するステップであって、分析は対象設備の設計論理および機器の設計論理を利用する、ステップと、
対象設備の再構築された３Ｄ ＣＡＤモデルの出力を提供するステップと
を含む。
【０００７】
出力を提供する方法は、再構築された３Ｄ ＣＡＤモデルをユーザに表示するステップを含む。
【０００８】
実施形態において、分析はルールに基づく。分析は、レーザスキャンデータを、以前に生成された３Ｄ ＣＡＤモデルを形成するＣＡＤモデルのオブジェクトにマッピングする。異なるＣＡＤモデルのオブジェクトは、設備内の異なるオブジェクトおよび機器を表す。分析のマッピングは、設備内のオブジェクトおよび機器の形状、サイズ、および結合の順序に基づいてよい。
【０００９】
分析では、レーザスキャンデータにおいて、グラフィカルオブジェクトデータベースで定義された形状を識別してよい。データベースはその形状をＣＡＤモデリングのプリミティブにマッピングする。実施形態において、分析ではさらに、新しい形状をグラフィカルオブジェクトデータベースに追加する。
【００１０】
様々な実施形態において、対象設備とは、プラント、工場、または精製所のいずれかである。他の実施形態において、本方法は、都市、サプライチェーン、他の団体、および複合資産グループのレーザスキャンデータまたは類似のデータに適用される。
【００１１】
実施形態は、前述のＣＡＤモデリングおよびＣＡＤモデルの再構築（再設計）を実装するコンピュータプログラム製品、コンピュータ装置、および／またはコンピュータシステムであってよい。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
前述は、添付図面に示すように、以下に続く本発明の例示的諸実施形態のより具体的な説明から明らかになろう。図面においては、同じ参照符号は、異なる図面にわたり同じ部分を指す。図面は必ずしも同縮尺ではなく、本発明の諸実施形態を例示するにあたり、強調されている。
【図１】本発明の実施形態の概略図である。
【図２ａ】実施形態における処理論理を示す概略図である。
【図２ｂ】実施形態における処理論理を示す概略図である。
【図２ｃ】実施形態における処理論理を示す概略図である。
【図２ｄ】実施形態における処理論理を示す概略図である。
【図３】本発明を具現化するコンピュータシステムのブロック図である。
【図４】図３のコンピュータシステムを採用するコンピュータネットワークの概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
本発明の例示的諸実施形態を以下に説明する。
【００１４】
諸実施形態では、レーザスキャンのＯＣＲ（ｏｐｔｉｃａｌ  ｃｈａｒａｃｔｅｒ  ｒｅｃｏｇｎｉｔｉｏｎ）技術に類似したレーザスキャンの再設計論理および手法を採用する。諸実施形態では、割れた瓶の破片を集め接着して修復する概念に似た論理を利用する。この手法を用いて、諸実施形態では、レーザスキャンデータからＣＡＤモデルのオブジェクトおよび所望の３Ｄ ＣＡＤモデルを自動的に作成する。
【００１５】
本発明の非限定的例示的実施形態１００は図１に示される。３Ｄ ＣＡＤ再設計ツール５０が入力としてレーザスキャンデータ２５を受信する。所与の例において、入力されたレーザスキャンデータ２５には、対象設備（プラント、精製所、工場など）のレーザスキャン画像を含む。対象設備は複数のオブジェクトから形成されている。従って、以前に生成された設備の３Ｄ ＣＡＤモデルは、設備のオブジェクトの対応する３Ｄ ＣＡＤモデルを有する。ツール５０は、再設計された各３Ｄ ＣＡＤモデル５３で表すようにしている設備のオブジェクトを識別し判定することに向けて、受信したレーザスキャンデータ２５を分析する。これを成し遂げるために、ツール５０は、以下のアルゴリズムまたは分析器１５５を採用するのが好ましい。諸実施形態において、アルゴリズムはルールに基づく。
【００１６】
