JP2010026645A - 設備の設計支援装置、方法、およびプログラム - Google Patents

Abstract

【課題】作図済みの配管接続情報を利用し、配管のつなぎ替え作業を支援する。
【解決手段】設備内の第１の機器の接続部に接続される配管の経路を記憶する経路記憶手段と、第１の機器を第２の機器に変更する指定を受け付ける入力手段と、第１の機器を第２の機器に変更したときに第２の機器において配管が接続されるべき接続部の位置座標とその位置座標での配管の配置方向とを算出する接続位置算出手段と、変更前に第１の機器の接続部に接続されていた配管末端または配管末端から配管をさかのぼる方向に一部を削除して形成された配管末端から、第２の機器の接続部までの配管の経路を設定する経路設定手段と、を備える。
【選択図】図７

Description

本発明は、設備の設計支援技術に関する。

ビル、建物、工場等の設備の施工に際しては、以下のような問題がある。例えば、受注から施工までの段階では、設備に含まれる機器のメーカが確定していない場合がある。そして、設備の設計図の作成の着手後に機器の具体的な施工情報が確定することがある。この場合、着手時には、特定のメーカの機器を念頭に作図を進め、後の段階になって、他のメーカの機器に入れ替える必要が生じる。また、大規模な機器については、メーカ・容量等が決まってからも、配管取り出し位置・配管のサイズ等の変更が発生する場合がある。

このような機器の入れ替え、あるいは配管接続位置の変更が発生した場合、従来の施工図の作成工程では、施工事業者、あるいは、設備設計者が、配管のつなぎ替え作業を手作業で行っていた。そのため、機器入れ替え前に接続個所を設計済みの配管の一部削除・変更や、新たな機器配置後の配管の接続設計作業に多くの時間を要していた。
特開２００６−２１５７３１号公報

本発明の目的は、配管との接続を要する機器の作図が進行した後、その機器が変更されたときに、その変更に合わせて、作図済みの配管接続情報を利用し、配管のつなぎ替え作業を支援する機能を実現することにある。

本発明は前記課題を解決するために、以下の手段を採用した。すなわち、本発明は、設備内の機器に配管が接続される接続部の位置座標と接続される配管の配置方向とを記憶する設備内機器情報記憶手段と、設備にて第１の機器を第２の機器に変更する指定を受け付ける入力手段と、第１の機器を第２の機器に変更したときに第２の機器において配管が接続されるべき接続部の位置座標と接続される配管の配置方向とを算出する接続位置算出手段と、変更前に第１の機器の接続部に接続されていた配管末端または配管末端から配管をさかのぼる方向に一部を削除して形成された配管末端から、第２の機器の接続部までの配管の経路を設定する経路設定手段と、を備える設備の設計支援装置として例示できる。本設計支援装置によれば、入れ替え前後の接続部の位置座標と接続される配管の配置方向とを基に、入れ替え後の第２の機器に配管を接続できる。

さらに、本設計支援装置は、機器内の第１の座標系での接続部の位置座標と接続される配管の配置方向とを機器ごとに記憶する機器接続位置記憶手段と、設備内の第２の座標系で機器を設置するときの設備内配置点、第１の座標系と第２の座標系との相対角度、および機器を設備内配置点に位置付けるときの基準点を記憶する設置状態記憶手段と、をさらに備えるようにしてもよい。そして、接続位置算出手段は、設備内配置点に第２の機器の基準点を位置付け、第２の座標系に対して第１の座標系を相対角度で設定したときの第２の機器の接続部の位置座標と接続される配管の配置方向とを算出すればよい。本設計支援装置によれば、機器入れ替え後の接続部の位置座標と配管の配置方向とを提示できる。

また、本設計支援装置は、機器ごとに接続部に接続される配管の用途を含む接続属性情報を記憶する機器属性記憶手段と、第１の機器の接続部と第２の機器の接続部との間で接続属性情報を比較する属性比較手段と、をさらに備えてもよい。そして、経路設定手段は
、比較の結果、第１の機器の接続部と第２の機器の接続部との間で接続属性情報が一致しない場合に、前記第１の機器の接続部と第２の機器の接続部との間の経路設定のための対応関係の入力を促す手段を備えてもよい。本設計支援装置によれば、接続属性情報が一致しない場合に、第２の機器の接続口に対応すべき第１の機器の接続口の入力を促し、接続すべき配管末端を特定できる。

本設計支援装置は、配管末端を接続部として第２の機器に至る配管の配置方向を示す起点ベクトルと第２の機器の接続部における配管の配置方向を示す終点ベクトルとが同一平面上にあるか否か、および起点ベクトルと終点ベクトルとが互いに平行な異なる平面にあるか否かを判定する平行平面判定手段と、起点ベクトルのある平面と終点ベクトルある平面との間で経路を設定する第１のレベル間接続手段と、をさらに備えるようにしてもよい。すなわち、２つのベクトルが、同一平面上にある場合には、同一平面上の条件を応じて、接続処理を実行すればよい。一方、２つのベクトルが互いに平行な異なる平面にある場合に、それぞれの平面を互いに接続する経路を設定することで、同一平面上の関係に帰着できる。

本設計支援装置は、起点ベクトルと終点ベクトルとが同一平面上および互いに平行な異なる平面上のいずれにもなく、かつ、起点ベクトルと終点ベクトルのうちの一方のベクトルが、ＸＹ平面、ＹＺ平面、またはＺＸ平面と平行な第１の目標平面上にあるときに、第１の目標平面上にない他方のベクトルの示す接続部から９０度継手、４５度継手、他方のベクトル方向の直管と９０度継手との組み合わせ、または、他方のベクトル方向の直管と４５度継手との組み合わせによって第１の目標平面に平行な第２の目標平面上の直管に接続する単一目標平面経路設定手段と、第２の目標平面の直管から第１の目標平面への経路を設定する第２のレベル間接続手段と、をさらに備えるようにしてもよい。本設計支援装置によれば、起点ベクトルと終点ベクトルの一方が、ＸＹ平面、ＹＺ平面、またはＺＸ平面と平行な平面上にある場合、そのベクトルが存在するＸＹ平面、ＹＺ平面、またはＺＸ平面と平行な平面を第１の目標平面とする。そして、第１の目標平面上にない他方のベクトルの近傍に、第２の目標平面を設定する。そして、他方のベクトルの示す接続部から、第２の目標平面への経路、第２の目標平面から第１の目標平面への経路を設定することで、平面を共有する起点ベクトルと終点ベクトルの関係に帰着し、処理を実行する。

また、本設計支援装置は、第１の目標平面にない他方のベクトルが第１の目標平面と平行な段違い平面にあるか否かを判定する手段をさらに備え、第１のレベル間接続手段は、第１の目標平面と段違い平面との間で経路を設定するようにしてもよい。本設計支援装置によれば、２つの平行な段違いの平面上にある起点ベクトルと終点ベクトルとの処理をそれぞれの平面上での処理に帰着できる。

また、本設計支援装置は、起点ベクトルと終点ベクトルとが同一平面上および互いに平行な異なる平面上のいずれにもなく、かつ、起点ベクトルと終点ベクトルとがいずれもＸＹ平面、ＹＺ平面、およびＺＸ平面のいずれとも平行でないときに、２つの座標軸に平行な第３の目標平面上の経路であって、起点ベクトルの示す接続部から９０度継手、４５度継手、起点ベクトル方向への直管と９０度継手との組み合わせに、または、前記起点ベクトル方向への直管と４５度継手との組み合わせによって接続可能な第１の直管の経路を設定するとともに、第３の目標平面に平行な第４の目標平面上の経路であって、終点ベクトルの示す接続部から９０度継手、４５度継手、終点ベクトル方向への直管と９０度継手との組み合わせ、または、前記他方のベクトル方向の直管と４５度継手との組み合わせによって接続可能な第２の直管の経路を設定する複数目標平面経路設定手段と、第１の直管と第２の直管との間の経路を設定する第３のレベル間接続手段と、をさらに備える。このような処理によって、同一平面上になく、かつ、起点ベクトルと終点ベクトルとがいずれもＸＹ平面、ＹＺ平面、またはＺＸ平面と平行な平面上にない起点ベクトルと終点ベクトル
の関係を、平面を共有する関係に帰着し、処理を実行する。

また、複数目標平面経路設定手段は、起点ベクトルに対して垂直な平面と第３目標平面との交線方向に第１の直管を設定するとともに、起点ベクトルの示す接続部から第１の直管に９０度継手、４５度継手、起点ベクトル方向への直管と９０度継手との組み合わせ、または、起点ベクトル方向への直管と４５度継手との組み合わせによって経路を設定する手段と、終点ベクトルに対して垂直な平面と第４の目標平面との交線方向に第２の直管を設定するとともに、終点ベクトルの示す接続部から第２の直管に９０度継手、４５度継手、終点ベクトル方向への直管と９０度継手との組み合わせ、または、終点ベクトル方向への直管と４５度継手との組み合わせによって経路を設定する手段と、を有してもよい。さらに、第３のレベル間接続手段は、第１の直管と第２の直管とを両端に９０度継手または４５度継手を設けた配管を含む経路で接続する手段、を有してもよい。このような構成によって、起点ベクトルに垂直な第１の直管の経路を、第３の目標平面に設定できる。また、終点ベクトルに垂直な第２の直管の経路を、第４の目標平面に設定できる。そして、第１の直管と第２の直管との間でレベル差を解消する配管を設けることで、平面を共有する処理に帰着できる。

本発明によれば、配管との接続を要する機器の作図が進行した後、その機器が変更されたときに、その変更に合わせて、作図済みの配管接続情報を利用し、配管のつなぎ替え作業を支援することができる。

以下、図面を参照して本発明を実施するための最良の形態（以下、実施形態という）に係る設計支援装置について説明する。以下の実施形態の構成は例示であり、本発明は実施形態の構成には限定されない。
＜機能概要＞
図１により、本設計支援装置の機能概要を例示する。本設計支援装置は、配管を含む様々な設備、具体的には配管の接続される熱源機器や空調機器、例えば、冷凍機を含む温度制御設備の設計を支援する。このような設備では、冷凍機等の機器の据え付けの他、機器への配管の取り付けが必要である。

図１は、そのような設備の設計を支援する本設計支援装置の画面の一例を示している。図１には、設備および配管を含む設備の設計図（斜視図および平面図）が例示されている。図１で、平面図は、斜視図中のＡ矢印方向から見た図である。この例では、例えば、ターボ冷凍機１００と、ターボ冷凍機１００に、冷水・冷却水等を供給する配管に接続されるバルブ１０１−１０４が示されている。

このような施工のための設計図の作成が進行中または設計図が完成した後に、機器が変更になる場合について考える。図２は、図１の図面に対して、例えば、ターボ冷凍機１００に代えて、吸収式冷凍機１１０を導入した場合の施工用の設計図（斜視図および正面図）の例である。この例では、機器が、ターボ冷凍機１００から吸収式冷凍機１１０に変更されたことに伴い、バルブ１０１−１０４がバルブ１１１−１１４に変更され、および、各種配管への接続口の位置が変更されている。この場合には、機器の変更に伴って、それぞれの配管への接続口の位置が変更となり、配管を作図し直す必要がある。本設計支援装置は、このような場合、図１にて、作図済みの配管情報を基に、新たな接続口の位置に対して可能な限り自動接続を実行し、接続先を変更する作業を支援する。したがって、ユーザが、例えば、バルブ１１１−１１４のような配管の節点あるいは機器の接続口に逐一、配管を接続するマニュアル操作を極力低減して、機器入れ替えに伴う作図を可能にする。

図３、図４に、本設計支援装置が表示する画面例を示す。図３では、画面の上段に、設備としての熱交換器の平面図が示され、画面左側の機器１２０（シェルアンドチューブ型熱交換器）から画面右側の機器１３０（プレート式熱交換器）に変更された設備の例が示されている。また、図３では、中段にそれぞれの設備の正面図が示されている。さらに、下段左側に入れ替え前の機器１２０の接続口接続情報、下段中央に、その各接続口に接続されていた配管の情報、そして、下段右側に入れ替え後の機器１３０の接続口情報が示されている。

ここで、接続口情報とは、それぞれの接続口の属性を定義した情報である。これらの属性は、機器ごとの属性を格納する機器マスタに格納されている。以下に接続口情報の例を示す。
（１）接続位置
接続位置は、本設計支援装置では、例えば、機器ごとの原点に対する相対座標（Ｕ，Ｖ，Ｗ）で指定され機器マスタに格納され、その接続位置に対応して、画面上では例えば、機器１２０に対する接続位置が、Ａ１からＥ１の記号で示されている。また、本設計支援装置は、一旦、機器が設備内に配置されると、設備内の座標系（Ｘ，Ｙ，Ｚ）で接続位置を保持する。
（２）方向
方向とは、該当機器から見た配管中の流体の出入りの方向であり、流れ方向ともいう。流れ方向は、出または入りが指定される。
（３）接続口の用途分類
接続口の用途分類は、その機器の各接続口から流入または流出される流体の用途である。用途は、本設計支援装置の用途マスタに定義されている。用途は、例えば、温水（送り）、温水（帰り）、蒸気、蒸気還水、水抜き等が記号で指定される。
（４）系統
系統とは一次側、二次側等である。系統も、本設計支援装置の系統マスタに記号で定義されている。
（５）サイズ
サイズとは、配管の断面寸法（呼び径）である。

本設計支援装置は、画面上で機器の入れ替えが指定されると、入れ替え前の機器と、入れ替え後の機器との間で、配管が接続される接続口を再接続する必要があるか否かを判定する。その場合に、本設計支援装置は、まず、入れ替え前の機器と入れ替え後の機器との間で、接続口情報性の違いを判定し、接続口情報の不整合があるか否かを判定する。

