(57)【要約】 【課題】配管や配線のルーティングを効率よく行うことのできる配管経路の生成方法、線状パターン生成装置を提供することを目的とする。【解決手段】経路検討を行う処理において、エリアを均等な大きさのメッシュに分割するのではなく、障害物の近傍においてはきめ細かく、障害物から離れた部分においては、より大きなエリアに分割するようにし、配管を、サポート金具の固定対象を確保しやすい障害物の近傍に配置しつつ、サポート金具の固定対象を確保しにくい、障害物から離れた部分においては無駄な処理を抑えるようにした。また、配管を通したいノードの評価値の絶対値を大きく設定することで、そのノードを通る経路の評価を高めて、希望のノードに配管を通すことができるようにした。【選択図】図８
2007219988.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の機器等の障害物が配置されるプラント内における配管経路を生成するため、コンピュータ装置によって実行される配管経路の生成方法であって、
前記コンピュータ装置の前記プラント内の前記障害物の位置情報を記憶した機器位置情報記憶部から前記位置情報を読み出すとともに、前記配管経路の始点と終点の設定を前記コンピュータ装置の外部から受け付けた後、互いに直交する辺から形成され、前記始点と前記終点とを頂点とし、前記始点および前記終点に対する前記障害物の位置関係を示す直方体モデルを生成するモデル生成ステップと、
前記直方体モデルを複数に分割して分割エリアを生成する分割エリア生成ステップと、
前記障害物との干渉度合いに基づき、前記分割エリアのそれぞれを、前記障害物との干渉のない非干渉エリアまたは前記障害物と干渉する干渉エリアに定義づける定義ステップと、
前記非干渉エリアの頂点を結ぶことで前記始点から前記終点に至る前記配管経路を生成する経路生成ステップと、
を含み、
前記分割エリア生成ステップでは、前記干渉エリアに隣接する部分では前記分割エリアを再分割し、前記定義ステップで前記非干渉エリアまたは前記干渉エリアへの定義づけを行うことを特徴とする配管経路の生成方法。
【請求項２】
前記定義ステップでは、前記分割エリアのそれぞれにおける前記障害物との干渉度合いに基づき、前記障害物との干渉のない前記非干渉エリア、前記障害物との干渉度合いが一定以上の前記干渉エリア、前記非干渉エリアおよび前記干渉エリア以外の検討継続エリアのいずれかに前記分割エリアのそれぞれを定義づけ、
前記検討継続エリアは、前記分割エリア生成ステップにてさらに複数に分割して前記分割エリアを生成し、前記定義ステップにおける前記非干渉エリア、前記干渉エリアへの定義づけを行うことを特徴とする請求項１に記載の配管経路の生成方法。
【請求項３】
前記分割エリア生成ステップにて分割された前記分割エリアの大きさが、前記配管の半径、前記配管に巻き付ける保護材の厚さ、および前記配管を固定するためのサポート金具を設置するのに必要なクリアランスの和よりも小さくなったときに分割を中止し、前記経路生成ステップにて前記配管経路を生成することを特徴とする請求項１または２に記載の配管経路の生成方法。
【請求項４】
ノードに位置に応じて予め重み付け係数が設定され、
前記経路生成ステップでは、前記始点から前記終点に至る複数の前記配管経路があるときに、それぞれの前記配管経路上の全ての前記ノードとそれぞれの前記重み付け係数に基づいて算出される評価の高いものを最適の前記配管経路として選択することを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の配管経路の生成方法。
【請求項５】
前記経路生成ステップで生成される前記配管経路の長さ、曲がり回数のそれぞれに重み付け係数が設定され、
前記経路生成ステップでは、生成された複数の前記配管経路のそれぞれについて、前記配管経路の長さ、曲がり回数とそれぞれの重み付け係数、および前記配管経路上の全ての前記ノードとそれぞれの重み付け係数に基づいて算出される評価の高いものを最適の前記配管経路として選択することを特徴とする請求項４に記載の配管経路の生成方法。
【請求項６】
