JP2022071037A - Piping route creation device, piping route creation method, and program - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、配管ルート作成装置、配管ルート作成方法、およびプログラムに関する。 The present invention relates to a piping route creating device, a piping route creating method, and a program.
装置の設計段階において、装置の内部に配置される複数の機器を接続する配管のルート設計が行われる。装置は、例えばプラントである。個別生産されるプラントの設計段階において、プラントの内部に配置される複数の機器を接続する配管のルート設計が行われる。 At the device design stage, the route design of the piping connecting multiple devices arranged inside the device is performed. The device is, for example, a plant. At the design stage of the individually produced plant, the route design of the piping connecting multiple devices arranged inside the plant is performed.
特許文献1に開示される配管自動ルーティングシステムは、予め定義した固定ルーティング階層とルート端点に合わせた浮動ルーティング階層とを組合せ、各々の配管接続方向を付加することにより、配管接続点の向きを考慮したルーティングを行う。特許文献2に開示されるルーティング方法は、配管ルートを構成する各セルに属性データとして空間情報を持たせ、各ルートを構成するセルの空間情報を積算し、複数のルートパターンの中で最も得点の良い、すなわち施工性の良いものを選択する。また特許文献2に開示される配管自動ルーティング方法は、階層毎にルーティング優先度を設定し、ルーティング優先度の組合せを遺伝子コードと見なし、遺伝的アルゴリズムを適用することにより、準最適なルーティング優先度の組合せであるルートパターンを探索する。特許文献3に開示されるルーティング方法は、配管ルーティング領域をメッシュ分割し、配管開始点から終点までの複数の配管ルート候補の中から、各メッシュに含まれる属性情報を用いた施工性の評価式により算出される算出値を求め、該算出値の中で最も施工性が良いルートを選択する。 The automatic piping routing system disclosed in Patent Document 1 considers the orientation of piping connection points by combining a predetermined fixed routing hierarchy and a floating routing hierarchy that matches the route end point and adding each piping connection direction. Perform the routing. The routing method disclosed in Patent Document 2 gives each cell constituting a piping route spatial information as attribute data, integrates the spatial information of the cells constituting each route, and scores the most among a plurality of route patterns. Select one with good workability, that is, good workability. Further, in the automatic piping routing method disclosed in Patent Document 2, a routing priority is set for each layer, a combination of routing priorities is regarded as a genetic code, and a genetic algorithm is applied to obtain a semi-optimal routing priority. Search for a route pattern that is a combination of. The routing method disclosed in Patent Document 3 divides a piping routing area into a mesh, and evaluates workability using attribute information included in each mesh from a plurality of piping route candidates from a piping start point to an end point. The calculated value calculated by is obtained, and the route with the best workability is selected from the calculated values.
大型製品においては、大型製品を構成する機器のレイアウト情報、および配管の接続情報に基づき、例えば500本から1000本の配管を三次元空間にルーティングする必要がある。特に個別生産の大型製品では、機器の配置、数、および種類が都度異なるため、機器同士を接続する配管が都度異なり、また機器および配管が密集して配置される。 In a large product, for example, it is necessary to route 500 to 1000 pipes to a three-dimensional space based on the layout information of the equipment constituting the large product and the connection information of the pipes. In particular, in large-scale products manufactured individually, the arrangement, number, and type of equipment are different each time, so that the piping for connecting the equipment is different each time, and the equipment and piping are densely arranged.
配管ルートの設計において、配管と機器との干渉および配管同士の干渉を回避すること、配管長を短くすること、隣接する配管の間隔を一定にすること、配管の基準面からの高さを一定にすることが求められる。隣接する配管の間隔が一定でない場合、または、配管の基準面からの高さが一定でない場合、配管ルートが複雑化し、複数の配管を支持する支持部材を使用することができない。配管ルートが複雑化すると、配管のクリアランスを確保することができず、組立作業がしづらく、作業効率が低下する。また専用工具の開発が必要となることがある。複数の配管を支持する支持部材を使用することができない場合、支持部材の種類および個数が増大してしまう。また新たに支持部材の設計が必要となることがある。そこで、配管ルートを整列させることが必要となる。配管ルートの整列においては、複数の配管ルートの位置関係に基づいて、配管ルートの位置が調節される。しかしながら、特許文献1から3に開示されるルーティング方法と組み合わせて、配管ルートの整列を自動化する場合、例えば500本から1000本の配管ルートの位置座標を評価しながら、全体最適解を求めるため、計算時間が増大し、配管ルート設計の処理に時間を要するという課題がある。 In the design of piping routes, avoid interference between pipes and equipment and interference between pipes, shorten the length of pipes, keep the distance between adjacent pipes constant, and keep the height of pipes from the reference plane constant. Is required to be. If the distance between adjacent pipes is not constant, or if the height of the pipes from the reference plane is not constant, the pipe route becomes complicated and it is not possible to use a support member that supports a plurality of pipes. If the piping route becomes complicated, it is not possible to secure the clearance of the piping, the assembly work is difficult, and the work efficiency is lowered. In addition, it may be necessary to develop special tools. If it is not possible to use a support member that supports a plurality of pipes, the types and number of support members will increase. In addition, it may be necessary to newly design a support member. Therefore, it is necessary to align the piping routes. In the alignment of piping routes, the positions of piping routes are adjusted based on the positional relationship of a plurality of piping routes. However, in the case of automating the alignment of piping routes in combination with the routing method disclosed in Patent Documents 1 to 3, for example, in order to obtain the overall optimum solution while evaluating the position coordinates of 500 to 1000 piping routes. There is a problem that the calculation time increases and it takes time to process the piping route design.
本発明は上述の事情に鑑みてなされたものであり、配管ルート設計の処理の効率を向上させることが目的である。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to improve the efficiency of processing of piping route design.
