JP7462473B2 - Piping, wiring or duct route creation device, piping, wiring or duct route creation method - Google Patents
Piping, wiring or duct route creation device, piping, wiring or duct route creation method Download PDFInfo
- Publication number
- JP7462473B2 JP7462473B2 JP2020086513A JP2020086513A JP7462473B2 JP 7462473 B2 JP7462473 B2 JP 7462473B2 JP 2020086513 A JP2020086513 A JP 2020086513A JP 2020086513 A JP2020086513 A JP 2020086513A JP 7462473 B2 JP7462473 B2 JP 7462473B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- route
- piping
- learning
- wiring
- duct
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 26
- 238000010845 search algorithm Methods 0.000 claims description 15
- 230000006870 function Effects 0.000 claims description 9
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims description 6
- 238000013135 deep learning Methods 0.000 claims description 6
- 230000035882 stress Effects 0.000 claims description 4
- 230000008646 thermal stress Effects 0.000 claims description 4
- 230000005514 two-phase flow Effects 0.000 claims description 4
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 8
- 230000002068 genetic effect Effects 0.000 description 5
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 4
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 4
- 230000009471 action Effects 0.000 description 3
- 230000008569 process Effects 0.000 description 3
- 238000004378 air conditioning Methods 0.000 description 1
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 description 1
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- 238000007796 conventional method Methods 0.000 description 1
- 238000012938 design process Methods 0.000 description 1
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 1
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Management, Administration, Business Operations System, And Electronic Commerce (AREA)
Description
本発明は、配管又は配線又はダクトのルートの自動設計技術に係り、特に、発電プラントや鉄道関連施設等の複雑なルート設計に適用して有効な技術に関する。 The present invention relates to an automatic design technology for piping, wiring, or duct routes, and in particular to a technology that is effective when applied to the design of complex routes in power plants, railway-related facilities, etc.
火力発電プラントや原子力発電プラント、石油化学プラント、鉄道関連施設等では、膨大な量の機器や配管、空調ダクト、ケーブルトレイ等が建屋内に配置される。また、これらの施設では、安全性確保の観点から多重の安全系統の配備が必要とされる場合も多く、そのための配管又は配線又はダクトのルート設計には、多種多様な設計ルールの適用を必要とするとともに、熟練者並みの信頼性の高い設計が求められる。 At thermal power plants, nuclear power plants, petrochemical plants, railway-related facilities, and other facilities, huge amounts of equipment, piping, air conditioning ducts, cable trays, and so on are arranged inside the buildings. Furthermore, in these facilities, it is often necessary to install multiple safety systems to ensure safety, and the design of the piping, wiring, and duct routes for this requires the application of a wide variety of design rules and demands highly reliable designs on a par with those of experienced engineers.
本技術分野の背景技術として、例えば、特許文献1のような技術がある。特許文献1には「配管の施工性を考慮した、遺伝的アルゴリズムによる配管自動ルーティング方法」が開示されている。 As background technology in this technical field, for example, there is technology such as that described in Patent Document 1. Patent Document 1 discloses "an automatic piping routing method using a genetic algorithm that takes into account the ease of piping installation."
また、特許文献2には「配管ルートを探索するためのルート探索部と、複数の配管ルートを整列させるためのルート整列部を、備えた配管ルート作成装置、作成方法およびプログラム」が開示されている。
上記特許文献1では、配管ルートの作成に遺伝的アルゴリズムを適用し、配管ルートの施工性を得点化している。この方法により、配管施工性の良いルートを複数生成し、複数の候補の得点から、準最適な配管ルートを選択できる。 In the above-mentioned Patent Document 1, a genetic algorithm is applied to the creation of piping routes, and the workability of the piping routes is scored. This method generates multiple routes with good piping workability, and a quasi-optimal piping route can be selected from the scores of the multiple candidates.
また、上記特許文献2では、配管ルートを探索するルート探索部と、複数の配管ルートを整列させるルート整列部の、複数の手段を備えている。これらの手段の構成により、配管ルート設計の処理の効率を向上させている。
In addition, the above-mentioned
しかしながら、プラントの種類によっては、数百以上の多数で、かつ多種多様な設計ルールが規定されている場合があり、これらの多数かつ多種多様なルールの取り扱い方法については、特許文献1,2のいずれにも記載されていない。
However, depending on the type of plant, a large number of design rules (more than several hundred) may be prescribed, and neither Patent Document 1 nor
幾つかのプラントの配管自動設計では、多数の設計ルールの適用の困難性が、自動設計の実現に障害となっていた。すなわち、非常に多数の設計ルールを順守する必要のある配管を自動設計する場合、より効果的に設計ルールをルート生成及び選択過程に取り込む必要があった。 In the automated design of piping for some plants, the difficulty of applying a large number of design rules has been an obstacle to realizing automated design. In other words, when automatically designing piping that must comply with a large number of design rules, it was necessary to more effectively incorporate the design rules into the route generation and selection process.
しかしながら、遺伝的アルゴリズム等のアルゴリズムを用いて、配管ルートに多数のルールを適用させるためには、プログラミング作業が非常に煩雑な作業となり、実現が困難であった。また、仮に多数のルールをプログラムに取り込めた場合でも、ルート探索に多大な時間を必要とする可能性があるとともに、ルート探索ができない可能性があった。 However, using algorithms such as genetic algorithms to apply a large number of rules to piping routes requires extremely cumbersome programming work, making it difficult to implement. Even if a large number of rules could be incorporated into a program, route search could take a significant amount of time, and there was a possibility that route search would not even be possible.
