JPH10124566A - プラントレイアウト設計方法及び装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 各プラント機器の配置上の制約条件を満た
し，且つ経済性を考慮した最良のレイアウト案を，短時
間で作成することが可能なプラントレイアウト設計方法
及び装置を提供する。 【解決手段】 先ず，プラントを構成するプラント装置
とその接続機器よりなるプラント機器を論理的接続関係
及び物理的条件に応じてグループ化した配置要素が生成
される。そして，配置要素の配置に関する評価値を用い
て，上記各配置要素のレイアウト対象空間上への配置案
が生成され，続いて，プラント機器の配置に関する評価
値を用いて，上記配置案が生成された各配置要素内の各
プラント機器の配置案が生成される。また，必要に応じ
て，上記配置要素の配置案の生成と上記各配置要素内の
各プラント機器の配置案の生成を繰り返し行うことによ
って配置案が調整される。このように，該配置要素の単
位での配置案と，それら各配置要素内でのプラント機器
の配置案とを段階的に作成するため，配置案の探索範囲
が限定でき，計算時間を短縮することができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は，プラントのレイア
ウト設計方法及び装置に係り，詳しくはプラントを構成
するプラント装置とその接続機器とよりなるプラント機
器を，対象とするレイアウト領域上に，様々な制約条件
を満たし，且つ経済的に配置するための設計を，自動的
に行うプラントレイアウト設計方法及び装置に関するも
のである。

【０００２】

【従来の技術】プラントを建設する際には，プラントを
構成するプラント装置とその接続機器とよりなるプラン
ト機器のレイアウトを，建設対象となるレイアウト領域
に応じて適切に設計する必要がある。その際，上記レイ
アウトは，少なくとも上記各プラント機器個々の特性に
よる配置上の制約や，プラント機器の接続に関する制約
を満たしている必要がある。また，プラントによっては
建設対象となる地形が起伏や障害物等が残る自然地形で
ある場合もあり，このような場合には各プラント機器の
配置上の制約は更に多くなる。また，上記配置上の制約
を満たした上で，できるかぎり経済的なレイアウトであ
ることが望ましい。従来は，このようなプラントのレイ
アウト設計は，過去の設計実績，経験，設計規則等に基
づき，人手により行われてきた。そこで，上記のような
人手によるプラントレイアウト設計を支援するシステム
が，例えば特開平１−２３４９７９号公報に提案されて
いる。このシステムでは，レイアウト領域に関するデー
タ，配置しようとするプラント機器のデータ，及び配置
上の制約条件に関するデータを用いて，先ず個々のプラ
ント機器についてのレイアウト案を作成し，続いてこれ
ら個々のプラント機器のレイアウト案の組み合わせを検
討し，これらのレイアウト案の設計規則に対する評価値
に基づいて，人手でレイアウト案の選択，修正を行う。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】上記特開平１−２３４
９７９号公報に提案されているシステムでは，上記のよ
うに，個々のプラント機器についてのレイアウト案とそ
れらのレイアウト案の組み合わせについて検討する必要
があった。ところが，プラントを構成するプラント機器
の数が多く，且つ個々のプラント機器の接続関係が互い
に影響を及ぼし合うような場合には，検討すべきレイア
ウト案の組み合わせの数は膨大となり，それに伴って評
価値の計算に要する時間も膨大になってしまうという問
題点があった。本発明は上記事情に鑑みてなされたもの
であり，その目的とするところは，各プラント機器の配
置上の制約条件を満たし，且つ経済性を考慮した最良の
レイアウト案を，短時間で作成することが可能なプラン
トレイアウト設計方法及び装置を提供することである。

【０００４】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
のプラントレイアウト設計方法は，プラントを構成する
プラント装置とその接続機器とよりなるプラント機器を
論理的接続関係及び物理的条件に応じてグループ化した
配置要素を生成する配置要素生成工程と，配置要素の配
置に関する評価値を用いて，上記配置要素生成工程で生
成された各配置要素のレイアウト対象空間上への配置案
を生成する配置要素配置案生成工程と，プラント機器の
配置に関する評価値を用いて，上記配置要素配置案生成
工程で配置案が生成された各配置要素内の各プラント機
器の配置案を生成するプラント機器配置案生成工程と，
必要に応じて，上記配置要素配置案生成工程，上記プラ
ント機器配置案生成工程の繰り返しによる配置案の調整
を行う配置案調整工程とを具備してなることを特徴とす
るプラントレイアウト設計方法として構成されている。
また，上記配置要素配置案生成工程，及び上記プラント
機器配置案生成工程において生成された配置案の３次元
モデルを生成，表示することによって上記配置案の確認
を行う３次元モデル作成・表示工程を具備するように構
成することもできる。また，上記配置要素の配置に関す
る評価値が，少なくとも各配置要素の配置の制約に対す
る違反度合いを数値化した制約評価値を含み，必要に応
じて各配置要素の配置によるコストを数値化したコスト
評価値を考慮し，これらの評価値が所定値以下になるよ
うに各配置要素の配置案を生成することもできる。更
に，上記プラント機器の配置に関する評価値が，少なく
とも各プラント機器の各配置要素内での配置の制約に対
する違反度合いを数値化した制約評価値を含み，必要に
応じて各プラント機器の各配置要素内での配置によるコ
ストを数値化したコスト評価値を考慮し，これらの評価
値が所定値以下になるように各プラント機器の各配置要
素内での配置案を生成することもできる。

【０００５】また，上記制約評価値，及びコスト評価値
に適当な重みを掛けることによって全体的な評価値を求
めることで，計算時間の短縮を図ることができる。更
に，上記各評価値の重みを変化させて各配置要素の配置
案，或いは各プラント機器の各配置要素内での配置案を
生成することで，計算時間の短縮を図ることができる。
更に，上記配置要素配置案生成工程，或いは上記プラン
ト機器配置案生成工程において，一部の配置要素の配置
位置，或いは各配置要素内の一部のプラント機器の配置
位置の範囲を限定した上で各配置案を生成することで，
計算時間の短縮を図ることができる。また，上記配置要
素配置案生成工程及び／若しくは上記プラント機器配置
案生成工程は，例えば，上記配置要素の配置及び／若し
くは上記プラント機器の配置に関する評価値が減少して
いくような上記各配置要素及び／若しくは上記各プラン
ト機器の位置及び回転角に関する修正方向と，該修正方
向で上記評価値が最小となる修正量とを計算し，上記修
正方向と上記修正量とに基づいて上記配置要素及び／若
しくは上記プラント機器の配置を修正する処理を繰り返
し行うように構成することができる。その際，任意の配
置要素及び／若しくは上記任意のプラント機器に関し
て，上記修正処理の繰り返し毎に，計算で求められた位
置を上記平面上若しくは直線上に投影することにより，
上記任意の配置要素の位置及び／若しくは任意のプラン
ト機器の位置の修正方向を予め所定の平面上若しくは直
線上に規定することができ，配置案の探索の高速化が図
れる。また，上記配置要素配置案生成工程及び／若しく
は上記プラント機器配置案生成工程において，上記配置
要素及び／若しくは上記プラント機器の配置に関する評
価値に用いられる複数の変数のうち，１又は複数の変数
を他の変数との関係を用いて規定した上で各配置要素及
び／若しくは各プラント機器の配置案の生成計算を行う
ようにすれば，変数の数の減少により更に配置案の探索
の高速化が図れる。更に，上記配置要素配置案生成工程
及び／若しくは上記プラント機器配置案生成工程におい
て，上記配置要素及び／若しくは上記プラント機器の配
置を微調整するためのルールを予め設定し，生成された
配置要素及び／若しくはプラント機器の配置案に対し
て，上記ルールに基づいた微調整を行うようにすれば，
実際の施工に適した配置案を正確且つ高速に生成するこ
とができる。その際の微調整の例としては，互いに接続
された２以上の配置要素の位置関係を所定方向に揃える
もの，或いは直列に接続された３以上の配置要素の回転
角を，その両端の配置要素に基づいて変更するもの等が
考えられる。

