JPH0253826B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の利用分野〕 本発明は、対話処理によるレイアウト設計にお
いて、配置対象に応じた適切なレイアウト図を自
動的に表示し、設計効率を向上させるレイアウト
設計支援システムに関するものである。

〔発明の背景〕

従来、レイアウト設計の手法を論じたものに
は、LSI分野におけるチツプの配置に関するもの
がある。一例をあげると、山田他３名による
「VLSIコンピユータのCAD」（産業図書）（1983
年刊）の72〜83頁に記述があり、レイアウトの対
象区画を小部分の単位区画に分割することその分
割方法が論じられている。

また、CAD装置で表示する図面にレベルをつ
け、図面を階層化して利用する方法については、
CAD装置の作画レベル選択方法（特開昭59−
180652）に記述がある。全体のレイアウトとその
中に含まれる一部分のレイアウトの関係を用い
て、レイアウトの部分修正をおこなう方法につい
ては、レイアウト設計変更方式（特開昭58−
114265）で論じられている。

このように、レイアウト設計を、対象とする空
間部分を小部分に分割して設計を進める階層的な
レイアウト方法が知られている。

また、出力装置に表示する図面の範囲を指示装
置あるいは切替装置を用いて指定したり、変更し
たりすること自体は、公知の技術である。例え
ば、複数画像表示・切替装置（特開昭59−
180628）に一例が記されている。

しかし、従来のレイアウト設計のためのあるい
はレイアウト設計を支援するための方法・手段に
おいては、システムがどのようなレイアウト図を
表示すべきかという点については考慮されておら
ず、設計者が判断して適切な表示範囲をもつレイ
アウト図を探して選んでいた。

〔発明の目的〕

本発明の目的は、指定した配置対象要素に応じ
て必要な表示範囲を有するレイアウト図を作成で
きるレイアウト設計支援システムを提供すること
にある。

本発明の他の目的は、指定した配置対象要素の
配置可能領域を知ることができるレイアウト設計
支援システムを提供することにある。

〔発明の概要〕

本発明の特徴は、レイアウト設計対象領域を複
数に分割して得られる複数の単位区画と配置対象
要素との関係を示す第１データ、及び異なる単位
区画間における配置対象要素の接続関係を示す第
２データを記憶する記憶手段と、入力装置から入
力された配置対象要素に基づいて、関連する第１
データ及び第２データを検索し、検索されたこれ
らのデータに基づいて、入力された配置対象要素
を含む単位区画、及びこの配置対象要素と接続関
係にある他の配置対象要素を含む他の単位区画の
レイアウト図を作成する処理手段とを備えたこと
にある。

本発明の他の特徴は、レイアウト設計対象領域
を複数に分割して得られる複数の単位区画と配置
対象要素との関係を示す第１データ、異なる単位
区画間における配置対象要素の接続関係を示す第
２データ、及び単位区画内で配置対象要素の配置
可能領域を示す第３データを記憶する記憶手段
と、入力装置から入力された配置対象要素に基づ
いて、関連する前記第１データ及び第２データ及
び第３データを検索し、検索されたこれらのデー
タ基づいて、入力された前記配置対象要素を含む
前記単位区画、及びこの配置対象要素と接続関係
にある他の配置対象要素を含む他の単位区画のレ
イアウト図であつて単位区画内に配置対象要素の
配置可能領域の図形を含むレイアウト図を作成す
る処理手段とを備えたことにある。

〔発明の実施例〕

本発明の好適な一実施例であるレイアウト設計
支援システムを以下に説明する。本実施例は、レ
イアウト設計で対象とする全体の空間を小部分の
単位区画に分割し、この単位区画に対して配置対
象を割り当て、対話処理により配置対象の配置を
決めるレイアウト設計支援システムにおいて、次
のような処理ステツプを用いて、配置対象に応じ
て不要な部分を表示範囲から省き、必要な部分が
表示範囲の主体となるようなレイアウト図を自動
的に作成し、表示するシステムを提案するもので
ある。

第一ステツプでは、入力装置を介して配置対象
として選択された第一配置対象から、その対象と
接続関係にある第二配置対象を求める。

第二ステツプでは、第一ステツプの配置対象の
両者について、配置対象が割り当てられている単
位区画を求め、これらの配置対象の間の位置関係
を示す上で必要な全体の空間の一部分について単
位区画を求める。

第三ステツプでは、第二ステツプで求めた単位
区画を結合して、レイアウト図を作成して、出力
装置に表示する。

以上の処理ステツプにより得られるレイアウト
図は、第一配置対象のレイアウト設計をおこなう
ために考慮すべき第二配置対象に関する情報を含
んでおり、第一配置対象のレイアウト設計におい
て重要でない部分を省いたものである。このよう
なレイアウト図は、設計者の視野を重要な部分に
限定させるという意味で適切なものである。