この手法／アルゴリズムの諸実施形態は、レーザスキャンデータ２５において形状を自動的に識別し、識別可能な形状が作成されるまでレーザスキャンの各部分／領域に（ＣＡＤモデリングアプリケーションの）基本図形を添付するという動作を反復して試みる。「識別可能な形状」は、特に製造プロセス資産、製錬所、および化学プラントに対する既知のプロセス設備設計論理を用いて定義される。これらの形状は、ＣＡＤモデルのプリミティブの既存のグラフィカルオブジェクトデータベース１５９にマッピングするか、または、今後使用するために、データベース１５９の新しいオブジェクトにすることができる。従って、このアルゴリズム（分析器１５５）により、機器およびプロセス設備の設計論理を活用して、レーザススキャンされた形式から３Ｄ ＣＡＤモデル５３を自動的に再設計することが可能となる。
【００１７】
自動化ルールにより、この技術から生成されたルールも活用し得る今後の再設計プロジェクトおよび新しい３Ｄ ＣＡＤ設計プロジェクトで使用するための知識の獲得がさらに容易になる。要するに、オブジェクトを識別するために用いられる入力またはアルゴリズムは、場合によっては、設計ルールにおいて更新されていない設計されたオブジェクトの設計ルールおよび実際の実装形態を捉えるかもしれない。たとえば、ある組織内の既存設計ルールは、加圧された主な機器の全てが、パイプセグメントで分離された少なくとも２つのバルブを意味するダブルブロックアンドブリードのバルブ構成で囲まれ、バルブによって遮断された配水管で封じ込められるというものであるかもしれない。しかしながら、実際には、いくつかの機器の革新により、機械的には構成が異なっていても、設計論理の要件を満たし、より低圧の機器というような特定の場合にのみ考慮される単一の機器を使用することになるかもしれない。現在の技術による方法は、設計論理に対する更新を注釈として捉えるか、またはもっと悪いことに、この論理を捉える正式な機構を持ってさえいない。本発明の技術を用いて、ツール５０により、定位置にあるオブジェクトが異なることを通知し、分析器システム１５５が例外のルールを生成することが可能となる。これにより、この領域の専門家（すなわち、設計技師）が設計論理を入力し、続いて体系的に知識を獲得することが可能となる。
【００１８】
他の諸実施形態においては、分析器１５５は作業モジュール、動作部材、分析エンジン、コンピュータ実行可能コンポーネント（複数可）、デジタルプロセッサなどである（概して１５５として言及する）。
【００１９】
（１５５における）アルゴリズムの第一の動作で、プリミティブのグループから（３Ｄ ＣＡＤモデル５３の各オブジェクトによって表されることになる）明らかなオブジェクト、例えば、パイプセグメント、ドラム、ポンプ、パイプの部品、容器、バルブ、濾過塔、建造物、測定機器、扉、門／柵、柱状構造、階段、手すりなどを探す。（１５５における）別の動作で、例えば、はとめ、ねじぶた、ボルト、平面上の隆起部など、探したものから取り外すことができるオブジェクトの小さな部品を探す。不必要な形状を取り除き、３Ｄ ＣＡＤモデル５３を効果的に滑らかにした後、分析器１５５の第３ループで、再び明らかなオブジェクトのグループを探す。各ループの後、対象となる再設計される３Ｄ ＣＡＤモデルのために識別されたオブジェクトは強調表示され、レーザスキャン環境において、今後の動作／ループがより効率的になるように、分析器１５５により非アクティブにされる。
【００２０】
分析器１５５の次の動作で、例えば、取っ手、掛け金、器具部品（すなわち、圧力計金属構造）など、識別されていないオブジェクトの部品を探す。これらを、残っているであろう識別できないオブジェクトと区別するために、対象オブジェクトは、識別されたオブジェクトの部品に両端で取り付けられた連続する識別されていない部品を含む（例えば、パイプセグメントが識別されていないオブジェクトに取り付けられ、その識別されていないオブジェクトが識別されたバルブに取り付けられている）。このシナリオでは、これら２つのオブジェクトの間にあるグラフィックが、追加処理のために除去される。対象オブジェクト（ＣＡＤモデル５３の候補）の（分析器１５５による）追加処理は、先ず、サイズによってオブジェクトを分け、次に、位置および他の識別変数に基づき、より複雑な論理を追加することを含む。いくつかの実施形態におけるルールを以下に詳述する。
【００２１】
最後の反復において、分析器１５５は、例えば、円筒形、錐体、球体、立方体など、単純な幾何学的オブジェクト（ＣＡＤモデル５３の候補）を識別する。幾何学的オブジェクトを有するオブジェクトのグループを、次いで（１５５において）、形状、位置、およびグループに含まれている幾何学的オブジェクトに基づく追加のルールに従って、処理することができる。
