JP 2022-135511 A 2022.9.15(12)公開特許公報(A)(19)日本国特許庁(JP)(43)公開日(51)国際特許分類
Ｇ０６Ｆ
30/18 (2020.01)
Ｇ０６Ｆ
30/10 (2020.01)
Ｇ０６Ｆ
16/28 (2019.01)

ＦＩ
Ｇ０６Ｆ
Ｇ０６Ｆ
Ｇ０６Ｆ
Ｇ０６Ｆ

17/50
17/50
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16/28

審査請求
(21)出願番号

特願2021-35363(P2021-35363)(22)出願日

令和3年3月5日(2021.3.5)

未請求(71)出願人(11)公開番号
特開2022-135511(P2022-135511A)
令和4年9月15日(2022.9.15)
テーマコード（参考）
５Ｂ０４６
５Ｂ１４６
５Ｂ１７５

６５０Ｃ
６１４Ｄ
６１０Ａ

請求項の数

17

ＯＬ

（全20頁）

501204525
国立研究開発法人 海上・港湾・航空技術研究所
東京都三鷹市新川６丁目３８番１号(71)出願人

502116922
ジャパンマリンユナイテッド株式会社
神奈川県横浜市西区みなとみらい四丁目
４番２号(74)代理人

100098545
弁理士(74)代理人

弁理士(72)発明者

阿部 伸一

100189717
太田 貴章

谷口 智之
東京都三鷹市新川６丁目３８番１号 国立研究開発法人 海上・港湾・航空技術

最終頁に続く(54)【発明の名称】

配管設計不具合の検出方法、検出プログラム、過去配管設計不具合データベースの構築方
法、構築プログラム、及び配管設計不具合の検出システム(57)【要約】【課題】配管の繋がりや配管合流地点における流れの向きの不具合を迅速に検出する配管設計不具合の検出方法、検出プログラム、過去配管設計不具合データベースの構築方法、構築プログラム、及び配管設計不具合の検出システムを提供すること。
【解決手段】配管の設計に関連した設計ＣＡＤデータを取得するステップＳ１と、配管の系統図データを取得するステップＳ２と、設計ＣＡＤデータと系統図データに基づいて有向グラフに変換するステップＳ３と、過去の10

不具合グラフを過去配管設計不具合データベース２０から取得するステップＳ４と、取得した過去の不具合グラフに対して、有向グラフの部分グラフ同型による候補群を生成するステップＳ５と、候補群と過去の不具合グラ
フの類似度を計算するステップＳ６と、類似度の順に候補群と過去の不具合グラフを並べランキングを提示する
ステップＳ７とを備える。
【選択図】図１20

(2)JP 2022-135511 A 2022.9.15【特許請求の範囲】【請求項１】
配管の設計不具合を過去の不具合を参照して検出する方法であって、前記配管の設計に関連した設計ＣＡＤデータを取得するＣＡＤデータ取得ステップと、
前記配管の系統図データを取得する系統図データ取得ステップと、
前記設計ＣＡＤデータと前記系統図データに基づいて有向グラフに変換する有向グラフ変換ステップと、過去の不具合グラフを過去配管設計不具合データベースから取得する不具合情報取得ステップと、取得した前記過去の不具合グラフに対して、前記有向グラフの部分グラフ同型による候補

10

群を生成する候補群生成ステップと、
前記候補群と前記過去の不具合グラフの類似度を計算する類似度計算ステップと、
前記類似度の順に前記候補群と前記過去の不具合グラフを並べランキングを提示するラン
キング提示ステップとを備えたことを特徴とする配管設計不具合の検出方法。
【請求項２】
前記設計ＣＡＤデータには、ライン形式で表現された配管データと形状パーツの最小の直方体の座標値が含まれ、前記系統図データには、前記配管の流れのスタートとゴールの条件が含まれていることを特徴とする請求項１に記載の配管設計不具合の検出方法。
【請求項３】
前記有向グラフ変換ステップは、前記ライン形式の前記配管データと前記直方体の前記

20

座標値のデータよりグラフのノードを定義し、前記ライン形式で表現された前記配管デー
タから前記ノード間をつなぐエッジを定義する定義ステップと、前記ノードを縮約する縮約ステップと、前記スタートと前記ゴールの条件に基づいて前記ノードを検索し、最短経路と前記流れの向きを付与して前記有向グラフを構築する有向グラフ構築ステップを有することを特徴とする請求項２に記載の配管設計不具合の検出方法。
【請求項４】
前記縮約ステップは、全部の前記ノードであらわされる点群に対して、指定する半径の範囲を考慮して前記ノードを縮約する第一縮約ステップと、前記直方体の内部の他点を考慮して前記形状パーツの前記ノードと、前記内部の他点ノードを１つに縮約する第二縮約ステップを有することを特徴とする請求項３に記載の配管設計不具合の検出方法。

30【請求項５】
前記ランキング提示ステップにおける前記ランキングとして提示された前記過去の不具合グラフに基づいて、前記配管の前記設計不具合を修正することを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の配管設計不具合の検出方法。
【請求項６】
配管の設計不具合を過去の不具合を参照して検出するプログラムであって、コンピュー
タに、請求項１から請求項４のいずれか１項の配管設計不具合の検出方法における、前記
ＣＡＤデータ取得ステップと、前記系統図データ取得ステップと、前記有向グラフ変換ス
テップと、前記不具合情報取得ステップと、前記候補群生成ステップと、前記類似度計算
ステップと、前記ランキング提示ステップとを実行させることを特徴とする配管設計不具

40

合の検出プログラム。
【請求項７】
過去の配管の設計不具合をデータベースとして構築する方法であって、前記過去の配管の前記設計不具合の情報を入手する設計不具合情報入手ステップと、
前記過去の配管の前記設計不具合に関連した過去設計ＣＡＤデータを取得する過去ＣＡＤ
データ取得ステップと、
前記過去の配管の前記設計不具合に関連した過去系統図データを取得する過去系統図デー
タ取得ステップと、
前記過去設計ＣＡＤデータと前記過去系統図データに基づいて前記過去の配管の前記設計不具合を有向グラフに変換する過去設計有向グラフ変換ステップと、

50

(3)

JP 2022-135511 A 2022.9.15

前記有向グラフ化された前記設計不具合を過去の不具合グラフとして、過去配管設計不具
合データベースに格納する格納ステップとを備えたことを特徴とする過去配管設計不具合
データベースの構築方法。
【請求項８】
前記過去設計ＣＡＤデータには、ライン形式で表現された配管データと形状パーツの最小の直方体の座標値が含まれ、前記過去系統図データには、前記過去の配管の流れのスタ
ートとゴールの条件が含まれていることを特徴とする請求項７に記載の過去配管設計不具
合データベースの構築方法。
【請求項９】
前記過去設計有向グラフ変換ステップは、前記ライン形式の前記配管データと前記直方

10体の前記座標値のデータよりグラフのノードを定義し、前記ライン形式で表現された前記配管データから前記ノード間をつなぐエッジを定義する定義ステップと、前記ノードを縮約する縮約ステップと、前記スタートと前記ゴールの条件に基づいて前記ノードを検索し、最短経路と前記流れの向きを付与して有向グラフを構築する有向グラフ構築ステップを有することを特徴とする請求項８に記載の過去配管設計不具合データベースの構築方法。
【請求項１０】
前記縮約ステップは、全部の前記ノードであらわされる点群に対して、指定する半径の範囲を考慮して前記ノードを縮約する第一縮約ステップと、前記直方体の内部の他点を考慮して前記形状パーツの前記ノードと、前記内部の他点ノードを１つに縮約する第二縮約ステップを有することを特徴とする請求項９に記載の過去配管設計不具合データベースの

