JPWO2016017630A1 - プラント設計支援装置およびプラント設計支援プログラム - Google Patents

Abstract

プラント設計装置は、配管情報にしたがって、複数の制御ユニットの配管図を画面表示させる。このとき、制御ユニットには、制御ユニットにかかる負荷の許容範囲を示す境界条件が設定されている。ユーザに指定された境界条件を有する制御ユニットは、他の制御ユニットとは視覚的に識別可能となるように配管図は画面表示される。境界条件を設定されていない制御ユニットを、他の制御ユニットとは視覚的に識別可能となるように配管図を画面表示させることもできる。また、シミュレータにより計算された制御ユニットの予測負荷を参照し、予測負荷が境界条件を満たさない制御ユニットを、他の制御ユニットとは視覚的に識別可能となるように配管図を画面表示させてもよい。

Description

本発明は、大規模プラントの設計支援技術、特に、設計段階のミスを抑止するための技術に関する。

原子力プラントやＬＮＧプラントといった大規模プラントの設計においては、まず、ポンプやバルブ、蒸留塔、反応塔、熱交換器、パイプなどの各種部材（以下、「制御ユニット」とよぶ）のうち、主要な制御ユニットを選択し、それらのレイアウトや配管を決定する。このとき、ＰＦＤ（Process Flow Diagram）とよばれるプロセスフロー図を作成し、主要制御系のエネルギーバランスやマテリアルバランスをプロセスシミュレータにより計算する。

シミュレーションを繰り返しながらプロセス計算を修正したあと、より詳細な配管計装図であるＰ＆ＩＤ（Piping & Instrument Diagram）に配管サイズを反映させる。Ｐ＆ＩＤは、複数の設計者によって共有される重要な設計情報であり、Ｐ＆ＩＤに基づいて３次元のプラントモデルが設計される。

特開２０１０−２８２４９６号公報

大規模プラントにおいては特に制御ユニットの総数が１万点を超えることもめずらしくない。このような膨大な設計情報に複数の設計者が関わるため、設計情報の入力・伝達・管理には細心の注意が必要である。特に、複数のプロセス設計者による設計情報をＰ＆ＩＤに集約するときには、慎重な確認作業が求められる。

本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、その主たる目的は、プラント設計における設計エラーの発生を抑制するための技術、を提供することである。

本発明のある態様のプラント設計装置は、プラントを構成する複数の制御ユニットの配管情報を保持する配管情報保持部と、配管情報にしたがって、複数の制御ユニットの配管図を画面表示させる表示部と、制御ユニットにかかる負荷の許容範囲を示す境界条件を保持する境界条件保持部を備える。
表示部は、ユーザに指定された境界条件を有する制御ユニットを、他の制御ユニットとは視覚的に識別可能となるように配管図を画面表示させる。

本発明によれば、プラント設計に際し、設計情報の漏れや転記ミスなどを効率的に発見できる。

ＰＦＤからＰ＆ＩＤを生成するまでの設計過程を示す概念図である。 プラント設計装置の機能ブロック図である。 ＰＦＤのイメージ図である。 シミュレーション・ファイルのデータ構造図である。 スペック・ファイルのデータ構造図である。 設計情報ファイルのデータ構造図である。 Ｐ＆ＩＤのイメージ図である。 Ｐ＆ＩＤにおいて設計をチェックする方法を示すイメージ図である。 使用条件の違いを考慮した場合のスペック・ファイルのデータ構造図である。

図１は、ＰＦＤからＰ＆ＩＤを生成するまでの設計過程を示す概念図である。
プラント設計においては、設計上流のエンジニア（以下、「プロセスエンジニア」とよぶ）が主要な制御ユニットの選択や運転条件、機器設計、配管サイズを決定し、設計下流のエンジニア（以下、「配管設計エンジニア」とよぶ）がプロセスエンジニアの提供する設計情報に基づいて、すべての制御ユニットを詳細に３次元レイアウトする。