以上に述べた本実施例の概要の具体的な内容を
第１図〜第１７図に基づいて説明する。

まず、本発明によるレイアウト設計支援システ
ムの全体構成について説明する。第１図は、コン
ピユータを利用した場合の実施例の構成を示すも
のである。これによると、本実施例は、入力装置
１、出力装置２、コンピユータ本体３からなる。
入力装置１の型式は、位置指示のための光学式マ
ウスを付加したキーボードであり、出力装置の型
式はビツトマツプ型のCRTである。

コンピユータ本体３は、レイアウト設計を支援
するデータおよびプログラムを格納した記憶装置
４、この記憶装置４の内容を用いてレイアウト図
の表示内容を決める処理および入出力の制御をお
こなうCPU５からなる。記憶装置４の内容は、
全体のレイアウトの空間部分を分割した単位区画
の間の位置関係を表わすデータ６、配置対象と単
位区画の間の関連を表わすデータ７、配置対象間
の接続関係を表わすデータ８、配置対象の配置位
置あるいは配置可能位置を表わすデータ９、その
他のデータ１０を含むとともに、必要な表示範囲
を求めレイアウト図を作成し表示するためのプロ
グラム・モジユール１１、配置対象の配置位置あ
るいは配置可能位置を最新の状況に一致するよう
に管理するためのプログラム・モジユール１２、
およびその他のプログラム・モジユール１３を含
んでいる。

次いで、対話処理によるレイアウト設計支援シ
ステムにおける処理の流れを、従来技術によるも
のと本発明によるものを対比させて説明する。

第２図は、従来技術によるレイアウト設計支援
システムにおける処理の流れを示す図である。図
において、２１のステツプは、レイアウト空間、
単位区画、配置対象それぞれの形状、寸法等の基
礎データの入力であり、２２のステツプは設計者
にレイアウト図として表示すべき範囲を指定させ
るための対話入力であり、２３のステツプは上記
の範囲のレイアウト図の表示である。２４のステ
ツプでは、この結果得られたレイアウト図の適否
を設計者が判定し、適切な場合は２５のステツプ
へ進み、不適切な場合は２２のステツプに戻り表
示範囲の修正をおこなう。２５のステツプは、配
置対象の位置データの入力であり、ステツプ２６
は、このデータに対応して、配置対象の位置デー
タを格納する。２７のステツプは、レイアウト設
計が完了したか否かの判定であり、完了でない場
合は、２２のステツプに戻り処理を続行する。

第３図は、本発明によるレイアウト設計支援シ
ステムにおける処理の流れを示す図である。図に
おいて、３１のステツプは、２１で入力した基礎
データの他に、単位区画の間の位置関係を示すデ
ータ６、配置対象と単位区画の間の関連を表わす
データ７、配置対象の間の接続関係を表わすデー
タ８、配置対象の配置位置あるいは配置可能位置
を表わすデータ９を入力する。このとき、あらか
じめ配置が与えられていない一般の配置対象につ
いては、データ９として、配置可能位置を入力す
る。３２のステツプは、レイアウト設計の直接の
対象である第一配置対象を選択するための対話入
力である。

３３から３６までと３５ａ，３６ａの各ステツ
プは、必要な表示範囲を求め、レイアウト図を作
成し、表示するためのプログラム・モジユール１
１により実行される。３３のステツプは、３２の
ステツプで与えられた第一配置対象と接続関係を
もつ第二配置対象の有無を、データ８を用いて判
定する。そうでない場合、３５ａのステツプに進
む。３４のステツプは、第一および第二配置対象
が割り当てられた単位区画を、データ７を用いて
求める。３５のステツプは、上記３４のステツプ
で求めた単位区画、すなわち、第一配置対象が存
在する単位区画と第二配置対象が存在する単位区
画を含み、かつ両者の接続関係を示す上で必要な
部分を含み不要な部分を省いたレイアウト図を求
める。両者の接続関係を示す上で必要な部分であ
り、かつ少なくとも両者の配置位置あるいは配置
可能位置を含むようなものである。この空間部分
がレイアウト図の表示範囲となる。データ６を用
いて、単位区画を結合させることにより上記の表
示範囲をもつレイアウト図を作成する。

３６のステツプでは、上記のステツプで求めた
表示範囲のレイアウト図を、出力装置２に表示す
る。このとき、データ９を用いて、第一および第
二配置対象の配置位置あるいは配置可能位置を合
わせて表示する。

