JP3933792B2 - 3次元レイアウト設計支援装置 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
この発明は、変電所等に設置される遮断器、断路器、母線タンク等で構成されるガス絶縁開閉装置、プラントや一般建築物等の配管設備におけるパイプ、バルブ、流量計などの配管設備のレイアウト設計、パワーエレクトロニクス装置におけるデバイスやブスバー等で構成されるパワーエレクトロニクス装置等における回路情報と物理的な配置情報からレイアウト設計を計算機上で行い、3次元図形化して表示する3次元レイアウト設計支援装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
変電所等に設置されるガス絶縁開閉装置は、遮断器、断路器あるいは母線タンク等の各種のタンクに収容された機器が相互に接続され、限られた敷地内に配置する構成である。一般建築物等の配管設備は、パイプやバルブあるいは流量計等の各種の配管部品が建築物の内外に調和を保って配置される構成である。また、パワーエレクトロニクス装置では、装置内部に各種のデバイスやブスバーなどの内部部品が絶縁距離、放熱等の条件を満足させながら相互に接続される構成である。このような設備や装置の設計作業は、機能設計とレイアウト設計の2つのフェーズから成る。
【0003】
機能設計では、設計対象の設備が所定の機能と性能を発揮するための機能要素を決定し、その結果を電気回路図や配管系統図といった回路図として表現される。レイアウト設計では、機能設計の結果として得られた回路図を基に、各機能要素を実現する機器や部品を選定し、指定された空間に納まるように機器や部品の配置が決定される。これらの設計に際しては、回路図に示された機能要素の相互間の論理的なつながり関係に対応して、配置し接続される。すなわち、これらの分野におけるレイアウト設計は、論理的な回路情報と物理的な配置情報という性質の異なる2つの情報が相互に関連した条件下で、双方の情報を同時に参照しながらレイアウトを設計する作業である。
【0004】
従来、このようなレイアウト設計では、プリントアウトされた回路図やCRTに表示された回路図を設計者が目視により認識して、汎用の3次元CADシステムによってレイアウトを検討する方法で行なわれていた。また、論理的な回路情報と物理的な配置情報の双方を扱う分野としてプリント基板のレイアウト設計を計算機上で支援する従来の方法としては、例えば特開平4−170679号公報に開示された装置がある。この方法は、プリント基板のレイアウトに必要な回路部品の部品情報を記憶した部品情報記憶手段と、回路図とその回路に使用されている部品の識別データを記憶させた回路データ記憶手段から、使用する回路部品のデータを抽出する回路データ読込手段と、この回路データ読込手段で抽出した回路データとにより、上記部品情報記憶手段から使用する部品情報を抽出する部品情報読出手段と、この部品情報読出手段で抽出した部品情報を記憶する使用部品情報記憶手段とを具備させ、別途存在する回路図入力装置で作成された回路図のデータから効率よくプリント基板をレイアウトするプリント基板レイアウト装置に関するものである。
【0005】
図29および図30は、レイアウト設計を計算機上で支援する従来の方法の上記特開平4ー170679号公報に開示されたプリント基板レイアウト装置のプリント基板レイアウトの方法を説明した図であり、図29はプリント基板レイアウト装置の構成ブロック図、図30はプリント基板レイアウト装置における動作フローチャートである。図において、1は回路図入力装置、2はプリント基板レイアウト装置であり、回路図入力装置1は、回路図入力手段3、編集手段4、編集中のデータを表示する表示手段5、編集している回路図とその回路に使用する部品名の識別名と工場コードを格納する回路データ記憶手段6および回路データ記憶手段6に回路データを書き込む書込手段7とで構成されている。プリント基板レイアウト装置2は、部品情報記憶手段8、レイアウト編集入力手段9、回路データ読込手段10、部品情報読出手段11、使用部品情報記憶手段12、表示手段13および編集手段14で構成されている。
【0006】
このプリント基板レイアウト装置の動作について図29、図30によって説明する。このプリント基板レイアウト装置では、回路データ読込手段10において、回路データ記憶手段6に格納された回路図と、その回路に使用される部品の識別名と工場コードとからなる回路データを読み込んで部品識別名と工場コード毎に併合して部品情報読出手段11に送る処理(S1〜S3)、部品情報読出手段11において部品情報記憶手段8に格納された回路部品の部品形状データ等の部品情報を回路データの部品識別名と工場コードをキーにして検索して使用部品情報記憶手段12に書き込む処理(S4〜S9)、検索結果に基づいてオペレータに作業の続行を確認する処理(S10、S12、S13)、編集手段14において部品のレイアウトを行なう処理(S11)、という流れで処理が進められる。
【0007】
このプリント基板レイアウト装置では、基板レイアウトに必要な部品情報を回路データを基にデータベースから自動的に取り出すことで、人手による作業に見られるような部品データの作成ミスや読み込みミスを防ぐとともに、部品データの作成時間の短縮を実現して、基板レイアウトの操作効率を向上させている。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】
上記のような従来の方法では、回路図データの部品識別名や工場コードをキーにデータベースを検索して基板レイアウトに必要な部品形状等の部品データを取得する処理を自動化させることで、人為ミスの軽減と処理時間の短縮を図って作業効率を向上させているものである。レイアウト設計全体としての作業効率の向上という観点から見た場合、次のような問題点があった。
【0009】
データベースの検索キーとなる部品識別名や工場コード等のデータは別途存在する回路図入力装置によってオペレータがキー入力等で指定する方法で取得するものであり、機能要素が表わす機能の種類、定格、電気的特性、機能要素間の電気的な接続関係等に基づいて対応する部品を特定すること、またはそれを支援する具体的な実現手段は明示されていない。このため、部品の選択が不適正な場合も多くなり、作業能率がよくない。
【0010】
また、レイアウト設計に際して、部品相互の干渉等の空間的な制約、回路図で示された論理的な接続関係を反映した部品間の接続に対して、論理的な回路情報と物理的な配置情報の両方を考慮しながらレイアウトを進めるための具体的な実現手段が提供されていないので、レイアウト設計の結果は、所定の機能や性能を満たさないことがある。
【0011】
さらに、回路図データと部品データおよびその配置情報との間の対応関係を管理する手段がないので、回路図の変更に対する基板レイアウトの更新、あるいは基板レイアウト結果から回路図を更新することが必要な場合は手作業で行なう必要があり、繁雑であり、変更、更新を繰り返し行うと、徐々に整合性が失なわれる。
【0012】
これらの問題点はプリント基板のレイアウト設計に関するものであるが、変電所等に設置されるガス絶縁開閉装置のレイアウト設計、配管設備の配管レイアウト設計あるいはパワーエレクトロニクス装置の内部部品のレイアウト設計に関しても同様のことが言える。これらのレイアウト設計では、さらにプリント基板のような平面上での配置に加えて、3次元空間内での配置も考慮する必要がある。
【0013】
一般に、3次元空間上で部品の位置や方向を正確に指定するには幾何学的な考察を必要とし、非常に繁雑である。したがって、プリント基板のレイアウトに関する上記のような従来方法を電力設備の機器レイアウト設計や配管設備の配管レイアウト設計などにそのまま適用するには限界がある。
【0014】
この発明は、上記問題点を解消するためになされたものであり、レイアウト設計する対象の装置や設備の構成を表わす回路図や系統図に示された構成機器や部品の論理的な機能と、構成機器や部品の相互間の対応付けを行い、回路図に対応して機器や部品の配置を計算機上で自動的に行い、3次元レイアウトモデルを短時間で作成して表示する3次元レイアウト設計支援装置を提供することを目的とする。
【0015】
また、回路図を対象装置の実寸に合わせて変形したり、高さ情報を与えて3次元化したりして、回路図と3次元レイアウトモデルとの対応関係を視覚的に分かりやすい形で表示して設計者に提示し、論理的な回路情報と物理的な配置情報の両方を考慮に入れながら設計者が配置を検討できる3次元レイアウト設計支援装置も提供することを目的とする。
【0016】
さらに、回路図データと3次元レイアウトモデルデータとの対応関係を管理し、一方のデータに対して行なわれた変更を他方に反映させてデータ間の整合性を維持しながら設計変更が可能な3次元レイアウト設計支援装置を提供することを目的とする。
【0017】
【課題を解決するための手段】
この発明の請求項1に係る3次元レイアウト設計支援装置は、回路図を構成する部品の図形を表現して部品の属性情報を含む図形データと部品間の論理的な接続関係とを表す回路図データを記憶する回路図データ記憶部、部品の属性情報と部品の3次元形状情報と接続点の位置とを有する部品データとして記憶する部品データベース、複数の部品が3次元空間に配置された状態を部品データによって表現する3次元レイアウトモデルを記憶する3次元レイアウトモデルデータ記憶部、3次元レイアウトモデルを表示する3次元レイアウトモデル表示手段、及び回路図データ記憶部の図形データの属性情報を検索キーとして図形データに対応する第一部品の部品データを部品データベースから抽出し、論理的な接続関係から第一部品に隣接する図形データに対応する第二部品の部品データを部品データベースから抽出し、第一部品の部品データの接続点の位置が第二部品の部品データの接続点の位置と合致し、方向に関する拘束条件を満たす第二部品の3次元空間内での配置位置を求め、3次元レイアウトモデルデータ記憶部に配置された第二部品の部品データとして記憶させるデータ連携手段、を備えたものである。
【0018】
この発明の請求項2に係る3次元レイアウト設計支援装置は、請求項1の構成のデータ連携手段が、第二部品の3次元レイアウトモデルの部品データの3次元形状、配置情報、及び接続点の位置情報を用いて、前記第二部品に対応する回路図の図形データを各部品の実寸に比例するように回転移動、または拡大縮小して回路図データを更新する。
【0019】
この発明の請求項3に係る3次元レイアウト設計支援装置は、請求項1の構成に加え、回路図データの図形データに対する回転移動、変形、並びに置換、及び属性情報に対する編集を行う回路図データ管理手段を備え、データ連携手段は、回路図データが編集された際に、全ての部品の3次元空間内での配置位置を求め、3次元レイアウトモデルデータの対応する部品データを変更して3次元レイアウトモデルデータを更新する。
