JP2002049647A

JP2002049647A - 設計支援システム

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Publication number: JP2002049647A
Application number: JP2000240376A
Authority: JP
Inventors: Katsuhide Kitagawa; 勝秀北川; Yoshio Tate; 由雄舘; Hideo Onishi; 秀雄大西; Nobuhito Kaneda; 信人金田
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 2000-08-03
Filing date: 2000-08-03
Publication date: 2002-02-15

Abstract

(57)【要約】【課題】ネットワーク共有して利用できる標準回路部品
と設計ルールを用い、上流(計画)設計から下流(詳細)設
計のCAD図面を自動生成する。【解決手段】予め、サーバに機器DB100、設計知識DB11
0、標準回路ＤＢ120を登録しておく。入力画面に、設計
条件を入力して設計知識DBの知識と比較し、合致した標
準回路をDB120から抽出し、さらに機器DB100から標準回
路内の回路属性値に適切に設定して、上流設計図面を作
成する。この上流図面において、上流標準回路に設定さ
れた属性値と展開ルールにより下流標準回路を一意に決
定し、下流設計図面を自動作成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、複数のユーザがネ
ットワークを介して標準回路部品と設計ルールを用い、
上流設計から下流設計へと図面を自動生成できる設計支
援システムに関する。

【０００２】

【従来の技術】一般的なコンピュータCADシステムは、
図面を編集(作成)するための対話編集画面を有し、画面
上で発生したイベントを解析したコマンドにより、画面
上に図記号などの作画を行い、作成した図面データを図
面DBに格納している。CADによっては、対話作画機能以
外のバッチ処理等をCADシステム上から起動し、処理結
果のCAD図面への反映を可能とするバッチ処理インタフ
ェースや、ネットワーク上の異なるコンピュータやサー
バにアクセスし、図面を互いに交換することを可能とす
る通信用インタフェースを備えたものもある。

【０００３】このような従来のCADシステムでは、対話
編集画面を使用し、予めシステムに提供された特有の図
記号を配置して図面を作成していく方法や、CADの図形
作成機能により、図柄を最初から自分で作成して図面を
完成させる方法がある。これらの方法では、図面を作成
するのに時間がかかり、かつ、図面を作成するユーザの
個性が反映されるため、図面の品質や標準化が向上しな
い。

【０００４】また、決められた製品仕様のパラメータと
属性情報を基に、目的関数を用いてその最適解で部品構
成を決定し、さらに図形データベースの中から該当する
部品の図形情報を取り出して設計図面を自動作成するも
のがある（特開平５−２７４３７８号）。しかし、上流
図面を基にして下流図面を自動作成するものではない。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】上記のように、プラン
トシステム等の設計プロセスにおいては、上流設計段階
で作成されたCAD図面をもとに下流設計段階の図面を自
動的に作成し、上流設計からの一貫した自動化を進める
ことが困難であった。

【０００６】本発明の目的は、従来技術の問題点に鑑
み、ネットワークを介して利用できる標準回路部品と設
計ルールを用い、上流設計から下流設計へと品質の高い
ＣＡＤ図面を効果的に自動生成することができる設計支
援システムを提供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成する本発
明は、標準回路と設計ルール、標準回路と標準回路を結
び付けることにより、上流設計図面から関連する下流設
計図面を自動的に作成するコンピュータ上の設計支援シ
ステムである。なお、前記標準回路と設計ルールは複数
のユーザ間で共有できるように一元管理され、登録され
ている。

【０００８】すなわち、標準回路と設計ルールを登録す
るための手段と、標準回路によって作成される図面を表
示・編集できるようにする手段と、標準回路と設計ルー
ルから上流設計図面を自動的に作成する手段、前記上流
設計図面と下流標準回路および展開ルールにしたがって
下流設計図面を自動的に作成する手段及び上流設計図面
の標準回路と下流設計図面の標準回路と展開条件を対応
付けた展開ルールを作成するための手段を持つ処理装置
を設けている。

