(57)【要約】  解析対象のシステムの解析精度及び解析時間を適切に、かつ客観的に把握することを可能とする技術を提供する。本発明による全体統合解析モデル支援装置は、取得した複数のコンポーネントの複数の解析詳細度に対応する解析結果を用いて、解析対象の全体統合解析を実行する際の解析予測時間及び解析予測精度を算出し、指定された複数のコンポーネントのそれぞれの解析詳細度の組み合わせに対応する解析予測時間及び解析予測精度を出力する。
2016167068.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のコンポーネントによって構成される解析対象の全体統合解析を支援する全体統合解析モデル支援装置であって、
全体統合解析モデル支援を実行するための各種プログラムを格納するメモリと、
前記メモリから前記各種プログラムを読み込んで前記解析対象の全体統合解析を支援するための情報を生成する処理を実行するプロセッサと、を備え、
前記プロセッサは、
データベースから、前記複数のコンポーネントについて複数の解析詳細度に対応する解析結果を取得する処理と、
前記複数のコンポーネントの前記複数の解析詳細度に対応する前記解析結果を用いて、前記解析対象の全体統合解析を実行する際の解析予測時間及び解析予測精度を算出する処理と、
指定された前記複数のコンポーネントのそれぞれの前記解析詳細度の組み合わせに対応する前記解析予測時間及び前記解析予測精度を出力する処理と、
を実行する全体統合解析モデル支援装置。
【請求項２】
請求項１において、
前記プロセッサは、前記複数のコンポーネントのそれぞれについて、同一コンポーネントにおける異なる解析詳細度間の解析結果の差異を解析精度として算出し、当該同一コンポーネントにおける異なる解析詳細度間の解析結果を用いて前記解析予測精度を算出する、全体統合解析モデル支援装置。
【請求項３】
請求項２において、
前記プロセッサは、前記解析予測時間及び前記解析予測精度を算出する処理において、前記コンポーネントの前記解析詳細度を設計変数とし、前記コンポーネントの前記解析精度、及び前記コンポーネントの、前記解析結果に含まれる解析時間を目的関数として多目的最適化計算を実行することにより、前記解析予測時間及び前記解析予測精度を算出する、
全体統合解析モデル支援装置。
【請求項４】
請求項１において、さらに、
前記プロセッサは、前記複数のコンポーネントのそれぞれについての前記解析詳細度の指定を受け付け、当該指定された解析詳細度に基づいて前記解析対象の解析モデルを作成し、前記解析対象の全体統合解析を行う処理を実行する、全体統合解析モデル支援装置。
【請求項５】
請求項１において、
前記プロセッサは、前記データベースから前記複数のコンポーネントの複数の解析詳細度に対応する解析モデル及び前記複数のコンポーネントの解析条件を取得し、前記複数のコンポーネントのそれぞれの前記複数の解析詳細度に対応して解析を行い、前記複数のコンポーネントについて前記複数の解析詳細度に対応する解析結果を前記データベースに格納する、全体統合解析モデル支援装置。
【請求項６】
複数のコンポーネントによって構成される解析対象の全体統合解析を支援する全体統合解析モデル支援方法であって、
全体統合解析モデル支援を実行するための各種プログラムを格納するメモリからから前記各種プログラムを読み込んで前記解析対象の全体統合解析を支援するための情報を生成する処理を実行するプロセッサが、データベースから、前記複数のコンポーネントについて複数の解析詳細度に対応する解析結果を取得するステップと、
前記プロセッサが、前記複数のコンポーネントの前記複数の解析詳細度に対応する前記解析結果を用いて、前記解析対象の全体統合解析を実行する際の解析予測時間及び解析予測精度を算出するステップと、
前記プロセッサが、指定された前記複数のコンポーネントのそれぞれの前記解析詳細度の組み合わせに対応する前記解析予測時間及び前記解析予測精度を出力するステップと、
を含む、全体統合解析モデル支援方法。
【請求項７】
請求項６において、
前記プロセッサは、前記複数のコンポーネントのそれぞれについて、同一コンポーネントにおける異なる詳細度間の解析結果の差異を解析精度として算出し、当該同一コンポーネントにおける異なる解析詳細度間の解析結果を用いて前記解析予測精度を算出する、全体統合解析モデル支援方法。
【請求項８】
請求項７において、