20

構築方法。
【請求項１１】
過去の配管の設計不具合をデータベースとして構築するプログラムであって、コンピュータに、請求項７から請求項１０のいずれか１項に記載の過去配管設計不具合データベースの構築方法における、前記設計不具合情報入手ステップと、前記過去ＣＡＤデータ取得
ステップと、前記過去系統図データ取得ステップと、前記過去設計有向グラフ変換ステッ
プと、前記格納ステップとを実行させることを特徴とする過去配管設計不具合データベー
スの構築プログラム。
【請求項１２】配管の設計不具合を過去の不具合を参照して検出する検出システムであって、ＣＡＤシ

30

ステムを利用して前記配管の設計を行う設計手段と、過去の配管設計の不具合情報を過去の不具合グラフとして格納した過去配管設計不具合データベースと、前記設計手段で設計された前記配管の設計ＣＡＤデータと系統図データを取得する設計情報取得部、過去配管
設計不具合データベースの前記過去の配管設計の前記不具合情報を取得する過去不具合情報取得部、前記設計ＣＡＤデータと前記系統図データを有向グラフに変換し前記過去の配管設計の前記不具合情報との類似度を計算しランキングを計算する類似検索部、及び前記ランキングを提示する結果提示部を有した不具合検出手段とを備えたことを特徴とする配管設計不具合の検出システム。
【請求項１３】
前記類似検索部は、有向グラフ変換部と、候補群生成部と、類似度計算部と、ランキン

40

グ計算部を有することを特徴とする請求項１２に記載の配管設計不具合の検出システム。
【請求項１４】
前記過去配管設計不具合データベースは、請求項７から請求項１０のいずれか１項に記
載の過去配管設計不具合データベースの構築方法に基づいて構築されたものであることを特徴とする請求項１２又は請求項１３に記載の配管設計不具合の検出システム。
【請求項１５】
前記不具合検出手段は、請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の配管設計不具合の検出方法で利用されるものであることを特徴とする請求項１２から請求項１４のいずれか１項に記載の配管設計不具合の検出システム。
【請求項１６】50

(4)JP 2022-135511 A 2022.9.15

前記結果提示部の前記ランキングを、関連情報を含めて前記設計手段に表示することを特徴とする請求項１２から請求項１５のいずれか１項に記載の配管設計不具合の検出シス
テム。
【請求項１７】
前記設計手段と、前記過去配管設計不具合データベースと、不具合検出手段とを任意に組み合わせ情報通信網を利用して情報の連係を行うことを特徴とする請求項１２から請求
項１６のいずれか１項に記載の配管設計不具合の検出システム。
【発明の詳細な説明】【技術分野】【０００１】

10

本発明は、配管の設計不具合を過去の不具合を参照して検出する配管設計不具合の検出
方法、検出プログラム、過去配管設計不具合データベースの構築方法、構築プログラム、及び配管設計不具合の検出システムに関する。
【背景技術】【０００２】
近年、設計のリードタイムは短縮傾向にあり、設計業務における自動化の重要性が高まっている。特に造船のような多品種少量生産では新規設計も多い。さらに艤装品である配管設計などは船殻設計に比べて後回しになることが多く、喫緊の課題である。一方で、自動干渉チェックなどの一部の自動化機能はＣＡＤの機能として充実してきている。
【０００３】

20

ここで、特許文献１には、複数階からなるプラントの機器配置設計を３次元ＣＡＤにより３次元的に行うプラント機器配置設計システムであって、プラントを構成する機器の３次元空間上の位置を予め定めた基準配置ルールデータベースを備え、演算処理装置にプラント出力、各階の高さ、機器構成および建屋寸法等のプラント基本計画情報を入力し、プラント基本計画情報に含まれる標準的な構造材の情報をもとに３次元空間上に基準となる座標系を設定し、配置ルールに沿って、機器・配管・通路および各階毎床の仮想空間を座標系上に機器配置位置として設置して機器配置設計を行うことが開示されている。
また、特許文献２には、建築設備システムを設計するシステムであって、少なくとも１
つのコンピュータプログラムを実行するように動作する少なくとも１つのプロセッサーと、少なくとも１つのプロセッサーに接続され、複数のデータセットを受け取るように動作30する少なくとも１つのユーザインターフェースであって、複数のデータセットは、少なくとも１つの建築設備システムの複数の構成要素デバイスの位置を有する第１のデータセッ
トと、複数の構成要素デバイスの少なくとも１つに関連付けられた少なくとも１つの動作パラメータを有する第２のデータセットとを有するものである、少なくとも１つのユーザ
インターフェースとを有し、少なくとも１つのコンピュータプログラムは、複数のデータセットを使用して、複数の設計解を生成し、複数の設計解の各々は、複数の構成要素デバ
イス間の相互接続の配列を有するものであり、少なくとも１つのコンピュータプログラム
は、複数の設計解の各々に関連付けられた建設費を決定するように動作することが開示されている。
また、特許文献３には、制御によって開閉可能な複数の電磁弁を含む複数の弁と、複数40の配管とを有し、複数の配管の各配管が弁どうしを接続することで複数の配管がメッシュ状に配置され、流体が流入するメッシュ配管回路のモデルである配管モデルを、入力されたメッシュ粗さに基づいて作成し、作成した配管モデルと、メッシュ配管回路を使用する
工場のモデルを示す工場レイアウトモデルとを組み合わせることにより、メッシュ配管回路を備える工場のモデルであり、シミュレーション対象のモデルである工場モデルを作成するメッシュ計算部と、工場モデルの示す工場の構築コストを計算する構築コスト計算部と、工場モデルをシミュレーションすることにより、工場がメッシュ配管回路を使用して稼動する稼動コストを計算する生産コスト計算部と、構築コストと稼動コストとに基づいて、メッシュ配管回路の効果を評価するメッシュ効果評価部とを備えるシミュレーション
装置が開示されている。

50

(5)

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また、特許文献４には、回路素子が配置された基板の設計データに対してデザインルー
ルチェックを行う設計支援装置であって、幾何学的な計算によって設計データに対してデザインルールチェックを行う第１ＤＲＣ部と、第１ＤＲＣ部によってエラーであると判定された部分がセンタリングされた画像データを設計データから生成する生成部と、ディープラーニングを経た人工知能によって画像データに対してデザインルールチェックを行う
第２ＤＲＣ部と、第２ＤＲＣ部によるデザインルールチェックの結果を示す第１情報を表示部に表示させる表示制御部とを備えることが開示されている。
また、特許文献５には、流体をその搬送元から搬送先に搬送する際に、搬送元と搬送先との間の複数の配管系統から最適な搬送経路を計算機により探索する配管搬送経路の探索
方法において、配管系統を構成する系統設備のうちバルブ及び配管を除くすべての設備を

10

グラフ理論上のノードとみなすと共にバルブ及び配管をノード間を結ぶラインとみなして、搬送経路探索のために実配管系統をネットワーク表現する配管系統のネットワーク表現
方法が開示されている。
【先行技術文献】【特許文献】【０００４】【特許文献１】特開２００６−３３０８８７号公報【特許文献２】特表２０１３−５１６００７号公報【特許文献３】国際公開第２０２０／１８３６４７号【特許文献４】国際公開第２０２０／７９８１０号