【０００９】また、自動作成処理の結果(エラーメッセ
ージ)を蓄積し、処理終了後に一覧表を作成する手段
と、下流設計図面から必要な機器データを抽出するため
の手段と、抽出した機器データをもとに機器手配仕様書
を自動的に作成するための手段を有している。

【００１０】本発明では、複数のクライアントコンピュ
ータ上のＣＡＤから入手可能である標準回路部品と設計
ルールにより、上流設計図面を作成することができる。
こうして作成された上流設計図面内の標準回路と対応す
る下流図面の標準回路と、展開ルール、標準回路内の属
性値を総合的に判断して、下流設計図面を自動的に作成
することができる。

【００１１】サーバ上のDBにアクセスする権限を持つ管
理者は機器、設計知識、標準回路及び展開ルールの各登
録エディタを使用し、あらかじめサーバ上のDBに各デー
タを登録しておく。一般ユーザは、クライアントコンピ
ュータのCADシステムで表示する設計仕様入力画面の指
示に従い、これから作成する図面の仕様を入力してい
く。その後、CADの通信機能により、サーバの設計知識D
Bと標準回路DBにアクセスし、入力された仕様と一致し
た標準回路を抽出し、CADの対話編集画面上に自動的に
配置していくことで上流設計図面を作成する。さらに機
器DBにアクセスし、前記上流設計図面内に配置された標
準回路内の回路属性値を設定していき、上流設計図面を
完成させる。

【００１２】完成した上流設計図面は自動展開処理によ
り、その図面を構成する標準回路と標準回路内の属性値
が抽出され、次に展開ルールによって、抽出された標準
回路と一致する下流設計で使用する標準回路を一意に判
定していき、下流設計図面を自動的に作成する。また、
上流設計図面の標準回路で設定された属性値を下流図面
の対応した標準回路の属性値として自動的に入力するこ
とにより、最終的な下流設計図面を完成させる。

【００１３】さらに、前記下流設計図面から、標準回路
の属性値に設定された機器の情報を抽出し、所定のフォ
ーマットに変換することにより、下流設計図面から派生
する機器手配仕様書なども自動的に作成することが可能
であり、こうした一連の自動化により、プラント制御シ
ステムなどの設計で上流設計から下流設計までの一貫し
た自動化が可能となる。

【００１４】

【発明の実施の形態】本発明は、図面を表示・編集する
ことを主要な目的としたＣＡＤシステムと、ＣＡＤで使
用する標準回路やルールなどのデータを格納した各種DB
と、各DBをネットワークに接続しクライアントから利用
可能にするサーバ、サーバにアクセスするための通信用
インタフェース、展開処理などのバッチ処理をＣＡＤと
連携して起動するためのバッチ処理インタフェースによ
り構成される。

【００１５】図１は本発明の一実施例による設計支援シ
ステムの全体構成を示す。CADシステムは、ネットワー
クと接続するクライアントコンピュータ上で動作し、ユ
ーザインタフェースとして、図面を編集（作成）するた
めの対話編集画面１０と、この画面上で発生した各種イ
ベントを解析するイベント処理部２０と、イベント処理
で解析されたコマンドにより対話編集画面上に図記号な
どの作画を行う作画処理部３０と、作成した図面の管理
や格納を行う図面DB インタフェース４０と、実際に作
成した図面データを格納する図面DB５０と、作成された
図面内容を確認しながら自動作成処理などのバッチ処理
を行うバッチ処理Ｉ／Ｆ６０を設けている。

【００１６】一方、サーバコンピュータは通信用Ｉ／Ｆ
７０を介してネットワークと接続し、機器ＤＢ１００、
設計知識ＤＢ１１０、標準回路ＤＢ１２０、展開ルール
ＤＢ１３０を備えている。

【００１７】図２は本実施例による設計フローの概要を
示す。CAD図面を自動的に作成する際に使用される機器
ＤＢ１００、設計知識ＤＢ１１０、標準回路ＤＢ１２
０、展開ルールＤＢ１３０はそれぞれ個別に管理され、
各DBには個別の登録エディタを使用してデータの登録や
修正を行うことができる。