プロセスエンジニアは、顧客の要求や技術的課題などのさまざまな設計条件を考慮し、主要な制御ユニットの選択し、ＰＦＤ（プロセスフロー図）を作成し、運転条件および配管サイズを決定する。プロセスシミュレータに初期条件を設定し、ＰＦＤ上において制御系の動作がシミュレートされる。シミュレーション結果に基づいて、シミュレーションの温度、圧力、流量条件などは適宜修正される。シミュレーションと修正を繰り返しながら、主要制御系の設計を確定させる。シミュレーションの結果としてシミュレーション・ファイル１０２が生成される。

シミュレーション・ファイル１０２は、ＰＦＤに含まれる各制御ユニットについて予測される負荷（温度や圧力など）についての情報を含む。シミュレーション・ファイル１０２においては、プロセスシミュレータに固有のＩＤ（以下、「ＡＩＤ」と表記する）により制御ユニットは識別される。一般的には、ＡＩＤはストリームナンバーとよばれる。シミュレーション・ファイル１０２の詳細は、図４に関連して後述する。プロセスエンジニアは、各制御ユニットの予測負荷が要求水準を満たすように基本的な設計を行い、ＰＦＤによるプロセス条件情報とシミュレーション・ファイル１０２をアウトプットとして設計下流に提供する。

仕様データベース１０４には、さまざまな制御ユニットの仕様・規格情報を登録されている。仕様データベース１０４から、スペック・ファイル１０６が生成される。スペック・ファイル１０６は、プラントにおいて採用される制御ユニットのスペックを抽出してリスト化したものである。ここでいう「スペック」とは制御ユニットのサイズや材質のほか、境界条件も含まれる。「境界条件」とは、使用可能な温度範囲や圧力範囲など、制御ユニットの適正使用を担保できる負荷範囲を示す規格である。スペック・ファイル１０６においては、仕様データベース１０４に固有のＩＤ（以下、「ＢＩＤ」と表記する）により制御ユニットは識別される。スペック・ファイル１０６の詳細は、図５に関連して説明する。

シミュレーション・ファイル１０２とスペック・ファイル１０６は、設計情報ファイル１０８としてまとめられる。一般的には、設計情報ファイル１０８はＥｘｃｅｌ（登録商標）などの既知のファイル・フォーマットによりまとめられ、データベースに登録される。シミュレーション・ファイル１０２やスペック・ファイル１０６から設計情報ファイル１０８への転記は、通常、既知のデータベースソフトを介して手作業で行われる。設計情報ファイル１０８は、プラント設計装置１００に取り込まれ、設計情報ファイル１０８に基づいてプラントの詳細設計が行われ、Ｐ＆ＩＤが作成される。設計情報ファイル１０８の詳細は、図６や図９に関連して後述する。

設計情報ファイル１０８への転記は、慎重に行う必要がある。プロセスシミュレータに固有のＡＩＤと、仕様データベース１０４に固有のＢＩＤは別々のＩＤ体系であるため、ＡＩＤとＢＩＤの対応には細心の注意が必要である。また、スペック・ファイル１０６の境界条件の一部を転記し忘れるなどのミスをしないように注意する必要がある。プロセスエンジニアから配管設計エンジニアに設計情報を渡すときに情報伝達ミスが生じると、プロセス設計の生産性が大きく低下してしまう。１万点以上もの制御ユニットを含む大規模プラントにおいては、設計情報の確実・迅速な伝達は特に重要な問題である。

図２は、プラント設計装置１００の機能ブロック図である。
プラント設計装置１００の各構成要素は、任意のコンピュータのＣＰＵ、メモリ、メモリにロードされた本図の構成要素を実現するプログラム、そのプログラムを格納するハードディスクなどの記憶ユニット、ネットワーク接続用インタフェースを中心にハードウェアとソフトウェアの任意の組み合わせによって実現される。そして、その実現方法、装置にはいろいろな変形例があることは、当業者には理解されるところである。以下説明する各図は、ハードウェア単位の構成ではなく、機能単位のブロックを示している。