線状パターンを形成すべき２次元平面または３次元空間内に配置される障害物の位置データを格納する位置データ格納部と、
前記位置データ格納部に格納された前記障害物の位置データと、外部から入力された前記線状パターンの始点および終点に基づき、前記障害物を回避しつつ、前記始点から前記終点まで前記線状パターンを生成する線状パターン生成部と、を備え、
前記線状パターン生成部は、前記始点および前記終点に対する前記障害物の位置関係を示す長方形または直方体モデルを複数に分割して分割エリアを生成し、前記分割エリアのそれぞれを、前記障害物との干渉度合いに基づき、前記障害物との干渉のない非干渉エリアまたは前記障害物と干渉する干渉エリアに定義づけるとともに、前記干渉エリアに隣接する部分では前記分割エリアを再分割して、それぞれの再分割エリアについて前記非干渉エリアまたは前記干渉エリアへの定義づけを行い、前記非干渉エリアの頂点を結ぶことで前記始点から前記終点に至る配管経路を生成することを特徴とする線状パターン生成装置。
【請求項７】
前記線状パターンは、複数の機器等の障害物が配置されるプラント内における配管経路であることを特徴とする請求項６に記載の線状パターン生成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、プラント内における配管経路の生成方法、および配管経路等の線状パターンを生成するのに適した線状パターン生成装置等に関する。
【背景技術】
【０００２】
プラントを構築するにあたり、設計段階では、プラント内に配置される多くの機器類の間への、各種配管の経路（レイアウト）を検討する必要がある。
このような検討作業は、３次元空間内で、多くの機器類の間を縫うように配管をルーティングしなければならないため、これを設計者が手作業で行っていたのでは多大な労力を要するのは言うまでもない。
【０００３】
このため、配管の経路を自動的に作成する方法が、既に提案されている（例えば、特許文献１参照。）。提案された技術においては、プラント内の空間を、所定寸法を有したメッシュ空間で区切り、ここのメッシュ空間に障害物（プラント内に配置される機器類）が有るか否かを判断し、障害物が無いと判断されたメッシュ空間に配管を通すようにしている。
【０００４】
【特許文献１】特開２００２−２８８２５０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記したような従来の配管経路の自動作成技術には、以下に示すような問題が存在する。
まず、プラント内の空間を区切るメッシュ空間が大きすぎると、少しでもメッシュ空間内に障害物があるとそのメッシュ空間に配管を通すことができなくなるため、配管のルーティングの選択肢が少なくなってしまう。一方、メッシュ空間を小さくすると、プラント内のメッシュ空間の数が増加し、よりきめ細かい配管のルーティング検討が行える。しかしその結果、個々のメッシュ空間に障害物が有るか否かを判断する処理が、全体として膨大なものとなり、処理の負荷が高まり、検討に要する時間の増大およびコストの上昇に繋がる。
加えて、コンピュータ装置における処理面において、３次元のメッシュ空間内に障害物があるか否かを判定するのは、処理に非常に時間がかかる問題もある。
さらに、このように、メッシュ空間を用いた場合、そのメッシュ空間以下の狭い隙間を通して配管をレイアウトすることはできず、配管レイアウトが実質的に制限されることとなる。
【０００６】
上記の課題に加えて、実際に配管を行う場合、配管を、プラント機器や、プラントのフレームを構成する鉄骨、床面等にサポート金具を介して保持する必要がある。このため、配管は、これらのプラント機器や鉄骨、床面等に対し、サポート金具の寸法分だけ、一定のクリアランスを保って配置することになる。
したがって、配管経路を自動作成する際には、プラント機器や鉄骨、床面等の障害物に対し、一定のクリアランスを確保してルーティングを行う必要がある。しかしながら、従来、このような点までを考慮した配管ルーティング手法は確立されていない。
【０００７】