20【特許文献５】特開平７−２２５７８８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は、過去の事例や熟練技術者の知見を反映して階層毎の配置を予めルール化
し、その配置ルールにしたがって機器等を自動配置するものであるが、配管の設計不具合を検出するものではない。
特許文献２は、システムに入力された全ての必要な設計パラメータを満たす最小コストの解を決定するものであるが、配管の設計不具合を検出するものではない。
特許文献３は、構築コストと稼働コストに基づいてメッシュ配管回路の効果を評価する30ものであるが、配管の設計不具合を検出するものではない。
特許文献４は、デザインルールチェックによって判定されたエラーが真のエラーであるかどうかを確認する作業を効率化しようとするものであるが、配管の設計不具合を検出するものではない。
特許文献５は、最適な搬送経路を計算機により探索するものであるが、配管の設計不具合を検出するものではない。
そこで本発明は、配管の繋がりや配管合流地点における流れの向きの不具合を迅速に検出する配管設計不具合の検出方法、検出プログラム、過去配管設計不具合データベースの構築方法、構築プログラム、及び配管設計不具合の検出システムを提供することを目的とする。

40【課題を解決するための手段】【０００６】
請求項１記載に対応した配管設計不具合の検出方法においては、配管の設計不具合を過去の不具合を参照して検出する方法であって、配管の設計に関連した設計ＣＡＤデータを取得するＣＡＤデータ取得ステップと、配管の系統図データを取得する系統図データ取得
ステップと、設計ＣＡＤデータと系統図データに基づいて有向グラフに変換する有向グラ
フ変換ステップと、過去の不具合グラフを過去配管設計不具合データベースから取得する不具合情報取得ステップと、取得した過去の不具合グラフに対して、有向グラフの部分グ
ラフ同型による候補群を生成する候補群生成ステップと、候補群と過去の不具合グラフの類似度を計算する類似度計算ステップと、類似度の順に候補群と過去の不具合グラフを並

50

(6)

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べランキングを提示するランキング提示ステップとを備えたことを特徴とする。
請求項１に記載の本発明によれば、類似度に基づきランキング付けされた過去の類似不具合情報が得られることで、例えば、配管が繋がっていない、又は配管合流地点において流れが逆向きとなっているといった配管の設計不具合を迅速に検出することができる。
なお、設計ＣＡＤデータと配管の系統図データが関連付けて統合されて管理されている
場合は、ＣＡＤデータ取得ステップと系統図データ取得ステップを統合することも可能である。
【０００７】
請求項２記載の本発明は、設計ＣＡＤデータには、ライン形式で表現された配管データと形状パーツの最小の直方体の座標値が含まれ、系統図データには、配管の流れのスター

10

トとゴールの条件が含まれていることを特徴とする。
請求項２に記載の本発明によれば、有向グラフ化するための必要条件を満たした設計Ｃ
ＡＤデータと系統図データを使用することで、設計ＣＡＤデータと系統図データを有向グ
ラフに精度よく変換することができる。
【０００８】
請求項３記載の本発明は、有向グラフ変換ステップは、ライン形式の配管データと直方体の座標値のデータよりグラフのノードを定義し、ライン形式で表現された配管データからノード間をつなぐエッジを定義する定義ステップと、ノードを縮約する縮約ステップと、スタートとゴールの条件に基づいてノードを検索し、最短経路と流れの向きを付与して有向グラフを構築する有向グラフ構築ステップを有することを特徴とする。

20

請求項３に記載の本発明によれば、設計ＣＡＤデータと系統図データを効率よく、更に精度よく有向グラフに変換することができる。
【０００９】
請求項４記載の本発明は、縮約ステップは、全部のノードであらわされる点群に対して、指定する半径の範囲を考慮してノードを縮約する第一縮約ステップと、直方体の内部の他点を考慮して形状パーツのノードと、内部の他点ノードを１つに縮約する第二縮約ステ
ップを有することを特徴とする。
請求項４に記載の本発明によれば、縮約することにより有向グラフへの変換をより適切に行うことができる。
【００１０】

30

請求項５記載の本発明は、ランキング提示ステップにおけるランキングとして提示された過去の不具合グラフに基づいて、配管の設計不具合を修正することを特徴とする。
請求項５に記載の本発明によれば、配管の設計不具合を適切に修正することができる。
なお、配管の設計不具合を修正は、人が行うことも、コンピュータやＣＡＤシステム等により自動的に行うこともできる。
【００１１】
請求項６記載に対応した配管設計不具合の検出プログラムにおいては、配管の設計不具合を過去の不具合を参照して検出するプログラムであって、コンピュータに、配管設計不具合の検出方法における、ＣＡＤデータ取得ステップと、系統図データ取得ステップと、有向グラフ変換ステップと、不具合情報取得ステップと、候補群生成ステップと、類似度

40

計算ステップと、ランキング提示ステップとを実行させることを特徴とする。
請求項６に記載の本発明によれば、プログラムが過去の不具合を参照した配管設計不具合の検出をコンピュータに実行させることで、配管の設計不具合を迅速に検出し、省力化を図ることができる。
【００１２】
請求項７記載に対応した過去配管設計不具合データベースの構築方法においては、過去の配管の設計不具合をデータベースとして構築する方法であって、過去の配管の設計不具合の情報を入手する設計不具合情報入手ステップと、過去の配管の設計不具合に関連した
過去設計ＣＡＤデータを取得する過去ＣＡＤデータ取得ステップと、過去の配管の設計不具合に関連した過去系統図データを取得する過去系統図データ取得ステップと、過去設計

50

(7)

JP 2022-135511 A 2022.9.15

ＣＡＤデータと過去系統図データに基づいて過去の配管の設計不具合を有向グラフに変換
する過去設計有向グラフ変換ステップと、有向グラフ化された設計不具合を過去の不具合
グラフとして、過去配管設計不具合データベースに格納する格納ステップとを備えたことを特徴とする。
請求項７に記載の本発明によれば、過去に配管の設計不具合があった過去設計ＣＡＤデータと過去系統図データを有向グラフに適切に変換して蓄積したデータベースを構築しておくことにより、現在の配管設計の不具合を有向グラフの類似度を基に迅速に求めることができる。
【００１３】
請求項８記載の本発明は、過去設計ＣＡＤデータには、ライン形式で表現された配管デ10ータと形状パーツの最小の直方体の座標値が含まれ、過去系統図データには、過去の配管の流れのスタートとゴールの条件が含まれていることを特徴とする。
請求項８に記載の本発明によれば、有向グラフ化するための必要条件を満たした過去設
計ＣＡＤデータと過去系統図データを使用することで、過去設計ＣＡＤデータと過去系統図データを有向グラフに精度よく変換することができる。
【００１４】
請求項９記載の本発明は、過去設計有向グラフ変換ステップは、ライン形式の配管デー
タと直方体の座標値のデータよりグラフのノードを定義し、ライン形式で表現された配管データからノード間をつなぐエッジを定義する定義ステップと、ノードを縮約する縮約ス
テップと、スタートとゴールの条件に基づいてノードを検索し、最短経路と流れの向きを20付与して有向グラフを構築する有向グラフ構築ステップを有することを特徴とする。
請求項９に記載の本発明によれば、過去設計ＣＡＤデータと系統図データを効率よく、更に精度よく有向グラフに変換することができる。
【００１５】
請求項１０記載の本発明は、縮約ステップは、全部のノードであらわされる点群に対して、指定する半径の範囲を考慮してノードを縮約する第一縮約ステップと、直方体の内部の他点を考慮して形状パーツのノードと、内部の他点ノードを１つに縮約する第二縮約ス
テップを有することを特徴とする。
請求項１０に記載の本発明によれば、縮約することにより有向グラフへの変換をより適切に行うことができる。

