JP2019159445A - Equipment layout design support device, equipment layout design support method, and program - Google Patents

Equipment layout design support device, equipment layout design support method, and program Download PDF

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Abstract

To properly support layout designing of equipment by effectively utilizing a layout space.SOLUTION: An equipment layout design support device 100 is configured to support layout designing of equipment in a layout space, and comprises an input/output data control part 111, an equipment layout designing part 112, and an output part 140. The input/output data control part 111 registers layout space information including information representing layout restriction conditions as restriction conditions in arranging the equipment in the layout space and definition planes defining the layout space, and equipment information including installation conditions of the equipment on the respective definition planes. The equipment layout designing part 112 searches for a layout position satisfying the layout restriction conditions and installation conditions to design a layout of the equipment in the layout space. The output part 140 outputs a design result by the equipment layout design part 112.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、機器配置設計支援装置、機器配置設計支援方法及びプログラムに関する。    The present invention relates to a device arrangement design support apparatus, a device arrangement design support method, and a program.

プラントにおける機器の配置設計を支援するための技術の開発が進められている。例えば、特許文献1は、機器のレイアウト上の制約条件を満足する最適な機器の配置案を生成する機器配置システムを開示している。この機器配置システムは、機器の物理的条件、機器の相対的な位置関係、配置空間の形状等の予め登録された制約条件に基づいて、配置空間上に配置基準点を設定し、この配置基準点を基準に機器を上下左右に配置して最適な配置位置を探索する。   Development of technology to support equipment layout design in the plant is underway. For example, Patent Document 1 discloses a device placement system that generates an optimal device placement plan that satisfies the constraints on the device layout. This device placement system sets a placement reference point on the placement space based on pre-registered constraints such as the physical conditions of the device, the relative positional relationship of the devices, and the shape of the placement space. The device is arranged vertically and horizontally based on the point to search for the optimum arrangement position.

特開2004−86602号公報JP 2004-86602 A

しかしながら、特許文献1が開示する機器配置システムは、配置空間を画定する画定面の1つである床面または床面と平行な面に対して機器を設置することを前提とする。したがって、例えば、配置基準点が配置空間の壁面に近接し、壁面との物理的な干渉によって機器を床面または床面と平行な面に配置することができない場合には、配置基準点が壁面から離反する位置に変更され、機器は壁面との干渉が生じない床面または床面と平行な面に配置される。このように、特許文献1が開示する機器配置システムは、壁面または天井面への取り付けが可能な機器であっても床面または床面と平行な面に配置されるため、配置空間を有効に活用した機器の配置設計を行うことが困難である。   However, the apparatus arrangement system disclosed in Patent Document 1 is based on the premise that an apparatus is installed on a floor surface that is one of defining surfaces that define an arrangement space or a plane parallel to the floor surface. Therefore, for example, when the placement reference point is close to the wall surface of the placement space and the device cannot be placed on the floor surface or a plane parallel to the floor surface due to physical interference with the wall surface, the placement reference point is the wall surface. The device is placed on a floor surface that does not interfere with the wall surface or a plane parallel to the floor surface. As described above, the device arrangement system disclosed in Patent Document 1 is arranged on the floor surface or a plane parallel to the floor surface even if the device can be attached to the wall surface or the ceiling surface. It is difficult to design the layout of the equipment used.

本発明は、上述のような事情に鑑みてなされたものであり、配置空間を有効に活用し、機器の配置設計を適切に支援することができる機器配置設計支援装置、機器配置設計支援方法及びプログラムを提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of the circumstances as described above, and effectively utilizes an arrangement space and can appropriately support the arrangement design of an apparatus, an apparatus arrangement design support apparatus, an apparatus arrangement design support method, and The purpose is to provide a program.

上記の目的を達成するため、本発明に係る機器配置設計支援装置は、配置空間における機器の配置設計を支援する機器配置設計支援装置であって、登録手段、機器配置設計手段、出力手段を備える。登録手段は、配置空間に機器を配置する上での制約条件である配置制約条件と配置空間を画定する画定面を表す情報を含む配置空間情報と、画定面のそれぞれに対する機器の設置条件を含む機器情報とを登録する。機器配置設計手段は、配置制約条件および設置条件を満たす配置位置を探索して、配置空間における機器の配置を設計する。出力手段は、機器配置設計手段による設計結果を出力する。   In order to achieve the above object, a device arrangement design support device according to the present invention is a device arrangement design support device that supports device arrangement design in an arrangement space, and includes a registration unit, a device arrangement design unit, and an output unit. . The registration means includes arrangement space information including arrangement constraint conditions that are restrictions on arrangement of equipment in the arrangement space, information indicating a demarcation plane that demarcates the arrangement space, and installation conditions of the apparatus for each of the demarcation planes. Register device information. The device arrangement design means searches for an arrangement position satisfying the arrangement constraint condition and the installation condition, and designs the arrangement of the equipment in the arrangement space. The output means outputs a design result by the device arrangement design means.

本発明によれば、機器配置設計支援装置は、配置空間に機器を配置する上での制約条件である配置制約条件と配置空間を画定する画定面を表す情報を含む配置空間情報、画定面のそれぞれに対する機器の設置条件を含む機器情報を登録し、配置制約条件および設置条件を満たす配置位置を探索して、配置空間における機器の配置を設計し、その設計結果を出力する。このため、本発明によれば、配置空間を有効に活用し、機器の配置設計を適切に支援することができる。   According to the present invention, the device arrangement design support device includes arrangement space information including information indicating a restriction surface that is a restriction condition for placing a device in the arrangement space and a demarcation surface that demarcates the arrangement space. The device information including the device installation conditions for each is registered, the placement constraints satisfying the placement constraint conditions and the installation conditions are searched, the device placement in the placement space is designed, and the design result is output. For this reason, according to this invention, arrangement | positioning space can be utilized effectively and arrangement | positioning design of an apparatus can be supported appropriately.