上記目的を達成するため、本発明に係る配管ルート作成装置は、ルート探索部およびルート整列部を備える。ルート探索部は、対象空間に配置される機器の配置情報および機器における配管の取付位置情報を少なくとも含む設計情報、ならびに配管が接続される機器を示す接続情報に基づいて、互いに異なる配管の経路である複数の配管ルートを探索する。ルート整列部は、対象空間の少なくとも一部の領域である対象領域における配管の目標位置である整列ガイドを用いて、配管ルートの位置を調節する順序である調節順序に従って、配管ルートごとに、対象領域に位置する該配管ルートの位置を整列ガイドに合わせて調節することで、複数の配管ルートを整列させ、整列された複数の配管ルートを出力する。 In order to achieve the above object, the piping route creating device according to the present invention includes a route search unit and a route alignment unit. The route search unit uses different piping routes based on the design information including at least the arrangement information of the equipment arranged in the target space and the mounting position information of the piping in the equipment, and the connection information indicating the equipment to which the piping is connected. Search for multiple piping routes. The route alignment unit is targeted for each piping route according to the adjustment order, which is the order of adjusting the position of the piping route, using the alignment guide which is the target position of the piping in the target area which is at least a part of the target space. By adjusting the position of the piping route located in the area according to the alignment guide, a plurality of piping routes are aligned and a plurality of aligned piping routes are output.
本発明によれば、調節順序に従って、配管ルートごとに、対象領域に位置する該配管ルートの位置を整列ガイドに合わせて調節し、複数の配管ルートを整列させることで、配管ルート設計の処理の効率を向上させることが可能である。 According to the present invention, the position of the piping route located in the target area is adjusted according to the alignment guide for each piping route according to the adjustment order, and a plurality of piping routes are aligned to process the piping route design. It is possible to improve efficiency.
以下、本発明の実施の形態に係る配管ルート作成装置1について図面を参照して詳細に説明する。なお図中、同一または同等の部分には同一の符号を付す。 Hereinafter, the piping route creating device 1 according to the embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In the figure, the same or equivalent parts are designated by the same reference numerals.
本発明の実施の形態に係る配管ルート作成装置1は、図1に示すように、配管の経路である配管ルートを探索するルート探索部11、および、配管ルートを整列させるルート整列部12を備える。配管ルート作成装置1は、ルート探索部11で探索した配管ルートを、ルート整列部12で整列させることで、配管ルートを作成する。
As shown in FIG. 1, the pipe route creating device 1 according to the embodiment of the present invention includes a
配管ルート作成装置1は、定められた有限の空間に配置される機器を接続する配管について、配管ルートを作成する。定められた有限の空間は、配管ルートの作成の対象であり、以下の説明において対象空間という。例えば、配管ルート作成装置1がプラントの配管ルートを作成する場合、対象空間は、プラントの内部である。配管ルート作成装置1は、機器および機器を接続する配管が配置される空間である対象空間において、配管ルートを作成する。配管ルート作成装置1は、対象空間に配置される機器の配置情報および機器における配管の取付位置情報を少なくとも含む設計情報、ならびに配管が接続される機器を示す接続情報を取得する。配置情報は、機器の寸法、機器の配置される位置等を含む。取付位置情報は、機器において配管を取り付けることができる位置を含む。設計情報は、例えば3次元CAD(Computer-Aided Design)データである。設計情報は、例えば座標で表される。接続情報は、例えば、配管ごとに、該配管によって接続される複数の機器を示す。配管ルート作成装置1はさらに、配管サイズ、後述する整列ガイドの位置、配管の基準面からの高さの目標値、配管の間隔の目標値等を設定する設定部13を備える。配管サイズは、配管の断面の形状、配管の直径または長辺および短辺の長さ、配管の厚み等を含む。
The piping route creating device 1 creates a piping route for a pipe connecting devices arranged in a defined finite space. The defined finite space is the target of the creation of the piping route, and is referred to as the target space in the following description. For example, when the piping route creating device 1 creates a piping route for a plant, the target space is inside the plant. The piping route creating device 1 creates a piping route in a target space, which is a space in which equipment and pipes connecting the equipment are arranged. The piping route creating device 1 acquires design information including at least the arrangement information of the equipment arranged in the target space and the mounting position information of the piping in the equipment, and the connection information indicating the equipment to which the piping is connected. The placement information includes the dimensions of the equipment, the position where the equipment is placed, and the like. The mounting position information includes the position where the piping can be mounted in the device. The design information is, for example, three-dimensional CAD (Computer-Aided Design) data. Design information is represented, for example, in coordinates. The connection information indicates, for example, a plurality of devices connected by the pipe for each pipe. The piping route creating device 1 further includes a