接続口の属性が不整合か否かの判定は、例えば、上記接続口情報（２）から（５）に対して行う。判定は、接続口情報（２）から（５）の順に判定し、いずれか１つでも合致しないものがあると、不整合とする。また、機器入れ替え前後で、ともに未設定の項目については、判定対象としない。また、（３）接続口の用途分類の判定で、「送り」と「帰り」の違いは無視する。

そして、上記接続口情報（２）から（５）に不整合があった場合、本設計支援装置は、図３、図４に示すような画面を表示し、ユーザに、入れ替え前後の接続口の対応関係確認と新たな対応関係の決定とを促す。なお、機器入れ替えをする場合でも、入れ替え前後の機器について、同一種類（例.冷凍機）で同じ型式（例.ターボ式）・能力でメーカが異なる場合や、同一メーカで型式のみが異なる場合（ターボ式をスクリュー式に変更）では、接続口情報が一致する。図３の例では、接続口情報のうち、Ａ１とＡ２、Ｂ１とＢ２が一致し、それ以外の接続口では、一致しない例を示している。

図４に、熱交換器の入れ替えの例で機器の入れ替え前後で、接続位置以外に、接続口情
報が不一致の例を示す。この例では、接続位置Ｃ１の蒸気管の接続口、接続口Ｄ１の蒸気還水の接続口、および接続口Ｅ１の水抜きの接続口が消滅し、新たに接続位置Ｃ２に温水（送り）の接続口、接続位置Ｄ２に温水（帰り）の接続口が設けられている。この例では、温水供給用の熱媒として蒸気を使用する予定であったものが取り止めとなり、温水によって二次側に温水を供給することになった例である（一次側機器も例えば、蒸気ボイラから温水ボイラに変更される）。熱媒の変更により、熱交換器も適した型式に変更され流体の接続口の仕様が変更されている。また、図４は、例えば、メーカの変更に伴い、当初のＡ社の機器の入口位置が変更後のＢ社の機器の出口位置となったように、接続口が反転した例を示している。

なお、図４の例では、蒸気管接続口（Ｃ１，Ｄ１）を温水管接続管（Ｃ２，Ｄ２）に接続する結果となるので、接続の後、ユーザは、別途配管の用途を蒸気管から温水管に変更する。ただし、このような機器入れ替えに連動して、配管属性の用途が接続口の属性に合わせて自動的に変更されるようにしてもよい。

この場合に、接続口情報だけでは、機器入れ替えの前後で対応関係を決定することはできないので、本設計支援装置は、ユーザに接続口間の関連づけを求める。関連づけは、例えば、ポインティングデバイス（例えば、マウス）の操作によって、ポイント指定オブジェクト１４０、１４１間を接続することによって行う。ユーザが、ポインティングデバイスで機器入れ替え前のポイント指定オブジェクト１４０のいずれかをクリックし、続いて、機器入れ替え後のポイント指定オブジェクト１４１のいずれかをクリックすることで、２つの接続口情報が関連で付けされる。このような接続口情報の関連づけの後、本設計支援装置は、入れ替え後の機器の接続口に、入れ替え前の機器の接続口に接続されていた配管の自動接続を実行する。

すなわち、入れ替え前の接続口に接続される配管の開口を起点Ｐ１とし、入れ替え後の接続口を終点Ｐ２として、起点Ｐ１から終点Ｐ２の間で自動接続を実行する。

なお、起点Ｐ１から終点Ｐ２への距離が短く、わずかにずれている場合で、起点Ｐ１が元々直管上にある場合には、起点Ｐ１から直管の長さ方向にさかのぼった位置まで起点Ｐ１を移動して、接続に必要な距離を確保してもよい。そして、さかのぼった位置までの直管を削除し、新たな配管末端を形成すればよい。

この場合の削除する直管の長さは、例えば、接続のために挿入すべき継手の最小寸法から、設定すればよい。また、例えば、１回当たりの削除量を設定しておき（例えば、１０ｃｍ）、必要な距離が確保できるまで、段階的に削除し、接続可能か否かを判定する処理を繰り返してもよい。

直管の一部を削除する場合には、起点Ｐ１の配管の延伸方向に変更はない。また、直管の範囲を超えて削除する場合、例えば、９０度、４５度等の継手を越えて配管を削除する場合には、さかのぼった位置での配管の延伸方向を求め直す必要がある。また、起点Ｐ１が、直管以外の部材、例えば、９０度、４５度等の継手等に位置する場合も、さかのぼった位置での配管の延伸方向を求め直す必要がある。これらの処理については、実施例２で説明する。

図５に、機器の配置から配管接続までの制御フローを例示する。この制御フローは、ユーザ操作に応答して実行される。このフローで、ＳＱ１からＳＱ４は、本実施形態の設計支援装置が前提としている、従来のフローを示している。また、ＳＱ５からＳＱ９は、本実施形態の設計支援装置にて新たに追加したフローを示している。

まず、本設計支援装置は、配置する機器の指定を受け付ける（ＳＱ１）。機器の指定は、例えば、画面上の機器一覧からの機器の選択操作である。機器の指定を受けると、本設計支援装置は、その機器についての属性情報、例えば、接続口情報を機器マスタから読み出す。接続口情報には、機器内座標系（ローカル座標系、Ｕ，Ｖ，Ｗ）における、機器の外形形状、接続口の位置、座標軸上での方向（ベクトル）、サイズ、用途の情報が含まれる。外形形状は、通常の機械ＣＡＤ（computer Aided Design）と同様、機器内座標での
直線形状、曲面と平面と組み合わせで定義される。ただし、立体形状、例えば、直方体、所定断面の押し出し（スイープ）形状等を組み合わせて定義することもできる。

次に、本設計支援装置は、ユーザからの機器の配置位置（配置基準点ともいう）の指定を受け付ける（ＳＱ２）。配置基準点とは、機器の原点を設定すべき設備内の位置をいう。設備内の位置は、作図画面で定義された原点に対して、（Ｘ、Ｙ，Ｚ）の座標値が指定される。なお、平面図を示す画面上で、（Ｘ，Ｙ）を指定し、Ｚ軸すなわち高さ方向の位置は、他のオペレーションで指定するようにしてもよい。

さらに本設計支援装置は、機器を配置する向きの指定を受け付ける（ＳＱ３）。機器の向きは、機器内の座標軸と、作図画面上の座標軸との関係の指定である。例えば、作図画面上の座標軸Ｘ、Ｙに対して、機器内の座標軸Ｕ，Ｖが対応付けられる。通常、機器は、水平面内に設置されるからである。ただし、座標軸Ｘ，Ｙ，Ｚに対する座標軸Ｕ，Ｖ，Ｗの関係を指定できるようにしてもよい。その場合には、機器を傾けて設置する指定が可能になる。以上のように、配置点に、機器の原点が指定され、かつ、機器の配置向きが指示されると、作図画面上の座標軸での接続口の座標と、その接続口に接続される配管の配置方向が確定する。配管の配置方向は、接続口の方向で決まる。必要により、機器の形状が、ソリッドモデル、あるいは、サーフェイスモデルで記述される場合には、ソリッド表面の法線ベクトル方向、あるいは、サーフェイスの法線ベクトル方向としてもよい。

次に、本設計支援装置は、機器のそれぞれの接続口に配管を自動接続する。本実施形態では、ユーザが、配管の起点Ｐ１と、配管の終点Ｐ２とを指定し、２点間での自動接続を実行する。この自動接続の処理は、機器入れ替え後の自動接続と同様の処理である。そして、機器のすべての接続口が自動接続されると機器の配置が確定する（ＳＱ４）。このようにして、一旦、機器配置が完了する。

本設計支援装置では、さらに、機器の入れ替えの指定が可能である（ＳＱ５）。本設計支援装置は、作図画面上で、ポインティングデバイス等を通じて入れ替え対象の機器の指定を受け付ける。さらに、その機器と入れ替えるべき機器の指定を受け付ける。そして、このとき、入れ替えるべき機器の原点を作図画面上の配置点に一致させる。また、機器の向きは、ＳＱ２と同様の手順でユーザから指定を受け付ける。

次に、本設計支援装置は、機器入れ替えの前後で、接続口情報が整合するか否かを判定する（ＳＱ６）。整合しない場合、本設計支援装置は、接続確認ウィンドウ（本発明の対応関係の入力を促す手段）を表示する（ＳＱ７）。接続確認ウィンドウは、図３、あるいは、図４上部に示した画面である。なお、図４の下部は、接続確認ウィンドウでのグラフィクスオブジェクト（ポイント指定オブジェクトという）の概念的なイメージを示している。

そして、本設計支援装置は、ユーザによる接続先の指定を受け付ける（ＳＱ８）。接続先の指定は、図４に示したように、機器入れ替え前の接続口を示すポイント指定オブジェクト１４０と、機器入れ替え後の接続口を示すポイント指定オブジェクト１４１とを関係付ける指定である。

そして、本設計支援装置は、自動配管接続を実行する（ＳＱ９）。

（ハードウェア構成）
図６に、本設計支援装置のハードウェア構成を例示する。この設計支援装置は、例えば、パーソナルコンピュータと、パーソナルコンピュータで実行されるコンピュータプログラムによって実現される。また、この設計支援装置は、複数のパーソナルコンピュータにサービスを提供するサーバ上のプログラムとして実現してもよい。また、本設計支援装置は、複数のコンピュータが連携して機能を提供するコンピュータシステムとして実現してもよい。例えば、１以上のデータベースサーバと、１以上のシミュレータと、１以上のウェブサーバとによって、設計支援装置を実現してもよい。

図６は、本設計支援装置を構成するコンピュータの一例である。本設計支援装置は、ＣＰＵ１と、メモリ２と、各種インターフェース３、５、７、９、１１と、これらのインターフェースを通じてＣＰＵ１に接続される周辺装置とを含む。図２では、周辺装置の例として、ハードディスク４，入力装置６、表示装置８、ネットワークインターフェース１０、および着脱可能記憶媒体駆動装置１２が示されている。

ＣＰＵ１は、メモリ２に展開されたプログラムを実行し、設計支援装置の機能を提供する。メモリ２は、ＣＰＵ１が実行可能な形式でプログラムを保持する。また、メモリ２は、ＣＰＵ１が処理するデータを保持する。メモリ２は、ＤＲＡＭ（ダイナミックランダムアクセスメモリ）、ＲＯＭ（リードオンリーメモリ）等である。ただし、メモリ２として、フラッシュメモリを用いてもよい。

ハードディスク駆動装置４は、ハードディスクにアクセスし、ＣＰＵ１が処理したデータ、ＣＰＵ１で実行されるプログラム等を記憶する。入力装置６は、例えば、キーボード等の文字入力装置、マウス等のポインティングデバイスなどである。表示装置８は、例えば、液晶ディスプレイ、エレクトロルミネッセンスパネル等である。

ネットワークインターフェース１０は、例えば、ＬＡＮ（ローカルエリアネットワーク）基板である。着脱可能媒体駆動装置１２は、例えば、ＣＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ、フラッシュメモリカード等の駆動装置である。なお、ＣＰＵ１で実行されるプログラムは、通常、ネットワークインターフェース１０、あるいは、着脱可能記憶媒体駆動装置１２を通じて、ハードディスクに保存され、メモリ２に展開される。
（機能ブロック）
図７に、本設計支援装置の機能ブロック図を例示する。図７のように、本設計支援装置の機能ブロックは、表示装置８および入力装置６を制御し、設計支援装置の機能を提供する制御部２０によって実現される。制御部２０は、例えば、図２に示したＣＰＵ１、メモリ２等の構成と、図６のメモリ２に展開され、ＣＰＵ１で実行されるコンピュータプログラムとによって実現される。このプログラムは、コンピュータが読み取り可能で、コンピュータから着脱可能な記憶媒体に格納し、コンピュータにインストールするようにしてもよい。また、ネットワーク上のサーバからコンピュータにダウンロードし、インストールするようにしてよい。また、プログラム自体は、ネットワーク上のサーバにインストールしておき、プログラムの機能だけをコンピュータを利用するユーザに提供してもよい。

図７のように、本設計支援装置の制御部２０は、表示制御手段２１、入力手段２２、経路記憶手段２３、接続位置算出手段２４、経路設定手段２５、機器接続位置記憶手段２６、設置状態記憶手段３５、設備内機器情報記憶手段２７、属性比較手段２８、機器属性記憶手段２９、平面判定手段３０、単一目標平面経路設定手段３１、複数目標平面経路設定
手段３２、第１のレベル間接続手段３３、および第２のレベル間接続手段３４を有している。

このうち、表示制御手段２１は、ＣＰＵ１からの指令にしたがって、ＣＰＵ１が処理した情報を表示装置８に表示する。また、入力手段２２は、入力装置６に対するユーザ操作を検知し、ＣＰＵ１に伝達する。表示装置８、入力装置６、表示制御手段２１、および入力手段２２は、例えば、画面上のＧＵＩ（グラフィックスユーザインターフェース）部品の表示と、ＧＵＩ部品に対する操作を検知し、ユーザインターフェースを構成する。