【００２２】
最後に、残りのオブジェクトに対して、分析器１５５は、プラントの設計指針に基づく１組のルールに従って動作する。例えば、ポンプの構成設計指針は、以下のルールを適用することができる。
【００２３】
このポンプの設計指針では、高圧ポンプは、ポンプが小さな配水管バルブの両側で２つの管バルブが前後に続くよう独立のルールに従う必要があると要求する。このようなポンプの設計のために、ポンプおよびこれらのバルブのうちの３つを識別する、１５５におけるツール５０の分析／アルゴリズムは、残っているオブジェクトが、パイプセグメントおよびエルボによって分離された３つのさらなる識別されていないグループであると仮定することによって、識別されずに残っているＣＡＤモデルのオブジェクトを識別できる。
【００２４】
他の諸実施形態においては、ツール５０／分析エンジン１５５により、ユーザが３Ｄ  ＣＡＤモデル５３からオブジェクト／タグを単に選択し、それが誤ってマッピングされていると指摘することが可能となる。ツール５０／分析エンジン１５５により、ユーザが３Ｄ  ＣＡＤモデル５３に正しいオブジェクト情報を入力することも可能となる。ツール５０／分析エンジン１５５は、可能性のあるルールを生成するために、ＣＡＤモデル５３の単純な幾何学的オブジェクトの大きさの比率、オブジェクトと、先行するオブジェクト、後続のオブジェクトとの間の比率の比較を捉えることもできる。
【００２５】
いくつかの実施形態においては、ルールを自動的に追加することもできる。
例証
【００２６】
レーザスキャンにおいてＪａｖａ（登録商標）または他の類似のコードで論理ループを生成するために、（一実施形態において）分析器１５５によって用いられる論理ルールの例を以下に提示する。
【００２７】
１．可能なバルブ  ―  （レーザスキャンデータ２５における）オブジェクトの長さｌはオブジェクトの高さｈの２倍未満であり、オブジェクトの幅はオブジェクトの一方のオブジェクトに等しく、オブジェクトの両側のオブジェクトはノズルである、オブジェクトの基部は半球体より小さい球面扇形を含む。
【００２８】
図２ａ〜図２ｄに示すように、これの式の例は
Ｖ（ｌ）＜２ｘｈ
Ｖ（ｗ）＝Ｎｏｚ（ｗ）
ＳＳｖ（ｈ）≠ＳＳｖ（ｒ）  ここでは、ｈは球面扇形の高さであり、ｒは半径である。  Ｎｏｚ（ｗ）は隣接するノズルの幅、ＳＳｖ（ｈ）はバルブの球面扇形の高さ、ＳＳｖ（ｒ）はバルブの球面扇形の半径である。ここで球面扇形は、バルブの基部における球形キャップを表し、バルブの基部では常に球体の先端が（地球に向かって）下向きになっている。
【００２９】
２．ノズルで分類される可能なバルブ  ―  （レーザスキャンデータ２５における）オブジェクトの長さＬはオブジェクトの高さＨの２倍未満であり、オブジェクトの幅は両側のオブジェクトの１．５倍より小さく、両側のオブジェクトはノズルのついていないパイプである。
Ｌ＜２ｘＨ
Ｗ＜１．５  Ｎ（ｄｉａｍ）  ここでは、Ｎ（ｄｉａｍ）は、図２ｃ、図２ｄに示すように、隣接するノズルの直径である。
【００３０】
３．可能なフローエレメント  ―  （レーザスキャンデータ２５における）オブジェクトの長さはオブジェクトの高さの１．５倍未満であり、オブジェクトの高さはオブジェクトの幅の１倍から１．５倍の間であり、オブジェクトは球面扇形を含まず、オブジェクトの幅および高さは、オブジェクトの両側にある対応するオブジェクトの直径の大きさの１倍から１．５倍の間であり、両側のオブジェクトは、ノズルかパイプの何れかである。オブジェクトがノズルでない場合、これはおそらくパイプノズルと共に分類されるフローエレメントである。
【００３１】
４．可能なパイプ内フィルタ  ―  （レーザスキャンデータ２５における）オブジェクトの長さはオブジェクトの高さの２倍未満であり、オブジェクトの形状には傾いた円筒形のオブジェクトを含み、オブジェクトの前後のオブジェクトはパイプまたはノズルであり、円筒の前後のパイプセグメントオブジェクトの角度は、円筒形のオブジェクトが傾いているので円筒形のオブジェクトとは異なる（円筒は隣接しているパイプセグメントとは異なる角度である）。