ルート探索部11は、設計情報、接続情報、および配管サイズに基づいて、互いに異なる配管の配置位置を示す複数の配管ルートを探索する。詳細には、ルート探索部11は、迷路法、A-Star(エースター)法等のルート探索アルゴリズムを用いて最短ルートである配管ルートを探索する。配管同士の干渉を防ぐため、または、配管と機器との干渉を防ぐため、少なくとも一部の配管ルートは、始点から終点までが直線ではない。すなわち、配管ルートは、曲がり点を有する。曲がり点は、配管ルートにおいて、互いに異なる方向に伸び、隣接する部分の中心軸の交点である。
The
ルート整列部12は、少なくとも一部の配管の基準面からの高さを互いに一致させ、また少なくとも一部の配管の間隔を互いに一致させる、複数の配管ルートの整列を行う。詳細には、ルート整列部12は、配管ルートの位置を調節する順序である調節順序に従って、配管ルートごとに、対象領域に位置する該配管ルートの位置を整列ガイドに合わせて調節することで、複数の配管ルートを整列させる。整列ガイドは、対象空間の少なくとも一部の領域である対象領域における配管の目標位置である。対象領域は、配管ルートの整列の対象となる領域である。対象領域は対象空間全体でもよいし、対象空間の一部でもよい。基準面は、少なくとも一部の配管の高さを互いに一致させる際に基準となる面であり、例えば、プラントの底面である。ルート整列部12は、整列された複数の配管ルートを出力する。
The
整列ガイドは、設定部13から入力される整列ガイドの位置情報、または、設定部13から入力される配管の基準面からの高さの目標値および配管の間隔の目標値に基づいて算出される。整列ガイドは、例えば、設計情報の3次元CADで用いられている座標と同じ座標である基準座標上で定義される。ルート整列部12が、配管ルートを整列ガイドにあわせることで、配管の基準面からの高さを互いに一致させること、および、配管の間隔を互いに一致させることが可能である。整列ガイドは、例えば、対象領域の基準座標軸のいずれかに平行で、互いに離隔した複数の線分で表される。基準座標の軸を互いに直交するX軸、Y軸、およびZ軸とした場合に、Y軸に平行な線分を整列ガイドとして用いる場合を例にして、整列ガイドについて説明する。
The alignment guide is calculated based on the position information of the alignment guide input from the setting
図2は、実施の形態における整列ガイドの例を示す図である。図2において、Z軸は鉛直方向である。配管の基準面からの高さの目標値、および配管の間隔の目標値に基づいて、設定点P11,P12,P13,P14,P21,P22,P23,P24が定められる。図2において一点鎖線で示される設定点P11と設定点P21を結ぶY軸に平行な線分が整列ガイドG1である。同様に、設定点P12と設定点P22を結ぶY軸に平行な線分が整列ガイドG2である。設定点P13と設定点P23を結ぶY軸に平行な線分が整列ガイドG3である。設定点P14と設定点P24を結ぶY軸に平行な線分が整列ガイドG4である。 FIG. 2 is a diagram showing an example of an alignment guide in the embodiment. In FIG. 2, the Z axis is in the vertical direction. The setting points P11, P12, P13, P14, P21, P22, P23, and P24 are determined based on the target value of the height from the reference plane of the pipe and the target value of the pipe spacing. The line segment parallel to the Y axis connecting the set point P11 and the set point P21 indicated by the alternate long and short dash line in FIG. 2 is the alignment guide G1. Similarly, the line segment parallel to the Y axis connecting the set point P12 and the set point P22 is the alignment guide G2. The line segment parallel to the Y axis connecting the set point P13 and the set point P23 is the alignment guide G3. The line segment parallel to the Y axis connecting the set point P14 and the set point P24 is the alignment guide G4.
配管ルートの整列の手順について、図3および図4を用いて説明する。図3は、実施の形態における配管ルートの整列前の例を示す図である。図3に示すように、ルート探索部11は、配管ルートA1,A2,A3,A4,A5を探索する。配管ルートA1,A2,A3,A4,A5はそれぞれ、対象領域において曲がり点R1,R2,R3,R4,R5を有する。対象領域での配管ルートA1,A2,A3,A4,A5が対象領域の外に曲がり点を有する場合、上記曲がり点は、移動可能である。例えば、配管ルートA1が対象領域より始点側および終点側に曲がり点を有する場合、対象領域内の配管ルートA1の全ての曲がり点は移動可能である。一方、例えば、配管ルートA1の始点から終点に向かって最初の曲がり点が対象領域内に含まれている場合、上記最初の曲がり点は移動できない。ただし、配管ルートA1を機器に取り付ける位置が移動可能である場合、すなわち配管ルートA1の始点が移動可能である場合は、上記最初の曲がり点も移動可能である。
The procedure for arranging the piping routes will be described with reference to FIGS. 3 and 4. FIG. 3 is a diagram showing an example before arranging the piping routes in the embodiment. As shown in FIG. 3, the
図3に示す配管ルートA1,A2,A3,A4,A5の曲がり点R1,R2,R3,R4,R5は全て移動可能である場合を例にしてルート整列の手順について説明する。図3の例では、配管ルートA1,A2,A3,A4は、互いに基準面からの高さが異なる。配管ルートA3,A5は、基準面からの高さが同じである。ルート整列部12は、配管ルートの始点から終点に向かう順で、整列ガイドに、移動可能な曲がり点を1つずつ合わせる。詳細には、ルート整列部12は、曲がり点に最も近い整列ガイドに、該曲がり点を合わせる。配管ルートにおいて、曲がり点と曲がり点との間は、直線で結ばれるため、曲がり点の位置を整列ガイドに合わせることで、配管ルートの位置を調節することが可能である。図4は、実施の形態における配管ルートの整列後の例を示す図である。配管ルートB1,B2,B3,B4,B5は、整列された配管ルートA1,A2,A3,A4,A5である。
The procedure of route alignment will be described by taking as an example the case where all the bending points R1, R2, R3, R4, and R5 of the piping routes A1, A2, A3, A4, and A5 shown in FIG. 3 are movable. In the example of FIG. 3, the pipe routes A1, A2, A3, and A4 have different heights from the reference plane. The pipe routes A3 and A5 have the same height from the reference plane. The
