WO2022118758A1 - プログラム、方法、およびシステム - Google Patents

Abstract

本開示のプログラムは、プロセッサに、仮想空間の任意の箇所に対する、ケーブルが配置される空間の経路を示すケーブルパスの配置の受け付けと、仮想空間に、始点を有する機器である第１のオブジェクトと、終点を有する機器である第２のオブジェクトと、を配置するユーザからの操作の受け付けと、ケーブルパスと、始点と終点の位置と、に基づいて、複数の機器のうち、選択された２つの機器同士に対するケーブルのルーティングと、を実行させるプログラム。

Description

プログラム、方法、およびシステム

　本開示は、プログラム、方法、およびシステムに関する。

　化学プラントのような大規模な設備を建設するためには、各種設備を適切に配置し、機器を配置し、各機器に電力を供給するケーブルのルーティングが行われる。プラントの設計段階で行われるケーブルルーティングは、プラントを構成する各機器の位置関係に基づく要件、各機器に供給される電力から選定されるケーブルのサイズの条件、メンテナンス性のように様々な要素の検討が必要であり、膨大な作業が必要になる。このような作業を支援するため、ＣＡＤのような設計ツールが使用され、各種機器の配置、ケーブルのルーティング等の各種設計が行われている。

　特許文献１には、プラントの設計段階において使用される、配管ルート作成装置の技術が開示されている。この技術は、配管ルートを自動で決定する処理の効率を向上させるため、配管の目標位置である整列ガイドを用いて配管ルートの位置を調節し、複数の配管ルートを整列させ、配管同士の干渉を回避し、配管の間隔を一定にしている。

特開２０１９－１０６１４１号公報

　ところで、化学プラントのような設備の設計におけるケーブルルーティングは、ポンプ、熱交換器等の各種機器の間を横断するように配置されるラックを用いて行われる。この際、ラックは階層構造となっていることが多く、ラックの階層ごとにケーブルを配置する空間を検討する必要がある。しかしながら、特許文献１に記載のルーティングシステムでは、このようなラックの階層ごとの空間の配置について対応できていない。

　そこで、本開示では、各種機器同士をつなぐケーブルのルーティング作業を、ラックの階層ごとに検討することができるケーブルルーティングシステム１を提供することを目的とする。

　本開示のプログラムは、プロセッサに、仮想空間の任意の箇所に対する、ケーブルが配置される空間の経路を示すケーブルパスの配置の受け付けと、仮想空間に、始点を有する機器である第１のオブジェクトと、終点を有する機器である第２のオブジェクトと、を配置するユーザからの操作の受け付けと、ケーブルパスと、始点と終点の位置と、に基づいて、複数の機器のうち、選択された２つの機器同士に対するケーブルのルーティングと、を実行させる。

　本開示によれば、各種機器同士をつなぐケーブルのルーティング作業を、ラックの階層ごとに検討することができる。

ケーブルルーティングシステム１の全体の構成を示す図である。 ケーブルルーティングシステム１を構成する端末装置の機能的な構成を示すブロック図である。 ケーブルルーティングシステム１を構成するサーバの機能的な構成を示す図である。 サーバが記憶する機器データベースおよび設計空間データベースのデータ構造の一例を示す図である。 サーバが記憶するケーブルデータベースのデータ構造の一例を示す図である。 ケーブルルーティングシステム１において入力される設計パラメータを説明する図である。 ケーブルルーティングシステム１で扱う機器の種類を示す図である。 サーバが記憶するパラメータ情報データベースのデータ構造の一例を示す図である。 サーバが記憶するラック位置情報データベースのデータ構造の一例を示す図である。 サーバが記憶する機器位置情報データベースのデータ構造の一例を示す図である。 サーバが記憶するケーブル定義情報データベースのデータ構造の一例を示す図である。 ケーブルルーティングシステム１の処理の一例の前半を示す図である。 ケーブルルーティングシステム１の処理の一例の後半を示す図である。 ケーブルが敷設されるレイヤーおよび領域を指定する際の操作画面の一例を示す図である。 ラックおよび機器が３次元空間上に配置された状態の操作画面の一例を示す図である。 ルーティングするケーブルを定義した際の操作画面を示す図である。 ケーブルパスが設定された際の端末装置１０の操作画面の一例を示す図である。 トレイレイアウトの編集処理における操作画面の一例を示す図である ルーティング処理を行った際の操作画面の一例を示す図である。 ラダーパスの編集の処理における操作画面の一例を示す図である。 ルーティング経路として、セクション部を指定したルーティング処理を行った際の操作画面の一例を示す図である。 変形例に係るケーブルルーティングにおいて、ケーブルパスが設定された際の端末装置１０の操作画面の一例を示す図である。 変形例に係るケーブルルーティングにおいて、ルーティング処理を行った際の操作画面の一例を示す図である。

　以下、図面を参照しつつ、本開示の実施の形態について説明する。以下の説明では、同一の部品には同一の符号を付してある。それらの名称及び機能も同じである。したがって、それらについての詳細な説明は繰り返さない。

　＜概要＞
　以下、プラント設計におけるケーブルルーティングの概要、及び本開示に係るケーブルルーティングシステム１について説明する。このケーブルルーティングシステム１は、ＬＮＧ（Liquefied Natural Gas：液化天然ガス）プラントや石油化学プラントのように、化学反応による様々な生産工程を経由して化学製品を製造するための設備群に対して電力供給用のケーブル、および各種通信用のケーブルの設計を行うためのシステムである。
　プラントに配置される設備とは、ＬＮＧプラントを例に説明すると、液化処理の対象である原料ガス中に含まれる酸性ガス（Ｈ_２Ｓ、ＣＯ_２、有機硫黄等）を除去する酸性ガス除去設備、除去された酸性ガスから単体硫黄を回収する硫黄回収設備、原料ガス中に含まれる水分を除去する水分除去設備、原料ガスの冷却や液化に用いられる冷媒（混合冷媒、プロパン冷媒等）の圧縮設備等が含まれる。ここで、プラントの設備とは、そのプラントの目的に応じて敷設された装置群や機器群のことをいう。

　このようなプラントを設計するためには、例えば、以下のような工程が含まれる。まず、プラント内の各設備、ポンプや熱交換器等の各種機器、各種配管を通すための架構（配管ラック）の配置、主要な配管のルートを決定し、プラントのレイアウトを設計してプロットプランと呼ばれる配置図を作成する。次に、プラント全体の機能要件に基づき、プラントにて使用される原料の受け入れから製品出荷までのプロセスユニット（一連の製造工程）を詳細に策定し、プロセスごとに物質／熱収支計算を行い、プロセスフローダイアグラム（ＰＦＤ）と呼ばれるプロセスフローを作成する。さらに、ＰＦＤに基づき、シミュレーションを繰り返してプロセス計算を修正し、プラント内の各機器を通す配管および各種ケーブルのレイアウトが決定（配管ルーティング）され、詳細な配管計装図であるＰ＆ＩＤ（Piping and Instrument Diagram）の作成が行われる。本開示に係るケーブルルーティングシステム１は、このような各工程において、プラント全体及び各設備における機器およびケーブル等のレイアウト設計を行い、プロセスフロー作成、配管ルーティング、Ｐ＆ＩＤ等を支援するための３ＤＣＡＤシステムである。

　＜第１の実施の形態＞
　以下、ケーブルルーティングシステム１について説明する。以下の説明では、例えば、端末装置１０がサーバ２０へアクセスすることにより、サーバ２０が、端末装置１０で画面を生成するための情報を応答する。端末装置１０は、サーバ２０から受信した情報に基づいて画面を生成し表示する。

　＜１　ケーブルルーティングシステム１の全体構成＞
　図１は、ケーブルルーティングシステム１の全体の構成を示す図である。図１に示すように、ケーブルルーティングシステム１は、複数の端末装置（図１では、端末装置１０Ａ及び端末装置１０Ｂを示している。以下、総称して「端末装置１０」という）と、サーバ２０とを含む。端末装置１０とサーバ２０とは、ネットワーク８０を介して相互に通信可能に接続されている。ネットワーク８０は、有線または無線ネットワークにより構成される。

　端末装置１０は、各ユーザが操作する装置である。ここで、ユーザとは、端末装置１０を使用してケーブルルーティングシステム１の機能であるプラント設計を行う者をいう。端末装置１０は、据え置き型のＰＣ（Personal Computer）、ラップトップＰＣなどにより実現される。この他、端末装置１０は、例えば移動体通信システムに対応したタブレットや、スマートフォン等の携帯端末であるとしてもよい。

　端末装置１０は、ネットワーク８０を介してサーバ２０と通信可能に接続される。端末装置１０は、５Ｇ、ＬＴＥ（Long Term Evolution）などの通信規格に対応した無線基地局８１、ＩＥＥＥ（Institute of Electrical and Electronics Engineers）８０２．１１などの無線ＬＡＮ（Local Area Network）規格に対応した無線ＬＡＮルータ８２等の通信機器と通信することにより、ネットワーク８０に接続される。図１に端末装置１０Ｂとして示すように、端末装置１０は、通信ＩＦ（Interface）１２と、入力装置１３と、出力装置１４と、メモリ１５と、記憶部１６と、プロセッサ１９とを備える。