前記解析予測時間及び前記解析予測精度を算出するステップにおいて、前記プロセッサは、前記コンポーネントの前記解析詳細度を設計変数とし、前記コンポーネントの前記解析精度、及び前記コンポーネントの、前記解析結果に含まれる解析時間を目的関数として多目的最適化計算を実行することにより、前記解析予測時間及び前記解析予測精度を算出する、全体統合解析モデル支援方法。
【請求項９】
請求項６において、さらに、
前記プロセッサが、前記複数のコンポーネントのそれぞれについての前記解析詳細度の指定を受け付け、当該指定された解析詳細度に基づいて前記解析対象の解析モデルを作成し、前記解析対象の全体統合解析を行うステップを含む、全体統合解析モデル支援方法。
【請求項１０】
請求項６において、さらに、
前記プロセッサが、前記データベースから前記複数のコンポーネントの複数の解析詳細度に対応する解析モデル及び前記複数のコンポーネントの解析条件を取得し、前記複数のコンポーネントのそれぞれの前記複数の解析詳細度に対応して解析を行い、前記複数のコンポーネントについて前記複数の解析詳細度に対応する解析結果を前記データベースに格納するステップを含む、全体統合解析モデル支援方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、全体統合解析モデル支援装置、及び全体統合解析モデル支援方法に関し、例えば複数のコンポーネントによって構成される解析対象の全体統合解析を支援するための技術に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から、例えば機械構造物の性能を算出する解析することが行われている。例えば、特許文献１に開示の技術のように、機械構造物の解析モデルを構築する際に、解析条件に応じて詳細度の異なる各解析を切替えて解析計算を行う方法がある。特許文献１においては、モデル選択部が、条件入力部から設定された選択条件に基づいて、シミュレーションモデルを選択し、当該シミュレーションモデルをモデルデータベースから読出し、シミュレーション計算部が、この読み出されたシミュレーションモデルを用い、条件入力部に設定された初期状態及びシミュレーション条件に基づいて、シミュレーション計算を行う。これにより、モデルの選択条件に基づいて、詳細度の異なる各シミュレーションモデルを切替えてシミュレーション計算を行なう。例えば、重要な部分は詳細度の高いモデルを利用して高い精度のシミュレーションを行ない、あまり重要でない部分は詳細度の低いモデルを利用して短時間でシミュレーションを行なう装置について記載されている。【０００３】
また、例えば、特許文献２に開示の技術のように、機械構造物を構成するシステム全体の解析において、解析モデルを予め格納し、結合すべき情報に基づいて解析モデルを結合して解析する方法がある。特許文献２においては、基板モジュールごとの回路に関する回路情報、部品実装に関する実装情報、および特性解析に利用する解析モデルを予め格納したモジュールライブラリ記憶部と、所望の配線を実現するためにモジュール間結合に関する指示を入力する入力部と、入力された指示に基づいて、結合すべきモジュールの回路情報ならびに実装情報を互いに結合して配線板のレイアウトを決定し、かつ結合すべきモジュールの解析モデルを結合して結合解析モデルを生成するモジュール結合部と、生成された結合解析モデルに基づいてレイアウトの特性解析を行う特性解析部と、前記決定されたレイアウトと、そのレイアウトごとに生成された特性解析の結果とを出力する出力部とを備える装置について記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００２−２５９８８８号公報
【特許文献２】特開２００６−１２０４９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１に開示の技術では、解析条件に応じて解析モデルを切替え、重要な部分は詳細度の高いモデルを使って高い精度のシミュレーションを行い、あまり重要でない部分は詳細度の低いモデルを使って解析計算を行う。このような解析計算を行う場合、重要な部分の解析モデルには、例えば３次元有限要素法といった詳細度の高い解析モデルを適用する。一方、あまり重要でない部分の解析モデルには、例えば質点系解析モデルなどの詳細度の低い解析モデルを適用して解析計算を行う。【０００６】