調節順序がA1,A2,A3,A4,A5である場合を例にして説明する。最初に、ルート整列部12は、順位1位の配管ルートA1の整列を行う。配管ルートA1の曲がり点R1は整列ガイドG1上にあるため、ルート整列部12は、配管ルートA1の移動は行わない。すなわち、配管ルートA1,B1は一致する。次に、ルート整列部12は、順位2位の配管ルートA2の整列を行う。詳細には、ルート整列部12は、配管ルートA2の曲がり点R2に最も近い整列ガイドG3に、該曲がり点R2を合わせる。整列の結果、配管ルートB2の曲がり点R2は整列ガイドG3上に位置する。次に、ルート整列部12は、順位3位の配管ルートA3の整列を行う。詳細には、ルート整列部12は、配管ルートA3の曲がり点R3に最も近い整列ガイドG2に、該曲がり点R3を合わせる。整列の結果、配管ルートB3の曲がり点R3は整列ガイドG2上に位置する。次に、ルート整列部12は、順位4位の配管ルートA4の整列を行う。詳細には、ルート整列部12は、配管ルートA4の曲がり点R4に最も近い整列ガイドG4に、該曲がり点R4を合わせる。整列の結果、配管ルートB4の曲がり点R4は整列ガイドG4上に位置する。次に、ルート整列部12は、順位5位の配管ルートA5の整列を行う。詳細には、ルート整列部12は、配管ルートA5の曲がり点R5に最も近い整列ガイドG2に、該曲がり点R5を合わせる。配管ルートA3,A5は干渉しないため、ルート整列部12は、配管ルートA3,A5を整列ガイドG2に合わせることができる。整列の結果、配管ルートB5の曲がり点R5は整列ガイドG2上に位置する。
The case where the adjustment order is A1, A2, A3, A4, A5 will be described as an example. First, the
上述のように、配管ルートごとに、対象領域に位置する該配管ルートを整列ガイドに合わせることで、配管ルートを整列させるため、配管ルートの全体最適解を求めるための計算処理は不要であり、配管ルート設計の処理の効率を向上させることが可能である。整列ガイドに合わせて配管ルートを整列させることで、配管のクリアランスを確保すること、共通の支持部材を用いて複数の配管を支持することが可能である。 As described above, since the piping routes are aligned by aligning the piping routes located in the target area with the alignment guide for each piping route, calculation processing for obtaining the overall optimum solution of the piping route is unnecessary. It is possible to improve the processing efficiency of piping route design. By aligning the pipe routes according to the alignment guide, it is possible to secure the clearance of the pipes and to support a plurality of pipes by using a common support member.
上述の例では、配管ルートA1,A2,A3,A4の曲がり点R1,R2,R3,R4に最も近い整列ガイドは互いに異なり、配管ルートA1,A2,A4,A5の曲がり点R1,R2,R4,R5に最も近い整列ガイドは互いに異なる。一方、配管ルートA3,A5の曲がり点R3,R5に最も近い整列ガイドは整列ガイドG2であり一致するが、配管ルートA3,A5は干渉しない。そのため、調節順序によらず、配管ルートA1,A2,A3,A4,A5を整列した結果は、図4に示す配置である。 In the above example, the alignment guides closest to the bend points R1, R2, R3, R4 of the pipe routes A1, A2, A3, A4 are different from each other, and the bend points R1, R2, R4 of the pipe routes A1, A2, A4, A5. , The alignment guides closest to R5 are different from each other. On the other hand, the alignment guide closest to the bend points R3 and R5 of the piping routes A3 and A5 is the alignment guide G2 and matches, but the piping routes A3 and A5 do not interfere with each other. Therefore, the result of arranging the piping routes A1, A2, A3, A4, and A5 regardless of the adjustment order is the arrangement shown in FIG.
しかしながら、調節順序によって、整列した結果が異なることがある。図5は、実施の形態における配管ルートの整列前の例を示す図である。図6および図7は、実施の形態における配管ルートの整列後の例を示す図である。図5、図6、および図7は、XZ平面での配管ルートの位置を示す。図5において、配管ルートA1,A2に最も近い設定点は、設定点P11である。すなわち、配管ルートA1,A2のそれぞれの曲がり点に最も近い整列ガイドは、整列ガイドG1である。図5に示すように配管ルートA1,A2が配置されている場合、調節順序によって、配管ルートB1,B2の配置が異なる。ルート整列部12が配管ルートA1,A2の順序で配管ルートA1,A2を整列した場合、ルート整列部12は、整列ガイドG1に配管ルートA1の曲がり点を合わせる。図5において、設定点P11の次に、設定点P13が配管ルートA2に最も近い。すなわち、整列ガイドG1の次に、整列ガイドG3が配管ルートA2の曲がり点に最も近い。したがって、ルート整列部12は、整列ガイドG3に配管ルートA2の曲がり点を合わせる。その結果、配管ルートB1,B2は、図6に示す位置に配置される。
However, the alignment result may differ depending on the adjustment order. FIG. 5 is a diagram showing an example before arranging the piping routes in the embodiment. 6 and 7 are diagrams showing an example after the arrangement of the piping routes in the embodiment. 5, 6 and 7 show the location of the piping route in the XZ plane. In FIG. 5, the setting point closest to the piping routes A1 and A2 is the setting point P11. That is, the alignment guide closest to each of the bending points of the piping routes A1 and A2 is the alignment guide G1. When the pipe routes A1 and A2 are arranged as shown in FIG. 5, the arrangement of the pipe routes B1 and B2 differs depending on the adjustment order. When the
ルート整列部12が配管ルートA2,A1の順序で配管ルートA1,A2を整列した場合、ルート整列部12は、整列ガイドG1に配管ルートA2の曲がり点を合わせる。図5において、設定点P11の次に、設定点P12が配管ルートA1に最も近い。すなわち、整列ガイドG1の次に、整列ガイドG2が配管ルートA1の曲がり点に最も近い。したがって、ルート整列部12は、整列ガイドG2に配管ルートA1の曲がり点を合わせる。その結果、配管ルートB1,B2は、図7に示す位置に配置される。
When the
上述のように、複数の配管ルートを整列させる場合、配管ルートの整列を行う順序によって、整列後の結果が異なる。そこで、ルート整列部12は、複数の配管ルートの整列、および、整列された複数の配管ルートが基準を満たすか否かの判定を、調節順序を変えて繰り返し行うことで、基準を満たす調節順序を算出する。ルート整列部12は、基準を満たす調節順序に従って、配管ルートごとに、対象領域に位置する該配管ルートの位置を整列ガイドに合わせて調節することで、複数の配管ルートを整列させる。上記基準は、例えば、整列後の配管の長さの合計、整列後の配管の基準面からの高さの最大値、対象領域において整列後の配管が配置される部分の水平方向の幅等が所望の範囲にあることである。