３５ａのステツプでは、第一配置対象が割り当
てられた単位区画を、データ７を用いて求め、そ
の単位区画を表示範囲とするレイアウト図を作成
する。３６ａのステツプでは、このレイアウト図
を、データ９で与えられた第一配置対象の配置可
能位置とともに表示する。

３７のステツプは、第一配置対象の位置データ
の対話入力であり、３８のステツプでは、このデ
ータに対応して、第一配置対象についてのデータ
９は、配置可能位置から上記の３７のステツプに
指示された配置位置に変更となる。同時に、第一
配置対象が割り当てられた単位区画に属する未配
置の配置対象があれば、その配置可能位置を、第
一配置対象の位置を反映して更新する。

３９のステツプは、レイアウト設計が完了した
か否かの判定であり、完了でない場合は、３２の
ステツプに戻り処理を続行する。

以下に、本発明による実施例をプラントのレイ
アウト設計の例題に適用したときのデータを用い
て、より詳細に説明する。プラントのレイアウト
設計では、配置対象は機器であり、配置対象の間
の接続関係とは、配管、配線、ダクト等による関
係である。例題は、２次元のレイアウト問題であ
るが、本実施例で３次元のレイアウト問題を取り
扱うことも可能である。また、レイアウトの空
間、単位区画、配置対象の形状や寸法に関して
も、特に制約条件を考慮する必要はない。

第４図は、レイアウト設計の例題における単位
区画を示した図である。この場合、レイアウトの
空間部分は、Ｒ１からＲ２４までの24の単位区画
に分割して、レイアウト設計を進める。図におい
て、４１は全体のレイアウト空間、４２はレイア
ウト空間を分割して得られる単位区画、４３はＸ
軸、４４はＹ軸を示す。

第５図は、レイアウト設計の例題における単位
区画の間の関係を示すデータ６を、第４図の単位
区画Ｒ９について示したものである。この場合、
単位区画は一辺の長さ１０の正方形であり、単位
区画の位置データは、Ｘ座標およびＹ座標につい
ての最小値および最大値である51、Ｘ座標および
Ｙ座標の正方向および負方向に隣接する単位区画
である52を用いて表わしている。

第６図は、レイアウト設計の例題における配置
対象と単位区画の関連を、単位区画Ｒ１，Ｒ３，
Ｒ６及びＲ１０について示した図である。ここ
で、配置対象６１〜６３は、単位区画Ｒ１に割当
てられていることを示している。

同様に配置対象６４〜６６は単位区画Ｒ３に、
配置対象６７及び６８は単位区画Ｒ６に、及び配
置対象６９〜７２は単位区画Ｒ１０に割当てられ
ている。

第７図は、レイアウト設計の例題における配置
対象の間の接続関係を、２件の例について示した
図である。図において、６１の配置対象Ａを第一
配置対象に選択すると、これと接続関係にある６
４の配置対象Ｂが第二配置対象となる。また、６
５の配置対象Ｄを第一配置対象に選択すると、こ
れと接続関係にある６７の配置対象Ｃと６９の配
置対象Ｅが第二配置対象になる。

第８図は、レイアウト設計の例題における配置
対象、単位区画、配置対象の配置可能位置の関係
を、１件の単位区画を例として示した図である。
図において、単位区画Ｒ１には、前述したように
配置対象６１〜６３が割り当てられており、これ
らの配置可能位置は、単位区画Ｒ１内のそれぞれ
８５，８６，８７の斜線部分である。配置可能位
置８５は、配置対象６１が単位区画Ｒ１内のどの
部分にでも配置可能であることを示し、配置可能
位置８６は、配置対象６２が単位区画Ｒ１内の８
８の部分を除いたどの部分にでも配置できること
を示している。

第９図は、配置対象Ｄを例としたデータ７，８
及び９を示したものである。図において、９１は
データ７に、９２はデータ８に、９３はデータ９
に対応している。

以上のデータを用いて、例題のレイアウト設計
を進めるプロセスを記述して、第３図の本実施例
のレイアウト設計支援システムにおける処理の流
れに関する説明に補足する。

３１のステツプでは、第５図、第９図に示した
データを入力する。これらのデータは、直接入力
装置から入力できるが、別個の処理によつて、デ
イスク、デイスケツト、カード、MT等の外部の
記憶媒体に格納しておいて、その記憶媒体より、
レイアウト設計支援システムに入力することも可
能である。