　通信ＩＦ１２は、端末装置１０が外部の装置と通信するため、信号を入出力するためのインタフェースである。
　入力装置１３は、ユーザからの入力操作を受け付けるための入力装置（例えば、キーボードや、タッチパネル、タッチパッド、マウス等のポインティングデバイス等）である。

　出力装置１４は、ユーザに対し情報を提示するための出力装置（ディスプレイ、スピーカ等）である。
　メモリ１５は、プログラム、及び、プログラム等で処理されるデータ等を一時的に記憶するためのものであり、例えばＤＲＡＭ（Dynamic Random Access Memory）等の揮発性のメモリである。

　記憶部１６は、データを保存するための記憶装置であり、例えばフラッシュメモリ、ＨＤＤ（Hard Disc Drive）である。
　プロセッサ１９は、プログラムに記述された命令セットを実行するためのハードウェアであり、演算装置、レジスタ、周辺回路などにより構成される。

　サーバ２０は、各ユーザの情報、各種機器および各種ケーブルの情報、及び、設計を行った仮想空間（設計途中のものも含む）の情報を管理する装置である。
　サーバ２０は、ユーザに対して、プラント設計をするための仮想空間内に配置する機器の種類、配置位置、配管およびケーブルのルーティングを行う指示等の入力を受け付ける。

　具体的には、例えばプラント設計をするための仮想空間内の視点（仮想カメラ）を設定し、ユーザの指示により配置された各種機器、ルーティングされた配管およびケーブルについて、仮想カメラの設定に基づきレンダリングを行い、端末装置１０へ表示させる。
　サーバ２０は、入力された各種機器の種類、配置位置に基づいて仮想空間に配置し、配管及びケーブルのルーティングを行うユーザからの指示に基づいて配管及びケーブルのルートを決定して、仮想空間上でルーティングを行い、ユーザの端末に表示させる。

　サーバ２０は、ネットワーク８０に接続されたコンピュータである。サーバ２０は、通信ＩＦ２２と、入出力ＩＦ２３と、メモリ２５と、ストレージ２６と、プロセッサ２９とを備える。

　通信ＩＦ２２は、サーバ２０が外部の装置と通信するため、信号を入出力するためのインタフェースである。
　入出力ＩＦ２３は、ユーザからの入力操作を受け付けるための入力装置、及び、ユーザに対し情報を提示するための出力装置とのインタフェースとして機能する。

　メモリ２５は、プログラム、及び、プログラム等で処理されるデータ等を一時的に記憶するためのものであり、例えばＤＲＡＭ（Dynamic Random Access Memory）等の揮発性のメモリである。
　ストレージ２６は、データを保存するための記憶装置であり、例えばフラッシュメモリ、ＨＤＤ（Hard Disc Drive）である。
　プロセッサ２９は、プログラムに記述された命令セットを実行するためのハードウェアであり、演算装置、レジスタ、周辺回路などにより構成される。

　＜１．１　端末装置１０の構成＞
　図２は、ケーブルルーティングシステム１を構成する端末装置１０の機能的な構成を示すブロック図である。図２に示すように、端末装置１０は、複数のアンテナ（アンテナ１１１、アンテナ１１２）と、各アンテナに対応する無線通信部（第１無線通信部１２１、第２無線通信部１２２）と、操作受付部１３０（キーボード１３１及びディスプレイ１３２を含む）と、音声処理部１４０と、マイク１４１と、スピーカ１４２と、カメラ１５０と、記憶部１６０と、制御部１７０とを含む。

　端末装置１０は、図２では特に図示していない機能及び構成（例えば、電力を保持するためのバッテリー、バッテリーから各回路への電力の供給を制御する電力供給回路など）も有している。図２に示すように、端末装置１０に含まれる各ブロックは、バス等により電気的に接続される。

　アンテナ１１１は、端末装置１０が発する信号を電波として放射する。また、アンテナ１１１は、空間から電波を受信して受信信号を第１無線通信部１２１へ与える。

　アンテナ１１２は、端末装置１０が発する信号を電波として放射する。また、アンテナ１１２は、空間から電波を受信して受信信号を第２無線通信部１２２へ与える。

　第１無線通信部１２１は、端末装置１０が他の無線機器と通信するため、アンテナ１１１を介して信号を送受信するための変復調処理などを行う。第２無線通信部１２２は、端末装置１０が他の無線機器と通信するため、アンテナ１１２を介して信号を送受信するための変復調処理などを行う。第１無線通信部１２１と第２無線通信部１２２とは、チューナー、ＲＳＳＩ（Received Signal Strength Indicator）算出回路、ＣＲＣ（Cyclic Redundancy Check）算出回路、高周波回路などを含む通信モジュールである。第１無線通信部１２１と第２無線通信部１２２とは、端末装置１０が送受信する無線信号の変復調や周波数変換を行い、受信信号を制御部１７０へ与える。

　操作受付部１３０は、ユーザの入力操作を受け付けるための機構を有する。具体的には、操作受付部１３０は、キーボード１３１と、ディスプレイ１３２とを含む。なお、操作受付部１３０は、例えば静電容量方式のタッチパネルを用いることによって、タッチパネルに対するユーザの接触位置を検出する、タッチスクリーンとして構成してもよい。

　キーボード１３１は、端末装置１０のユーザの入力操作を受け付ける。キーボード１３１は、文字入力を行う装置であり、入力された文字情報を入力信号として制御部１７０へ出力する。

　ディスプレイ１３２は、制御部１７０の制御に応じて、画像、動画、テキストなどのデータを表示する。ディスプレイ１３２は、例えばＬＣＤ（Liquid Crystal Display）や有機ＥＬ（Electro-Luminescence）ディスプレイによって実現される。

　音声処理部１４０は、音声信号の変復調を行う。音声処理部１４０は、マイク１４１から与えられる信号を変調して、変調後の信号を制御部１７０へ与える。また、音声処理部１４０は、音声信号をスピーカ１４２へ与える。
　音声処理部１４０は、例えば音声処理用のプロセッサによって実現される。マイク１４１は、音声入力を受け付けて、当該音声入力に対応する音声信号を音声処理部１４０へ与える。スピーカ１４２は、音声処理部１４０から与えられる音声信号を音声に変換して当該音声を端末装置１０の外部へ出力する。

　カメラ１５０は、受光素子により光を受光して、撮影画像として出力するためのデバイスである。カメラ１５０は、例えば、カメラ１５０から撮影対象までの距離を検出できる深度カメラである。

　記憶部１６０は、例えばフラッシュメモリ等により構成され、端末装置１０が使用するデータ及びプログラムを記憶する。ある局面において、記憶部１６０は、ユーザ情報１６１を記憶する。

　ユーザ情報１６１は、端末装置１０を使用してケーブルルーティングシステム１の機能であるプラント設計を行うユーザの情報である。ユーザ情報としては、ユーザを識別する情報（ユーザＩＤ）、ユーザの名称、ユーザが所属している企業等の組織情報等が含まれる。

　制御部１７０は、記憶部１６０に記憶されるプログラムを読み込んで、プログラムに含まれる命令を実行することにより、端末装置１０の動作を制御する。制御部１７０は、例えば予め端末装置１０にインストールされているアプリケーションプログラムである。制御部１７０は、プログラムに従って動作することにより、入力操作受付部１７１と、送受信部１７２と、データ処理部１７３と、通知制御部１７４としての機能を発揮する。

　入力操作受付部１７１は、キーボード１３１等の入力装置に対するユーザの入力操作を受け付ける処理を行う。

　送受信部１７２は、端末装置１０が、サーバ２０等の外部の装置と、通信プロトコルに従ってデータを送受信するための処理を行う。

　データ処理部１７３は、端末装置１０が入力を受け付けたデータに対し、プログラムに従って演算を行い、演算結果をメモリ等に出力する処理を行う。

　通知制御部１７４は、ユーザに対し情報を提示する処理を行う。通知制御部１７４は、表示画像をディスプレイ１３２に表示させる処理、音声をスピーカ１４２に出力させる処理、振動をカメラ１５０に発生させる処理等を行う。

　＜１．２　サーバ２０の機能的な構成＞
　図３は、ケーブルルーティングシステム１を構成するサーバ２０の機能的な構成を示す図である。図３に示すように、サーバ２０は、通信部２０１と、記憶部２０２と、制御部２０３としての機能を発揮する。

　通信部２０１は、サーバ２０が外部の装置と通信するための処理を行う。

　記憶部２０２は、サーバ２０が使用するデータ及びプログラムを記憶する。記憶部２０２は、機器データベース２０２１、設計空間データベース２０２２、ケーブルデータベース２０２３、パラメータ情報データベース２０２４、ラック位置情報データベース２０２５、機器位置情報データベース２０２６、ケーブル定義情報データベース２０２７を記憶している。

　機器データベース２０２１は、ケーブルルーティングシステム１においてプラント設計をするために提示される仮想空間に配置される、各種機器に関する情報を保持するためのデータベースである。詳細は後述する。