As described above, when arranging a plurality of piping routes, the result after the alignment differs depending on the order in which the piping routes are aligned. Therefore, the
ルート整列部12は、複数の配管ルートの整列、および、整列された複数の配管ルートが基準を満たすか否かの判断を、調節順序を変えて繰り返し行うことで、整列された複数の配管ルートが基準を満たす調節順序を算出する。調節順序の算出方法について以下に説明する。ルート整列部12は、例えば、調節順序を遺伝子とする遺伝的アルゴリズムを用いて、調節順序の準最適解を算出し、準最適解に従って、配管ルートごとに、対象領域に位置する該配管ルートの位置を整列ガイドに合わせて調節することで、複数の配管ルートを整列させる。
The
遺伝的アルゴリズムを用いた調節順序の算出について以下に説明する。ルート整列部12は、調節順序をランダムに複数個生成する。ルート整列部12は、複数の調節順序のそれぞれに従って、配管ルートを整列し、整列された配管ルートの評価値を算出する。評価値は、上記基準に応じて定められ、例えば、配管の長さの合計、配管の基準面からの高さの最大値、対象領域において配管が配置される部分の水平方向の幅等である。基準面は、例えば対象空間の底面である。ルート整列部12は、整列された配管ルートの評価値が低い調節順序を、評価値が高い調節順序で置き換え、交叉、突然変異等により子世代の調節順序を生成する。ルート整列部12は、終了条件が満たされるまで、上述の処理を繰り返す。
The calculation of the regulation order using the genetic algorithm will be described below. The
終了条件が満たされるまで上述の処理を繰り返すことで、整列された複数の配管ルートが基準を満たす調節順序を算出することができる。ルート整列部12は、算出された調節順序に従って、配管ルートごとに、対象領域に位置する該配管ルートの位置を整列ガイドに合わせて調節することで、複数の配管ルートを整列させる。ルート整列部12は、算出された調節順序に従って整列された複数の配管ルートを出力する。終了条件は、例えば、世代数、すなわち上述の処理の繰り返し回数が閾値に達すること、評価値が所望の範囲である調節順序が得られたこと等である。ルート整列部12で用いる評価値および世代数を、設定部13から設定してもよい。
By repeating the above process until the end condition is satisfied, it is possible to calculate the adjustment order in which the plurality of aligned piping routes satisfy the reference. The
評価値が配管の長さの合計である場合、評価値が高い調節順序は、整列された配管ルートが示す配管の長さの合計がより短くなる調節順序である。この場合、ルート整列部12は、配管の長さの合計を最小化する準最適解を算出する。評価値が配管の基準面からの高さの最大値である場合、評価値が高い調節順序は、整列された配管ルートが示す配管の基準面からの高さの最大値がより小さくなる調節順序である。この場合、ルート整列部12は、上記最大値を最小化する準最適解を算出する。評価値が対象領域において配管が配置される部分の水平方向の幅である場合、評価値が高い調節順序は、整列された配管ルートが示す対象領域において配管が配置される部分の水平方向、すなわち、X軸方向またはY軸方向の幅がより小さくなる調節順序である。この場合、ルート整列部12は、上記幅を最小化する準最適解を算出する。上記評価値は任意に組み合わせることができる。
If the evaluation value is the total length of the pipes, the adjustment order with the higher evaluation value is the adjustment order in which the total length of the pipes indicated by the aligned pipe routes is shorter. In this case, the
図5に示すように配管ルートA1,A2が配置されていて、評価値が配管ルートの高さの最大値である場合、ルート整列部12は、A1,A2の順で調節する調節順序を算出する。図5に示すように配管ルートA1,A2が配置されていて、評価値が対象領域において配管が配置される部分の水平方向の幅である場合、ルート整列部12は、A2,A1の順で調節する調節順序を算出する。
When the pipe routes A1 and A2 are arranged as shown in FIG. 5 and the evaluation value is the maximum value of the height of the pipe route, the
図8は、実施の形態に係る配管ルート作成装置1が行う配管ルート作成の動作の一例を示すフローチャートである。ルート探索部11は、設計情報、接続情報、および配管サイズに基づいて、複数の配管ルートを探索する(ステップS11)。ルート整列部12は、調節順序に従って、配管ルートごとに、対象領域に位置する該配管ルートの位置を整列ガイドに合わせて調節することで、複数の配管ルートを整列させる(ステップS12)。ルート整列部12は、整列された複数の配管ルートが基準を満たすか否かを判定する(ステップS13)。整列された複数の配管ルートが基準を満たさない場合(ステップS14;N)、調節順序を変えて(ステップS15)、ステップS12に戻って上述の処理を繰り返す。整列された複数の配管ルートが基準を満たす場合(ステップS14;Y)、ステップS16に進む。ルート整列部12は、ステップS12~S15の処理を繰り返すことで、整列された複数の配管ルートが基準を満たす調節順序を算出し、算出された調節順序に従って整列された複数の配管ルートを出力、すなわち、基準を満たす複数の配管ルートを出力する(ステップS16)。
FIG. 8 is a flowchart showing an example of an operation of pipe route creation performed by the pipe route creation device 1 according to the embodiment. The
以上説明したとおり、本実施の形態に係る配管ルート作成装置1によれば、調節順序に従って、配管ルートごとに、対象領域に位置する該配管ルートの位置を整列ガイドに合わせて調節し、複数の配管ルートを整列させることで、配管ルート設計の処理の効率を向上させることが可能である。さらに遺伝的アルゴリズムに基づいて調節順序を算出し、算出した調節順序に従って、複数の配管ルートを整列させることで、計算量を増大させることなく、評価値に応じた配管ルート設計が可能である。 As described above, according to the pipe route creating device 1 according to the present embodiment, the positions of the pipe routes located in the target area are adjusted according to the alignment guide for each pipe route according to the adjustment order, and a plurality of pipe routes are adjusted. By aligning the piping routes, it is possible to improve the processing efficiency of the piping route design. Furthermore, by calculating the regulation order based on the genetic algorithm and arranging a plurality of piping routes according to the calculated regulation order, it is possible to design the piping route according to the evaluation value without increasing the calculation amount.