また、熟練者の経験で作成した配管を模倣する場合、これらの配管形状を具体的な設計ルールに全て体系化することは困難であった。これらの場合においても、アルゴリズムを用いて、プログラムで全て自動設計に適用することは現実的では無かった。 In addition, when imitating piping created based on the experience of an expert, it is difficult to systematize all of these piping shapes into specific design rules. Even in these cases, it is not realistic to use algorithms and apply them all to automatic design using a program.
そこで、本発明の目的は、配管又は配線又はダクトのルートの自動設計において、多数かつ多種多様な設計ルールを適用しつつ、熟練者並みの信頼性の高いルート作成が可能な配管又は配線又はダクトのルート作成装置及び配管又は配線又はダクトのルート作成方法を提供することにある。 The object of the present invention is to provide a piping, wiring, or duct route creation device and a piping, wiring, or duct route creation method that can create routes with the same reliability as an expert while applying a large number and wide variety of design rules in the automatic design of piping, wiring, or duct routes.
上記課題を解決するために、本発明は、セルを生成するセル生成装置と、ルート探索アルゴリズムによりルートを生成するルート探索装置と、ルート選択アルゴリズムによりルートを選択するルート選択装置と、ルートを実座標に変換する実座標変換装置と、ルートの情報を含むデータセットと、前記データセットを学習する学習手段と、前記学習手段により学習した結果を利用する学習運用手段と、を備え、前記学習手段により学習した結果を、前記ルート探索装置によるルートの生成および前記ルート選択装置によるルートの選択の少なくともいずれか一方に利用することを特徴とする。 In order to solve the above problems, the present invention provides a cell generation device that generates cells, a route search device that generates routes using a route search algorithm, a route selection device that selects a route using a route selection algorithm, a real coordinate conversion device that converts routes into real coordinates, a dataset that includes route information, learning means that learns the dataset, and learning operation means that utilizes the results of learning by the learning means, and is characterized in that the results of learning by the learning means are utilized for at least one of the route generation by the route search device and the route selection by the route selection device.
また、本発明は、(a)空間を複数セルに分割し、ルートを敷設可能なセルを他のセルと区別する工程、(b)ルート探索アルゴリズムによりルートを生成する工程、(c)ルート選択アルゴリズムによりルートを選択する工程、を有する配管又は配線又はダクトのルート作成方法であって、ルートの情報を含むデータセットを学習手段により学習した結果を、前記(b)工程および前記(c)工程の少なくともいずれか一方に利用することを特徴とする。 The present invention also provides a method for creating a route for piping, wiring, or ducts, comprising the steps of (a) dividing a space into a plurality of cells and distinguishing cells in which a route can be laid from other cells, (b) generating a route using a route search algorithm, and (c) selecting a route using a route selection algorithm, characterized in that the results of learning a data set containing route information by a learning means are used in at least one of the steps (b) and (c).
本発明によれば、配管又は配線又はダクトのルートの自動設計において、多数かつ多種多様な設計ルールを適用しつつ、熟練者並みの信頼性の高いルート作成が可能な配管又は配線又はダクトのルート作成装置及び配管又は配線又はダクトのルート作成方法を実現することができる。 According to the present invention, it is possible to realize a piping, wiring, or duct route creation device and a piping, wiring, or duct route creation method that can create routes with the same reliability as an expert while applying a large number and wide variety of design rules in the automatic design of piping, wiring, or duct routes.
上記した以外の課題、構成及び効果は、以下の実施形態の説明により明らかにされる。 Problems, configurations, and advantages other than those described above will become clear from the description of the embodiments below.
以下、図面を用いて本発明の実施例を説明する。なお、各図面において同一の構成については同一の符号を付し、重複する部分についてはその詳細な説明は省略する。 Below, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. Note that the same components in each drawing will be given the same reference numerals, and detailed descriptions of overlapping parts will be omitted.
図1及び図2を参照して、本発明の実施例1に係る配管ルート作成装置の構成とその動作(作用)について説明する。なお、本発明は、配管又は配線又はダクトのルート作成に適用できるが、以下の説明では、配管のルート作成を代表的な実施例として説明する。すなわち、以下の配管で説明した内容は、配線、ダクトのルート生成にも同様に適用することができる。 The configuration and operation (function) of a piping route creation device according to a first embodiment of the present invention will be described with reference to Figures 1 and 2. Note that the present invention can be applied to route creation for piping, wiring, or ducts, but in the following description, piping route creation will be described as a representative embodiment. In other words, the contents described below for piping can also be applied to route creation for wiring and ducts.
図1は、本実施例の配管ルート作成装置1の概略構成及び動作(作用)を示す図である。図2は、本実施例の配管ルート作成システムを示す図であり、図1の配管ルート作成装置1と、システムを構成する他の装置との関係を示している。 Figure 1 is a diagram showing the schematic configuration and operation (function) of the piping route creation device 1 of this embodiment. Figure 2 is a diagram showing the piping route creation system of this embodiment, showing the relationship between the piping route creation device 1 of Figure 1 and other devices that make up the system.