本発明の実施の形態に係る機器配置設計支援装置の構成を示す図The figure which shows the structure of the apparatus arrangement | positioning design support apparatus which concerns on embodiment of this invention. 配置空間情報テーブルの一例を示す図The figure which shows an example of an arrangement space information table 機器情報テーブルの一例を示す図The figure which shows an example of an apparatus information table 配置設計情報テーブルの一例を示す図The figure which shows an example of arrangement | positioning design information table 機器配置設計処理の流れを示すフローチャートFlow chart showing the flow of device layout design processing 擬似配置空間の概略図Schematic diagram of pseudo-placement space 擬似配置空間に複数の機器が配置された状況を説明するための図A diagram for explaining a situation in which a plurality of devices are arranged in a pseudo arrangement space 擬似配置空間の断面における機器の相互関係を説明するための図The figure for explaining the mutual relation of the equipment in the section of the pseudo arrangement space 擬似配置空間の断面における機器の相互関係を説明するための図The figure for explaining the mutual relation of the equipment in the section of the pseudo arrangement space

以下、本発明の実施形態に係る機器配置設計支援装置について、図面を参照しながら説明する。   Hereinafter, a device arrangement design support apparatus according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.

本発明の実施の形態に係る機器配置設計支援装置100は、図1に示すように、制御部110、記憶部120、入力部130、出力部140を備える。これらの各構成部位は、バスラインBLを介して相互に電気的に接続されている。   As shown in FIG. 1, the device arrangement design support apparatus 100 according to the embodiment of the present invention includes a control unit 110, a storage unit 120, an input unit 130, and an output unit 140. Each of these components is electrically connected to each other via a bus line BL.

制御部110は、例えば、CPU(Central Processing Unit)、RAM(Random Access Memory)、ROM(Read Only Memory)等を有するコンピュータを備え、CPUがROMに記憶された各種の動作プログラムを読み出してRAM上で実行することにより、機器配置設計支援装置100の各構成部位を制御する。制御部110は、機能的には、入出力データ制御部111、機器配置設計部112を有する。   The control unit 110 includes, for example, a computer having a CPU (Central Processing Unit), a RAM (Random Access Memory), a ROM (Read Only Memory), and the like, and the CPU reads various operation programs stored in the ROM and stores them on the RAM. By executing the above, each component of the device arrangement design support apparatus 100 is controlled. The control unit 110 functionally includes an input / output data control unit 111 and a device arrangement design unit 112.

入出力データ制御部111は、後述する入力部130が入力したデータおよび出力部140が出力するデータを制御する。入出力データ制御部111は、例えば、ユーザ操作により入力部130が入力した配置空間情報、機器情報を、記憶部120の配置空間情報DB121、機器情報DB122にそれぞれ格納し、各情報を更新・登録する。この際、入出力データ制御部111は、配置空間情報、機器情報に含まれる形状データ、座標データ等を3次元CADデータの形式に適宜変換して格納する。また、入出力データ制御部111は、例えば、出力部140を制御して、配置空間情報、機器情報、配置設計情報等に含まれる3次元CADデータに基づくCAD画像を出力する。入出力データ制御部111は、後述する記憶部120と共に、登録手段として機能する。   The input / output data control unit 111 controls data input by the input unit 130 described later and data output by the output unit 140. For example, the input / output data control unit 111 stores the arrangement space information and the device information input by the input unit 130 by a user operation in the arrangement space information DB 121 and the device information DB 122 of the storage unit 120, and updates / registers each information. To do. At this time, the input / output data control unit 111 appropriately converts the configuration space information, the shape data included in the device information, the coordinate data, and the like into a three-dimensional CAD data format and stores the data. In addition, the input / output data control unit 111 controls the output unit 140 to output a CAD image based on the three-dimensional CAD data included in the arrangement space information, device information, arrangement design information, and the like. The input / output data control unit 111 functions as a registration unit together with the storage unit 120 described later.

機器配置設計部112は、ユーザにより予め登録された配置空間情報、機器情報に基づいて、配置空間に配置する機器の最適な配置位置を探索し、探索結果を配置設計情報として出力する。配置設計情報には、配置空間の座標系における配置位置の座標データが少なくとも含まれる。機器配置設計部112は、最適な配置位置を探索するにあたり、配置空間情報に含まれる配置制約条件、機器情報に含まれる設置条件を満たす配置位置を順次探索する。   The device arrangement design unit 112 searches for the optimum arrangement position of the devices arranged in the arrangement space based on the arrangement space information and device information registered in advance by the user, and outputs the search result as arrangement design information. The arrangement design information includes at least coordinate data of the arrangement position in the arrangement space coordinate system. When searching for the optimum arrangement position, the device arrangement design unit 112 sequentially searches for an arrangement position that satisfies the arrangement constraint condition included in the arrangement space information and the installation condition included in the apparatus information.

機器配置設計部112は、例えば、最適化アルゴリズムの一種である遺伝的アルゴリズムを用いる。遺伝的アルゴリズムを用いることにより、解の候補である機器配置案を複数生成し、交叉、突然変異等の操作により、既に存在する機器配置案から新たな機器配置案を生成し、自然淘汰の概念に基づいて機器配置案の選択を行ない、世代交代を繰り返して最適な機器配置案が探索される。なお、機器の最適な配置位置を探索するための手法として、遺伝的アルゴリズム以外の種々のアルゴリズムを用いることが可能である。機器配置設計部112は、機器配置設計手段として機能する。   The device arrangement design unit 112 uses, for example, a genetic algorithm which is a kind of optimization algorithm. By using a genetic algorithm, a plurality of device placement plans that are candidate solutions are generated, and a new device placement plan is generated from the existing device placement plan by operations such as crossover and mutation. Based on the above, the device arrangement plan is selected, and the generation change is repeated to search for the optimum device arrangement plan. It should be noted that various algorithms other than the genetic algorithm can be used as a method for searching for the optimum arrangement position of the device. The device arrangement design unit 112 functions as a device arrangement design unit.