しかしながら、特許文献１には、重要な部分とあまり重要でない部分のモデルの選定方法については明確な方法が明記されておらず、操作者の経験や勘、ノウハウに基づいて選定している。このため、本来重要な部分の解析モデルを重要でないと判断し、詳細度の低い解析モデルを用いた場合には、解析精度の低下という課題がある。また、本来重要でない部分の解析モデルを重要と判断して、詳細度の高い解析モデルを用いた場合には、解析時間の増大という課題がある。従って、特許文献１では、重要な部分とあまり重要でない部分とを適切に判断し、解析精度の向上および解析時間の短縮化に関しては、十分に考慮されていない。【０００７】
特許文献２に示さるようなシステム全体の解析では、解析モデルは予め格納され、結合すべき情報に基づいて解析モデルを結合して解析モデルが構築される。【０００８】
しかしながら、特許文献２では、格納する解析モデルの妥当性に関しては明確にされていないため、解析モデルが適切でなく、詳細度の高い解析モデルが格納されていた場合には、解析時間の増大という課題がある。また、詳細度の低い解析モデルが格納されていた場合には、解析精度の低下という課題もある。つまり、特許文献２においても、解析モデルの詳細度を適切に判断し、解析精度の向上および解析時間の短縮化に関しては、十分に考慮されていない。【０００９】
本発明はこのような状況に鑑みてなされたものであり、解析対象のシステムの解析精度及び解析時間を適切に、かつ客観的に把握することを可能とする技術を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記課題を解決するために、本発明による全体統合解析モデル支援装置は、取得した複数のコンポーネントの複数の解析詳細度に対応する解析結果を用いて、解析対象の全体統合解析を実行する際の解析予測時間及び解析予測精度を算出し、指定された複数のコンポーネントのそれぞれの解析詳細度の組み合わせに対応する解析予測時間及び解析予測精度を出力する。【００１１】
本発明に関連する更なる特徴は、本明細書の記述、添付図面から明らかになるものである。また、本発明の態様は、要素及び多様な要素の組み合わせ及び以降の詳細な記述と添付される特許請求の範囲の様態により達成され実現される。【００１２】
本明細書の記述は典型的な例示に過ぎず、本発明の特許請求の範囲又は適用例を如何なる意味に於いても限定するものではないことを理解する必要がある。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、解析対象のシステムの解析精度及び解析時間を適切に、かつ客観的に把握することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の実施形態による全体統合解析最適モデル選定システム（全体統合解析モデル支援システム）の概略構成例を示す図である。
【図２】本発明の実施形態による処理（フェーズ１）を説明するためのフローチャートである。
【図３】本発明の実施形態による処理（フェーズ２）を説明するためのフローチャートである。
【図４】本発明の実施形態による処理（フェーズ３）を説明するためのフローチャートである。
【図５】機械構造物の例を示す図である。
【図６】解析モデル入力画面の一例（その１）を示す図である。
【図７】解析モデル入力画面の一例（その２）を示す図である。
【図８】解析モデル入力画面の一例（その３）を示す図である。
【図９】解析モデル入力画面の一例（その４）を示す図である。
【図１０】解析モデル入力画面の一例（その５）を示す図である。
【図１１】解析モデル入力画面の一例（その６）を示す図である。
【図１２】解析条件入力画面の一例（その１）を示す図である。
【図１３】解析条件入力画面の一例（その２）を示す図である。
【図１４】解析条件入力画面の一例（その３）を示す図である。
【図１５】解析条件入力画面の一例（その４）を示す図である。
【図１６】解析条件入力画面の一例（その５）を示す図である。
【図１７】解析条件入力画面の一例（その６）を示す図である。
【図１８】解析詳細度入力/予測結果表示画面の一例を示す図である。
【図１９】解析結果表示画面の一例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
本発明は、機械構造物のシステム全体の効率といった性能を算出する解析モデルの精度予測、解析時間予測方法および解析モデル選定に関するものである。本発明の実施形態は、解析対象を構成する各コンポーネントについて詳細度ごとに解析（物理現象の解析：例えば、３次元流体解析、構造解析、振動解析、熱解析等）し、その結果を基に解析対象全体における解析（統合解析）の精度と解析時間を客観的に予測する手法について開示する。