本実施例の配管ルート作成装置1は、図1に示すように、セル(格子)を生成する手段であるセル生成装置2と、ルート探索アルゴリズムによりルートを探索する手段であるルート探索装置3と、ルート選択アルゴリズムによりルートを選択する手段であるルート選択装置4と、配管ルートを実座標に変換する手段である実座標変換装置5と、配管データセット6Aと、配管データセット6Aを学習する手段であるデータ学習装置7と、データ学習装置7で学習した結果からルートを探索する学習運用装置(手段)8と、配管データセット6Aとは異なる内容の配管データセット6Bと、配管データセット6Bを学習する手段であるデータ学習装置9と、学習を運用して準最適なルートを選択する学習運用装置(手段)10で、構成されている。
As shown in FIG. 1, the piping route creation device 1 of this embodiment is composed of a
セルを生成するセル生成装置(手段)2は、例えば3次元CADの情報を基に、配管をルートする空間をセルで分割して、機器、壁、床、柱等が設置された障害物の領域と、配管ルートの敷設が可能な空間をセルで区別する。また、生成したセルの中心で、配管のルートを探索する。 The cell generating device (means) 2, which generates cells, divides the space along which the piping route will be routed into cells based on, for example, 3D CAD information, and distinguishes between areas of obstacles such as equipment, walls, floors, and pillars, and spaces in which the piping route can be laid, using cells. It also searches for the piping route in the center of the generated cell.
ルートを探索するルート探索装置(手段)3は、ルートの始終点、配管サイズ、障害物の位置等の設計情報を基に、迷路法や線分探索法等のルート探索アルゴリズム(以下、アルゴリズムと略す)をプログラミングして、配管のルートを生成する。これらのルートを探索するアルゴリズムでも、長さ最小等の簡易な設計ルールを考慮することはできる。 The route search device (means) 3 that searches for a route programs a route search algorithm (hereafter abbreviated as algorithm) such as the maze method or line segment search method based on design information such as the start and end points of the route, the size of the pipes, and the location of obstacles, to generate a pipe route. Even with these route search algorithms, simple design rules such as minimum length can be taken into account.
本発明では、多数の複雑な設計ルールを適用するため、アルゴリズムとは別に、配管データセット6Aを学習するデータ学習装置(手段)7と、データ学習装置(手段)7での学習をルート探索に運用する学習運用装置(手段)8を併用して、配管ルートを生成している。 In the present invention, in order to apply a large number of complex design rules, a piping route is generated by using, in addition to the algorithm, a data learning device (means) 7 that learns the piping data set 6A, and a learning operation device (means) 8 that operates the learning in the data learning device (means) 7 for route search.
なお、ルート探索時では全てのルールを学習させず、ルート探索に適切な設計ルールだけを適用する。また、ルート探索に用いた設計ルールのもとで、最適解の候補となる配管を多数本(数十本以上)生成する。データ学習装置(手段)7と学習をルート探索に運用する学習運用装置(手段)8には深層学習(ディープラーニング)が用いられる。 When searching for a route, not all rules are learned, but only the design rules appropriate for the route search are applied. In addition, based on the design rules used for the route search, a large number of pipes (several dozens or more) that are candidates for the optimal solution are generated. Deep learning is used in the data learning device (means) 7 and the learning operation device (means) 8 that operates the learning in the route search.
また、学習する配管データセット6Aは、配管の形状、特性、機能、性能、座標等に関するデータを含んでいる。例えば、設計ルールを順守できている配管の3次元CADの情報や、配管のルート座標情報である。過去のプラントで、熟練者が設計した配管に関するデータ等も用いられる。 The piping data set 6A to be learned also includes data on the shape, characteristics, function, performance, coordinates, etc. of the piping. For example, this is 3D CAD information on piping that complies with design rules, and piping route coordinate information. Data on piping designed by experts in past plants is also used.
また、学習する配管データセット6Aには、配管の熱応力、圧力損失、振動、耐震、応力、減肉、二相流課題、水撃、施工性、検査性、機器操作性、アクセス性、物量、コスト、良否、適合性等に関する情報も含むことも可能である。例えば、学習データの入力値として配管の形状、特性、機能、性能、座標に関するデータとし、出力値として配管の熱応力、圧力損失、振動、耐震、応力、減肉、二相流課題、水撃、施工性、検査性、機器操作性、アクセス性、物量、コスト、良否、適合性等を含む情報(設計ルール)としても良い。これらの情報を含むことにより、より最適な配管ルートが生成される。 The piping data set 6A to be learned can also include information on the piping's thermal stress, pressure loss, vibration, earthquake resistance, stress, wall thinning, two-phase flow issues, water hammer, workability, inspectability, equipment operability, accessibility, quantity, cost, quality, suitability, etc. For example, the input values of the learning data can be data on the shape, characteristics, function, performance, and coordinates of the piping, and the output values can be information (design rules) including the piping's thermal stress, pressure loss, vibration, earthquake resistance, stress, wall thinning, two-phase flow issues, water hammer, workability, inspectability, equipment operability, accessibility, quantity, cost, quality, suitability, etc. By including this information, a more optimal piping route can be generated.
また、データセット内の配管と同様の形状の配管を生成したい場合にも、学習効果は有効である。配管データセット6Aは作成する配管毎に変更することが可能である。配管データセット6Aは、深層学習の重みとバイアスに加工しても良い。
The learning effect is also effective when you want to generate piping with a similar shape to the piping in the dataset. The
本発明では、複数生成した配管から、最適な配管を選択するルート選択装置(手段)4を備える。選択のアルゴリズムには遺伝的アルゴリズム等(以下、アルゴリズムと略す)が用いられる。 The present invention is provided with a route selection device (means) 4 that selects the optimal piping from multiple generated piping. A genetic algorithm or the like (hereinafter abbreviated as algorithm) is used as the selection algorithm.
また、本発明では、選択のアルゴリズムとは別に、配管データセット6Bを学習するデータ学習装置(手段)9と、データ学習装置(手段)9で学習した内容をルート選択に運用する学習運用装置(手段)10を併用して、最適な配管を選択する。 In addition, in the present invention, in addition to the selection algorithm, a data learning device (means) 9 that learns the piping data set 6B and a learning operation device (means) 10 that operates the contents learned by the data learning device (means) 9 for route selection are used in combination to select the optimal piping.