図9は、実施の形態に係る配管ルート作成装置1のハードウェアの構成例を示す図である。配管ルート作成装置1は、各部を制御するハードウェア構成としてプロセッサ21、メモリ22、およびインターフェース23を備える。これらの装置の各機能は、プロセッサ21がメモリ22に記憶されたプログラムを実行することにより実現される。インターフェース23は各装置を接続し、通信を確立させるためのものであり、必要に応じて複数の種類のインターフェースを備えてもよい。図9では、プロセッサ21およびメモリ22をそれぞれ1つ有する構成例を示しているが、複数のプロセッサ21および複数のメモリ22が連携して各機能を実行してもよい。
FIG. 9 is a diagram showing a configuration example of the hardware of the piping route creating device 1 according to the embodiment. The piping route creating device 1 includes a
その他、上述のハードウェア構成やフローチャートは一例であり、任意に変更および修正が可能である。 In addition, the above-mentioned hardware configuration and flowchart are examples, and can be arbitrarily changed and modified.
プロセッサ21、メモリ22、およびインターフェース23を有し、制御処理を行う中心となる部分は、専用のシステムによらず、通常のコンピュータシステムを用いて実現可能である。たとえば、上述の動作を実行するためのコンピュータプログラムを、コンピュータが読み取り可能な記録媒体(フレキシブルディスク、CD-ROM(Compact Disc-Read Only Memory)、DVD-ROM(Digital Versatile Disc-Read Only Memory)など)に格納して配布し、上記コンピュータプログラムをコンピュータにインストールすることにより、上述の処理を実行する配管ルート作成装置1を構成してもよい。また、通信ネットワーク上のサーバ装置が有する記憶装置に上記コンピュータプログラムを格納しておき、通常のコンピュータシステムがダウンロードすることで配管ルート作成装置1を構成してもよい。
A central portion having a
また、配管ルート作成装置1の機能を、OS(Operating System:オペレーティングシステム)とアプリケーションプログラムの分担、またはOSとアプリケーションプログラムとの協働により実現する場合などには、アプリケーションプログラム部分のみを記録媒体や記憶装置に格納してもよい。 In addition, when the function of the piping route creation device 1 is realized by sharing the OS (Operating System) and the application program, or by coordinating the OS and the application program, only the application program part is used as a recording medium. It may be stored in a storage device.
また、搬送波にコンピュータプログラムを重畳し、通信ネットワークを介して配信することも可能である。たとえば、通信ネットワーク上の掲示板(BBS:Bulletin Board System)に上記コンピュータプログラムを掲示し、通信ネットワークを介して上記コンピュータプログラムを配信してもよい。そして、このコンピュータ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、上述の処理を実行できるように構成してもよい。 It is also possible to superimpose a computer program on a carrier wave and distribute it via a communication network. For example, the computer program may be posted on a bulletin board system (BBS) on a communication network, and the computer program may be distributed via the communication network. Then, by starting this computer program and executing it in the same manner as other application programs under the control of the OS, the above-mentioned processing may be executed.
本発明の実施の形態は上述の実施の形態に限られない。配管ルート作成装置1は、上述の設計情報を有し、対象空間における機器のレイアウト等を設計する3次元CADシステムの一機能として実装されてもよい。配管ルート作成装置1は、例えば、LCD(Liquid Crystal Display)または有機EL(Electro-Luminescence)ディスプレイを有する表示部をさらに備え、ルート整列部12が出力する整列された複数の配管ルートを表示部で表示してもよい。ルート整列部12は、対象領域の位置情報から、整列ガイドを算出し、算出した整列ガイドを用いて、配管ルートを整列させてもよい。ルート整列部12は、遺伝的アルゴリズムの代わりに、機械学習、ディープラーニング等を用いて、調節順序を算出してもよい。整列ガイドは上述の例に限られず、X軸と平行な線分、Z軸と平行な線分等でもよい。上述の配管ルートは一例であり、配管ルートは、X軸、Y軸、およびZ軸のいずれとも平行でない直線部分、曲線部分等を有してもよい。
The embodiment of the present invention is not limited to the above-described embodiment. The piping route creating device 1 may be implemented as a function of a three-dimensional CAD system having the above-mentioned design information and designing the layout of equipment in the target space. The pipe route creating device 1 further includes, for example, a display unit having an LCD (Liquid Crystal Display) or an organic EL (Electro-Luminescence) display, and displays a plurality of aligned pipe routes output by the
ルート整列部12の整列処理は上述の例に限られない。配列の基準面からの高さの最大値を小さくするために、ルート整列部12は、曲がり点を、該曲がり点よりZ軸方向で下にある整列ガイドに合わせてもよい。あるいは、対象領域に配置される配管のX軸方向の幅を小さくするために、ルート整列部12は、曲がり点を、対象領域のX軸方向の中央に近い整列ガイドに合わせてもよい。
The alignment process of the
1 配管ルート作成装置、11 ルート探索部、12 ルート整列部、13 設定部、21 プロセッサ、22 メモリ、23 インターフェース、A1,A2,A3,A4,A5,B1,B2,B3,B4,B5 配管ルート、G1,G2,G3,G4 整列ガイド、P11,P12,P13,P14,P21,P22,P23,P24 設定点、R1,R2,R3,R4,R5 曲がり点。 1 Piping route creation device, 11 route search unit, 12 route alignment unit, 13 setting unit, 21 processor, 22 memory, 23 interface, A1, A2, A3, A4, A5, B1, B2, B3, B4, B5 piping route , G1, G2, G3, G4 alignment guide, P11, P12, P13, P14, P21, P22, P23, P24 setting point, R1, R2, R3, R4, R5 turning point.