30【００１６】
請求項１１記載に対応した過去配管設計不具合データベースの構築プログラムにおいては、過去の配管の設計不具合をデータベースとして構築するプログラムであって、コンピ
ュータに、過去配管設計不具合データベースの構築方法における、設計不具合情報入手ス
テップと、過去ＣＡＤデータ取得ステップと、過去系統図データ取得ステップと、過去設
計有向グラフ変換ステップと、格納ステップとを実行させることを特徴とする。
請求項１１に記載の本発明によれば、プログラムが過去の配管の設計不具合に関したデータベースの構築をコンピュータに実行させることで、過去の配管の設計不具合を蓄積したデータベースの構築に当たり、省力化を図ることができる。
【００１７】

40

請求項１２記載に対応した配管設計不具合の検出システムにおいては、配管の設計不具合を過去の不具合を参照して検出する検出システムであって、ＣＡＤシステムを利用して配管の設計を行う設計手段と、過去の配管設計の不具合情報を過去の不具合グラフとして格納した過去配管設計不具合データベースと、設計手段で設計された配管の設計ＣＡＤデータと系統図データを取得する設計情報取得部、過去配管設計不具合データベースの過去の配管設計の不具合情報を取得する過去不具合情報取得部、設計ＣＡＤデータと系統図データを有向グラフに変換し過去の配管設計の不具合情報との類似度を計算しランキングを計算する類似検索部、及びランキングを提示する結果提示部を有した不具合検出手段とを備えたことを特徴とする。
請求項１２に記載の本発明によれば、類似度に基づきランキング付けされた過去の類似

50

(8)

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不具合情報が得られることで、例えば、配管が繋がっていない、又は配管合流地点において流れが逆向きとなっているといった配管の設計不具合を迅速に検出することができる。
【００１８】
請求項１３記載の本発明は、類似検索部は、有向グラフ変換部と、候補群生成部と、類似度計算部と、ランキング計算部を有することを特徴とする。
請求項１３に記載の本発明によれば、現在の配管設計の有向グラフについて、過去の配管設計の有向グラフとの類似度を精度よく算出し、ランキング計算をすることができる。
【００１９】
請求項１４記載の本発明は、過去配管設計不具合データベースは、過去配管設計不具合
データベースの構築方法に基づいて構築されたものであることを特徴とする。

10

請求項１４に記載の本発明によれば、過去に配管の設計不具合があった過去設計ＣＡＤ
データと過去系統図データを有向グラフに適切に変換して蓄積したデータベースを構築しておくことにより、現在の配管設計の不具合を有向グラフの類似度を基に迅速に求めることができる。
【００２０】
請求項１５記載の本発明は、不具合検出手段は、配管設計不具合の検出方法で利用されるものであることを特徴とする。
請求項１５に記載の本発明によれば、配管の設計不具合を迅速かつ的確に検出することができる。
【００２１】

20

請求項１６記載の本発明は、結果提示部のランキングを、関連情報を含めて設計手段に表示することを特徴とする。
請求項１６に記載の本発明によれば、設計者等は、ランキング形式で提示された類似度の結果から、類似度の高い不具合と関連情報を参考に、配管の設計不具合を適切に修正することができる。
【００２２】
請求項１７記載の本発明は、設計手段と、過去配管設計不具合データベースと、不具合検出手段とを任意に組み合わせ情報通信網を利用して情報の連係を行うことを特徴とする。
請求項１７に記載の本発明によれば、１社が複数の拠点に各手段やデータベースを分散30して利用することや、設計事業者には設計手段と不具合検出手段を設置し、データベース
提供事業者には過去配管設計不具合データベースのみを設置するなど、各社がそれぞれの事業内容に応じてシステムを利用すること等が可能となる。
【発明の効果】【００２３】
本発明の配管設計不具合の検出方法によれば、類似度に基づきランキング付けされた過去の類似不具合情報が得られることで、例えば、配管が繋がっていない、又は配管合流地点において流れが逆向きとなっているといった配管の設計不具合を迅速に検出することができる。
【００２４】

40

また、設計ＣＡＤデータには、ライン形式で表現された配管データと形状パーツの最小の直方体の座標値が含まれ、系統図データには、配管の流れのスタートとゴールの条件が含まれている場合には、有向グラフ化するための必要条件を満たした設計ＣＡＤデータと系統図データを使用することで、設計ＣＡＤデータと系統図データを有向グラフに精度よく変換することができる。
【００２５】
また、有向グラフ変換ステップは、ライン形式の配管データと直方体の座標値のデータよりグラフのノードを定義し、ライン形式で表現された配管データからノード間をつなぐ
エッジを定義する定義ステップと、ノードを縮約する縮約ステップと、スタートとゴールの条件に基づいてノードを検索し、最短経路と流れの向きを付与して有向グラフを構築す

50

(9)

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る有向グラフ構築ステップを有する場合には、設計ＣＡＤデータと系統図データを効率よく、更に精度よく有向グラフに変換することができる。
【００２６】
また、縮約ステップは、全部のノードであらわされる点群に対して、指定する半径の範囲を考慮してノードを縮約する第一縮約ステップと、直方体の内部の他点を考慮して形状
パーツのノードと、内部の他点ノードを１つに縮約する第二縮約ステップを有する場合には、縮約することにより有向グラフへの変換をより適切に行うことができる。
【００２７】
また、ランキング提示ステップにおけるランキングとして提示された過去の不具合グラフに基づいて、配管の設計不具合を修正する場合には、配管の設計不具合を適切に修正す10

ることができる。
【００２８】
また、本発明の配管設計不具合の検出プログラムによれば、プログラムが過去の不具合を参照した配管設計不具合の検出をコンピュータに実行させることで、配管の設計不具合を迅速に検出し、省力化を図ることができる。
【００２９】
また、本発明の過去配管設計不具合データベースの構築方法によれば、過去に配管の設計不具合があった過去設計ＣＡＤデータと過去系統図データを有向グラフに適切に変換して蓄積したデータベースを構築しておくことにより、現在の配管設計の不具合を有向グラ
フの類似度を基に迅速に求めることができる。

20【００３０】
また、過去設計ＣＡＤデータには、ライン形式で表現された配管データと形状パーツの最小の直方体の座標値が含まれ、過去系統図データには、過去の配管の流れのスタートとゴールの条件が含まれている場合には、有向グラフ化するための必要条件を満たした過去
設計ＣＡＤデータと過去系統図データを使用することで、過去設計ＣＡＤデータと過去系
統図データを有向グラフに精度よく変換することができる。
【００３１】
また、過去設計有向グラフ変換ステップは、ライン形式の配管データと直方体の座標値のデータよりグラフのノードを定義し、ライン形式で表現された配管データからノード間をつなぐエッジを定義する定義ステップと、ノードを縮約する縮約ステップと、スタート

30とゴールの条件に基づいてノードを検索し、最短経路と流れの向きを付与して有向グラフを構築する有向グラフ構築ステップを有する場合には、過去設計ＣＡＤデータと系統図データを効率よく、更に精度よく有向グラフに変換することができる。
【００３２】
また、縮約ステップは、全部のノードであらわされる点群に対して、指定する半径の範囲を考慮してノードを縮約する第一縮約ステップと、直方体の内部の他点を考慮して形状
パーツのノードと、内部の他点ノードを１つに縮約する第二縮約ステップを有する場合には、縮約することにより有向グラフへの変換をより適切に行うことができる。
【００３３】
また、本発明の過去配管設計不具合データベースの構築プログラムによれば、プログラ