【００３２】
ａ）オブジェクトグループの直前直後のパイプセグメントと異なる角度の平面上にある、２フィートより短い距離で同じ角度で分離されている、グループ内の２つの円形形状によっても識別される。
【００３３】
可能なブーツドラム（ｂｏｏｔ  ｄｒｕｍ）  ―  オブジェクトグループには、３つの半球体および２つの円筒を含み、円筒は互いに垂直である、半球体のうちの２つは、３つ目のものよりサイズが大きく、３つ目の半球体は他の２つの半球体に対して垂直である。
【００３４】
６．可能なエルボ  ―  グループの前のオブジェクトは、等しい直径のパイプセグメントであり、オブジェクトグループの前のパイプセグメントはオブジェクトグループの後のパイプセグメントと垂直である。
【００３５】
７．可能な容器  ―  オブジェクトグループには２つだけ半球体を含み、１つの半球体は上向きの球状頂部を有し、もう１つの半球体は地面に向かって下向きの球状頂部を有し、円筒形のオブジェクトがこの２つの球体を接続する。
【００３６】
オブジェクトグループをフィルタリングし識別するための論理ルールがさらに存在してもよい。
【００３７】
他の諸実施形態においては、ルール／分析エンジン１５５を３Ｄ  ＣＡＤモデリングシステムのレーザスキャンビューアに内蔵して、レーザスキャンデータ２５から３Ｄ  ＣＡＤモデル５３を自動的に投入することができる。その後、再構築された３Ｄ  ＣＡＤモデル５３は、表示モニタ上でユーザに表示され、コンピュータメモリに保存され、ＣＡＤモデリングアプリケーションにアクセス可能となる。
【００３８】
前述に従って、機器およびプロセス工学の設計ルールおよびＣＡＤモデリングのプリミティブを用いて、レーザスキャンのグラフィックから３Ｄ  ＣＡＤモデル５３を再設計することができる。ＣＡＤモデリングのプリミティブを用いて３Ｄ  ＣＡＤモデルを（割れた瓶を、破片を集めて修復するような方法で）再設計することは、これまでに達成されておらず、レーザスキャンの機器をプロセス設計と組み合わせるのは独特である。
【００３９】
図３は、本明細書ではコンピュータシステムとも称される、例示的なコンピュータ支援設計ステーション３００の概略ブロック図である。本明細書で用いるように、用語「コンピュータ支援設計ステーション」および「コンピュータシステム」は、一般に、上述のプロセスおよび／またはそれらに関係する任意の追加のプロセスを実施するために使用してよい、任意の適切なコンピューティングデバイスを指す。
【００４０】
一例示的実施形態において、コンピュータ支援設計ステーション３００には、上述のプロセスおよび／またはそれらに関係する任意の追加のプロセスを実施する１つまたは複数のプロセッサ３０２（ＣＰＵ）を含む。当然のことながら、用語「プロセッサ」は、一般に、システム、マイクロコントローラ、ＲＩＳＣ（ｒｅｄｕｃｅｄ  ｉｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ  ｓｅｔ  ｃｉｒｃｕｉｔ）、ＡＳＩＣ（ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ−ｓｐｅｃｉｆｉｃ  ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ  ｃｉｒｃｕｉｔ）、プログラム可能論理回路、および／または本明細書に記載の機能を実行することが可能な他の任意の回路もしくはプロセッサを含む、任意のプログラム可能なシステムを指す。上記の例はあくまで例示であり、用語「プロセッサ」の定義および／または意味を限定しようとするものでは決してない。
【００４１】