３２のステツプで、単位区画Ｒ１に割当てられ
た６１の配置対象Ａを選択すると、３３〜３５の
各ステツプの処理を経てこの配置対象Ａのレイア
ウト設計に適した表示範囲のレイアウト図を、３
６のステツプで出力する。第１０図は、６１の配
置対象Ａを選択したときにCRT２に表示される
レイアウト図である。第１０図において、１０１
はレイアウト図であつて単位区画Ｒ１，Ｒ２及び
Ｒ３を含んでおり、配置対象Ａの配置可能位置８
５，８９は６４の配置対象Ｂの配置可能位置を示
している。この場合、第一配置対象Ａに対して
は、第７図に示したように、第１０図のレイアウ
ト図を得るまでの各ステツプの内容を以下に詳細
に説明する。

接続関係をもつ第二配置対象Ｂが存在する。３
３のステツプでは、YESの判定を下し、３４の
ステツプでは、配置対象Ａ，Ｂが割り当てられる
単位区画Ｒ１，Ｒ３を、第６図に示したデータか
ら求める。３５のステツプでは、単位区画Ｒ１，
Ｒ３を含み、かつ配置対象Ａ，Ｂの位置関係を示
す上で不要な部分を含まないレイアウト図が、単
位区画Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３の結合であることを求
め、これに対し、画面表示のための縮尺を決定す
る。

３７のステツプでは、対話入力により、配置対
象Ａの位置を指定する。第１１図は、配置対象Ａ
の配置位置データを入力装置１から入力した後に
得られるレイアウト図である。図において、１１
１は、配置対象Ａの配置位置を示し、１１２は、
画面には表示しない配置対象Ａと配置対象Ｂの間
の仮想的な接続経路で最も短い長さをもつものを
示している。この場合、配置対象Ａの配置位置１
１１の決定に当たつては、配置対象Ｂの配置可能
位置８９を考慮している。配置対象Ａの配置位置
１１１は、３６のステツプの処理で得られて
CRT２に表示された第１０図のレイアウト図を
見ながら設計者が入力装置１で指定する。

３８のステツプでは、配置対象Ａの配置を反映
して、データ９の更新をおこなう。この結果、第
８図に示した単位区画についての配置位置あるい
は配置可能位置は、第１２図に示すように更新さ
れる。図において、１２１は、形状・寸法の制約
より配置対象Ｘ，Ｙによつて占有されることのな
い領域であり、この事実は、配置対象Ｘ，Ｙの配
置可能位置のデータに反映されている。

以下に、参考のために、３９のステツプでNO
の判定をおこない、例題のレイアウト設計をさら
に進めた場合の結果を記す。

第１３図は、配置対象Ｃに関するレイアウト図
である。図において、１３１は、第一配置対象Ｃ
の配置可能位置、１３２は、第二配置対象Ｄの配
置可能位置、１３３は、配置対象Ｃの配置位置で
ある。

第１４図は、配置対象Ｄに関するレイアウト図
である。図において、１４１は配置対象Ｅの配置
可能位置、１４２は配置対象Ｄの配置である。

第１５図は、配置対象Ａに次いでＹを配置した
後の単位区画Ｒ１についての配置位置、配置可能
位置を示した図である。配置対象Ｘの配置可能位
置は１５１は、Ｙの配置位置１５２を反映して、
第１２図の場合から更新されている。

以上に記した実施例においては、第３図の３５
のステツプにおいて、第１０図、第１３図、第１
４図のレイアウト図に示したように、第一および
第二配置対象の存在する単位区画を対角とする枠
組の内側の単位区画のみからなるレイアウト図を
与えるアルゴリズムを採用している。仮りに、上
記枠組の外側についても、単位区画一層分をレイ
アウト図を含める必要がある場合には、この部分
のアルゴリズムを変更すると、本実施例によるレ
イアウト設計支援システムは、このような要求に
も容易に対応できる。第１６図は、このような場
合における第１０図の内容を示すものである。

以上説明したように、本実施例によれば、レイ
アウト設計で漸象となる空間部分を小部分の単位
区画に分割し、この単位区画に対して配置対象を
割り当て、対話処理により配置対象の配置を決め
るレイアウト設計支援システムにおいて、配置対
象に応じて不要な部分を表示範囲から省き、必要
な部分が表示範囲の主体となるようなレイアウト
図を自動的に作成し、表示する新たな機能を実現
できる。これにより、レイアウトの設計者が適切
な表示範囲のレイアウト図を探す手間を省くとい
う設計省力化の量的効果を達成できる。さらに、
設計者に、配置対象の配置可能領域を明示した適
切なレイアウト図を提供できるので、配置対象の
配置位置の指定が容易となりレイアウト設計の最
適化が容易となり、レイアウト設計の性能向上と
いう質的効果がある。更には、配置対象のレイア
ウトが終了した後、配置対象の配置可能領域の更
新が容易にできる。