40

ムが過去の配管の設計不具合に関したデータベースの構築をコンピュータに実行させることで、過去の配管の設計不具合を蓄積したデータベースの構築に当たり、省力化を図ることができる。
【００３４】
また、本発明の配管設計不具合の検出システムによれば、類似度に基づきランキング付けされた過去の類似不具合情報が得られることで、例えば、配管が繋がっていない、又は配管合流地点において流れが逆向きとなっているといった配管の設計不具合を迅速に検出することができる。
【００３５】
また、類似検索部は、有向グラフ変換部と、候補群生成部と、類似度計算部と、ランキ

50

(10)

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ング計算部を有する場合には、現在の配管設計の有向グラフについて、過去の配管設計の有向グラフとの類似度を精度よく算出し、ランキング計算をすることができる。
【００３６】
また、過去配管設計不具合データベースは、過去配管設計不具合データベースの構築方法に基づいて構築されたものである場合には、過去に配管の設計不具合があった過去設計
ＣＡＤデータと過去系統図データを有向グラフに適切に変換して蓄積したデータベースを構築しておくことにより、現在の配管設計の不具合を有向グラフの類似度を基に迅速に求めることができる。
【００３７】
また、不具合検出手段は、配管設計不具合の検出方法で利用されるものである場合には

10、配管の設計不具合を迅速かつ的確に検出することができる。
【００３８】
また、結果提示部のランキングを、関連情報を含めて設計手段に表示する場合には、設計者等は、ランキング形式で提示された類似度の結果から、類似度の高い不具合と関連情報を参考に、配管の設計不具合を適切に修正することができる。
【００３９】
また、設計手段と、過去配管設計不具合データベースと、不具合検出手段とを任意に組
み合わせ情報通信網を利用して情報の連係を行う場合には、１社が複数の拠点に各手段やデータベースを分散して利用することや、設計事業者には設計手段と不具合検出手段を設置し、データベース提供事業者には過去配管設計不具合データベースのみを設置するなど

20、各社がそれぞれの事業内容に応じてシステムを利用すること等が可能となる。
【図面の簡単な説明】【００４０】【図１】本発明の実施形態による配管設計不具合の検出方法の概要図【図２】同配管設計不具合の検出方法のフロー図【図３】同設計ＣＡＤデータの非グラフ構造データが有向のグラフ構造データに変換されるまでの概要図【図４】同有向グラフへの変換方法のフロー図【図５】同過去配管設計不具合データベースに格納されているデータの例を示す図【図６】同配管設計不具合の検出システムの構成図

30【図７】本発明の実施例によって得られた結果を示す図【発明を実施するための形態】【００４１】
本発明の実施形態による配管設計不具合の検出方法、検出プログラム、過去配管設計不具合データベースの構築方法、構築プログラム、及び配管設計不具合の検出システムについて説明する。
【００４２】
図１は本実施形態による配管設計不具合の検出方法の概要図である。図２は配管設計不具合の検出方法のフロー図であり、図２（ａ）は部分グラフ同型類似検索による設計修正
フローを示し、図２（ｂ）は過去配管設計不具合データベースの構築フローを示している

40。図３は設計ＣＡＤデータの非グラフ構造データが有向のグラフ構造データに変換されるまでの概要図である。
配管設計不具合の検出方法は、配管の設計不具合を過去の不具合を参照して検出する方法であり、配管の設計に関連した設計ＣＡＤデータを取得するＣＡＤデータ取得ステップ
Ｓ１と、配管の系統図データを取得する系統図データ取得ステップＳ２と、設計ＣＡＤデータと系統図データに基づいて有向グラフに変換する有向グラフ変換ステップＳ３と、過去の不具合グラフを過去配管設計不具合データベース２０から取得する不具合情報取得ス
テップＳ４と、取得した過去の不具合グラフに対して、有向グラフの部分グラフ同型による候補群を生成する候補群生成ステップＳ５と、候補群と過去の不具合グラフの類似度を計算する類似度計算ステップＳ６と、類似度の順に候補群と過去の不具合グラフを並べラ

50

(11)

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ンキングを提示するランキング提示ステップＳ７と、設計修正ステップＳ８を備える。
なお、設計ＣＡＤデータは３次元データとして、配管の系統図データは２次元データとして管理される場合が多いため、ＣＡＤデータ取得ステップＳ１と、系統図データ取得ス
テップＳ２とを分けているが、関連付けて統合されて管理されている場合は、ＣＡＤデー
タ取得ステップＳ１と系統図データ取得ステップＳ２とを統合することも可能である。
【００４３】ＣＡＤデータ取得ステップＳ１においては、現在設計中の３ＤＣＡＤ又は２Ｄ図面など、配管の設計に関連した設計ＣＡＤデータを取得する。取得する設計ＣＡＤデータには、
下記データＡ及びデータＢが存在するようにする。
データＡ：管一品毎のライン形式で表現された配管データ

10

データＢ：形状パーツとして中心座標位置及び形状パーツを含む最小の直方体の座標値
なお、「ライン形式で表現された配管データ」とは、管一品を中心線で代表されるラインで表現したものである。管一品のデータは、図３（ｂ）の上段に示すように、２点の線分で表される。また、「形状パーツ」とは、配管以外のフランジや弁、又は機器等である。形状パーツは、図３（ｂ）の下段に示すように、矩形枠であるバウンディングボックスで表される。
また、系統図データ取得ステップＳ２においては、配管の系統図データを取得する。取得する系統図データには、下記データＣが存在するようにする。
データＣ：流れのスタートとゴールの名称、及び各スタートから流れとして辿りつくゴールのリスト（図３（ｅ）参照）

20

設計ＣＡＤデータにはライン形式で表現された配管データと形状パーツの最小の直方体の座標値が含まれ、系統図データには配管の流れのスタートとゴールの条件が含まれている。このように、有向グラフ化するための必要条件を満たした設計ＣＡＤデータと系統図
データを使用することで、設計ＣＡＤデータと系統図データを有向グラフに精度よく変換することができる。
【００４４】
有向グラフ変換ステップＳ３においては、設計ＣＡＤデータと系統図データに基づいて、非グラフ構造データである設計ＣＡＤデータから、有向グラフに変換する。これにより、配管系がノードとエッジの有向グラフとして表現される。
ここで、図４は有向グラフへの変換方法のフロー図である。

30

有向グラフ変換ステップＳ３は、ライン形式の配管データと直方体の座標値のデータよりグラフのノードを定義し、ライン形式で表現された配管データからノード間をつなぐエッジを定義する定義ステップＳ３−１と、ノードを縮約する縮約ステップＳ３−２と、ス
タートとゴールの条件に基づいてノードを検索し、最短経路と流れの向きを付与して有向グラフを構築する有向グラフ構築ステップＳ３−３を有する。これにより、設計ＣＡＤデータと系統図データを効率よく、更に精度よく有向グラフに変換することができる。
【００４５】
定義ステップＳ３−１においては、上記のデータＡとデータＢより、グラフのノードを定義する。このとき、配管は、両端（始点と終点）の位置座標をそれぞれノードの属性値として定義する。また、ノードの名称と両端の種別を定義する。配管以外のフランジ等の40