【０００６】また，上記目的を達成するためのプラント
レイアウト設計装置は，プラントを構成するプラント装
置とその接続機器とよりなるプラント機器を論理的接続
関係及び物理的条件に応じてグループ化した配置要素を
生成する配置要素生成手段と，配置要素の配置に関する
評価値を用いて，上記配置要素生成手段によって生成さ
れた各配置要素のレイアウト対象空間上への配置案を生
成する配置要素配置案生成手段と，プラント機器の配置
に関する評価値を用いて，上記配置要素配置案生成手段
によって配置案が生成された各配置要素内の各プラント
機器の配置案を生成するプラント機器配置案生成手段と
を具備し，必要に応じて，上記配置要素配置案生成手
段，上記プラント機器配置案生成手段を繰り返し用いる
ことによって配置案を調整してなることを特徴とするプ
ラントレイアウト設計装置として構成されている。前述
したプラントレイアウト設計方法は，すべて本装置上で
実現することができる。

【０００７】

【作用】本発明に係るプラントレイアウト設計装置で
は，配置要素生成手段によって，プラントを構成するプ
ラント装置とその接続機器とよりなるプラント機器を論
理的接続関係及び物理的条件に応じてグループ化した配
置要素が生成される。そして，配置要素配置案生成手段
によって，配置要素の配置に関する評価値を用いて，上
記配置要素生成手段によって生成された各配置要素のレ
イアウト対象空間上への配置案が生成される。続いて，
プラント機器配置案生成手段によって，プラント機器の
配置に関する評価値を用いて，上記配置要素配置案生成
手段によって配置案が生成された各配置要素内の各プラ
ント機器の配置案が生成される。また，必要に応じて，
上記配置要素配置案生成手段，上記プラント機器配置案
生成手段を繰り返し用いることによって配置案が調整さ
れる。このように，該配置要素の単位での配置案と，そ
れら各配置要素内でのプラント機器の配置案とを段階的
に作成するため，配置案の探索範囲が限定でき，計算時
間を短縮することができる。また，３次元モデル作成・
表示手段によって，上記配置要素配置案生成手段，及び
上記プラント機器配置案生成手段によって生成された配
置案の３次元モデルを生成，表示することによって上記
配置案の確認を行うことが可能となる。

【０００８】また，上記配置要素の配置に関する評価値
は，少なくとも各配置要素の配置の制約に対する違反度
合いを数値化した制約評価値を含み，必要に応じて各配
置要素の配置によるコストを数値化したコスト評価値を
考慮し，これらの評価値が所定値以下になるように各配
置要素の配置案を生成する。更に，上記プラント機器の
配置に関する評価値は，少なくとも各プラント機器の各
配置要素内での配置の制約に対する違反度合いを数値化
した制約評価値を含み，必要に応じて各プラント機器の
各配置要素内での配置によるコストを数値化したコスト
評価値を考慮し，これらの評価値が所定値以下になるよ
うに各プラント機器の各配置要素内での配置案を生成す
る。そして，上記制約評価値，コスト評価値にかかる重
みを変化させて各配置要素の配置案，或いは各プラント
機器の各配置要素内での配置案を生成する。このよう
に，上記各評価値にかかる重みを変更しながら配置案を
絞り込んでいくことによって配置案の探索範囲を限定で
き，計算時間を短縮することができる。また，上記配置
要素配置案生成手段，或いは上記プラント機器配置案生
成手段において，一部の配置要素の配置位置，或いは一
部のプラント機器の配置位置の範囲を限定した上で各配
置案を生成する。このように，配置案の生成計算の際
に，必要に応じて一部の配置要素の配置位置の範囲の指
定（限定）を行うことによって，配置案生成計算に対し
て新たな条件を付加して配置案の探索範囲を限定するこ
とができ，計算時間を短縮することができる。また，上
記配置要素配置案生成手段及び／若しくは上記プラント
機器配置案生成手段では，例えば，上記配置要素の配置
及び／若しくは上記プラント機器の配置に関する評価値
が減少していくような上記各配置要素及び／若しくは上
記各プラント機器の位置及び回転角に関する修正方向
と，該修正方向で上記評価値が最小となる修正量とが計
算され，上記修正方向と上記修正量とに基づいて上記配
置要素及び／若しくは上記プラント機器の配置を修正す
る処理とが繰り返し行われ，それによって最適な配置案
の探索が行われる。その際，任意の配置要素及び／若し
くは上記任意のプラント機器に関して，上記修正処理の
繰り返し毎に，計算で求められた位置を上記平面上若し
くは直線上に投影することにより，上記任意の配置要素
の位置及び／若しくは任意のプラント機器の位置の修正
方向を予め所定の平面上若しくは直線上に規定すること
ができ，配置案の探索の高速化が図れる。また，上記配
置要素配置案生成工程及び／若しくは上記プラント機器
配置案生成工程において，上記配置要素及び／若しくは
上記プラント機器の配置に関する評価値に用いられる複
数の変数のうち，１又は複数の変数を他の変数との関係
を用いて規定した上で各配置要素及び／若しくは各プラ
ント機器の配置案の生成計算を行うようにすれば，変数
の数の減少により更に配置案の探索の高速化が図れる。
更に，上記配置要素及び／若しくは上記プラント機器の
配置を微調整するためのルールを予め設定しておき，上
記配置要素配置案生成工程及び／若しくは上記プラント
機器配置案生成工程において生成された配置要素及び／
若しくはプラント機器の配置案に対して，上記ルールに
基づいた微調整（例えば互いに接続された２以上の配置
要素の位置関係を所定方向に揃えたり，或いは直列に接
続された３以上の配置要素の回転角を，その両端の配置
要素に基づいて変更する）を行うようにすれば，実際の
施工に適した配置案が正確且つ高速に生成できる。