配置空間における配置制約条件として、例えば、下記の項目が挙げられる。
(a)配置空間内の建築構造物、設備器具に干渉しない
(b)機器同士が干渉しない
(c)機器同士を接続する配管経路を短くする
(d)機器間の距離を大きくする
Examples of the arrangement constraint conditions in the arrangement space include the following items.
(A) Does not interfere with building structures and equipment in the arrangement space (b) Does not interfere with each other (c) Shortens the piping path connecting the devices (d) Increases the distance between the devices

なお、上記の(c)は、経済性の観点から設けられた条件であり、(d)は、機器の保守管理の観点から設けられた条件である。このように、配置制約条件には、トレードオフの関係にある条件が含まれることがある。   The above (c) is a condition provided from the viewpoint of economy, and (d) is a condition provided from the viewpoint of equipment maintenance management. As described above, the placement constraint condition may include a condition having a trade-off relationship.

また、機器の設置条件として、例えば、下記の項目が挙げられる。
(e)機器の設置向き、設置角度の制限
(f)設置する画定面の制限
(g)他の機器との相対位置の制限
(h)導入コスト、運用コストの制限
Moreover, the following items are mentioned as an installation condition of an apparatus, for example.
(E) Restriction of installation direction and installation angle of equipment (f) Restriction of definition surface to be installed (g) Restriction of relative position with other equipment (h) Restriction of introduction cost and operation cost

記憶部120は、HDD(Hard Disk Drive)、SSD(Solid State Dive)等の記憶内容が書き換え可能な不揮発性の記憶装置を備え、例えば、制御部110が動作プログラムに基づいて各処理を実行する際に読み出して参照する各種データを記憶する。   The storage unit 120 includes a nonvolatile storage device that can rewrite storage contents such as an HDD (Hard Disk Drive), an SSD (Solid State Dive), and the like. For example, the control unit 110 executes each process based on an operation program. Various data to be read and referred to at this time are stored.

記憶部120は、各種データをそれぞれ格納する複数のデータベースを有する。以下、データベースを「DB」(Data Base)と称することがある。記憶部120は、例えば、建屋内の区画された配置空間に関する配置空間情報を記憶する配置空間情報DB121、機器に関する機器情報を記憶する機器情報DB122、配置設計情報DB123を有する。   The storage unit 120 includes a plurality of databases that store various data. Hereinafter, the database may be referred to as “DB” (Data Base). The storage unit 120 includes, for example, a placement space information DB 121 that stores placement space information related to a partitioned placement space in a building, a device information DB 122 that stores device information related to devices, and a placement design information DB 123.

配置空間情報DB121は、配置空間情報を、例えば、図2に示す配置空間情報テーブルの形式で記憶する。配置空間情報テーブルは、「空間ID」、「空間サイズ」、「配置禁止空間」の各項目のデータが対応付けられている。「空間ID」は、建屋内の配置空間に予め設定された識別情報である。「空間サイズ」は、配置空間の寸法であり、配置空間情報テーブルにおいては、幅W、奥行D、高さHの各数値が格納されている。「配置禁止空間」は、機器が既に配置されている空間、柱、間仕切り壁等の建築構造物が占める空間等、配置空間内の機器の新規配置が制限される空間である。配置空間情報テーブルでは、「配置禁止空間」を示すデータとして、配置禁止空間毎に頂点座標データ群が格納されており、複数の頂点座標を直線で接続することによって囲まれる空間が配置禁止空間として画定される。   The arrangement space information DB 121 stores the arrangement space information, for example, in the form of an arrangement space information table shown in FIG. In the arrangement space information table, data of each item of “space ID”, “space size”, and “placement prohibited space” is associated. The “space ID” is identification information set in advance in the arrangement space in the building. The “space size” is a dimension of the arrangement space, and the numeric values of the width W, the depth D, and the height H are stored in the arrangement space information table. The “arrangement prohibition space” is a space in which new arrangement of devices in the arrangement space is restricted, such as a space where devices are already arranged, a space occupied by building structures such as pillars and partition walls. In the placement space information table, a vertex coordinate data group is stored for each placement prohibited space as data indicating “placement prohibited space”, and a space surrounded by connecting a plurality of vertex coordinates with a straight line is defined as a placement prohibited space. Defined.