プラント設計装置１００は配管設計エンジニアにより使用され、その目的は設計情報ファイル１０８を取り込み、Ｐ＆ＩＤの整合性を検証することである。プラント設計装置１００は、設計者に各種情報を画像表示する表示部１１０、設計者からの各種入力を受け付ける入力部１１２、データ処理部１１４、配管情報を保持する配管情報保持部１１６、境界条件を保持する境界条件保持部１１８、予測負荷情報を保持する予測負荷保持部１２０および使用条件情報を保持する使用条件保持部１２２を含む。データ処理部１１４は、配管情報保持部１１６、境界条件保持部１１８、予測負荷保持部１２０、使用条件保持部１２２に保持されるデータおよび入力部１１２から入力されるデータに基づいて各種処理を実行する。

配管情報とは、使用される制御ユニットの仕様やその配管などをまとめた情報である。配管情報はもともとはＰＦＤからの情報に基づく。また、配管設計エンジニアによりＰ＆ＩＤの作成や変更にともなって配管情報も変化・充実化する。

境界条件は、上述したように制御ユニットを安全に使用できるマージンを示す。「予測負荷」とは、プロセスシミュレータにより予測された各制御ユニットにかかる負荷（温度や圧力など）であり、シミュレーション・ファイル１０２により提供される。「使用条件」とは、各制御ユニットの使用状況を示す情報であり、これはプロセスエンジニアや配管設計エンジニアにより追加される情報である。具体的には、制御ユニットが使用される環境（外気温や湿度など）に関する情報や制御ユニットが扱う材料などについての情報である。詳細は図９に関連して後述する。

境界条件保持部１１８および予測負荷保持部１２０に含まれる情報はそれぞれスペック・ファイル１０６およびシミュレーション・ファイル１０２に含まれる情報に対応するが、境界条件保持部１１８と予測負荷保持部１２０は概念的なものであり、これらの保持部は単一として形成されてもよい。

図３は、ＰＦＤのイメージ図である。
プロセスエンジニアは、既知のプロセスシミュレータにおいて、主要な制御ユニットを選択、レイアウトおよび配管接続することにより、主要制御系をデザインする。デザイン後、動作初期条件をセットし、シミュレーションを行い、主要制御系において所望の機能が実現されるかをチェックする。シミュレーションと設計変更を繰り返しながら主要制御系のデザインを確定させる。ＰＦＤの設計はいわばプラントの概念設計であり、プラント全体の骨格を決める作業である。

図４は、シミュレーション・ファイル１０２のデータ構造図である。
上述のように、プロセスシミュレータにおいては制御ユニットはＡＩＤにより識別される。シミュレーションを実行すると、各制御ユニットにかかる負荷の予想値である予測負荷が算出される。予測負荷として、図４では温度および圧力を例示するがこれに限られるものではなく、流速など他の情報を含めてもよい。図４では、ＡＩＤ：０１で識別される制御ユニットは、シミュレーションの結果、温度は２８０（℃）で圧力は４１（ＭＰａ）となることが予測されている。

図５は、スペック・ファイル１０６のデータ構造図である。
スペック・ファイル１０６は、仕様データベース１０４に登録される制御ユニットの境界条件を示す。ここでは、温度条件および圧力条件を対象として説明する。上述のように、仕様データベース１０４においては制御ユニットはＡＩＤとは別体系のＩＤであるＢＩＤにより識別される。

図５では、ＢＩＤ：０１で識別される制御ユニットは、温度は０〜８００（℃）が許容範囲であり、この範囲から外れる温度での制御は好ましくない。同様に、圧力は０〜９０（ＭＰａ）が許容範囲となっている。実際には、温度がこの範囲のときには圧力はこれくらい、という風に温度と圧力を複合的に判断して境界条件を定めることも多い。

図６は、設計情報ファイル１０８のデータ構造図である。
設計情報ファイル１０８は、シミュレーション・ファイル１０２とスペック・ファイル１０６を組み合わせたものである。ユーザは、シミュレーション・ファイル１０２とスペック・ファイル１０６の両方のデータをユーザは設計情報ファイル１０８に転記する。シミュレーション・ファイル１０２においては制御ユニットはＡＩＤにより識別され、スペック・ファイル１０６においては制御ユニットはＢＩＤにより識別されるため、どのＡＩＤがどのＢＩＤに対応するかを確認しながら慎重に転記作業を進める必要がある。