【０００９】

【発明の実施の形態】以下添付図面を参照して，本発明
の実施の形態及び実施例につき説明し，本発明の理解に
供する。尚，以下の実施の形態及び実施例は本発明を具
体化した一例であって，本発明の技術的範囲を限定する
性格のものではない。ここに，図１は本発明の実施の形
態に係るプラントレイアウト設計装置の概略構成を示す
ブロック図，図２は本発明の実施の形態に係るプラント
レイアウト設計方法の全体処理手順を示すフロー図，図
３はプラント装置に関する入力情報の一例を示す図，図
４は接続機器に関する入力情報の一例を示す図，図５は
プラントの論理的接続関係の一例を示す図，図６はプラ
ント対象領域に関する入力情報の一例を示す図，図７は
配置要素の決定の処理手順を示すフロー図，図８は配置
要素への分割の一例を示す図，図９は配置要素内のプラ
ント機器の初期配置を示す説明図，図１０は配置案の生
成の処理手順を示すフロー図，図１１は配置要素がプラ
ント対象領域に配置された状態を示す平面図，図１２は
配置要素がプラント対象領域に配置された状態を示す側
面図，図１３はコンベアの制約条件違反度合いを数量化
した一例を示す図，図１４は配置要素の配置案生成の処
理手順を示すフロー図，図１５は配置要素の配置位置の
限定を示す説明図，図１６は各配置要素内のプラント機
器の配置案生成の処理手順を示すフロー図，図１７は配
置要素の配置生成時における変数縮約の一例を示す説明
図，図１８は配置要素の配置生成時における変数縮約の
一例を示す説明図，図１９は配置要素の配置生成時にお
ける配置案自律修正の一例を示す説明図，図２０は配置
要素の配置生成時における配置案自律修正の一例を示す
説明図，図２１は配置要素又はプラント機器の配置位置
の計算の処理手順を示すフロー図，図２２は配置要素の
配置生成時における位置の修正方向を規定する場合の一
例を示す説明図，図２３は配置要素の配置案生成の処理
手順を示すフロー図（配置要素の位置の修正方向を規定
する場合）である。本実施の形態に係るプラントレイア
ウト設計装置は，図１に示す如く構成されている。

【００１０】データ入力部１では，プラントを構成する
プラント機器（プラント装置とその接続機器とよりな
る）に関する形状，仕様などの物理的情報，各プラント
機器の論理的接続関係，レイアウト対象領域についての
情報等が入力される。記憶部７には，上記データ入力部
１において入力された各情報が格納されると共に，予め
過去のレイアウト設計事例が格納されている。また，後
述する各部における必要情報は全てこの記憶部７に記憶
される。配置要素生成部２では，上記データ入力部１で
入力され，上記記憶部７に記憶された各プラント機器の
論理的接続関係に基づき，予め上記記憶部７に記憶され
た過去のレイアウト設計事例等を用いて，全プラント機
器を幾つかの配置要素というグループに分割し，該配置
要素についての情報を上記記憶部７に格納する。配置要
素配置案作成部３では，上記配置要素生成部２で作成さ
れた配置要素の単位で配置案を作成する。上記配置案の
作成の際には，配置上の制約条件やコストに関する各評
価値をなるべく小さくするような最適化計算が行われ，
それによって配置案が決定される。またその際，上記各
評価値に掛かる重みを調整することができる。また，一
部の配置要素の配置位置の範囲を限定することによっ
て，上記最適化計算の効率を向上させることもできる。
こうして作成された配置要素単位での配置案は上記記憶
部７に格納される。プラント機器配置案生成部４では，
上記配置要素配置案作成部３で作成された配置要素単位
での配置案に対して，各配置要素内での各プラント機器
の配置案を作成する。上記各配置要素内での各プラント
機器の配置案の作成の際には，配置上の制約条件やコス
トに関する各評価値をなるべく小さくするような最適化
計算が行われ，それによって配置案が決定される。また
その際，上記各評価値に掛かる重みを調整することがで
きる。また，一部のプラント機器の配置位置の範囲を限
定することによって，上記最適化計算の効率を向上させ
ることもできる。こうして作成された各配置要素内での
各プラント機器の配置案は上記記憶部７に格納される。

【００１１】上記プラント機器配置案生成部４で作成し
た各配置要素内での各プラント機器の配置案が，上記配
置要素配置案作成部３で作成した各配置要素単位の配置
案と整合がとれない場合には，上記配置要素配置案作成
部３による各配置要素単位の配置案の作成と上記プラン
ト機器配置案生成部４による各配置要素内での各プラン
ト機器の配置案の作成を繰り返すことによって調整を行
う。３次元モデル作成部５では，上記配置要素配置案作
成部３及び上記プラント機器配置案生成部４によって作
成された配置案の３次元モデルを作成する。表示部６で
は，上記３次元モデル作成部５で作成された３次元モデ
ルをはじめ，上記データ入力部１，配置要素生成部２，
配置要素配置案生成部３，プラント機器配置案生成部４
における必要な情報の表示を行う。

【００１２】続いて，図２その他の処理フローに従っ
て，上記各部の動作について更に詳しく説明する。 （ステップＳ１）先ず，データ入力部１によって必要な
データを入力する。入力されるデータは，図３，図４に
示すような各プラント装置，接続機器の形状寸法，仕様
等に関するデータ，図５に示すような各プラント機器の
論理的接続関係のデータ，図６に示すようなレイアウト
対象領域の地形に関するデータ等である。これらデータ
入力部１によって入力されたデータは，記憶部７に格納
される。 （ステップＳ２）続いて，配置要素生成部２によって全
プラント機器を幾つかの配置要素というグループに分割
する。このステップＳ２は，更に図７に示すようなステ
ップに分けることができる。 （ステップＳ２−１）先ず，配置要素生成部２は，記憶
部７よりプラントを構成する各プラント機器の論理的接
続関係のデータを取得する。 （ステップＳ２−２）続いて，上記取得した各プラント
機器の論理的接続関係に含まれる部分的論理接続関係
と，記憶部７に予め記憶されている過去のレイアウト設
計事例の部分的論理接続関係とのマッチング演算を行う
ことによってプラント機器のグループ化を行う。 （ステップＳ２−３ 〜 Ｓ２−５）上記マッチング演
算によって得られたグループはそのまま配置要素として
使用できるが，上記マッチング演算によって得られたグ
ループを採用したくない場合には，そのグループを解除
して任意のグループ化を行い，それを配置要素として使
用してもよい。 （ステップＳ２−６）上記ステップＳ２−２〜Ｓ２−５
の処理を，全プラント機器が配置要素に分類できるまで
繰り返し行う。図８に，プラント機器の配置要素への分
割例を示す。 （ステップＳ２−７）全プラント機器が配置要素に分類
されると，図９に示すように各配置要素内の各プラント
機器の初期配置が行われる。この段階ではまだ各配置要
素の配置案は決まっていないため，外部との接続部分の
位置は仮決めとなる。これら配置要素の分類データと各
配置要素内の各プラント機器の初期配置データは記憶部
７に格納される。以上のようにして配置要素が決定され
る。