経路記憶手段２３は、設備内の配管の経路を記憶する。接続位置算出手段２４は、ＧＵＩに対する操作によってユーザが設備内の機器を第１の機器から第２の機器に変更したときに第２の機器において配管が接続されるべき接続部の位置座標と接続される配管の配置方向とを算出する。より具体的には、制御部２０は、機器内の第１の座標系での接続部の位置座標と接続される配管の配置方向とを機器ごとに記憶する機器接続位置記憶手段２６と、設備内の第２の座標系で機器を設置するときの設備内配置点、第１の座標系と前記第２の座標系との相対角度、および機器を設備内配置点に位置付けるときの基準点を記憶する設置状態記憶手段３５と、を有している。そして、接続位置算出手段２４は設備内配置点に第２の機器の基準点を位置付け、第２の座標系に対して第１の座標系を相対角度で設定したときの第２の機器の接続部の位置座標と接続される配管の配置方向とを算出する。設備内機器情報記憶手段２７は、算出された第２の機器の接続部の位置座標と接続される配管の配置方向とを記憶する。そして、経路設定手段２５は、算出された第２の機器の接続部の位置に、算出された配置方向で、第１の機器に接続済みであった配管末端を接続する。

また、制御部２０は、機器ごとに接続部に接続される配管の用途を含む接続属性情報を記憶する機器属性記憶手段２９を備える。そして、属性比較手段２８は、第１の機器の接続部と第２の機器の接続部との間で接続属性情報を比較する。そして、制御部２０は、接続位置算出手段は、属性比較手段２８による比較の結果、第１の機器の接続部と第２の機器の接続部との間で接続属性情報が一致しない場合に、第１の機器の接続部と第２の機器の接続部の間の経路設定のための対応関係の入力を促す。

平面判定手段３０は、平行平面判定手段３０Ａと、ベクトル平面判定手段３０Ｂとを含む。平行平面判定手段３０Ａは、第１の機器の接続部における配管の配置方向を示す起点ベクトルと第２の機器の接続部における配管の配置方向を示す終点ベクトルとが同一平面上にあるか否か、および起点ベクトルと終点ベクトルとが互いに平行な異なる平面にあるか否かを判定する。また、ベクトル平面判定手段３０Ｂは、起点ベクトルと終点ベクトルの一方が、ＸＹ平面、ＹＺ平面、またはＺＸ平面と平行な平面上にあるか、否かを判定する。

そして、起点ベクトルと終点ベクトルとが同一平面上になく、かつ、起点ベクトルと終点ベクトルのうち一方のベクトルが、ＸＹ平面、ＹＺ平面、またはＺＸ平面と平行な第１の目標平面上にあるときに、単一目標平面経路設定３１は、手段第１の目標平面上にない他方のベクトルの示す接続部から９０度継手、４５度継手、他方のベクトル方向の直管と９０度継手との組み合わせ、または、前記他方のベクトル方向の直管と４５度継手との組み合わせによって第１の目標平面に平行な第２の目標平面上の直管に接続する。このとき、第１のレベル間接続手段３３は、第２の目標平面の直管から第１の目標平面への経路を設定する。

また、起点ベクトルと終点ベクトルとが同一平面上になく、かつ、起点ベクトルと終点ベクトルとがいずれもＸＹ平面、ＹＺ平面、またはＺＸ平面と平行な平面上にないときに
、複数目標平面経路設定手段３２は、２つの座標軸に平行な第３の目標平面上の経路であって、起点ベクトルの示す接続部から９０度継手、４５度継手、起点ベクトル方向への直管と９０度継手との組み合わせ、または、前記他方のベクトル方向の直管と４５度継手との組み合わせによって接続可能な第１の直管の経路を設定する。その設定とともに、複数目標平面経路設定手段３２は、２つの座標軸に平行な第４の目標平面上の経路であって、終点ベクトルの示す接続部から９０度継手、４５度継手、終点ベクトル方向への直管と９０度継手との組み合わせ、または、前記他方のベクトル方向の直管と４５度継手との組み合わせによって接続可能な第２の直管の経路を設定する。このとき、第２のレベル間接続手段３４は、第２の直管から第１の直管への配管の経路を設定する。
（データ構造）
図８から図１１に、本設計支援装置が処理する主要なデータの構造を示す。これらのデータ構造で示す情報はメモリ２またはハードディスク上のファイルに、作図に際し確定ボタンが押されるなどして確定の信号を受けたときに格納される。図８は、節点情報ファイルのデータ構造例を示す図である。節点情報ファイルは、配管の経路を記録するファイルである。節点情報ファイルは、節点識別情報と、座標Ｘ、座標Ｙ、座標Ｚ、および属性を有する。節点識別情報は、節点を個々に識別する識別情報である。座標Ｘ、座標Ｙ、および座標Ｚは、節点の座標である。また、属性は、節点の属性であり、例えば、接続口、バルブ、４５度継手、９０度継手、４５度の整数倍の角度以外の角度で経路を替える継手（任意角継手という）等が設定される。なお、節点の属性は、節点属性マスタに記号で定義されており、節点情報ファイルの属性には、その定義された記号が設定される。

図９に、配管の経路を記述するルート情報のデータ構造例を示す図である。ルート情報は、単一のデータファイルに、ルート情報を格納してもよいし、個々の節点ごとに異なるファイルに情報を格納し、複数のファイルの集合によってルート情報を構成してもよい。ルート情報を記憶するメモリ２、あるいは、ハードディスクのファイルが、経路記憶手段２３に相当する。

ルート情報は、節点と節点との接続関係を示すリスト構造２００と、先頭節点へのポインタを示す先頭指示情報２０１とで構成される。先頭指示情報２０１は、ルート識別情報と、先頭節点へのポインタとを含む。ルート識別情報は、個々の経路をユニークに識別する情報である。

先頭節点へのポインタは、先頭の節点の要素情報２０２を指す情報であり、例えば、先頭節点の情報を有する要素情報２０２のアドレスである。また、要素情報２０２は、次の節点へのポインタ、上流へのポインタ、枝分かれ節点へのポインタ、および節点識別情報を含む。

このうち、次の節点へのポインタは、当該節点に隣接する次の節点の要素情報を指すポインタである。また、上流へのポインタは、リスト構造をさかのぼる方向、すなわち、逆方向へのポインタである。また、枝分かれ節点へのポインタは、当該節点が分岐しているときに、分岐経路の先頭を示すポインタである。また、節点識別情報は、図８の節点情報ファイルで定義された節点の識別情報である。この節点識別情報をキーに節点情報ファイルを検索することで、当該節点の属性を読み出すことができる。

本設計支援装置は、このようなデータ構造で定義される配管のルートに対して、その末端部分で機器の接続口に接続される個所を、入れ替え後の新たな機器の接続口に接続する。

図１０に、機器マスタのデータ構造例を示す。機器マスタは、個々の機器ごとにその機器の属性を記録した情報である。機器マスタは、機器固有の情報が登録され、機器が設置
される設置現場、設置建物等によって影響を受ける情報は登録されない。また、機器マスタの情報は、新たな機器の追加にしたがってユーザにより順次登録される。図１０は、機器マスタの１レコード例であり、１つの機器についての情報を示している。機器マスタは、機器識別情報、外形形状情報へのポインタ、配置基準点、接続口数、および接続口ごとの情報の並びを有する。

機器識別情報は、個々の機器をユニークに識別する情報である。外形形状情報へのポインタは、機器の外形を示す図形情報へのポインタであり、例えば、図形情報を格納したファイルのパス名である。外形形状情報は、例えば、頂点列、平面、曲面等サーフェイスの組み合わせ、ソリッド等で記述される。ソリッドは、立体形状であり、立体表面の法線ベクトルによって、表面の向き、および表面に囲まれた立体内部を識別可能なモデルである。

配置基準点は、設備内の座標系で機器を設置する位置（設備内配置点と呼ぶ）に対して、機器を位置付けるべき機器内の位置である。配置基準点が、（０，０）の場合には、機器の原点が、設備内配置点に位置付けられる。したがって、配置基準点は、機器を設備内に位置付けるときのシフト量の符号を反転したものとも考えることができる。このようなシフト量も、機器ごとに機器マスタに設定しておくことで、機器の種類ごとに、一括してシフト量を定義できるようにしている。なお、機器が設置される設置現場、設置建物等内の実際の位置は、別途、設備内の座標系で指定されることになる。

接続口数は、当該機器が有する接続口の個数である。接続口ごとの情報の並びは、接続口数だけ、接続口の座標、用途分類、サイズ、系統、方向、および接続点ベクトルを有する。接続口ごとの情報は、接続口の個数だけ列記される。なお、機器マスタの１レコードは、接続口の個数の最大値だけ接続口ごとの情報を格納可能な固定長レコードである。ただし、接続口の個数によってデータ長の異なる可変長レコードで機器マスタを構成してもよい。

接続口の座標は、機器内の座標系（ＵＶＷ座標系）での接続口の位置を示す座標値である。用途分類、サイズ、系統、および方向は、図３で説明したものと同様である。接続点ベクトルは、接続口に接続される配管の接続口から配管を見た、配管の配置方向を示す単位ベクトルである。接続点ベクトルは、機器がソリッドモデル、あるいは、サーフェイスモデルで記述される場合には、通常、表面の法線ベクトルと一致する。したがって、接続点ベクトルは省略して、機器の外形の法線ベクトルから配管の配置方向を設定するようにしてもよい。機器マスタを格納するメモリ２、あるいは、ハードディスクのファイルが、機器接続位置記憶手段２６、および機器属性記憶手段２７に相当する。

図１１に、配置機器情報のデータ構造例を示す。配置機器情報は、それぞれの機器を作図画面中の設備に配置したときに設定される情報を含む。配置機器情報は、配置機器識別情報、機器識別情報、設備内配置点、向き、外形形状情報へのポインタ、接続口数、および接続口ごとの情報の並びを有する。

このうち、配置機器識別情報は、作図画面内に配置された機器をユニークに識別する情報である。例えば、同一の種類の機器が、複数配置された場合には、それぞれ、配置された機器ごとに配置機器識別情報が付与される。また、機器識別情報は、機器マスタの機器識別情報と同様であり、機器の種類を特定するキーとして使用される。

設備内配置点は、機器の配置基準点（図１０参照）を位置付けるべき設備の座標系での位置である。また、向きは、機器が、配置されたときに、機器の座標系（ＵＶＷ）と、図面上の座標系（ＸＹＺ）との相互の回転角を示す情報である。したがって、設備内配置点
に機器の配置基準点を設定し、向きが示す回転角を設定することで、機器の位置と向きが確定する。

配置口数、および接続口ごとの情報の並びは、機器マスタと同様である。しかし、配置機器情報では、接続口の座標は、図面の座標系（Ｘ，Ｙ，Ｚ）に変換される。また、接続点ベクトルは、機器マスタの接続点ベクトルを向きにしたがって、回転した情報である。配置機器識別情報を記憶するメモリ２、あるいは、ハードディスクのファイルが、設備内機器情報記憶手段２７に相当する。また、設備内配置点と向きとを格納するメモリ２、あるいは、ハードディスクのファイルが、設置状態記憶手段３５に相当する。

なお、図１１では、機器情報記憶手段２７に相当する要素と、設置状態記憶手段３５に相当する要素が、配置機器情報として、単一のレコードに格納されている。しかし、機器情報記憶手段２７に相当する要素と、設置状態記憶手段３５に相当する要素とをそれぞれ、異なるテーブル、異なるファイルに格納してもよい。その場合には、それぞれのテーブル、あるいはファイルを構成する各レコードに、図１１の配置機器識別情報を格納することになる。

さらに、図１１では、個々の設備内配置点にて、接続口の座標、および接続点ベクトルが、設備内座標系に変換されている。しかし、配置機器情報から、接続口の座標、および接続点ベクトルを省略するようにしてもよい。その場合には、必要が生じるごとに逐一、本設計支援装置が、図１０の機器マスタを基に、接続口の座標、および接続点ベクトルを算出するようにすればよい。
（処理フロー）
図１２に、本設計支援装置における機器入れ替え時のメイン処理フローを例示する。以下、ここでは、機器に配管が接続された設備の設計図が画面に表示されているものとする。この処理は、ユーザが入力装置６を通じて、機器入れ替えコマンドを入力することで起動される（Ｓ１）。ただし、本処理は、例えば、画面上のメニュー、あるいは、ボタン等のグラフィックユーザインターフェース部品（以下、ＧＵＩ部品という）の選択によっても、起動される。なお、本処理が起動された後に、エスケープキーが入力されると（Ｓ２でＹＥＳの場合）、本コマンドによる処理は終了する（Ｓ３）。

本処理では、設計支援装置は、ユーザの入力装置６を通じた入れ替え前機器の指定を受け付ける（Ｓ４）。入れ替え前機器は、画面上の機器を示すＧＵＩ部品を入力装置６で選択することで指定される。この指定によって、本設計支援装置は、機器入れ替え前の機器の種別を認識する。また、本設計支援装置は、機器入れ替え前の配置機器情報（図１１参照）を読み出す。以上により、本設計支援装置は、機器入れ替え前の接続口情報を認識する。接続口情報には、接続口の位置座標、接続口での配管の配置方向、および接続口に接続される配管の用途等の属性が含まれる。なお、配管の配置方向を示すベクトルを接続点ベクトルという。

次に、設計支援装置は、ユーザの入力装置６を通じた入れ替え後機器の指定を受け付ける（Ｓ５）。入れ替え後機器は、例えば、画面上のメニューのリストから選択される。入れ替え後機器が指定されると、本設計支援装置は、その入れ替え後の機器の情報を機器マスタ（図１０参照）から読み出すとともに、その入れ替え後の機器を示すＧＵＩ部品を画面上に表示する。入れ替え後機器を示すＧＵＩ部品は、ポインティングデバイスの操作で移動可能である。以降、画面上には、入れ替え前の機器と入れ替え後機器の両方が、未確定状態で重複して表示される。入れ替え後の機器の情報には、その機器の接続口の位置座標、接続点ベクトル、および接続口に接続される配管の用途等の属性が含まれる。