図６の場合、ＡＩＤ：０１は、ＢＩＤ：１８に対応している。ＡＩＤ：０３（ＢＩＤ：６７）の制御ユニットの温度に関する境界条件は０〜５００（℃）であるが、予測負荷は５２１（℃）である。このため、この制御ユニットの予測負荷（温度）は境界条件を満たしていないため、制御ユニットの取り替え等なんらかの対応が必要である。同様に、ＡＩＤ：０４（ＢＩＤ：２４）の制御ユニットの圧力に関する境界条件は０〜６０（ＭＰａ）であるが、予測負荷は７０（ＭＰａ）であり、こちらも境界条件を満たしていない。

図７は、Ｐ＆ＩＤのイメージ図である。
プラント設計装置１００は、設計情報ファイル１０８を取り込む。配管設計エンジニアは、プラント設計装置１００においてより具体的な配管計装図としてＰ＆ＩＤを設計する。通常、プラントは複数の領域に分割され、各領域ごとに担当のプロセスエンジニアがＰＦＤ設計を行う。こうして得られた大量のＰＦＤから１つのＰ＆ＩＤが生成される。Ｐ＆ＩＤは、すべての設計者がプラント設計について共有する重要な設計情報である。Ｐ＆ＩＤにおいては、ＰＦＤで設計した主要制御系だけではなく、制御系全体を設計する。

図８は、Ｐ＆ＩＤにおいて設計をチェックする方法を示すイメージ図である。
上述のように、Ｐ＆ＩＤは設計情報ファイル１０８に依存するため、設計情報ファイル１０８が正しい設定であることが大前提となる。しかし、制御ユニット（部材）の総数が数千点以上ともなると設計情報ファイル１０８の適正性の確認作業は作業負担が大きい。

本実施形態におけるプラント設計装置１００は、ユーザ（主として配管設計エンジニア）からの入力に応じて、Ｐ＆ＩＤの表示方法を変更することで上記のような確認作業の負担を軽減する。

（１）境界条件が設定されていない制御ユニットのチェック
原則として、すべての制御ユニットには境界条件が付与されている。しかし、仕様データベース１０４から設計情報ファイル１０８を生成する過程において、境界条件の設定を忘れるというヒューマンエラーが生じる可能性もゼロではない。ユーザが「境界条件未設定」を指定すると、データ処理部１１４は境界条件保持部１１８（設計情報ファイル１０８）を参照し、境界条件が設定されていない制御ユニットを特定し、そのような制御ユニットを所定色、たとえば赤色にて表示する。図８では境界条件未設定グループ１２６が該当し、この部分は赤色表示される。視覚的に識別可能となるように、境界条件未設定の制御ユニットの表示方法を設定することにより、ユーザはＰ＆ＩＤにおいてそのような設定不十分の制御ユニットの存否を一目で確認できる。
境界条件未設定とは、温度や圧力などの複数の境界条件についてその一部が未設定の場合であってもよいし、そのすべてが未設定の場合であってもよい。

（２）境界条件が共通する領域のチェック
境界条件が共通する制御ユニットをまとめて識別表示させることもできる。たとえば、温度について「８００（℃）まで許容される制御ユニット」とか「５０〜５００（℃）を許容範囲とする制御ユニット」「５００（℃）以上を許容できない制御ユニット」のようにユーザは境界条件についてのピックアップ条件を指定する。データ処理部１１４は境界条件保持部１１８を参照し、ピックアップ条件に合致する制御ユニットを特定し、そのような制御ユニットを所定色、たとえば、青色にて表示する。図８の境界条件共通グループ１２８は「５０〜５００（℃）を許容範囲とする制御ユニット」のグループである。境界条件共通グループ１２８を視覚的に識別可能に表示することにより、ユーザはプラント各部の境界条件の概略を視覚的に把握できる。図８では、境界条件共通グループ１２８は、グループＡとグループＢに分離している。連続する制御ユニットは境界条件が同一または類似することにより全体としての機能を果たすことが多い。グループＢの制御ユニットがいわば「飛び地」になっているため、グループＢの制御ユニットは境界条件の設定が正しくない、あるいは、ＡＩＤとＢＩＤの対応づけが正しく行われていない可能性がある。境界条件が類似する制御ユニットは同系統に集まりやすいという一般的な知見をベースにして、不適切な境界条件が設定されている制御ユニットを視覚的に見つけやすくなる。漫然と全体をチェックするよりもミスの可能性がある箇所に注意を集中しやすい。
境界条件共通グループ１２８においては、タグ１２４のように共通する境界条件を文字情報として追加表示してもよい。