【0020】
この発明の請求項4に係る3次元レイアウト設計支援装置は、請求項2の構成に加え、3次元レイアウトモデルデータの部品データに対する回転移動、変形、並びに置換、及び部品属性情報に対する編集を行う3次元レイアウトモデルデータ管理手段を備え、データ連携手段は、3次元レイアウトモデルデータが編集された際に、回路図データの対応する図形データを変更して回路図データを更新する。
【0021】
この発明の請求項5に係る3次元レイアウト設計支援装置は、請求項1〜4の構成の回路図データ記憶部に記憶された回路図データの一部または全体と、これに対応する部品の3次元レイアウトモデルデータ記憶部の3次元レイアウトモデルデータの平面投影図とを同一の画面に重ね合わせて表示する重ね合わせ表示手段を備える。
【0022】
この発明の請求項6に係る3次元レイアウト設計支援装置は、3次元レイアウトモデルデータ記憶部に記憶された部品データに関する、各部品の3次元形状、配置位置、隣接する部品間の接続位置に基づいて、回路図データの対応する図形データを3次元図形化する。
【0023】
この発明の請求項7に係る3次元レイアウト設計支援装置は、回路図データ記憶部に記憶された3次元図形化された回路図データの一部または全体と、これに対応する部品の3次元レイアウトモデルデータ記憶部に記憶された3次元レイアウトモデルデータの3次元図形とを同一の画面に重ね合わせて表示する重ね合わせ表示手段を備える。
【0024】
【発明の実施の形態】
実施の形態1.
実施の形態1は、3次元レイアウト設計支援装置を変電所等に設置されるガス絶縁開閉装置を対象として、回路図データのシンボルや接続線などの図形データに基づいて対応する機器、部品等を空間内に配置する3次元レイアウト設計支援装置の実施の形態である。
【0025】
図1は実施の形態1の3次元レイアウト設計支援装置の構成を示すブロック図である。図1において、21は回路図データ管理手段、22は3次元レイアウトモデルデータ管理手段、23はデータ連携手段、26は回路図表示手段、27は3次元レイアウトモデル表示手段、30は対象とする装置を構成する各部分の機器、部品に関するデータが集積された部品データベース、31は回路図に関する図形データを記憶する回路図データ記憶部、32は対象とする装置を構成する機器、部品の各部品のそれぞれの3次元形状とその配置位置、隣接する機器間の物理的な接続関係および接続位置、機器の形名や定格などの属性情報を集積した3次元レイアウトモデルデータ記憶部である。
【0026】
図2は、対象装置のガス絶縁開閉装置の一例を示した回路図である。図2において、1001、1002は断路機能、1003、1007は接地開閉機能、1004、1006は変流機能、1005は遮断機能を表わすそれぞれのシンボルである。
【0027】
図1の回路図データ管理手段21は、対象とする装置の回路図を構成する機器、部品に関する図形、回路図上での配置位置、図形間の論理的な接続関係、所要定格などの属性情報等の図形データを回路図データ記憶部31に記憶し保持管理する。回路図表示手段26は、回路図データ記憶部31に記憶し保持管理された回路図データを表示する。
【0028】
図3は図2に示した回路図を実現するガス絶縁開閉装置の機器を3次元空間内で配置した装置の構成図である。図3において、1011および1012は断路器、1013および1015は接地開閉器、1014は変流器と遮断器からなる複合機器、1016〜1022は母線タンク部品である。
【0029】
次に動作について説明する。3次元レイアウトモデルデータ管理手段22は、対象装置の機器、部品等のそれぞれの3次元形状とその配置位置、隣接する機器間の物理的な接続関係および接続位置、機器の形名や定格などの属性情報を3次元レイアウトモデルデータ記憶部32に保持し管理する。3次元レイアウトモデル表示手段27は、3次元レイアウトモデルデータ記憶部32に記憶されたデータを任意の視線方向から見た投影図を表示画面に表示する。
【0030】
データ連携手段23は、まず、回路図データ管理手段21を介して回路図データ記憶部31に記憶された回路図データを読み込み、回路図データを構成している各図形データの種類、所要定格などの図形属性情報、図形間の論理的な接続関係を判別し、これらの図形データをキーにして部品データベース30から対応する各部品データを読み込み、得られた各部品データと図形データとの間の対応付けを行い、図形データと部品データの3次元レイアウトモデルの対応関係を作成し、関係付けデータ記憶部33に記憶させて管理する。
【0031】
次に、データ連携手段23は、回路図の各図形データ相互間の論理的な接続関係に基づいて部品データ相互間の物理的な接続関係を求め、隣接する部品間で接続点の位置を合わせることにより部品データを3次元空間内で配置し、結果を3次元レイアウトモデルデータ記憶部32に格納する。
【0032】
次に図1の3次元レイアウトモデル設計支援装置の操作について具体的に説明する。図4は図1の3次元レイアウトモデル設計支援装置の操作手順を示すフローチャートである。
図1の部品データベース30、回路図データ記憶部31には対象とする装置で想定される各種データは記憶されているものとする。
【0033】
「図4のS01〜S15では回路図を基に部品を選定する処理を行う。」
S01:回路図の基準シンボル図形(回路上で最重要の機能要素)を特定する。
S02:着目しているシンボル図形(1回目はS01で特定した基準シンボル図形、2回目以降はS15で未処理と判定された隣接シンボル図形)の図形データを回路図データ記憶部31から読み出す。
S03:シンボル図形の種別を判別する(どんな機能要素を表しているか)
S04:シンボル図形に付与された所要定格や型式等の属性情報を判別する
S05:着目しているシンボル図形が他のシンボル図形(以下、隣接シンボル図形と称す)との間に有する接続関係を判別する。
・どのシンボル図形と隣接しているか(回路に沿ったシンボルの並びを同定する)。
・隣接シンボル図形との間を結ぶ接続線の形や方向のパターンを同定する。
S06:S01〜S05で判別した結果をキーにして部品データベース30を検索し、所望の部品データを抽出する。
S07:抽出された部品データに「複合部品」であることを意味する記述がなされている場合は、隣接している前後のシンボル図形に関してS02〜S06を繰り返し、それらをひとまとめにして扱う。
S08:検索された部品データを3次元レイアウトモデルデータ記憶部32に格納する。
S09:シンボル図形と部品データとの間で対応関係を確立し、関係付けデータとして関係付けデータ記憶部33に格納する。
S10:着目しているシンボル図形に繋がっている接続線図形データを読み出す。
【0034】
「S11:接続線図形データに「(明示的な)部品指定」がされている場合は以下のS12〜S14を行う。部品指定されていない場合は、S12〜S14をスキップする。(単なる部品間の論理的な接続関係を表しているものと解釈される)」
S12:接続線図形データ、接続線に付与された所要定格や型式等をキーにして部品データベース30を検索し、所望の部品データを抽出する。
S13:抽出された部品データを3次元レイアウトモデルデータ記憶部32に記憶する。
S14:接続線図形と部品データとの間で対応関係を確立し、関係付けデータとして関係付けデータ記憶部33に格納する。
S15:着目しているシンボル図形に隣接しているシンボル図形のうちS02〜S14の処理が行われていないものがあるかないかを判定し、未処理のものがあればS02〜S14の処理を繰り返す。
【0035】
「S16〜S23では、回路図の図形に沿って各部品をレイアウトしていく処理を行う。」
S16:配置基準部品を特定する。(他の部品は、配置基準部品からの相対位置でレイアウトされる)
S17:配置基準部品を所定の位置に配置する。
S18:関係付けデータを介して、着目している部品(1回目は配置基準部品2回目以降はS23で未処理と判定された隣接部品)に対応する回路上の図形要素(シンボルまたは接続線)のデータを特定する。
S19:回路上の図形間の接続関係を介して、隣接している図形データを特定する。
S20:S19で特定した隣接図形データに対応する部品データを関係付けデータを介して特定する。
S21:着目中の部品とS20で特定した隣接部品との間で、接続点の位置や方向が正しく合うように隣接部品の位置や姿勢を決定する。
S22:隣接部品を配置する。
S23:未処理の隣接部分ある場合はS18〜S22を繰り返す。
【0036】
「基本的には各部品は回路に沿っていもずる式にレイアウトされていくので回路がループになっている場合は高さが食い違ったり隙間が空いたりすることがあるため、補間用の部分をS24、S25で補う。」
S24:隣接部品間の高さの食い違いや隙間が生じているか否かを調べて必要に応じて次のS25の処理を行う。
S25:隙間部分に補間用の部品を発生させて挿入する。
【0037】
図5、図6は、データ連携手段23における上述の処理過程を図2に示した回路図を例にして説明した図である。図5は、図2の回路図の図形と3次元レイアウトモデルの各部品との対応関係を示しており、回路図上の破線で囲んだ各部品と周辺に描いた各部品との間の対応付けがデータ連携手段23によって行なわれる。図6は、各部品データを3次元空間内で配置する様子を示しており、図2の回路図の図形相互間の論理的な接続関係に対応して各部品データ相互間の物理的な接続関係が求められ、隣接する部品間で接続点を合わせることで配置される様子を破線で示している。最終的に図3に示したような3次元レイアウトモデルが得られ、3次元レイアウトモデル表示手段27により表示画面に表示される。
【0038】
以上の処理により、回路図を基にしてガス絶縁開閉装置の3次元レイアウトモデルが簡単に作成できる3次元レイアウト設計支援装置を構成できる。以上の構成はガス絶縁開閉装置の場合について説明したが、対象装置がプラントや一般建築物の配管設備におけるパイプ、バルブ、流量計などの各部分のレイアウト設計、パワーエレクトロニクス装置におけるデバイスやブスバーなどで構成されるパワーエレクトロニクス装置等の場合であっても、同様に回路情報と物理的な配置情報から計算機上でレイアウト設計を行い、3次元図形化して表示する3次元レイアウト設計支援装置を得ることができる。
【0039】
この実施の形態1の3次元レイアウト設計支援装置によれば、対象装置の回路図から各部品の選定の繁雑さと選定ミスがなくなり、3次元レイアウト図が短時間で正確に作成することができる。
【0040】
実施の形態2.