さらに、配管は、単に障害物を避けてルーティングできれば良いというものではなく、例えば、サポート金具の設置対象の有無等により、ユーザとしては、配管を通したい箇所、通したくない箇所等が実際には存在する。従来の配管ルーティング手法では、このような点までは考慮することができず、未だ改善の余地が多く残されている。
【０００８】
プラントにおける配管ルーティング以外にも、各種電気機器の筐体や制御ボックス内等における配線のレイアウト等においても、上記のような問題は多くが共通する。
本発明は、このような技術的課題に基づいてなされたもので、配管や配線のルーティングを高い実用性で、しかも効率よく行うことのできる配管経路の生成方法、線状パターン生成装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記のような課題を考慮してなされた本発明の配管経路の生成方法は、複数の機器等の障害物が配置されるプラント内における配管経路を生成するため、コンピュータ装置によって実行される配管経路の生成方法であって、コンピュータ装置のプラント内の障害物の位置情報を記憶した機器位置情報記憶部から位置情報を読み出すとともに、配管経路の始点と終点の設定をコンピュータ装置の外部から受け付けた後、互いに直交する辺から形成され、配管経路の始点と終点とを頂点とし、始点および終点に対する障害物の位置関係を示す直方体モデルを生成するモデル生成ステップと、直方体モデルを複数に分割して分割エリアを生成する分割エリア生成ステップと、障害物との干渉度合いに基づき、分割エリアのそれぞれを、障害物との干渉のない非干渉エリアまたは障害物と干渉する干渉エリアに定義づける定義ステップと、非干渉エリアの頂点を結ぶことで始点から終点に至る配管経路を生成する経路生成ステップと、を含み、分割エリア生成ステップでは、干渉エリアに隣接する部分では分割エリアを再分割し、定義ステップで非干渉エリアまたは干渉エリアへの定義づけを行うことを特徴とする。
このような配管経路の生成方法によれば、干渉エリアに隣接する部分で分割エリアを再分割することで、よりきめ細かい障害物との干渉度合いを検討し、この部分でのルート選択肢を増やすことができる。サポート金具によって配管を支持する対象としては、プラントの機器等の障害物を利用するのが効率的である。したがって、その障害物の近傍でルート選択肢を増やすことで、配管経路の支持までを考慮した配管経路を生成することができるのである。
【００１０】
上記のように、干渉エリアに隣接する部分で分割エリアを再分割するには、以下のようにするのが好ましい。すなわち、前記の定義ステップでは、分割エリアのそれぞれにおける障害物との干渉度合いに基づき、障害物との干渉のない非干渉エリア、障害物との干渉度合いが一定以上の干渉エリア、非干渉エリアおよび干渉エリア以外の検討継続エリアのいずれかに分割エリアのそれぞれを定義づけるようにし、検討継続エリアについては、分割エリア生成ステップにてさらに複数に分割して分割エリアを生成し、定義ステップにおける非干渉エリア、干渉エリアへの定義づけを行う。
また、分割エリア生成ステップにて分割された分割エリアの大きさが、配管の半径、配管に巻き付ける保護材の厚さ、および配管を固定するためのサポート金具を設置するのに必要なクリアランスの和よりも小さくなったときに分割を中止し、経路生成ステップにて配管経路を生成するのが好ましい。これにより、保護材を巻き付けた配管をサポート金具で支持して固定するためのクリアランスが最低限確保できる。
【００１１】
また、ノードに位置に応じて予め重み付け係数を設定しておき、経路生成ステップでは、始点から終点に至る複数の配管経路があるときに、それぞれの配管経路上の全てのノードと、それぞれのノードの重み付け係数に基づいて算出される評価の高いものを最適の配管経路として選択するのが有効である。このようにすれば、配管を固定するためのサポート金具の固定対象が確保しやすい障害物の近傍や、ユーザが希望する位置に配管をルーティングすることが可能となる。なお、ユーザが希望する位置には、点状の位置の他、線状や、エリアとすることもできる。