次に、設計支援装置は、ユーザの入力装置６を通じた配置点の指定を受け付ける（Ｓ６
）。配置基準点は、当該機器を作図画面の座標系の配置点に置く位置である。配置基準点は、例えば、機器内の平面図の座標系（Ｕ，Ｖ）で指定される。配置基準点の指定が省略されると、機器内の座標系の原点が、配置基準点となる。このとき、さらに、機器を配置する向きの指定も受け付ける。向きは、作図画面の平面図の座標系（Ｘ，Ｙ）に対する機器内の座標系（Ｕ，Ｖ）の回転角である。向きの指定が省略された場合、作図画面の座標系（Ｘ，Ｙ）と、機器内の座標系（Ｕ，Ｖ）とは、向きが一致する。

さらに、設計支援装置は、ユーザの入力装置６を通じた配置位置（設備内配置点に相当）の指定を受け付ける（Ｓ７）。配置位置は、例えば、作図画面の平面図の座標系（Ｘ，Ｙ）の位置である。ただし、配置位置の指定が省略されると入れ替え前の機器の配置位置に、そのまま入れ替え後の機器が配置される。以上の指定によって、平面図上で、入れ替え後の機器の位置と、向きとが確定する。

次に、本設計支援装置は、入れ替え前機器と底面レベル（Ｚ軸方向の高さ）を合わせる（Ｓ８）。これによって、入れ替え後の機器が配置される３次元空間での位置および向きが確定する。さらに、それぞれの接続口の位置座標、および、その位置座標での接続点ベクトルが確定する。接続点ベクトルは、機器内の座標系（Ｕ，Ｖ）での接続口の接続点ベクトルを配置空間内の座標系（Ｘ，Ｙ，Ｚ）に変換したものである。なお、接続点ベクトルは、機器の外形を記述するソリッドモデル、あるいは、サーフェイスモデルの法線ベクトルから求めてもよい。

次に、本設計支援装置は、機器入れ替え前後の接続口情報を比較する（Ｓ９）。そして、本設計支援装置は、機器入れ替え前後の接続口情報がすべて整合するか否かを判定する（Ｓ１０）。この処理を実行するＣＰＵ１が、属性比較手段に相当する。

そして、接続口情報のうち、１つでも整合しないものがあると、本設計支援装置は、配管接続設定ダイアログウィンドウ（図３、図４）を表示する（Ｓ１２）。そして、機器入れ替え前後の接続口の対応関係の確認、設定を受け付ける（Ｓ１３）。この設定によって、機器入れ替え前の接続口情報と、機器入れ替え前の接続口情報との対応関係一覧表を作成し、メモリに保存する。これにより、機器入れ替え前後の接続口の関係、および入れ替え後の接続口の情報が取得される。対応関係一覧表には、図３、あるいは図４で示したように、それぞれの接続口の用途分類、サイズ、系統、方向、および接続点ベクトルが含まれる。

ただし、本実施形態では、設計支援装置は、接続口情報がすべて整合する場合でも、ユーザの設定によって、配管接続設定ダイアログウィンドウの表示設定がなされているか否かを確認する（Ｓ１１）。装置のシステムパラメータとして、配管接続設定ダイアログウィンドウの表示設定がなされていると、本設計支援装置は、配管接続設定ダイアログウィンドウを表示し、Ｓ１２の処理に制御を進める。

そして、Ｓ１１の判定で、表示設定がなされていないか、または、Ｓ１３の後に、確認ＯＫのボタンが押下されると（Ｓ１４でＹＥＳの場合）、本設計支援装置は、機器入れ替え後に配管をつなぎ直す処理を実行する（Ｓ１５）。その後、入れ替え前の機器に関する配置機器情報（図１１）および画面上の入れ替え前の機器の外形形状を削除する（Ｓ１６）。そして、入れ替え後の機器の配置機器情報を保存し、外形形状を作図画面に表示する。

図１３に、入れ替え後の機器に配管をつなぎ直す処理（図１２のＳ１５）の詳細を例示する。この処理を実行するＣＰＵ１が、経路設定手段２５に相当する。この処理では、本設計支援装置は、機器入れ替え前の接続口と機器入れ替え後の接続口との対応関係一覧（
図１２のＳ１３で作成したもの）から、１つのレコードを読み出す（Ｓ１５１）。１つのレコードには、機器入れ替え前の接続口情報と機器入れ替え前の接続口情報が一対記録されている。

そして、情報処理装置は、そのレコードの接続口情報について、位置の座標および接続点ベクトルを比較する（Ｓ１５２）。そして、位置の座標および接続点ベクトルのいずれかに変更があった場合（Ｓ１５３でＹＥＳの場合）、入れ替え前の機器の接続口に接続される配管の開口位置を起点Ｐ１、その開口で接続点ベクトルを起点ベクトルＶ１とし、入れ替え後の機器の接続口の位置を終点Ｐ２、その接続点ベクトルを終点ベクトルＶ２とし、「配管のつなぎ直し処理」を実行する（Ｓ１５４）。ただし、本実施形態では、起点ベクトルＶ１および終点ベクトルＶ２は、ともに起点Ｐ１、終点Ｐ２から配管方向への向きを正とする。

そして、本設計支援装置は、すべての接続口について、処理を終了したか否かを判定する。すべての接続口について処理を終了していない場合、本設計支援装置は、制御をＳ１５１に戻す。一方、すべての接続口について、処理を終了したか否かを判定する。すべての接続口について処理を終了すると、本設計支援装置は、入れ替え機器に配管をつなぎ直す処理を終了する。

図１４に、配管つなぎ替え処理（図１３のＳ１５４）で実行される処理の詳細を例示する。この処理は、例えば、コンピュータのサブプログラムとして実現される。このサブプログラムは、起点Ｐ１、起点ベクトルＶ１、終点Ｐ２、および終点ベクトルＶ２を引き渡され、起点Ｐ１から終点Ｐ２との間を接続する管路を形成する。

このサブプログラムを実行する本設計支援装置は、まず、起点ベクトルＶ１と終点ベクトルＶ２とが同一平面上にあるか否かを判定する（Ｍ１）。２つのベクトルが同一平面上にあるか否かは、それぞれのベクトルを含む２つの直線の方程式を設定し、２つの直線が平行であるか、平行でない場合に交点を有するか否かで判定すればよい。

起点ベクトルＶ１と終点ベクトルＶ２とが同一平面上にある場合には、本設計支援装置は、共有平面上での二次元処理を実行する（Ｍ２）。

また、起点ベクトルＶ１と終点ベクトルＶ２とが同一平面上にない場合には、本設計支援装置は、基点ベクトルＶ１と終点ベクトルＶ２とは、互いに段差のあるＸＹ平面、ＹＺ平面、およびＺＸ平面のいずれかに平行な２つの平面上にあるか否かを判定する（Ｍ１Ａ）。起点ベクトルＶ１と終点ベクトルＶ２とが同一平面上にない場合には、本設計支援装置は、基点ベクトルＶ１と終点ベクトルＶ２とは、互いに段差のある平行な２つの平面上にある場合、本設計支援装置は、２つの平面を接続し、それぞれの水平面内での二次元処理を実行する（Ｍ２Ａ）。

例えば、起点ベクトルＶ１と終点ベクトルＶ２とが、互いに段差を有する２つの水平面上（ＸＹ平面に平行な平面上）にある場合には、縦管を用いて、２つの水平面を接続することにより、基本的には、管路がすべて１つの平面上にある場合の処理に帰着できる。例えば、起点Ｐ１から９０度継手、４５度継手、直管と９０度継手との組み合わせ、または、直管と４５度継手との組み合わせによって、縦管に接続すればよい。そして、縦管を終点ベクトルＰ２のある平面にまで延伸し、９０度継手または４５度継手によって、終点ベクトルＰ２のある平面上の配管に接続すればよい。起点ベクトルＶ１と終点ベクトルＶ２とが、ＹＺ平面、あるいは、ＺＸ平面に平行な２つの平面上にある場合も同様である。

この場合に、起点Ｐ１からではなく、終点Ｐ２から９０度継手、４５度継手、直管と９
０度継手との組み合わせ、または、直管と４５度継手との組み合わせによって、縦管に接続してもよい。そして、縦管を終点ベクトルＰ２のある平面にまで延伸し、９０度継手または４５度継手によって、終点ベクトルＰ２のある平面上の配管に接続すればよい。

このように、縦管を設けることで、始点Ｐ１（および起点ベクトルＶ１）のある平面上での始点から縦管までの管路のつなぎ直しと、終点Ｐ２（および終点ベクトルＶ２）のある平面上での、縦管から終点Ｐ２までの管路のつなぎ直しを実行すること、段差のある管路においても、水平面上の処理にて、管路のつなぎ直しを実行できる。

次に、本設計支援装置は、起点ベクトルＶ１と終点ベクトルＶ２の一方は、Ｘ、ＹまたはＺ軸に平行か否かを判定する（Ｍ３）。これは、起点ベクトルＶ１と終点ベクトルＶ２のいずれかのＸ、Ｙ、Ｚ成分のいずれかが、Ｘ、Ｙ、Ｚ成分のいずれかだけを持つかどうか、すなわち、２つの軸方向の成分が０か否かを判定する処理である。

そして、起点ベクトルＶ１と終点ベクトルＶ２の一方が、Ｘ、ＹまたはＺ軸に平行な場合、本設計支援装置は、座標軸に平行なベクトルを含む処理を実行する（Ｍ４）。また、起点ベクトルＶ１と終点ベクトルＶ２のいずれもが、Ｘ、ＹまたはＺ軸上に平行でない場合、本設計支援装置は、起点ベクトルＶ１と終点ベクトルＶ２の一方が、ＸＹ、ＹＺ、およびＺＸ平面のいずれかに平行な平面の上にあるか否かを判定する（Ｍ５）。これは、起点ベクトルＶ１と終点ベクトルＶ２のいずれかのＸ、Ｙ、Ｚ成分のいずれかが０であるか否かを判定する処理である。Ｍ１、Ｍ３、およびＭ５の判定を実行するＣＰＵ１が、平面判定手段３０に相当する。

そして、起点ベクトルＶ１と終点ベクトルＶ２の一方が、ＸＹ、ＹＺ、およびＺＸ平面のいずれかに平行な平面の上にある場合、本設計支援装置は、ＸＹ、ＹＺ、およびＺＸ平面に平行な平面上のベクトルを含む処理を実行する（Ｍ６）。また、起点ベクトルＶ１と終点ベクトルＶ２の両方が、ＸＹ、ＹＺ、およびＺＸ平面のいずれにも平行でないとき、本設計支援装置は、２つのベクトルがＸＹ、ＹＺ、およびＺＸ平面のいずれにも平行でない場合の処理を実行する（Ｍ７）。

図１５に、共有平面上での二次元処理（図１４のＭ２）の処理を例示する。この処理では、本設計支援装置は、まず、起点ベクトルＶ１と終点ベクトルＶ２とが平行かつ対向しているか否かを判定する（Ｍ２１）。対向しているとは、ベクトルの向きが逆であることをいう。

（Ａ）２つのベクトルが平行かつ対向している場合（行き違いを除外）；
図１６に、起点ベクトルＶ１と終点ベクトルＶ２とが平行かつ対向している例を示す。２つのベクトルが平行か否かは、２つのベクトルの内積で判定できる。また、平行な２つのベクトルが対向しているか否かは、２つのベクトルに対して、それぞれ長さ１の単位ベクトルを求め、２つの単位ベクトルの加算結果がキャンセルして０（または０に近い許容値ε以下の値になるか）、２つの単位ベクトルの加算結果が単位ベクトルの２倍の大きさのベクトルに近づくか、によって判定すればよい。なお、ここでは、起点ベクトルＶ１と終点ベクトルＶ２とが行き違いの場合（図２２参照）を除外する。行き違いの状態にあるか、否かの判定方法は、（Ｂ）にて説明する。

今、図１６に示すように、起点Ｐ１を通り、基点ベクトルＶ１に平行な直線Ｌ１と、終点Ｐ２を通り、終点ベクトルＶ２に平行な直線との距離をΔＤ１とする。距離ΔＤ１は、起点Ｐ１を通り、起点ベクトルＶ１を含む直線が、終点Ｐ２を含む終点ベクトルＶ２に垂直な平面ＰＬＮ２（基点ベクトルＶ１との直交面でもある）と交わる交点Ｐ３を求めると、終点Ｐ２と交点Ｐ３との距離ΔＤ１として算出できる。ただし、より一般的には、一方
の直線Ｌ２に垂直な平面ＰＬＮ２と、他方の直線Ｌ１との交点から、一方の直線Ｌ２に引いた垂線の長さとして求めることができる。

また、起点Ｐ１を通り、起点ベクトルＶ１に垂直な平面ＰＬＮ１と、起点Ｐ２を通り、起点ベクトルＶ２に垂直な平面ＰＬＮ２との距離をΔＤ２とする。

距離ΔＤ２は、起点Ｐ１を通り、起点ベクトルＶ１を含む直線が、終点Ｐ２を含む終点ベクトルＶ２に垂直な平面と交差する交点Ｐ３を求めると、起点Ｐ１から交点Ｐ３までの距離として求めることができる。ただし、逆に、終点Ｐ２を通り、終点ベクトルＶ２を含む直線が、起点Ｐ１を通り起点ベクトルＶ１に垂直な平面と交差する点と終点Ｐ２とから距離ΔＤ２を求めてもよい。