図１〜図２ｄで上述したプロセスおよび／またはそれらに関係する任意の追加のプロセスのステップを、例えば、システムバス３０６によってプロセッサ３０２に動作可能および／または通信可能に接続されたメモリ領域３０４のような、非一時的コンピュータ可読媒体に、コンピュータ実行可能命令として記憶してよい。本明細書で用いるように、「メモリ領域」は、一般に、ＣＡＤ再設計ツールを使用してレーザスキャンデータまたは類似のデータを自動的に分析するよう支援するために、プログラムコードおよび１つまたは複数のプロセッサによって実行可能な命令を記憶する任意の手段を指す。メモリ領域３０４には、１つまたは複数の形式のメモリを含んでよい。例えば、メモリ領域３０４には、ＲＡＭ（ｒｏｎｄｏｍ−ａｃｃｅｓｓ  ｍｅｍｏｒｙ）３０８を含んでよく、それには、不揮発性ＲＡＭ、磁気ＲＡＭ、強誘電性ＲＡＭ、および／または他の形式のＲＡＭを含むことができる。メモリ領域３０４にはまた、ＲＯＭ（ｒｅａｄ−ｏｎｌｙ  ｍｅｍｏｒｙ）３１０、および／またはフラッシュメモリ、および／またはＥＥＰＲＯＭ（ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌｌｙ−ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ  ｒｅａｄ−ｏｎｌｙ  ｍｅｍｏｒｙ）含んでもよい。ＨＤＤ（ｈａｒｄ−ｄｉｓｋ  ｄｒｉｖｅ）３１２のような他の任意の適切な磁気、光学式、および／または半導体メモリを、単体または他の形式のメモリと組み合わせて、メモリ領域３０４に含めてもよい。ＨＤＤ３１２を、プロセッサ３０２とのメッセージの送受信に使用するためのディスクコントローラ３１４に接続してもよい。さらに、メモリ領域３０４は、適切なカートリッジディスク、ＣＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ、またはＵＳＢメモリのような、取り外し可能または着脱可能なメモリ３１６であってもよく、またはそれらを含んでもよい。上記の例はあくまで例示であり、用語「メモリ領域」の定義および／または意味を限定しようとするものでは決してない。
【００４２】
コンピュータ支援設計ステーション３００にはまた、表示装置３１８を含み、表示装置３１８は表示コントローラ３２０に、例えば動作可能なように接続される。表示コントローラ３２０は、表示装置３１８によって表示するために、システムバス３０６を介してデータを受信する。表示装置３１８は、限定するものではないが、モニタ、テレビのディスプレイ、プラズマディスプレイ、ＬＣＤ（ｌｉｑｕｉｄ  ｃｒｙｓｔａｌ  ｄｉｓｐｌａｙ）、ＬＥＤ（ｌｉｇｈｔ−ｅｍｉｔｔｉｎｇ  ｄｉｏｄｅ）に基づくディスプレイ、ＯＬＥＤ（ｏｒｇａｎｉｃ  ＬＥＤ）に基づくディスプレイ、高分子ＬＥＤに基づくディスプレイ、表面伝導型電子放出素子に基づくディスプレイ、投影画像および／または反射画像を表示するディスプレイ、または他の任意の電子装置もしくは表示機構であってよい。さらに、表示装置３１８には、タッチスクリーンを、関連するタッチスクリーンコントローラとともに含んでよい。上記の例はあくまで例示であり、用語「表示装置」の定義および／または意味を限定しようとするものでは決してない。
【００４３】
加えて、コンピュータ支援設計ステーション３００には、ネットワーク（図３に示さず）との通信に使用するためのネットワークインタフェース３２２を含む。さらにコンピュータ支援設計ステーション３００には、キーボード３２４、および／または、ローラ―ボール、マウス、タッチパッドなどのようなポインティングデバイス３２６といった、１つまたは複数の入力装置を含む。入力装置は、Ｉ／Ｏ（ｉｎｐｕｔ／ｏｕｔｐｕｔ）インタフェース３２８に接続および制御され、Ｉ／Ｏインタフェース３２８はさらにシステムバス３０６に接続される。
【００４４】
表示装置３１８、キーボード３２４、ポインティングデバイス３２６、並びに、表示コントローラ３２０、ディスクコントローラ３１４、ネットワークインタフェース３２２、およびＩ／Ｏインタフェース３２８の一般的な特徴および機能性についての説明は、これらの特徴がよく知られているため、簡潔にするために本明細書では省略する。
【００４５】
図４は、上述のプロセスおよび／またはそれらに関係する任意の追加のプロセスのように、モデル化オブジェクトの再設計されたコンピュータ支援設計において使用するための、例示的システム４００の概略ブロック図である。例示的一実施形態において、メモリ領域４０２には、（対象設備のオブジェクトおよび機器の）モデル化オブジェクトデータのようなＣＡＤモデリングデータ、ＣＡＤモデリングプリミティブ、および／またはＣＡＤモデリングプリミティブに関係するグラフィカルオブジェクトデータの記憶に使用するための、１つまたは複数の記憶装置４０４を含む。以前に生成された設備の３Ｄ  ＣＡＤモデルを、再構築された３Ｄ  ＣＡＤモデル５３と同様にメモリ領域４０２に記憶してもよい。いくつかの実施形態においては、メモリ領域４０２は、サーバ４０６に接続され、サーバ４０６は次にネットワーク４１２を介して、管理システム４０８および／またはユーザシステム４１０に接続される。記憶装置４０４を、１つまたは複数のデータベースとして具現化してもよいし、単一もしくは複数の場所に配置してもよいし、または、サーバ４０６と統合してもよい。