さらに、経路生成ステップで生成される配管経路の長さ、曲がり回数のそれぞれに重み付け係数を設定しておき、経路生成ステップでは、生成された複数の配管経路のそれぞれについて、配管経路の長さ、曲がり回数とそれぞれの重み付け係数、および配管経路上の全てのノードとそれぞれの重み付け係数に基づいて算出される評価の高いものを最適の配管経路として選択することもできる。これにより、重み付け係数の絶対値が大きい項目が、最適の配管経路選択の際に重視されることになる。このとき、重み付け係数の設定を適宜変更することで、配管経路の長さ、曲がり回数、配管を通す位置等、重視する項目を変えることができる。
【００１２】
本発明の線状パターン生成装置は、線状パターンを形成すべき２次元平面または３次元空間内に配置される障害物の位置データを格納する位置データ格納部と、位置データ格納部に格納された障害物の位置データと、外部から入力された線状パターンの始点および終点に基づき、障害物を回避しつつ、始点から終点まで線状パターンを生成する線状パターン生成部と、を備え、線状パターン生成部は、始点および終点に対する障害物の位置関係を示す長方形（２次元平面の場合）または直方体（３次元空間の場合）モデルを複数に分割して分割エリアを生成し、分割エリアのそれぞれを、障害物との干渉度合いに基づき、障害物との干渉のない非干渉エリアまたは障害物と干渉する干渉エリアに定義づけるとともに、干渉エリアに隣接する部分では分割エリアを再分割して、それぞれの再分割エリアについて非干渉エリアまたは干渉エリアへの定義づけを行い、非干渉エリアの頂点を結ぶことで始点から終点に至る配管経路を生成することを特徴とする。
このような線状パターン生成装置は、線状パターンとして、複数の機器等の障害物が配置されるプラント内における配管経路を取り扱うことができる。この他、各種の配線や、基板上の配線パターン等のルーティングにも、本発明の線状パターン生成装置を用いることができる。
【００１３】
また、本発明は、複数の機器が配置されるプラント内における配管経路を生成するため、コンピュータ装置によって実行されるコンピュータプログラムの形態とすることもできる。これには、上記本発明の配管経路の生成方法を実現するような処理をコンピュータ装置に実行させるためのコンピュータプログラムとすれば良い。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、プラント内における配管経路や、配管や配線等の線状パターンを、所望の位置においては詳細に検討を行いつつ優先的に配置し、それ以外の部分においては無駄な検討処理を抑え、全体としての処理負荷の増大を抑えつつ、効率の良いルーティング設定を行うことが可能となっている。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、添付図面に示す実施の形態に基づいてこの発明を詳細に説明する。
図１に示すように、自動配管ルーティングシステム（線状パターン生成装置）１０は、所定のコンピュータプログラムに基づいてＣＰＵやメモリ等が協働して処理を行うコンピュータ装置によって実現されるものであり、実際にはＣＡＤシステムの一部の機能として、あるいはＣＡＤシステムのデータを利用するコンピュータプログラムを実行することで発現する機能とされるのが好ましい。
【００１６】
この自動配管ルーティングシステム１０は、ＣＡＤシステムを用いて設計された、検討対象となるプラントにおける機器類の設計レイアウトデータを格納した設計データ格納部（機器位置情報記憶部、位置データ格納部）１１と、配管に用いる配管部材の寸法に関するデータを格納した配管データ格納部１２と、配管ルーティングを実行する配管ルーティング実行部（線状パターン生成部）１３とを備えている。
配管データ格納部１２には、配管に用いる配管部材として、直線状に延びたストレート管や、９０°に配管経路を折曲させるエルボ管等の管径ｄ、これらストレート管やエルボ管に巻きつける保護材の厚さｔ、配管を支持するサポート金具を設けるのに必要なクリアランスｃ、エルボ管の寸法ｆなどの寸法のデータが格納されている。
【００１７】
配管ルーティング実行部１３は、設計データ格納部１１に格納された機器類の設計レイアウトデータと、配管データ格納部１２に格納された配管部材の寸法に関するデータとに基づき、配管のルーティングを行うため、図２に示すような処理を実行する。