以下、この距離ΔＤ１、ΔＤ２によって、起点Ｐ１と終点Ｐ２とを以下のように分類する。）
起点ベクトルＶ１と終点ベクトルＶ２とが平行かつ対向している場合（Ｍ２１でＹＥＳの場合）、本設計支援装置は、対向ベクトル処理を実行する（Ｍ２２）。対向ベクトル処理は、起点Ｐ１と起点Ｐ２との位置関係、および起点ベクトルＶ１と終点ベクトルＶ２と位置の関係を分類することで処理、例えば継手による接続の描画がされる。
（１）距離ΔＤ１＝０または距離Ｄ１＜所定の許容値ε；
これは、起点Ｐ１からの起点ベクトルＶ１と終点Ｐ２からの終点ベクトルＶ２とが、同一直線上にある場合である。この場合には、起点Ｐ１と終点Ｐ２とを直管で接続する。図１７に、起点Ｐ１と、終点Ｐ２とを直管で接続する例を示す。
（２）許容値ε＜距離ΔＤ１＜Ｌ４５ＲＭＩＮ；
Ｌ４５ＲＭＩＮは、２つの平行な配管を４５度継手で接続するための最低限必要な、配管に垂直な方向の距離である。Ｌ４５ＲＭＩＮは、４５度継手の配管に垂直は方向の長さと、４５度継手間の直管の最低長さＬＭＩＮから定まる値であり、継手の製造上の形状特性で決定されるカタログ値である。この場合に、接続すべき開口と開口との間の接続点ベクトル（起点ベクトルＶ１、終点ベクトルＶ２）に平行な方向の距離によって以下のように、さらに場合分けする。
（２−１）ＬＡＰＭＩＮ＜距離ΔＤ２；
ＬＡＰＭＩＮは、互いに対向する配管同士を任意角継手で接続するために必要な配管に平行な方向の最低限の距離である。ＬＡＰＭＩＮは、継手の配管に平行な方向の長さと、継手間の直管の最低長さＬＭＩＮから定まる値であり、継手の製造上の形状特性で決定されるカタログ値である。

この条件を満足する場合には、起点Ｐ１と終点Ｐ２とを任意角継手で接続する。図１８に、任意角継手で配管を接続する例を示す。この場合、起点Ｐ１と終点Ｐ２との距離に応じて、直管が挿入されることになる。
（２−２）距離ΔＤ２＜ＬＡＰＭＩＮ；
この場合には、任意角継手を起点Ｐ１と終点Ｐ２との間に配置できないため、９０度継手を複数組み合わせて、迂回路を形成する。図１９に、迂回路を形成して、起点Ｐ１と終点Ｐ２とを接続する例を示す。ここでは、起点Ｐ１、直管１、９０度継手、直管２、９０度継手、直管３、９０度継手、直管４、９０度継手、終点Ｐ２によって、迂回路が形成される。これによって、直管１によって、起点Ｐ１の位置がＰ１１まで移動されることになる。なお、起点Ｐ１を含む配管ＰＩＰＥ１または終点Ｐ２を含む配管ＰＩＰＥ２と、迂回路とが干渉する場合、そのまま干渉が生じる状態で維持してもよいが、配管ＰＩＰＥ１の中心軸および配管ＰＩＰＥ２の中心軸を中心に、迂回路を揺動した位置に移動した上で直管２および直管４の長さを調整すればよい。すなわち、直管３を紙面に垂直な上下方向にシフトし、直管２および直管４を紙面に斜め方向にして接続すればよい。

迂回路が形成された個所は、いずれ配管をつなぎ直すことになる場合も多いと想定されるが、システム上でこのような管路が形成されることで、管路が輻輳していることが操作者の目を引き、つなぎ忘れを防止できる。すなわち、形成された迂回路の表示が、接続し直しのガイダンスとなる。
（３）Ｌ４５ＲＭＩＮ＜距離ΔＤ１＜Ｌ９０ＲＭＩＮ；
この場合も、接続すべき開口と開口との間の接続点ベクトル（起点ベクトルＶ１、終点ベクトルＶ２）に平行な方向の距離によって以下のように、さらに場合分けする。なお、Ｌ９０ＲＭＩＮは、２つの平行な配管を９０度継手で接続するための最低限必要な、配管同士の距離である。Ｌ９０ＲＭＩＮは、９０度継手の配管に垂直な方向の長さと、９０度継手間の直管の最低長さＬＭＩＮから定まる値であり、継手の製造上の形状特性で決定されるカタログ値である。
（３−１）Ｌ４５ＰＭＩＮ＜距離ΔＤ２；
Ｌ４５ＰＭＩＮは、対向する配管同士、平行な配管同士を４５度継手で接続するために必要な配管に平行な方向の最低限の距離である。Ｌ４５ＰＭＩＮは、継手の配管に平行な方向の長さと、継手間の直管の最低長さＬＭＩＮから定まる値であり、継手の製造上の形状特性で決定されるカタログ値である。

この条件を満足する場合には、起点Ｐ１と終点Ｐ２とを４５度継手で接続する。図２０に、４５度継手で配管を接続する例を示す。この場合、起点Ｐ１と終点Ｐ２との距離に応じて、直管が挿入されることになる。
（３−２）距離ΔＤ２＜Ｌ４５ＰＭＩＮ；
この場合には、４５度継手を起点Ｐ１と終点Ｐ２との間に配置できないため、９０度継手を複数組み合わせて、迂回路を形成する。迂回路の構成は、図１９の場合と同様である。
（４）Ｌ９０ＲＭＩＮ＜距離ΔＤ１；
この場合も、接続すべき開口と開口との間の接続点ベクトル方向の距離によって以下のように場合分けする。
（４−１）Ｌ９０ＰＭＩＮ＜距離ΔＤ２；
Ｌ９０ＰＭＩＮは、互いに対向する配管同士、平行な配管同士を９０度継手で接続するために必要な配管に平行な方向の最低限の距離である。

この条件を満足する場合には、起点Ｐ１と終点Ｐ２とを９０度継手で接続する。図２１に、９０度継手で配管を接続する例を示す。
（４−２）距離ΔＤ２＜Ｌ９０ＰＭＩＮ；
この場合には、９０度継手を起点Ｐ１と終点Ｐ２との間に配置できないため、次に示す起点ベクトルＶ１と終点ベクトルＶ２とが平行かつ対向していない場合（Ｐ２１でＮＯの場合）の処理と同様の処理を実行する。

なお、以上の分類では、許容値ε＝＜Ｌ４５ＲＭＩＮ＝＜Ｌ９０ＲＭＩＮの場合を例として説明した。例えば、Ｌ９０ＲＭＩＮ＜Ｌ４５ＲＭＩＮの場合には、４５度継手を使用せず、９０度継手を使用する条件だけを考慮すればよい。すなわち、（２）の判定で、９０度継手の寸法（Ｌ９０ＲＭＩＮ）で判定するとともに、（３）の処理をなくせばよい。

（Ｂ）２つのベクトルが平行かつ対向していない場合；
以下、図１５に戻り、起点ベクトルＶ１と終点ベクトルＶ２とが平行かつ対向していない場合（Ｍ２１でＮＯの場合）、本設計支援装置は、起点ベクトルＶ１と終点ベクトルＶ２とが、対向していないが、平行であるか否かを判定する（Ｍ２３）。起点ベクトルＶ１と終点ベクトルＶ２とが、対向していないが、平行である場合、本設計支援装置は、起点Ｐ１と終点Ｐ２との間に、９０度継手で迂回路を形成する。図２２−図２４に、対向していないが、平行な起点ベクトルＶ１と終点ベクトルＶ２に対する処理例を示す。ここで、
対向していなとは、起点ベクトルＶ１と、終点ベクトルＶ２とが行き違いの関係にあるか、または、方向が同一の場合ということができる。

図２２に、行き違いの関係にある起点ベクトルＶ１と、終点ベクトルＶ２の例を示す。この場合には、図１９の場合と同様、迂回路を形成する。図２３に、起点ベクトルＶ１と、終点ベクトルＶ２とが、行き違いの関係にあって迂回路を形成する例を示す。

行き違いの関係にあるか、否かは、起点Ｐ１を起点ベクトルＶ１方向に微少量Δだけ移動した位置と、終点ベクトルＰ２と距離の変化ΔＬ＝ΔＤ２の変化量を求め、ΔＬが増加するか否かで判定できる。すなわち、始点Ｐ１の始点ベクトル方向への移動とともに、距離ΔＤ２が長くなるか、短くなるかで判定できる。なお、すでに上記（４−２）で述べたように、本実施形態では、ΔＤ２＜Ｌ９０ＰＭＩＮとなる場合も、行き違いの場合と同様の処理を行う。

なお、迂回路が、起点Ｐ１を含む配管ＰＩＰＥ１あるいは終点Ｐ２を含む配管ＰＩＰＥ２と干渉する場合には、図１９で説明した手順と同様、ＰＩＰＥ１およびＰＩＰＥ２の中心軸を中心に迂回路を揺動させた位置に設定すればよい。

図２４および図２５に、平行な非対向ベクトルに対する処理例を示す。図２４は、Ｌ９０ＲＭＩＮ＜距離ΔＤ１の場合である。この場合には、起点Ｐ１と終点Ｐ２とが、９０度継手と直管で接続される。

図２５は、距離ΔＤ１＜Ｌ９０ＲＭＩＮの場合である。この場合には、起点Ｐ１を通り起点ベクトルＶ１に平行な直線と、終点Ｐ２を通り終点ベクトルＶ２に平行な直線との間に９０度継手を配置できないので、９０度継手を組み合わせて迂回路を形成して、起点Ｐ１と終点Ｐ２とを接続する。

（Ｃ）２つのベクトルが非平行な場合；
次に、図１５に戻って、起点ベクトルＶ１と終点ベクトルＶ２とが、処理Ｍ２３の条件を満たさなかった場合について説明する。これは、例えば、入れ替え機器の内部の流路が、接続口に対して斜めに形成されている場合である。この場合、本設計支援装置は、ベクトルの角度ごとの処理を実行する（Ｍ２５）。ベクトルの角度ごとの処理は、以下のように、起点Ｐ１と終点Ｐ２との位置関係、および起点ベクトルＶ１と終点ベクトルＶ２のなす角度θに応じて継手と直管とを組み合わせる処理である。

以下、起点Ｐ１を通り起点ベクトルＶ１に平行な直線Ｌ１と、終点Ｐ２を通り終点ベクトルＶ２に平行な直線Ｌ２のなす角度をθとする。ただし、直線のなす角は、２通りに定義できるが、本実施形態では、起点ベクトルＶ１と終点ベクトルＶ２の逆方向ベクトルのなす角度として定義される。

（１）交点ＰＸでの角度θが４５度未満の場合；
（１−１）交点ＰＸの位置が、起点Ｐ１と終点Ｐ２との間に位置する場合には（図２６参照）、任意角継手と直管で接続する（図２７参照）。すなわち、交点ＰＸに、角度θの任意角継手を配置し、始点Ｐ１と交点ＰＸおよび交点ＰＸと終点Ｐ２とを直管で接続する（図２７参照）。ただし、始点Ｐ１と交点ＰＸとの距離ΔＤＡ１および交点ＰＸと終点Ｐ２との距離ΔＤＡ２が、任意角継手の中心から一方の端部への最小寸法ＬＡＭＩＮより小さい場合には、（１−２）の処理による。

（１−２）交点ＰＸの位置が、起点Ｐ１と終点Ｐ２との間に位置しない場合（図２８参照）には、９０度継手と任意角継手の組み合わせによって迂回路を形成する（図２９参照
）。図２９の例では、起点Ｐ１、直管１、９０度継手、直管２、９０度継手、直管３、９０度継手、直管４、任意角継手、終点Ｐ２の迂回路が形成される。

さらに、起点Ｐ１を有する配管ＰＩＰＥ１または終点Ｐ２を有する配管ＰＩＰＥ２のいずれか一方が迂回路と干渉する場合には、そのまま干渉が生じる状態で維持してもよいが、一旦、図の紙面に垂直な方向（例えば、図がＸＹ平面を示す場合、Ｚ軸方向）にレベルを移動する。例えば、図２８、図２９が、ＸＹ平面上にある場合、直管１にて一旦Ｚ軸方向にシフトする９０度継手と、直管２−４にてＺ軸方向にレベルを戻す９０度継手とを設ける。
（２）交点ＰＸでのθが４５度の場合；
（２−１）交点ＰＸの位置が、起点Ｐ１と終点Ｐ２との間に位置する場合には、４５度継手と直管で接続する。すなわち、交点ＰＸに、４５度継手を配置し、始点Ｐ１と交点ＰＸおよび交点ＰＸと終点Ｐ２とを直管で接続する（図３０参照）。ただし、始点Ｐ１と交点ＰＸとの距離ΔＤ４５１および交点ＰＸと終点Ｐ２との距離ΔＤ４５２が、４５度継手の中心から一方の端部への最小寸法Ｌ４５ＭＩＮより小さい場合には、（２−２）の処理による。

（２−２）上述の（２−１）ただし書きの場合、および、交点ＰＸの位置が、起点Ｐ１と終点Ｐ２との間に位置しない場合（図３１参照）には、９０度継手と４５度継手の組み合わせによって迂回路を形成する。図３１の例では、起点Ｐ１、直管１、９０度継手、直管２、９０度継手、直管３、９０度継手、直管４、４５度継手、終点Ｐ２の迂回路が形成される。また、図３０で、始点Ｐ１と交点ＰＸとの距離ΔＤ４５１および交点ＰＸと終点Ｐ２との距離ΔＤ４５２が、４５度継手の中心から一方の端部への最小寸法Ｌ４５ＭＩＮより小さい場合も、同様に迂回路を形成する。