（３）予測負荷が共通する領域のチェック
予測負荷が共通する制御ユニットをまとめて識別表示させることもできる。たとえば、温度について「予測負荷（温度）が１００〜２００（℃）の範囲にある制御ユニット」とか「予測負荷（温度）が５０（℃）未満となる制御ユニット」のようにユーザはピックアップ条件を設定する。データ処理部１１４は予測負荷保持部１２０を参照し、ピックアップ条件に合致する制御ユニットを特定し、そのような制御ユニットを所定色、たとえば、緑色にて表示する。図８の予測負荷共通グループ１３０は「予測負荷（温度）が１００〜２００（℃）の範囲にある制御ユニット」のグループである。予測負荷共通グループ１３０を視覚的に識別可能に表示することにより、ユーザはプラント各部の予測負荷の概略を視覚的に把握できる。図８では、予測負荷共通グループ１３０は、グループＣとグループＤに分離している。連続する制御ユニットは予測負荷が同一または類似することが多い。グループＤの制御ユニットがいわば「飛び地」になっているため、グループＤの制御ユニットはＡＩＤとＢＩＤの対応づけが正しくない可能性がある。このように予測負荷が近しい制御ユニットは同系統であるという一般的な知見をベースにして、不適切な設定がされている制御ユニットを視覚的に見つけやすくなる。
予測負荷共通グループ１３０においても、タグ１２４のように予測負荷を文字情報として追加表示してもよい。

（４）予測負荷が境界条件を満たしていない領域のチェック
プラント設計装置１００は、予測負荷が境界条件を満たしていない制御ユニットを洗い出し、そのような制御ユニットを所定色、たとえば、オレンジ色にて表示する。図６の設計情報ファイル１０８でいえば、ＡＩＤ：０３の制御ユニットは温度について境界条件を満足していないので、このような制御ユニットがオレンジ色表示となる。図８の予測負荷逸脱グループ１３２は、予測負荷が境界条件を満たしていない制御ユニットのグループである。予測負荷逸脱グループ１３２を視覚的に識別可能に表示することにより、設計上の問題箇所を視覚的に把握できる。

図９は、使用条件の違いを考慮した場合のスペック・ファイル１０６のデータ構造図である。
パイプやポンプなどの制御ユニットの中には制御ユニットが使用される地理的条件や、取り扱う流体といった使用条件によって境界条件が変わるものもある。たとえば、中東の天然ガスプラントとロシアの天然ガスプラントでは境界条件が異なる可能性もあるし、プラントが取り扱う流体の種類は、石油や天然ガス、水などさまざまなものが想定される。また、気体や液体、あるいはその混合体であるかによっても境界条件は異なる。また、気液二相流とは、気体と液体という異なった２種類の流体が同一流路管内に混在・移動している状態のことをいう。気体と液体の混合比によって気相二相流の性質も変化する。たとえば、気液二相流には、連続した液相中に小気泡が分散した気泡流(Bubble Flow)や、流路断面を満たすような大きい気泡（気体スラグ）と、小気泡を含む液体部分（液体スラグ）が交互に存在するスラグ流(Slug Flow)などさまざまな態様がある。気相の量が少ないうちは気泡流であるが、気相の量が大きいときにはスラグ流になる。二相流のフローパターンは、気相・液相の密度や粘度、流速、気液容量比等から状態線図により判定される。

図９に示すスペック・ファイル１０６では、気泡流として流体を伝送する場合とスラグ流として流体を伝送する場合という２つの使用条件それぞれについて境界条件が定義されている。使用条件保持部１２２は、各制御ユニットについて想定される使用条件を保持する。たとえば、ＢＩＤ：０１の制御ユニットが取り扱う流体が気泡流のときには、気泡流の境界条件である第１境界条件１３４が適用され、スラグ流のときにはスラグ流に対応する第２境界条件１３６が適用される。