ここでは、ルート探索で使用していない設計ルールを含めて学習させ、学習運用装置(手段)10で、これらの配管データセット6Bを適用させる。ここでも、データ学習装置(手段)9と学習を選択に運用する学習運用装置(手段)10は、深層学習(ディープラーニング)で作成される。また、学習する配管データセット6Bは、配管データセット6Aと同様のデータである。データセット内の配管と同様の形状の配管を選択したい場合にも、学習効果は有効である。
Here, design rules not used in route search are also learned, and these
最後に、実座標に変換する実座標変換装置(手段)5を用いて、セル上に生成した最適な配管ルートを、3次元CAD内での座標値に変換する。 Finally, a real coordinate conversion device (means) 5 is used to convert the optimal piping route generated on the cell into coordinate values within the 3D CAD.
配管を生成する設計ルールは多数有り、適用する内容も多種多様である。場合によっては、数百以上の設計ルールを配管ルートに適用する必要がある。また、配管内を流れる流体の種類、使用される環境や、必要な信頼性は、配管毎に異なるため、配管毎に適用するルールセットが大きく異なる。これらの異なる設計ルールを各種アルゴリズムに組み込み、適用するためには、膨大なプログラミング作成作業が、配管毎に必要となり、現実的ではない。そのため、本発明のように、多数の設計ルールを考慮して作成された配管形状を学習する手段と、学習を運用する手段を別途備えることにより、多数設計ルールを考慮した自動設計を実現化できる。 There are many design rules for generating piping, and the content to be applied is also diverse. In some cases, hundreds of design rules must be applied to a piping route. In addition, the type of fluid flowing through the piping, the environment in which it is used, and the reliability required vary from piping to piping, so the rule set to be applied to each piping is significantly different. In order to incorporate these different design rules into various algorithms and apply them, a huge amount of programming work would be required for each piping, which is not realistic. Therefore, as in the present invention, by separately providing a means for learning the piping shape created taking into account many design rules and a means for operating the learning, automatic design that takes into account many design rules can be realized.
また、多種多様な配管に適用するため、配管毎に学習する配管データセットを変更できるようにする。一方で、学習を運用する手段だけでは、学習データが不足した場合、適切な配管ルートを探索できない場合がある。そのため、本発明では、プログラムで作成されたルート探索及びルート選択するアルゴリズムを保持するとともに、学習運用手段を併用して、設置している。なお、1本の配管(ルート)の生成過程において、学習を運用する手段と、アルゴリズムによりルートを生成する手段は、適切に交互に使用できる。 In addition, in order to apply this to a wide variety of piping, it is possible to change the piping data set to be learned for each pipe. On the other hand, if there is insufficient learning data, the means for operating the learning alone may not be able to search for an appropriate piping route. For this reason, in this invention, the route search and route selection algorithms created by the program are stored, and the learning operation means is installed in combination. Note that in the process of generating a single pipe (route), the means for operating the learning and the means for generating a route by an algorithm can be used alternately as appropriate.
例えば、学習を運用する手段で解(ルート)が見つからない場合、ルート探索アルゴリズムを運用させている。すなわち、学習を運用する手段は、ルート探索アルゴリズムやルート選択アルゴリズムとは別に機能を持たせており、学習運用手段とこれらのアルゴリズムは、条件に合わせて組み合わせて(ハイブリットで)用いている。また、学習を運用する手段は、各種アルゴリズムより、高速な処理が可能である。すなわち、学習及び学習を運用する手段を持たせることにより、ルート探索とルート選択の計算時間が大幅に減少する。 For example, if a solution (route) cannot be found using the means for operating the learning, a route search algorithm is operated. In other words, the means for operating the learning has functions separate from the route search algorithm and route selection algorithm, and the learning operation means and these algorithms are used in combination (hybrid) according to the conditions. Also, the means for operating the learning is capable of faster processing than various algorithms. In other words, by having learning and a means for operating the learning, the calculation time for route search and route selection is significantly reduced.
さらに、多数の設計ルールを一度に取り込みすぎると、設計ルールが厳しすぎて、配管のルート探索及び選択ができなくなる可能性がある。そのため、設計ルールの学習と運用を、それぞれ複数段に分けて設置する。特に、配管生成過程の前後に学習手段及び学習運用手段を複数設置することが望ましい。 Furthermore, if too many design rules are imported at once, the design rules may become too strict, making it impossible to search for and select piping routes. For this reason, the learning and operation of design rules are each installed in multiple stages. In particular, it is desirable to install multiple learning means and learning operation means before and after the piping generation process.
なお、学習するデータセットは、各手段で異なったデータセットを与える。設計ルールには、必ず守るべきルール(以下、Mustルールと略す)と、守った方が望ましいルール(以下、Betterルールと略す)がある。ルート探索には主にMustルールを学習させ、ルート選択には主にBetterルールを覚えさせる。その結果、ルート探索時には、守るべきルールを順守した配管が多数生成され、ルート選択時には、守った方が良いルールも考慮されて、その中から最適な配管を選択する。そのため、本発明では、ルート探索前後に異なったデータセットを学習させた方が望ましく、複数の学習手段及び学習運用手段を備える。 Different data sets are provided for each means as the learning data set. There are design rules that must be followed (hereafter abbreviated as "must rules") and rules that are preferable to follow (hereafter abbreviated as "better rules"). Must rules are mainly learned for route search, and better rules are mainly learned for route selection. As a result, during route search, many pipes that comply with the rules that must be followed are generated, and during route selection, the rules that are preferable to follow are also taken into consideration, and the optimal pipe is selected from among them. For this reason, in the present invention, it is preferable to learn different data sets before and after route search, and multiple learning means and learning operation means are provided.