【００１８】各DBは、標準化とデータのボリューム、保
守などを考え、サーバで一元管理する。このため、クラ
イアントのＣＡＤシステムには、サーバ接続用の通信イ
ンタフェース７０を組込み、複数のユーザのＣＡＤから
のアクセスを可能とする。

【００１９】次に、本実施例の動作を説明する。まず、
本実施例で作成される図面を説明する。図３は、プラン
ト制御システムの計画設計段階で作成される上流設計図
面である。顧客の要求仕様を基に作成されるシステムの
全体構成を示したもので、複数の図記号からなる標準回
路３２０、３３０などを配置している。

【００２０】図４は、下流設計図面の部分図である。図
３の上流の標準回路に対応した下流回路を配置したもの
で、たとえば回路３３０と回路４１０、回路３２０と回
路４１０が対応している。また、図３の標準回路のある
纏まり３４０が下流設計図面の１枚に対応する。上流設
計での上流標準回路と下流設計での下流標準回路とは、
後述するように回路内の属性値によって１対１に対応付
けられる。

【００２１】本実施例のシステムでは、あらかじめ設計
事例を管理している管理者等により、サーバの機器ＤＢ
１００、設計知識ＤＢ１１０、標準回路ＤＢ１２０、展
開ルールＤＢ１３０に対して、各占用の登録エデイタを
用いて情報を登録してもらう。最初から全ての情報の登
録を行うことが不可能な場合には、必要に応じ、随時、
情報を追加していけばよい。

【００２２】図５に機器DBに登録されるデータの一例を
示す。実際のDB内には、通信用インタフェース７０やDB
アクセスインタフェース４０がプログラム処理できるデ
ータフォーマットで格納されている。このフォーマット
は固定ではなく、データの種類もしくは処理効率に応じ
たフォーマットを任意に選択できる。

【００２３】機器DB１００には、標準回路の属性値とし
て使用され、あらかじめ決まっている機器の情報を登録
する。図の例は、水位計の機器情報についての一覧であ
り、機器名称（用途）やメーカから、機器の型式や仕様
が決定できる。

【００２４】図６に設計知識DBに登録されるデータの一
例を示す。この設計知識は、プラントシステムの設計に
おいて上流設計図面１４０を設計する際に、外部（顧客
など）で決定した設計条件に基づいて、どのような標準
回路（＝構成機器）を用いればよいかという知識をルー
ル化したものである。

【００２５】図示の例は、プラントシステムの計装図面
を設計する際の知識をルール化したものである。たとえ
ば、今回設計するシステムに沈砂池設備が必要な場合、
沈砂池設備には数種類の計測項目があり、その中の流入
ゲート開度を選択することにより、図面に配置する標準
回路とその配置位置が決定される。本例は非常に簡略化
したものであるが、実際には、システムの制約により、
ある測定項目の中でも標準回路が異なるなど、複雑なル
ールを定義することも可能である。

【００２６】図７に標準回路DBに登録されるデータの一
例を示す。電気系のCADを例にとると、標準回路は図３
の３２０及び３３０に示すように、図面作成の最小単位
である図記号および図記号間を結ぶパスなどの組合せに
よって作成される。組合わされた図形情報（図記号の種
類，位置，パスのつながりなど、CADが扱う図形描画情
報）は、標準回路毎に回路ファイル５１０に登録され
る。また、標準回路管理ファイル５００を使用し、どの
回路ファイルがどういう標準回路であるか、どういう分
類に属するかを管理している。

【００２７】本実施例では、展開処理の効率や図面の品
質を向上させるために、上流設計図面で使用する標準回
路とそれに対応する下流設計図面の標準回路を個別に登
録しているが、DBの構成はまったく同じである。また、
DBを分ける必要はなく同じにしてもよい。

【００２８】図８に標準回路の登録イメージを示す。標
準回路エデイタ２４０により、シンボルメニュー（シス
テムに備え付けの図記号描画部品）７２０から図記号を
選択し、配置していくことにより、標準回路７１０を作
成する。標準回路登録エデイタ２４０の“ライブラリ登
録コマンド”を実行すると、標準回路登録画面が現れ、
標準回路の名称や登録先の階層などを指定する。こうし
た登録情報は、標準回路登録画面７３０の“登録”コマ
ンドにより、サーバの標準回路ＤＢ１２０に格納され
る。