形状パーツは、中心位置を属性値としたノードとし、形状パーツの名称を定義する。
併せて、定義ステップＳ３−１においては、データＡから、配管ラインの両端を表すノード間をつなぐエッジを定義する。このとき、管一品のラインをエッジとして定義し、長さと局所的な円筒座標系（ｒ，θ，Φ）を属性値として定義する。また、形状パーツに接続される他の配管や形状パーツに対して、そのノード間にエッジを定義する。
【００４６】
縮約ステップＳ３−２は、全部のノードであらわされる点群に対して、指定する半径の範囲を考慮してノードを縮約する第一縮約ステップＳ３−２−１と、直方体の内部の他点を考慮して形状パーツのノードと、内部の他点ノードを１つに縮約する第二縮約ステップ
Ｓ３−２−２を有する。縮約することにより、有向グラフへの変換を適切に行うことがで

50

(12)

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きる。
第一縮約ステップＳ３−２−１においては、定義ステップＳ３−１で得られた全ノードで表される点群に対して、指定する半径Ｒ範囲内に存在するノードを１つのノードとみなし、それらのノードを縮約する。
第二縮約ステップＳ３−２−２においては、データＢにおける直方体の内部に他の点が存在する場合は、データＢにおける形状パーツを表すノードと内部に存在するノードを１つのノードとして縮約する。
例えば図３（ｃ）においては、距離が５ｍｍ以内の点同士、及びバウンディングボック
ス内の点とバウンディングボックス同士を１つのノードとして縮約している。
【００４７】

10

有向グラフ構築ステップＳ３−３においては、定義ステップＳ３−１と縮約ステップＳ
３−２により構築した無向グラフに対して、データＣのスタート点とゴール点に相当するノードを検索し、その２点間のノードをつなぐ最短経路を、ダイクトラ法を用いて検索する。結果の経路の順に流れの向きを付与し、有向グラフを構築する。また、双方向の流れも許可する。
このように設計ＣＡＤの非グラフ構造データから、グラフ構造データに変換することで、区画、系統、ルート（位置情報）、流量、及び他部材との距離などが反映された抽象モデルとして、入力の有向グラフＧｉが得られる。図３（ｄ）はこの抽象モデルの例として、流れ情報ありのグラフ形式のデータ構造を示している。
【００４８】

20

図２（ａ）に示す不具合情報取得ステップＳ４においては、過去の不具合グラフを過去
配管設計不具合データベース２０から取得する。過去配管設計不具合データベース２０には、過去の配管設計の不具合情報が、過去の不具合グラフとして格納されている。
ここで、過去配管設計不具合データベース２０の構築方法について説明する。
過去配管設計不具合データベース２０の構築方法は、過去の配管の設計不具合をデータベースとして構築する方法であり、図２（ｂ）に示すように、過去の配管設計に不具合があったという事実としての情報を得るため、過去の配管の設計不具合の情報を入手する設計不具合情報入手ステップＳ１１と、事実としての情報に従って、過去の配管の設計不具合に関連した過去設計ＣＡＤデータを取得する過去ＣＡＤデータ取得ステップＳ１２と、過去の配管の設計不具合に関連した過去系統図データを取得する過去系統図データ取得ス

30

テップＳ１３と、過去設計ＣＡＤデータと過去系統図データに基づいて過去の配管の設計
不具合を有向グラフに変換する過去設計有向グラフ変換ステップＳ１４と、有向グラフ化された設計不具合を過去の不具合グラフとして、過去配管設計不具合データベース２０に格納する格納ステップＳ１５を備える。このように過去に配管の設計不具合があった過去
設計ＣＡＤデータと過去系統図データを有向グラフに適切に変換して蓄積したデータベースを構築しておくことにより、現在の配管設計の不具合を有向グラフの類似度を基に迅速に求めることができる。
【００４９】
設計不具合情報入手ステップＳ１１における過去の配管の設計不具合の情報と、過去Ｃ
ＡＤデータ取得ステップＳ１２における過去設計ＣＡＤデータは、過去の配管設計におけ40

る実績データが蓄積された実績データベース５０から取得する。
実績データベース５０には、船舶ごとの各区画における各管系統のＣＡＤデータが記録されている。図１に示す例においては、船Ａにおける区画Ａの排水管系統について、１回目の設計レビューを受けたＣＡＤデータであるレビュー１回目データと、２回目の設計レ
ビューを受けたＣＡＤデータであるレビュー２回目データと、設計が完了したＣＡＤデー
タである完了ＣＡＤデータが、「不具合あり」又は「不具合なし」の情報とともに記録されている。レビュー１回目データとレビュー２回目データには「不具合あり」の情報が付され、完了ＣＡＤデータには「不具合なし」の情報が付されている。なお、過去設計ＣＡ
Ｄデータは、過去の配管の設計不具合の情報と紐づけされたＣＡＤシステムから取得してもよい。また、設計の不具合の情報は、レビューのみならず、製造、試運転、就航過程で

50

(13)

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取得された設計にまつわる不具合情報を含むこともできる。
【００５０】過去ＣＡＤデータ取得ステップＳ１２においては、ＣＡＤデータ取得ステップＳ１と同様に、取得する過去設計ＣＡＤデータに、ライン形式で表現された配管データと形状パーツの最小の直方体の座標値が含まれるようにする。
また、過去系統図データ取得ステップＳ１３においては、系統図データ取得ステップＳ
２と同様に、取得する過去系統図データに、過去の配管の流れのスタートとゴールの条件が含まれるようにする。
過去設計ＣＡＤデータには、ライン形式で表現された配管データと形状パーツの最小の直方体の座標値が含まれ、過去系統図データには、過去の配管の流れのスタートとゴール

10の条件が含まれている。このように、有向グラフ化するための必要条件を満たした過去設
計ＣＡＤデータと過去系統図データを使用することで、過去設計ＣＡＤデータと過去系統図データを有向グラフに精度よく変換することができる。
【００５１】
過去設計有向グラフ変換ステップＳ１４は、有向グラフ変換ステップＳ３と同様である。すなわち、図４に示すように、ライン形式の配管データと直方体の座標値のデータより
グラフのノードを定義し、ライン形式で表現された配管データからノード間をつなぐエッジを定義する定義ステップＳ３−１と、ノードを縮約する縮約ステップＳ３−２と、スタートとゴールの条件に基づいてノードを検索し、最短経路と流れの向きを付与して有向グラフを構築する有向グラフ構築ステップＳ３−３を実行する。これにより、過去設計ＣＡ

20

Ｄデータと系統図データを効率よく、更に精度よく有向グラフに変換することができる。
また、縮約ステップＳ３−２は、全部のノードであらわされる点群に対して、指定する
半径の範囲を考慮してノードを縮約する第一縮約ステップＳ３−２−１と、直方体の内部の他点を考慮して形状パーツのノードと、内部の他点ノードを１つに縮約する第二縮約ス
テップＳ３−２−２を有する。縮約することにより、有向グラフへの変換を適切に行うことができる。
【００５２】
有向グラフ構築ステップＳ３−３においては、定義ステップＳ３−１と縮約ステップＳ
３−２により構築した無向グラフに対して、データＣのスタート点とゴール点に相当するノードを検索し、その２点間のノードをつなぐ最短経路を、ダイクトラ法を用いて検索す30る。結果の経路の順に流れの向きを付与し、有向グラフを構築する。また、双方向の流れも許可する。
このように、過去の設計において不具合となった設計ＣＡＤデータを有向グラフＧｆに変換する。
【００５３】
格納ステップＳ１５においては、有向グラフＧｆのうち不具合箇所のみのグラフを不具合グラフのデータベース｛ｇ１，ｇ２，ｇ３，…｝として格納する。
図５は過去配管設計不具合データベースに格納されているデータの例を示す図である。
過去配管設計不具合データベース２０は、図５の左方に示すような過去の不具合グラフが蓄積されることにより、不具合辞書データとしての役割を果たす。また、過去配管設計