【００１３】（ステップＳ３）続いて，配置要素配置案
生成部３，及びプラント機器配置案生成部４によって配
置案の生成が行われる。このステップＳ３は，更に図１
０に示すようなステップに分けることができる。 （ステップＳ３−１）先ず，配置要素配置案生成部３，
及びプラント機器配置案生成部４は，記憶部７より配置
要素の分類データと各配置要素内の各プラント機器の初
期配置データを取得する。 （ステップＳ３−２）続いて，配置要素配置案生成部３
によって，配置要素の配置に関する評価値を用いて，配
置要素単位での配置案が生成される。

【００１４】上記評価値には，配置制約条件違反度合
い，接続機器制約条件違反度合い等を数値化した制約評
価値と，プラントの配置に伴うコストを数値化したコス
ト評価値がある。上記配置制約条件違反度合いの例を図
１１を用いて説明する。同図は配置要素ａ，ｂ，ｃ，ｄ
がプラント対象領域に配置された状態を表した平面図で
あり，各配置要素を結ぶ実線が，接続機器であるコンベ
アを表している。この例では，配置要素ｄが，プラント
対象領域から一部外れるように配置されている。このよ
うにプラント対象領域から外れた部分，即ち図１１中，
配置制約違反部分で示す面積を，プラント対象領域に関
する制約違反度合いとする。その他にも，プラント配置
後に各機器の保守作業を行うためにある程度の領域を確
保する必要があるが，この制約に関する違反度合いも同
様に計算する。また，図１２は配置要素Ｋ，Ｌ，Ｍが配
置された状態を示した側面図である。この例では，配置
要素Ｋは地形から上に浮かび上がった状態に配置されて
いる。そこで，地表に設置するという制約に対する違反
度合いを図１１の場合と同様に数値化する。そして，上
記のような配置に関する制約違反度合いに適当な重みを
かけ，加算した値を配置制約条件違反度合いとする。上
記接続機器制約条件違反度合いとは，例えば配置要素間
を接続するコンベアの傾斜角度に関する制約違反度合い
等である。コンベアの傾斜角度が大きすぎる場合あるい
は逆勾配となる場合，運搬物が適切に運搬できない為，
図１３に示すような数量化を行い，制約違反度合いを計
算する。図１３の例では，コンベアの傾斜角度がある角
度を超えるかあるいは逆勾配（負の角度）となると制約
違反度合いが大きくなるように設定されている。また，
各配置要素毎に，コンベアを供給，引き出す時の経験的
に望ましい平面角度があり，これについても同様に数量
化する。そして，上記のような接続機器に関する制約条
件違反度合いに適当な重みをかけ，加算した値を接続機
器制約条件違反度合いとする。以上の配置制約条件違反
度合いと接続機器制約条件違反度合いに適当な係数をか
けて荷重和をとり，制約評価値とする。

【００１５】上記コスト評価値とは，プラントの配置に
伴うコストを数値化したものである。例えば，プラント
内のコンベアの長さの総和と，配置要素の位置を決定し
た時の搬出・搬入土量の荷重和を計算する。コンベアの
長さは，各配置要素の接続機器の接続位置からそれぞれ
の長さを計算する。搬出・搬入土量は，位置が決定され
た各配置要素と地形メッシュデータとの差を取ることで
計算する。その他，プラントの占める平面面積，プラン
トの最高点から最低点までの高低差，設置コスト，製品
取り出し位置と道路との距離等，様々な項目を盛り込む
ことが可能である。以上のようにして数値化した制約評
価値，コスト評価値に，それぞれ適当な重みをかけて荷
重和をとり，これを全体評価値とする。そして，この全
体評価値が所定値以下になるような配置案を生成する。
このステップＳ３−２は，更に図１４に示すようなステ
ップに分けることができる。 （ステップＳ３−２−１，Ｓ３−２−２）先ず，上述し
た制約評価値，コスト評価値にかかる重みを自動的に変
更するか，或いは固定値として指定するかを選択する。
上記各評価値にかかる重みを自動的に変更する場合と
は，例えば，先ず制約評価値の重みを大きくしてある程
度まで配置案を絞り込み，続いてコスト評価値の重みを
大きくして更に配置案を絞り込んでいくような方法をと
る場合である。このように段階的に配置案の絞り込みを
行うことによって配置案の探索範囲を限定でき，計算時
間を短縮することができる。 （ステップＳ３−２−３ 〜 Ｓ３−２−６）

【００１６】続いて，配置案の生成計算の際に，必要に
応じて一部の配置要素の配置位置の範囲の指定（限定）
を行う。配置位置の固定は，配置位置の範囲の指定の特
別な場合である。例えば，図１５に示すように，一部の
配置要素の配置位置を指定（範囲限定，或いは固定）す
ることによって配置案生成計算に対して新たな条件を付
加して配置案の探索範囲を限定することになり，計算時
間を短縮することができる。 （ステップＳ３−２−７）以上指定した条件の下で，配
置要素単位での配置案の生成計算を行う。 （ステップＳ３−３）続いて，プラント機器配置案生成
部４によって，プラント機器の配置に関する評価値を用
いて，各配置要素内でのプラント機器の配置案が生成さ
れる。上記評価値には，上記ステップＳ３−２の場合と
同様，配置制約条件違反度合い，接続機器制約条件違反
度合い等を数値化した制約評価値と，プラントの配置に
伴うコストを数値化したコスト評価値がある。このステ
ップＳ３−３は，更に図１６に示すようなステップに分
けることができる。この図１６に示すステップの処理は
上述した図１４に示すステップＳ３−２の処理とほぼ同
じであるため，簡単に説明する。 （ステップＳ３−３−１，Ｓ３−３−２）先ず，上記制
約評価値，コスト評価値にかかる重みを自動的に変更す
るか，或いは固定値として指定するかを選択する。 （ステップＳ３−３−３ 〜 Ｓ３−３−６）続いて，
配置案の生成計算の際に，必要に応じて一部のプラント
機器の配置位置の範囲の指定（限定）を行う。 （ステップＳ３−３−７）以上指定した条件の下で，各
配置要素内でのプラント機器の配置案の生成計算を行
う。

【００１７】以上のように，先ず配置要素というグルー
プ単位での配置案を生成し，続いてそれら配置要素内で
のプラント機器の配置案を生成するというように段階的
な配置案生成を行うため，配置案の探索範囲が限定で
き，計算時間を短縮することができる。 （ステップＳ３−４）以上のように，配置要素単位の配
置案，及び各配置要素内でのプラント機器の配置案が生
成されるが，上記ステップＳ３−３において得られた各
配置要素内での各プラント機器の配置案が，上記ステッ
プＳ３−２において得られた各配置要素単位の配置案と
整合がとれない場合には，上記ステップＳ３−２，Ｓ３
−３の処理を繰り返すことによって調整を行い，配置案
全体を矛盾無く生成することができる。 （ステップＳ４）３次元モデル作成部５において，以上
のようにして生成された配置案の３次元モデルが作成さ
れる。 （ステップＳ５）表示部６において，作成された３次元
モデルが表示される。 （ステップＳ６）表示された３次元モデルを検討し，生
成した配置案の採用，不採用を判断する。不採用の場合
には，再度上記ステップＳ２，或いは上記ステップＳ３
以降の処理を行う。