【００２９】図９に展開ルールDBに登録されるデータの
一例を示す。このフォーマットも、データの種類もしく
は処理効率に応じた任意の選択が可能である。展開ルー
ルDB１３０には、上流設計図面で作成される各標準回路
に、下流設計図面で作成されるどの標準回路が対応する
かの紐付けと、同じ標準回路でも回路属性値などの条件
により、展開される下流標準回路が異なる場合があるた
め、そうした場合の展開条件を登録する。

【００３０】たとえば、テーブル内の登録Ｎｏ．001と0
02では、同じ上流標準回路（ＬＩＢ00001）に対し、２
つの下流標準回路（ＬＩＢ00050，ＬＩＢ00045）が対応
付けられている。展開条件のように、上流標準回路の属
性Ａに“Ａ−００１”、かつ属性Ｂに“Ｂ−００１”が
設定された場合は、ＬＩＢ00001はＬＩＢ00050と対応
し、属性Ａに“Ａ−００２”が設定された場合は、ＬＩ
Ｂ00001はＬＩＢ00045と対応する。

【００３１】こうした展開条件は、下流設計図面を自動
作成する前にＤＢに登録しておく必要がある。しかし、
上流設計図面を作成する設計者は、上流標準回路にどの
ような属性値を設定すると、どのような下流標準回路が
対応されるかを意識しなくてもよい。上流設計図面作成
段階で設定した上流標準回路の属性値により、下流設計
図面作成処理が展開ルールを基に、下流標準回路を自動
的に選択して、下流設計図面を作成するからである。

【００３２】図１０に展開ルールの登録イメージを示
す。展開ルール登録時には、必要な上流標準回路及びそ
れに対応する下流標準回路が登録されているものとす
る。展開ルール登録エデイタ２５０を起動すると、登録
されている上流標準回路群の格納位置（階層）８１０、
同じく下流標準回路群の格納位置（階層）８３０が画面
上に表示される。設計者は画面上の格納位置８１０から
上流標準回路を、格納位置８３０から上流標準回路に対
応する下流標準回路を選択する。なお、選択された標準
回路８１０、８３０のプレビュー８２０、８４０が表示
されるので、ビジュアルに確認しながら選択できる。

【００３３】選択された標準回路８２０の回路内属性フ
イールド（属性値を表示する位置を示す矩形領域）に
は、属性を一意に識別するための識別子が設定される。
この識別子は実際の図面上では表示されない。上流標準
回路の属性と下流標準回路の属性を対応させ、上流設計
図面の作成時に、上流標準回路で設定される属性値を下
流標準回路に自動的に反映させたい場合は、プレビュー
８２０に表示されている属性識別子と同じ値をプレビュ
ー８４０の属性フイールドに手動設定する。

【００３４】以上の操作後、“対応”コマンド８６０を
実行すると、標準回路８２０と８４０の対応付けの情報
が標準回路対応表８５０に表示される。対応表８５０は
各１行が標準回路の対応付けを表し、属性値の欄に上流
設計図面作成時に設定されるであろう属性値を入力して
おくと、その属性値が設定された条件によって上流標準
回路と下流標準回路の対応付けが一意に決定する。

【００３５】全ての展開ルールの登録が終了すると、標
準回路対応表８５０の対応情報は展開ルール定義ファイ
ル８７０に出力され、最終的に展開ルールＤＢ１３０に
格納される。

【００３６】次に、上流設計図面が作成されるまでの過
程を説明する。図１１に上流設計図面作成処理のフロー
図を示す。図示の機器ＤＢ１００、設計知識ＤＢ１１
０、標準回路ＤＢ１２０はあらかじめ登録されている。
ＣＡＤの対話編集画面上に表示される設計条件入力画面
を起動すると（Ｓ１０）、設計知識ＤＢ１１０に登録し
てあるシステムの仕様が一覧表示される。仕様は大まか
なものから詳細なものへと階層表示される。