【００１６】
以下、添付図面を参照して本発明の実施形態について説明する。添付図面では、機能的に同じ要素は同じ番号で表示される場合もある。なお、添付図面は本発明の原理に則った具体的な実施形態と実装例を示しているが、これらは本発明の理解のためのものであり、決して本発明を限定的に解釈するために用いられるものではない。
【００１７】
本実施形態では、当業者が本発明を実施するのに十分詳細にその説明がなされているが、他の実装・形態も可能で、本発明の技術的思想の範囲と精神を逸脱することなく構成・構造の変更や多様な要素の置き換えが可能であることを理解する必要がある。従って、以降の記述をこれに限定して解釈してはならない。
【００１８】
更に、本発明の実施形態は、後述されるように、汎用コンピュータ上で稼動するソフトウェアで実装しても良いし専用ハードウェア又はソフトウェアとハードウェアの組み合わせで実装しても良い。
【００１９】
＜全体統合解析最適モデル選定システムの構成＞
図１は、本発明の実施形態による全体統合解析最適モデル選定システム（全体統合解析モデル支援システム）の概略構成例を示す図である。当該全体統合解析最適モデル選定システムは、解析モデル入力／表示部101と、解析条件入力／表示部102と、解析モデル作成・解析制御部103と、解析精度・解析時間関係算出部104と、解析詳細度入力/予測結果表示部105と、解析結果表示部106と、データベース107と、計算機108と、を備えている。処理部101乃至106のそれぞれは、プログラムとして構成され、例えばプログラムメモリに各プログラムが格納されていても良いし、各処理部101乃至106がモジュール化されていても良い。各処理部がプログラム化されている場合には、計算機（プロセッサ）108が必要なプログラムをプログラムメモリから読み込み、メモリ上に展開して各プログラムを実行する。また、図１では、データベース107は１つの装置内に設けられているが、このような態様に限られるものではなく、ネットワークを介して遠隔的に設けられたストレージ装置やクラウドストレージシステム内に設置されるようにしても良い。以下の説明では、解析対象のシステムのコンポーネントがデータベース107に登録されていないことを前提とする。ただし、解析対象のシステムの各コンポーネントがデータベース107に既に格納されており、その中から必要なコンポーネントを操作者が選択するようにしても良い。解析条件や解析モデルについても同様に、予め登録されているものから選択するようにしても良い。
【００２０】
解析モデル入力／表示部101は、解析モデル入力画面を表示する。操作者が解析モデル入力画面を用いて、コンポーネントの解析モデル、解析詳細度、及び解析タイプ等を入力する。そして、解析モデル入力／表示部101は、入力された解析モデル情報を入力画面に表示し、さらに入力された情報をデータベース107に入力する。
【００２１】
解析条件入力／表示部102は、解析条件入力画面を表示する。操作者が解析条件入力画面を用いて、解析モデル入力／表示部101で入力されたコンポーネントの解析モデルに対して、入口境界条件や出口境界条件、解析条件、主変数や従属変数の条件を入力する。そして、解析条件入力／表示部102は、入力された解析条件情報を入力画面に表示し、入力された情報をデータベース107に入力する。
【００２２】
解析モデル作成・解析制御部103は、解析モデル入力／表示部101及び解析条件入力／表示部102で入力された情報をデータベース107から取得する。そして、それぞれのコンポーネントに対して、解析詳細度毎に解析モデルを作成する。必要に応じて解析モデルをメッシュ生成する。また、解析モデル作成・解析制御部103は、解析条件入力／表示部102で入力された解析条件の下で、全ての解析詳細度、全てのコンポーネントに対して解析（上述のような「物理現象の解析」）を実行する。解析が終了したら、解析モデル作成・解析制御部103は、各コンポーネントの解析結果をデータベース107に入力する。さらに、解析モデル作成・解析制御部103は、解析詳細度入力/予測結果表示部105で入力された解析詳細度の情報に基づいて、解析モデル入力／表示部101で入力された解析モデルを用い、複数の解析領域を接続した解析モデルを構築する。必要に応じて解析モデルをメッシュ生成する。そして、解析モデル作成・解析制御部103は、解析条件入力／表示部102で入力された解析条件の下に解析を実行し、解析結果をデータベース107に入力する。