【００１８】以上説明したように，本実施の形態に係る
プラントレイアウト設計装置は，全プラント機器を幾つ
かの配置要素というグループに分割し，該配置要素の単
位での配置案と，それら各配置要素内でのプラント機器
の配置案とを段階的に作成するため，配置案の探索範囲
が限定でき，計算時間を短縮することができる。また，
上記各配置案の作成の際には，制約評価値，コスト評価
値にそれぞれ適当な重みをかけて荷重和をとった全体評
価値をなるべく小さくするような最適化計算が行われる
が，上記各評価値にかかる重みを変更しながら配置案を
絞り込んでいくことによって配置案の探索範囲を限定で
き，計算時間を短縮することができる。また，配置案の
生成計算の際に，必要に応じて一部の配置要素の配置位
置の範囲の指定（限定）を行うことによって，配置案生
成計算に対して新たな条件を付加して配置案の探索範囲
を限定することができ，計算時間を短縮することができ
る。このように，各プラント機器の配置上の制約条件を
満たし，且つ経済性を考慮した最良のレイアウト案を，
短時間で作成することが可能となる。

【００１９】

【実施例】上記実施の形態で説明した処理フローにおけ
るステップＳ３−２−７（配置要素の配置計算），及び
ステップＳ３−３−７（プラント機器の配置計算）に関
して，具体的な計算方法の一例をあげて更に詳しく説明
する。 （ステップＳ３−２−７）配置要素配置案生成部３で
は，上記全体評価値が減少していくような配置要素の位
置の修正量を求める。方法としては，上記全体評価値を
配置要素の位置ベクトルで微分し，その逆方向に上記全
体評価値が減少する量だけ修正する。即ち，ｘ_i ，
ｙ_i ，ｚ_i ，θ_i をそれぞれ配置要素ｉのｘ座標，ｙ座
標，ｚ座標，回転角とすると，位置を表すベクトルｔ
は，配置要素数をＮとして，

【数１】 と表現できる。従って，上記全体評価値をＣとすると，
修正方向ｄは，

【数２】 により求められる。修正ベクトルの具体的数値を解析的
に求めることは現実的でないため，数値的に求めるもの
とする。修正ベクトルを効果的に（推定精度よく）求め
る具体的方法は公知の技術を活用できるが，ここではそ
の基本的な流れを説明する。まず，上記位置ベクトルｔ
の各要素をそれぞれ微小変化させ，そのときの上記全体
評価値Ｃの変化分を求めることにより，上記修正方向ｄ
の各要素（偏微分係数）を求める。こうして上記修正方
向ｄが決定されれば，該修正方向ｄにおいて上記全体評
価値Ｃを最小にする修正量ｗを一次元探索により求め，
上記修正方向ｄに上記修正量ｗをかけて修正ベクトルを
計算し，得られた修正ベクトルにより配置要素の配置を
修正する。以上の処理を，上記全体評価値Ｃが所定値以
下になるまで繰り返し行うことにより，最適な配置案が
短時間で探索できる。尚，上記ステップＳ３−２−１で
各評価値の重みを自動変更とした場合には，この繰り返
し探索の過程で上記各評価値の重みが適宜変更される。 （ステップＳ３−３−７）このステップＳ３−３−７
（プラント機器の配置計算）は，上述したステップＳ３
−２−７における配置要素がプラント機器に置き換えら
れるだけで処理手順については全く同様である。

【００２０】続いて，上述したような配置要素及びプラ
ント機器に関する配置案の探索を更に高速に行うための
変数縮約，及び実際に施工可能な配置案を生成するため
の配置案自律修正について説明する。例えば，上述した
配置要素及びプラント機器の配置案の探索過程（上記ス
テップＳ３−２−７，Ｓ３−３−７）において，探索に
用いる変数の数を減らすことができれば，それだけ高速
な探索が可能となる。そこで，予め定められた条件を満
たしている場合には，複数の変数を同一変数と見做す，
即ち変数を縮約することにより，最適配置案の探索を高
速に行うことができる。例えば，「２つの配置要素間で
制約条件を全て満たし，且つ底面高低差がα以下の場合
にはその２つの配置要素の底面高さは同一とする。」と
いう変数縮約条件が予め定められている場合，図１７
（ａ）の平面図に示す配置要素１と配置要素２とが図１
７（ｂ）の断面図に示すような位置関係，即ち底面高低
差がΔｈ（≦α）である場合には，最適配置案の探索に
おいて配置要素１と配置要素２の底面高さを１つの変数
として取り扱う。また，例えば，「配置要素Ａに接続さ
れる配置要素Ｂに関して，その基準方向（即ち回転角）
が上記配置要素Ａの基準方向と角度差β以下の場合に
は，それらの基準方向を同一とする。」という変数縮約
条件が予め定められているとする。図１８（ａ）におい
て，配置要素２の基準方向とこれに接続される配置要素
１，３，４の基準方向とのなす角度はそれぞれΔθ１
（＞β），Δθ１（＞β），Δθ２（≦β）であるため
（図１８（ｂ）参照），上記変数縮約条件を満たす配置
要素２と配置要素４の回転角を１つの変数として取り扱
う。以上が変数縮約の例である。

【００２１】また，上述のような探索を行って得られた
配置案の各座標及び回転角は，或る評価関数に基づいて
計算される値であるため，きれいな値となることはほと
んどない。しかしながら，実際のプラント施工時には，
配置要素及びプラント機器の各座標及び回転角はある程
度区切りのよい数字である必要がある。そこで，探索さ
れた配置案が，部分的に予め定められたルールを満たし
ている場合には，探索された配置案を上記ルールに基づ
いて自律的に微調整することにより，実際に施工可能な
配置案を生成することができる。例えば，「配置要素Ａ
に接続される配置要素は，配置要素Ａの基準方向から相
対的に０°，４５°，９０°，１３５°，１８０°，２
２５°，２７０°，３１５°のいずれかの方向へ配置修
正する。但し，修正前に他の制約条件を全て満たし，且
つ修正角度がγ以下のときに適用できる。」という自律
修正ルールが予め定められているとする。ここで，図１
９に示すように，探索後の配置案において，配置要素３
が配置要素２の基準方向に対して９０°＋Δθ３の方向
にあったとする。この場合，上記Δθ３がγ以下であ
り，且つ他の制約条件をすべて満たしているとすれば，
図のように配置要素３の位置を配置要素２の基準方向に
対して９０°の位置に修正する。また，例えば，「連続
して接続される３つの配置要素において，両端の２つの
配置要素の基準方向が同一の場合，中間の配置要素の基
準方向はその両端の配置要素の基準方向に合わせる。但
し，修正前，修正後共に他の制約条件を全て満たしてい
るときに適用できる。」という自律修正ルールが予め定
められているとする。ここで，図２０に示すように，探
索後の配置案において，配置要素２，５の基準方向が同
一で，その中間に接続する配置要素４の基準方向のみが
ずれているとする。このとき，他の制約条件は全て満た
しており，且つ上記配置要素４の基準方向を上記配置要
素２，５の基準方向に合わせるように修正した場合にも
全ての制約条件を満たす場合には，上記自律修正ルール
に基づき，上記配置要素４の基準方向を上記配置要素
２，５の基準方向に合わせるように修正する。以上が配
置案自律修正の例である。尚，上記変数縮約，及び配置
案自律修正について配置要素の配置の場合を例に説明し
たが，プラント機器の配置の場合にも同様に適用できる
ことはいうまでもない。