実際の使用条件に応じて境界条件を選択することにより、Ｐ＆ＩＤにおいてより適切に設計を確認できる。たとえば、低温の流体しか流通しない箇所であれば耐熱性の低い制御ユニットであっても問題ないし、特定の温度以上で腐食性が高くなる流体が流通する箇所では、仕様・規格情報に定められた温度以下であっても境界条件としては耐熱性不十分とされることもある。使用条件に応じた境界条件に基づいて、Ｐ＆ＩＤにおける着色グループを設定することにより、使用条件を考慮した設計の意図を理解しやすくなる。また、予測負荷が境界条件を満たすかどうかをチェックするときにも、使用条件に対応した境界条件に基づいて判定する。

更に、ユーザの指定に応じて、使用条件について共通するグループを所定色、たとえば、紫色にて表示してもよい。たとえば、気泡流を扱う制御ユニットだけを紫色グループとして識別してもよい。

以上のように、大規模プラントに含まれるさまざまな設計情報はＰ＆ＩＤに集約されるが、使用条件、境界条件、予測負荷、あるいはこれらの組み合わせに基づいてグループを作り、グループを特有の色にて識別すれば、設計概要や設計意図を「色」という視覚情報で示すことができる。設計情報はタグ１２４のような文字情報で提供することも可能であるし実際に有効であるが、人間は本来的には文字情報よりも画像情報を取り扱うことに慣れている。文字情報に限らず、視覚情報を活用することにより多角的なチェックが可能になる。

以上、本発明を実施の形態をもとに説明した。実施の形態は例示であり、それらの各構成要素や各処理プロセスの組合せにいろいろな変形例が可能なこと、またそうした変形例も本発明の範囲にあることは当業者に理解されるところである。

本実施形態においては、境界条件共通グループ１２８等の所定のグループを色彩により識別したが、明度や彩度といった色彩パラメータの変更、色彩以外には該当部分を点滅や拡大・縮小させることにより視覚的に識別してもよい。あるいは、該当部分を枠で取り囲んだり、該当部分の線種を変えるといった方法も考えられる。

識別表現方法としては、色彩の変化だけでなく、制御ユニットを描く線画の線種を変えてもよい。たとえば、太い線、中くらいの線、細い線の３種類の線種により、該当部分を識別してもよい。また、破線、実線、一点鎖線などの線のデザインを変更してもよい。ユーザが２つの境界条件を指定したとき、第１の境界条件（たとえば、温度「０〜３００度」）に対応する制御ユニットを赤色細線で描画し、第２の境界条件（たとえば、温度「３０〜１００度」）に対応する制御ユニットを赤色太線で描画することにより、互いを識別してもよい。このような色彩と線種を組み合わせる識別方法によれば、温度「０〜３００度」を第１の境界条件としつつ、それに包含されるより狭い温度範囲「１０〜１００度」を第２の境界条件とすることで、第１の境界条件に該当する制御ユニット群のうち、特に、温度条件がタイトな第２の境界条件にも該当する第２の制御ユニットを識別しやすくなる。第１の境界条件と第２の境界条件は、上記例のように互いに包含関係にあってもよいし、まったく別であってもよい。

識別条件としては、上述したもののほか、以下のものが考えられる。
（１）設計変更・追加の時期
プラント設計は、毎回スクラッチから設計されるわけではなく、過去のプラント設計をベースにして行われることがある。たとえば、過去に作成したＰ＆ＩＤをベースとして、これに新たな制御ユニットを置換・追加することで、プラント設計をカスタマイズすることもある。この場合、既存設計はすでに実績があるため、新規設計部分を中心としてレビューすればよい。そこで、シミュレーション・ファイル１０２や設計情報ファイル１０８に制御ユニットの導入日時を含めてもよい。そして、制御ユニットを導入日時に応じて識別してもよい。たとえば、２０１５年以前に設計されたＰ＆ＩＤをベースとして、２０１５年に新たに複数の制御ユニットを追加して新しいＰ＆ＩＤを作るとする。このときには、ユーザが「２０１５年以降の導入」という条件を設定すれば、このような新規置換・追加部分を識別することができる。