【００２３】
解析精度・解析時間関係算出部104は、解析モデル作成・解析制御部103によって解析した解析結果を取得し、同一のコンポーネントの解析詳細度の異なる解析結果の差異を算出する。また、解析精度・解析時間関係算出部104は、全てのコンポーネントの解析詳細度の異なる解析結果の差異を算出し、コンポーネントの解析詳細度を設計変数、差異、解析時間を目的関数とする多目的最適化計算を実施する。そして、差異、及び多目的最適化計算の結果をデータベース107に入力する。
【００２４】
解析詳細度入力/予測結果表示部105は、解析モデル入力／表示部101、解析条件入力／表示部102、解析モデル作成・解析制御部103、及び解析精度・解析時間関係算出部104で入力された情報を取得し、解析詳細度入力/予測結果表示画面を表示する。操作者が各コンポーネント解析詳細度を入力すると、解析詳細度入力/予測結果表示部105は、予測時間（解析時間の予測結果）及び予測精度（解析精度の予測結果）を表示し、解析精度・解析時間関係算出部104で得られた多目的最適化計算によって得られた結果を表示する。そして、操作者が多目的最適化計算によって得られた何れかの結果を選択すると、解析詳細度入力/予測結果表示部105は、選択したものに対応する予測時間及び予測精度を表示する。さらに、解析詳細度入力/予測結果表示部105は、操作者が設定した各コンポーネントの解析詳細度に基づいて、解析モデル作成・解析制御部103に対して複数の解析領域を接続した解析モデルの作成、及び解析の実行を指示し、解析結果をデータベース107に入力する。
【００２５】
解析結果表示部106は、データベース107から解析モデル作成・解析制御部103で解析した解析結果を取得し、解析結果を操作者に提示する。提示形態は、表示画面に表示したり、プリンタによって印刷したりすること等である。
【００２６】
データベース107は、解析モデル入力／表示部101、解析条件入力／表示部102、解析モデル作成・解析制御部103、解析精度・解析時間関係算出部104、解析詳細度入力/予測結果表示部105、及び解析結果表示部106で得られたデータを蓄積する。
【００２７】
＜全体統合解析最適モデル選定システムの動作の詳細＞
以上のような構成を備える全体統合解析最適モデル選定システムの動作について、図２から図１８を参考にしながら説明する。図２、３、及び４は、図１に示す全体統合解析最適モデル選定システムにおける処理内容を説明するためのフローチャートである。本発明の手順は、大きく３つのフェーズに分けられる。第１フェーズは、解析モデルの入力と、解析のための条件を入力するフェーズである。第２フェーズは、解析精度、解析時間といった性能を予測するための解析計算の実行と、解析精度、解析時間といった性能を算出するフェーズである。第３フェーズは、解析詳細度を入力することにより、予測される計算精度と解析時間を算出し、入力した詳細度にしたがって解析モデルを構築し、解析実行し、解析結果を表示するフェーズである。
（Ａ）フェーズ１
図５は、本発明の実施形態を適用することができる機械構造物の例を示す図である。当該図５を用いて、全体統合解析の解析精度、解析時間を予測するための方法について、フェーズ１から説明する。図５に示す機械構造物は、流体ポンプの断面図を示したものであり、部品A501、部品B502、部品C503、部品D504、部品E505の5個の部品から構成される組立て体である。流体ポンプは、プランジャと呼ばれる部品Bが上下に動いている。また、流体ポンプの空白部分が流体で満たされており、流体は、プランジャ（部品B）が下に移動してポンプ内の圧力が下がることにより、流体が流入部から流入する。プランジャ（部品B）が下死点から上に移動すると圧力が上昇し、流入部の先にある弁が閉じる。さらにプランジャ（部品B）が上に移動することで、ポンプ内の圧力が上がり、吐出弁と呼ばれる部品Dの弁が開くことで流出部から流出する。再びプランジャ（部品B）が上死点から下に移動すると圧力が下降し、吐出弁（部品D）が閉じる。弁は、ばね（部品E）により加圧されており、ポンプ内の圧力の上昇下降により開閉する。
【００２８】
部品A、部品Bから成る空白部分に示す流路部分の加圧室と、部品C、部品D、部品Eからなる吐出弁の流路部分の二つの解析領域を接続した全体統合解析のための流体解析向けの解析精度予測、解析時間の予測の方法について述べる。
【００２９】