【００２２】図２１に，上記変数縮約，及び配置案自律
修正を用いた配置要素，若しくはプラント機器の配置計
算のフローチャートを示す。このフローチャートは，上
記ステップＳ３−２−７（図１４），Ｓ３−３−７（図
１６）を更に詳細に示したものである。以下，配置要素
の配置計算（ステップＳ３−２−７）の場合を例に簡単
に説明する。 （ステップＳ３−２−７−１）まず，配置要素の初期配
置に対して，所定の変数縮約条件に基づいて変数の縮約
を行う。 （ステップＳ３−２−７−２）続いて，上述した方法，
即ち配置要素の修正ベクトルを求め，その修正ベクトル
で配置要素の配置を修正する処理を，全体評価値Ｃがあ
る程度小さくなるまで繰り返す。 （ステップＳ３−２−７−３）この段階で，得られた配
置案に対して，所定の自律修正ルールに基づいて配置案
の微調整を行う。 （ステップＳ３−２−７−４）ここで，配置案の全体評
価値Ｃが所定値以下であればその配置案を採用し，そう
でなければ上記ステップＳ３−２−７−１以降の処理を
繰り返す。 以上のように，変数縮約，及び配置案自律修正を適宜行
いながら配置案の探索を行うことにより，配置要素及び
プラント機器に関する配置案の探索を更に高速に行うこ
とができると共に，実際に施工可能な配置案を正確且つ
高速に生成することができる。

【００２３】続いて，上記最適化計算（ステップＳ３−
２−７−２，Ｓ３−３−７−２）における探索過程で，
配置案の探索を更に高速に行うため，配置要素，若しく
はプラント機器の位置の修正方向を規定する方法につい
て説明する。上記実施の形態では，配置案の探索範囲を
限定して高速に解を求めるため，配置要素，若しくはプ
ラント機器の配置位置の限定（或いは固定）を行うこと
について述べた。ここでは，更に配置要素，若しくはプ
ラント機器の位置の修正方向を規定する方法について具
体的に説明する。例えば，図２２に示すように，配置要
素４，５の位置の修正方向（平面上，若しくは直線上）
を規定した場合，上記ステップＳ３−２−７−２におけ
る配置案探索の繰り返し毎に，計算で得られた上記配置
要素４，５の位置を，上記規定された平面若しくは直線
に投影した位置に修正する。次の配置案探索時の評価値
の計算は，上記修正された配置案に基づいて行う。以上
の処理を繰り返すことにより，所望の配置案を高速に探
索することができる。尚，上記のように配置要素の位置
の修正方向を規定する場合には，図１４に示すフローチ
ャートには配置要素の修正方向の規定についてのステッ
プＳ３−２−８，Ｓ３−２−９が追加される（図２
３）。図１６についても同様である。また，この修正方
向の規定による位置修正は，配置案の探索一回毎に行わ
れるものであって，上述した配置案自律修正とは異な
る。

【００２４】

【発明の効果】以上説明したように，本発明に係るプラ
ントレイアウト設計方法は，プラントを構成するプラン
ト装置とその接続機器とよりなるプラント機器を論理的
接続関係及び物理的条件に応じてグループ化した配置要
素を生成する配置要素生成工程と，配置要素の配置に関
する評価値を用いて，上記配置要素生成工程で生成され
た各配置要素のレイアウト対象空間上への配置案を生成
する配置要素配置案生成工程と，プラント機器の配置に
関する評価値を用いて，上記配置要素配置案生成工程で
配置案が生成された各配置要素内の各プラント機器の配
置案を生成するプラント機器配置案生成工程と，必要に
応じて，上記配置要素配置案生成工程，上記プラント機
器配置案生成工程の繰り返しによる配置案の調整を行う
配置案調整工程とを具備してなることを特徴とするプラ
ントレイアウト設計方法として構成されているため，配
置案の探索範囲が限定でき，計算時間を短縮することが
できる。また，上記配置要素の配置及び／若しくは上記
プラント機器の配置に関する評価値が，少なくとも各配
置要素の配置及び／若しくは上記プラント機器の配置の
制約に対する違反度合いを数値化した制約評価値を含
み，必要に応じて各配置要素の配置及び／若しくは上記
プラント機器の配置によるコストを数値化したコスト評
価値を考慮し，これらの評価値が所定値以下になるよう
に各配置要素及び／若しくは各プラント機器の配置案を
生成するようにすれば，制約条件を満たし，且つ低コス
トの配置案を生成することができる。また，上記制約評
価値，及びコスト評価値に適当な重みを掛けることによ
って全体的な評価値を求めることで，計算時間の短縮を
図ることができる。更に，上記各評価値の重みを変化さ
せて各配置要素の配置案，或いは各プラント機器の各配
置要素内での配置案を生成することで，計算時間の短縮
を図ることができる。更に，上記配置要素配置案生成工
程，或いは上記プラント機器配置案生成工程において，
一部の配置要素の配置位置，或いは各配置要素内の一部
のプラント機器の配置位置の範囲を限定した上で各配置
案を生成することで，計算時間の短縮を図ることができ
る。