なお、ルート探索とルート選択で学習手段を分離しない場合には以下の問題も生じる。ルート探索時から全ての学習データを適用すると、ルーティング条件が厳しく、ルート探索に多くの時間を費やす。一方で、ルート選択時だけに全ての学習データを与えると、ルート探索時に非常にランダムな配管が生成され、最適な配管への収束が困難になる。そのため、本発明のように、適切に学習データを分離して、複数段に学習を行い、適用することにより、多数の設計ルールを考慮したルーティングの実現性と、最適解への収束性を向上させることができる。 Note that if the learning means are not separated for route search and route selection, the following problems arise. If all learning data is applied from the time of route search, the routing conditions will be strict and a lot of time will be spent on route search. On the other hand, if all learning data is provided only at the time of route selection, very random piping will be generated during route search, making it difficult to converge to the optimal piping. Therefore, by appropriately separating learning data and performing and applying learning in multiple stages, as in the present invention, it is possible to improve the feasibility of routing that takes into account multiple design rules and the convergence to the optimal solution.
次に、図2を用いて、上記で説明した配管ルート作成装置1を適用した配管ルート作成システムについて説明する。図2は、本発明の配管ルート作成装置1と入出力装置の関係を示している。配管ルート作成装置1は、コンピュータ内にインストールされ、同じくコンピュータ内にインストールされた3次元CADシステム11のCADモデルのデータを入力として使用する。なお、3次元CADシステム11は、必ずしも配管ルート作成装置1と同一のコンピュータ内にインストールされる必要はない。 Next, a piping route creation system to which the piping route creation device 1 described above is applied will be described with reference to FIG. 2. FIG. 2 shows the relationship between the piping route creation device 1 of the present invention and an input/output device. The piping route creation device 1 is installed in a computer, and uses as input CAD model data of a 3D CAD system 11 also installed in the computer. Note that the 3D CAD system 11 does not necessarily have to be installed in the same computer as the piping route creation device 1.
また、配管データセット6をコンピュータ内のハードディスクに格納する。なお、配管データセット6は深層学習の重みとバイアスのデータに加工しても良い。 The piping data set 6 is also stored on a hard disk in the computer. The piping data set 6 may be processed into weight and bias data for deep learning.
これらの入力から、本発明の配管ルート作成装置1により、配管ルートを生成する。生成された配管ルートは、ルートを表示する表示装置12に表示される。なお、表示装置12は、3次元CADシステム11を兼用しても良い。
From these inputs, the piping route creation device 1 of the present invention generates a piping route. The generated piping route is displayed on a
以上説明したように、本実施例の配管又は配線又はダクトのルート作成装置は、セルを生成するセル生成装置2と、ルート探索アルゴリズムによりルートを生成するルート探索装置3と、ルート選択アルゴリズムによりルートを選択するルート選択装置4と、ルートを実座標に変換する実座標変換装置5と、ルートの情報を含むデータセット6(6A,6B)を備えており、ルート探索装置3でルートを生成する際、順守すべきマストルール(Mustルール)により複数のルートを生成し、ルート選択装置4でルートを選択する際、順守するのが望ましいベタールール(Betterルール)によりルート探索装置3で生成した複数のルートから最適ルートを選択する。
As described above, the route creation device for piping, wiring, or ducts in this embodiment includes a
これにより、従来の方法では多数かつ多種多様な設計ルール(マストルールおよびベタールール)を一度に取り込むことで最適なルート探索が困難になるのに対し、本実施例ではマストルールとベタールールを階層化して取り込むことで多数かつ多種多様な設計ルールを適用しつつ、熟練者並みの信頼性の高いルート作成することが可能となる。 As a result, in conventional methods, it becomes difficult to find an optimal route by importing a large number of diverse design rules (must rules and better rules) at once, whereas in this embodiment, must rules and better rules are imported in a hierarchical manner, making it possible to apply a large number of diverse design rules while creating a route with the same reliability as an expert.
図3を参照して、本発明の実施例2に係る配管ルート作成装置について説明する。図3は、本実施例の配管ルート作成装置1の概略構成及び動作(作用)を示す図である。 A piping route creation device according to a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. 3. FIG. 3 is a diagram showing the schematic configuration and operation (function) of the piping route creation device 1 of this embodiment.
本実施例の配管ルート作成装置1は、図3に示すように、ルートを作成するルート探索においては、実施例1(図1)と同様に、ルート探索装置(手段)3のアルゴリズムとは別に、配管データセット6Aを学習するデータ学習装置(手段)7と、データ学習装置(手段)7での学習をルート探索に運用する学習運用装置(手段)8を併用して、配管ルートを生成している。一方、ルート選択においては、従来のルート選択装置(手段)4の遺伝的アルゴリズム等の選択アルゴリズムにより配管を選択する。
As shown in Fig. 3, in route search to create a route, the piping route creation device 1 of this embodiment generates a piping route by using a data learning device (means) 7 that learns a
本実施例のように、データ学習装置(手段)と学習運用装置(手段)を配管ルートを探索する場合だけに用いても効果が得られる。この場合、配管ルートの探索において、多数の設計ルールを適用することができる。 As in this embodiment, the effect can be obtained even if the data learning device (means) and the learning operation device (means) are used only when searching for a piping route. In this case, a large number of design rules can be applied in searching for a piping route.
図4を参照して、本発明の実施例3に係る配管ルート作成装置について説明する。図4は、本実施例の配管ルート作成装置1の概略構成及び動作(作用)を示す図である。 A piping route creation device according to a third embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. 4. FIG. 4 is a diagram showing the schematic configuration and operation (function) of the piping route creation device 1 of this embodiment.