　設計空間データベース２０２２は、ユーザが設計を行った仮想空間の情報を保持するためのデータベースである。詳細は後述する。

　ケーブルデータベース２０２３は、ケーブルの種類と、ケーブルの種類に応じて決められた収容されるケーブルトレイの種類と、を記憶するデータベースである。

　パラメータ情報データベース２０２４は、ケーブルルーティングシステム１において、ケーブルルーティングをするためのパラメータの情報を保持するためのデータベースである。詳細は後述する。

　ラック位置情報データベース２０２５は、３次元空間上に配置されたラックのうち、ケーブルをルーティングする際にユーザから指定されたラック領域を示す情報を保持するためのデータベースである。

　機器位置情報データベース２０２６は、３次元空間上に配置された各種機器について、それぞれの始点および終点も含めた位置に関する情報を保持するためのデータベースである。詳細は後述する。

　ケーブル定義情報データベース２０２７は、ケーブルルーティングを行うためにユーザが定義したルーティングの対象となるケーブルの仕様に関する情報を保持するためのデータベースである。詳細は後述する。

　制御部２０３は、サーバ２０のプロセッサがプログラムに従って処理を行うことにより、各種モジュールとして受信制御モジュール２０３１、送信制御モジュール２０３２、機器入力受付モジュール２０３３、機器配置モジュール２０３４、編集入力受付モジュール２０３５、パラメータ入力受付モジュール２０３６、編集表示モジュール２０３７、及びルーティングモジュール２０３８としての機能を発揮する。

　受信制御モジュール２０３１は、サーバ２０が外部の装置から通信プロトコルに従って信号を受信する処理を制御する。

　送信制御モジュール２０３２は、サーバ２０が外部の装置に対し通信プロトコルに従って信号を送信する処理を制御する。

　機器入力受付モジュール２０３３は、ケーブルルーティングシステム１を使用してプラント設計を行うための仮想空間に配置する、各種機器の種類、及び当該機器を仮想空間内に配置する位置の入力操作を、ユーザから受け付ける処理を制御する。
　ユーザが、端末装置１０を使用してプラント設計を行うとき、端末装置１０のディスプレイ１３２には、プラント設計を行う実際の敷地を模した仮想空間が表示される。その後、ユーザは、ディスプレイ１３２の画面上で所定の操作をすることにより、仮想空間内に配置する各種機器の種類、及び仮想空間内の配置位置を入力し、機器入力受付モジュール２０３３は、入力された各種機器の種類、及び仮想空間内の配置位置の情報を受け付ける。

　機器入力受付モジュール２０３３で受け付ける、ディスプレイ１３２の画面上における所定の操作とは、例えば、画面上に表示される複数パターンの各種機器の一覧から所望の種類をクリック等することにより選択し、画面上に表示される仮想空間の所望の箇所をクリック等することにより配置位置を選択する操作である。また、所定の操作の他の例は、画面上に表示される各種機器の外観を示す画像の一覧から所望の画像を選択してドラッグし、画面上に表示される仮想空間の所望の箇所まで移動させることにより配置位置を選択する操作である。なお、各種機器の入力は、このような入力操作に限られない。

　機器配置モジュール２０３４は、機器入力受付モジュール２０３３で受け付けた各種機器の種類、及び仮想空間内の配置位置の情報に基づき、仮想空間に配置して表示させる処理を制御する。ユーザの端末装置１０への所定の操作により、仮想空間内に配置する各種機器の種類、及び仮想空間内の配置位置の情報を受け付けるので、それらの情報に基づき、端末装置１０のディスプレイ１３２に表示されている仮想空間に、当該各種機器を入力された配置位置に配置し、端末装置１０のディスプレイ１３２に表示させる。
　ここで、仮想空間内に配置される機器を示すオブジェクトは、配管が接続されるノズルを始点および終点として備えている。オブジェクトは始点及び終点の情報を含んでいる。

　機器編集入力受付モジュール２０３５は、各種機器の編集を行う入力操作を、ユーザから受け付ける処理を制御する。ユーザが、端末装置１０のディスプレイ１３２に表示されている各種機器に対して、各種調整を行うための編集情報を入力すると、機器編集入力受付モジュール２０３５は、入力された各種機器の編集情報を受け付ける。各種機器の編集は、例えば機器の種類、形状、サイズ、数量のいずれか１つまたは複数に対応した編集である。

　機器編集入力受付モジュール２０３５における、ユーザによる各種機器の編集を行う入力操作は、例えば、各種機器に設定されているパラメータを編集する入力操作である。ユーザによる入力操作の他の例は、ディスプレイ１３２に表示されている各種機器をドラッグ等することで大きさや長さ等を編集する入力操作であり、その大きさや長さに対応する数値をパラメータとして受け付ける。

　パラメータ入力受付モジュール２０３６は、ケーブルのルーティングを行う際の各種のパラメータの入力を受け付ける処理を制御する。各種のパラメータとは、ケーブルの種類、接続する機器の種類、ケーブルトレイの数量、サイズ、配置に関する情報を含む。各種のパラメータについての詳細については後述する。ユーザは、ケーブルルーティングを行う際に、端末装置１０を操作して、各種のパラメータを入力する。

　編集表示モジュール２０３７は、機器編集入力受付モジュール２０３５で受け付けた各種機器の編集情報に基づき、各種機器の表示態様を変更して仮想空間に表示させる処理を制御する。ユーザの端末装置１０への所定の操作により、仮想空間内に配置されている各種機器を編集、例えば配管の長さや機器との接続角度を編集する情報を受け付けるので、それらの情報に基づき、端末装置１０のディスプレイ１３２に表示されている仮想空間に、当該各種機器の表示態様を変更、例えば受け付けた付設配管の長さや機器との接続角度に合わせてその外観を変更し、端末装置１０のディスプレイ１３２に表示させる。

　ルーティングモジュール２０３８は、ケーブルルーティングシステム１を使用して設計を行うプラントに配置する配管およびケーブルのルーティングを、仮想空間内に配置されている各種機器に関連付けて行う指示操作をユーザから受け付け、ルーティングを行う処理を制御する。プラントに配置する配管とは、例えば、プラント内において原料ガスを輸送するための配管、原料ガスから除去成分を吸収させるための吸収液を輸送するための配管、排出ガスを輸送するための配管等であり、液体や気体の流体を流すために配置される。
　また、プラントに配置するケーブルとは、電力を各種機器に供給する電力ケーブル、および各種機器同士の通信に用いる通信ケーブルを含む。

　ユーザは、例えば端末装置１０のディスプレイ１３２に表示されている画面上で、仮想空間に配置されている各種機器の所定の箇所、例えば、機器の付設配管の端点をルーティングの開始位置または終了位置として指定し、ルーティングの指示をする操作（例えば、画面上の所定のボタン押下）をする。ルーティングモジュール２０３８は、ユーザからのルーティングの指示を受け付け、ケーブルのルーティングを行う。

　なお、ルーティングモジュール２０３８は、ユーザが仮想空間上で行う詳細な入力情報に基づく配管およびケーブルのルーティング（いわゆるマニュアル）を行ってもよく、ユーザが始終点を指定することによる自動ルーティングを行ってもよい。このとき、所定の条件により配管およびケーブルのルーティングの方向が定められ、既存の各種機器、配管を避けるようなアルゴリズムにより自動ルーティングが行われる。また、ルーティングモジュール２０３８は、ユーザから入力されたパラメータ、またはあらかじめ設定されたパラメータにより指定された配管径や材質等のルーティングを行う構成にしてもよく、流す流体に最適な配管径や材質の配管をレコメンドする構成にしてもよい。

　本実施形態では、上記のようにサーバ２０で、各種機器の種類及び配置位置の入力を受け付けて端末装置１０へ表示指示を行い、各種機器の編集入力を受け付けて端末装置１０へ表示指示を行い、配管ルーティングの指示を受け付けてルーティングを行い、端末装置１０へ表示させる構成としているが、このような構成に限られない。
　例えば、上記の機能の一部またはすべてについて、端末装置１０で入力を受け付けて端末装置１０内で処理を行い、端末装置１０のディスプレイ１３２に表示させる構成としてもよい。このような構成にするため、ユーザは、端末装置１０を介してサーバ２０へアクセスし、サーバ２０が提供するプログラムを端末装置１０へインストールさせ、端末装置１０内で処理を行う構成にしてもよい。この場合、サーバ２０の機能として、機器入力受付モジュール２０３３、機器配置モジュール２０３４、機器編集入力受付モジュール２０３５、パラメータ入力受付モジュール２０３６、編集表示モジュール２０３７、またはルーティングモジュール２０３８の一部またはすべてを備えなくてもよい。

　＜３　データ構造＞
　図４は、サーバ２０が記憶する機器データベース２０２１、および設計空間データベース２０２２のデータ構造の一例を示す図である。

　図４に示すように、機器データベース２０２１のレコードのそれぞれは、項目「機器ＩＤ」と、項目「機器名称」と、項目「ＢＩＭモデルデータ」等を含む。

　項目「機器ＩＤ」は、ケーブルルーティングシステム１にて仮想空間に配置可能な各種機器の種類を識別する情報である。

　項目「名称」は、各種機器単体の種類を示す名称であり、例えば、ポンプ、熱交換器、フィルタ、バルブ、ラックのような種類を示す名称の情報が格納されている。また、ポンプや熱交換器の場合、エンド－トップ型等のポンプの型式、多管式のような熱交換器の種類を示す情報も格納されている。なお、機器を示す名称は、所定の規格等により指定された記号でもよく、メーカにより指定された型番等でもよい。