実施の形態2は、3次元レイアウト設計支援装置を変電所等に設置されるガス絶縁開閉装置を対象とした実施の形態1のデータ連携手段27の機能に加えて、回路図に対応する図形データが装置の実寸に合うように移動、回転、拡大または縮小等の変形を行って回路図データを更新する機能を付加したものである。
【0041】
実施の形態2の構成を示すブロック図を図7に示す。図7において、3次元レイアウトモデルデータ管理手段22、回路図表示手段26、3次元レイアウトモデル表示手段27、部品データベース30および3次元レイアウトモデルデータ記憶部32は実施の形態1の図1に示すものと同一機能を有するものである。41は回路図データ管理手段、43はデータ連携手段、46は回路図データ記憶部、48は関係付けデータ記憶部である。
【0042】
データ連携手段43は、実施の形態1のデータ連携手段23の機能に加えて3次元レイアウトモデル記憶部32に記憶された各部品の3次元形状およびその配置位置、各部品間の物理的な接続関係および接続位置に基づいて、回路図の図形データが各部品の実寸に合わせて移転、回転、拡大または縮小等の変形を行って回路データ記憶部46の回路図データを更新するように構成したものである。
【0043】
図8は、データ連携手段43における処理過程を説明した図である。図8(a)は初期状態の回路図データ、図8(b)は回路図の図形データと3次元レイアウトモデルの各部品データの対応付けの様子、図8(c)は回路図の図形データの論理的な接続関係に基づいて各部品データを3次元空間内で配置する様子を示すものである。
【0044】
図9は、3次元レイアウトモデルの各部品データの配置位置や隣接する部品間の物理的な接続関係および接続位置に基づいて回路図に対応する図形データを変形する処理を詳細に説明した図である。図9(a)は、データ連携手段43における前半部の処理によって回路図の図形データと3次元レイアウトモデルの各部品データとの対応付けを行って各部品を配置した状態を示しており、破線で囲まれた図形2002の部品と2003の部品とが対応づけられている。データ連携手段43は、機器2003が母線2001からのT字型の分岐と断路装置を持つ機器であることを判別して、この機器の実寸に合わせるために図9(b)に示すようにシンボル図形2004が上方に移動するように変形する。その際、シンボルがその部品の外形にほどよく納まるようにあらかじめ決められた倍率で拡大または縮小する処理も行なわれる。結果として図9(c)に示したような図形となる。
【0045】
以上の処理により、回路図を機器の実寸に合わせることにより回路図上でも機器配置の様子が容易に把握できる3次元レイアウト設計支援装置が実現できる。
【0046】
実施の形態3.
実施の形態3は、3次元レイアウト設計支援装置を変電所等に設置されるガス絶縁開閉装置を対象として、ガス絶縁開閉装置の各部品データが空間内に配置され、かつ、各部品の3次元形状、配置位置、隣接する各部分間の接続関係に基づいて回路図の図形データが設備の実寸に合うように配置されている状態で、回路図の各図形データと各部品の3次元レイアウトモデルデータの間の対応関係を管理し、回路図が変更された場合の変更内容に応じて、対応する各部品データの再選定や属性データの更新、配置位置などを変更することができる3次元レイアウト設計支援装置の実施の形態である。
【0047】
実施の形態3の3次元レイアウト設計支援装置の構成を示すブロック図を図10に示す。図10において、51は回路図データ管理手段、52は3次元レイアウトモデルデータ管理手段、53はデータ連携手段、54は回路図編集手段、56は回路図表示手段、57は3次元レイアウトモデル表示手段、60は部品データベース、61は回路図データ記憶部、62は3次元レイアウトモデルデータ記憶部、63は関係付けデータ記憶部である。
【0048】
この実施の形態3では、回路図データ記憶部61内の各図形データとして、図11(a)のシンボル・接続線データおよび図11(b)の接続点データを使用するものとする。また、3次元レイアウトモデルデータ記憶部62内の各部品データとして、図12(a)の機器データ、および(b)の機器接続部データを使用するものとする。
【0049】
さらに、回路図データ記憶部61内の回路図データと3次元レイアウトモデルデータ記憶部62の3次元レイアウトモデルデータとの対応関係を記述する関係付けデータ記憶部63の関係付けデータとして、図13(a)の機器関係付けデータ、および図13(b)の接続部関係付けデータを使用する。
【0050】
図14は、実施の形態3の回路図データ、3次元レイアウトモデルデータおよび関係付けデータの更新を実現する処理の流れを示すフローチャートである。このデータ更新動作は、まず、ステップ3501において利用者による回路図編集要求を把握し、ステップ3502において回路図編集要求に則って回路図データ記憶部61内の回路図データを更新する。回路図データの更新時には、利用者が特に指示しない限り、回路図の各部分の定格変更、移動等により回路図の接続関係が変化しないことを条件とする。続いて、ステップ3503からステップ3512にかけて3次元レイアウトモデルデータ記憶部62、関係付けデータ記憶部63を再構成する。
【0051】
以下、データ更新の際して実行する各ステップの処理について説明する。ステップ3501では、回路図データ管理手段51は、回路図編集手段54においてマウスおよびキーボードにより指定されたシンボル・接続線のID、定格、移動量等を受け取り、ステップ3502では、回路図データ記憶部61内の編集対象のシンボル・接続線データ、接続点データに対して、指示通りにデータを更新する。このステップ3502により、回路図データ記憶部61内のデータ更新が完了する。
【0052】
ステップ3503では、データ連携手段53は、回路図データ管理手段51がステップ3502において更新したシンボル・接続線データ、接続点データを受け取り、これらのデータと関係付けられている機器の関係付けデータ、接続部関係付けデータを関係付けデータ記憶部63から獲得し、機器データ、機器接続部データを、3次元レイアウトモデルデータ管理手段52に要求して3次元レイアウトモデルデータ記憶部62から獲得する。機器データと機器接続部データの関係付けについては、データ間の接続関係や関係付けを表すリンクにより特定できる。獲得された機器データは、ステップ3502におけるデータ更新に即したデータ更新をしなければならないデータである。
【0053】
ステップ3504では、データ連携手段53は、ステップ3503において抽出された各機器データをデータ更新対象として順次選択する。データ更新対象になる機器データが存在しない場合、あるいは、選択された全ての機器データの更新が終了した場合、回路図表示手段56および3次元レイアウトモデル表示手段57は、データ更新後の回路図データ記憶部61の回路図データおよび3次元レイアウトモデルデータ記憶部62の3次元レイアウトモデルデータを表示し、利用者が確認して図13に示すデータ更新処理は終了する。
【0054】
ステップ3505、3506では、ステップ3504において、データ更新対象になる機器データが存在する場合、データ連携手段53は、回路図データ記憶部61内のシンボル・接続線と3次元レイアウトモデルデータ記憶部62内の機器との位置に関する整合性を維持するために、ステップ3504において選択された機器データの3次元形状、対応するシンボル・接続線データ、接続点データのステップ3502における更新内容に反したものでないかをチェックする。機器データの種別や配置位置を変更しなくともシンボル・接続線データとの位置に関する整合性はとれているか、単に機器データの配置位置移動により位置に関する整合性は維持できるのか、あるいは、新たな機器データに置き換える必要はないか等をチェックする。
【0055】
ステップ3507では、ステップ3506において機器データの配置位置変更による整合性維持が可能と判断された場合、データ連携手段53は、3次元レイアウトモデルデータ管理手段52に、ステップ3506において選択された機器データの配置位置変更、およびそれに関連する機器接続部データの座標変更を要求する。
【0056】