【００２５】また，上記配置要素配置案生成工程及び／
若しくは上記プラント機器配置案生成工程を，上記配置
要素の配置及び／若しくは上記プラント機器の配置に関
する評価値が減少していくような上記各配置要素及び／
若しくは上記各プラント機器の位置及び回転角に関する
修正方向と，該修正方向で上記評価値が最小となる修正
量とを計算し，上記修正方向と上記修正量とに基づいて
上記配置要素及び／若しくは上記プラント機器の配置を
修正する処理を繰り返し行うように構成することによ
り，最適配置案を効率的に探索することができる。その
際，任意の配置要素及び／若しくは上記任意のプラント
機器に関して，上記修正処理の繰り返し毎に，計算で求
められた位置を上記平面上若しくは直線上に投影するこ
とにより，上記任意の配置要素の位置及び／若しくは任
意のプラント機器の位置の修正方向を予め所定の平面上
若しくは直線上に規定することができ，配置案の探索の
高速化が図れる。また，上記配置要素配置案生成工程及
び／若しくは上記プラント機器配置案生成工程におい
て，上記配置要素及び／若しくは上記プラント機器の配
置に関する評価値に用いられる複数の変数のうち，１又
は複数の変数を他の変数との関係を用いて規定した上で
各配置要素及び／若しくは各プラント機器の配置案の生
成計算を行うようにすれば，変数の数の減少により更に
配置案の探索の高速化が図れる。更に，上記配置要素配
置案生成工程及び／若しくは上記プラント機器配置案生
成工程において，上記配置要素及び／若しくは上記プラ
ント機器の配置を微調整するためのルールを予め設定
し，生成された配置要素及び／若しくはプラント機器の
配置案に対して，上記ルールに基づいた微調整を行うよ
うにすれば，実際の施工に適した配置案を正確且つ高速
に生成することができる。以上のように，本発明によっ
て，各プラント機器の配置上の制約条件を満たし，且つ
経済性を考慮した最良のレイアウト案を，短時間で作成
することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の実施の形態に係るプラントレイアウ
ト設計装置の概略構成を示すブロック図。

【図２】 本発明の実施の形態に係るプラントレイアウ
ト設計方法の全体処理手順を示すフロー図。

【図３】 プラント装置に関する入力情報の一例を示す
図。

【図４】 接続機器に関する入力情報の一例を示す図。

【図５】 プラントの論理的接続関係の一例を示す図。

【図６】 プラント対象領域に関する入力情報の一例を
示す図。

【図７】 配置要素の決定の処理手順を示すフロー図。

【図８】 配置要素への分割の一例を示す図。

【図９】 配置要素内のプラント機器の初期配置を示す
説明図。

【図１０】 配置案の生成の処理手順を示すフロー図。

【図１１】 配置要素がプラント対象領域に配置された
状態を示す平面図。

【図１２】 配置要素がプラント対象領域に配置された
状態を示す側面図。

【図１３】 コンベアの制約条件違反度合いを数量化し
た一例を示す図。

【図１４】 配置要素の配置案生成の処理手順を示すフ
ロー図。

【図１５】 配置要素の配置位置の限定を示す説明図。

【図１６】 各配置要素内のプラント機器の配置案生成
の処理手順を示すフロー図。

【図１７】 配置要素の配置生成時における変数縮約の
一例を示す説明図。

【図１８】 配置要素の配置生成時における変数縮約の
一例を示す説明図。

【図１９】 配置要素の配置生成時における配置案自律
修正の一例を示す説明図。

【図２０】 配置要素の配置生成時における配置案自律
修正の一例を示す説明図。

【図２１】 配置要素又はプラント機器の配置位置の計
算の処理手順を示すフロー図。

【図２２】 配置要素の配置生成時における位置の修正
方向を規定する場合の一例を示す説明図。

【図２３】 配置要素の配置案生成の処理手順を示すフ
ロー図（配置要素の位置の修正方向を規定する場合）。

【符号の説明】

１…データ入力部 ２…配置要素生成部 ３…配置要素配置案生成部 ４…プラント機器配置案生成部 ５…３次元モデル作成部 ６…表示部 ７…記憶部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 美濃 光敏 兵庫県高砂市荒井町新浜２丁目３番１号 株式会社神戸製鋼所高砂製作所内 (72)発明者 渡辺 俊彦 兵庫県神戸市西区高塚台１丁目５番５号 株式会社神戸製鋼所神戸総合技術研究所内 (72)発明者 楢崎 博司 兵庫県神戸市西区高塚台１丁目５番５号 株式会社神戸製鋼所神戸総合技術研究所内 (72)発明者 小西 正躬 兵庫県神戸市西区高塚台１丁目５番５号 株式会社神戸製鋼所神戸総合技術研究所内