【００４６】
認識されるように、ネットワーク４１２は、インターネット、またはＬＡＮもしくはＷＡＮのネットワークのようなプライベートネットワーク、またはそれらの任意の組み合わせであることができ、ＰＳＴＮもしくはＩＳＤＮのサブネットワークを含むこともできる。ネットワーク４１２はまた、イーサネットネットワークのように有線であることもでき、ＥＤＧＥ、３Ｇおよび４Ｇの無線セルラシステムを含むセルラネットワークのように無線であることもできる。無線ネットワークは、ＷｉＦｉ、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）、または既知である他の任意の無線形式の通信であることもできる。従ってネットワーク４１２は単に例示であって、本発明の範囲を限定するものでは決してない。
【００４７】
当業者には認識されようが、管理システム４０８および／またはユーザシステム４１０は、図３を参照して上述したもののようなコンピュータ支援設計ステーション、または既知である他の任意のコンピューティングシステムであることができる。さらに、当然のことながら、管理システム４０８および／またはユーザシステム４１０は、上述のプロセスおよび／またはそれらに関係する任意の追加のプロセスを実施するよう構成される。
【００４８】
サーバ４０６は、上述のプロセスを実行するためのコンピュータ可読命令を記憶し、これらの命令を、ネットワーク４１２を介して管理システム４０８および／またはユーザシステム４１０に提供する。さらに、サーバ４０６は必要に応じて、メモリ領域４０２からのデータを管理システム４０８およびユーザシステム４１０に提供する。このように、図４には、クラウドコンピューティング、分散コンピューティングなどを介するシステム４００の実装形態を含む。
【００４９】
モデル化オブジェクトのコンピュータ支援設計で使用するためのシステム、方法、装置、コンピュータプログラム製品、およびコンピュータ可読記憶媒体の例示的諸実施形態を、詳細に上述した。該システム、方法、装置、コンピュータプログラム製品、およびコンピュータ可読記憶媒体は、本明細書に記載の特定の諸実施形態に限定するものではなく、該方法、プログラム製品、および／または記憶媒体の動作、並びに該システムおよび／または装置のコンポーネントを、本明細書に記載の他の動作および／またはコンポーネントから独立して、別個に利用してよい。さらに記載した動作および／またはコンポーネントを、他のシステム、方法、装置、コンピュータプログラム製品、および／または記憶媒体で定義するか、それらと組み合わせて使用してもよく、本明細書に記載したシステム、方法、装置、コンピュータプログラム製品、および記憶媒体のみで実践するよう限定するものではない。
【００５０】
本明細書に記載したもののようなコンピュータまたはコンピュータシステムには、少なくとも１つのプロセッサまたは処理ユニット、およびシステムメモリを含む。コンピュータまたはコンピュータシステムは、一般的に、少なくともいくつかの形式の非一時的コンピュータ可読媒体を有する。限定でなく例として、コンピュータ可読媒体には、コンピュータ記憶媒体及び通信媒体を含む。コンピュータ記憶媒体には、コンピュータ可読命令、データ構造、プログラムモジュール、または他のデータのような情報を記憶するための、任意の方法または技術で実装された、揮発性および不揮発性、取り外し可能及び取り外し不可能な媒体を含む。通信媒体は、一般的に、コンピュータ可読命令、データ構造、プログラムモジュール、または他のデータを、搬送波または他のトランスポート機構のような変調データ信号で具現化し、また任意の情報配信媒体を含む。１つまたは複数の特徴セットを有するか、信号で情報を符号化するような方法で変更された変調データ信号については、当業者にはよく知られている。上述のうち任意のものの組み合わせもまた、コンピュータ可読媒体の範囲に含まれる。