まず、オペレータがコンピュータ装置（自動配管ルーティングシステム１０）を操作することで所定のプログラムを起動させ、さらに配管ルーティングを行うべき検討対象となるプラントを選択・指定するための操作を行う（ステップＳ１０１）。
【００１８】
自動配管ルーティングシステム１０では、この操作を受け付けると、設計データ格納部１１に格納された設計レイアウトデータに基づき、検討対象となるプラント内における機器類のレイアウトを３次元モデルに展開する（ステップＳ１０２）。
【００１９】
次いで、図３に示すように、配管のルーティングを行う始点Ｓと終点Ｇを設定する（ステップＳ１０３）。これは、展開された３次元モデルをモニターに画像表示し、オペレータが、マウス等の外部入力手段を用い、表示された画像上で指定しても良いし、設計レイアウトデータに予め始点Ｓ、終点Ｇの位置データが含まれている場合には、これを用いても良い。
【００２０】
また、オペレータは、配管の経由点Ｊを設定することができる。配管を優先的に配置したい部位がある場合に、この設定を行うのである。例えば、配管を支持するためのサポート金具を固定するために、プラント機器や鉄骨、床面等の障害物の近傍に配管を配置したい場合、他の配管等とまとめて配置したい場合、配管ダクト内に配置したい場合、等である。これらの場合、配管を優先的に配置したい位置を経由点Ｊとして設定する。このとき、経由点Ｊは複数設定することも可能である。
【００２１】
始点Ｓ、終点Ｇ、経由点Ｊの設定を受け付けた自動配管ルーティングシステム１０では、以下の処理を自動的に実行する。
まず、図３（ａ）に示すように、始点Ｓ、終点Ｇを頂点とする直方体モデル（直方体）Ｍ１を生成する（ステップＳ１０４）。
そして、図３（ｂ）に示すように、直方体モデルＭ１において互いに直交する３辺の中点を設定し、それぞれの辺に直交し、かつその辺の中点を通る面Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３で、直方体モデルＭ１を８つの直方体に分割する分割処理を行う。加えて、直方体の３辺それぞれの比が、予め定めた設定値以下でない場合は、長い辺が２等分となるように分割する（ステップＳ１０５）。
【００２２】
分割された８つの直方体のそれぞれを探索エリアＰ１〜Ｐ８とし、探索エリアＰ１〜Ｐ８のそれぞれについて、機器類等の障害物との干渉率（体積比）を計算する（ステップＳ１０７）。この干渉計算処理は、ＣＡＤシステムに通常備えられている機能を用いることができる。
【００２３】
干渉計算処理の結果、干渉率が０％であれば、「非干渉エリア」、干渉率が１００％であれば「干渉エリア」とする。さらに、干渉率が、予め設定したしきい値、例えば７０％を上回るか否かを判断する。その結果、干渉率がしきい値を上回る場合は「干渉エリア」と判定し、しきい値を下回る場合には、「探索続行エリア」と判定する(ステップＳ１０８)。その判定結果は、探索エリアＰ１〜Ｐ８のそれぞれに関連付けられ、自動配管ルーティングシステム１０のメモリ等に一時的に格納される。
【００２４】
上記のステップＳ１０７の干渉判定処理の結果、「探索続行エリア」と判定されたエリアがある場合、その探索続行エリア、例えば探索続行エリアＰ４については、上記のステップＳ１０５〜Ｓ１０８を繰り返す（ステップＳ１０９）。
すなわち、図３（ｃ）に示すように、探索エリアＰ４を８つの探索エリアＰ４１〜Ｐ４８に分割し、探索エリアＰ４１〜Ｐ４８のそれぞれについて、障害物との干渉率を計算し、「非干渉エリア」、「干渉エリア」、「探索続行エリア」のいずれであるかを判定するのである。
【００２５】
この後も、「探索続行エリア」と判定された探索エリアについては、「探索続行エリア」が存在しなくなるまで、上記のステップＳ１０５〜Ｓ１０８を順次繰り返し、「探索続行エリア」が存在しなくなった時点で探索を終了する。また、それ以前であっても、ステップＳ１０５で分割された探索エリアのうち、探索続行エリア、もしくは、干渉エリアに隣接するエリアの直方体の３辺のうち、最も短い辺の長さが、図４（ａ）に示すように、（配管２０の管径ｄ／２＋保護材２１の厚さｔ＋クリアランスｃ）よりも小さくなった時点で、探索を終了する（ステップＳ１０６）。これは、配管２０を設置するときに最低限必要な間隔を障害物に対して確保するためである。