Claims (24)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 プラントを構成するプラント装置とその
   接続機器とよりなるプラント機器を論理的接続関係及び
   物理的条件に応じてグループ化した配置要素を生成する
   配置要素生成工程と，配置要素の配置に関する評価値を
   用いて，上記配置要素生成工程で生成された各配置要素
   のレイアウト対象空間上への配置案を生成する配置要素
   配置案生成工程と，プラント機器の配置に関する評価値
   を用いて，上記配置要素配置案生成工程で配置案が生成
   された各配置要素内の各プラント機器の配置案を生成す
   るプラント機器配置案生成工程と，必要に応じて，上記
   配置要素配置案生成工程，上記プラント機器配置案生成
   工程の繰り返しによる配置案の調整を行う配置案調整工
   程とを具備してなることを特徴とするプラントレイアウ
   ト設計方法。
2. 【請求項２】 上記配置要素配置案生成工程，及び上記
   プラント機器配置案生成工程において生成された配置案
   の３次元モデルを生成，表示することによって上記配置
   案の確認を行う３次元モデル作成・表示工程を具備して
   なる請求項１記載のプラントレイアウト設計方法。
3. 【請求項３】 上記配置要素の配置及び／若しくは上記
   プラント機器の配置に関する評価値が，少なくとも各配
   置要素の配置及び／若しくは各プラント機器の配置の制
   約に対する違反度合いを数値化した制約評価値を含み，
   必要に応じて各配置要素の配置及び／若しくは各プラン
   ト機器の配置によるコストを数値化したコスト評価値を
   考慮し，これらの評価値が所定値以下になるように各配
   置要素の配置案及び／若しくは各プラント機器の配置案
   を生成する請求項１又は２記載のプラントレイアウト設
   計方法。
4. 【請求項４】 上記制約評価値，及びコスト評価値に適
   当な重みを掛けることによって全体的な評価値を求めて
   なる請求項３記載のプラントレイアウト設計方法。
5. 【請求項５】 上記各評価値の重みを変化させて各配置
   要素及び／若しくは各プラント機器の配置案を生成して
   なる請求項４記載のプラントレイアウト設計方法。
6. 【請求項６】 上記配置要素配置案生成工程及び／若し
   くは上記プラント機器配置案生成工程において，一部の
   配置要素の配置位置の範囲及び／若しくは各配置要素内
   の一部のプラント機器の配置位置の範囲を限定した上で
   各配置要素及び／若しくは各プラント機器の配置案を生
   成する請求項１〜５のいずれかに記載のプラントレイア
   ウト設計方法。
7. 【請求項７】 上記配置要素配置案生成工程及び／若し
   くは上記プラント機器配置案生成工程が，上記配置要素
   の配置及び／若しくは上記プラント機器の配置に関する
   評価値が減少していくような上記各配置要素及び／若し
   くは上記各プラント機器の位置及び回転角に関する修正
   方向と，該修正方向で上記評価値が最小となる修正量と
   を計算し，上記修正方向と上記修正量とに基づいて上記
   配置要素及び／若しくは上記プラント機器の配置を修正
   する処理を繰り返し行う請求項１〜６のいずれかに記載
   のプラントレイアウト設計方法。
8. 【請求項８】 任意の配置要素の位置及び／若しくは任
   意のプラント機器の位置の修正方向を予め所定の平面上
   若しくは直線上に規定するべく，上記任意の配置要素及
   び／若しくは上記任意のプラント機器に関しては，上記
   修正処理の繰り返し毎に，計算で求められた位置を上記
   平面上若しくは直線上に投影する請求項７記載のプラン
   トレイアウト設計方法。
9. 【請求項９】 上記配置要素配置案生成工程及び／若し
   くは上記プラント機器配置案生成工程において，上記配
   置要素及び／若しくは上記プラント機器の配置に関する
   評価値に用いられる複数の変数のうち，１又は複数の変
   数を他の変数との関係を用いて規定した上で各配置要素
   及び／若しくは各プラント機器の配置案の生成計算を行
   う請求項１〜８のいずれかに記載のプラントレイアウト
   設計方法。
10. 【請求項１０】 上記配置要素配置案生成工程及び／若
    しくは上記プラント機器配置案生成工程において，上記
    配置要素及び／若しくは上記プラント機器の配置を微調
    整するためのルールを予め設定し，生成された配置要素
    及び／若しくはプラント機器の配置案に対して，上記ル
    ールに基づいた微調整を行う請求項１〜９のいずれかに
    記載のプラントレイアウト設計方法。
11. 【請求項１１】 上記微調整が，互いに接続された２以
    上の配置要素の位置関係を所定方向に揃えるものである
    請求項１０記載のプラントレイアウト設計方法。
12. 【請求項１２】 上記微調整が，直列に接続された３以
    上の配置要素の回転角を，その両端の配置要素に基づい
    て変更するものである請求項１０記載のプラントレイア
    ウト設計方法。
13. 【請求項１３】 プラントを構成するプラント装置とそ
    の接続機器とよりなるプラント機器を論理的接続関係及
    び物理的条件に応じてグループ化した配置要素を生成す
    る配置要素生成手段と，配置要素の配置に関する評価値
    を用いて，上記配置要素生成手段によって生成された各
    配置要素のレイアウト対象空間上への配置案を生成する
    配置要素配置案生成手段と，プラント機器の配置に関す
    る評価値を用いて，上記配置要素配置案生成手段によっ
    て配置案が生成された各配置要素内の各プラント機器の
    配置案を生成するプラント機器配置案生成手段とを具備
    し，必要に応じて，上記配置要素配置案生成手段，上記
    プラント機器配置案生成手段を繰り返し用いることによ
    って配置案を調整してなることを特徴とするプラントレ
    イアウト設計装置。
14. 【請求項１４】 上記配置要素配置案生成手段，及び上
    記プラント機器配置案生成手段によって生成された配置
    案の３次元モデルを生成，表示することによって上記配
    置案の確認を行う３次元モデル作成・表示手段を具備し
    てなる請求項１３記載のプラントレイアウト設計装置。
15. 【請求項１５】 上記配置要素の配置及び／若しくは上
    記プラント機器の配置に関する評価値が，少なくとも各
    配置要素の配置及び／若しくは各プラント機器の配置の
    制約に対する違反度合いを数値化した制約評価値を含
    み，必要に応じて各配置要素の配置及び／若しくは各プ
    ラント機器の配置によるコストを数値化したコスト評価
    値を考慮し，これらの評価値が所定値以下になるように
    各配置要素の配置案及び／若しくは各プラント機器の配
    置案を生成する請求項１３又は１４記載のプラントレイ
    アウト設計装置。
16. 【請求項１６】 上記制約評価値，及びコスト評価値に
    適当な重みを掛けることによって全体的な評価値を求め
    てなる請求項１５記載のプラントレイアウト設計装置。
17. 【請求項１７】 上記各評価値の重みを変化させて各配
    置要素及び／若しくは各プラント機器の配置案を生成し
    てなる請求項１６記載のプラントレイアウト設計装置。
18. 【請求項１８】 上記配置要素配置案生成手段及び／若
    しくは上記プラント機器配置案生成手段において，一部
    の配置要素の配置位置の範囲及び／若しくは各配置要素
    内の一部のプラント機器の配置位置の範囲を限定した上
    で各配置要素及び／若しくは各プラント機器の配置案を
    生成する請求項１３〜１７のいずれかに記載のプラント
    レイアウト設計装置。
19. 【請求項１９】 上記配置要素配置案生成手段及び／若
    しくは上記プラント機器配置案生成手段が，上記配置要
    素の配置及び／若しくは上記プラント機器の配置に関す
    る評価値が減少していくような上記各配置要素及び／若
    しくは上記各プラント機器の位置及び回転角に関する修
    正方向と，該修正方向で上記評価値が最小となる修正量
    とを計算し，上記修正方向と上記修正量とに基づいて上
    記配置要素及び／若しくは上記プラント機器の配置を修
    正する処理を繰り返し行う請求項１３〜１８のいずれか
    に記載のプラントレイアウト設計装置。
20. 【請求項２０】 任意の配置要素の位置及び／若しくは
    任意のプラント機器の位置の修正方向を予め所定の平面
    上若しくは直線上に規定するべく，上記任意の配置要素
    及び／若しくは上記任意のプラント機器に関しては，上
    記修正処理の繰り返し毎に，計算で求められた位置を上
    記平面上若しくは直線上に投影する請求項１９記載のプ
    ラントレイアウト設計装置。
21. 【請求項２１】 上記配置要素配置案生成手段及び／若
    しくは上記プラント機器配置案生成手段において，上記
    配置要素及び／若しくは上記プラント機器の配置に関す
    る評価値に用いられる複数の変数のうち，１又は複数の
    変数を他の変数との関係を用いて規定した上で各配置要
    素及び／若しくは各プラント機器の配置案の生成計算を
    行う請求項１３〜２０のいずれかに記載のプラントレイ
    アウト設計装置。
22. 【請求項２２】 上記配置要素配置案生成手段及び／若
    しくは上記プラント機器配置案生成手段において，上記
    配置要素及び／若しくは上記プラント機器の配置を微調
    整するためのルールを予め設定し，生成された配置要素
    及び／若しくはプラント機器の配置案に対して，上記ル
    ールに基づいた微調整を行う請求項１３〜２１のいずれ
    かに記載のプラントレイアウト設計装置。
23. 【請求項２３】 上記微調整が，互いに接続された２以
    上の配置要素の位置関係を所定方向に揃えるものである
    請求項２２記載のプラントレイアウト設計装置。
24. 【請求項２４】 上記微調整が，直列に接続された３以
    上の配置要素の回転角を，その両端の配置要素に基づい
    て変更するものである請求項２２記載のプラントレイア
    ウト設計装置。