ステップ3508では、ステップ3506において機器データの配置位置変更では対処することができないと判断された場合、機器データを他のものに置き換えるか、または対応する機器がないと判断して機器データを削除するかを判断し、データ連携手段53は、3次元レイアウトモデルデータ管理手段52に、ステップ3506において選択された3次元レイアウトモデルデータ記憶部62内の機器データの破棄、およびそれに関連する機器接続部データの破棄を要求する。
【0057】
ステップ3509、3510では、その後、破棄した機器データとリンクにより対応付けられていたシンボル・接続線データを基にして、新たに対応すると考えられる機器データを部分データベース60から選定することを試みる。ここでの機器選定の成功は、機器データの置き換えにより、回路図データ記憶部61と3次元レイアウトモデルデータ記憶部62との整合性が維持できることを意味する。
【0058】
ステップ3511では、ステップ3510における機器選定が成功した場合、データ連携手段53は、3次元レイアウトモデルデータ管理手段52に、新たに選定された機器データを3次元レイアウトモデルデータ記憶部62に反映することを要求する。同時にデータ連携手段53は、ステップ3508において破棄した機器データと同じ関係付けを関係付けデータ記憶部53に反映する。
【0059】
ステップ3512では、ステップ3510における機器選定が失敗した場合、データ連携手段53は、ステップ3508において破棄した機器データに対応する機器関係付けデータ、およびそれに関連する接続部関係付けデータを関係付けデータ記憶部53から破棄する。これは、ステップ3510の時点で保持されている機器関係付けデータによるシンボル・接続線データ間の関係付けでは部分データベース60から機器データを選定することが不可能であり、シンボル・接続線データから機器関係付けデータを作成し直す必要があることを意味する。
【0060】
以上の処理により、ステップ3501における利用者からの回路図編集要求は、ステップ3502において回路図データ記憶部61に反映され、またステップ3507、ステップ3508、ステップ3511において、3次元レイアウトモデルデータ記憶部62に反映される。
【0061】
上記のデータ連携手段53におけるシンボル・接続線データの配置座標と機器データの配置座標との比較機能、および、接続点データの座標と機器接続部データの座標との比較機能において、3次元レイアウトモデルデータ記憶部62の3次元レイアウトモデルデータ中に記述されている3次元座標の高さを表す座標値を無視し、2次元座標同士を比較するようにすると平面的に表示した回路図データと3次元レイアウトモデルデータとの連携が可能になる。
【0062】
また、データ連携手段53におけるシンボル・接続線データの配置座標と機器データの配置座標との比較機能、および、接続点データの座標と機器接続部データの座標との比較機能において、3次元レイアウトモデルデータ記憶部62の3次元レイアウトモデルデータに記述されている3次元座標同士で比較するようにすると3次元図形化した回路図データと3次元レイアウトモデルデータとが連携できる。
【0063】
次に、データ連携手段53におけるシンボル・接続線データの配置座標と機器データの配置座標との比較機能、および、接続点データの座標と機器接続部データの座標との比較機能による3次元レイアウトモデルデータ記憶部62内の3次元図形の更新例について説明する。図15は、回路図内のシンボル、接続線に付与された定格の変更により、3次元レイアウトモデル内の対応する機器の種別が更新される例を示している。図16は、回路図内のシンボル、シンボル列、接続線の移動により、3次元レイアウトモデル内の対応する機器の3次元形状および配置位置が更新される例を示している。
【0064】
図15に示す機器データの種別更新が、図14に示すフローチャートにおいてどのように実現されるかを、図11、図12、図13に示す各種データ構造の実例によって説明する。
【0065】
図14のステップ3501において、利用者の指示により図11(a)のシンボル・接続線データ3112の定格電流値が2kAから4kAに更新された場合を考える。ステップ3502における回路図データ記憶部61中のシンボルデータ3112の定格電流値変更後、ステップ3503において、シンボルデータ3112に関係する機器関係付けデータ、接続部関係付けデータ、機器データ、機器接続部データが、データ間のリンクをたどることにより獲得される。このうち、ステップ3504において機器データ3203が選択され、これがデータ更新対象の機器データとなる。
【0066】
図15の例では機器の移動を伴わないため、ステップ3505、ステップ3506の処理は実行されず、ステップ3508において、機器データ3203は3次元レイアウトモデルデータ記憶部62内から削除される。そして、ステップ3509において、シンボル3112に対応する機器データとして、部品データベース60から図15の機器データ3206が選定され、ステップ3511において新たに選定された図15の機器データ3206が3次元レイアウトモデルデータ記憶部62に入力される。この際、関係付けデータ記憶部63内の関係付けデータと3次元レイアウトモデルデータ記憶部62内の3次元レイアウトモデルデータとの対応関係を保持するため、機器データへのリンクを有する機器関係付けデータ、機器接続部データには、新たに入力された機器データ3206へのリンクが反映される。
【0067】
以上のように、関係付けデータ63を活用して定格変更を指定されたシンボル3112に関係する機器データ3203を特定し、さらに、部品データベース60から変更後の定格に対応する機器データを選定することにより、回路図内のシンボル3112の定格変更に沿った3次元レイアウトモデル内の機器種別更新が実現される。
【0068】
次に、図16に示すシンボルデータ列の移動が、図14に示すフローチャートにおいてどのように実現されるかを、図11、図12、図13に示す各種データによって説明する。
【0069】
ステップ3501において、利用者の指示によりシンボルデータ3111〜3113が図16のように移動された場合を考える。ステップ3502では、回路図データ61中のシンボルデータ3111〜3113、接続線3102、3103の配置位置変更と同時に、これらのデータを結ぶ接続点データの座標が、配置位置変更の移動量に応じて変更される。さらに、接続点データ3151、3156の座標変更に伴い接続線データ3101、3104が伸長されて配置位置が変更された形になる。これにより、シンボルデータの配置位置変更に関わらず、シンボル・接続線間の接続関係が維持される。
【0070】
ステップ3503では、ステップ3502における回路図データ記憶部61内の回路図データの更新に関連する機器関係付けデータ、接続部関係付けデータ、機器データ、機器接続部データを獲得する。このうち、機器データ3201〜3205が、ステップ3504において選択され、これがデータ更新対象とすべき機器データとなる。
【0071】
仮にステップ3504において機器データ3203が選択された場合、ステップ3505において、機器データ3203およびこの機器の接続関係を表す機器接続部データ3252、3253の配置位置、座標を地面に沿って平行移動することにより、対応するシンボルデータ3112、接続点データ3152、3155の配置位置、座標に一致させることができるかを検討する。この例の場合、図15に示すように、機器を左方向に平行移動することにより、これらのデータの配置位置、座標を一致させることができる。そこで、ステップ3507において、3次元レイアウトモデルデータ記憶部62中の機器データ3203、機器接続部データ3252、3253の配置位置、座標を更新する。残りの機器データについても、同様の手順で機器データが移動される。
【0072】
以上のように、移動されたシンボル列に関係する機器データを関係付けデータ記憶部63の関係付けデータを活用して特定し、さらに、これらの機器データの配置位置を編集後のシンボル列の配置位置に合わせることにより、回路図内のシンボル列移動に沿った3次元レイアウトモデルデータ記憶部62内の機器配置の更新が実現される。
【0073】
実施の形態4.