本実施例の配管ルート作成装置1は、図4に示すように、ルートを作成するルート探索においては、従来のルート探索装置(手段)3によるルート探索アルゴリズムにより配管ルートを生成する。一方、ルート選択においては、ルート選択装置(手段)4の選択アルゴリズムとは別に、配管データセット6Bを学習するデータ学習装置(手段)9と、データ学習装置(手段)9で学習した内容をルート選択に運用する学習運用装置(手段)10を併用して、最適な配管ルートを選択する。
As shown in FIG. 4, in route search for creating a route, the piping route creation device 1 of this embodiment generates a piping route using a route search algorithm by a conventional route search device (means) 3. On the other hand, in route selection, the optimal piping route is selected by using a data learning device (means) 9 that learns the
本実施例のように、データ学習装置(手段)と学習運用装置(手段)を配管ルートを選択する場合だけに用いても効果が得られる。この場合、配管ルートの探索において、多数の設計ルールを適用することができる。この場合、配管ルートの選択において、多数の設計ルールを適用することができる。 As in this embodiment, the effect can be obtained even if the data learning device (means) and the learning operation device (means) are used only when selecting a piping route. In this case, a large number of design rules can be applied in searching for a piping route. In this case, a large number of design rules can be applied in selecting a piping route.
以上説明したように、本発明の配管又は配線又はダクトのルート作成装置は、データセット6(6A,6B)を学習する学習手段(データ学習装置7,9)と、学習手段(データ学習装置7,9)により学習した結果を利用する学習運用手段(学習運用装置8,10)を備えており、学習手段(データ学習装置7,9)により学習した結果をルートの生成およびルートの選択の少なくともいずれか一方に利用する。
As described above, the piping, wiring, or duct route creation device of the present invention is equipped with a learning means (
また、データセット6(6A,6B)は、第1のデータセット6Aと、第1のデータセット6Aと異なる第2のデータセット6Bを有し、学習手段(データ学習装置7,9)は、第1の学習手段(データ学習装置7)と、第1の学習手段(データ学習装置7)と異なる第2の学習手段(データ学習装置9)を有し、学習運用手段(学習運用装置8,10)は、第1の学習運用手段(学習運用装置8)と、第1の学習運用手段(学習運用装置8)と異なる第2の学習運用手段(学習運用装置10)を有し、ルート探索装置3でルートを生成する際、第1の学習手段(データ学習装置7)で第1のデータセット6Aを学習し、当該学習した結果を第1の学習運用手段(学習運用装置8)によりルートの生成に利用し、ルート選択装置4でルートを選択する際、第2の学習手段(データ学習装置9)で第2のデータセット6Bを学習し、当該学習した結果を第2の学習運用手段(学習運用装置10)によりルートの選択に利用する。
Furthermore, the data set 6 (6A, 6B) has a
なお、本発明は上記した実施例に限定されるものではなく、様々な変形例が含まれる。例えば、上記の実施例は本発明に対する理解を助けるために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。また、ある実施例の構成の一部を他の実施例の構成に置き換えることが可能であり、また、ある実施例の構成に他の実施例の構成を加えることも可能である。また、各実施例の構成の一部について、他の構成の追加・削除・置換をすることが可能である。 The present invention is not limited to the above-described embodiments, but includes various modified examples. For example, the above-described embodiments have been described in detail to aid in understanding the present invention, and are not necessarily limited to those having all of the configurations described. It is also possible to replace part of the configuration of one embodiment with the configuration of another embodiment, and it is also possible to add the configuration of another embodiment to the configuration of one embodiment. It is also possible to add, delete, or replace part of the configuration of each embodiment with other configurations.
1…配管ルート作成装置、2…セル生成装置(手段)、3…ルート探索装置(手段)、4…ルート選択装置(手段)、5…実座標変換装置(手段)、6,6A,6B…配管データセット、7…データ学習装置(手段)、8…学習運用装置(手段)、9…データ学習装置(手段)、10…学習運用装置(手段)、11…3次元CADシステム、12…表示装置。 1...piping route creation device, 2...cell generation device (means), 3...route search device (means), 4...route selection device (means), 5...actual coordinate conversion device (means), 6, 6A, 6B...piping data set, 7...data learning device (means), 8...learning operation device (means), 9...data learning device (means), 10...learning operation device (means), 11...3D CAD system, 12...display device.
Claims (14)
ルート探索アルゴリズムによりルートを生成するルート探索装置と、
ルート選択アルゴリズムによりルートを選択するルート選択装置と、
ルートを実座標に変換する実座標変換装置と、
ルートの情報を含むデータセットと、
前記データセットを学習する学習手段と、
前記学習手段により学習した結果を利用する学習運用手段と、を備え、
前記学習手段により学習した結果を、前記ルート探索装置によるルートの生成および前記ルート選択装置によるルートの選択の少なくともいずれか一方に利用することを特徴とする配管又は配線又はダクトのルート作成装置。 A cell generating device that generates cells;
A route search device that generates a route by a route search algorithm;
a route selection device for selecting a route according to a route selection algorithm;
a real coordinate conversion device for converting the route into real coordinates;
A dataset containing information about the route;
learning means for learning said data set;
A learning operation means for utilizing the results learned by the learning means,
A route creation device for piping, wiring or ducts, characterized in that the results learned by said learning means are utilized for at least one of route generation by said route search device and route selection by said route selection device.