具体的には、配管情報保持部１１６に各制御ユニットの導入日時を記録しておき、ユーザは入力部１１２から導入日時に関する条件を入力し、データ処理部１１４は導入日時条件に合致する制御ユニットをピックアップする。そして、表示部１１０は、該当の制御ユニットを、たとえば、ピンク色にて識別表示してもよい。

このような識別をすれば、古くて実績のある設計部分と新しい設計部分をまとめて漫然とレビューするのではなく、新しい設計部分を重点的にレビューできるため、レビューの効率が高くなる。

（２）設計担当者
プラント設計には、複数の設計担当者が関わる。また、１つのプラントに複数の施工業者が関わることも多い。そこで、シミュレーション・ファイル１０２や設計情報ファイル１０８において、各制御ユニットの設計責任者や施工業者を識別するためのＩＤを追加してもよい。そして、配管情報保持部１１６に各制御ユニットの設計責任者および／または施工業者を識別するためのＩＤを含めてもよい。ユーザが入力部１１２から設計責任者に関する条件、たとえば、設計責任者のＩＤを入力すると、データ処理部１１４はそのＩＤが付与される制御ユニットをピックアップする。施工業者のＩＤの場合も同じである。プラント設計装置１００は、該当の制御ユニットを、たとえば、水色（ライトブルー）にて識別表示してもよい。
このような識別をすれば、複雑なＰ＆ＩＤにおいて、各設計責任者や各施工業者の担当部分を視覚的に確認しやすくなる。

（３）流速条件
温度や圧力のほか、流速の予測値や境界条件を設定してもよい。そのほか、粘性係数やレイノルズ数など、流体力学に関わるさまざまなパラメータの予測値や境界条件を設定してもよい。

（４）モジュール
プラントは複数の制御ユニットを組み合わせて構築されるが、現地に制御ユニットを持ち込んでプラントを構築するのではなく、モジュールを船積みして現地に持ち込むこともある。モジュールは、ある特定の機能に対応した制御ユニットの集合体である。１つのモジュールには、各種の塔、ポンプ、熱交換器などさまざまな制御ユニットが含まれる。配管情報保持部１１６に各制御ユニットが所属するモジュールのＩＤを含めてもよい。ユーザが入力部１１２からモジュールＩＤを入力すると、データ処理部１１４はそのＩＤに対応づけられている制御ユニットをピックアップする。プラント設計装置１００は、該当の制御ユニットを、たとえば、黄緑色にて識別表示してもよい。

プラント設計は、ベテランのエンジニア（以下、「リードエンジニア」とよぶ）によってレビューされる。少しの設計変更であっても、必ずレビューを受けるべきである。レビューを行うだけの経験のあるリードエンジニアは貴重であり、リードエンジニアのレビュー負担は非常に大きくなりやすい。一般的には、一通りの設計が完了したあとでも設計変更が頻発することが多く、その都度、レビューが必要になる。リードエンジニアがレビューに費やす時間が増えると、リードエンジニアはそれ以外の作業に工数を割けなくなってしまう。

本実施形態に示すプラント設計装置１００によれば、設計変更箇所のみを識別表示させることができるため、リードエンジニアのレビュー負担を大きく軽減できるようになった。また、境界条件に予測負荷がマッチしていない箇所もチェックできるため、リードエンジニアのレビューの前に設計者自らが設計ミスに気づきやすい。本システムによれば、プラント設計に要する工数が大幅に削減される。トータルの設計時間が半減するほど効果的であり、リードエンジニアのレビュー負担の軽減が設計時間削減に特に寄与している。レビュー負担の軽減は、より効果的なレビューを可能とし、品質向上にも寄与する。