【００３７】図６を例にとると、まずシステムを構成す
る設備の一覧が表示され、設計者はこれから設計するシ
ステムに必要な設備を一覧画面から選択入力する（Ｓ２
０）。選択された設備項目は、設計知識ＤＢ１１０の条
件、つまり図６の条件式と比較され（Ｓ３０）、その設
備に必要と思われる構成機器の候補が抽出される。

【００３８】たとえば、初期の設計条件入力画面にシス
テムの設備一覧として“沈査池設備”、“汚水ポンプ設
備”、“放流設備”が表示され、システムに必要な設備
が１つまたは複数選択される。選択された設備項目は条
件式と比較され、さらに詳細な仕様、“沈査池設備”で
あれば“流入ゲート開度”、“ホッパ重量”、“スクリ
ーン水位”などの候補が抽出され、画面表示される。再
び、その中から必要なものを選択する。この選択操作を
設計対象システムの最終仕様（最も末端の詳細仕様）ま
で繰り返し行う。

【００３９】すべての仕様が決定すると、図６より該当
する仕様に対して上流設計図面に配置する上流標準回路
とその図面内配置が確定する（Ｓ５０，Ｓ６０）。たと
えば、“沈査池設備”の“流入ゲート開度”の測定で機
器Ａを選択すれば、配置される上流標準回路は“ＬＩＢ
00001”となり、配置位置は画面上の座標（200,300）と
なる。こうして、選択された仕様に基づきすべての上流
標準回路が自動的に配置され（Ｓ８０）、上流設計図面
のベースが作成される。

【００４０】その後、設計者は上流設計図面上に配置さ
れた上流標準回路の属性値に対して属性値を設定する
（ｓ９０）。属性設定は、あらかじめ機器の情報が登録
されている機器ＤＢ１００にアクセスすることにより、
属性に連繋した属性値の候補を抽出・表示することが可
能であり、画面上での選択入力のみで属性値を設定でき
る。また、属性と機器ＤＢ１００内のデータを何らかの
情報で対応付けしておけば、属性値についても自動入力
が可能である。

【００４１】次に、上流設計図面から下流設計図面を自
動的に作成する過程を説明する。図１２に下流設計図面
の作成処理のフロー図を示す。下流設計図面自動作成処
理（展開処理）は、まず図面ＤＢ５０より、上流設計図
面内に配置されている上流標準回路の名称（またはＴＡ
ＧＮｏ）と属性値をすべて抽出する（Ｓ２００）。その
後、上述した展開ルールＤＢ１３０より全ての展開ルー
ルをメモリ上に読み込む（Ｓ２１０）。

【００４２】抽出された上流標準回路の名称と読み込ん
だ展開ルールより、上流標準回路に対応付けられている
下流標準回路を検索する（Ｓ２２０）。たとえば、上流
標準回路が“ＬＩＢ00001”とすると、図９の展開ルー
ルより、これに対応する下流標準回路として“ＬＩＢ00
050”と“ＬＩＢ00045”が検索される。こうして検索さ
れた複数の下流標準回路に対し、上流回路に設定された
属性値から下流標準回路がダイナミックに設定される
（Ｓ２３０）。たとえば、属性値が“Ａ−００１”と
“Ｂ−００１”の場合は、展開条件より“ＬＩＢ0005
0”が選ばれる。また、属性値が“Ａ−００２”の場合
は“ＬＩＢ00045”が選ばれる。

【００４３】このようにして、上流設計図面内のすべて
の上流標準回路に対応する下流標準回路が決定すると、
標準回路ＤＢ１２０より下流標準回路を抽出し、指定さ
れた図面位置内に配置することにより下流設計図面が作
成される（Ｓ２５０，Ｓ２６０）。

【００４４】展開ルールに、上流標準回路と下流標準回
路の対応付けを行っておけば、下流図面の作成後に、上
流設計図面の標準回路属性より一括抽出した属性値を、
対応する下流設計図面の標準回路属性値として自動設定
することも可能である。