次いで、本発明の第二の実施例について説明す
る。第１７図は、第二実施例の構成を示す図であ
る。図で１７１は、３次元位置指示装置を付加し
た入力装置、１７２は３次元立体画像表示装置、
１７５は高速CPUである。

３次元のレイアウト設計を臨場感をもつて実行
可能とするため、本実施例では、３次元画像を２
次元平面紙への投影ではなく、立体として取り扱
うことができる。その目的で、１７２の３次元立
体画像表示装置、１７１の３次元位置指示装置を
使用する。同時に、オンラインによる３次元立体
画像の入出力を実現するため、１７５の高速
CPUを具備している。

３次元のレイアウト設計を支援する本実施例で
は、レイアウト図の表示範囲を決めるためのデー
タ６，７，８，９およびプログラム１１，１２は
前述の実施例で述べたような２次元用のデータ構
造、アルゴリズムではなく、２次元用のデータ構
造、アルゴリズムに基づくものである。

〔発明の効果〕

本発明の１つの特徴によれば、指定した配置対
象要素に応じて必要な表示範囲を有するレイアウ
ト図を作成でき、オペレータの指定した配置対象
要素に関連した単位区画を探す手間を著しく削減
できる。

本発明の他の特徴によれば、オペレータは、指
定した配置対象要素の配置可能領域を容易に知る
ことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明のレイアウト設計支援システム
の構成を示すブロツク図、第２図は従来のシステ
ムの処理手順を示す流れ図、第３図は本発明シス
テムの処理手順を示す流れ図、第４図は単位区画
を示す図、第５図は単位区画の間の関係を示すデ
ータの例を示した図、第６図は配置対象と区画と
の関連を示す図、第７図は配置対象の間の接続関
係を示す図、第８図は配置可能位置を示す図、第
９図は配置対象に関するデータの例を示す図、第
１０図は配置対象を選択したときのレイアウト図
の例を示す図、第１１図は位置データを入力した
ときのレイアウト図の例を示す図、第１２図はデ
ータの更新状況を示す図、第１３図は他のレイア
ウト図の例を示す図、第１４図はさらに他のレイ
アウト図の例を示す図、第１５図はデータをさら
に更新する状況を示す図、第１６図は関連区画外
の一層分も併せて表示するレイアウト図の例を示
す図、第１７図は３次元立体表示をする場合のシ
ステムの構成を示すブロツク図である。 １……入力装置、２……出力装置、３……コン
ピユータ本体、４……記憶装置、５……CPU（演
算装置）、６，７，８，９，１０……データ、１
１，１２，１３……プログラム・モジユール、１
７１……３次元立体指示装置、１７２……３次元
立体画像表示装置、１７５……高速CPU。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ レイアウト設計対象領域を複数に分割して得
   られる複数の単位区画と配置対象要素との関係を
   示す第１データ、及び異なる単位区画間における
   前記配置対象要素の接続関係を示す第２データを
   記憶する記憶手段と、前記配置対象要素を入力す
   る入力装置と、前記入力装置から入力された前記
   配置対象要素に基づいて、関連する前記第１デー
   タ及び第２データを検索し、検索されたこれらの
   データに基づいて、入力された前記配置対象要素
   を含む前記単位区画、及びこの配置対象要素と接
   続関係にある他の配置対象要素を含む他の単位区
   画のレイアウト図を作成する処理手段と、前記処
   理手段にて得られたレイアウト図を表示する表示
   手段とを備えたレイアウト設計支援システム。 ２ レイアウト設計対象領域を複数に分割して得
   られる複数の単位区画と配置対象要素との関係を
   示す第１データ、異なる単位区画間における前記
   配置対象要素の接続関係を示す第２データ、及び
   前記単位区画内で前記配置対象要素の配置可能領
   域を示す第３データを記憶する記憶手段と、前記
   配置対象要素を入力する入力装置と、前記入力装
   置から入力された前記配置対象要素に基づいて、
   関連する前記第１データ、第２データ及び第３デ
   ータを検索し、検索されたこれらのデータに基づ
   いて、入力された前記配置対象要素を含む前記単
   位区画、この配置対象要素と接続関係にある他の
   配置対象要素を含む他の単位区画のレイアウト図
   であつて前記単位区画内に前記配置対象要素の配
   置可能領域の図形を含む前記レイアウト図を作成
   する処理手段と、前記処理手段にて得られたレイ
   アウト図を表示する表示手段とを備えたレイアウ
   ト設計支援システム。