機器情報DB122は、機器情報を、例えば、図3に示す機器情報テーブルの形式で記憶する。機器情報テーブルは、「機器ID」、「形状」、「外形サイズ」、「重量」、「設置条件」、「性能仕様」、「導入コスト」、「運用コスト」の各項目のデータが対応付けられている。「機器ID」は、機器の識別情報であり、「形状」は、機器の外観的な形状である。「外形サイズ」は、機器の外形寸法であり、機器情報テーブルにおいては、幅W、奥行D、高さHの各数値が格納されている。「設置条件」は、機器を配置空間に配置する際の条件であり、他の機器との配線接続効率、操作利便性等を考慮して設定される。例えば、機器情報テーブルにおいて、機器ID「X001」の設置条件として、「横向き:不可、壁・天井:不可、機器X007に近接」等が設定されており、横向きによる設置、壁面、天井面における設置が制限され、機器X007に近接して設置することが推奨されている。「性能仕様」には、各種の性能評価指標に基づく性能データが格納される。「導入コスト」および「運用コスト」は、その機器を導入・運用する際に要する費用である。なお、一般的に、同等の性能を有する機器のうち、外形サイズが小さい機器、すなわち、小型化が図られた機器は、コストが高い傾向にあるといえる。   The device information DB 122 stores device information, for example, in the format of a device information table shown in FIG. The device information table correlates data of each item of “device ID”, “shape”, “outside size”, “weight”, “installation condition”, “performance specification”, “introduction cost”, and “operation cost”. It has been. The “device ID” is device identification information, and the “shape” is an external shape of the device. “Outer size” is the outer size of the device, and the device information table stores numerical values of width W, depth D, and height H. The “installation condition” is a condition for placing the device in the placement space, and is set in consideration of efficiency of wiring connection with other devices, operation convenience, and the like. For example, in the device information table, as the installation condition of the device ID “X001”, “landscape: impossible, wall / ceiling: impossible, proximity to device X007”, etc. are set. However, it is recommended that it be installed close to the device X007. The “performance specification” stores performance data based on various performance evaluation indexes. The “introduction cost” and “operation cost” are expenses required for introducing and operating the device. In general, among devices having equivalent performance, a device having a small outer size, that is, a device that is reduced in size tends to be expensive.

配置設計情報DB123は、配置設計情報を、例えば、図4に示す配置設計情報テーブルの形式で記憶する。配置設計情報テーブルは、「空間ID」、「配置機器ID」、「設置向き」、「設置面」、「配置位置」の各項目のデータが対応付けられている。「配置機器ID」は、配置空間に配置された機器に予め設定された識別情報である。「設置向き」および「設置面」は、配置空間内に配置された機器がどのような向きでどの画定面に設置されたかを示す。なお、機器の設置面および設置向きは、機器情報に含まれる設置条件を満たすように決定される。また、「設置向き」には、機器が縦向きであるか横向きであるか以外に、機器が設置面にどのような角度で設置されているかを示す設置角度が含まれる。「配置位置」は、配置空間内に配置された機器の位置を示す。「配置位置」は、例えば、機器が設置された画定面を基準に設定された3次元直交座標系における座標値で表される。なお、「配置位置」は、配置空間の1つの規定面を基準に設定された3次元直交座標系における座標値を用いて一元的に表されてもよい。また、配置空間における配置位置を示す座標値は、機器の各頂点の座標値でもよいし、機器の複数の代表点の座標値でもよい。   The layout design information DB 123 stores the layout design information, for example, in the form of a layout design information table shown in FIG. In the layout design information table, data of each item of “space ID”, “arranged device ID”, “installation direction”, “installation surface”, and “arrangement position” is associated. The “placed device ID” is identification information set in advance for a device placed in the placement space. “Installation direction” and “installation surface” indicate in what orientation and on which definition surface the devices arranged in the arrangement space are installed. Note that the installation surface and the installation direction of the device are determined so as to satisfy the installation conditions included in the device information. In addition, the “installation direction” includes an installation angle indicating an angle at which the device is installed on the installation surface, in addition to whether the device is vertically or horizontally. “Arrangement position” indicates the position of the device arranged in the arrangement space. The “arrangement position” is represented, for example, by a coordinate value in a three-dimensional orthogonal coordinate system set with reference to a demarcation plane on which the device is installed. Note that the “arrangement position” may be represented in a unified manner using coordinate values in a three-dimensional orthogonal coordinate system set with reference to one specified plane of the arrangement space. Further, the coordinate value indicating the arrangement position in the arrangement space may be a coordinate value of each vertex of the device, or may be a coordinate value of a plurality of representative points of the device.

図1に戻り、入力部130は、キーボード、マウス、タッチパネル、操作ボタン等の入力装置を備え、ユーザの各種操作を受け付ける。入力部130は、例えば、ユーザによる配置空間情報、機器情報の入力を受け付ける。   Returning to FIG. 1, the input unit 130 includes input devices such as a keyboard, a mouse, a touch panel, and operation buttons, and receives various user operations. The input unit 130 receives, for example, input of arrangement space information and device information by the user.

出力部140は、LCD(Liquid Crystal Display)、PDP(Plasma Display Panel)、有機EL(Electro-Luminescence)ディスプレイ等の表示装置、印刷装置等の出力装置を備え、制御部110の制御に従って、配置設計情報の内容を画像表示、印刷出力することによりユーザに提示する。このように、入力部130および出力部140は、配置設計支援装置100とユーザとの間で情報をやり取りするためのインタフェースである。出力部140は、出力手段として機能する。   The output unit 140 includes a display device such as an LCD (Liquid Crystal Display), a PDP (Plasma Display Panel), and an organic EL (Electro-Luminescence) display, and an output device such as a printing device. The contents of the information are presented to the user by displaying images and printing them out. Thus, the input unit 130 and the output unit 140 are interfaces for exchanging information between the layout design support apparatus 100 and the user. The output unit 140 functions as an output unit.

次に、図5に示すフローチャートを参照しながら、機器配置設計支援装置100が実行する機器配置設計処理について説明する。機器配置設計処理は、配置空間における機器の最適な配置位置を探索し、探索結果を出力する処理である。   Next, a device arrangement design process executed by the device arrangement design support apparatus 100 will be described with reference to the flowchart shown in FIG. The device arrangement design process is a process of searching for an optimum arrangement position of the device in the arrangement space and outputting a search result.