40

不具合データベース２０には、図５の右方に示すように、過去の修正後のＣＡＤデータや、それに関連するドキュメント（修正指示書等）のデータも不具合と対応付けられて保存されている。
これら過去の不具合グラフを検索キーとして、入力の有向グラフＧｉに対する類似検索を実施する。
【００５４】
図２（ａ）に示す候補群生成ステップＳ５からランキング提示ステップＳ７までは、入力の有向グラフＧｉに対して、過去の不具合グラフｇｊを類似検索する計算手続き（類似検索法）である。
まず、候補群生成ステップＳ５では、部分グラフ同型による候補群の生成を行う。

50

(14)

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グラフのノード及びエッジの集合として、入力の有向グラフをＧｉ＝（Ｖｉ，Ｅｉ）、
過去の不具合グラフをｇｊ＝（ｇＶｊ，ｇＥｊ）と表した場合、ｇｊの任意の２つの頂点ｕ，ｖに対して、下式（１）が成り立つ写像ｆが存在するとき、ｇｊはＧｉの部分グラフ同型である。
｛ｕ，ｖ｝∈Ｅｉ⇒｛ｆ（ｕ），Ｆ（ｖ）｝∈ｇＥｊ

・・・（数１）

この部分グラフの同型性を判定する問題を、Ullmanら（The design and analysis
of computer algorithms, Alfred V. Aho, John E. Hopcroft, Jeffrey D. Ullman, Addison-Wesley Publishing, pp84-86,1974）の手法を用いて解き、過去の不具合グラフｇｊに対応する候補群｛Ｇｉ,０，Ｇｉ,１，Ｇｉ,２，...｝∈Ｇｉを作成する。

10【００５５】
次に、類似度計算ステップＳ６では、ルールベースの類似度計算を行う。
候補群生成ステップＳ５で得られた任意の候補Ｇi,k＝（Ｖi,k，Ｅi,k）と過去の不具合
グラフｇｊ＝（ｇＶｊ，ｇＥｊ）との間には、ｇＶｊからＶi,kへの写像ｆが存在する。また、ｇＶｊ，ｇＥｊには定義ステップＳ３−１で定義した属性値が存在するため、不具合の種類に応じて、写像ｆ及び属性値を用いてルールベースの類似度算出を行う。これをすべての候補群に対して実施する。
【００５６】
次に、ランキング提示ステップＳ７では、ランキング形式の表示を行う。
類似度計算ステップＳ６で過去の不具合グラフｇｊに対する候補群｛Ｇｉ,０，Ｇｉ,１

20，Ｇｉ,２，...｝∈Ｇｉに対する類似度が得られる。指定された閾値以上の類似度の候補
を類似度の高い順に並び替え、ランキング形式で提示する。類似度に基づきランキング付けされた過去の類似不具合情報が得られることで、例えば、配管が繋がっていない、又は配管合流地点において流れが逆向きとなっているといった配管の設計不具合を迅速に検出することができる。
また、図２（ａ）に示す設計修正ステップＳ８において、設計者等は、ランキング形式
で提示された類似度の結果から類似度の高い不具合を参考に設計の修正を行う。これにより、配管の設計不具合を適切に修正することができる。なお、配管の設計不具合を修正は、人が行うことも、コンピュータやＣＡＤシステム等により自動的に行うこともできる。
【００５７】

30

なお、上記の配管設計不具合の検出方法はプログラムを用いて行うこともできる。
配管の設計不具合を過去の不具合を参照して検出するプログラムは、コンピュータに、
配管設計不具合の検出方法における、ＣＡＤデータ取得ステップＳ１と、系統図データ取得ステップＳ２と、有向グラフ変換ステップＳ３と、不具合情報取得ステップＳ４と、候補群生成ステップＳ５と、類似度計算ステップＳ６と、ランキング提示ステップＳ７とを実行させる。
プログラムが過去の不具合を参照した配管設計不具合の検出をコンピュータに実行させることで、配管の設計不具合を迅速に検出し、省力化を図ることができる。
【００５８】
また、候補群生成ステップＳ５からランキング提示ステップＳ７までを、ＡＩ（人工知40能）に実行させることもできる。この場合、類似不具合検索ＡＩ部が、過去配管設計不具
合データベース２０から、配管系の部分グラフの同一性とルールベース又は機械学習ベースの類似度を算出し、類似度の高い順からランキング形式で過去の似た不具合を表示すると共に、その過去の不具合の修正後の姿や過去の不具合に関連したドキュメントデータを提示する。
【００５９】
また、上記の過去配管設計不具合データベース２０の構築方法はプログラムを用いて行
うこともできる。
過去の配管の設計不具合をデータベースとして構築するプログラムは、コンピュータに、過去配管設計不具合データベース２０の構築方法における、設計不具合情報入手ステッ

50

(15)

JP 2022-135511 A 2022.9.15

プＳ１１と、過去ＣＡＤデータ取得ステップＳ１２と、過去系統図データ取得ステップＳ
１３と、過去設計有向グラフ変換ステップＳ１４と、格納ステップＳ１５とを実行させる。
プログラムが過去の配管の設計不具合に関したデータベースの構築をコンピュータに実行させることで、過去の配管の設計不具合を蓄積したデータベースの構築に当たり、省力化を図ることができる。
【００６０】
図６は配管設計不具合の検出システムの構成図である。
配管設計不具合の検出システムは、配管の設計不具合を過去の不具合を参照して検出す
る検出システムであり、ＣＡＤシステム１１を利用して配管の設計を行う設計手段１０と10、過去の配管設計の不具合情報を過去の不具合グラフとして格納した過去配管設計不具合
データベース２０と、不具合検出手段３０を備える。
設計手段１０は、ＣＡＤシステム１１と、モニター等の表示部１２を有する。設計者はＣＡＤシステム１１を利用して配管の設計を行う。
過去配管設計不具合データベース２０は、過去配管設計不具合データベースの構築方法に基づいて構築されたものであり、過去設計不具合情報取得部２１と、過去設計有向グラ
フ変換部２２と、設計不具合格納部２３と、過去不具合記憶部２４を有する。
過去設計不具合情報取得部２１は、設計不具合情報入手ステップＳ１１と、過去ＣＡＤ
データ取得ステップＳ１２と、過去系統図データ取得ステップＳ１３の実行に用いる。
過去設計有向グラフ変換部２２は、過去設計有向グラフ変換ステップＳ１４の実行に用20いる。
設計不具合格納部２３は、格納ステップＳ１５の実行に用いるものであり、抽象モデル
として有向グラフ化された過去の不具合グラフを過去不具合記憶部２４に格納する。過去に配管の設計不具合があった過去設計ＣＡＤデータと過去系統図データを有向グラフに適切に変換して蓄積したデータベースを構築しておくことにより、現在の配管設計の不具合
を有向グラフの類似度を基に迅速に求めることができる。
また、過去配管設計不具合データベース２０には、過去に不具合となった配管系に対して、修正後の設計ＣＡＤデータやドキュメントデータも対応が付くように保存されている。
【００６１】