また、ステップＳ１０５で分割された探索エリアを構成する直方体の３辺のうち、最も短い辺の長さが、図４（ｂ）に示すように、（エルボ管２０Ｌの寸法ｆ×２）よりも小さくなった時点でも、探索を終了する（ステップＳ１０６）。エルボ管２０Ｌどうしを直接接続し、配管２０の折曲を連続させてクランク状やＵ字状に配置する場合、最低限、（エルボ管２０Ｌの寸法ｆ×２）の間隔が必要だからである。
【００２６】
次いで、「干渉エリア」に隣接する「干渉エリア」以外のエリアについては、上記ステップＳ１０５〜Ｓ１０９の分割処理、干渉計算処理、干渉判定処理を繰り返していく（ステップＳ１１０）。このときも、分割処理は、「探索続行エリア」が存在しなくなるまで、あるいは分割されたエリアを構成する直方体の大きさが前記の規定よりも小さくなるまで繰り返して行う。
このようにして、「干渉エリア」に隣接する部分において、重点的にエリアを分割して検討を行うことで、「干渉エリア」、すなわちプラント機器や鉄骨、床面等の障害物の近傍においての経路選択肢を増やすことができる。これにより、配管経路をこれらの障害物のなるべく近傍に沿わせることが可能となり、これらの障害物を、配管を支持するためのサポート金具を固定する対象として利用しやすくなる。
【００２７】
この後、「干渉エリア」の外縁部を形成する頂点以外の全ての頂点を「ノード」として取得し、「干渉エリア」の外縁部を形成する辺以外の全ての辺を「アーク」として取得する。
そして、取得した「ノード」のそれぞれについて、評価値ｎｉの設定を行う（ステップＳ１１１）。ここで、評価値ｎｉとは、「ノード」の重み付けのために予め設定されたもので、例えば、
「干渉エリア」に隣接する「ノード」にはｎｉ：−５、
ステップＳ１０３で設定した経由点Ｊと合致する「ノード」には、ｎｉ：−２０、
経由点Ｊから直線上に位置する「ノード」には、ｎｉ：−２０、
等と設定する。
【００２８】
次いで、これら「ノード」、「アーク」とから、ダイクストラ手法、横型探索等のグラフ理論を適用し、始点Ｓ〜経由点Ｊ〜終点Ｇへと至る経路を求める。このとき、候補となる経路は複数求められるが、個々の経路について、評価式を用い、評価値ｎｉを勘案した評価を行い、最適経路を求める（ステップＳ１１２）。
評価式Ｆとしては、例えば以下のようなものを用いることができる。
Ｆ＝ｗ１×Ｌｉ＋ｗ２×ｒｉ＋ｗ３×ｎｉ
ここで、ｗ１、ｗ２、ｗ３は事前に設定した重み付け係数、Ｌｉは「アーク」の和によって求めることのできる経路（配管経路）の全長、ｒｉは配管の曲がり回数、ｎｉは前記の「ノード」評価値である。このとき、評価式の第３項のｗ３×ｎｉは、経路上に存在する、評価値ｎｉが設定された全ての「ノード」についての総和である。
【００２９】
上記のような評価式Ｆの算出値により、最も評価が高い（上記の評価式Ｆの場合、算出が小さいほど評価が高い）経路を、最適経路として決定する（ステップＳ１１３）。
上記の評価式Ｆを用いることにより、経路の全長Ｌｉをなるべく短く、経路の曲がり回数ｒｉをなるべく少なく、また評価値ｎｉの絶対値のなるべく大きなノードを通るような経路を最適経路として決定することができる。このとき、経路の全長Ｌｉ、経路の曲がり回数ｒｉ、また評価値ｎｉの絶対値の大きなノード、については、重み付け係数ｗ１、ｗ２、ｗ３の設定により、重視する項目を適宜設定することができる。
また、配管を通したいノードの評価値ｎｉの絶対値を大きく設定することで、そのノードを通る経路の評価式Ｆにおける評価を高めることができるので、希望のノードに配管を通すことが可能となる。
【００３０】
加えて、経路検討を行う処理において、エリアを均等な大きさのメッシュに分割するのではなく、障害物の近傍においてはきめ細かく、障害物から離れた部分においては、より大きなエリアに分割するようにしたので、配管を、サポート金具の固定対象を確保しやすい障害物の近傍に配置しつつ、サポート金具の固定対象を確保しにくい、障害物から離れた部分においては無駄な処理を抑え、全体としての処理負荷の増大を抑えつつ、効率の良い配管経路の設定を行うことが可能となっている。