制御部110は、機器配置設計支援装置100に実装された配置設計を行うためのソフトウェアが起動されたことに応答して、機器配置設計処理を開始する。制御部110は、機器配置設計処理を開始すると、まず、機器の配置設計を行う配置空間が選択されたか否かを判定する(ステップS101)。制御部110は、入力部130がユーザによる配置空間の選択操作を受け付けたか否かに応じて判定する。配置空間が選択されていないと判定した場合(ステップS101:NO)、制御部110は、ステップS101の処理を繰り返し、配置空間が選択されるまで待機する。   The control unit 110 starts the device arrangement design process in response to the activation of the software for performing the arrangement design installed in the device arrangement design support apparatus 100. When the device arrangement design process is started, the control unit 110 first determines whether or not an arrangement space for designing the arrangement of devices has been selected (step S101). The control unit 110 determines whether or not the input unit 130 has received an arrangement space selection operation by the user. When it is determined that the arrangement space is not selected (step S101: NO), the control unit 110 repeats the process of step S101 and waits until the arrangement space is selected.

一方、配置空間が選択されたと判定した場合(ステップS101:YES)、制御部110は、記憶部120の配置空間情報DB121に記憶された配置空間情報、配置設計情報DB123に記憶された配置設計情報を読み出し(ステップS102)、出力部140を制御して、選択された配置空間の配置状況をCAD空間上に描写した3次元CAD画像を表示する(ステップS103)。   On the other hand, when it is determined that the arrangement space has been selected (step S101: YES), the control unit 110 arranges the arrangement space information stored in the arrangement space information DB 121 of the storage unit 120 and the arrangement design information stored in the arrangement design information DB 123. (Step S102), and the output unit 140 is controlled to display a three-dimensional CAD image depicting the arrangement state of the selected arrangement space on the CAD space (step S103).

ここで、図6を参照して、実際の配置空間をモデル化した擬似配置空間の一例について説明する。図6に示す擬似配置空間PSは、概ね立方体の形状を有し、床面SD、天井面SU、前壁面SF、後壁面SB、右壁面SR、左壁面SLの6面によって画定されている。擬似配置空間PSは、記憶部120の配置空間情報DB121に格納された配置空間情報に基づいてモデル化され、3次元CAD画像として表示される。擬似配置空間PSに配置された機器の配置位置は、例えば、機器が床面SDに設置された場合には、床面SDを基準に設定されたXYZ直交座標系における座標値で表され、機器が右壁面SRに設置された場合には、右壁面SRを基準に設定されたUVW直交座標系における座標値で表される。   Here, with reference to FIG. 6, an example of a pseudo arrangement space obtained by modeling an actual arrangement space will be described. The pseudo arrangement space PS shown in FIG. 6 has a substantially cubic shape, and is defined by six surfaces: a floor surface SD, a ceiling surface SU, a front wall surface SF, a rear wall surface SB, a right wall surface SR, and a left wall surface SL. The pseudo arrangement space PS is modeled based on the arrangement space information stored in the arrangement space information DB 121 of the storage unit 120 and displayed as a three-dimensional CAD image. For example, when the device is placed on the floor surface SD, the placement position of the device placed in the pseudo placement space PS is represented by a coordinate value in an XYZ orthogonal coordinate system set based on the floor surface SD. Is installed on the right wall surface SR, it is represented by a coordinate value in the UVW orthogonal coordinate system set on the basis of the right wall surface SR.

図7は、擬似配置空間PSに複数の機器が配置された状態を示している。図7に示す擬似配置空間PSには、記憶部120の配置設計情報DB123に記憶された配置設計情報に基づいて、機器A1、機器A2、機器A3が配置されている。   FIG. 7 shows a state in which a plurality of devices are arranged in the pseudo arrangement space PS. In the pseudo arrangement space PS shown in FIG. 7, the devices A1, A2, and A3 are arranged based on the arrangement design information stored in the arrangement design information DB 123 of the storage unit 120.

続いて、制御部110は、新規に配置する機器が選択されたか否かを判定する(ステップS104)。制御部110は、入力部130がユーザによる機器の選択操作を受け付けたか否かに応じて判定する。機器が選択されていないと判定した場合(ステップS104:NO)、制御部110は、ステップS104の処理を繰り返し、機器が選択されるまで待機する。   Subsequently, the control unit 110 determines whether or not a device to be newly placed has been selected (step S104). The control unit 110 determines whether or not the input unit 130 has received a device selection operation by the user. When it is determined that no device is selected (step S104: NO), the control unit 110 repeats the process of step S104 and waits until a device is selected.

一方、機器が選択されたと判定した場合(ステップS104:YES)、制御部110は、最適化処理を実行する(ステップS105)。最適化処理は、配置空間における機器の最適な配置位置を探索する処理である。最適化処理では、例えば、遺伝的アルゴリズムが用いられる。制御部110は、最適化処理の終了時には、探索結果を配置設計情報として出力する。   On the other hand, when it determines with the apparatus having been selected (step S104: YES), the control part 110 performs an optimization process (step S105). The optimization process is a process for searching for an optimal arrangement position of the device in the arrangement space. In the optimization process, for example, a genetic algorithm is used. At the end of the optimization process, the control unit 110 outputs the search result as layout design information.

図7に示す擬似配置空間PSには、ステップS104において配置する機器としてユーザに選択された機器B1が存在している。最適化処理では、遺伝的アルゴリズムによって、機器B1の最適な配置位置が探索される。ここで、遺伝的アルゴリズムによる配置位置の最適化の過程において、機器B1の配置位置の候補として、右壁面SRに対して設置する機器配置案が生成されたこととする。   In the pseudo arrangement space PS shown in FIG. 7, there is a device B1 selected by the user as a device to be arranged in step S104. In the optimization process, the optimal arrangement position of the device B1 is searched by a genetic algorithm. Here, in the process of optimizing the arrangement position by the genetic algorithm, it is assumed that a device arrangement plan to be installed on the right wall surface SR is generated as a candidate for the arrangement position of the apparatus B1.