【００５１】
上述のプロセスに使用するための例示的コンピュータ実行可能コンポーネントには、プロセッサ３０２（図３に示す）に３Ｄ  ＣＡＤモデル化オブジェクトを有する対象設備のレーザスキャン画像２５を受信させる入力コンポーネントを含むが、これだけに限るものではない。例示的コンピュータ実行可能コンポーネントには、例えばＩ／Ｏインタフェース３２８（図３に示す）を介してプロセッサ３０２にユーザ入力を受信させるインタフェースコンポーネントも含む。上述のように、ユーザ入力は、モデル化オブジェクトへの誤ったマッピングを示す、再設計された３Ｄ  ＣＡＤモデル５３におけるモデル化オブジェクトのユーザ選択、ならびに／または、３Ｄ  ＣＡＤ再設計ツール５０および分析エンジン１５５に関しておよび／もしくはそれらと共に３Ｄ  ＣＡＤモデル５３に正しいオブジェクト情報を入力するユーザ入力に関係するものであってよい。
【００５２】
さらに、例示的コンピュータ実行可能コンポーネントには、プロセッサ３０２に、対象設備のレーザスキャンデータ２５を入力として受信させ、受信したレーザスキャンデータを対象設備のＣＡＤ設計論理および機器のＣＡＤ設計論理を用いて分析させ、対象設備の３Ｄ  ＣＡＤモデル５３を自動的に再構築させるモデル再設計分析器コンポーネントを含む。諸実施形態において、モデル再設計分析器コンポーネントはまた、プロセッサ３０２に、３Ｄ  ＣＡＤモデル５３を形成しているＣＡＤモデルのオブジェクト、設備内の異なるオブジェクトおよび機器を表す異なるＣＡＤモデルのオブジェクトに、レーザスキャンデータ２５をマッピングさせる。モデル再設計分析器コンポーネントは、プロセッサ３０２に、設備のオブジェクトおよび設備内の機器の形状、サイズ、並びに結合の順序に基づき、このようなマッピングを行わせる。さらに、いくつかの実施形態において、モデル再設計分析器コンポーネントは、プロセッサ３０２に、レーザスキャンデータ２５においてグラフィカルオブジェクトデータベース１５９で定義された形状を識別させ、データベース１５９は、その形状をＣＡＤモデリングのプリミティブにマッピングする。モデル再設計分析器コンポーネントは、プロセッサ３０２に、新しい形状をグラフィカルオブジェクトデータベース１５９に追加させてもよい。
【００５３】
さらに、いくつかの実施形態において、モデル再設計分析器コンポーネントは、プロセッサ３０２に、レーザスキャンデータ２５から以下を反復して検索、識別、およびマッピングするためにルールを適用させる。以下すなわち、
３Ｄ  ＣＡＤモデル５３の各オブジェクトによって表わされるべきオブジェクト（例えば、パイプセグメント、ドラム、パイプの部品、ポンプ、容器、バルブ、濾過塔、建造物、測定機器、扉、門／柵、柱状構造、階段、手すりなど）、
小さなオブジェクトの部品（例えば、はとめ、ねじぶた、ボルト、平面上の隆起部など、
識別されたオブジェクトの部品にそれぞれ両端で取り付けられた識別されていないオブジェクトの部品、
幾何学的オブジェクト（例えば、円筒形、錐体、球体、立方体など）
である。
【００５４】
加えて、いくつかの実施形態において、モデル再設計分析器コンポーネントは、プロセッサ３０２に、プラントの設計指針に基づく１組のルールを適用させる。対象設備は、プラント、工場、精錬所、または他の処理プラントであってよい。
【００５５】
表示コンポーネントは、プロセッサ３０２に、表示装置３１８を介して、本発明のツール５０によって生成される再設計（再構築）された３Ｄ  ＣＡＤモデル５３を表示させる。対象設備の再設計された３Ｄ  ＣＡＤモデル５３のかかる表示およびそれに続く操作は、３Ｄ  ＣＡＤモデリングアプリケーションを介して行ってもよい。
【００５６】