実施の形態4は、実施の形態3と同様に、3次元レイアウト設計支援装置を変電所等に設置されるガス絶縁開閉装置を対象として、ガス絶縁開閉装置の各部分データが空間内に配置され、各部分の3次元形状、配置位置、隣接する各部分間の接続関係に基づいて回路図の図形データが設備の実寸に合うように配置されている状態において、3次元レイアウトモデルが変更された場合の変更内容に応じて、回路図の対応するシンボルや接続線の移動や変形を行う3次元レイアウト設計支援装置の実施の形態である。
【0074】
実施の形態4の3次元レイアウト設計支援装置の構成を示すブロック図を図17に示す。図17において、71は回路図データ管理手段、72は3次元レイアウトモデルデータ管理手段、73はデータ連携手段、75は3次元レイアウトモデルデータ編集手段、76は回路図表示手段、77は3次元レイアウトモデル表示手段、80は部品データベース、81は回路図データ記憶部、82は3次元レイアウトモデルデータ記憶部、83は関係付けデータ記憶部である。
【0075】
実施の形態4では、実施の形態3の場合と同様に、回路図データ記憶部81、3次元レイアウトモデルデータ記憶部82、関係付けデータ記憶部83の記憶データとして、図11、図12、図13に示すデータ構造を使用する。
【0076】
図18は、実施の形態4の回路図データ記憶部81内の回路図データ、3次元レイアウトモデルデータ記憶部82内の3次元レイアウトデータ、関係付けデータ記憶部83内の関係付けデータを更新する処理のフローチャートである。
【0077】
このデータ更新動作は、最初に、ステップ4501において利用者による3次元レイアウトモデル編集要求を把握し、ステップ4502において、利用者の3次元レイアウトモデル編集要求を完全に満たすように、3次元レイアウトモデルデータ記憶部82の3次元レイアウトモデルデータを更新する。利用者の編集要求により、編集対象以外の3次元レイアウトモデルデータに不具合、不整合が生じた場合、不具合、不整合が生じた3次元レイアウトモデルデータ記憶部82の3次元レイアウトモデルデータおよび関係付けデータ記憶部83内の関係付けデータは破棄するものとする。
【0078】
ステップ3502では、ステップ4502において編集、破棄された3次元レイアウトモデルデータ記憶部82内の3次元レイアウトデータに関係付けられている回路図データ記憶部81内の回路図データを、3次元レイアウトモデル記憶部82内の3次元レイアウトデータの更新内容に従って更新するものとする。次に、ステップ3502において更新された回路図データ記憶部81内の回路図データに則った形で、ステップ3503からステップ3512にかけて3次元レイアウトモデルデータ記憶部82内の3次元レイアウトモデルデータおよび関係付けデータ記憶部83内の関係付けデータを再構成する。
【0079】
以下、各ステップの処理について述べる。ただし、ステップ3502からステップ3512の処理については、実施の形態3において、図14について説明した処理と同様に処理するので、ここでは説明を省略する。
【0080】
ステップ4501では、3次元レイアウトモデルデータ管理手段71は、3次元レイアウトモデル編集手段75においてマウスおよびキーボードにより指定される機器のID、種別、移動量等を受け取る。ステップ4502では、3次元レイアウトモデルデータ記憶部82内の編集対象の機器データ、機器接続部データに対して、指示通りにデータを更新する。そして、この機器データ更新により機器データおよび機器接続部データと、シンボル・接続線データおよび接続点データとの対応関係が変化する場合、すなわち、これまでの機器関係付けデータ、接続部関係付けデータが有するリンクを書き換えるだけでは表現しきれない機器データ更新が生じた場合、データ連携手段73は、編集対象となった機器データ、機器接続部データに対応づけられていた機器関係付けデータ、接続部関係付けデータも、同時に更新する。その後、データ連携手段73は更新された機器データ、機器接続部データを3次元レイアウトモデルデータ管理手段72から受け取り、関係付けデータ記憶部83内に記述されているデータを基にして、対応するシンボル・接続線データ、接続点データを回路図データ管理手段71に渡す。
【0081】
ステップ3502では、ステップ4502において更新された3次元レイアウトモデルデータ記憶部82内の3次元レイアウトモデルデータ、関係付けデータ記憶部83内の関係付けデータに対応する回路図データ記憶部81内の回路図データを、機器データ更新後の種別、属性、配置位置などに応じて更新する。以下のステップ3503からステップ3512における処理に関する説明は、実施の形態3において図13の説明内容と同一である。以上の処理により、ステップ4501における利用者からの3次元レイアウトモデル編集要求は、ステップ4502、ステップ3507、ステップ3508、ステップ3511において3次元レイアウトモデルデータ記憶部82内の3次元レイアウトモデルデータに反映されるとともに、ステップ3502において回路図データ記憶部81内の回路図データに反映される。
【0082】
この実施の形態4のデータ連携手段83におけるシンボル・接続線データの配置座標と機器データの配置座標との比較機能、および、接続点データの座標と機器接続部データの座標との比較機能において、3次元レイアウトモデルデータ記憶部82の3次元レイアウトモデルデータ中に記述されている3次元座標の高さを表す座標値を無視し、2次元座標同士を比較するようにすると平面的に表示した回路図データと3次元レイアウトモデルデータとが連携できる(請求項4に記載の構成の場合)。
【0083】
また、データ連携手段83におけるシンボル・接続線データの配置座標と機器データの配置座標との比較機能、および、接続点データの座標と機器接続部データの座標との比較機能において、3次元レイアウトモデルデータ記憶部82の3次元レイアウトモデルデータに記述されている3次元座標同士で比較するようにすると3次元図形化した回路図データと3次元レイアウトモデルデータとが連携できる(請求項8に記載の構成の場合)。
【0084】
図19、図20に、3次元レイアウトモデルデータが変更された場合の変更内容に応じて3次元図形データの更新例を示す。図19は3次元レイアウトモデル内の機器の種別変更により、回路図内のシンボル、接続線と機器との対応関係が更新される例を示し、図20は3次元レイアウトモデル内の機器の移動により、回路図内のシンボル、接続線の配置位置が更新される例を示している。
【0085】
図19に示すシンボル、接続線データの更新が、図18に示すフローチャートにおいてどのように実現されるかを、図11、図12、図13に示す各種データ構造の実例によって説明する。
【0086】
ステップ4501において、利用者の指示により機器データ3203が遮断器、変流器の複合機器である図19に記載の機器データ3207に対応するデータに更新された場合を考える。ステップ4502において、遮断器、変流器であるシンボル3111〜3113に関係付けられている3次元レイアウトモデルデータ記憶部62内の機器データ3202〜3204が破棄されて図19に記載の機器データ3207に対応するデータに置き換えられ、また、図19に記載の機器データ3207を導入することにより消失する機器接続部データ3252、3253を破棄した後、破棄されたデータに対応していた機器関係付けデータ、接続部関係付けデータが強制的に破棄される。代わりにシンボルデータ3111〜3113、接続線データ3102、3103、機器データ3207に対応する機器関係付けデータが生成され、機器接続部データ3251、3254とのリンクが生成される。これは、新たに置き換えられた図19に記載の機器データ3207が、シンボルデータ3111〜3113、接続線データ3102、3103に対応づけられる複合機器であるため、これまでシンボルデータ3111〜3113、接続線データ3102、3103に対応していた関係付けデータ記憶部83内の関係付けデータを破棄し、複合機器に適した新しい関係付けデータを生成しなければならないためである。
【0087】
ステップ3502では、ステップ4502における機器データ編集、新しい関係付けデータ生成に応じて、シンボル3112、接続線3102、3103、接続点3153、3154の配置位置、座標が変更される。シンボル・接続線データに対するこのデータ更新は、導入された機器データ3207が機器接続部3251、3254を基準にして配置されることに起因する。機器データ3207が有する他部品への接続口が、変流器一体化により短くなっているため、機器データ3207に対応するシンボル、接続線、接続点の配置位置が全体的に右に移動されてしまうのである。このように、関係付けデータにより記述される機器データとシンボルの関連付けを基にして、利用者の機器データ編集要求に応じたシンボル・接続線データの更新が、ステップ3502において実現される。
【0088】
ステップ3503、ステップ3504では、ステップ3502におけるデータ更新の影響を受ける3次元レイアウトモデルデータは既に存在しないので、ここで処理は終了する。
【0089】
以上のように、利用者の機器データ編集要求に従って3次元レイアウトモデルデータを更新した後に、更新後の3次元レイアウトモデルデータに則した回路図データ更新を実行する。そして、更新された回路図データ更新に則って、3次元レイアウトモデルデータを改めて更新する。これにより、回路図データと3次元レイアウトモデルデータ間での整合性が適切に維持されており、かつ、利用者の3次元レイアウトモデルの機器種別変更要求を忠実に反映した回路図データ更新、3次元レイアウトモデルデータ更新が実現される。
【0090】
最後に、図20に示す機器データ移動が、図18に示すフローチャートにおいてどのように実現されるかを、図11、図12、図13に示す各種データのデータ構造の実例によって説明する。
【0091】
ステップ4501において、利用者の指示により機器データ3202〜3204が左方向に移動された場合を考える。この場合、ステップ4502において、3次元レイアウトモデルデータ記憶部82内の機器データ3202〜3204の配置位置、および、これらがリンクを有する機器接続部データ3251〜3254の座標を、利用者が指示した移動量に従って更新する。
【0092】
ステップ4502を受けてステップ3502では、ステップ4502において更新されたデータに対応するシンボルデータ3111〜3113、接続線データ3102、3103の配置位置接続点データの座標が、対応する機器データ、機器接続部データの移動量に応じて更新される。
【0093】
その後、ステップ3503では、ステップ3502におけるデータ更新の影響を受ける3次元レイアウトモデルとして、ステップ3502において伸長された接続線データ3101、3104に対応する機器データ3201、3205、機器接続部データ3251、3254が獲得される。これらの機器データが、ステップ3504において選択される、データ更新対象とすべき機器データとなる。
【0094】
仮にステップ3504において機器データ3201が選択された場合を考える。この例におけるステップ3505では、この機器を平行移動するだけでは対応する接続線、接続点と配置位置、座標を一致させることはできない。ステップ3502において接続線データ3101が伸長されているため、接続線データ3101の長さと機器データ3201の長さが異なるためである。
【0095】
そのため、この例では、機器データ3201はステップ3508において破棄され、ステップ3509において、接続線データ3101の長さと一致する図20の機器データ3208が部品データベース80から選択される。ステップ3511において、選択された図20の機器データ3208は3次元レイアウトモデルデータ記憶部82に入力されると同時に、機器接続部データ、機器関係付けデータとのリンクが生成される。
【0096】
以上のように、利用者の機器移動要求に従って、回路図内のシンボル・接続線の配置位置も適切に更新される。また、回路図の更新に伴って交換しなければならない機器データについても、部品データベース80の運用により自動的に選択、挿入することできる。
【0097】
実施の形態5.