前記ルート探索装置でルートを生成する際、前記ルート探索アルゴリズムと前記学習運用手段を併用してルートを生成し、
前記ルート選択装置でルートを選択する際、前記ルート選択アルゴリズムと前記学習運用手段を併用して最適ルートを選択することを特徴とする配管又は配線又はダクトのルート作成装置。 The piping, wiring, or duct route creation device according to claim 1,
When generating a route by the route search device, the route search algorithm and the learning operation means are used in combination to generate a route;
A piping, wiring or duct route creation device, characterized in that when a route is selected by said route selection device, an optimum route is selected by using said route selection algorithm in combination with said learning operation means.
前記データセットは、第1のデータセットと、前記第1のデータセットと異なる第2のデータセットを有し、
前記学習手段は、第1の学習手段と、前記第1の学習手段と異なる第2の学習手段を有し、
前記学習運用手段は、第1の学習運用手段と、前記第1の学習運用手段と異なる第2の学習運用手段を有し、
前記ルート探索装置でルートを生成する際、前記第1の学習手段で前記第1のデータセットを学習し、当該学習した結果を前記第1の学習運用手段によりルートの生成に利用し、
前記ルート選択装置でルートを選択する際、前記第2の学習手段で前記第2のデータセットを学習し、当該学習した結果を前記第2の学習運用手段によりルートの選択に利用することを特徴とする配管又は配線又はダクトのルート作成装置。 The piping, wiring, or duct route creation device according to claim 1,
the data sets include a first data set and a second data set different from the first data set;
the learning means includes a first learning means and a second learning means different from the first learning means,
the learning management means includes a first learning management means and a second learning management means different from the first learning management means,
When generating a route by the route search device, the first learning means learns the first data set, and the first learning operation means uses the learned result to generate the route;
A piping, wiring or duct route creation device, characterized in that when a route is selected by the route selection device, the second learning means learns the second data set, and the learned result is used to select a route by the second learning operation means.
前記学習手段および前記学習運用手段に深層学習を用いることを特徴とする配管又は配線又はダクトのルート作成装置。 The piping, wiring, or duct route creation device according to claim 1,
A piping, wiring or duct route creation device, characterized in that deep learning is used for the learning means and the learning operation means.
前記データセットは、ルートの形状、特性、機能、性能、座標のいずれかの情報を含むことを特徴とする配管又は配線又はダクトのルート作成装置。 The piping, wiring, or duct route creation device according to claim 1,
The data set includes any one of information on the shape, characteristics, function, performance, and coordinates of the route.
前記データセットは、配管の熱応力、圧力損失、振動、耐震、応力、減肉、二相流課題、水撃、施工性、検査性、アクセス性、機器操作性、物量、コストのいずれかの情報を含むことを特徴とする配管又は配線又はダクトのルート作成装置。 The piping, wiring, or duct route creation device according to claim 1,
The device for creating routes for piping, wiring, or ducts, characterized in that the dataset includes any of information on piping thermal stress, pressure loss, vibration, earthquake resistance, stress, wall thinning, two-phase flow issues, water hammer, workability, inspectability, accessibility, equipment operability, quantity, and cost.
前記ルート探索装置でルートを生成する際、前記ルート探索アルゴリズムと前記学習運用手段を交互に利用してルートを生成することを特徴とする配管又は配線又はダクトのルート作成装置。 The piping, wiring, or duct route creation device according to claim 1,
A piping, wiring or duct route creation device, characterized in that when a route is created by the route search device, the route search algorithm and the learning operation means are alternately used to create a route.
(b)ルート探索アルゴリズムによりルートを生成する工程、
(c)ルート選択アルゴリズムによりルートを選択する工程、
を有する配管又は配線又はダクトのルート作成方法であって、
ルートの情報を含むデータセットを学習手段により学習した結果を、前記(b)工程および前記(c)工程の少なくともいずれか一方に利用することを特徴とする配管又は配線又はダクトのルート作成方法。 (a) dividing a space into a plurality of cells and distinguishing a cell in which a route can be laid from other cells;
(b) generating a route using a route search algorithm;
(c) selecting a route according to a route selection algorithm;
A method for creating a route for a pipe, wiring, or duct, comprising:
A method for creating a route for piping, wiring, or ducts, comprising using a result of learning a data set including route information by a learning means in at least one of the steps (b) and (c).
前記(b)工程において、前記ルート探索アルゴリズムと前記学習手段により学習した結果を併用してルートを生成し、
前記(c)工程において、前記ルート選択アルゴリズムと前記学習手段により学習した結果を併用して最適ルートを選択することを特徴とする配管又は配線又はダクトのルート作成方法。 The method for creating a route for piping, wiring, or duct according to claim 8,
In the step (b), a route is generated by using the route search algorithm and the result learned by the learning means in combination;
A method for creating a route for piping, wiring, or ducts, wherein in the step (c), an optimum route is selected by using the route selection algorithm in combination with the result learned by the learning means.
前記(b)工程および前記(c)工程において、それぞれ異なる学習手段およびデータセットを利用することを特徴とする配管又は配線又はダクトのルート作成方法。 The method for creating a route for piping, wiring, or duct according to claim 8,
A method for creating a route of piping, wiring, or duct, characterized in that different learning means and data sets are used in the steps (b) and (c), respectively.
深層学習を用いることを特徴とする配管又は配線又はダクトのルート作成方法。 The method for creating a route for piping, wiring, or duct according to claim 8,
A method for creating routes for piping, wiring, or ducts, characterized by using deep learning.
前記データセットは、ルートの形状、特性、機能、性能、座標のいずれかの情報を含むことを特徴とする配管又は配線又はダクトのルート作成方法。 The method for creating a route for piping, wiring, or duct according to claim 8,
A method for creating a route for piping, wiring, or duct, characterized in that the data set includes information on any one of the shape, characteristics, function, performance, and coordinates of the route.