図8は、図7における擬似配置空間PSの前壁面SFと平行な平面PLによる断面図を示す。図8に示すように、擬似配置空間PSの断面PSSは、メッシュ分割され、機器A1の断面に対応するメッシュは機器断面領域AA1として、機器A2の断面に対応するメッシュは機器断面領域AA2として、右下がり方向の斜線でハッチングが施されている。また、擬似配置空間PSに配置する機器B1の断面に対応するメッシュは、機器断面領域BB1として、右上がり方向の斜線でハッチングが施されている。さらに、断面PSSの上方2段のメッシュは、機器の配置が制限される領域である配置禁止エリアPAであり、配置空間情報に含まれる配置禁止空間に基づいて設定されている。なお、メッシュの大きさは、機器情報DB122に登録された最小外形サイズの機器の大きさと同等、または、これより小さいことが望ましい。   FIG. 8 is a cross-sectional view taken along a plane PL parallel to the front wall surface SF of the pseudo arrangement space PS in FIG. As shown in FIG. 8, the cross section PSS of the pseudo arrangement space PS is divided into meshes, the mesh corresponding to the cross section of the device A1 is set as the device cross sectional area AA1, and the mesh corresponding to the cross section of the device A2 is set as the device cross sectional area AA2. It is hatched with a diagonal line in the downward direction. The mesh corresponding to the cross section of the device B1 arranged in the pseudo arrangement space PS is hatched with a diagonal line in the upward direction as the device cross-sectional area BB1. Furthermore, the upper two meshes of the cross section PSS are a placement prohibition area PA, which is a region where placement of devices is restricted, and is set based on the placement prohibition space included in the placement space information. Note that the size of the mesh is preferably equal to or smaller than the size of the device having the minimum external size registered in the device information DB 122.

ここで、機器断面領域AA2と機器断面領域BB1とは部分的に干渉しており、2方向の斜線でハッチングされた干渉領域ABが存在する。このため、機器B1は、配置制約条件を満足しないため、遺伝的アルゴリズムでは、この機器配置案は淘汰される。   Here, the device cross-sectional area AA2 and the device cross-sectional area BB1 partially interfere with each other, and there is an interference area AB hatched with diagonal lines in two directions. For this reason, since the device B1 does not satisfy the placement constraint condition, this device placement plan is deceived in the genetic algorithm.

一方、機器B1を、例えば、図6に示すW軸回り方向に90度回転させた場合には、図9に示すように、機器断面領域AA2と機器断面領域BB1Xとは重畳せず、機器B1は、機器A2と干渉することなく右壁面SRに設置することができる。   On the other hand, when the device B1 is rotated, for example, 90 degrees in the direction around the W axis shown in FIG. 6, as shown in FIG. 9, the device cross-sectional area AA2 and the device cross-sectional area BB1X do not overlap, and the device B1 Can be installed on the right wall SR without interfering with the device A2.

また、機器情報に含まれる外形サイズ、性能仕様のデータ、導入コストおよび運用コストを勘案して、機器B1を同等の性能を有し、かつ、機器B1よりも外形サイズが小さい機器B2に置き換えて配置空間に配置する場合にも、機器A2と干渉することなく右壁面SRに設置することができる可能性がある。機器B2は、当初配置することが予定されていた機器B1に置き換えられる第2の機器に相当する。この場合、ユーザは、配置空間に配置する機器を機器B1から機器B2に変更し、機器配置設計処理を実行させてもよい。   In consideration of the external size, performance specification data, introduction cost, and operation cost included in the device information, the device B1 is replaced with a device B2 having the same performance and having a smaller external size than the device B1. Even when it is arranged in the arrangement space, there is a possibility that it can be installed on the right wall surface SR without interfering with the device A2. The device B2 corresponds to a second device that is replaced with the device B1 that was originally planned to be placed. In this case, the user may change the device to be arranged in the arrangement space from the device B1 to the device B2, and execute the device arrangement design process.

図5に示す機器配置設計処理のフローチャートの説明に戻り、ステップS105において最適化処理を実行した後、配置設計情報に基づいて、ステップS104において選択された機器が配置された配置空間の配置状況をCAD空間上に描写した3次元CAD画像を表示する(ステップS106)。これにより、ユーザは、配置空間における機器の配置状況を3次元空間上で確認することができ、また、3次元CADデータを適宜編集することが可能である。   Returning to the description of the flowchart of the device arrangement design process shown in FIG. 5, after executing the optimization process in step S105, the arrangement state of the arrangement space in which the apparatus selected in step S104 is arranged based on the arrangement design information. A three-dimensional CAD image drawn on the CAD space is displayed (step S106). Thereby, the user can confirm the arrangement state of the devices in the arrangement space on the three-dimensional space, and can edit the three-dimensional CAD data as appropriate.

ステップS106の処理を実行した後、制御部110は、機器配置設計処理を終了する。   After executing the process of step S106, the control unit 110 ends the device arrangement design process.

以上に説明したように、本実施の形態に係る機器配置設計支援装置100は、配置空間に機器を配置する上での制約条件である配置制約条件と配置空間を画定する床面SD、天井面SU、前壁面SF、後壁面SB、右壁面SR、左壁面SLといった画定面を表す情報を含む配置空間情報と、画定面のそれぞれに対する機器の設置条件を含む機器情報とを登録し、配置空間情報に含まれる配置制約条件および機器情報に含まれる設置条件を満たす最適な機器の配置位置を探索し、探索結果を配置設計情報として出力する。これにより、機器配置設計支援装置100によれば、配置空間を有効に活用し、機器の配置設計を適切に支援することができる。   As described above, the device arrangement design support apparatus 100 according to the present embodiment has the arrangement constraint condition that is a restriction condition for arranging the device in the arrangement space, the floor surface SD that defines the arrangement space, and the ceiling surface. Register arrangement space information including information representing demarcated surfaces such as SU, front wall surface SF, rear wall surface SB, right wall surface SR, and left wall surface SL, and device information including device installation conditions for each of the demarcation surfaces. The optimal arrangement position of the equipment satisfying the installation constraint condition included in the information and the installation condition included in the equipment information is searched, and the search result is output as the layout design information. Thereby, according to the device arrangement design support apparatus 100, the arrangement space can be effectively used, and the arrangement design of the device can be appropriately supported.