実施の形態5は、実施の形態1〜4に示した回路図の図形データと対応付けされた3次元レイアウトモデルの回路図データの一部または全体と3次元レイアウトモデルの対応する部分の平面投影図とを同一画面に重ねあわせて表示する機能を備えた3次元レイアウト設計支援装置である。
【0098】
図21は、実施の形態2の構成に3次元レイアウトモデルの回路図データの一部または全体と3次元レイアウトモデルの対応する部分の平面投影図とを同一画面に重ねあわせて表示する機能を加えた実施の形態5の3次元レイアウト設計支援装置の構成を示すブロック図である。図21は実施の形態2の構成を示すブロック図の図7に重ね合わせ表示手段を付加したものである。図21において、3次元レイアウトモデル管理手段22、回路図表示手段26、3次元レイアウトモデル表示手段27、部品データベース30、3次元レイアウトモデルデータ記憶部32、回路図データ管理手段41、データ連携手段43、回路図データ記憶部46、関連付けデータ記憶部48は図6の構成のものと同一である。28は重ね合わせ表示手段である。
【0099】
回路図データ管理手段41、3次元レイアウトモデル管理手段22、データ連携手段43、部品データベース30は、実施の形態5の回路図データ記憶部46回路図データとそれに対応付けされた3次元レイアウトモデル記憶部32の3次元レイアウトモデルデータを同一画面に表示することには直接的には関係ないが、回路図データ記憶部46、および3次元レイアウトモデル記憶部32のデータ構造を部品データベース30を参照するように構成した場合に部品データベース30が必要になる。ここでは、回路図データ記憶部46、および3次元レイアウトモデル記憶部32のデータは、詳細形状データまで含む形のデータ構造であるとして説明するので、部品データベース30は必須ではない。また、回路図データ記憶部46回路図データの一部と3次元レイアウトモデルデータ記憶部32の3次元レイアウトモデルデータの対応する部品を重ね合わせする場合にデータ連携手段43が必要になるが、この実施の形態5では回路図全体を表示対象とするため、データ連携手段43は必須ではない。
【0100】
重ね合わせ表示手段28は、回路図データ記憶部46内の回路図データを読み込み、あらかじめ設定された表示スケール、表示姿勢、表示用配置位置などの表示属性に基づき回路図データから表示用のデータを作成しすると同時に、3次元レイアウトモデルデータ記憶部32内の3次元レイアウトモデルデータを読み込み、回路図データのときと同じ表示属性に基づき3次元レイアウトモデルデータを平面に投影して表示用のデータを作成する。次に、重ねあわせ表示手段28は、上記で作成した回路図データの表示データと、3次元レイアウトモデルデータの表示データを重ね合わせ表示手段28の表示画面に重ねあわせて表示する。
【0101】
図22は、重ね合わせ表示手段28における上記の処理過程を説明した図である。図22(a)は回路図データをあらかじめ設定された表示スケール、表示姿勢、表示用配置位置などの表示属性に基づき回路図データ記憶部46から表示する回路図データを取り出し表示した図である。図22(b)は3次元レイアウトモデルデータ記憶部32の3次元レイアウトモデルデータを取り出し、回路図データの場合と同一の表示スケール、表示姿勢、表示用配置位置などの表示属性に基づき表示した図である。図22(c)は図21(a)の回路図データを表示した画面と、図22(b)の3次元レイアウトモデルデータを表示した画面を重ねあわせ表示手段28の表示画面に重ね合わせて表示した図である。
【0102】
以上のような処理により、回路図データと3次元レイアウトモデルデータとを同一の表示スケール、表示姿勢、表示用配置位置などの表示属性に基づき作成した図を重ね合わせた図を表示装置に表示することで、回路の情報と3次元レイアウトモデルの様子を同時にかつ容易に把握できる3次元レイアウト設計支援装置を実現することができる。
【0103】
図22は実施の形態2の構成に3次元レイアウトモデルの回路図データの一部または全体と3次元レイアウトモデルの対応する部分の平面投影図とを同一画面に重ねあわせて表示する機能を加えたものであるが、実施の形態3、4の場合にも同様に重ね合わせ表示手段を付加し回路図データを2次元で表示することにより同様に表示することができる。
【0104】
実施の形態6.
実施に形態6は、変電所等に設置されるガス絶縁開閉装置の回路図データのシンボルや接続線などの図形データの並びに基づいて対応する機器データを空間内に配置するとともに、各機器の3次元形状、配置位置、隣接する機器間の接続位置に基づいて、元の回路図データの各図形データに高さ情報を与えたり接続線を変形するなどして3次元図形に変換する実施の形態である。
【0105】
この実施の形態6の3次元レイアウト設計支援装置の構成を示すブロック図を図23に示す。図23は実施の形態2のブロック図の図7の構成と同一であり、回路図データ管理手段、データ連携手段、回路図データ記憶部および回路図表示手段の機能が異なるものである。図23において、91は回路図データ管理手段71、93はデータ連携手段、94は回路図データ記憶部、96は回路図表示手段である。
【0106】
回路図データ管理手段91は、対象装置のガス絶縁開閉装置の回路図に関して、各図形の種類、回路図上での配置位置、図形間の論理的な接続関係、所要定格などの属性情報を回路図データ記憶部94に図形データとして保持し管理する。回路図表示手段96は、このようにして管理された回路図データを表示画面に表示する。
【0107】
3次元レイアウトモデルデータ管理手段22は、対象装置のガス絶縁開閉装置を構成している各部分の3次元形状とその配置位置、隣接する機器間の物理的な接続関係および接続位置、機器の形名や定格などの属性情報を3次元レイアウトモデルデータ記憶部32内に3次元レイアウトモデルデータとして保持し管理する。3次元レイアウトモデル表示手段27は、3次元レイアウトモデルデータ記憶部32内の3次元レイアウトモデルデータを任意の視線方向から見た投影図を表示画面に表示する。
【0108】
この実施の形態6において、データ連携手段93は、回路図データ管理手段91を介して回路図データ記憶部94内の回路図データを読み込み、回路図データを構成している各図形データの種類、所要定格などの図形属性情報、図形間の論理的な接続関係を判別し、これらのデータをキーにして部品データベース30を検索し、その結果として得られる機器データ群と回路図の図形データとの間の対応付けを行ない、図形データと機器データとの対応関係を作成し、関係付けデータ記憶部48に関係付けデータとして保持し管理される。次に、データ連携手段93は、回路図の図形データ間の論理的な接続関係に基づいて機器データ間の物理的な接続関係を求め、隣接する機器間で接続点の位置を合わせることにより機器データを3次元空間内で配置し、結果を3次元レイアウトモデルデータ記憶部32内に3次元レイアウトモデルデータとして格納し、さらに、3次元レイアウトモデルデータの各機器の3次元形状およびその配置位置、機器間の物理的な接続関係および接続位置に基づいて、回路図に対応する図形データが機器の実寸に合うように移動、回転、拡大縮小などの変形を行なうともに、図形データに高さ方向の情報を与えて3次元図形化して回路図データ記憶部94の回路図データを更新する。回路図データ表示手段96は回路図データ記憶部94内の更新された回路図データを表示画面に表示する。
【0109】
図24は、データ連携手段93における上述の処理過程を説明した図である。図24(a)は初期状態の回路図データ、図24(b)は回路図の図形データと3次元レイアウトモデルデータの機器データの対応付けの様子、図24(c)は回路図の図形データの論理的な接続関係に基づいて機器データ群を3次元空間内で配置する様子、図24(d)は3次元レイアウトモデルデータの機器データの配置位置や隣接する機器間の物理的な接続関係および接続位置に基づいて回路図の対応する図形データを3次元図形化し、これを任意の視線方向から見た様子を表示した投影図である。
【0110】
図25は3次元レイアウトモデルデータの機器データの配置位置や隣接する機器間の物理的な接続関係および接続位置に基づいて回路図の対応する図形データを3次元化する処理を詳細に説明した図である。図25(a)は、データ連携手段93における前半部の処理によって回路図の図形データと3次元レイアウトモデルの機器データとの対応付けを行ない、機器を配置した状態を示しており、回路図6001の破線で囲まれた図形部分6002と機器6003とが対応づけられている。ここでは、回路図の図形データの高さをゼロと見倣したものを任意の視線方向から見た投影図である。機器6003は、2つの変流装置と1つの遮断装置からなる複合機器であり、各装置は機器内部で所定の高さを持つとともにこの機器に接続する隣接機器との接続位置も所定の高さを持つ。データ連携手段93はこれらの高さを反映するために、図25(b)に示すように、シンボル6004、6006、6008を鉛直方向に移動し、さらに接続線6005、6007を3次元の折れ線に変形して、図25(c)に示したような結果となる。同様の処理を回路図の他の部分に関しても行なう。
【0111】
以上のような処理により、回路図を3次元化することにより回路図上でも設備配置の様子を容易に把握できる3次元レイアウト設計支援装置を実現することができる。
【0112】
実施の形態7.