【００４５】この展開処理の実行状況は、図１３に示す
ログファイルに出力される。ログファイル１６０は対応
する上流回路と下流回路の下、シートＮｏ、座標、日
時、エラーコードが出力され、展開されなかった標準回
路や属性値のエラー内容をチエックすることができる。

【００４６】さらに、下流設計図面からは最終的な機器
のデータなどを一括抽出し、手配仕様書などのドキュメ
ントを自動的に作成することも可能である。以上のよう
な各DBと自動展開処理により、システム設計の上流から
下流までの一貫した図面作成の自動化が可能となる。

【００４７】

【発明の効果】本発明によれば、上流設計から下流設計
へとＣＡＤ図面を自動的に作成することができるので、
設計図面作成にかかる時間を大幅に短縮できる。また、
標準化により上流から品質の高い図面を作成することが
可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例による設計支援システムの構
成図。

【図２】一実施例による設計支援システムの図面作成の
フロー図。

【図３】上流設計図面の一例示図。

【図４】下流設計図面の一例示図。

【図５】機器dB内の機器情報のフオーマット図。

【図６】設計知識DB内の設計ルールのフオーマット図。

【図７】標準回路DB内の標準回路管理構成の説明図。

【図８】標準回路の登録状況を示す説明図。

【図９】展開DB内の展開ルールのフオーマット図。

【図１０】展開ルールの登録状況を示す説明図。

【図１１】上流設計図面の作成過程を示すフロー図。

【図１２】下流設計図面の作成過程を示すフロー図。

【図１３】展開処理時に出力され処理状態を示すログフ
ァイルの一覧図。

【符号の説明】

１０…対話編集画面、２０…イベント処理部、３０…作
画処理部、４０…ＤＢインターフエース、５０…図面Ｄ
Ｂ、６０…バッチ処理インターフエース、７０…通信用
インターフエース、８０…上流図面自動作成処理、９０
…下流図面自動作成処理、１００…機器ＤＢ、１１０…
設計知識ＤＢ、１２０…標準回路ＤＢ、１３０…展開ル
ールＤＢ、１４０…上流設計図面、１６０…ログファイ
ル、１８０…下流設計図面、２２０〜２５０…登録エデ
イタ、５００…標準回路管理ファイル、５１０…標準回
路ファイル。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者大西秀雄茨城県日立市大みか町五丁目２番１号株式会社日立製作所情報制御システム事業部内 (72)発明者金田信人茨城県日立市大みか町五丁目２番１号株式会社日立製作所情報制御システム事業部内Ｆターム(参考） 5B046 AA02 CA06 DA05 GA01 HA05 KA05

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ネットワークを介してサーバコンピュー
タと複数のクライアントコンピュータを接続する設計支
援システムにおいて、前記サーバコンピュータは、図面作成のための標準回路
群を持つ標準回路データベースと、前記標準回路内の属
性値を有する機器データベースと、上流設計図面を作成
するための条件を有する設計知識データベースと、前記
上流設計図面で用いる上流標準回路と下流設計図面で用
いる下流標準回路の対応付けを定義する展開ルールデー
タベースを備え、前記クライアントコンピュータは、前記標準回路を用い
て作成する図面の表示・編集を行う対話編集画面と、設
計対象システムの仕様を入力されると前記設計知識デー
タベースと比較して、前記仕様に合致した上流標準回路
を抽出して上流設計図面を作成し、かつ、前記上流標準
回路に設定された属性値と前記展開ルールデータベース
に基づいて下流標準回路を一意に決定し、下流設計図面
を作成する処理装置を備えることを特徴とする設計支援
システム。
【請求項２】請求項１において、前記処理装置は、前記展開ルールデータベースに、前記
上流標準回路と前記下流標準回路の対応付けを行い、展
開処理の終了後に、展開されなかった標準回路、属性値
の出力を行うようにしたことを特徴とする設計支援シス
テム。
【請求項３】請求項１または２において、前記下流設計図面から機器データを抽出し、機器手配仕
様書を作成することを特徴とする設計支援システム。