前記データセットは、配管の熱応力、圧力損失、振動、耐震、応力、減肉、二相流課題、水撃、施工性、検査性、アクセス性、機器操作性、物量、コストのいずれかの情報を含むことを特徴とする配管又は配線又はダクトのルート作成方法。 The method for creating a route for piping, wiring, or duct according to claim 8,
The method for creating a route for piping, wiring, or duct, characterized in that the dataset includes any of information on piping thermal stress, pressure loss, vibration, earthquake resistance, stress, wall thinning, two-phase flow issues, water hammer, workability, inspectability, accessibility, equipment operability, quantity, and cost.
前記(b)工程において、前記ルート探索アルゴリズムと前記学習手段により学習した結果を交互に利用してルートを生成することを特徴とする配管又は配線又はダクトのルート作成方法。 The method for creating a route for piping, wiring, or duct according to claim 8,
A method for creating a route for piping, wiring, or ducts, characterized in that in the step (b), a route is created by alternately utilizing the route search algorithm and the results learned by the learning means.
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2020086513A JP7462473B2 (en) | 2020-05-18 | 2020-05-18 | Piping, wiring or duct route creation device, piping, wiring or duct route creation method |
JP2024048838A JP2024069693A (en) | 2020-05-18 | 2024-03-26 | Route forming method |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2020086513A JP7462473B2 (en) | 2020-05-18 | 2020-05-18 | Piping, wiring or duct route creation device, piping, wiring or duct route creation method |
Related Child Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2024048838A Division JP2024069693A (en) | 2020-05-18 | 2024-03-26 | Route forming method |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2021182180A JP2021182180A (en) | 2021-11-25 |
JP7462473B2 true JP7462473B2 (en) | 2024-04-05 |
Family
ID=78607077
Family Applications (2)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2020086513A Active JP7462473B2 (en) | 2020-05-18 | 2020-05-18 | Piping, wiring or duct route creation device, piping, wiring or duct route creation method |
JP2024048838A Pending JP2024069693A (en) | 2020-05-18 | 2024-03-26 | Route forming method |
Family Applications After (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2024048838A Pending JP2024069693A (en) | 2020-05-18 | 2024-03-26 | Route forming method |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (2) | JP7462473B2 (en) |
Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2002288250A (en) | 2001-03-27 | 2002-10-04 | Babcock Hitachi Kk | Automatic routing method for piping |
US20200104457A1 (en) | 2018-09-28 | 2020-04-02 | Taiwan Semiconductor Manufacturing Co., Ltd. | Design rule check violation prediction systems and methods |
-
2020
- 2020-05-18 JP JP2020086513A patent/JP7462473B2/en active Active
-
2024
- 2024-03-26 JP JP2024048838A patent/JP2024069693A/en active Pending
Patent Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2002288250A (en) | 2001-03-27 | 2002-10-04 | Babcock Hitachi Kk | Automatic routing method for piping |
US20200104457A1 (en) | 2018-09-28 | 2020-04-02 | Taiwan Semiconductor Manufacturing Co., Ltd. | Design rule check violation prediction systems and methods |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2021182180A (en) | 2021-11-25 |
JP2024069693A (en) | 2024-05-21 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US7676348B2 (en) | Layout design support system, method, and program | |
Bradley et al. | Mechatronics and the design of intelligent machines and systems | |
JP2829241B2 (en) | Plant support equipment | |
US20060247902A1 (en) | Hybride 3D path router | |
US20030146936A1 (en) | System and method for drawing and manufacturing bent pipes | |
Qu et al. | Pipe routing approach for aircraft engines based on ant colony optimization | |
JP2011519438A (en) | Method and system for holding a conference in a virtual environment | |
EP2146323B1 (en) | Drawing generation device, method and program for electric cable housing components | |
Mosavi et al. | Review on the Usage of the Multiobjective Optimization Package of modeFrontier in the Energy Sector | |
Wang et al. | Detecting logical relationships in mechanical, electrical, and plumbing (MEP) systems with BIM using graph matching | |
JP7462473B2 (en) | Piping, wiring or duct route creation device, piping, wiring or duct route creation method | |
Nguyen et al. | 3D piping route design including branch and elbow using improvements for Dijkstra’s algorithm | |
Kulkarni et al. | Virtual Gas Turbines part II: an automated whole-engine secondary air system model generation | |
JP6141039B2 (en) | Decomposition procedure generation method and decomposition procedure generation system, and replacement procedure generation method and replacement procedure generation system | |
KR101787473B1 (en) | A computer-based simulation method to determine building layout maximizing floor space ratio | |
Gbadago et al. | Exploring advanced process equipment visualization as a step towards digital twins development in the chemical industry: A CFD-DNN approach | |
KR102248977B1 (en) | The automatic piping route generation method of plant engineering | |
JP2011209875A (en) | Plant process display system | |
KR20230163566A (en) | CAD devices with utility element routing and related methods | |
JPH1021269A (en) | Method and device for supporting design of wiring route | |
Fujimoto et al. | A new sequence evolution approach to assembly planning | |
Mashhood et al. | A simulation study to evaluate the performance of FMS using routing flexibility | |
JPH11154172A (en) | Wiring route design support method | |
Barbieri et al. | Digital Twin and Education in Manufacturing | |
Hobbs et al. | Harnessing the power of virtual reality–the potential for VR as a virtual integrated environment for project development in construction |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20230214 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20231207 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20240130 |
|
A601 | Written request for extension of time |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A601 Effective date: 20240227 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20240326 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 7462473 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |