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JP7560337B2 - Piping layout design system - Google Patents

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JP7560337B2 JP2020198249A JP2020198249A JP7560337B2 JP 7560337 B2 JP7560337 B2 JP 7560337B2 JP 2020198249 A JP2020198249 A JP 2020198249A JP 2020198249 A JP2020198249 A JP 2020198249A JP 7560337 B2 JP7560337 B2 JP 7560337B2
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Description

本発明は、配管配置設計システムに関する。 The present invention relates to a piping layout design system.

配管ルートの設計作業を自動化する技術がある。例えば、特許文献1には、設計対象空間において配管の始点と終点との間を接続する配管ルート生成方法の技術が記載されている。具体的には、設計対象空間内において配管が経由する位置の候補である経由候補点を示す経由候補点情報と、当該経由候補点情報に付与された重み付け情報とに基づいて、配管ルートを生成する技術が開示されている。 There are technologies that automate the design work of piping routes. For example, Patent Document 1 describes a technology for a piping route generation method that connects the start point and end point of a pipe in a design target space. Specifically, the technology disclosed generates a piping route based on candidate route point information that indicates candidate route points that are candidates for positions through which the pipe will pass in the design target space, and weighting information assigned to the candidate route point information.

特開2017-211987号公報JP 2017-211987 A

一方、プラント等における配管配置設計においては、計画段階から詳細設計段階に至るまで、要求仕様や安全基準等に示された数多くの制約条件を満たしながら配管配置設計を進める必要がある。したがって、プラント等における配管配置設計においては、配管の経由候補点情報と重み付け情報に基づいて配管ルートを決定するだけでは、数多くの制約条件を満たす配管ルートを自動生成することができない。そのため、プラント等における配管配置設計においては、熟練設計者の経験や知見に頼るとことが大きい。 On the other hand, when designing piping layouts in plants, etc., it is necessary to proceed with the design from the planning stage to the detailed design stage while satisfying numerous constraints set out in requirements specifications, safety standards, etc. Therefore, when designing piping layouts in plants, etc., it is not possible to automatically generate a piping route that satisfies numerous constraints simply by determining the piping route based on candidate piping route point information and weighting information. For this reason, piping layout design in plants, etc., relies heavily on the experience and knowledge of experienced designers.

しかし、熟練設計者といえども、要求仕様に示される条件、安全基準に示される条件、保守点検作業を考慮した部品の配置条件、施工効率を向上するための条件等の数多くの制約条件を満たす配管ルートの設計をするためには膨大な時間が必要である。 However, even an experienced designer needs a huge amount of time to design a piping route that satisfies numerous constraints, such as the conditions set out in the required specifications, the conditions set out in the safety standards, the conditions for component placement that take into account maintenance and inspection work, and the conditions for improving construction efficiency.

本発明は、上述の事情の下になされたもので、数多くの制約条件を満たす配管ルートを自動生成することにより、配管ルートの設計負担を低減することを課題とする。 The present invention was made in light of the above circumstances, and aims to reduce the design burden of piping routes by automatically generating piping routes that satisfy numerous constraints.

上記課題を解決するための実施形態に係る配管配置設計システムは、配管の始点と終点との間を接続する配管ルートを生成する配管配置設計システムである。配管配置設計システムは、入力部と記憶部とルート生成部とサポート位置決定部と配管部材決定部とを有する。入力部は、設計者の指定により、配管の始点および終点の座標情報、配管内に通す流体の種類および重量の情報、配管の材質、長さ、太さの情報を取得する。記憶部は、配管の材質、長さ、太さに応じた配管を構成する配管部材の種類を示す情報、サポート間隔と配管の重量、配管に通す流体の重量との対応関係を示す情報、配管配置設計に関する基本設計条件を示す配管配置基準情報、および配管配置設計に関する詳細設計条件を示す詳細設計情報を記憶する。ルート生成部は、入力部が取得した情報および記憶部に記憶された情報に基づいて、配管ルートを生成する。サポート位置決定部は、サポート間隔と配管の重量、配管に通す流体の重量との対応関係を示す情報に基づき、定ピッチスパン法によりルート生成部にて生成された配管ルートの配管を支持するサポート部材を配置するサポート位置を決定する。配管部材決定部は、サポート位置決定部が決定したサポート位置と、配管の材質、長さ、太さに応じた配管を構成する配管部材の種類を示す情報とに基づいて、配管を構成する複数の配管部材を決定するとともに、サポート位置決定部により決定されたサポート部材を固定する位置および配管の重量、配管に通す流体の重量に基づいて、サポート部材の種類、個数を決定する。ルート生成部が生成した配管ルート、配管部材決定部が決定した配管部材、サポート部材に関して、熱応力に対する耐久解析、流体の通過に伴う配管の振動解析、耐震解析の少なくとも一つを行う構造解析システムの解析結果が評価値を満たさない場合、設計者は解析結果を入力部に入力することにより記憶部にフィードバックして配管配置基準情報および詳細設計情報が示す条件を修正もしくは追加する。ルート生成部は修正もしくは追加された配管配置基準情報および詳細設計情報が示す条件に基づき配管ルートを再生成する。サポート位置決定部は再生成された配管ルートに応じてサポート位置を再決定する。配管部材決定部は再決定されたサポート位置に応じて配管部材を再決定するとともに、サポート部材の種類、個数を再決定する。 A piping layout design system according to an embodiment for solving the above problem is a piping layout design system that generates a piping route that connects a start point and an end point of a piping. The piping layout design system includes an input unit, a storage unit, a route generation unit, a support position determination unit, and a piping member determination unit. The input unit acquires coordinate information of the start point and the end point of the piping, information on the type and weight of the fluid passed through the piping, and information on the material, length, and thickness of the piping, as specified by a designer . The storage unit stores information indicating the type of piping member that constitutes the piping according to the material, length, and thickness of the piping, information indicating the correspondence between the support interval and the weight of the piping and the weight of the fluid passed through the piping, piping layout standard information indicating the basic design conditions related to the piping layout design, and detailed design information indicating the detailed design conditions related to the piping layout design. The route generation unit generates a piping route based on the information acquired by the input unit and the information stored in the storage unit. The support position determination unit determines support positions at which support members that support the piping of the piping route generated by the route generation unit are arranged based on the information indicating the correspondence between the support interval and the weight of the piping and the weight of the fluid passed through the piping by the constant pitch span method. The piping component determination unit determines a plurality of piping components constituting the piping based on the support positions determined by the support position determination unit and information indicating the types of piping components constituting the piping according to the material, length, and thickness of the piping, and determines the type and number of support members based on the positions at which the support members are fixed determined by the support position determination unit, the weight of the piping, and the weight of the fluid passing through the piping. If the analysis result of a structural analysis system that performs at least one of a durability analysis against thermal stress, a vibration analysis of the piping caused by the passage of a fluid, and an earthquake resistance analysis does not satisfy an evaluation value for the piping route generated by the route generation unit, the piping components determined by the piping component determination unit, and the support members does not satisfy an evaluation value, the designer inputs the analysis result into the input unit to feed it back to the storage unit, and corrects or adds the conditions indicated by the piping arrangement standard information and the detailed design information. The route generation unit regenerates the piping route based on the conditions indicated by the corrected or added piping arrangement standard information and the detailed design information. The support position determination unit re-determines the support positions according to the regenerated piping route. The piping component determination unit re-determines the piping components according to the re-determined support positions, and re-determines the types and number of support members.

実施形態に係る配管配置設計システムの構成図である。1 is a configuration diagram of a piping layout design system according to an embodiment. FIG. 実施形態に係る記憶部について説明するための図である。FIG. 4 is a diagram for explaining a storage unit according to the embodiment. 実施形態に係る配管部材決定部について説明するための図である。11 is a diagram for explaining a piping material determination unit according to the embodiment; FIG. 実施形態に係る配管配置設計システムによる配管ルートの生成について説明するためのフローチャートである。5 is a flowchart for explaining generation of a piping route by a piping layout design system according to an embodiment. 実施形態に係る配管配置設計システムにより生成された配管ルートの例を示す図である。1 is a diagram showing an example of a piping route generated by a piping layout design system according to an embodiment; 実施形態に係る配管配置設計システムにより生成された部材ごとの数を示す表の例を示す図である。FIG. 13 is a diagram showing an example of a table showing the number of each component generated by the piping layout design system according to the embodiment.

(実施形態1)
以下、実施形態に係る配管配置設計システムについて、図を参照して説明する。配管配置設計システムは、配管を配置するルート(以下、配管ルート)を自動生成する装置である。配管配置設計システムは、電気配線設計、空調設備のダクトの配置設計等にも適用できるが、ここでは、プラント分野における流体(気体、液体等)を通す配管の配置設計に適用する場合について説明する。
(Embodiment 1)
A piping layout design system according to an embodiment will be described below with reference to the drawings. The piping layout design system is a device that automatically generates a route for arranging piping (hereinafter, piping route). The piping layout design system can also be applied to electrical wiring design, duct layout design for air conditioning equipment, etc., but here, a case where the piping layout design system is applied to layout design of piping that carries a fluid (gas, liquid, etc.) in the plant field will be described.

配管配置設計システムは、CPU,メモリ等を備えるコンピュータであって、メモリに記憶された配管配置設計アプリケーションソフトウエアに基づいて動作する。 The piping layout design system is a computer equipped with a CPU, memory, etc., and operates based on piping layout design application software stored in the memory.

図1は、配管配置設計システム1の機能的な構成図である。配管配置設計システム1は、記憶部10、入力部20、ルート生成部30、サポート位置決定部40、配管部材決定部50、物量集計部60、出力部70を備える。 Figure 1 is a functional configuration diagram of a piping layout design system 1. The piping layout design system 1 includes a storage unit 10, an input unit 20, a route generation unit 30, a support position determination unit 40, a piping component determination unit 50, a material quantity calculation unit 60, and an output unit 70.

記憶部10は、図2に示されるように、配置空間情報11、配置専用スペース情報12、既設配管情報13、配管配置基準情報14、詳細設計情報15、運転・保守情報16を記憶する。 As shown in FIG. 2, the memory unit 10 stores layout space information 11, dedicated layout space information 12, existing piping information 13, piping layout criteria information 14, detailed design information 15, and operation and maintenance information 16.

配置空間情報11は、建屋の構造を示す3次元CAD情報である。配置専用スペース情報12は、建屋内における配管を配置する領域を示す3次元CAD情報である。既設配管情報13は、既設の配管位置を示す3次元CAD情報である。 The layout space information 11 is 3D CAD information that indicates the structure of the building. The layout-only space information 12 is 3D CAD information that indicates the area in the building where piping is to be placed. The existing piping information 13 is 3D CAD information that indicates the location of existing piping.

配管配置基準情報14は、配管配置設計における基本設計条件を示す情報である。この配管配置基準情報14には、床・天井・壁と配管との距離、並走する配管との距離、ケーブルラックと配管との距離、配管の曲げ管選定、配管に貫通孔を設ける場合の貫通孔の口径、原子力プラントの場合では放射線線量が高い区域における貫通孔の位置等を規定する条件が含まれる。なお、曲げ管とは、直管に曲げ加工を施した部材である。また、配管配置基準情報14には、安全系統の分離条件が含まれる。安全系統の分離条件とは、例えば、第1系統の配管ルートで事故が発生した場合に、第1系統の配管ルートから第2系統の配管ルートに切り替える構成とし、第1系統の配管ルートと第2系統の配管ルートを壁等を隔てて配置するなどの条件である。これらの情報は、配管内に通す流体の種類等に応じて設定されている。 The piping layout standard information 14 is information that indicates basic design conditions in piping layout design. This piping layout standard information 14 includes conditions that specify the distance between the piping and the floor/ceiling/wall, the distance between parallel piping, the distance between the piping and the cable rack, the selection of bent pipes for the piping, the diameter of the through hole when a through hole is provided in the piping, and the position of the through hole in an area with a high radiation dose in the case of a nuclear power plant. Note that a bent pipe is a member obtained by bending a straight pipe. The piping layout standard information 14 also includes separation conditions for the safety system. The separation conditions for the safety system are, for example, a condition that, when an accident occurs in the piping route of the first system, the piping route of the first system is switched to the piping route of the second system, and the piping route of the first system and the piping route of the second system are arranged to be separated by a wall or the like. This information is set according to the type of fluid to be passed through the piping, etc.

詳細設計情報15は、詳細設計条件を示す情報である。この詳細設計情報15には、計器・オリフィス前後における直管(配管の直線部分)の長さ、施工誤差、配管の勾配、他設備との距離等の条件が含まれる。また、詳細設計情報15には、熟練設計者の経験や知見に基づく設計条件が含まれる。さらに、詳細設計情報15には、複数の配管がある場合の集中配置条件も含まれる。 Detailed design information 15 is information that indicates detailed design conditions. This detailed design information 15 includes conditions such as the length of straight pipes (straight sections of piping) before and after the instruments and orifices, construction error, piping gradient, and distance to other equipment. Detailed design information 15 also includes design conditions based on the experience and knowledge of experienced designers. Furthermore, detailed design information 15 also includes concentrated placement conditions when there are multiple pipes.

運転・保守情報16は、視認を要する計器の保守点検に適した位置の条件、操作を必要とする部品の操作に適した位置の条件等を示す情報である。視認を要する計器とは、流量計、気圧計等である。操作を必要とする部品とは、電動弁や手動弁などのバルブ等である。運転・保守情報16には、保守者が視認しやすい計器の高さ、保守者が操作しやすいバルブの高さおよび向き、計器およびバルブ等と壁との距離等の条件が含まれる。また、運転・保守情報16には、配置禁止領域の情報が含まれる。配置禁止領域とは、通路や危険物の貯蔵場所付近等の配管の配置が禁止されている領域、バルブ等のメンテナンス作業に必要な領域等である。 Operation and maintenance information 16 is information that indicates the conditions for suitable positions for maintenance and inspection of instruments that require visual inspection, the conditions for suitable positions for operating parts that require operation, etc. Instruments that require visual inspection are flow meters, barometers, etc. Parts that require operation are valves such as motorized valves and manual valves, etc. Operation and maintenance information 16 includes conditions such as the height of instruments that are easy for maintenance personnel to see, the height and orientation of valves that are easy for maintenance personnel to operate, and the distance between instruments and valves, etc. and walls. Operation and maintenance information 16 also includes information on prohibited placement areas. Prohibited placement areas are areas where the placement of piping is prohibited, such as near passageways and storage areas for hazardous materials, and areas necessary for maintenance work on valves, etc.

入力部20は、タッチパネル、キーボード等で構成される。入力部20は、タッチパネルの画面上に建屋の3次元CAD情報を表示し、設計者の指定により、配管の始点および終点の座標情報を取得する。また、入力部20は、タッチパネルの画面上に配管内に通す流体の種類および重量、配管の素材、配管の太さ等のリストを表示し、設計者の指定により、これらの情報を取得する。さらに、配管の数が複数である場合、入力部20は、設計者の指定により、どの配管を優先して配置するかを定める優先順位を取得する。 The input unit 20 is composed of a touch panel, a keyboard, etc. The input unit 20 displays 3D CAD information of the building on the touch panel screen, and acquires coordinate information of the start and end points of the piping as specified by the designer. The input unit 20 also displays a list of the type and weight of the fluid to be passed through the piping, the piping material, the piping thickness, etc. on the touch panel screen, and acquires this information as specified by the designer. Furthermore, when there are multiple pipes, the input unit 20 acquires a priority order that determines which pipes should be given priority for placement as specified by the designer.

ルート生成部30は、配管配置基準情報14、詳細設計情報15および運転・保守情報16、および、配置空間情報11に基づいて、配管の始点を示す座標から終点を示す座標に至る配管ルートを生成する。また、ルート生成部30は、複数の配管ルートを生成する場合、複数の配管の配置位置が互いに重ならないように(干渉しないよう)に、複数の配管それぞれの配管ルートを生成する。 The route generation unit 30 generates a piping route from the coordinates indicating the start point of the piping to the coordinates indicating the end point based on the piping layout standard information 14, the detailed design information 15, the operation and maintenance information 16, and the layout space information 11. In addition, when generating multiple piping routes, the route generation unit 30 generates a piping route for each of the multiple pipes so that the layout positions of the multiple pipes do not overlap (do not interfere with) each other.

また、ルート生成部30は、後述する配管部材決定部50がエルボ部材を選択することを前提として、配管ルートを生成する。エルボ部材とは、配管の曲がり部分を構成する部材である。エルボ部材は、直管と直管とを接続する部材であり、配管の角度や勾配を変えるために使用される。ルート生成部30は、エルボ部材や配管の溶接個所の数を減らすために曲げ管を採用した配管ルートを生成する。 The route generation unit 30 also generates a piping route on the assumption that the piping component determination unit 50, which will be described later, will select an elbow component. An elbow component is a component that constitutes a bent portion of a pipe. An elbow component is a component that connects straight pipes together, and is used to change the angle or gradient of a pipe. The route generation unit 30 generates a piping route that employs bent pipes to reduce the number of elbow components and welding points in the pipe.

また、ルート生成部30は、床、天井、壁を貫通する配管ルートを生成する場合、床、天井、壁に形成する貫通孔の位置、大きさ等を示す3次元形状モデルおよびその貫通孔の集計リストを生成する。 In addition, when generating a piping route that penetrates a floor, ceiling, and wall, the route generation unit 30 generates a three-dimensional shape model that indicates the positions, sizes, etc. of the through holes to be formed in the floor, ceiling, and wall, and a summary list of the through holes.

サポート位置決定部40は、定ピッチスパン法(標準支持間隔法ともいう)に基づいて、配管を支持するサポート部材を配置するサポート位置を決定する。このサポート位置決定部40は、配管の重量、配管に通す流体等の重量に基づいて、配管を支持するサポート部材を配置するサポート位置を決定する。例えば、サポート位置決定部40は、配管の始点、終点、曲がり部、分岐部等の荷重が集中する部分近くを支持するようにサポート位置を決定し、直管部分および曲げ管部分について予め設定された標準スパン(サポート位置と隣接するサポート位置との間隔)に基づいて定ピッチスパン法によりサポート位置を決定する。 The support position determination unit 40 determines support positions at which support members that support the pipe are placed based on the constant pitch span method (also called the standard support interval method). This support position determination unit 40 determines support positions at which support members that support the pipe are placed based on the weight of the pipe and the weight of the fluid passing through the pipe. For example, the support position determination unit 40 determines support positions to support areas near the start and end points of the pipe where load is concentrated, such as bends and branches, and determines support positions by the constant pitch span method based on a standard span (the distance between a support position and an adjacent support position) that is preset for straight pipe sections and bent pipe sections.

また、サポート位置決定部40は、ルート生成部30が生成した複数の配管ルートが隣接している場合や並走している場合、複数の配管の内の2つ以上の配管を一つのサポート位置で支持可能な位置をサポート位置として決定する。詳細は後述する。 In addition, when multiple piping routes generated by the route generation unit 30 are adjacent to each other or run parallel to each other, the support position determination unit 40 determines, as a support position, a position at which two or more of the multiple piping routes can be supported by one support position. Details will be described later.

配管部材決定部50は、ルート生成部30が生成した配管ルートおよび予め設定された運搬条件に基づいて、配管を構成する複数の部材それぞれの長さを決定する。例えば、配管部材決定部50は、1個の部材の長さが10m以下になるように、配管を構成する複数の部材それぞれの長さを決定する。また、配管部材決定部50は、1個の部材の重量が100kg以下になるように、配管を構成する複数の部材それぞれの長さを決定する。 The piping component determination unit 50 determines the length of each of the multiple components that make up the piping, based on the piping route generated by the route generation unit 30 and the preset transportation conditions. For example, the piping component determination unit 50 determines the length of each of the multiple components that make up the piping, so that the length of each component is 10 m or less. The piping component determination unit 50 also determines the length of each of the multiple components that make up the piping, so that the weight of each component is 100 kg or less.

また、配管部材決定部50は、配管の重量、配管に通す流体等の重量および配管を支持するサポート部材を固定する場所に基づいて、配管を支持するサポート部材を決定する。この配管部材決定部50は、図3に示されるように、固定場所(床、天井、壁等)、サポートする配管の数、配管および配管を通す流体の重量等によって、サポート部材を決定する。 The piping component determination unit 50 also determines the support members that support the piping based on the weight of the piping, the weight of the fluid passing through the piping, and the location where the support members that support the piping are fixed. As shown in FIG. 3, the piping component determination unit 50 determines the support members based on the fixing location (floor, ceiling, wall, etc.), the number of pipes to be supported, the weight of the piping and the fluid passing through the piping, etc.

物量集計部60は、配管部材決定部50が決定した部材ごとの数を集計する。 The quantity calculation unit 60 calculates the quantity of each component determined by the piping component determination unit 50.

出力部70は、ディスプレイもしくは印刷装置で構成される。出力部70は、ルート生成部30が生成した配管ルートおよびサポート位置決定部40が決定したサポート部材の位置を示す3次元CAD画像を表示する。また、出力部70は、物量集計部60が集計した部材ごとの数を出力する。 The output unit 70 is configured with a display or a printing device. The output unit 70 displays a 3D CAD image showing the piping route generated by the route generation unit 30 and the positions of the support members determined by the support position determination unit 40. The output unit 70 also outputs the number of each member tallied by the material quantity tally unit 60.

次に、実施形態に係る配管配置設計システム1による配管ルートの生成について、図4に示されるフローチャートを参照しながら説明する。 Next, the generation of piping routes by the piping layout design system 1 according to the embodiment will be described with reference to the flowchart shown in FIG.

最初に、ルート生成部30は、配管ルートの生成に必要な配管ルート生成条件を取得する(ステップS11)。このルート生成部30は、記憶部10から、配置空間情報11、配置専用スペース情報12、既設配管情報13、配管配置基準情報14、詳細設計情報15、運転・保守情報16を取得する。また、ルート生成部30は、配管の始点および終点の座標情報、配管内に通す流体の種類および重量の情報、配管の素材、配管の太さ等の情報、配管配置の優先順位の情報を入力部20を介して取得する。 First, the route generation unit 30 acquires the piping route generation conditions required for generating a piping route (step S11). This route generation unit 30 acquires the layout space information 11, layout dedicated space information 12, existing piping information 13, piping layout criteria information 14, detailed design information 15, and operation and maintenance information 16 from the storage unit 10. In addition, the route generation unit 30 acquires coordinate information of the start and end points of the piping, information on the type and weight of the fluid to be passed through the piping, information on the material of the piping, the thickness of the piping, and information on the priority order of the piping layout via the input unit 20.

次に、ルート生成部30は、優先順位の最も高い配管の配管ルート(第1の配管ルート)を生成する(ステップS12)。このルート生成部30は、設計者が指定した優先順位の最も高い配管を特定する。そして、ルート生成部30は、設計者が指定した建屋の3次元CAD情報における配管の始点座標から終点座標に至る第1の配管ルートを、配管配置基準情報14、詳細設計情報15、運転・保守情報16に規定された条件を満たすように生成する。 Next, the route generation unit 30 generates a piping route (first piping route) for the piping with the highest priority (step S12). The route generation unit 30 identifies the piping with the highest priority specified by the designer. The route generation unit 30 then generates a first piping route from the start coordinates of the piping to the end coordinates in the 3D CAD information of the building specified by the designer, so as to satisfy the conditions specified in the piping layout criteria information 14, detailed design information 15, and operation and maintenance information 16.

このルート生成部30は、配置空間情報11に基づいて、配管の始点を示す座標から終点を示す座標に至る最短ルートを暫定的な第1の配管ルートとして生成する。なお、ルート生成部30は、配置禁止領域を避けて暫定的な第1の配管ルートを生成する。次に、ルート生成部30は、配管配置基準情報14、詳細設計情報15、運転・保守情報16に示される条件を満たすように最短ルートで生成した暫定的な第1の配管ルートを修正することにより配管を配置する座標を求め、最終的な第1の配管ルートを生成する。 Based on the layout space information 11, the route generation unit 30 generates the shortest route from the coordinates indicating the start point of the piping to the coordinates indicating the end point as a tentative first piping route. The route generation unit 30 generates the tentative first piping route by avoiding prohibited placement areas. Next, the route generation unit 30 determines the coordinates for placing the piping by modifying the tentative first piping route generated by the shortest route so as to satisfy the conditions indicated in the piping layout standard information 14, the detailed design information 15, and the operation and maintenance information 16, and generates the final first piping route.

また、始点から終点に至る配管ルートの途中に視認を要する計器および操作を必要とする部品を配置する必要がある場合、設計者は、視認を要する計器および操作を必要とする部品を配置する座標を予め入力部20を介して設定することもできる。この場合、ルート生成部30は、視認を要する計器および操作を必要とする部品の座標を通過するように、第1の配管ルートを生成する。 In addition, if it is necessary to place instruments that require visual confirmation and parts that require operation along the piping route from the start point to the end point, the designer can set in advance via the input unit 20 the coordinates at which the instruments that require visual confirmation and parts that require operation are to be placed. In this case, the route generation unit 30 generates the first piping route so as to pass through the coordinates of the instruments that require visual confirmation and parts that require operation.

ルート生成部30は、既設配管情報13がある場合、既設の配管領域を避けて、第1の配管ルートを生成する。また、ルート生成部30は、建屋内に配管を配置する専用スペースが設定されている場合、配置専用スペース情報12に基づいて、配置専用スペース内に第1の配管ルートを生成する。 When existing piping information 13 is available, the route generation unit 30 generates a first piping route while avoiding the existing piping area. In addition, when a dedicated space for placing piping is set within a building, the route generation unit 30 generates a first piping route within the dedicated placement space based on the dedicated placement space information 12.

次に、ルート生成部30は、2番目に優先順位が高い配管の配管ルート(第2の配管ルート)を生成する(ステップS13)。ルート生成部30は、設計者が指定した建屋の3次元CAD情報における配管の始点座標から終点座標に至る第2の配管ルートを、配管配置基準情報14、詳細設計情報15、運転・保守情報16に規定された条件を満たすように生成する。ルート生成部30は、第1の配管ルートの領域および既設の配管領域を避けて、第2の配管ルートを生成する。 Next, the route generation unit 30 generates a piping route (second piping route) for the piping with the second highest priority (step S13). The route generation unit 30 generates a second piping route from the start coordinates of the piping to the end coordinates in the 3D CAD information of the building specified by the designer, so as to satisfy the conditions specified in the piping layout criteria information 14, detailed design information 15, and operation and maintenance information 16. The route generation unit 30 generates the second piping route, avoiding the area of the first piping route and the area of existing piping.

次に、ルート生成部30は、3番目に優先順位が高い配管ルートを生成する場合、第1および第2の配管ルートの領域、既設の配管領域を避けて、第3の配管ルートを生成する。ルート生成部30は、以下同様にして、4番目以降の配管ルートを生成する。 Next, when generating a piping route with the third highest priority, the route generation unit 30 generates a third piping route while avoiding the areas of the first and second piping routes and the existing piping areas. The route generation unit 30 generates the fourth and subsequent piping routes in the same manner.

次に、サポート位置決定部40は、定ピッチスパン法に基づいて、配管を支持するサポート部材を配置するサポート位置を決定する(ステップS14)。サポート間隔(1本の配管ルートにおける配管を支持する任意のサポート位置とこれに隣接するサポート位置との間隔)は、配管の重量、配管に通す流体等の重量等に応じて予め記憶部10に記憶されている。サポート位置決定部40は、複数の配管が隣接もしくは並走して配置される場合、複数の配管の内の2つ以上の配管を一つのサポート位置で支持可能な位置をサポート位置として決定する。 Next, the support position determination unit 40 determines support positions at which support members that support the pipes are placed based on the constant pitch span method (step S14). The support interval (the interval between any support position that supports a pipe in one pipe route and an adjacent support position) is stored in advance in the storage unit 10 according to the weight of the pipes, the weight of the fluid passed through the pipes, etc. When multiple pipes are arranged adjacent to each other or running parallel to each other, the support position determination unit 40 determines a position where two or more of the multiple pipes can be supported by one support position as a support position.

具体例について説明する。定ピッチスパン法を採用する場合、サポート間隔の標準スパンと、サポート位置の許容移動範囲が設定される。サポート位置決定部40は、最初に、並走して配置された複数の配管それぞれについて、定ピッチスパン法に基づいてサポート位置を決定する。次に、サポート位置決定部40は、複数の配管それぞれのサポート位置を許容移動範囲(例えば、20%)の範囲内で移動させることにより、複数の配管に共通する共通サポート位置を決定する。サポート位置決定部40は、共通サポート位置をサポート位置とすることにより、配管ルートの全長におけるサポート部材の数を低減する。 A specific example will be described. When the constant pitch span method is adopted, a standard span for support spacing and an allowable movement range for the support position are set. The support position determination unit 40 first determines a support position for each of multiple pipes arranged in parallel based on the constant pitch span method. Next, the support position determination unit 40 determines a common support position common to the multiple pipes by moving the support position of each of the multiple pipes within the allowable movement range (e.g., 20%). By setting the common support position as the support position, the support position determination unit 40 reduces the number of support members along the entire length of the piping route.

次に、配管部材決定部50は、予め設定された運搬条件(部材の長さおよび重量等)に基づいて、部材の長さを決定する(ステップS15)。例えば、配管部材決定部50は、配管を構成する複数の部材それぞれの長さが10m以下になるように、配管を構成する部材の長さを決定する。また、配管部材決定部50は、部材1個の重量が100kg以下になるように、部材の長さを決定する。配管部材決定部50は、サポート位置決定部40が決定したサポート位置がそれぞれの部材の端部付近に位置するように部材の長さを決定する。配管を構成する部材の種類は、配管の材質、長さ、太さ等に応じて予め記憶部10に記憶されている。配管部材決定部50は、配管の材質、長さ、太さ等に応じて、予め記憶されている部材の中から、配管を構成する部材を決定する。 Next, the piping component determination unit 50 determines the length of the components based on the preset transportation conditions (length and weight of the components, etc.) (step S15). For example, the piping component determination unit 50 determines the length of the components that make up the piping so that the length of each of the multiple components that make up the piping is 10 m or less. The piping component determination unit 50 also determines the length of the components so that the weight of each component is 100 kg or less. The piping component determination unit 50 determines the length of the components so that the support positions determined by the support position determination unit 40 are located near the ends of each component. The types of components that make up the piping are stored in advance in the storage unit 10 according to the material, length, thickness, etc. of the piping. The piping component determination unit 50 determines the components that make up the piping from among the pre-stored components according to the material, length, thickness, etc. of the piping.

また、配管部材決定部50は、配管の重量、配管に通す流体等の重量および配管を支持するサポート部材を固定する場所等に基づいて、配管を支持するサポート部材を決定する。この配管部材決定部50は、図3に示されるように、固定場所(床、天井、壁等)、サポートする配管の数、配管および配管を通す流体の重量等に応じたサポート部材を決定する。 The piping component determination unit 50 also determines the support members that support the piping based on the weight of the piping, the weight of the fluid passing through the piping, and the location where the support members that support the piping are fixed. As shown in FIG. 3, the piping component determination unit 50 determines the support members according to the fixing location (floor, ceiling, wall, etc.), the number of pipes to be supported, the weight of the piping and the fluid passing through the piping, etc.

次に、物量集計部60は、配管部材決定部50が決定した部材(配管を構成する部材、サポート部材)ごとの数を集計する(ステップS16)。 Next, the quantity calculation unit 60 calculates the number of each component (components constituting the piping, support components) determined by the piping component determination unit 50 (step S16).

次に、出力部70は、ルート生成部30が生成した配管ルートおよびサポート位置決定部40が決定したサポート部材の位置を示す3次元CAD画像を表示する(ステップS17)。図5は、出力された配管ルートおよびサポート部材の位置を示す3次元CAD画像の例である。図5は、1つの始点SPに対して、2つの終点EP1,EP2を設定した分岐がある場合の配管ルートを示す3次元CAD画像の例である。配管PPは、所定の間隔でサポート部材SPPで支持されている。出力部70は、建屋の3次元CAD画像と配管ルートおよびサポート部材の位置を示す3次元CAD画像とを重ね合わせた画像を表示することもできる。 Next, the output unit 70 displays a 3D CAD image showing the piping route generated by the route generation unit 30 and the positions of the support members determined by the support position determination unit 40 (step S17). FIG. 5 is an example of a 3D CAD image showing the output piping route and the positions of the support members. FIG. 5 is an example of a 3D CAD image showing a piping route in which there is a branch with two end points EP1, EP2 set for one start point SP. The piping PP is supported by support members SPP at a predetermined interval. The output unit 70 can also display an image in which the 3D CAD image of the building and the 3D CAD image showing the piping route and the positions of the support members are superimposed.

また、出力部70は、物量集計部60が集計した部材(配管を構成する部材、サポート部材)ごとの数を出力する。図6は、出力された部材ごとの数を示す表の例である。 The output unit 70 also outputs the number of each component (components constituting the piping, support components) tallied by the material quantity tallying unit 60. Figure 6 is an example of a table showing the output number of each component.

(変形例1)
実施形態1の説明では、設計者が配管の素材、配管の太さ、配管配置の優先順位を指定する場合について説明した。他の実施形態として、配管配置設計システムが、設計者が指定した配管内に通す流体の種類および重量の情報に基づいて、配管の素材、配管の太さ、配管配置の優先順位を自動で決定することもできる。この配管内に通す流体の種類および重量と、配管の素材、配管の太さ、配管配置の優先順位等とを対応させた情報を記憶部10に記憶しておく。ルート生成部30は、設計者が入力した配管内に通す流体の種類および重量に対応する配管の素材、配管の太さ、配管配置の優先順位等を記憶部10から取得し、配管の素材、配管の太さ、配管配置の優先順位等を決定する。そして、ルート生成部30は、配管内に通す流体の種類および重量、決定した配管の素材、配管の太さ等に応じて、適用する配管配置基準情報14、詳細設計情報15を選択する。また、ルート生成部30は、図4に示すフローチャートにおける第1の配管を決める優先順位を、配管内に通す流体の種類および重量と配管配置の優先順位を対応させた情報に基づいて決定する。
(Variation 1)
In the description of the first embodiment, the case where the designer specifies the material of the pipe, the thickness of the pipe, and the priority of the pipe layout has been described. As another embodiment, the pipe layout design system can automatically determine the material of the pipe, the thickness of the pipe, and the priority of the pipe layout based on the information of the type and weight of the fluid to be passed through the pipe specified by the designer. Information in which the type and weight of the fluid to be passed through the pipe and the material of the pipe, the thickness of the pipe, the priority of the pipe layout, and the like are associated is stored in the storage unit 10. The route generating unit 30 acquires the material of the pipe, the thickness of the pipe, the priority of the pipe layout, and the like corresponding to the type and weight of the fluid to be passed through the pipe input by the designer from the storage unit 10, and determines the material of the pipe, the thickness of the pipe, the priority of the pipe layout, and the like. Then, the route generating unit 30 selects the pipe layout standard information 14 and the detailed design information 15 to be applied according to the type and weight of the fluid to be passed through the pipe, the determined material of the pipe, the thickness of the pipe, and the like. In addition, the route generating unit 30 determines the priority for determining the first piping in the flowchart shown in FIG. 4 based on information that associates the type and weight of the fluid passing through the piping with the priority of the piping arrangement.

(変形例2)
サポート位置決定部40は、既設の配管が所定のピッチで支持されているか否かを定ピッチスパン法に基づいて判定することもできる。具体的には、設計者が、判定対象とする既設の配管を指定する。サポート位置決定部40は、記憶部10から既設配管情報13を取得する。サポート位置決定部40は、既設配管情報13に含まれる既設配管のサポート位置情報、配管および配管を通す流体の重量に応じて指定されたサポート間隔に基づいて、既設の配管が所定のピッチで支持されているか否かを定ピッチスパン法に基づいて判定する。サポート位置決定部40は、既設の配管のサポート間隔が要求条件を満たしていない場合、追加すべきサポート位置を生成する。
(Variation 2)
The support position determination unit 40 can also determine whether the existing pipe is supported at a predetermined pitch based on the fixed pitch span method. Specifically, the designer specifies the existing pipe to be determined. The support position determination unit 40 acquires the existing pipe information 13 from the storage unit 10. The support position determination unit 40 determines whether the existing pipe is supported at a predetermined pitch based on the support position information of the existing pipe included in the existing pipe information 13 and the support interval specified according to the weight of the pipe and the fluid passing through the pipe, based on the fixed pitch span method. If the support interval of the existing pipe does not satisfy the required condition, the support position determination unit 40 generates a support position to be added.

(変形例3)
配管配置設計システム1は、配管配置基準情報14もしくは詳細設計情報15に、電気配線ケーブルもしくは空調ダクトを必要とする条件が含まれる場合、電気配線ケーブルもしくは空調ダクトを配置するルートを生成することもできる。例えば、配管ルートの途中に、電力の供給を必要とする計器がある場合、ルート生成部30は、記憶部10から予め記憶されている分電盤が設置されている位置の座標を取得する。ルート生成部30は、該当する計器を配置した位置の座標を始点座標とし、分電盤が設置されている位置の座標を終点座標として、電気配線ケーブルの配線ルートを生成する。
(Variation 3)
The piping layout design system 1 can also generate a route for arranging an electric wiring cable or an air conditioning duct when the piping layout reference information 14 or the detailed design information 15 includes a condition that requires an electric wiring cable or an air conditioning duct. For example, when an instrument that requires a power supply is present in the middle of a piping route, the route generating unit 30 acquires the coordinates of a position where a distribution board that is stored in advance is installed from the storage unit 10. The route generating unit 30 generates a wiring route for an electric wiring cable by setting the coordinates of the position where the relevant instrument is installed as the start point coordinates and the coordinates of the position where the distribution board is installed as the end point coordinates.

プラントにおける配管ルートの全長は、1,000kmを超えることもある。この配管を支持するサポート部材の数は10万個を超える。また、計器やバルブの数が1000個を超えることもある。このような複雑な配管設計を熟練設計者の経験や知見に頼って行うと、配管設計には膨大な時間を要することとなる。 The total length of piping routes in a plant can exceed 1,000 km. The number of support members that support this piping can exceed 100,000. The number of instruments and valves can also exceed 1,000. If such complex piping design were to rely on the experience and knowledge of an experienced designer, it would take an enormous amount of time.

以上に説明したように、本実施形態に係る配管配置設計システム1は、配管配置基準情報および詳細設計情報等が示す数多くの制約条件を満たす配管ルートを自動生成することができるので、配管ルートの設計負担を低減することができる。 As described above, the piping layout design system 1 according to this embodiment can automatically generate piping routes that satisfy numerous constraints indicated by piping layout criteria information, detailed design information, and the like, thereby reducing the design burden of piping routes.

また、本実施形態に係る配管配置設計システム1は、配管の重量等に応じた配管のサポート位置を自動生成することができるので、配管のサポート位置の設計負担を低減することができる。 In addition, the piping layout design system 1 according to this embodiment can automatically generate support positions for piping based on the weight of the piping, etc., thereby reducing the design burden for the support positions for piping.

また、本実施形態に係る配管配置設計システム1は、複数の配管ルートが隣接する場合や並走する場合、複数の配管を一つのサポート位置で支持可能なサポート位置を自動生成できるので、サポート部材の数を低減でき、工事負担を低減することができる。 In addition, when multiple piping routes are adjacent or run parallel, the piping layout design system 1 according to this embodiment can automatically generate support positions that can support multiple pipes at a single support position, thereby reducing the number of support members and the construction burden.

なお、上記の説明では、建屋内に配管を配置する場合について説明したが、配管配置設計システム1は、建屋外における配管ルートの生成にも適用できる。この場合、配置空間情報11として、敷地内の構造を示す3次元CAD情報を使用する。 In the above explanation, the case of arranging pipes inside a building has been described, but the pipe layout design system 1 can also be applied to generating pipe routes outside a building. In this case, three-dimensional CAD information showing the structure within the site is used as the layout space information 11.

また、上記の説明では、配管配置設計システム1内に記憶部10を設ける場合について説明したが、記憶部10を配管配置設計システム1の外に設け、ネットワークを介して配管配置設計システム1に接続してもよい。 In addition, in the above description, the memory unit 10 is provided within the piping layout design system 1, but the memory unit 10 may be provided outside the piping layout design system 1 and connected to the piping layout design system 1 via a network.

また、実施形態1の説明では、配管配置基準情報14、詳細設計情報15、運転・保守情報16が記憶部10に固定情報として記憶されている場合について説明したが、任意の情報を設計者が追加もしくは修正できるようにしてもよい。 In addition, in the explanation of the first embodiment, the piping arrangement reference information 14, the detailed design information 15, and the operation and maintenance information 16 are stored as fixed information in the memory unit 10, but it is also possible to allow the designer to add or modify any information.

また、実施形態1の説明では、入力部20がタッチパネル、キーボード等である場合について説明したが、入力部20は、インターネット、USB等のインタフェースであってもよい。入力部20は、複数の配管の始点および終点の座標情報、配管内に通す流体の種類および重量、配管の素材等の情報をファイル形式で取得してもよい。 In the description of the first embodiment, the input unit 20 is a touch panel, a keyboard, or the like, but the input unit 20 may be an interface such as the Internet or a USB. The input unit 20 may acquire information in file format, such as coordinate information of the start and end points of multiple pipes, the type and weight of the fluid passing through the pipes, and the material of the pipes.

また、図4を用いた配管ルートの生成の説明では、サポート位置を決定(ステップS14)した後で、部材の長さを決定(ステップS15)する場合について説明をしたが、部材の長さを決定した後にサポート位置を決定してもよい。もしくは、部材の長さを決定した後に、各部材を支持できるようにサポート位置を修正してもよい。 In addition, in the explanation of the generation of the piping route using FIG. 4, the case where the support positions are determined (step S14) and then the lengths of the components are determined (step S15) is explained, but the support positions may be determined after the lengths of the components are determined. Alternatively, the support positions may be modified so that each component can be supported after the lengths of the components are determined.

また、配置空間情報11や既設配管情報13の3次元CAD情報は、既設プラントの状況(壁や柱等の存在、既設の装置等の存在等)を3次元レーザスキャナを用いて取得した点群データで構成された情報であってもよい。点群データは、3次元座標の点の集まりであり、建屋、既設設備、既設配管等を3次元レーザスキャナで複数の位置から撮影することにより取得することができる。建屋、既設設備、既設配管等の点群データは、建屋、既設設備、既設配管等の立体形状を表すことができる。壁・天井・床・柱や梁などの点群データをグループ化して配置空間情報11の属性情報を付与することにより、既設プラントの配置空間情報11の3次元CAD情報として扱うことができる。同様に、既設のケーブルラックや空調ダクト、鉄骨やサポート部材、機器や電気盤などの設備の点群データもそれぞれの属性情報を付与することでそれぞれの3次元CAD情報として扱うことができる。 The three-dimensional CAD information of the layout space information 11 and the existing piping information 13 may be information composed of point cloud data of the existing plant status (existence of walls, columns, etc., existing equipment, etc.) acquired using a three-dimensional laser scanner. Point cloud data is a collection of three-dimensional coordinate points, and can be acquired by photographing buildings, existing equipment, existing piping, etc. from multiple positions using a three-dimensional laser scanner. Point cloud data of buildings, existing equipment, existing piping, etc. can represent the three-dimensional shapes of buildings, existing equipment, existing piping, etc. Point cloud data of walls, ceilings, floors, columns, beams, etc. can be grouped and attribute information of the layout space information 11 is added, so that it can be treated as three-dimensional CAD information of the layout space information 11 of the existing plant. Similarly, point cloud data of existing cable racks, air conditioning ducts, steel frames, support members, equipment, electrical panels, etc. can also be treated as three-dimensional CAD information by adding attribute information of each.

(実施形態2)
ここでは、配管配置基準情報14、詳細設計情報15等の情報を追加もしくは修正する場合について説明する。
(Embodiment 2)
Here, a case where information such as the piping arrangement standard information 14 and the detailed design information 15 is added or corrected will be described.

配管配置設計システム1で配管ルートを生成し、配管を支持するサポート部材を配置するサポート位置を決定した後、構造解析システムを使用して、生成した配管ルートについて、配管の強度評価(材料力学上の確認)を行う。例えば、構造解析システムを使用して、熱応力に対する耐久解析、流体の通過に伴う配管の振動解析、耐震解析等を行う。 After the piping route is generated using the piping layout design system 1 and the support positions for placing the support members that support the piping are determined, a structural analysis system is used to perform a strength evaluation (material mechanics check) of the piping for the generated piping route. For example, the structural analysis system is used to perform a durability analysis against thermal stress, a vibration analysis of the piping caused by the passage of fluid, an earthquake resistance analysis, etc.

熱応力に対する耐久解析を例に説明する。この解析では、環境温度および配管内に通す流体の温度を仕様が定める最高温度から最低温度まで変化させ、配管の熱膨張もしくは熱収縮により、配管に基準値以上の負荷が生じないかを解析する。例えば、配管の曲がり部分を設計基準が定める最小の曲がり半径に設定した場合、流体の熱による配管の熱膨張により配管内部応力が基準値より高くなる場合がある。構造解析システムが、配管内部応力が基準値を超えるという解析結果を出力した場合、曲がり部分の最小半径を規定する設計基準を修正する必要がある。 We will use a durability analysis against thermal stress as an example. In this analysis, the environmental temperature and the temperature of the fluid passing through the pipe are changed from the maximum temperature to the minimum temperature specified in the specifications, and an analysis is performed to see whether the thermal expansion or contraction of the pipe places a load on the pipe that exceeds the standard value. For example, if the bend in the pipe is set to the minimum bend radius specified by the design standards, the thermal expansion of the pipe due to the heat of the fluid may cause the internal stress of the pipe to exceed the standard value. If the structural analysis system outputs an analysis result indicating that the internal stress of the pipe exceeds the standard value, the design standards that stipulate the minimum radius of the bend must be revised.

配管配置設計システム1は、構造解析システムの解析結果を配管配置基準情報14、詳細設計情報15等にフィードバックする。この場合設計者は、構造解析システムによる熱応力に対する耐久解析、流体の通過に伴う配管の振動解析、耐震解析等の解析結果を配管ルートの設計条件の追加情報として入力部20に入力する。入力部20は、追加情報を記憶部10に記憶する。これにより、配管配置基準情報および詳細設計情報が示す条件は、修正もしくは追加される。そして、配管配置設計システム1は、構造解析システムによる解析結果の情報(追加情報)を加えて、配管配置基準情報14、詳細設計情報15、運転・保守情報16に基づいて、配管ルートを生成する。 The piping layout design system 1 feeds back the analysis results of the structural analysis system to the piping layout standard information 14, detailed design information 15, etc. In this case, the designer inputs the analysis results of the structural analysis system, such as durability analysis against thermal stress, vibration analysis of the piping caused by the passage of fluid, and earthquake resistance analysis, to the input unit 20 as additional information for the design conditions of the piping route. The input unit 20 stores the additional information in the storage unit 10. As a result, the conditions indicated by the piping layout standard information and the detailed design information are modified or added. The piping layout design system 1 then adds information on the analysis results of the structural analysis system (additional information) and generates a piping route based on the piping layout standard information 14, detailed design information 15, and operation and maintenance information 16.

このように、配管配置設計システム1による配管ルートの生成、構造解析システムによる構造解析、配管配置基準情報および詳細設計情報が示す条件の修正もしくは追加、配管配置設計システム1による配管ルートの生成、の工程を繰り返すことにより、信頼性の高い配管配置設計を行うことができる。 In this way, by repeating the process of generating a piping route using the piping layout design system 1, performing structural analysis using the structural analysis system, modifying or adding conditions indicated by the piping layout criteria information and detailed design information, and generating a piping route using the piping layout design system 1, a highly reliable piping layout design can be performed.

以上、本発明の実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施しうるものであり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これらの実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。 Although the embodiments of the present invention have been described above, these embodiments are presented as examples and are not intended to limit the scope of the invention. These novel embodiments can be embodied in various other forms, and various omissions, substitutions, and modifications can be made without departing from the gist of the invention. These embodiments and their modifications are included in the scope and gist of the invention, and are included in the scope of the invention and its equivalents described in the claims.

1…配管配置設計システム
10…記憶部
11…配置空間情報
12…配置専用スペース情報
13…既設配管情報
14…配管配置基準情報
15…詳細設計情報
16…運転・保守情報
20…入力部
30…ルート生成部
40…サポート位置決定部
50…配管部材決定部
60…物量集計部
70…出力部
Reference Signs List 1 piping layout design system 10 storage unit 11 layout space information 12 layout dedicated space information 13 existing piping information 14 piping layout standard information 15 detailed design information 16 operation and maintenance information 20 input unit 30 route generation unit 40 support position determination unit 50 piping component determination unit 60 material quantity calculation unit 70 output unit

Claims (14)

配管の始点と終点との間を接続する配管ルートを生成する配管配置設計システムであって、
設計者の指定により、前記配管の始点および終点の座標情報、前記配管内に通す流体の種類および重量の情報、前記配管の材質、長さ、太さの情報を取得する入力部と、
前記配管の材質、長さ、太さに応じた前記配管を構成する配管部材の種類を示す情報、サポート間隔と前記配管の重量、前記配管に通す流体の重量との対応関係を示す情報、配管配置設計に関する基本設計条件を示す配管配置基準情報、および配管配置設計に関する詳細設計条件を示す詳細設計情報を記憶する記憶部と、
前記入力部が取得した情報および前記記憶部に記憶された情報に基づいて、前記配管ルートを生成するルート生成部と、
前記サポート間隔と前記配管の重量、前記配管に通す流体の重量との対応関係を示す情報に基づき、定ピッチスパン法により前記ルート生成部にて生成された前記配管ルートの前記配管を支持するサポート部材を配置するサポート位置を決定するサポート位置決定部と、
前記サポート位置決定部が決定したサポート位置と、前記配管の材質、長さ、太さに応じた前記配管を構成する配管部材の種類を示す情報とに基づいて、前記配管を構成する複数の配管部材を決定するとともに、前記サポート位置決定部により決定された前記サポート部材を固定する位置および前記配管の重量、前記配管に通す流体の重量に基づいて、前記サポート部材の種類、個数を決定する配管部材決定部と、を有し、
前記ルート生成部が生成した配管ルート、前記配管部材決定部が決定した配管部材、サポート部材に関して、熱応力に対する耐久解析、流体の通過に伴う配管の振動解析、耐震解析の少なくとも一つを行う構造解析システムの解析結果が評価値を満たさない場合、前記設計者は前記解析結果を前記入力部に入力することにより前記記憶部にフィードバックして前記配管配置基準情報および前記詳細設計情報が示す条件を修正もしくは追加し、
前記ルート生成部は修正もしくは追加された前記配管配置基準情報および前記詳細設計情報が示す条件に基づき前記配管ルートを再生成し、
前記サポート位置決定部は再生成された前記配管ルートに応じてサポート位置を再決定し、
前記配管部材決定部は再決定された前記サポート位置に応じて前記配管部材を再決定するとともに、前記サポート部材の種類、個数を再決定する、
配管配置設計システム。
A piping layout design system that generates a piping route that connects a start point and an end point of a piping,
an input unit for acquiring coordinate information of the start point and end point of the pipe, information on the type and weight of a fluid to be passed through the pipe, and information on the material, length, and thickness of the pipe, as specified by a designer;
a storage unit that stores information indicating the type of piping components constituting the piping according to the material, length, and thickness of the piping, information indicating a correspondence relationship between a support interval and the weight of the piping and the weight of a fluid passed through the piping, piping layout standard information indicating basic design conditions related to a piping layout design, and detailed design information indicating detailed design conditions related to a piping layout design;
a route generating unit that generates the piping route based on the information acquired by the input unit and the information stored in the storage unit;
a support position determination unit that determines support positions at which support members for supporting the pipes of the piping route generated by the route generation unit using a constant pitch span method based on information indicating a correspondence relationship between the support intervals, the weight of the pipes, and the weight of a fluid passed through the pipes; and
a piping member determination unit that determines a plurality of piping members constituting the piping based on the support positions determined by the support position determination unit and information indicating the types of piping members constituting the piping according to the material, length, and thickness of the piping, and that determines the types and number of the support members based on the positions at which the support members are fixed determined by the support position determination unit, the weight of the piping, and the weight of a fluid passed through the piping,
When an analysis result of a structural analysis system that performs at least one of a durability analysis against thermal stress, a vibration analysis of the piping caused by the passage of a fluid, and an earthquake resistance analysis does not satisfy an evaluation value with respect to the piping route generated by the route generation unit, the piping components determined by the piping component determination unit, the designer inputs the analysis result into the input unit, thereby feeding it back to the storage unit and correcting or adding conditions indicated by the piping arrangement standard information and the detailed design information,
the route generation unit regenerates the piping route based on the revised or added piping arrangement reference information and the conditions indicated by the detailed design information;
the support position determination unit re-determines a support position according to the regenerated piping route,
the piping member determination unit redetermines the piping members in accordance with the redetermined support positions, and also redetermines types and numbers of the support members.
Piping layout design system.
前記記憶部は前記配管ルートが配置される建屋の構造を示す3次元CAD情報である配置空間情報を記憶し、
前記ルート生成部は前記配管ルートを生成するとともに、前記配管ルートが、前記建屋の床、天井、壁を貫通する場合、前記配管の太さ、前記配管内に通す流体の種類および前記建屋の床、天井、壁に応じて貫通孔の位置、大きさを示す3次元形状モデルおよびその貫通孔の集計リストを生成する、
請求項1に記載の配管配置設計システム。
the storage unit stores arrangement space information, which is three-dimensional CAD information indicating a structure of a building in which the piping route is arranged;
the route generation unit generates the piping route, and when the piping route penetrates a floor, a ceiling, and a wall of the building, generates a three-dimensional shape model indicating positions and sizes of through holes according to the thickness of the piping, the type of fluid passing through the piping, and the floor, ceiling, and wall of the building, and generates a summary list of the through holes;
The piping layout design system according to claim 1 .
前記記憶部は前記配管内に通す流体の種類および重量と、前記ルート生成部による配管ルート生成の優先順位とを対応させた情報を記憶し、
前記ルート生成部は、前記入力部が取得した始点および終点の座標情報が示す前記配管ルートが複数の場合、前記入力部が取得した前記配管内に通す流体の種類および重量の情報に基づいて、前記記憶部に記憶された対応関係により前記配管ルート生成の優先順位を決定する、
請求項1または2に記載の配管配置設計システム。
the storage unit stores information associating a type and weight of a fluid to be passed through the piping with a priority of a piping route generation by the route generation unit;
When the piping routes indicated by the coordinate information of the start point and the end point acquired by the input unit are multiple, the route generation unit determines a priority order for the piping route generation based on the information of the type and weight of the fluid to be passed through the piping acquired by the input unit and in accordance with the correspondence relationship stored in the storage unit.
The piping layout design system according to claim 1 or 2.
前記ルート生成部は、前記入力部が前記配管の1つの始点を示す座標に対して複数の終 点を示す座標を取得した場合、前記配管に分岐箇所を有する前記配管ルートを生成する、
請求項1から3の何れか一項に記載の配管配置設計システム。
the route generation unit generates the piping route having a branch point in the piping when the input unit acquires coordinates indicating a plurality of end points for a coordinate indicating one start point of the piping.
The piping layout design system according to any one of claims 1 to 3.
前記ルート生成部は、複数の前記配管ルートを生成する場合、複数の前記配管の配置位置が互いに重ならないように、複数の前記配管それぞれの前記配管ルートを生成する、
請求項1から4の何れか一項に記載の配管配置設計システム。
When generating a plurality of piping routes, the route generation unit generates the piping route for each of the plurality of pipings such that the arrangement positions of the plurality of pipings do not overlap with each other.
The piping layout design system according to any one of claims 1 to 4.
前記ルート生成部は、前記配管の曲がり部分を構成するエルボ部材や前記配管の溶接個所の数を減らすために曲げ管を採用した前記配管ルートを生成する、
請求項1から5の何れか一項に記載の配管配置設計システム。
the route generation unit generates the piping route using a bent pipe in order to reduce the number of elbow members constituting the bent portion of the piping and the number of welding points of the piping.
The piping layout design system according to any one of claims 1 to 5.
前記ルート生成部は、前記配管を配置する専用スペースが設定されている場合、前記専用スペース内に前記配管が配置された前記配管ルートを生成する、
請求項1から6の何れか一項に記載の配管配置設計システム。
the route generation unit generates the piping route in which the piping is placed within the dedicated space when a dedicated space for placing the piping is set;
The piping layout design system according to any one of claims 1 to 6.
前記記憶部は、視認を要する計器の保守点検に適した位置の条件、操作を要する部品の操作に適した位置の条件を示す運転・保守情報を記憶し、
前記ルート生成部は、前記運転・保守情報に示された条件を満たす位置に、視認を要する前記計器および操作を要する前記部品を配置する、
請求項1から7の何れか一項に記載の配管配置設計システム。
The storage unit stores operation and maintenance information indicating a position condition suitable for maintenance and inspection of an instrument that requires visual confirmation and a position condition suitable for operation of a part that requires operation;
the route generation unit arranges the instruments that require visual confirmation and the parts that require operation at positions that satisfy the conditions indicated in the operation and maintenance information;
The piping layout design system according to any one of claims 1 to 7.
前記サポート位置決定部は、複数の前記配管が隣接して配置される場合、複数の前記配管の内の2つ以上の配管を一つのサポート位置で支持可能な位置をサポート位置として決定する、
請求項1または2に記載の配管配置設計システム。
When the plurality of pipes are disposed adjacent to each other, the support position determination unit determines, as a support position, a position at which two or more pipes among the plurality of pipes can be supported at one support position.
The piping layout design system according to claim 1 or 2.
前記サポート位置決定部は、既設の配管が所定のピッチで支持されているか否かを定ピッチスパン法に基づいて判定する、
請求項1から2および請求項9の何れか一項に記載の配管配置設計システム。
The support position determination unit determines whether or not the existing pipe is supported at a predetermined pitch based on a constant pitch span method.
The piping layout design system according to any one of claims 1 to 2 and claim 9.
前記ルート生成部が生成した前記配管ルートおよび予め設定された運搬条件に基づいて、前記配管を構成する部材の長さを決定する配管部材決定部を有する、
請求項1から10の何れか一項に記載の配管配置設計システム。
a piping member determination unit that determines a length of a member constituting the piping based on the piping route generated by the route generation unit and a transportation condition set in advance;
The piping layout design system according to any one of claims 1 to 10.
前記配管部材決定部が決定した前記サポート部材ごとの数を集計する物量集計部を有す る、請求項1または2に記載の配管配置設計システム。 The piping layout design system according to claim 1 or 2, further comprising a quantity tallying unit that tallies the number of each of the support members determined by the piping member determination unit. 前記記憶部は、前記配管ルートが配置される建屋の構造を示す3次元CAD情報である配置空間情報および配置空間内において分電盤が設置されている位置の座標を記憶し、
前記ルート生成部は、前記配管配置基準情報もしくは前記詳細設計情報に、生成した前記配管ルートにおける途中の計器に電気配線ケーブルを必要とする条件が含まれる場合、前記計器を配置した位置の座標を始点座標とし、前記分電盤が設置されている位置の座標を終点座標として電気配線ケーブルを配置するルートを生成する、
請求項1から12の何れか一項に記載の配管配置設計システム。
the storage unit stores layout space information, which is three-dimensional CAD information indicating a structure of a building in which the piping route is arranged , and coordinates of a position where a distribution board is installed within the layout space;
the route generation unit, when the piping arrangement reference information or the detailed design information includes a condition that an electric wiring cable is required for an instrument along the generated piping route, generates a route for arranging an electric wiring cable with the coordinates of a position where the instrument is arranged as a start point coordinate and the coordinates of a position where the distribution board is installed as an end point coordinate.
The piping layout design system according to any one of claims 1 to 12.
前記3次元CAD情報には、3次元レーザスキャナで撮影された点群データが含まれる、
請求項2に記載の配管配置設計システム。
The three-dimensional CAD information includes point cloud data captured by a three-dimensional laser scanner.
The piping layout design system according to claim 2 .
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