機器配置設計支援装置100は、遺伝的アルゴリズムをはじめとする最適化アルゴリズムを用いて、配置空間における機器の配置位置を最適化する。また、機器配置設計支援装置100は、配置空間に配置する機器が配置済みの機器と干渉する場合、性能の観点から機器と代替可能であり、かつ、機器よりも外形サイズが小さい第2の機器に置き換えて配置空間に配置することができるし、配置空間に配置する機器を、互いに直交する3軸方向に回転させて配置することもできる。   The device arrangement design support apparatus 100 optimizes the arrangement position of the device in the arrangement space using an optimization algorithm such as a genetic algorithm. The device arrangement design support apparatus 100 is a second device that can be replaced with a device from the viewpoint of performance when the device to be arranged in the arrangement space interferes with the arranged device, and has a smaller outer size than the device. Can be arranged in the arrangement space, and the devices arranged in the arrangement space can also be arranged by rotating in three axial directions orthogonal to each other.

また、機器配置設計支援装置100は、導入コスト、運用コスト等を勘案して、配置空間に配置する機器と代替可能な他の機器を配置空間に配置することができる。   In addition, the device arrangement design support apparatus 100 can arrange other devices that can replace the device arranged in the arrangement space in the arrangement space in consideration of the introduction cost, the operation cost, and the like.

なお、本発明は、上記の実施形態に限定されず、本発明の要旨を逸脱しない範囲での種々の変形および応用が可能である。   In addition, this invention is not limited to said embodiment, A various deformation | transformation and application are possible in the range which does not deviate from the summary of this invention.

上記の実施の形態において説明した配置空間情報、機器情報、配置設計情報等に各々含まれる情報は一例であり、他の各種情報を含み得る。   The information included in each of the arrangement space information, device information, arrangement design information, and the like described in the above embodiment is an example, and may include other various information.

機器配置設計部112は、図8に示すように、機器A2と干渉する機器B1を、代替可能な他の機器に置き換える場合に要する費用の見積もりを、機器情報に含まれる導入コストおよび運用コストから算出して、評価値として出力してもよい。ユーザは、この評価値を遺伝的アルゴリズムにおける評価指標として採り入れることにより、機器の外形サイズとコストのバランスを調整することが可能になる。   As shown in FIG. 8, the device arrangement design unit 112 estimates the cost required for replacing the device B1 that interferes with the device A2 with another replaceable device from the introduction cost and the operation cost included in the device information. It may be calculated and output as an evaluation value. The user can adjust the balance between the external size of the device and the cost by adopting the evaluation value as an evaluation index in the genetic algorithm.

上記の実施の形態において、制御部110が備えるCPUが実行する動作プログラムは、あらかじめROMに記憶されていた。しかしながら、本発明は、これに限定されず、上記の各種処理を実行させるための動作プログラムを、既存の汎用コンピュータ、フレームワーク、ワークステーション等に実装することにより、上記の実施の形態に係る機器配置設計支援装置100に相当する装置として機能させてもよい。   In the above embodiment, the operation program executed by the CPU included in the control unit 110 is stored in advance in the ROM. However, the present invention is not limited to this, and an apparatus according to the above-described embodiment is implemented by mounting an operation program for executing the above-described various processes on an existing general-purpose computer, framework, workstation, or the like. You may make it function as an apparatus equivalent to the arrangement | positioning design support apparatus 100. FIG.

このようなプログラムの提供方法は任意であり、例えば、コンピュータが読取可能な記録媒体(フレキシブルディスク、CD(Compact Disc)−ROM、DVD(Digital Versatile Disc)−ROM)等に格納して配布してもよいし、インターネット等のネットワーク上のストレージにプログラムを格納しておき、これをダウンロードさせることにより提供してもよい。   The method of providing such a program is arbitrary. For example, the program is stored and distributed on a computer-readable recording medium (flexible disc, CD (Compact Disc) -ROM, DVD (Digital Versatile Disc) -ROM) or the like. Alternatively, the program may be stored in a storage on a network such as the Internet and provided by downloading it.

また、上記の処理をOS(Operating System)とアプリケーションプログラムとの分担、または、OSとアプリケーションプログラムとの協働によって実行する場合には、アプリケーションプログラムのみを記録媒体またはストレージに格納してもよい。また、搬送波にプログラムを重畳し、ネットワークを介して配信することも可能である。例えば、ネットワーク上の掲示板(Bulletin Board System:BBS)に上記プログラムを掲示し、ネットワークを介してプログラムを配信してもよい。そして、このプログラムを起動し、OSの制御下で、他のアプリケーションプログラムと同様に実行することにより、上記の処理を実行できるように構成してもよい。   Further, when the above processing is executed by sharing an OS (Operating System) and an application program, or by cooperation between the OS and the application program, only the application program may be stored in a recording medium or storage. It is also possible to superimpose a program on a carrier wave and distribute it via a network. For example, the above program may be posted on a bulletin board (BBS) on a network, and the program may be distributed via the network. Then, this program may be activated and executed in the same manner as other application programs under the control of the OS, so that the above processing can be executed.