【００３１】
さらに、分割したエリアの大きさを、配管の管径ｄ／２、保護材の厚さｔ、クリアランスｃの和よりも大きくすることで、配管に保護材を巻き付け、さらにサポート金具を設けるためのクリアランスを確保した距離に、配管経路を設定することができる。
このようにして、従来よりも、きめ細やかに配管経路を検討しつつ、ユーザの希望に応じた部位に配管を配置することが可能となるのである。
【００３２】
以下は、上記のような配管手法を適用した場合の検討例である。
ここでは、図５（ａ）に示すような検討モデルＭ２となるエリアに対する配管ルーティングを検討する。なおここでは、説明の簡略化のため、３次元ではなく２次元平面のモデルを用いて説明を行う。
検討モデルＭ２のサイズは、縦１６０（検討モデルのため単位は任意）、横３２０、図５（ａ）の左下の隅部に障害物１００が存在している。
【００３３】
このような検討モデルＭ２において、図５（ａ）の左上の隅部を始点Ｓ、右下の隅部を終点Ｇとし、前記したような処理によりエリアの分割処理、干渉率計算処理、干渉判定処理を行っていくと、まず、一回目のステップＳ１０５では、図５（ｂ）に示すようにエリア分割がなされる。その後、２回目の分割処理では図６（ａ）のように、３回目の分割処理では図６（ｂ）のように、４回目の分割処理では図７（ａ）のように、５回目の分割処理では図７（ｂ）のようにエリア分割がなされる。このとき、ステップＳ１０５における分割後の分割エリアの最小規定サイズは、縦横各辺とも１０とした。
その結果、図７（ｂ）に示すようにエリア分割がなされた。
ここで、ステップＳ１１１にて、図８に示すように「干渉エリア」に隣接するノードに対し、ノードの評価値ｎｉをｎｉ：−５と設定し、評価式Ｆによる評価を行った。このとき、重み付け係数ｗ１、ｗ２、ｗ３は、ｗ１：１、ｗ２：５０、ｗ３：２とした。
【００３４】
すると、始点Ｓから終点Ｇへと最小の折曲回数で到達する経路（Ａ）においては、
経路の長さＬｉ：４８０、
曲がり回数ｒｉ：１、
ノード評価値ｎｉ：０が３箇所、
であるため、評価式Ｆの算出値は、Ｆ＝５３０となる。
一方、始点Ｓから障害物１００の近傍を、干渉エリアに隣接するノードを通って終点Ｇへと至る経路（Ｂ）においては、
経路の長さＬｉ：４８０、
曲がり回数ｒｉ：３、
ノード評価値ｎｉ：０が３箇所、−５が１７箇所、
であり、評価式Ｆの算出値は、Ｆ＝４６０となる。
したがって、経路（Ｂ）の算出値が低く、経路としての評価が高くなるため、配管経路としては、経路（Ｂ）が選択される。
【００３５】
一方、ノード評価値ｎｉの概念を用いずに、評価式Ｆによる評価を行う（第３項を省略する）と、経路（Ｂ）は６３０となり、経路（Ｂ）は選択されず、全経路の中で算出値がもっとも低い経路（Ａ）が選択されてしまうことになる。
【００３６】
このように、上記配管ルーティング手法を用いることで、サポート金具の固定対象を確保しやすい障害物１００に近い位置に配管を配置することができることが確認された。
【００３７】
ところで、上記実施の形態では、ステップＳ１０３において、希望の経由点Ｊを設定できるようにしたが、経由「点」ではなく、図９（ａ）に示すように、経由線ＪＬを設定しての配管ルーティングも可能である。これは、例えば、障害物１００に平行に配管を配置したい場合、先行して経路を設定した他の配管と平行に別の配管を配置したい場合等に用いると有効である。
これには、経由線ＪＬを、その始点と終点の指定、あるいは始点と方向の指定、始点と方向、線分の長さの指定等によってステップＳ１０３で指定する。
そして、ステップＳ１０５の分割処理では、図９（ａ）に示すように、この経由線ＪＬを含む面によってのみ、エリア分割を行うこともできる。すなわち、直方体モデルの場合、分割する面は上記実施例における互いに直交した３面ではなく、互いに直交し、かつ経由線ＪＬを含む２面でエリア分割を行うことになる。他は、図２の処理と同様である。このようにすると、図９（ｂ）に示すように、図２に示した手法において、経由線ＪＬの始点、終点において、経由線ＪＬに直交する方向の分割は行った場合に比較し、分割後のエリアの個数が少なくなり、その処理量を軽減することが可能となる。