上記目的を達成するため、本発明に係る配管ルート作成装置は、ルート探索部およびルート整列部を備える。ルート探索部は、対象空間に配置される機器の配置情報および機器における配管の取付位置情報を少なくとも含む設計情報、ならびに配管が接続される機器を示す接続情報に基づいて、互いに異なる配管の経路である複数の配管ルートを探索する。ルート整列部は、配管ルートの位置を調節する順序である調節順序をランダムに複数個生成し、対象空間の少なくとも一部の領域である対象領域における配管の目標位置である整列ガイドを用いて、調節順序に従って、配管ルートごとに、対象領域に位置する該配管ルートの位置を整列ガイドに合わせて調節することで、複数の配管ルートを整列させ、複数の配管ルートの整列、および整列された複数の配管ルートが基準を満たすか否かの判断を、調節順序を変えて繰り返し行うことで、整列された複数の配管ルートが基準を満たす調節順序を算出し、算出された調節順序に従って整列された複数の配管ルートを出力する。ルート整列部は、対象領域の位置情報から、整列ガイドを算出し、算出した整列ガイドを用いて、整列された複数の配管ルートを出力する。 In order to achieve the above object, the piping route creating device according to the present invention includes a route search unit and a route alignment unit. The route search unit uses different piping routes based on the design information including at least the arrangement information of the equipment arranged in the target space and the mounting position information of the piping in the equipment, and the connection information indicating the equipment to which the piping is connected. Search for multiple piping routes. The route alignment unit randomly generates a plurality of adjustment sequences, which is an order for adjusting the position of the piping route, and uses an alignment guide, which is the target position of the piping in the target area, which is at least a part of the target space . By adjusting the position of the pipe route located in the target area according to the alignment guide for each pipe route according to the adjustment order, a plurality of pipe routes are aligned, and a plurality of pipe routes are aligned and aligned. By repeatedly determining whether or not a plurality of piping routes meet the criteria by changing the adjustment order, a plurality of aligned piping routes calculate an adjustment order that meets the criteria and are aligned according to the calculated adjustment order. Output multiple piping routes. The route alignment unit calculates an alignment guide from the position information of the target area, and outputs a plurality of aligned piping routes using the calculated alignment guide.
Claims (9)
前記配管ルートの位置を調節する順序である調節順序をランダムに複数個生成し、前記対象空間の少なくとも一部の領域である対象領域における前記配管の目標位置である整列ガイドを用いて、前記調節順序に従って、前記配管ルートごとに、前記対象領域に位置する該配管ルートの位置を前記整列ガイドに合わせて調節することで、前記複数の配管ルートを整列させ、前記複数の配管ルートの整列、および整列された前記複数の配管ルートが基準を満たすか否かの判断を、前記調節順序を変えて繰り返し行うことで、整列された前記複数の配管ルートが前記基準を満たす前記調節順序を算出し、算出された前記調節順序に従って整列された前記複数の配管ルートを出力するルート整列部と、
を備え、
前記ルート整列部は、前記調節順序を遺伝子とする遺伝的アルゴリズムを用いて、前記複数の配管ルートの整列を繰り返し行うことで、前記調節順序の準最適解を算出し、前記準最適解に従って整列された前記複数の配管ルートを出力する、
配管ルート作成装置。 It is a different route of the pipe based on the design information including at least the arrangement information of the equipment arranged in the target space and the mounting position information of the pipe in the equipment, and the connection information indicating the equipment to which the pipe is connected. A route search unit that searches for multiple piping routes, and
A plurality of adjustment orders, which is an order for adjusting the position of the pipe route, are randomly generated, and the adjustment is performed by using an alignment guide which is a target position of the pipe in a target area which is at least a part of the target space. By adjusting the position of the piping route located in the target area according to the alignment guide for each of the piping routes, the plurality of piping routes are aligned, and the plurality of piping routes are aligned, and the plurality of piping routes are aligned. By repeatedly determining whether or not the plurality of aligned pipe routes meet the criteria by changing the adjustment order, the adjustment order in which the aligned plurality of pipe routes satisfy the criteria is calculated. A route alignment unit that outputs the plurality of piping routes aligned according to the calculated adjustment order, and
Equipped with
The route alignment unit calculates a semi-optimal solution of the regulation order by repeatedly aligning the plurality of piping routes using a genetic algorithm having the regulation sequence as a gene, and aligns the route according to the semi-optimal solution. Output the multiple piping routes that have been made,
Piping route creation device.
請求項1に記載の配管ルート作成装置。 The route alignment unit aligns the position of the bend point with the alignment guide closest to the bend point of the pipe route located in the target area for each of the pipe routes according to the adjustment order. Align the piping routes,
The piping route creating device according to claim 1.
前記ルート整列部は、前記合計を最小化する前記準最適解を算出する、
請求項1または2に記載の配管ルート作成装置。 The evaluation value of the genetic algorithm is the total length of the pipes.
The route alignment unit calculates the suboptimal solution that minimizes the sum.