30

不具合検出手段３０は、設計手段１０で設計された配管の設計ＣＡＤデータと系統図データを取得する設計情報取得部３１と、過去配管設計不具合データベース２０の過去の配管設計の不具合情報を取得する過去不具合情報取得部３２と、設計ＣＡＤデータと系統図
データを有向グラフに変換し過去の配管設計の不具合情報との類似度を計算しランキングを計算する類似検索部３３と、ランキングを提示する結果提示部３４を有する。
設計情報取得部３１は、ＣＡＤデータ取得ステップＳ１と、系統図データ取得ステップ
Ｓ２の実行に用いる。
過去不具合情報取得部３２は、不具合情報取得ステップＳ４の実行に用いる。
類似検索部３３は、有向グラフ変換部３３Ａと、候補群生成部３３Ｂと、類似度計算部
３３Ｃと、ランキング計算部３３Ｄを有する。有向グラフ変換部３３Ａは有向グラフ変換

40

ステップＳ３の実行に用い、候補群生成部３３Ｂは候補群生成ステップＳ５の実行に用い、類似度計算部３３Ｃは類似度計算ステップＳ６の実行に用いる。ランキング計算部３３
Ｄ及び結果提示部３４はランキング提示ステップＳ７の実行に用いる。ランキング計算部
３３Ｄでは、類似度計算部３３Ｃで計算された類似度に基づいてランキングを算出する。
これにより、現在の配管設計の有向グラフについて、過去の配管設計の有向グラフとの類
似度のランキングを精度よく算出し、ランキング計算をすることができる。
結果提示部３４では、算出されたランキングに基づいて、指定された閾値以上の類似度の候補を類似度の高い順に並べて提示する。類似度に基づきランキング付けされた過去の類似不具合情報が得られることで、例えば、配管が繋がっていない、又は配管合流地点において流れが逆向きとなっているといった配管の設計不具合を迅速かつ的確に検出するこ

50

(16)

JP 2022-135511 A 2022.9.15とができる。
設計手段１０の表示部１２には、結果提示部３４が提示するランキングが、関連情報を含めて表示される。関連情報は、例えば、不具合の修正後の姿や、ドキュメントデータである。設計者等は、ランキング形式で提示された類似度の結果から、類似度の高い不具合と関連情報を参考に、配管の設計不具合を適切に修正することができる。
【００６２】
設計手段１０、過去配管設計不具合データベース２０、及び不具合検出手段３０はすべて同一箇所に設置することも可能であるが、図６に示すように、設計手段１０、過去配管
設計不具合データベース２０、及び不具合検出手段３０をそれぞれ別々の箇所に設けたり、例えば設計手段１０と過去配管設計不具合データベース２０を同一箇所に設置して、不10具合検出手段３０だけを別の箇所に設置したりするなど、設計手段１０と、過去配管設計
不具合データベース２０と、不具合検出手段３０とを任意に組み合わせ情報通信網４０を利用して情報の連係を行うことができる。
これにより、１社が複数の拠点に各手段やデータベースを分散して利用することや、設計事業者には設計手段１０と不具合検出手段３０を設置し、データベース提供事業者には
過去配管設計不具合データベース２０のみを設置するなど、各社がそれぞれの事業内容に応じてシステムを利用すること等が可能となる。
【実施例】【００６３】
過去に熟練者によって修正された不具合を再現したデータを作成し、本発明を適用した

20

例について説明する。
本例では、配管内を通る流体が逆向きに合流する配管の不具合を再現した不具合を作成
し、過去配管設計不具合データベース２０に格納した。入力として、１隻の船の排水管系統において、逆向きに合流する不具合を人為的に３箇所作成した。また、配管の繋がりチ
ェックの検証用として、二つの配管に重複する箇所が存在する不具合を再現した。これは見た目だけでは判断が難しいものとなる。また、逆向きの合流に対しては、流れの角度をパラメータとして取り出し、差の二乗平均の逆数を類似度として定義した。
【００６４】
図７は本実施例によって得られた結果を示す図である。
図７（ａ）は配管の繋がりチェックによって検出された不具合を示す。図７（ａ）は配30管系を上からの視点で見たものであり、直方体Ｘは形状パーツのバウンディングボックス、点線は流れの上流側における配管の中心線を表し、実線は流れの下流側における配管の中心線を表している。図７（ａ）では配管が一見つながっているように見えるが、互いに同一直線上で重複しており、直接的につながっていないと判定されている。また、当然ながら、逆に隙間が空いている場合についても同様に配管がつながっていないと判定された。なお、この配管の繋がりチェックは、類似検索する前の段階である有向グラフを構築する手続きの中で行われる。
【００６５】
図７（ｃ）及び図７（ｄ）は、図７（ｂ）に示す逆向きの合流配管を検索対象として、
本発明を適用した結果を示している。

40

図７（ｃ）は類似度の高いものから３番目に検出された例である。実線は配管の中心線であり、点線は類似度が高いと判定された箇所を示している。左上から右下に流れる本流に対して逆向きに合流しており、類似度計算部３３Ｃによる計算の結果、約０．８８という高い類似度で検出できた。
一方、図７（ｄ）は類似度が０．６７となった結果であるが、こちらは逆向きの合流ではないため、不具合ではない。
このように本例では、過去の不具合例に近い箇所を高い類似度で検出することができた。
【産業上の利用可能性】【００６６】50

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本発明は、造船における配管設計の不具合チェックに利用できる。また、配管設計のみ
ならず配線設計やチューブ系統設計にも展開可能である。また、同様のアナロジーが成り立つような浮体、洋上風力発電施設、水中航走体や海洋構造物などの他製品、また建築業
界など他産業への展開も可能である。これらに適用する場合は、請求項における船舶を他製品や他産業で対象とする言葉に置き替えて解釈することができる。
【符号の説明】【００６７】
１０

設計手段

１１

ＣＡＤシステム２０

過去配管設計不具合データベース

３０

不具合検出手段３１

設計情報取得部

３２

過去不具合情報取得部

３３

類似検索部

３３Ａ

有向グラフ変換部

３３Ｂ

候補群生成部

３３Ｃ

類似度計算部

３３Ｄ

10

ランキング計算部

３４

結果提示部

４０

情報通信網

Ｓ１

ＣＡＤデータ取得ステップ

Ｓ２

系統図データ取得ステップ

Ｓ３

有向グラフ変換ステップ

Ｓ３−１

定義ステップＳ３−２

縮約ステップＳ３−２−１

第一縮約ステップ

Ｓ３−２−２

第二縮約ステップ

Ｓ３−３20

有向グラフ構築ステップ

Ｓ４

不具合情報取得ステップ

Ｓ５

候補群生成ステップ

Ｓ６

類似度計算ステップ

Ｓ７

ランキング提示ステップ

Ｓ１１

設計不具合情報入手ステップ

Ｓ１２

過去ＣＡＤデータ取得ステップ

Ｓ１３

過去系統図データ取得ステップ

Ｓ１４

過去設計有向グラフ変換ステップ

Ｓ１５

格納ステップ

30

40

50

(18)

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【図面】
【図１】

【図２】

10

【図３】

【図４】
20

30

40

50

(19)

【図５】

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【図６】

10

【図７】

20

30

40

50

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研究所内(72)発明者

吉冨 祐介
神奈川県横浜市西区みなとみらい四丁目４番２号 ジャパンマリンユナイテッド株式会社内(72)発明者

西口 義正
神奈川県横浜市西区みなとみらい四丁目４番２号 ジャパンマリンユナイテッド株式会社内(72)発明者

眞田 剛志
神奈川県横浜市西区みなとみらい四丁目４番２号 ジャパンマリンユナイテッド株式会社内Ｆターム（参考）

5B046

AA02 DA01 GA01 JA01 JA02 KA05

5B146

AA02 AA03 CA01 DG00 DL07 DL08 EC09

5B175

DA10 KA1210