　項目「ＢＩＭモデルデータ」は、ケーブルルーティングシステム１にて仮想空間に配置するモデルデータのデータ名（ファイル名）を示す情報であり、３ＤＣＡＤシステムで使用されるモデルデータである。サーバ２０が提供する３ＤＣＡＤシステムでは、３次元仮想空間を構築し、３次元仮想空間上に機器の形状を表現するモデリングを行う。また、仮想空間内の視点（仮想カメラ）を設定し、これらの機器について、仮想カメラの設定に基づきレンダリングを行う。当該項目「ＢＩＭモデルデータ」に格納されるモデルデータは、実際の機器について、所定の仮想カメラによる視点でレンダリングするためのモデルデータである。

　設計空間データベース２０２２のレコードのそれぞれは、項目「空間ＩＤ」と、項目「ユーザＩＤ」と、項目「空間内配管情報」等を含む。

　項目「空間ＩＤ」は、ケーブルルーティングシステム１にてユーザが設計した仮想空間の情報それぞれを識別する情報である。

　項目「ユーザＩＤ」は、ケーブルルーティングシステム１を使用するユーザそれぞれを識別する情報である。なお、項目「ユーザＩＤ」には、項目「空間ＩＤ」が「＃０３０２」の場合の例として示すように、複数のユーザを識別する情報が格納されてもよい。これは、複数のユーザにより１の仮想空間が設計されて共有されることを可能にするためであり、後述する項目「空間内設計情報」の情報が、ユーザごとに紐づけて格納されてもよい。

　項目「空間内配管情報」は、ケーブルルーティングシステム１にてユーザが仮想空間に配置したブロックパターンや機器単体、ルーティングを行った配管に関する情報であり、具体的には、項目「相対座標」と、項目「配置物」と、項目「詳細情報（パラメータ）」等を含む。

　項目「相対座標」は、仮想空間に配置した機器又はケーブルの、仮想空間における相対位置を示す情報であり、例えば、仮想空間内における３次元座標の座標データが格納されている。相対座標は、例えば、機器の基準となる位置（例えば中心となる位置、６方向いずれかの端点）の、仮想空間をＸＹＺ座標で表現した場合の相対座標であるが、この方式に限られない。

　項目「配置物」は、仮想空間に配置した機器またはケーブルを示す情報であり、機器データベース２０２１の項目「機器ＩＤ」に対応している。

　項目「詳細情報（パラメータ）」は、仮想空間に配置した機器又はケーブルを編集した際の編集情報、ルーティングを行ったケーブルの情報であり、例えば、機器の編集パラメータが格納されている。機器の編集パラメータとは、数量やサイズに関する情報である。

　サーバ２０の機器入力受付モジュール２０３３は、各ユーザから機器の配置情報を受け付けることに伴って、設計空間データベース２０２２にレコードを追加し、更新する。編集入力受付モジュール２０３５は、各ユーザから機器の編集パラメータ情報を受け付けることに伴って、設計空間データベース２０２２にレコードを追加し、更新する。ルーティングモジュール２０３８は、ケーブルルーティングの処理を行うことに伴って、設計空間データベース２０２２にレコードを追加し、更新する。

　図５は、サーバ２０が記憶するケーブルデータベース２０２３のデータ構造の一例を示す。
　図５に示すように、ケーブルデータベース２０２３は、項目「ケーブルタイプ」と、項目「トレイタイプ」と、「項目「設置部署」と、を備えている。

　項目ケーブルタイプは、ケーブルの種類を示す情報である。このうち、「ＭＶ」は中電圧ケーブルを示す。「ＬＶ」は、低電圧ケーブルを示す。「Ｃｏｎｔｒｏｌ」は、制御ケーブルを示す。「Ｔｅｌｅｃｏｍ」は、通信ケーブルを示す。「ＩｎｓｔＰｏｗｅｒ」は、低電圧ケーブルを示す。「ＦＯ」は、光ファイバーケーブルを示す情報である。「Ｓｉｇｎａｌ」および「Ｓｉｇｎａｌ ＮｏｎＩＳ」は、信号線を示す。

　項目「トレイタイプ」は、ケーブルの種類に応じて決められたケーブルトレイの種類を示す情報である。トレイタイプにより、同じレイヤーに配置することができるケーブルトレイのグループが分類される。ケーブルの種類のうち、「ＩｎｓｔＰｏｗｅｒ」と「ＦＯ」は、同じトレイグループに分類される。

　項目「設置部署」は、ケーブルの種類に応じて決められた設置区画を示す情報である。

　図６は、ケーブルルーティングシステム１において入力される設計パラメータを示す図である。
　図６に示すように、設計パラメータは、項目「ケーブルトレイ幅寸法」、項目「ケーブルトレイ高さ寸法」、項目「ケーブルトレイ長さ寸法」、項目「許容積層数」、項目「許容占有率」、項目「将来スペース」、項目「ケーブル間スペース」、項目「ケーブル配置形態」、項目「ラックとの距離」を含む。

　項目「ケーブルトレイ幅寸法」は、選択可能なケーブルトレイ幅を示す値である。単位はｍｍである。デフォルト値は３００又は６００又は９００のいずれかとなっている。入力方法は、ユーザが所望する整数値を入力する。

　項目「ケーブルトレイ高さ寸法」は、選択可能なケーブルトレイの高さを示す値である。単位はｍｍである。デフォルト値は１５０となっている。入力方法は、ユーザが所望する整数値を入力する。

　項目「ケーブルトレイ長さ寸法」は、選択可能なケーブルの長さを示す値である。単位はｍｍである。デフォルト値は６０００となっている。入力方法は、ユーザが所望する整数値を入力する。

　項目「許容積層数」は、ケーブルトレイ内で積層できる数を示す値である。単位は無次元である。デフォルト値は１となっている。入力方法は、１又は２の数値を入力する。

　項目「許容占有率」は、ケーブルトレイの長手方向と直交する断面視において、ケーブルトレイの内部の領域におけるケーブルが占める割合（占有率）の最大値を指す値である。単位は％となっている。デフォルト値は４０となっている。入力方法は、１０～１００のうちの任意の整値を入力する。

　項目「将来スペース」は、ラックのレイヤーの断面視において、配管やケーブルの将来的な増設を想定して、予め確保しておくスペースの割合を示す値である。単位は％となっている。デフォルト値は０となっている。入力方法は、１０～１００のうちの任意の整数値を入力する。

　項目「ケーブル間スペース」は、ケーブルが収容されるケーブルトレイ同士の間隔を示す値である。単位はｍｍである。デフォルト値は０となっている。入力方法は０～５００のうちの任意の整数値を入力する。

　項目「ケーブル配置形態」は、ＭＶ（高電圧）、ＬＶ（低電圧）のシングルコアケーブルの配置形態を示す値である。Ｔｏｒｅｆｏｉｌ形式、又はＦｌａｔＦｏｒｍａｔｉｏｎ形式のうちのいずれかの値が選択される。デフォルト値はＴｏｒｅｆｏｉｌ形式となっている。

　項目「ラックとの距離」は、ラックとケーブルトレイとの間隔を示す値である。単位はｍｍである。デフォルト値は３００となっている。入力方法は、任意の整数値を入力する。

　図７は、ケーブルルーティングシステム１で扱う機器の種類を示す図である。
　図７に示すように、ケーブルルーティングシステム１では、ポンプ、コンプレッサー、サブステーション、ジャンクションブックス等の各種の機器が使用される。これらは、機器の種類時に応じて決められた設置区画に配置される。

　図８は、パラメータ情報データベース２０２４の内容を示す一例である。図８に示すように、パラメータ情報ＤＢは、項目「ケーブルトレイ幅寸法」、項目「ケーブルトレイ高さ寸法」、項目「ケーブルトレイ長さ寸法」、項目「許容積層数」、項目「許容占有率」、項目「将来スペース」、項目「ケーブル間スペース」、項目「ケーブル配置形態」、項目「ラックとの距離」を含む。
　これらの各内容については、前述した設計パラメータの内容に従う。

　図９は、ラック位置情報データベース２０２５の内容を示す情報である。図９に示すように、ラック位置情報ＤＢは、項目「ラック名称」、項目「位置座標」、項目「大きさ」、項目「レイヤー番号」、項目「レイヤー領域」を含む。

　項目「ラック名称」は、ユーザからケーブルをルーティング際に指定されたラックの名称を示す情報である。

　項目「位置座標」は、ラック名称に相当するラックの原点の３次元空間上での位置を示す情報である。３次元空間上での位置は、３次元空間の基準原点に対する座標値で表される。