分割後は、経由線ＪＬを含む「アーク」の両端の「ノード」に対し、評価値ｎｉを例えばｎｉ：−５と設定し、他の「ノード」はｎｉ：０と設定することで、評価式Ｆにおける評価によって、経由線ＪＬを通る経路を選択することが可能となる。
【００３８】
さらに、経由「エリア」を設定しての配管ルーティングも可能である。これは、例えば、配管ダクト内に配管を優先的に配置したい場合等に有効である。
この場合、基本的には図２に示した上記実施の形態における処理と同様の処理を行うが、ステップＳ１０３では、経由エリアＪＡの設定を、自動配管ルーティングシステム１０を構成するコンピュータ装置における入力手段であるマウスのドラッグ操作等によって行う。
そして、図１０に示すように、ステップＳ１０３の後に、設定した経由エリアＪＡに関し、前記と同様にして分割処理、干渉率計算処理、干渉判定処理を行っていく。これにより、配管ダクト（経由エリアＪＡ）内に先行してルーティングした配管経路がある場合等に、これとの干渉を避けつつ、サポート金具の固定対象を確保し、さらに、配管ダクトの内周面や他の配管との間に、保護材の厚さｔやサポート金具を設けるためのクリアランスｃ等を確保して配管経路を設定することが可能となる。
【００３９】
また、経由エリアＪＡを構成する各辺、および経由エリアＪＡ内で分割されたエリアの分割線（面）を外方に延長し、経由エリアＪＡに隣接した部分も分割する。これにより、経由エリアＪＡの外部から内部に配管を導く経路を設定できる。
【００４０】
そして、評価式Ｆで評価を行うときには、経由エリアＪＡ内のノードの評価値ｎｉを例えばｎｉ：−５とし、評価を行うことで、経由エリアＪＡ内への配管経路の設定が可能となる。なお、図１０は、２次元的な図示となっているが、実際には３次元モデルにおけるルーティング検討処理であるのは言うまでもない。
【００４１】
なお、上記実施の形態においては、直方体状の空間を対象に配管ルーティングの検討を行う例を挙げたが、もちろん、実際の設備等に応じた形状での検討を行えばよい。
また、本実施の形態では、プラント内における配管ルーティングに本発明を適用する構成としたが、これに限るものではなく、平面あるいは３次元空間内で、電気配線、基板上の配線パターン等、管状あるいは線状の構成要素をルーティングする場合にも、本発明を有効に適用することができる。
これ以外にも、本発明の主旨を逸脱しない限り、上記実施の形態で挙げた構成を取捨選択したり、他の構成に適宜変更することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】本実施の形態における自動配管ルーティングシステムの構成を示す図である。
【図２】配管ルーティングを行うための処理の流れを示す図である。
【図３】始点および終点を頂点とする直方体を仮想的に形成し、分割していく様子を示す斜視図である。
【図４】（ａ）は保護材を巻き付けた配管を示す断面図、（ｂ）はエルボ管の寸法を示す図である。
【図５】配管ルーティングの流れに沿って、直方体モデルを分割していくときの流れを示すための図である。
【図６】図５に続いて直方体モデルを分割していくときの流れを示すための図である。
【図７】図６に続いて直方体モデルを分割していくときの流れを示すための図である。
【図８】分割が完了した後に取得したノードを示す図である。
【図９】線状の部位を経由させる場合の分割の様子を示すための図である。
【図１０】エリア状の部位を経由させる場合の分割の様子を示すための図である。
【符号の説明】
【００４３】
１０…自動配管ルーティングシステム（線状パターン生成装置）、１１…設計データ格納部（機器位置情報記憶部、位置データ格納部）、１３…配管ルーティング実行部（線状パターン生成部）、１００…障害物
【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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