本発明を、例示的コンピュータシステム環境に関連付けて説明したが、本発明の諸実施形態は、多数の他の汎用もしくは専用のコンピュータシステム環境またはコンピュータシステム構成でも動作可能である。コンピュータシステム環境は、本発明の如何なる態様の使用または機能性の範囲に関しても、何ら制限を示唆しようとするものではない。さらにコンピュータシステム環境は、例示的動作環境で例示したコンポーネントの何れまたは何れの組み合わせに関しても、何ら依存性または要件を有するものと解釈すべきではない。本発明の諸態様で使用するのに適した既知のコンピュータシステム、コンピュータ環境、および／またはコンピュータ構成の例には、パーソナルコンピュータ、サーバコンピュータ、ハンドヘルドまたはラップトップ型装置、マルチプロセッサシステム、マイクロプロセッサベースのシステム、セットトップボックス、プログラム可能家庭用電化製品、携帯電話、ネットワークＰＣ、ミニコンピュータ、メインフレームコンピュータ、上記システムまたは装置の何れかを含む分散コンピューティング環境などが含まれるが、それらに限らない。
【００５７】
本発明の諸実施形態を、プログラムコンポーネントまたはプログラムモジュールのような、１つまたは複数のコンピュータまたは他の装置で実行される、コンピュータ実行可能命令の一般的文脈で説明してよい。本発明の諸態様を任意の数および任意の構成のコンポーネントまたはモジュールで実装してよい。例えば、本発明の諸態様は、本明細書で図示し説明した特定の実行可能命令、または、特定のコンポーネントもしくはモジュールに限るものではない。本発明の代替の諸実施形態が、本明細書に図示し説明した機能性より多いかまたは少ない、異なるコンピュータ実行可能命令またはコンポーネントを含んでもよい。
【００５８】
本明細書に図示し説明した本発明の諸実施形態における動作の実行または実施の順序は、特に指定のない限り、必須のものではない。すなわち、動作を、特に指定のない限り
如何なる順序で実施してもよく、また本発明の諸実施形態が含む動作は、本明細書に開示したより多いかまたは少なくてもよい。例えば、ある動作の前、同時、もしくは後にある特定の別の動作を実行または実施することは、本発明の諸態様の範囲内であると考えらえる。
【００５９】
本発明の諸態様または諸実施形態の要素を示す場合の、冠詞「ａ」、「ａｎ」、「ｔｈｅ」、および「前記」は、要素が１つまたは複数存在すること意味するものである。用語「備える」、「含む」、および「有する」は、包含的であり、列挙した要素以外にさらに要素が存在する可能性があることを意味するものである。
【００６０】
本説明では、本発明を開示するため最善の方法を含む例、また、当業者の誰でも本発明を実践できるように、任意の装置またはシステムを構成および使用し、任意の具体化された方法を実施することを含む例を用いている。本発明の特許を受けることができる範囲は、請求項に定義され、当業者が思いつく他の例を含んでもよい。かかる他の例は、請求項の文字通りの言葉と異なることのない構造的要素を有するか、請求項の文字通りの言葉とほとんど違いのない等価の構造的要素有する場合には、特許請求の範囲内にあるものとする。
【００６１】
本明細書に引用した全ての特許、公開された出願、および参照の教示は、参照によりその全体が組み込まれる。
【００６２】
本発明をその例示的諸実施形態を参照して具体的に示し説明したが、当業者には当然のことながら、形式上および細部における様々な変更を、添付請求項に網羅された本発明の範囲から逸脱することなく行ってよい。
【００６３】
例えば、前述は、製造プロセス資産に対する諸実施形態の適用を説明しているが、本発明の原理は、都市、サプライチェーン、他の団体、および複合資産グループに適合する。
【図１】
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【図２ａ】
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【図２ｂ】
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【図２ｃ】
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【図２ｄ】
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【図３】
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【図４】
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