　項目「大きさ」は、ラック名称に相当するラックの原点からの大きさを示す情報である。大きさは、直交する３方向それぞれの大きさが規定される。

　項目「レイヤー番号」は、ユーザからケーブルをルーティングする際に指定されたラックのレイヤーの番号を示す情報である。ラックはケーブルを敷設する空間が上下方向に間隔をあけて区画された積層構造を有している。このうち、下段から上段にかけて１から順番にレイヤー番号が割り振られている。

　項目「レイヤー領域」は、各レイヤーの中で、ユーザから指定された領域を示す情報である。レイヤー領域は、ユーザが指定する寸法に応じて指定される。例えば、ユーザは、レイヤーの左端から１５００ｍｍの範囲という形式でレイヤー領域を指定する。項目「レイヤー領域」には、このように指定された情報が記憶される。

　図１０は、サーバ２０が記憶する機器位置情報データベース２０２６のデータ構造の一例を示す図である。図１０に示すように、機器位置情報ＤＢは、項目「機器ＩＤ」と、項目「機器の種類」と、項目「位置座標」と、項目「始点名称」と、項目「始点座標」と、項目「終点名称」と、項目「種店座標」と、と含む。

　項目「機器ＩＤ」は、３次元空間上に配置された機器を識別する情報である。

　項目「機器の種類」は、機器ＩＤに相当する機器の種類を示す情報である。

　項目「位置座標」は、機器ＩＤに相当する機器の３次元空間における位置座標を示す情報である。

　項目「始点名称」は、機器ＩＤに相当する機器における始点の名称を示す情報である。

　項目「始点座標」は、機器ＩＤに相当する機器における始点の３次元空間における位置座標を示す情報である。

　項目「終点名称」は、機器ＩＤに相当する機器における終点の名称を示す情報である。

　項目「終点座標」は、機器ＩＤに相当する機器における終点の３次元空間における位置座標を示す情報である。

　図１１は、サーバ２０が記憶するケーブル定義情報データベース２０２７のデータ構造の一例を示す図である。図１１に示すように、ケーブル定義情報ＤＢは、項目「ＩＤ」と、項目「Ｔａｇ」と、項目「Ｆｒｏｍ」と、項目「Ｔｏ」と、項目「Ｔｙｐｅ」と、項目「Ｒｅｄｕｎｄａｎｔ」と、項目「Ｗｉｄｔｈ」と、項目「Ｃｏｒｅ」と、項目「Ｐｏｗｅｒ」と、を含む。

　項目「ケーブルＩＤ」は、ケーブルを識別するための情報である。

　項目「Ｔａｇ」は、ケーブルＩＤに相当するケーブルの種類を示す情報である。

　項目「Ｆｒｏｍ」は、ケーブルＩＤに相当するケーブルの始点を示す情報である。始点を示す情報としては、例えば、始点となる機器の機器ＩＤの情報である。ここで、始点として選択されたオブジェクトが本発明の第１のオブジェクトとなる。

　項目「Ｔｏ」は、ケーブルＩＤに相当するケーブルの終点を示す情報である、終点を示す情報としては、例えば、終点となる機器の機器ＩＤの情報である。ここで、終点として選択されたオブジェクトが本発明の第２のオブジェクトとなる。

　項目「Ｔｙｐｅ」は、ケーブルＩＤに相当するケーブルの種類を示す情報である。

　項目「Ｒｅｄｕｎｄａｎｔ」は、冗長性に関する情報である。例えば、同じ種類のケーブルを複数のグループに分け、グループ毎に異なる経路でルーティングをすることで、ケーブルの冗長性が確保される。このような場合に、項目「Ｒｅｄｕｎｄａｎｔ」に異なるグループを示す符号（例えばＡ、Ｂ、…）を付与する。

　項目「Ｗｉｄｔｈ」は、ケーブルＩＤに相当するケーブルの幅寸法を示す情報である。

　項目「Ｃｏｒｅ」は、ケーブルＩＤに相当するケーブルの断面構造に関する情報である。

　項目「Ｐｏｗｅｒ」は、ケーブルＩＤに相当するケーブルの電力に関する情報である。

　＜４　動作＞
　以下、図１２及び図１３を参照しながら、本実施形態におけるケーブルルーティングシステム１によるケーブルルーティング処理について説明する。

　図１２は、ケーブルルーティングシステム１によるケーブルルーティング処理の流れの一例の前半を示すフローチャートである。例えばユーザは、端末装置１０のＷｅｂブラウザを介してサーバ２０へアクセスし、サーバ２０が提供するプラント設計サービスの提供を受ける旨の指示を行うことで、処理が開始される。このとき、ユーザに対して所定の認証が行われてもよい。

　ケーブルルーティングシステム１では、まずユーザからパラメータの入力を受け付ける（ステップＳ１１１）。具体的には、ユーザが、端末装置１０を操作して、設計に用いる各種の設計に用いる設計パラメータを入力する。設計パラメータの内容は、図６に示す設計パラメータの各項目である。
　サーバ２０は、ユーザから入力されたパラメータに基づいて、パラメータを設定する（ステップＳ１２１）。

　ステップＳ１１１において、サーバ２０の制御部２０３は、プラント設計を行う仮想空間に配置する各種機器の種類、及び仮想空間内の配置位置の入力を受け付けるため、初期状態の空間を表示させる指示を、端末装置１０へ通信部２０１を介して送信する。

　ステップＳ１１１において、端末装置１０の送受信部１７２は、サーバ２０から送信された初期状態の空間を表示させる指示情報を受け付ける。通知制御部１７４は、初期状態の空間をディスプレイ１３２に表示させる。初期状態の空間の情報は、サーバ２０の制御部２０３が端末装置１０へ送信してもよく、端末装置１０があらかじめ記憶してもよい。

　次に、ユーザは、端末装置１０を操作してラックの位置を指定する（ステップＳ１１２）。具体的には、初期状態として表示された仮想空間上において、ラックを示すオブジェクトを操作して、ユーザが所望する位置にラックを配置する。ラックの大きさや種類は、ユーザが選択、指定することができる。

　ステップＳ１１２の後に、サーバ２０は入力されたラックの種類、大きさ、及び仮想空間上の指定された位置の情報を受けつけ、仮想空間上に該当するラックを配置する（ステップＳ１２２）。
　ステップＳ１２２の後に、ユーザは端末装置１０を操作して、ラックに対して、ケーブルが敷設されるレイヤーの位置の指定を行う。（ステップＳ１１３）。ケーブルパスとは、ケーブルが敷設されるラックのレイヤーにおける一定の領域であって、ケーブルが敷設される空間の経路を示す概念である。具体的には、ユーザは、仮想空間において設置されたラックのうち、ケーブルが敷設されるレイヤーの位置を指定する。そしてさらにユーザは、該当するレイヤーに対して、ケーブルが占める領域を指定する。

　ここで、ケーブルが敷設されるレイヤーおよび領域の指定する操作について、画面例を用いて示す図１４は、ケーブルが敷設されるレイヤーおよび領域を指定する際の操作画面の一例を示す図である。

　図１４に示すように、この操作画面では、ラックが延びる長手方向と直交する断面視で、ラックの内部に収容される配管及びケーブルが表示されている。この図では、ラック内に積層されるレイヤーの構造が模式的に表現されている。符号Ｂで示す領域では、ＭＶ（中電圧）ケーブルが敷設されることが指定されている。この操作画面では、ラックの端部からの寸法を指定して、レイヤ―内の領域を指定することができる。

　また、この操作画面では、ラックのレイヤーそれぞれに対して、配置されるケーブルの種類ごとの占有率が表示されている（符号Ｂ２）。占有率とは、レイヤーの幅方向（Ｘ方向）に対して、指定されたケーブルの幅方向の長さ（直径）が占める割合を指す。
　占有率を確認することで、該当する種類の配管が占める割合を確認することができる。
　また、この操作画面では、占有率を視覚的に表したバー（符号Ｂ３）が表示されている。バーは、占有率が５０％である場合には、レイヤーの領域の半分の空間に延びている。バーを確認することで、レイヤー内の空きスペースがどの程度残っているかを、直感的に把握することができる。

　図１２に示すように、ステップＳ１１３の後に、サーバ２０は、ユーザから指定された、ケーブルが敷設されるレイヤーおよび領域に関する情報を受け付ける（ステップＳ１２３）。具体的には、サーバ２０は、指定されたラックのレイヤーおよび領域に関する情報を、ラック位置情報ＤＢの新たなレコードとして記録する。

　ステップＳ１２３の後に、ユーザは、端末装置１０を操作して、プラントを構成する機器の位置を指定する（ステップＳ１１４）。具体的には、ユーザは、配置する機器に相当するオブジェクトを、仮想空間上で操作して、任意の位置に配置する。

　ステップＳ１１４の後に、サーバ２０は、ユーザが指定した機器の位置を受け付ける（ステップＳ１２４）。そして、サーバ２０は、受け付けた情報にしたがって、指定された機器を、仮想空間上の指定された位置に表示させるための処理を行う。

　ステップＳ１２４において、端末装置１０の入力操作受付部１７１は、ユーザから、各種機器の種類、及び仮想空間内の配置位置の入力操作を受け付ける。送受信部１７２は、受け付けた各種機器の種類、仮想空間内の配置位置の情報、及びユーザ情報をサーバ２０へ送信する。