The piping route creating device according to claim 1 or 2.
前記ルート整列部は、前記最大値を最小化する前記準最適解を算出する、
請求項1から3のいずれか1項に記載の配管ルート作成装置。 The evaluation value of the genetic algorithm is the maximum value of the height from the reference plane of the pipe.
The route alignment unit calculates the semi-optimal solution that minimizes the maximum value.
The piping route creating device according to any one of claims 1 to 3.
前記ルート整列部は、前記幅を最小化する前記準最適解を算出する、
請求項1から4のいずれか1項に記載の配管ルート作成装置。 The evaluation value of the genetic algorithm is the horizontal width of the portion where the pipe is arranged in the target area.
The route alignment unit calculates the semi-optimal solution that minimizes the width.
The piping route creating device according to any one of claims 1 to 4.
請求項1から5のいずれか1項に記載の配管ルート作成装置。 The alignment guide is calculated based on the target value of the height of the pipe from the reference plane and the target value of the distance between the pipes.
The piping route creating device according to any one of claims 1 to 5.
請求項1から6のいずれか1項に記載の配管ルート作成装置。 The alignment guide is represented by a plurality of parallel line segments separated from each other.
The piping route creating device according to any one of claims 1 to 6.
前記配管ルートの位置を調節する順序である調節順序をランダムに複数個生成し、前記対象空間の少なくとも一部の領域である対象領域における前記配管の目標位置である整列ガイドを用いて、前記調節順序に従って、前記配管ルートごとに、前記対象領域に位置する該配管ルートの位置を前記整列ガイドに合わせて調節することで、前記複数の配管ルートを整列させ、前記複数の配管ルートの整列、および整列された前記複数の配管ルートが基準を満たすか否かの判断を、前記調節順序を変えて繰り返し行うことで、整列された前記複数の配管ルートが前記基準を満たす前記調節順序を算出し、
前記調節順序の算出において、前記調節順序を遺伝子とする遺伝的アルゴリズムを用いて、前記複数の配管ルートの整列を繰り返し行うことで、前記調節順序の準最適解を算出し、前記準最適解に従って整列された前記複数の配管ルートを出力する、
配管ルート作成方法。 Based on the design information including at least the arrangement information of the equipment arranged in the target space and the mounting position information of the pipe in the equipment, and the connection information indicating the equipment to which the pipe is connected, the routes of the pipes different from each other. Search for multiple piping routes that are
A plurality of adjustment orders, which is an order for adjusting the position of the pipe route, are randomly generated, and the adjustment is performed by using an alignment guide which is a target position of the pipe in a target area which is at least a part of the target space. By adjusting the position of the piping route located in the target area according to the alignment guide for each of the piping routes, the plurality of piping routes are aligned, and the plurality of piping routes are aligned, and the plurality of piping routes are aligned. By repeatedly determining whether or not the plurality of aligned pipe routes meet the criteria by changing the adjustment order, the adjustment order in which the aligned plurality of pipe routes satisfy the criteria is calculated.
In the calculation of the regulation order, a semi-optimal solution of the regulation order is calculated by repeatedly aligning the plurality of piping routes using a genetic algorithm having the regulation order as a gene, and the semi-optimal solution of the regulation order is calculated according to the semi-optimal solution. Output the plurality of aligned piping routes,
How to create a piping route.
対象空間に配置される機器の配置情報および前記機器における配管の取付位置情報を少なくとも含む設計情報、ならびに前記配管が接続される前記機器を示す接続情報に基づいて、それぞれが互いに異なる前記配管の経路である複数の配管ルートを探索するルート探索部、および、
前記配管ルートの位置を調節する順序である調節順序をランダムに複数個生成し、前記対象空間の少なくとも一部の領域である対象領域における前記配管の目標位置である整列ガイドを用いて、前記調節順序に従って、前記配管ルートごとに、前記対象領域に位置する該配管ルートの位置を前記整列ガイドに合わせて調節することで、前記複数の配管ルートを整列させ、前記複数の配管ルートの整列、および整列された前記複数の配管ルートが基準を満たすか否かの判断を、前記調節順序を変えて繰り返し行うことで、整列された前記複数の配管ルートが前記基準を満たす前記調節順序を算出し、算出された前記調節順序に従って整列された前記複数の配管ルートを出力するルート整列部、
として機能させ、
前記ルート整列部は、前記調節順序を遺伝子とする遺伝的アルゴリズムを用いて、前記複数の配管ルートの整列を繰り返し行うことで、前記調節順序の準最適解を算出し、前記準最適解に従って整列された前記複数の配管ルートを出力する、
プログラム。 Computer,
Based on the design information including at least the arrangement information of the equipment arranged in the target space and the mounting position information of the pipe in the equipment, and the connection information indicating the equipment to which the pipe is connected, the routes of the pipes different from each other. A route search unit that searches for multiple piping routes, and
A plurality of adjustment orders, which is an order for adjusting the position of the pipe route, are randomly generated, and the adjustment is performed by using an alignment guide which is a target position of the pipe in a target area which is at least a part of the target space. By adjusting the position of the piping route located in the target area according to the alignment guide for each of the piping routes, the plurality of piping routes are aligned, and the plurality of piping routes are aligned, and the plurality of piping routes are aligned. By repeatedly determining whether or not the plurality of aligned pipe routes meet the criteria by changing the adjustment order, the adjustment order in which the aligned plurality of pipe routes satisfy the criteria is calculated. A route alignment unit that outputs the plurality of piping routes aligned according to the calculated adjustment order,
To function as
The route alignment unit calculates a semi-optimal solution of the regulation order by repeatedly aligning the plurality of piping routes using a genetic algorithm having the regulation sequence as a gene, and aligns the route according to the semi-optimal solution. Output the multiple piping routes that have been made,
program.
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