実施の形態7は、実施の形態6の構成に重ね合わせ表示手段を付加して、3次元化された回路図データの一部または全体と3次元レイアウトモデルの対応する部分とを任意の視線方向から見た投影図を表示画面に重ねあわせて表示する実施の形態である。
【0113】
この実施の形態7の3次元レイアウト設計支援装置の構成を示すブロック図を図26に示す。図26は実施の形態6のブロック図の図23の構成に重ね合わせ表示手段を付加したものである。図26において、98は重ね合わせ表示手段である。その他の構成は図23と同一である。回路図データ管理手段91、3次元レイアウトモデル管理手段22、部品データベース30は、この実施の形態7では直接的に必要なものではないが、回路図データ記憶部94内の回路図データ、3次元レイアウトモデルデータ記憶部32内の3次元レイアウトモデルデータの更新に必要なものである。回路図データ記憶部94内の回路図データ、および3次元レイアウトモデルデータ記憶部32内の3次元レイアウトモデルデータは、実施の形態6において、詳細形状データまで含む形のデータ構造に更新されているとして説明する。
【0114】
重ね合わせ表示手段98は、更新され3次元化された回路図データ記憶部94の回路図データを読み込み、あらかじめ設定された表示スケール、表示姿勢、表示用配置位置などの表示属性に基づき回路図データから表示用のデータを作成しすると同時に、3次元レイアウトモデルデータ記憶部32内の3次元レイアウトモデルデータを読み込み、回路図データのときと同じ表示属性に基づき3次元レイアウトモデルを平面に投影して表示用のデータを作成する。次に、上記で作成した回路図データの表示データと、3次元レイアウトモデルの表示データを表示画面に重ねあわせて表示する。
【0115】
図27は、重ね合わせ表示手段98における上述の処理過程を説明した図である。図27(a)は回路図データをあらかじめ設定された任意の視線方向かた見た投影図から表示用データを作成した図である。図27(b)は3次元レイアウトモデルを回路図データの場合と同一の任意の視線方向から見た投影図から表示用データを作成した図である。図27(c)は図27(a)の3次元化された回路図データから表示データを作成した図と、図27(b)の3次元レイアウトモデルから表示データを作成した図を重ねあわせた表示データである。
【0116】
また、図28は、重ね合わせ表示手段98における上述の処理過程を、回路図の一部とその回路図に対応する3次元レイアウトモデルの部分を重ねあわせて表示する方法を説明した図である。図28(a)は3次元化された回路図の概念図である。この例では7011の部分が7012の部分の7013の視線方向手前に存在するため、7013の視線方向に投影すると7011の部分と7012の部分が重なる。図28(b)は3次元化された回路図の一部分である7011の部分を省き、7012の部分の回路データを、あらかじめ設定された任意の視線方向から見た投影図から表示データを作成した図である。図28(c)はこの3次元化された回路図の一部のデータから、関連付けデータをたどることにより対応する3次元レイアウトモデルを検出し、その3次元レイアウトモデルを回路図データの場合と同一の任意の視線方向から見た投影図から表示用データを作成した図である。図28(d)は図28(b)の3次元化された回路図データから表示データを作成した図と、図28(c)の3次元レイアウトモデルから表示データを作成した図を重ねあわせた表示データである。
【0117】
以上のような処理により、回路図と3次元レイアウトモデルとを同一の任意の視線方向から見た投影図を重ね合わせ表示手段98の表示画面に表示することで、回路の情報と3次元レイアウトモデルの様子を同時にかつ容易に把握できる3次元レイアウト設計支援装置を実現することができる。また、回路図の一部とこれに対応する3次元レイアウトモデルの一部を任意の視線方向から見た投影図を重ねあわせた図を重ね合わせ表示手段の表示画面に表示することにより、視線方向に多数の部品が重なり合う場合にも、装置の詳細構成が容易に把握できる3次元レイアウト設計支援装置を実現することができる。
【0118】
【発明の効果】
この発明の請求項1に係る3次元レイアウト設計支援装置は、回路図データを構成している図形データの属性情報を判別して、部品データベースから図形データに対応する部品データを抽出し、抽出した部品の部品データと図形データとの対応付けを行い、回路図データの図形データ相互間の論理的な接続情報から決まる接続位置、方向に関する拘束条件に基づいて、各図形データに対応する各部品データを3次元空間内で配置して3次元レイアウトモデルデータを作成し、3次元レイアウトモデル図形を表示画面に表示するように構成したので、対象装置の各部品の選定の繁雑さと選定ミスがなくなり、空間上での部品レイアウトが簡単になり作業時間を軽減できるようになり、3次元レイアウト設計の作業効率を大幅に向上させることができる。
【0119】
この発明の請求項2に係る3次元レイアウト設計支援装置によれば、3次元レイアウトモデルだけでなく回路図上でも対象装置の配置状況を少なくとも平面レベルで把握できるようになり、操作性と対象装置の構成の回路図からも理解し易くなる。
【0120】
この発明の請求項3に係る3次元レイアウト設計支援装置によれば、回路図データの図形データに対する回転移動、変形、並びに置換、及び属性情報に対する編集が行われた際に、全ての部品の3次元空間内での配置位置を求め、3次元レイアウトモデルデータの対応する部品データを変更して3次元レイアウトモデルデータを更新するようにしたので、回路図データと3次元レイアウトモデルデータとの間で常に整合性を保ったままでデータを管理することができる。
【0121】
この発明の請求項4に係る3次元レイアウト設計支援装置によれば、3次元レイアウトモデルデータの部品データに対する回転移動、変形、並びに置換、及び部品属性情報に対する編集が行われた際に、回路図データの対応する図形データを変更して回路図データを更新するようにしたので、回路図データと3次元レイアウトモデルデータとの間で常に整合性を保ったままでデータを管理することができる。
【0122】
この発明の請求項5に係る3次元レイアウト設計支援装置は、請求項1〜請求項4の構成の回路図データ記憶部に記憶された回路図データの一部または全体と、これに対応する部品の3次元レイアウトモデルデータ記憶部の3次元レイアウトモデルデータの平面投影図とを同一の画面に重ね合わせて表示する重ね合わせ表示手段を備えた構成としたので、回路図の図形データと3次元レイアウトモデルの部品の外形が同じ位置に表示され、論理的な回路図と実際の部品のレイアウトの関係が一目して分かり、部品認識のための操作が不要となり、部品の誤認が減少して作業効率が向上し、さらに、全ての部品を表示すると、部品が前後方向に重なり部品同士を判別しにくくなる場合でも、表示する回路図を一部、あるいは表示する3次元レイアウトモデルを一部に限ることで重なりのない判別しやすい画面が表示でき、多数の部品が存在する複雑な対象でも作業効率が向上する。
【0123】
この発明の請求項6に係る3次元レイアウト設計支援装置は、3次元レイアウトモデルデータ記憶部に記憶された部品データに関する、各部品の3次元形状、配置位置、隣接する部品間の接続位置に基づいて、回路図データの対応する図形データを3次元図形化するようにしたので、3次元レイアウトモデルだけでなく回路図上でも対象装置の配置状況を3次元レベルで把握できるようになり、簡単な操作で対象装置の回路図上でも理解を高める効果がある。
【0124】
この発明の請求項7に係る3次元レイアウト設計支援装置は、回路図データ記憶部に記憶された3次元図面化された回路図データの一部または全体と、これに対応する部品の3次元レイアウトモデルデータ記憶部に記憶された3次元レイアウトモデルデータの3次元図形とを同一の画面に重ね合わせて表示する重ね合わせ表示手段を備えた構成としたので、論理的な回路図と実際の部品のレイアウトの関係が一目して分かり、部品認識のための操作が不要となり、部品の誤認が減少して作業効率が向上し、さらに、任意の視点方向からの投影図に、全ての部品を表示すると、部品が前後方向に重なり部品同士を判別しにくくなる場合でも、表示する3次元化された回路図を一部に限る、あるいは表示する3次元レイアウトモデルを一部に限って表示することにより、重なりのない判別しやすい画面が表示でき、多数の部品が存在する複雑な対象でも効率よくレイアウト作業ができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 実施の形態1の3次元レイアウト設計支援装置の構成を示すブロック図である。