100…機器配置設計支援装置、110…制御部、111…入出力データ制御部、112…機器配置設計部、120…記憶部、121…配置空間情報DB、122…機器情報DB、123…配置設計情報DB、130…入力部、140…出力部、A1,A2,A3,B1…機器、AA1,AA2,AA3,BB1,BB1X…機器断面領域、AB…干渉領域、BL…バスライン、PA…配置禁止エリア、PS…擬似配置空間、SD…床面、SU…天井面、SF…前壁面、SB…後壁面、SR…右壁面、SL…左壁面、PL…平面、PSS…断面 DESCRIPTION OF SYMBOLS 100 ... Device arrangement | positioning design support apparatus, 110 ... Control part, 111 ... Input / output data control part, 112 ... Equipment arrangement design part, 120 ... Memory | storage part, 121 ... Arrangement space information DB, 122 ... Equipment information DB, 123 ... Arrangement design Information DB, 130 ... Input unit, 140 ... Output unit, A1, A2, A3, B1 ... Device, AA1, AA2, AA3, BB1, BB1X ... Device cross-sectional area, AB ... Interference region, BL ... Bus line, PA ... Arrangement Prohibited area, PS ... pseudo arrangement space, SD ... floor surface, SU ... ceiling surface, SF ... front wall surface, SB ... rear wall surface, SR ... right wall surface, SL ... left wall surface, PL ... plane, PSS ... cross section

Claims (7)

配置空間における機器の配置設計を支援する機器配置設計支援装置であって、
前記配置空間に前記機器を配置する上での制約条件である配置制約条件と前記配置空間を画定する画定面を表す情報を含む配置空間情報と、前記画定面のそれぞれに対する前記機器の設置条件を含む機器情報とを登録する登録手段と、
前記配置制約条件および前記設置条件を満たす配置位置を探索して、前記配置空間における前記機器の配置を設計する機器配置設計手段と、
前記機器配置設計手段による設計結果を出力する出力手段と、を備える、
機器配置設計支援装置。
A device layout design support device that supports layout design of devices in a layout space,
An arrangement constraint condition that is a restriction condition for arranging the device in the arrangement space, arrangement space information including information indicating a demarcation surface that demarcates the arrangement space, and an installation condition of the device for each of the demarcation surfaces. Registration means for registering the device information including,
A device arrangement design means for searching for an arrangement position satisfying the arrangement constraint condition and the installation condition and designing the arrangement of the equipment in the arrangement space;
Output means for outputting a design result by the device arrangement design means,
Equipment layout design support device.
前記機器配置設計手段は、最適化アルゴリズムを用いて、前記配置空間における前記機器の配置位置を最適化する、
請求項1に記載の機器配置設計支援装置。
The device arrangement design means optimizes the arrangement position of the device in the arrangement space using an optimization algorithm.
The apparatus arrangement design support apparatus according to claim 1.
前記機器配置設計手段は、前記最適化アルゴリズムによる前記最適化の過程において、前記機器が配置済みの機器と干渉する場合、性能の観点から前記機器と代替可能であり、かつ、前記機器よりも外形サイズが小さい第2の機器を前記配置空間に配置する、
請求項2に記載の機器配置設計支援装置。
In the optimization process by the optimization algorithm, the device arrangement design means can replace the device from the viewpoint of performance when the device interferes with a device that has already been arranged, and the outer shape than the device. Arranging a second device having a small size in the arrangement space;
The apparatus arrangement design support apparatus according to claim 2.
前記機器配置設計手段は、前記最適化アルゴリズムによる前記最適化の過程において、前記機器が配置済みの機器と干渉する場合、前記機器を、互いに直交する3軸方向に回転させて前記配置空間に配置する、
請求項2または3に記載の機器配置設計支援装置。
The device arrangement design means arranges the device in the arrangement space by rotating the device in three axial directions orthogonal to each other when the device interferes with the arranged device in the optimization process by the optimization algorithm. To
The apparatus arrangement design support apparatus according to claim 2 or 3.
前記機器配置設計手段は、前記最適化アルゴリズムとして、遺伝的アルゴリズムを用いる、
請求項2から4のいずれか1項に記載の機器配置設計支援装置。
The device arrangement design means uses a genetic algorithm as the optimization algorithm.
The apparatus arrangement | positioning design support apparatus of any one of Claim 2 to 4.
配置空間に機器を配置する上での制約条件である配置制約条件および前記配置空間を画定する画定面のそれぞれに対する前記機器の設置条件を満たす配置位置を探索して、前記配置空間における前記機器の配置を設計する、
機器配置設計支援方法。
Searching for an arrangement position satisfying the installation conditions of the arrangement with respect to each of the arrangement constraint condition that is a restriction condition for arranging the apparatus in the arrangement space and the demarcation plane that defines the arrangement space, Design the arrangement,
Device layout design support method.
コンピュータを、
配置空間に機器を配置する上での制約条件である配置制約条件と前記配置空間を画定する画定面を表す情報を含む配置空間情報と、前記画定面のそれぞれに対する前記機器の設置条件を含む機器情報とを登録する登録手段、
前記配置制約条件および前記設置条件を満たす配置位置を探索して、前記配置空間における前記機器の配置を設計する機器配置設計手段、
前記機器配置設計手段による設計結果を出力する出力手段、
として機能させるプログラム。
Computer
A device including a placement constraint condition that is a constraint condition for placing a device in the placement space, placement space information including information indicating a demarcation plane that delimits the placement space, and an installation condition of the device for each of the demarcation surfaces Registration means for registering information,
A device arrangement design means for searching for an arrangement position satisfying the arrangement constraint condition and the installation condition and designing the arrangement of the equipment in the arrangement space,
Output means for outputting a design result by the device arrangement design means;
Program to function as.
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