　ステップＳ１２４において、サーバ２０の機器入力受付モジュール２０３３は、端末装置１０から送信された各種機器の種類、仮想空間内の配置位置の情報、及びユーザ情報を、通信部２０１を介して受け付ける。

　ステップＳ１２３において、サーバ２０の機器配置モジュール２０３４は、ステップＳ１２２で受け付けた各種機器の種類、及び仮想空間内の配置位置の情報に基づき、機器データベース２０２１を参照し、各種機器を仮想空間に配置して表示させる指示情報を、端末装置１０へ通信部２０１を介して送信する。また、機器配置モジュール２０３４は、受け付けた各種機器の種類、及び仮想空間内の配置位置の情報を設計空間データベース２０２２へ格納する。

　ステップＳ１２４において、送受信部１７２は、サーバ２０から送信された各種機器を仮想空間に配置して表示させる指示情報を受け付ける。通知制御部１７４は、各種機器を仮想空間に配置し、ディスプレイ１３２に表示させる。

　この時の端末装置１０における表示例を、図１５を用いて示す図１５は、ラックおよび機器が３次元空間上に配置された状態の操作画面の一例を示す図である。なお、この図では、３次元空間を上方からみた平面図として表現している。

　図１５に示すように、３次元空間は３次元の直交座標を備えている。この図では、メインラックＭＲと、サブラックＳＲと、サブステーションと、複数のポンプと、が表示されている。
　メインラックＭＲは、長手方向がＹ方向に沿って延びている。
　サブラックＳＲは、長手方向がＸ方向に沿って延びている。
　サブステーションＳＴは、メインラックの端部に配置されている、サブステーションＳＴは、複数のポンプＰに電力を供給する設備である。

　ステップＳ１２４の後に、ユーザは、操作端末を指定して、ルーティングを行うケーブルを定義するための定義項目を入力する。定義項目としては、図１１に示すケーブル定義情報の各項目である。具体的には、ケーブルの名称、始点および終点の指定、ケーブルの種類、冗長性の指定の有無、幅寸法等である。ここで、ルーティングを定義した際の操作画面について示す図１６は、ルーティングするケーブルを定義した際の操作画面を示す図である。

　図１６に示すように、ルーティングするケーブルの仕様を定義すると、ケーブルルーティングにより接続される機器同士をつなぐ直線を、仮想空間に表示する処理が実行される。これにより、サブステーションＳＴと、複数のポンプＰとの間を接続する仮想線（二点鎖線）が表示される。

　図１２に示すように、ステップＳ１１５の後に、ルーティングモジュール２０３８は、各機器の位置に関する情報、およびルーティングするケーブルとして定義された定義項目の内容に従って、ケーブルパスの設定を行う（ステップＳ１２５）。これにより、ケーブルが敷設される空間の経路が暫定的に設定される。設定されたケーブルパスの内容は、仮想空間上に表示される。この時の端末装置１０の操作画面について、図１７を用いて示す図１７は、ケーブルパスが設定された際の端末装置１０の操作画面の一例を示す図である。

　図１７において、ハッチングにより示す部分が、ケーブルを敷設する空間の経路を示すケーブルパスＰｓである。ケーブルパスＰｓは、サブステーションＳＴからメインラックＭＲの３段目のレイヤーを通過し、サブラックの３段目のレイヤーを通過して、ポンプＰ１に接続されている。ケーブルパスＰｓは、上下方向に延びるラダーパスＲＰｓを含んでいる。図１７の例では、サブステーションＳＴからメインラックＭＲの３段目のレイヤーにつながる部分、およびサブラックＳＲの３段目のレイヤーから、ポンプＰ１につながる部分に、ラダーパスＲＰｓが形成されている。

　図１２に示すように、ステップＳ１２５の後に、ユーザが、必要に応じて、セクション部を指定する（ステップＳ１１６）。セクション部とは、ケーブルパスのうち、ラックの断面においてケーブルトレイの編集を行う箇所である。ユーザは、仮想空間上に配置されたラックの特定の箇所を指定して、当該箇所をセクション部として指定する。なお、セクション部の指定は行わなくてもよい。

　ステップＳ１１６の後に、サーバ２０は、ユーザが指定したセクション部の位置に関する情報を受け付ける。具体的には、ユーザが仮想空間上でセクション部として指定した領域を、今後の処理においてセクション部として認識するための処理を行う。

　また、サーバ２０は、ラックのレイヤーのケーブルパスうち、機器の直後に位置する部分をセクション部として設定する。サーバ２０はまた、後述する暫定ルーティングにおいて特定されたケーブルトレイのルートにおいて、ケーブルトレイの延びる方向が変わる部分がある場合には、当該部分をセクション部として設定する。

　次に、図１３を用いて、ケーブルルーティングシステム１における処理の一例の後半について示す図１３は、ケーブルルーティングシステム１における処理の一例の後半を示す図である。

　図１３に示すように、ステップＳ１１６の後に、ユーザは、必要に応じて、ルーティング経路とするセクション部を選択する（ステップＳ１１７）。具体的には、設定されたパスのうち、ユーザがケーブルを経由されたいルートがある場合には、該当するセクション部を指定する。なお、セクション部の選択は行わなくてもよい。

　ステップＳ１１７の後に、サーバ２０は、暫定ルーティングを行う（ステップＳ１２７）。暫定ルーティングとは、設定されたパスにおいて、ケーブルが収容されるケーブルトレイを敷設する経路を決定する処理である。具体的には、ルーティングモジュール２０３８は、指定されたケーブルパスの位置と、設定された複数の機器における始点及び終点の位置と、に基づいて、複数の機器のうち、選択された２つの機器同士に、ケーブルトレイのルーティングを行う。ここでは、設定されたケーブルパスを通過するようにケーブルトレイの暫定ルーティングを行う。この暫定ルーティングの段階では、未だ、ケーブルパス内におけるケーブルトレイの詳細な位置関係は決まっておらず、経路だけが決定した状態となっている。

　ステップＳ１２７の後に、ユーザが、トレイレイアウトの編集を行う（ステップＳ１１８）。トレイレイアウトの編集とは、パスに含まれる複数のケーブルトレイに対して、それぞれの大きさ、数量、配置関係を編集する処理である。すなわち、トレイレイアウトの編集は、同じケーブルパスに含まれる複数のケーブルトレイに対して行われる。サーバ２０は、指定されたレイヤーにおいて、操作に従って複数のケーブルトレイのレイアウトの編集を受け付ける。

　トレイレイアウトの編集では、設定されたセクション部における断面に対して、ケーブルトレイのレイアウトが編集される。設定されたセクション部とは、ユーザがセクション部として指定した箇所、ラックのレイヤーのケーブルパスうち、機器の直後に位置する箇所、および暫定ルーティングにおいて特定されたケーブルトレイのルートにおいて、ケーブルトレイの延びる方向が変わる箇所、の３種類が含まれる。ここで、トレイレイアウトの編集操作について図１８を参照して詳述する。

　図１８は、トレイレイアウトの編集処理における操作画面の一例を示す図である。この図は、ラックの長手方向と直交する断面視で表現されている。
　図１８Ａに示すように、サーバ２０は、まず、ルーティングされたケーブルの断面積、数量を考慮して、当該セクション部において必要なトレイ幅を算出する。トレイ幅の算出ではまず、対象となる編集セクション部を通るケーブルを抽出する。次に、以下のルールに従い、トレイグループを設定する。
・ケーブルの属性情報における項目「トレイグループ」が異なる場合は、グループを分ける。
・ケーブルの属性情報における項目「冗長性」が異なる場合は、グループを分ける。
　そして、サーバ２０は、設定したトレイグループ単位で、必要なトレイ幅を算出する。図１８Ａの例では、トレイグループとして、「Ｉｎｓｔ Ｐｏｗｅｒ／ＦＯ」と、「Ｓｉｇｎａｌ-ＩＳ」と、「Ｓｉｇｎａｌ-Ｎｏｎ ＩＳ」と、の３つのグループが表示されている。そして、それぞれのトレイグループに対して、必要なトレイの幅寸法が算出されている。

　次に、図１８Ｂに示すように、設計パラメータで入力された使用するトレイの幅寸法を参照し、必要トレイ幅を満たすように、トレイが自動的にレイアウトされる。この図の場合には、設計パラメータとして、９００ｍｍのトレイを使用する旨が予め選択されているとする。この場合、必要幅寸法が１３００ｍｍであるトレイグループ「Ｉｎｓｔ Ｐｏｗｅｒ／ＦＯ」に対しては、９００ｍｍのトレイが二つレイアウトされている。また、必要幅寸法が７００ｍｍであるトレイグループ「Ｓｉｇｎａｌ-ＩＳ」に対しては、９００ｍｍのトレイが二つレイアウトされている。また、必要幅寸法が１８００ｍｍであるトレイグループ「Ｓｉｇｎａｌ-Ｎｏｎ ＩＳ」に対しては、９００ｍｍのトレイが二つレイアウトされている。すなわち、サーバ２０は、レイヤーに配置するケーブルトレイを、算出された必要幅寸法を基準にして、暫定的に配置する。