【図2】 対象装置のガス絶縁開閉装置の一例の回路図である。
【図3】 図2の回路図の構成を3次元空間内に配置した構成図である。
【図4】 図1の3次元レイアウト設計支援装置の操作手順を示すフローチャートである。
【図5】 図2の回路図の図形と3次元レイアウトモデルの各部分の対応関係を示す図である。
【図6】 図5の各部品データを3次元空間内に配置する様子を示す図である。
【図7】 実施の形態2の3次元レイアウト設計支援装置の構成を示すブロック図である。
【図8】 図7の実施の形態2の処理過程の説明図である。
【図9】 3次元レイアウト装置の回路図に対応する図形データを変形処理する過程の説明図である。
【図10】 実施の形態3の3次元レイアウト設計支援装置の構成を示すブロック図である。
【図11】 回路図データ記憶部の図形データの例を示す図である。
【図12】 3次元レイアウトモデルデータ記憶部の各部品ベータの例を示す図である。
【図13】 関係付けデータ記憶部の関係付けデータの例を示す図である。
【図14】 実施の形態3の処理の流れを示すフローチャートである。
【図15】 回路図内のシンボル、接続線に付与された定格の変更により3次元レイアウトモデル内の対応する機器の種別が更新される例を示す図である。
【図16】 回路図内のシンボル、接続線の移動により3次元レイアウトモデル内の対応する機器の配置位置が更新される例を示す図である。
【図17】 実施の形態4の3次元レイアウト設計支援装置の構成を示すブロック図である。
【図18】 実施の形態4の処理の流れを示すフローチャートである。
【図19】 3次元レイアウトモデルデータ記憶部内の機器の種別変更により、シンボル、接続線と機器の対応関係が更新される例を示す図である。
【図20】 3次元レイアウトモデルデータ記憶部内の機器の移動により回路図内の接続線の配置位置が更新される例を示す図である。
【図21】 実施の形態5の3次元レイアウト設計支援装置の構成を示すブロック図である。
【図22】 実施の形態5の重ね合わせ表示手段の処理過程を説明した説明図である。
【図23】 実施の形態6の3次元レイアウト設計支援装置の構成を示すブロック図である。
【図24】 実施の形態6の図23による処理過程を示す説明図である。
【図25】 3次元レイアウトモデルの物理的な接続関係および接続位置に基づいて対応する図形データを3次元化する処理の説明図である。
【図26】 実施の形態7の3次元レイアウト設計支援装置の構成を示すブロック図である。
【図27】 実施の形態7の重ね合わせ表示手段の処理過程を説明した説明図である。
【図28】 実施の形態7の重ね合わせ表示手段による回路図と回路図に対応する3次元レイアウトモデルデータの重ね合わせ表示の状況の説明図である。
【図29】 従来のレイアウト設計を計算機上で支援する基盤レイアウト装置の構成を示すブロック図である。
【図30】 図29の基板レイアウト装置の動作フローチャートである。
【符号の説明】
21 回路図データ管理手段、
22 3次元レイアウトモデルデータ管理手段、23 データ連携手段、
26 回路図表示手段、27 3次元レイアウトモデル表示手段、
28 重ね合わせ表示手段、30 部品データベース、31 回路図データ記憶部、
32 3次元レイアウトモデルデータ記憶部、33 関係付けデータ記憶部、
41 回路図データ管理手段、43 データ連携手段、46 回路図表示手段、
48 関係付けデータ記憶部、51 回路図データ管理手段、
52 3次元レイアウトモデルデータ管理手段、53 データ連携手段、
54 回路図編集手段、56 回路図表示手段、
57 3次元レイアウトモデル表示手段、60 部品データベース、
61 回路図データ記憶部、62 3次元レイアウトモデルデータ記憶部、
63 関係付けデータ記憶部、71 回路図データ管理手段、
72 3次元レイアウトモデルデータ管理手段、73 データ連携手段、
75 3次元レイアウトモデル編集手段、76 回路図表示手段、
77 3次元レイアウトモデル表示手段、80 部品データベース、
81 回路図データ記憶部、82 3次元レイアウトモデルデータ記憶部、
83 関係付けデータ記憶部、91 回路図データ管理手段、93 データ連携手段、
94 回路図データ記憶部、96 回路図表示手段、98 重ね合わせ表示手段、
1001,1002 断路機能、1003,1007 接地開閉機能、
1004,1006 変流機能、1005 遮断機能、1011,1012 断路器、
1013,1015 接地開閉器、1014 変流器と遮断器の複合機器、
1016〜1022 母線タンク部品。
Claims (7)
- 回路図を構成する部品の図形を表現して前記部品の属性情報を含む図形データと前記部品間の論理的な接続関係とを表す回路図データを記憶する回路図データ記憶部、
前記部品の属性情報と前記部品の3次元形状情報と接続点の位置とを有する部品データとして記憶する部品データベース、
複数の前記部品が3次元空間に配置された状態を前記部品データによって表現する3次元レイアウトモデルを記憶する3次元レイアウトモデルデータ記憶部、
前記3次元レイアウトモデルを表示する3次元レイアウトモデル表示手段、及び
前記回路図データ記憶部の前記図形データの前記属性情報を検索キーとして前記図形データに対応する第一部品の前記部品データを前記部品データベースから抽出し、
前記論理的な接続関係から前記第一部品に隣接する前記図形データに対応する第二部品の前記部品データを前記部品データベースから抽出し、
前記第一部品の前記部品データの接続点の位置が前記第二部品の前記部品データの接続点の位置と合致し、方向に関する拘束条件を満たす第二部品の3次元空間内での配置位置を求め、
前記3次元レイアウトモデルデータ記憶部に配置された前記第二部品の前記部品データとして記憶させるデータ連携手段、
を備えた3次元レイアウト設計支援装置。 - データ連携手段は、第二部品の3次元レイアウトモデルの部品データの3次元形状、配置情報、及び接続点の位置を用いて、前記第二部品に対応する回路図の図形データを各部品の実寸に比例するように回転移動、または拡大縮小して回路図データを更新することを特徴とする請求項1に記載の3次元レイアウト設計支援装置。
- 回路図データの図形データに対する回転移動、変形、並びに置換、及び属性情報に対する編集を行う回路図データ管理手段を備え、
データ連携手段は、前記回路図データが編集された際に、全ての部品の3次元空間内での配置位置を求め、3次元レイアウトモデルデータの対応する部品データを変更して3次元レイアウトモデルデータを更新することを特徴とする請求項1に記載の3次元レイアウト設計支援装置。 - 3次元レイアウトモデルデータの部品データに対する回転移動、変形、並びに置換、及び部品属性情報に対する編集を行う3次元レイアウトモデルデータ管理手段を備え、
データ連携手段は、前記3次元レイアウトモデルデータが編集された際に、回路図データの対応する図形データを変更して回路図データを更新することを特徴とする請求項2に記載の3次元レイアウト設計支援装置。 - 回路図データ記憶部に記憶された回路図データの一部または全体と、これに対応する部品の3次元レイアウトモデルデータ記憶部の3次元レイアウトモデルデータの平面投影図とを同一の画面に重ね合わせて表示する重ね合わせ表示手段を備えたことを特徴とする請求項1乃至請求項4のいずれかに記載の3次元レイアウト設計支援装置。
- 3次元レイアウトモデルデータ記憶部に記憶された部品データに関する、各部品の3次元形状、配置位置、隣接する部品間の接続位置に基づいて、回路図データの対応する図形データを3次元図形化することを特徴とする請求項1乃至請求項4に記載の3次元レイアウト設計支援装置。
- 回路図データ記憶部に記憶された3次元図形化された回路図データの図形データの一部または全体と、これに対応する部品の3次元レイアウトモデルデータ記憶部に記憶された3次元レイアウトモデルデータの3次元図形とを同一の画面に重ね合わせて表示する重ね合わせ表示手段を備えたことを特徴とする請求項6に記載の3次元レイアウト設計支援装置。
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