さらに、起点Ｐ１を有する配管ＰＩＰＥ１または終点Ｐ２を有する配管ＰＩＰＥ２のいずれか一方が迂回路と干渉する場合には、直管１にて一旦、図の紙面に垂直な方向（例えば、図がＸＹ平面にある場合、Ｚ軸方向）にレベルを移動する９０度継手と、直管２にてＺ軸方向にレベルを戻す９０度継手を設ける。

（３）交点ＰＸでのθが４５度より大きく９０度未満の場合；
この場合には、任意角継手として４５度より大きく９０度未満のものを用いることで、（２）の場合と同様の処理を実行する。図３２に迂回路を形成する構成例を示す。

（４）交点ＰＸでのθが９０度の場合；
（４−１）交点ＰＸの位置が、起点Ｐ１と終点Ｐ２との間に位置する場合には、９０度継手と直管で接続する。すなわち、交点ＰＸに、９０度継手を配置し、始点Ｐ１と交点ＰＸおよび交点ＰＸと終点Ｐ２とを直管で接続する（図３３参照）。ただし、始点Ｐ１と交点ＰＸとの距離ΔＤ９０１および交点ＰＸと終点Ｐ２との距離ΔＤ９０２が、９０度継手の中心から一方の端部への最小寸法Ｌ９０ＭＩＮより小さい場合には、（４−２）の処理による。
（４−２）交点ＰＸの位置が、起点Ｐ１と終点Ｐ２との間に位置しない場合（図３４参照）には、９０度継手の組み合わせによって迂回路を形成する。図３４の例では、起点Ｐ１、直管１、９０度継手、直管２、９０度継手、直管３、９０度継手、直管４、終点Ｐ２の迂回路が形成される。ただし、図３３で、始点Ｐ１と交点ＰＸとの距離ΔＤ９０１および交点ＰＸと終点Ｐ２との距離ΔＤ９０２が、４５度継手の中心から一方の端部への最小寸法Ｌ９０ＭＩＮより小さい場合も、同様に迂回路を形成する。

さらに、起点Ｐ１を有する配管ＰＩＰＥ１または終点Ｐ２を有する配管ＰＩＰＥ２のいずれか一方が迂回路と干渉する場合には、直管１にて一旦、図の紙面に垂直な方向（図が
ＸＹの場合にはＺ軸方向）にレベルを移動する９０度継手と、直管２にてＺ軸方向にレベルを戻す９０度継手とを設ける。

（５）交点ＰＸでのθが９０度より大きく１３５度未満の場合；
（５−１）交点ＰＸの位置が、起点Ｐ１と終点Ｐ２との間に位置する場合には、起点ベクトルＶ１と、終点ベクトルＶ２の逆方向ベクトルのなす角θに対して、角度θを外角とする直角三角形ＴＲ１を設定する（図３５参照）。直角三角形ＴＲ１は、交点ＰＸと起点Ｐ１との間に起点ベクトルＶ１に直交する直線Ｌ１を設定することで、設定できる。

起点ベクトルＶ１を含む直線Ｌ１と、起点ベクトルＶ１に垂直な直線ＬＨ１との交点をＰＸ１とし、終点ベクトルＶ２を含む直線Ｌ２と起点ベクトルＶ１に垂直な直線ＬＨ１との交点をＰＸ２とすると、交点ＰＸ、ＰＸ１、ＰＸ２三角形ＴＲ１を形成する。このとき、交点ＰＸ１に９０度継手を配置し、交点ＰＸ２に任意角継手（４５度未満）を配置することで、起点Ｐ１と終点Ｐ２とを接続できる。

ただし、以下の条件の場合には、図３４の接続ができない。すなわち、交点Ｐ１と終点Ｐ２との間に、９０度継手と任意角継手を配置できない。
（条件１）起点Ｐ１から交点ＰＸ１までの距離ΔＤＸ１が、９０度継手の中心から一方の開口までの最小寸法Ｌ９０ＭＩＮより小さい場合；
（条件２）終点Ｐ２から交点ＰＸ２までの距離ΔＤＸ３が、任意角継手の中心から一方の開口までの最小寸法ＬＡＭＩＮより小さい場合；
（条件３）交点ＰＸ１と交点ＰＸ２との距離ΔＤＸ２が、９０度継手と任意角継手のそれぞれの中心から一方の開口までの最小寸法の和であるＬ９０ＭＩＮ＋ＬＡＭＩＮより小さい場合；
この場合には、９０度継手と任意角継手の位置関係を入れ替える。すなわち、直角三角形としては、交点ＰＸと終点Ｐ２との間に終点ベクトルＶ２に直交する直線を設定し、同様の手順を実行する。そして、同様の手順のよって、交点Ｐ１と終点Ｐ２との間に、９０度継手と任意角継手を配置できるか否かを判定する。配置できる場合には、その配置にて接続する。配置できない場合には、（５−２）の手順によって迂回路を構成する。

（５−２）交点ＰＸの位置が、起点Ｐ１と終点Ｐ２との間に位置しない場合（図３６参照）には、９０度継手と任意角継手の組み合わせによって迂回路を形成する。図３５の例では、起点Ｐ１、直管１、９０度継手、直管２、９０度継手、直管３、９０度継手、直管４、任意角継手、終点Ｐ２の迂回路が形成される。

さらに、起点Ｐ１を有する配管ＰＩＰＥ１または終点Ｐ２を有する配管ＰＩＰＥ２のいずれか一方が迂回路と干渉する場合には、直管１にて一旦、図の紙面に垂直な方向（図がＸＹ平面の場合、Ｚ軸方向）にレベルを移動する９０度継手と、直管１〜直管５のいずれかにてレベルを戻す９０度継手を設ける。以上によって、図１５（共有平面上での二次元処理）のベクトルの角度ごとの処理を終了する。

（Ｄ）２つのベクトルの一方が座標軸に平行な場合；
図３７に、座標軸に平行なベクトルを含む処理（図１４のＭ４）の詳細を例示する。また、図３８に、座標軸に平行なベクトルを含む処理の概念を例示する。理解を容易にするため、図３８の例では、起点Ｐ１が座標軸の原点（０，０，０）にあり、起点ベクトルＶ１が、Ｘ軸と平行であり、一方、終点ベクトルＶ２は、設定されたいずれの座標軸とも平行ではない場合を示している。この場合には、本設計支援装置は、まず、一方のベクトルである起点ベクトルＶ１がＸＹ平面にあるものとして、終点Ｐ２からＸＹ平面の点Ｐ３への経路を設定する。そして、その後、ＸＹ平面上の起点Ｐ１と点Ｐ３との間で、共有平面上での二次元処理を実行する。

この場合に、起点ベクトルＶ１を含む平面（図３８では、ＸＹ平面）を目標平面ＴＰ１と呼ぶ。なお、起点Ｐ１および起点ベクトルＶ１がＸＹ平面上になく、起点ベクトルＶ１がＸ軸に平行な場合、目標平面ＴＰ１は、起点ベクトルＶ１を含むＸＹ平面に平行な平面として一般化できる。

また、終点Ｐ２の近傍に目標平面ＴＰ１に平行な目標平面ＴＰ２を設定する。目標平面ＴＰ２の位置は、終点Ｐ２から直管Ｒ０と９０度継手ＣＲ１で、目標平面ＴＰ２上の直管Ｒ１に接続できる位置である。なお、直管Ｒ０は、終点Ｐ２に接続される直管であり、長さ０でも構わない。

以下、終点Ｐ２の近傍で、直管Ｒ０と９０度継手ＣＲ１で接続可能な位置に目標平面ＴＰ２を設定する手順を説明する。まず、終点Ｐ２から終点ベクトルＶ２方向に所定長さ（例えば、長さ０とし、直管を省略してもよい）の直管Ｒ０の先端の位置Ｐ２０に終点ベクトルＶ２に垂直な平面を想定する。また、位置Ｐ２０を通る目標平面ＴＰ１に平行な目標平面ＴＰ２を想定する。そして、終点ベクトルＶ２に垂直な平面と目標平面ＴＰ２との交線の位置に直管Ｒ１を設定する。目標平面ＴＰ２は、図３８でＸ２軸およびＹ２軸のなす平面である。直管Ｒ１は、ＸＹ平面に平行な目標平面ＴＰ２上にあり、かつ、終点ベクトルＶ２に直交する。したがって、終点Ｐ１から終点ベクトルＶ２方向に直管Ｒ０だけシフトした位置Ｐ２０に９０度継手ＣＲ１を設けることで、終点Ｐ２と直管Ｒ３を接続できる。

この場合に、目標平面ＴＰ１およびＴＰ２は、第１には、ＸＹ平面に平行なものを候補して優先する。ＸＹ平面は、設備、配管が設けられる床と平行な平面とすると、図面の把握、および施工等において便宜であるからである。なお、入れ替え対象の機器によっては、ＸＹ平面の代わりに、壁、すなわち、ＺＸ平面、ＹＺ平面を基準とすると便宜となるものもある。例えば、壁掛けのエアーコンディショナー等を入れ替える場合である。

以上のように、この処理では、本設計支援装置は、まず、座標軸に平行なベクトル（例えば、起点ベクトルＶ１）から、目標平面ＴＰ１を設定する（Ｍ４１）。

次に、本設計支援装置は、ＸＹＺ座標軸と平行でないベクトルの端点（終点Ｐ２）に９０度継手ＣＲ１を配置し、目標平面ＴＰ１と平行な目標平面ＴＰ２（Ｘ２Ｙ２平面）上の直管Ｒ１の経路を生成し、終点Ｐ２と直管Ｒ１とを接続する（Ｍ４２）。この場合に、端点（終点Ｐ２）と９０度継手ＣＲ１との間に、所定長さの直管Ｒ０を設けてもよい。また、９０度継手ＣＲ１に替えて、９０度継手ＣＲ１の経路をバイパスする経路（９０度継手ＣＲ１の経路のなす直角に曲がる通路に対して、直角三角形の斜辺となる経路）を構成する４５度継手を設けてもよい。この場合に、端点（終点Ｐ２）と４５度継手との間に、所定長さの直管Ｒ０を設けてもよい。

さらに、直管Ｒ１の延長線上の経路に９０度継手ＣＲ２を配置し、Ｚ軸に平行な直管Ｒ２の経路を生成する（Ｍ４３）。この場合に、９０度継手ＣＲ１と９０度継手ＣＲ２との間に直管Ｒ１を設けてもよいし、直管Ｒ１の長さを０として実質的に直管を省略してもよい。この直管Ｒ２は、ＸＹ平面とＸ２Ｙ２平面とのレベル差解消のために配置される。この処理を実行するＣＰＵ１が、第１のレベル間接続手段３３に相当する。

さらに、本設計支援装置は、直管Ｒ２とＸＹ平面との交点Ｐ３に９０度継手ＣＲ３を配置する（Ｍ４４）。この９０度継手ＣＲ３は、ＸＹ平面上で回転方向の設定自在である。以上の設定で、直管Ｒ２の両端には９０度継手ＣＲ２およびＣＲ３が設けられ、目標平面ＴＰ１（ＸＹ平面）上の経路と平行な目標平面ＴＰ２（Ｘ２Ｙ２平面）上の経路とが接続
されることになる。なお、直管Ｒ２の両端の９０度継手ＣＲ２およびＣＲ３のいずれか、または、その両方を４５度継手としてもよい。すなわち、９０度継手ＣＲ２またはＣＲ３の経路をバイパスする経路（９０度継手ＣＲ２あるいはＣＲ３の経路のなす直角に曲がる通路に対して、直角三角形の斜辺となる経路）を構成する４５度継手を用いてもよい。

この状態では、目標平面上で、９０度継手ＣＲ３の開口方向のベクトルと、始点Ｐ１からの始点ベクトルが、目標平面を共有することになる。したがって、図１４の処理Ｍ２と同様、共有平面上での二次元処理を実行する（Ｍ４５）。

ただし、この９０度継手ＣＲ３は、ＸＹ平面上で回転方向の設定自在である。そこで、例えば、この例では、始点ベクトルと直交する方向に９０継手ＣＲ３が設けてもよい。その結果、９０度継手の延長方向の直管Ｒ３と起点ベクトルＶ１との交点に９０度継手ＣＮ４を設けることで、始点Ｐ１と終点Ｐ２との間の経路を完成するようにしてもよい。また、単純に９０度継手ＣＮ４を設けただけでは経路が設定できない場合に、共有平面上での二次元処理（図１４のＭ２の処理）を実行してもよい。

次に、本設計支援装置は、経路の設定が成功したか否かを判定する（Ｍ４６）。そして、目標平面上での始点ベクトルと、９０度継手の開口方向のベクトルとの間で経路の設定が成功しなかった場合、次に、本設計支援装置は、一方のベクトル（この例では、始点ベクトルＶ１）と平行な平面で、まだ、目標平面にしてない、未処理の平面（図３８の場合のＺＸ平面）が存在するか否かを判定する（Ｍ４７）。そして、未処理の目標平面にしていない未処理平面（ＸＹ、ＹＺ，またはＺＸ平面）が存在する場合、その残りの平面を目標平面に設定する（Ｍ４８）。そして、本設計支援装置は、制御をＰ４２に戻し、処理を繰り返す。

一方、Ｐ４７の判定で、未処理の目標平面がない場合、本設計支援装置は、ユーザ介入による作図処理を実行する（Ｍ４９）。また、Ｐ４６の判定で、経路の設定に成功した場合には、本設計支援装置は、そのまま処理を終了する。