　トレイ幅の具体的な算出方法としては２種類の計算方法が挙げられる。
　ケーブルタイプが「ＭＶ」、「ＬＶ」、「Ｃｏｎｔｒｏｌ」、「Ｔｅｌｅｃｏｍ」である場合には、必要トレイ幅は下記式（１）により算出される。
　必要トレイ幅＝（各ケーブル直径の和＋ケーブル間スペース）／許容積層数…（１）

　一方、ケーブルタイプが「ＦＯ」、「ＩｎｓｔＰｏｗｅｒ」、「Ｓｉｇｎａｌ」である場合には、必要トレイ幅は下記式（２）により算出される。
　必要トレイ幅＝各ケーブル断面積の和／（トレイ高さ×許容占有率）
　ここで、ケーブルの断面積は、断面を正方形と近似して算出する。
　以上の計算により、各セクション部での必要トレイ幅が算出される。

　次に、図ユーザは、トレイのレイアウトを編集する。具体的には、ユーザは、図１８Ｃに示すように、各ケーブルトレイの間隔を入力して、ケーブルパスの断面におけるケーブルトレイの配置位置を入力する。この際、トレイを上下に重ねる場合には、上下方向の間隔も入力する。ユーザが入力する寸法には、ラックの柱からの寸法が含まれる。このように、レイアウト編集では、サーバ２０は、レイヤーに配置された複数のケーブルトレイ同士の間の距離を端末装置１０に表示する。

　ここで、ラックの長手方向をＸ方向、幅方向をＹ方向、高さ方向をＺ方向と設定する。
　原点は以下のように決定する。
・Ｙ方向はラック端に近いほうを原点とし、ラック内側を正とする。
・Ｚ方向は基本的には階層のゼロ高さを原点とし上方向を正とする。
　ただし、ユーザが上階層天井をゼロ高さとし、下方向を正とすることも選択できる。例えばラックにおけるレイヤーの天面から、パイプトレイを指示するハンガーサポートはつられているような場合である。
・ケーブルトレイは下端を原点とする。

　ステップＳ１２７の後に、サーバ２０は、トレイルーティングを行う（ステップＳ１２８）。トレイルーティングでは、編集されたトレイレイアウトにおいて、選択された２つの機器同士に、ケーブルトレイのルーティングを行う。具体的には、セクション部を基点に、ラックの長手方向に沿って伸ばすことで、ケーブルトレイのルーティングを行う。

　次に、図１３に示すように、サーバ２０は、ルーティングされたケーブルトレイに対して、ケーブルをアサインする（ステップＳ１２９）。ケーブルのアサインとは、ルーティングされたケーブルトレイに対して収容されるケーブルを指定する処理である。具体的には、トレイのレイアウト情報、トレイと、ケーブル定義ＤＢの情報と、を参照して、トレイの種類に対応する。
　この際、図１７に示すラックの上面視において、右回りに終点を検索し、右から近い終点の順番に、ケーブルを収容するケーブルトレイをアサインする。

　ステップＳ１２９の後に、サーバ２０は、ケーブルルーティングを行う（ステップＳ１３０）。ケーブルルーティングでは、指定されたケーブルパスの位置、ルーティングされたトレイの情報、およびトレイに収容されるケーブルの情報、および設定された複数の機器における始点及び終点の位置、に基づいて、複数の機器のうち、選択された２つの機器同士に、ケーブルのルーティングを行う。この時の端末装置１０の操作画面について、図１９を用いて説明する。図１９は、ルーティング処理を行った際の操作画面の一例を示す図である。

　図１９に示すように、ケーブルルーティングを行うことで、サブステーションＳＴと、ポンプＰ１を接続するケーブルＣａが表示される。図示を省略しているが、ケーブルは、ケーブルトレイに所定の本数が収容された状態で表示される。これにより、ルーティングシステムによりケーブルルーティングについての処理が終了する。

　ステップＳ１３０の後に、ユーザの端末装置１０への指示により、レポート出力を行う。レポート出力では、各セクション部におけるトレイレイアウトが表示されたレポートを出力する。

　次にラダーパスの編集について図２０を用いて示す図２０は、ラダーパスの編集の処理における操作画面の一例を示す図である。
　図２０Ａおよび図２０Ｂに示すように、ラダーパスＲＰｓのうち、互いに隣接して配置されたラダーパス同士を一体化させることができる。
　また、ラダーパスは、互いに間隔をあけて並列に配置された複数のラダーパスとして分離させることもできる。

　また、トレイルーティングにおいては、ケーブルパスに配置されるケーブルのうち、遠くまで延びるケーブルが収容されるケーブルトレイを、レイヤー内の上下方向のうち、ラックに搭載され、かつ当該ケーブルが接続される機器側に配置する。
　すなわち、ケーブルトレイが積層される場合に、遠くまで延びるケーブルトレイを最下段に配置することで、積層されたケーブルトレイを支持するサポート部材の量を抑えることができる。仮にケーブルが接続される機器が、ケーブルパスが位置するレイヤーよりも上段のレイヤーに位置する場合には、サポート部材が、吊り下げ型になるため、遠くまで延びるケーブルトレイを最上段に配置することで、サポート部材の量を抑えることができる。

　次に、ケーブルをルーティングさせる経路として、ユーザが希望する箇所をセクション部として選択した場合のルーティング処理について図２１を用いて説明する。ルーティング経路として、セクション部を指定したルーティング処理を行った際の操作画面の一例を示す図である。図２１のＣＰは制御盤を指す。

　図１３のステップＳ１１７において、図２１に示すように２か所のセクション部Ｓｃ１、Ｓｃ２を選択した場合を例に挙げる。セクション部を選択する場合とは、例えば、冗長性を確保するために、同じ種類のケーブルを二つのグループに分けて異なる経路で敷設するような場合である。このようにすることで、仮に不測の事態により、一方のケーブルに不具合が生じた場合であっても、他方のケーブルにより正常に稼働することができる。

　２か所のセクション部Ｓｃ１、Ｓｃ２を選択した状態でルーティングを行うと、２か所のセクション部Ｓｃ１、Ｓｃ２を通過する二つのルートＣａ１、Ｃａ２がルーティングされる。このようなルーティングを行うことで、ルーティングの設計に自由度を与えることができる。

　以上説明したように、本実施形態のケーブルルーティングシステム１によれば、ケーブルが敷設されるラックのレイヤーの指定を受け付け、ケーブルが配置される空間の経路を示すケーブルパスを設定したうえで、仮想空間に配置された複数の機器のうち、選択された２つの機器同士に、ケーブルのルーティングを行う。このため、ラックのレイヤー位置を把握したうえで、ルーティングルートが決められる。
　これにより、各種機器同士をつなぐケーブルのルーティング作業を、ラックの階層ごとに検討することができる。

　また、ケーブルトレイのルーティングを行う処理を行った後に、ケーブルトレイに対して、収容されるケーブルを指定する処理を行う。このため、同じ種類のケーブルをトレイにまとめて収容した状態でルーティングを行うことができ、効率的に複数のケーブルのルーティングを行うことができる。

　また、ケーブルルーティングシステム１は、指定されたレイヤーにおいて、ユーザの操作に従って複数のケーブルトレイのレイアウトの編集を受け付ける。このため、レイヤー内のケーブルトレイの位置関係をユーザが自由に変更することができ、ケーブルルーティングに自由度を与えることができる。

　また、ケーブルルーティングシステム１は、レイヤーに配置された複数のケーブルトレイ同士の間の距離を表示する。このため、ユーザがケーブルトレイのレイアウトを編集する際の利便性を確保することができる。

　また、ケーブルルーティングシステム１は、ケーブルパスに配置されるケーブルの断面積と本数から、ケーブルトレイの必要幅寸法を算出する。このため、ケーブルパスの断面において、必要なケーブルトレイが占める面積を正確に把握することができる。

　また、ケーブルルーティングシステム１は、レイヤーに配置するケーブルトレイを、算出された必要幅寸法を基準にして、暫定的に配置する。このため、暫定的に配置されたケーブルトレイに対してユーザがレイアウト編集を行うことで、効率的にケーブルトレイの最適な配置を行うことができる。

　また、ケーブルルーティングシステム１では、ルーティングするケーブルの仕様を定義すると、機器同士をつなぐ直線を、仮想空間に表示する処理が実行される。このため、仮想空間内でルーティングが行われる複数の機器に対して、ケーブルがどの程度接続されるかを視覚的に把握することができる。

　また、ケーブルルーティングシステム１では、ラダーパスのうち、互いに隣接して配置されたラダーパス同士を一体化させる処理、およびラダーパスを、互いに間隔をあけて並列に配置された複数のラダーパスとして分離する処理を実行させることができる。これにより、ラダーパスの設計に自由度を与えることができる。

＜変形例＞
　次に、ケーブルルーティングの変形例について説明する。実施形態では、ケーブルが敷設されるレイヤーの指定を受け付けた後に、指定したレイヤーに対してケーブルパスが設定された。一方、変形例では、ラックに対してレイヤーを指定することなく、ケーブルパスの設定をする。すなわち、変形例に係るケーブルルーティングでは、ラックを使用せずに、ケーブルをルーティングすることができる。ユーザは、３次元空間上の任意の位置にケーブルパスを設定することができる。例えば、ユーザは、ラック上にケーブルパスを設定してもよい。