１００ プラント設計装置、 １０２ シミュレーション・ファイル、 １０４ 仕様データベース、 １０６ スペック・ファイル、 １０８ 設計情報ファイル、 １１０ 表示部、 １１２ 入力部、 １１４ データ処理部、 １１６ 配管情報保持部、 １１８ 境界条件保持部、 １２０ 予測負荷保持部、 １２２ 使用条件保持部、 １２６ 境界条件未設定グループ、 １２８ 境界条件共通グループ、 １３０ 予測負荷共通グループ、 １３２ 予測負荷逸脱グループ。

本発明は、大規模プラントの設計支援技術に応用可能である。

Claims (11)

1. プラントを構成する複数の制御ユニットの配管情報を保持する配管情報保持部と、
   前記配管情報にしたがって、複数の制御ユニットの配管図を画面表示させる表示部と、
   制御ユニットにかかる負荷の許容範囲を示す境界条件を保持する境界条件保持部と、を備え、
   前記表示部は、ユーザに指定された境界条件を有する制御ユニットを、他の制御ユニットとは視覚的に識別可能となるように前記配管図を画面表示させることを特徴とするプラント設計装置。
2. 前記表示部は、前記配管図において、ユーザに指定された境界条件を有する制御ユニットを他の制御ユニットとを互いに異なる色彩にて描画することを特徴とする請求項１に記載のプラント設計装置。
3. 前記表示部は、前記配管図において、更に、ユーザに指定された第１および第２の境界条件を有する制御ユニットを互いに同一の色彩かつ異なる線種にて描画することを特徴とする請求項２に記載のプラント設計装置。
4. 前記表示部は、更に、境界条件を設定されていない制御ユニットを、他の制御ユニットとは視覚的に識別可能となるように前記配管図を画面表示させることを特徴とする請求項１に記載のプラント設計装置。
5. シミュレータにより計算された制御ユニットの予測負荷を保持する予測負荷保持部、を更に備え、
   前記表示部は、予測負荷が境界条件を満たさない制御ユニットを、他の制御ユニットとは視覚的に識別可能となるように前記配管図を画面表示させることを特徴とする請求項１に記載のプラント設計装置。
6. シミュレータにより計算された制御ユニットの予測負荷を保持する予測負荷保持部と、を更に備え、
   前記表示部は、ユーザにより指定された範囲に前記予測負荷が収まる制御ユニットを、他の制御ユニットとは識別可能となるように前記配管図を画面表示させることを特徴とする請求項１に記載のプラント設計装置。
7. 制御ユニットの使用条件を保持する使用条件保持部、を更に備え、
   前記境界条件保持部は、複数の使用条件それぞれについて境界条件を保持し、
   前記表示部は、制御ユニットの使用条件に応じた境界条件に基づいて、ユーザに指定された境界条件を有する制御ユニットを、他の制御ユニットとは視覚的に識別可能となるように前記配管図を画面表示させることを特徴とする請求項１に記載のプラント設計装置。
8. 制御ユニットの使用条件を保持する使用条件保持部、を更に備え、
   前記境界条件保持部は、複数の使用条件それぞれについて境界条件を保持し、
   前記表示部は、制御ユニットの使用条件に応じた境界条件に基づいて、予測負荷が境界条件を満たさない制御ユニットを、他の制御ユニットとは視覚的に識別可能となるように前記配管図を画面表示させることを特徴とする請求項５に記載のプラント設計装置。
9. 前記使用条件は、制御ユニットが扱う流体の種類または性質を示すことを特徴とする請求項７または８に記載のプラント設計装置。
10. 前記配管情報保持部は、更に、制御ユニットの導入時期を示す情報を保持し、
    前記表示部は、ユーザに指定された範囲に前記導入時期が収まる制御ユニットを、他の制御ユニットとは識別可能となるように前記配管図を画面表示させることを特徴とする請求項１に記載のプラント設計装置。
11. プラントを構成する複数の制御ユニットの配管情報を保持する機能と、
    制御ユニットにかかる負荷の許容範囲を示す境界条件を保持する機能と、
    前記配管情報にしたがって、複数の制御ユニットの配管図を画面表示させ、かつ、ユーザに指定された境界条件を有する制御ユニットを、他の制御ユニットとは視覚的に識別可能となるように前記配管図を画面表示させる機能と、
    をコンピュータに発揮させることを特徴とするプラント設計支援プログラム。

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