なお、図３８では、起点ベクトルＶ１がＸ軸に平行であり、起点Ｐ１が原点と一致する場合の例を示したが、起点Ｐ１が原点にない場合も同様に処理できる。例えば、起点Ｐ１の座標を（ａ，ｂ，ｃ）とすると、目標平面をＺ＝ａに設定して、図３８と同様の処理を実行すればよい。

また、図３８では、起点ベクトルＶ１がＸ軸に平行な場合を例に説明し、その場合に、まず、目標平面として、ＸＹ平面を想定した。これは、起点ベクトルＶ１がＹ軸に平行な場合も同様である。また、起点ベクトルがＺ軸に平行な場合には、目標平面としては、例えば、デフォルトで、まず、ＹＺ平面を目標平面として、その後にＺＸ平面を目標平面にするようにしてもよい。

また、図３８では、最初の目標平面で経路の設定が成功した場合には、そのまま処理を終了した。しかし、最初の目標平面（例えば、ＸＹ平面）の成功の有無に拘わらず、次の目標平面（例えば、ＸＺ平面）を設定し、再度、Ｐ４２−Ｐ４５の処理を繰り返してもよい。そして、最初の目標平面での経路の設定結果と、２つの目の目標平面での経路の設定結果を比較し、例えば、使用する継手の個数、接続のための経路の長さ等を基準にして、簡略に経路が設定できる方を選択するようにしてもよい。

また、図３８では、起点ベクトルＶ１がＸ軸に平行である場合を例に説明したが、終点ベクトルＶ２がいずれかの座標軸に平行な場合も同様に処理できる。

（Ｅ）２つのベクトルの一方がＸＹ，ＹＺ，ＺＸのいずれかの平面に平行な場合；
図３９に、起点ベクトルまたは終点ベクトルがＸＹ，ＹＺ，ＺＸ平面のいずれかに平行な場合の処理（図１４のＭ６）の詳細を例示する。この処理を実行するＣＰＵ１が、単一目標平面経路設定手段３１に相当する。この処理は、目標平面の選択の余地がない点を除いて、図３７の処理と同様である。すなわち、起点ベクトルＶ１または終点ベクトルＶ２のいずれかが、ＸＹ，ＹＺまたはＺＸに平行な面上にあるとすると、そのＸＹ，ＹＺまたはＺＸに平行な面がそのまま目標平面（ここでは、ＴＰ１）となる。

そして、本設計支援装置は、Ｍ６２からＭ６５の処理を実行する。この処理は、図３７でのＭ４２からＭ４５の処理と同様であるので、その説明を省略する。

そして、本設計支援装置は、経路の設定が成功したか否かを判定する（Ｍ６６）。そして、経路の設定に成功しなかった場合、本設計支援装置は、ユーザ介入による作図処理を実行する（Ｍ６９）。また、Ｍ６６の判定で、経路の設定に成功した場合には、本設計支援装置は、そのまま処理を終了する。

（Ｆ）起点ベクトルＶ１および終点ベクトルＶ２がいずれもＸＹ、ＹＺおよびＺＸ平面のいずれにも平行でない場合；
図４０に、起点ベクトルＶ１および終点ベクトルＶ２がいずれもＸＹ、ＹＺおよびＺＸ平面のいずれにも平行でない場合の処理を例示する。この処理を実行するＣＰＵ１が、複数目標平面経路設定手段３２に相当する。また、図４１に、この場合の処理の概念を示す。図４１の例では、起点Ｐ１の近傍で、直管Ｒ０１と９０度継手ＣＲ４で接続可能な位置に目標平面ＴＰ３を設定する。その手順は、まず、起点Ｐ１から起点ベクトルＶ１方向に所定長さ（例えば、長さ０とし、直管を省略してもよい）の位置Ｐ１０に起点ベクトルＶ１に垂直な平面を想定する。また、位置Ｐ１０を通るＸＹ平面に平行な目標平面ＴＰ３を想定する。そして、起点ベクトルＶ１に垂直な平面と目標平面ＴＰ３との交線の位置に直管Ｒ１を設定する。直管Ｒ１は、ＸＹ平面に平行な目標平面ＴＰ３上にあり、かつ、起点ベクトルＶ１に直交する。したがって、起点Ｐ１から起点ベクトルＶ１方向に直管Ｒ０１だけシフトした位置Ｐ１０に９０度継手ＣＲ４を設けることで、起点Ｐ１と直管Ｒ１を接続できる。また、９０度継手ＣＲ４に替えて、９０度継手ＣＲ４の経路をバイパスする経路（９０度継手ＣＲ４の経路のなす直角に曲がる通路に対して、直角三角形の斜辺となる経路）を構成する４５度継手を設けてもよい。この場合に、端点（起点Ｐ１）と４５度継手との間に、所定長さの直管を設けてもよい。

同様に、終点Ｐ２の近傍で、直管Ｒ０２と９０度継手ＣＲ１で接続可能な位置に目標平面ＴＰ４を設定する。その手順は、まず、終点Ｐ２から終点ベクトルＶ２方向に所定長さ（例えば、長さ０とし、直管を省略してもよい）の直管の先端の位置Ｐ２０に終点ベクトルＶ２に垂直な平面を想定する。また、位置Ｐ２０を通る目標平面ＴＰ３に平行な目標平面ＴＰ４を想定する。そして、終点ベクトルＶ２に垂直な平面と目標平面ＴＰ４との交線の位置に直管Ｒ３を設定する。直管Ｒ３は、ＸＹ平面に平行な目標平面ＴＰ４上にあり、かつ、終点ベクトルＶ２に直交する。したがって、終点Ｐ１から終点ベクトルＶ２方向に直管Ｒ０２だけシフトした位置Ｐ２０に９０度継手ＣＲ１を設けることで、終点Ｐ２と直管Ｒ３を接続できる。また、９０度継手ＣＲ１に替えて、９０度継手ＣＲ１の経路をバイパスする経路（９０度継手ＣＲ１の経路のなす直角に曲がる通路に対して、直角三角形の斜辺となる経路）を構成する４５度継手を設けてもよい。この場合に、端点（終点Ｐ２）と４５度継手との間に、所定長さの直管を設けてもよい。

以上のように、目標平面ＴＰ３、目標平面ＴＰ３上の直管Ｒ１、目標平面ＴＰ４、目標平面ＴＰ４上の直管Ｒ３を設定した後、目標平面ＴＰ３と目標平面ＴＰ４との間でレベル差を解消すればよい。このレベル差解消の処理は、図３８の場合と同様である。

以上の処理では、例えば、ＸＹ、ＹＺ、ＺＸ平面の順に目標平面を設定し、それぞれのベクトル（起点ベクトルＶ１と終点ベクトルＶ２）の双方から、目標平面へのレベル差解消の経路を設定する。そして、目標平面上で、共有平面上での二次元処理を実行する。

以下、図４０により、手順の詳細を説明する。まず、本設計支援装置は、目標平面ＴＰ３、ＴＰ４の法線方向を設定する（Ｍ７０）。法線方向は、例えば、Ｚ軸方向である。次に、本設計支援装置は、目標平面ＴＰ３を設定する（Ｍ７１）。目標平面ＴＰ３は、起点Ｐ１から起点ベクトル方向への直管Ｒ０１と、９０度継手ＣＲ４（または４５度継手）によって、目標平面ＴＰ３上の直管Ｒ１に接続できる位置に設定する。この手順は、図４１にしたがって説明した通りである。

同様に、本設計支援装置は、目標平面ＴＰ４を設定する（Ｍ７２）。目標平面ＴＰ４は、終点Ｐ２から終点ベクトルＶ２方向への直管Ｒ０２と、９０度継手ＣＲ１（または４５度継手）によって、目標平面ＴＰ４上の直管Ｒ３に接続できる位置に設定する。次に、本設計支援装置は、目標平面ＴＰ４から目標平面ＴＰ３に至るレベル差解消処理を実行する（Ｍ７３）。この処理は、図３７のＭ４３と同様である。この処理を実行するＣＰＵ１が、第２のレベル間接続手段３４に相当する。

そして、本設計支援装置は、目標平面上で、共有平面上の二次元処理を実行する。この処理は、図１４のＭ２と同様である。

次に、本設計支援装置は、経路の設定が成功したか否かを判定する（Ｍ７６）。そして、目標平面上で経路の設定が成功しなかった場合、次に、本設計支援装置は、まだ、目標平面にしてない、未処理の平面（法線ベクトル）が存在するか否かを判定する（Ｍ７７）。そして、未処理の目標平面にしていない未処理平面（法線ベクトル）が存在する場合、その残りの平面（ＹＺ平面、ＺＸ平面）を目標平面に設定する（Ｍ７８）。そして、本設計支援装置は、制御をＰ７１に戻し、処理を繰り返す。

一方、Ｐ７７の判定で、未処理の目標平面がない場合、本設計支援装置は、ユーザ介入による作図処理を実行する（Ｍ７９）。また、Ｍ７６の判定で、経路の設定に成功した場合には、本設計支援装置は、そのまま処理を終了する。

以上述べたように、本設計支援装置によれば、一旦作図された設備中の機器が入れ替えられたときに、作図済みの配管サイズ・位置・向きと、新たに配置する機器の接続口のサイズ・位置・向きを比較し、これをつなぎかえる機能を提供する。また、つなぎ変えのために、配管側の経路変更も自動実行する。

なお、上記実施形態では、図４０、４１に示したように、始点ベクトルＶ１と終点ベクトルＶ２とが、いずれも、ＸＹ、ＹＺ、およびＺＸ平面のどれとも平行でない場合に、目標平面ＴＰ３、ＴＰ４を設定し、経路を算出した。しかし、本発明の実施は、このような処理に限定されるものではない。例えば、座標軸の１つ（Ｘ，Ｙ，Ｚ軸）が、始点ベクトルＶ１と終点ベクトルＶ２と平行になるように座標変換を実行してもよい。その場合には、図３７、図３８に示した座標軸に平行なベクトルを含む処理にて取り扱うことができるが、座標軸が、床面方向あるいは鉛直方向に対して傾きを持つ。このため、図３７、図３８の場合とは異なり、設計された配管の向きが床面あるいは鉛直線と傾きを持つことになる。すなわち、上記のような座標変換を用いた場合には、目標平面が、設備を構築する床面とは必ずしも平行、または垂直ではなくなるので、施工条件が異なる。したがって、施工者が設備を構築する床面を基準とした施工に慣れている場合には、図４０、４１に示した手順が望ましい。この場合には、図３７、図３８に示した手順と同様、床施工に好適な
設計となる。

上記実施例１では、入れ替え前の機器の接続口に接続される配管の開口位置を起点Ｐ１、その開口で接続点ベクトルを起点ベクトルＶ１とし、入れ替え後の機器の接続口の位置を終点Ｐ２、その接続点ベクトルを終点ベクトルＶ２とし、「配管のつなぎ直し処理」を実行した（図１３のＳ１５４参照）。この処理では、基本的には、起点Ｐ１と終点Ｐ２とは、固定された状態で、相互の位置関係が判定され、図１３−図４１に示した処理が実行された。このような処理に代えて、起点Ｐ１から終点Ｐ２への距離が短く、わずかにずれている場合で、起点Ｐ１が元々直管上にある場合には、起点Ｐ１から直管の長さ方向にさかのぼった位置まで起点Ｐ１を移動して、接続に必要な距離を確保してもよい。そして、さかのぼった位置までの直管を削除し、新たな配管末端を形成すればよい。

例えば、図１３のＳ１５４にて実行されるサブプログラムの上位プログラムからの呼出のインターフェースをＦ１（ｖａｒＰ１，ｖａｒＶＰ１，ｖａｒＰ２，ｖａｒＶＰ２，Ｌ，ＰＸ，ＲＣ）のようにする。この場合、ｖａｒＰ１，ｖａｒＶＰ１，ｖａｒＰ２およびｖａｒＶＰ２は、それぞれ、起点Ｐ１、起点ベクトルＶ１、終点Ｐ２、終点ベクトルＶ２を上位プログラムからサブプログラムに引き渡す引数である。また、Ｌは、起点Ｐ１が配管末端を起点ベクトル方向にさかのぼって、元の配管の一部が長さ方向に削除された場合の距離であり、サブプログラム内で算出される値である。また、ＰＸは、そのようにして、配管の一部が削除されたことによって、起点Ｐ１が移動された後の起点Ｐ１の座標である。ＰＸもまた、サブプログラム内で算出される値である。ＲＣはサブプログラムからのリターンコードである。

このような処理を「配管のつなぎ直し処理」（図１３のＳ１５４）以下の処理で実行することで、起点Ｐ１と終点Ｐ２との間の距離を十分に確保することができる。この場合、起点Ｐ１で指定される機器入れ替え前に機器に接続されていた配管が直管であれば、単純に、起点ベクトルＰ１の方向に直管を長さＬだけ縮めることによって、新たな起点Ｐ１の位置ＰＸを算出できる。距離Ｌは、接続に要する継手等の寸法から決定すればよい。

そのような処理によって、図１６に示した距離ΔＤ２について、Ｌ４５ＰＭＩＮ＜ΔＤ２あるいはＬ９０ＰＭＩＮ＜ΔＤ２とすることができる。したがって、図１８のような任意各継手、図１９のような迂回路を用いることなく、基本的には、９０度継手、または４５度継手によって、管路を形成できる。また、起点Ｐ１と終点Ｐ２との距離を十分に確保することによって、図２２−２４に示したような、２つのベクトルが対抗していない場合に生じる迂回路の形成を低減できる。また、図２８、図２９、３１、３２、３４、３６のような場合に生じる迂回路の発生を低減できる。