　図２２に示す３次元空間において、プロセッサは、ユーザから、任意の箇所にケーブルパスＰｓを配置する操作を受け付ける。この操作において、ケーブルパスＰｓＰｓは、例えば直方体状を構成するオブジェクトとして表示され、その位置、大きさ、サイズ、向きをユーザが任意に設定することができる。

　すなわち、変形例では、図１２に示すケーブルパスＰｓの設定（ステップＳ１２５）が、ユーザの入力により行われる。ユーザの入力により設定されたケーブルパスＰｓは、ラック上に自動で設定されたケーブルパスＰｓと同様に、編集セクションの指定（ステップＳ１１６）からトレイレイアウトの編集（ステップＳ１１８）の処理をユーザから受け付けると、前述した各処理に従い編集される。

　その後、図１３に示すように、トレイルーティング（ステップＳ１２８）からケーブルルーティング（ステップＳ１３０）までの各処理が実行される。これにより、図２３に示すように、ケーブルパスＰｓにケーブルＣａがルーティングされる。

　以上説明したように、本変形例に係るケーブルルーティングでは、ユーザが任意の箇所に設定したケーブルパスを用いてケーブルルーティングが行われるので、ケーブルをルーティングさせる経路に自由度を持たせることが可能になる。これにより、ユーザの利便性を向上することができる。

　なお、実施形態で説明したラックのレイヤーを指定することでケーブルパスが設定されるルーティングと、ユーザが直接ケーブルパスを設定するルーティングとを、ユーザの選択により行ってもよい。

　以上、開示に係る実施形態について説明したが、これらはその他の様々な形態で実施することが可能であり、種々の省略、置換及び変更を行なって実施することが出来る。これらの実施形態及び変形例ならびに省略、置換及び変更を行なったものは、特許請求の範囲の技術的範囲とその均等の範囲に含まれる。

　１　ケーブルルーティングシステム１
　１０　端末装置
　２０　サーバ、
　８０　ネットワーク
　１３０　操作受付部
　１６１　ユーザ情報
　２２　通信ＩＦ
　２３　入出力ＩＦ
　２５　メモリ
　２６　ストレージ
　２９　プロセッサ
　２０１　通信部
　２０２　記憶部
　２０３　制御部
　３０１　通信部
　３０２　記憶部
　３０３　制御部

Claims (15)

1. 　プロセッサを備えるコンピュータに実行させるプログラムであって、前記プログラムは、プラントの設計を行うためのものであり、前記プロセッサに、
   　前記仮想空間の任意の箇所に対する、ケーブルが配置される空間の経路を示すケーブルパスの配置の受け付けと、
   　前記仮想空間に、始点を有する機器である第１のオブジェクトと、終点を有する機器である第２のオブジェクトと、を配置するユーザからの操作の受け付けと、
   　前記ケーブルパスと、前記始点と前記終点の位置と、に基づいて、前記複数の機器のうち、選択された２つの前記機器同士に対する前記ケーブルのルーティングと、を実行させるプログラム。
2. 　プロセッサを備えるコンピュータに実行させるプログラムであって、前記プログラムは、プラントの設計を行うためのものであり、前記プロセッサに、
   　仮想空間において設置されたラックのうち、ケーブルが敷設されるレイヤーの位置の指定の受け付けと、
   　前記仮想空間に、始点を有する機器である第１のオブジェクトと、終点を有する機器である第２のオブジェクトと、を配置するユーザからの操作の受け付けと、
   　指定された前記レイヤーを特定し、前記ケーブルが配置される空間の経路を示すケーブルパスの位置の設定と、
   　指定された前記ケーブルパスの位置と、設定された前記複数の機器における前記始点及び終点の位置と、に基づいて、前記複数の機器のうち、選択された２つの前記機器同士に対する前記ケーブルのルーティングと、を実行させるプログラム。
3. 　前記ケーブルのルーティングでは、
   　選択された２つの前記機器同士に、前記ケーブルが収容されるケーブルトレイのルーティングを行う処理と、
   　前記ルーティングされた前記ケーブルトレイに対して、収容されるケーブルを指定する処理と、を行う請求項１又は２のいずれか１項に記載のプログラム。
4. 　前記ケーブルトレイのルーティングを行う処理では、前記ケーブルパスに配置される複数のケーブルのうち、より敷設距離の長いケーブルが収容されるケーブルトレイを、前記レイヤー内の上下方向のうち、当該ケーブルが接続される機器側に配置する請求項３に記載のプログラム。
5. 　前記プロセッサに、
   　指定された前記レイヤーにおいて、ユーザの操作に従って複数の前記ケーブルトレイのレイアウトの編集を受け付ける請求項３又は４に記載のプログラム。
6. 　前記ケーブルトレイのレイアウトの編集では、前記レイヤーに配置された複数の前記ケーブルトレイ同士の間の距離を表示する処理を実行する請求項５に記載のプログラム。
7. 　前記プロセッサに、
   　前記ケーブルパスに配置されるケーブルの断面積と本数から、前記ケーブルトレイの必要幅寸法を算出させる請求項３から６のいずれか１項に記載のプログラム。
8. 　前記ケーブルトレイのレイアウトの編集では、前記レイヤーに配置する前記ケーブルトレイを、算出された前記必要幅寸法を基準にして、暫定的に配置する、請求項７に記載のプログラム。
9. 　前記ケーブルのルーティングでは、前記機器同士をつなぐ直線を、前記仮想空間に表示する処理を実行する、請求項１から８のいずれか１項に記載のプログラム。
10. 　前記ケーブルパスは、上下方向に延びるラダーパスを含み、
    　前記プロセッサに、
    　前記ラダーパスのうち、互いに隣接して配置されたラダーパス同士を一体化させる請求項１から９のいずれか１項に記載のプログラム。
11. 　前記ケーブルパスは、上下方向に延びるラダーパスを含み、
    　前記プロセッサに、
    　前記ラダーパスを、互いに間隔をあけて並列に配置された複数のラダーパスとして分離させる請求項１から１０のいずれか１項に記載のプログラム。
12. 　プロセッサを備えるコンピュータに実行させる方法であって、前記方法は、プラントの設計を行うためのものであり、プロセッサが、
    　前記仮想空間の任意の箇所に対する、ケーブルが配置される空間の経路を示すケーブルパスの配置の受け付けと、
    　前記仮想空間に、始点を有する機器である第１のオブジェクトと、終点を有する機器である第２のオブジェクトと、を配置するユーザからの操作の受け付けと、
    　前記ケーブルパスと、前記始点と前記終点の位置と、に基づいて、前記複数の機器のうち、選択された２つの前記機器同士に対する前記ケーブルのルーティングと、を実行する方法。
13. 　制御部を備え、プラントの設計に関する処理を実行させるためのシステムであり、
    　前記制御部は、
    　前記仮想空間の任意の箇所に対する、ケーブルが配置される空間の経路を示すケーブルパスの配置を受け付けるモジュールと、
    　前記仮想空間に、始点を有する機器である第１のオブジェクトと、終点を有する機器である第２のオブジェクトと、を配置するユーザからの操作の受け付けを行うモジュールと、
    　前記ケーブルパスと、前記始点と前記終点の位置と、に基づいて、前記複数の機器のうち、選択された２つの前記機器同士に対して前記ケーブルをルーティングするモジュールと、を備えるシステム。
14. 　プロセッサを備えるコンピュータに実行させる方法であって、前記方法は、プラントの設計を行うためのものであり、前記プロセッサが、
    　仮想空間において設置されたラックのうち、ケーブルが敷設されるレイヤーの位置の指定の受け付けと、
    　前記仮想空間に、始点を有する機器である第１のオブジェクトと、終点を有する機器である第２のオブジェクトと、を配置するユーザからの操作の受け付けと、
    　指定された前記レイヤーを特定し、前記ケーブルが配置される空間の経路を示すケーブルパスの位置の設定と、
    　指定された前記ケーブルパスの位置と、設定された前記複数の機器における前記始点及び終点の位置と、に基づいて、前記複数の機器のうち、選択された２つの前記機器同士に対する前記ケーブルのルーティングと、を実行する方法。
15. 　制御部を備え、プロセッサの設計に関する処理を実行させるためのシステムであり、
    　前記制御部は、
    　仮想空間において設置されたラックのうち、ケーブルが敷設されるレイヤーの位置の指定を受け付けるモジュールと、
    　前記仮想空間に、始点を有する機器である第１のオブジェクトと、終点を有する機器である第２のオブジェクトと、を配置するユーザからの操作を受け付けるモジュールと、
    　指定された前記レイヤーを特定し、前記ケーブルが配置される空間の経路を示すケーブルパスの位置を設定するモジュールと、
    　指定された前記ケーブルパスの位置と、設定された前記複数の機器における前記始点及び終点の位置と、に基づいて、前記複数の機器のうち、選択された２つの前記機器同士に対する前記ケーブルをルーティングするモジュールと、を実行させるプログラム。

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