また、起点Ｐ１から直管の範囲を超えてさかのぼった位置まで起点Ｐ１を移動しても、よい。例えば、直管に対して、９０度、４５度等の継手が接続され、管路の延伸方向が変更されることになる。このような位置まで、起点Ｐ１を移動すると、起点ベクトルも再設定する必要が生じる。したがって、この場合に、図１３のＳ１５４にて実行されるサブプログラムの上位プログラムからの呼出のインターフェースをＦ２（ｖａｒＰ１，ｖａｒＶＰ１，ｖａｒＰ２，ｖａｒＶＰ２，ＶＸ，Ｎ，ｍｕｌｔｉ−ＰＸ，ＲＣ）のようにする。この場合、ここで、ＶＸは、起点Ｐ１を移動したときの配管の延伸方向を示す新たな起点ベクトルである。また、Ｎは、起点Ｐ１から配管をさかのぼったときに通過する節点数である。また、multi-ＰＸは、起点Ｐ１から配管をさかのぼったときに通過する節点の座標列を含む配列である。ｍｕｌｔｉ−ＰＸ＝｛（x1,y1,z1）, （x2,y2,z2）,…, （xN,yN,zN）｝のように、複数の節点を有し、Ｎ番目の節点が、起点Ｐ１の移動先となる。

この場合に、起点Ｐ１から配管をさかのぼるべき位置は、確保すべき接続に必要な距離から決定される。例えば、起点Ｐ１と終点Ｐ２との間で、本来確保すべき距離ＤＩＳが与えられたとき、終点Ｐ２を中心に、半径ＤＩＳの球（配管が平面上にある場合には半径ＤＩＳの円）を設定し、起点Ｐ１の位置がその球（または円）の外側に位置するまで、さかのぼればよい。その場合に、起点Ｐ１からさかのぼった途中管路上の節点は、図９に示したルート情報を基に探索すればよい。また、さかのぼった位置での配管の延伸方向を示す起点ベクトルは、図８に示した節点情報にしたがって、部材の仕様情報を検索して求めればよい。また、図９に示したルート情報における２節点間の座標の差分値から、起点ベクトルを算出してもよい。

設計支援装置の機能概要を例示する図である。 機器入れ替え後の施工用の設計図（斜視図および正面図）の例である。 設計支援装置が表示する画面例を示す図である。 設計支援装置が表示する画面例を示す図（接続口情報不一致の場合）である。 機器の配置から配管接続までの制御フローを例示する図である。 設計支援装置のハードウェア構成の例示する図である。 設計支援装置の機能ブロック図を例示する図である。 節点情報ファイルのデータ構造例を示す図である。 配管の経路を記述するルート情報のデータ構造例を示す図である。 機器マスタのデータ構造例を示す図である。 配置機器識別情報のデータ構造例を示す図である。 機器入れ替え時のメイン処理フローを例示する図である。 入れ替え後の機器に配管をつなぎ直す処理（図１２のＳ１５）の詳細を例示する図である。 配管つなぎ替え処理で実行される処理の詳細を例示する図である。 共有平面上での二次元処理の処理を例示する図である。 起点ベクトルＶ１と終点ベクトルＶ２とが平行かつ対向している例を示す図である。 起点Ｐ１と、終点Ｐ２とを直管で接続する例を示す図である。 任意角継手で配管を接続する例を示す図である。 迂回路を形成して、起点Ｐ１と終点Ｐ２とを接続する例を示す図である。 ４５度継手で配管を接続する例を示す図である。 ９０度継手で配管を接続する例を示す図である。 対向していないが、平行な起点ベクトルと終点ベクトルを例示する図である。 対向していないが、平行な起点ベクトルと終点ベクトルに対する処理例を示す図である。 平行な非対向ベクトルに対する処理例を示す図である。 平行な非対向ベクトルに対する処理例を示す図である。 交点ＰＸの位置が、起点Ｐ１と終点Ｐ２との間に位置する場合を例示する図である。 交点ＰＸの位置が、起点Ｐ１と終点Ｐ２との間に位置する場合に任意角継手と直管で接続する処理例を示す図である。 交点ＰＸの位置が、起点Ｐ１と終点Ｐ２との間に位置しない場合を例示する図である。 交点ＰＸの位置が、起点Ｐ１と終点Ｐ２との間に位置しない場合に、９０度継手と任意角継手の組み合わせによって迂回路を形成する処理例を示す図である。 起点ベクトルと終点ベクトルの交点の位置が、起点と終点との間に位置する場合の処理例を示す図である。 交点の位置が、起点Ｐ１と終点Ｐ２との間に位置しない場合に、迂回路を形成する処理例を示す図である。 交点での交差角が４５度より大きく９０度未満の場合に、迂回路を形成する構成例を示す図である。 交点ＰＸでのθが９０度の場合に、９０度継手と直管で接続する処理例を示す図である。 交点の位置が、起点と終点との間に位置しない場合に、９０度継手の組み合わせによって迂回路を形成する処理例を示す図である。 交点での交差角が９０度より大きく１３５度未満で、交点の位置が、起点と終点との間に位置する場合の処理例である。 交点での交差角が９０度より大きく１３５度未満で、交点の位置が、起点と終点との間に位置しない場合の処理例である。 座標軸に平行なベクトルを含む処理の詳細を例示する図である。 座標軸に平行なベクトルを含む処理の概念を例示する図である。 起点ベクトルまたは終点ベクトルがＸＹ，ＹＺ，ＺＸ平面のいずれかに平行な場合の処理の詳細を例示する図である。 起点ベクトルおよび終点ベクトルがいずれもＸＹ、ＹＺおよびＺＸ平面のいずれにも平行でない場合の処理を例示する図である。 起点ベクトルおよび終点ベクトルがいずれもＸＹ、ＹＺおよびＺＸ平面のいずれにも平行でない場合の処理の外面を例示する図である。

符号の説明

１ １ ＣＰＵ
２ メモリ
４ ハードディスク駆動装置
６ 入力装置
８ 表示装置
１０ ネットワークインターフェース
１２ 着脱可能記憶媒体駆動装置
２０ 制御部
２１ 表示制御手段
２２ 入力制御手段
２３ 経路記憶手段
２４ 接続位置算出手段
２５ 経路設定
２６ 機器接続位置記憶手段
２７ 設備配置記憶手段
２８ 属性比較手段
２９ 機器属性記憶手段
３０ 平面判定手段
３１ 単一目標平面経路設定手段
３２ 複数目標平面経路設定手段
３３ 第１のレベル間接続手段
３４ 第２のレベル間接続手段

Claims (9)

1. 設備内の機器に配管が接続される接続部の位置座標と接続される配管の配置方向とを記憶する設備内機器情報記憶手段と、
   前記設備にて第１の機器を第２の機器に変更する指定を受け付ける入力手段と、
   前記第１の機器を第２の機器に変更したときに前記第２の機器において前記配管が接続されるべき接続部の位置座標と接続される配管の配置方向とを算出する接続位置算出手段と、
   前記変更前に第１の機器の接続部に接続されていた配管末端または前記配管末端から配管をさかのぼる方向に一部を削除して形成された配管末端から、前記第２の機器の接続部までの配管の経路を設定する経路設定手段と、を備える設備の設計支援装置。
2. 機器内の第１の座標系での接続部の位置座標と接続される配管の配置方向とを機器ごとに記憶する機器接続位置記憶手段と、
   前記設備内の第２の座標系で機器を設置するときの設備内配置点、前記第１の座標系と前記第２の座標系との相対角度、および前記機器を前記設備内配置点に位置付けるときの基準点を記憶する設置状態記憶手段と、をさらに備え、
   前記接続位置算出手段は、設備内配置点に前記第２の機器の基準点を位置付け、前記第２の座標系に対して前記第１の座標系を前記相対角度で設定したときの前記第２の機器の接続部の位置座標と接続される配管の配置方向とを算出する請求項１に記載の設備の設計支援装置。
3. 機器ごとに前記接続部に接続される配管の用途を含む接続属性情報を記憶する機器属性記憶手段と、
   前記第１の機器の接続部と第２の機器の接続部との間で前記接続属性情報を比較する属性比較手段と、
   前記比較の結果、第１の機器の接続部と第２の機器の接続部との間で前記接続属性情報が一致しない場合に、前記第１の機器の接続部と第２の機器の接続部との間の経路設定のための対応関係の入力を促す手段と、をさらに備える請求項１または２に記載の設備の設計支援装置。
4. 前記配管末端を接続部として前記第２の機器に至る配管の配置方向を示す起点ベクトルと前記第２の機器の接続部における配管の配置方向を示す終点ベクトルとが同一平面上にあるか否か、および
   前記起点ベクトルと終点ベクトルとが互いに平行な異なる平面にあるか否かを判定する平行平面判定手段と、
   前記起点ベクトルのある平面と前記終点ベクトルある平面との間で経路を設定する第１のレベル間接続手段と、をさらに備える請求項１から３のいずれか１項に記載の設備の設計支援装置。
5. 前記起点ベクトルと前記終点ベクトルの一方が、ＸＹ平面、ＹＺ平面、またはＺＸ平面と平行な平面上にあるか、否かを判定するベクトル平面判定手段と、
   前記起点ベクトルと前記終点ベクトルとが同一平面上および互いに平行な異なる平面上のいずれにもなく、かつ、前記起点ベクトルと前記終点ベクトルのうちの一方のベクトルが、ＸＹ平面、ＹＺ平面、またはＺＸ平面と平行な第１の目標平面上にあるときに、前記第１の目標平面上にない他方のベクトルの示す接続部から９０度継手、４５度継手、前記他方のベクトル方向の直管と９０度継手との組み合わせ、または、前記他方のベクトル方向の直管と４５度継手との組み合わせによって前記第１の目標平面に平行な第２の目標平面上の直管に接続する単一目標平面経路設定手段と、
   前記第２の目標平面の直管から前記第１の目標平面への経路を設定する第２のレベル間
   接続手段と、をさらに備える請求項４に記載の設備の設計支援装置。
6. 前記起点ベクトルと前記終点ベクトルとが同一平面上および互いに平行な異なる平面上のいずれにもなく、かつ、前記起点ベクトルと前記終点ベクトルとがいずれもＸＹ平面、ＹＺ平面、およびＺＸ平面のいずれとも平行でないときに、２つの座標軸に平行な第３の目標平面上の経路であって、前記起点ベクトルの示す接続部から９０度継手、４５度継手、前記起点ベクトル方向への直管と９０度継手との組み合わせに、または、前記起点ベクトル方向への直管と４５度継手との組み合わせによって接続可能な第１の直管の経路を設定するとともに、前記第３の目標平面に平行な第４の目標平面上の経路であって、前記終点ベクトルの示す接続部から９０度継手、４５度継手、前記終点ベクトル方向への直管と９０度継手との組み合わせ、または、前記起点ベクトル方向への直管と４５度継手との組み合わせによって接続可能な第２の直管の経路を設定する複数目標平面経路設定手段と、
   前記第１の直管と前記第２の直管との間の経路を設定する第３のレベル間接続手段と、をさらに備える請求項４または５に記載の設備の設計支援装置。
7. 前記複数目標平面経路設定手段は、
   前記起点ベクトルに対して垂直な平面と前記第３の目標平面との交線方向に前記第１の直管を設定するとともに、前記起点ベクトルの示す接続部から前記第１の直管に前記９０度継手、４５度継手、前記起点ベクトル方向への直管と９０度継手との組み合わせ、または、前記起点ベクトル方向への直管と４５度継手との組み合わせによって経路を設定する手段と、
   前記終点ベクトルに対して垂直な平面と前記第４の目標平面との交線方向に前記第２の直管を設定するとともに、前記終点ベクトルの示す接続部から前記第２の直管に前記９０度継手、４５度継手、前記終点ベクトル方向への直管と９０度継手との組み合わせ、または、前記終点ベクトル方向への直管と４５度継手との組み合わせによって経路を設定する手段と、を有し、
   前記第３のレベル間接続手段は、前記第１の直管と前記第２の直管とを両端に９０度継手または４５度継手を設けた配管を含む経路で接続する手段、を有する、請求項６に記載の設備の設計支援装置。
8. コンピュータが、
   設備内で第１の機器を第２の機器に変更する指定を受け付ける入力ステップと、
   前記設備内の機器に配管が接続される接続部の位置座標と接続される配管の配置方向とを記憶する設備内機器情報記憶手段から前記位置座標と前記配置方向とを読み出すステップと、
   前記第１の機器を第２の機器に変更したときに前記第２の機器において前記配管が接続されるべき接続部の位置座標と接続される配管の配置方向とを算出する接続位置算出ステップと、
   前記変更前に第１の機器の接続部に接続されていた配管末端または前記配管末端から配管をさかのぼる方向に一部を削除して形成された配管末端から、前記第２の機器の接続部までの配管の経路を設定する経路設定ステップと、を実行する設備の設計支援方法。
9. コンピュータを、
   設備内の機器に配管が接続される接続部の位置座標と接続される配管の配置方向とを記憶する設備内機器情報記憶手段、
   前記第１の機器を第２の機器に変更する指定を受け付ける入力手段、
   前記第１の機器を第２の機器に変更したときに前記第２の機器において前記配管が接続されるべき接続部の位置座標と接続される配管の配置方向とを算出する接続位置算出手段、および
   前記変更前に第１の機器の接続部に接続されていた配管末端または前記配管末端から配
   管をさかのぼる方向に一部を削除して形成された配管末端から、前記第２の機器の接続部までの配管の経路を設定する経路設定手段、として機能させるプログラム。

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