図２は、本発明の実施形態における解析モデルの入力処理（S100）及び解析条件の入力処理（S200）を説明するためのフローチャートである。
（i）ステップ101
解析モデル入力／表示部101は、まず解析モデルの入力画面を表示する。図６は、第１の解析モデル（加圧室）の詳細度１についての入力画面の構成例を示す図である。操作者は、これから解析する解析モデルを入力する。例えば、CADデータによって解析モデルを入力しても良い。ここでは、加圧室の３次元モデルである流路部分が入力されている。また、解析モデル名として、「加圧室」が入力され、解析詳細度には、最も詳細度が高い「レベル１」が入力されている。ここでは、３次元モデルを対象としているので、解析詳細度をレベル１とする。また、解析モデルは形状を持つので、解析タイプとして「形状ベース」が入力されている。
【００３０】
次に、操作者は、解析詳細度が低い解析モデルを入力する。図７は、第１の解析モデル（加圧室）の詳細度２についての入力画面の構成例を示す図である。ここでは、「加圧室」の２次元モデルが入力されている。解析モデル名には、同様に「加圧室」が入力され、解析詳細度には、レベル１の次に解析詳細度が低い「レベル２」が入力されている。また、解析モデルは形状を持つので、解析タイプとして「形状ベース」が入力されている。
【００３１】
さらに、操作者は、解析詳細度が最も低い解析モデルを入力する。図８は、第１の解析モデル（加圧室）の詳細度３についての入力画面の構成例を示す図である。ここでは、プランジャの速度と流出部の圧力上昇量との関係が入力され（数式で入力したり、個々のデータを表で入力してもよい）、解析モデルとしてその分布が表示されている。解析モデル名には、同様に「加圧室」が入力され、解析詳細度には、最も解析詳細度が低い「レベル３」が入力されている。また、解析モデルは形状を持たないため、解析タイプとして「式」が入力されている。
【００３２】
同様に、操作者は、吐出弁の解析モデルも入力する。まず最も解析詳細度の高い解析モデルを入力する。図９は、第２の解析モデル（吐出弁）の詳細度１についての入力画面の構成例を示す図である。ここでは、吐出弁の３次元モデルである流路部分が入力されている。解析モデル名として、「吐出弁」が入力され、３次元モデルであるため解析詳細度には「レベル１」と入力されている。また、解析タイプとして「形状ベース」が入力されている。
【００３３】
操作者は、次に解析詳細度が高い解析モデルを入力する。図１０は、第２の解析モデル（吐出弁）の詳細度２についての入力画面の構成例を示す図である。ここでは、吐出弁の2次元モデルである流路部分が入力されている。解析モデル名として、「吐出弁」が入力され、解析詳細度は、「レベル２」が入力されている。また、解析タイプとして「形状ベース」が入力されている。
【００３４】
操作者は、最後に最も解析詳細度の低い解析モデルを入力する。図１１は、第２の解析モデル（吐出弁）の詳細度３についての入力画面の構成例を示す図である。ここでは、吐出弁の挙動を、以下の式（１）で与えられるような多項式が入力され、解析モデルとしてその分布が入力されている。解析モデル名として、「吐出弁」が入力され、近似式であるため解析詳細度は「レベル３」が入力されている。また、解析モデルは形状を持たないため、解析タイプとして「式」が入力されている。
【００３５】
【数１】
2016167068.tif 000003
【００３６】
なお、S101に関する解析モデルの入力する順番は順不同である。また、解析詳細度は、レベル１、レベル２、レベル３の３個にしたが、定常解析（変化がない状態を解析すること）、非定常解析（時間と共に変化する状態を解析すること）や、連成解析（２つ以上の状態を解析すること）などの解析の複雑さを考慮して、レベル４、レベル５とレベルを増やすことも可能である。
（ii）ステップ102
解析モデル入力／表示部101は、S101で入力したポンプ室、吐出弁の解析モデル名、解析モデル、解析詳細度、解析タイプの情報を取得する。
（iii）ステップ103
解析モデル入力／表示部101は、S102で得られた情報をデータベース107に入力する。ここまでがS100の処理内容の説明である。
（iv）ステップ201
解析条件入力／表示部102は、解析モデル入力／表示部101で入力した情報を、データベース107から取得する。
（v）ステップ202
解析条件入力／表示部102は、解析条件の入力画面を表示する。図１２は、第１の解析モデル（加圧室）の詳細度１についての解析条件入力画面の構成例を示す図である。
【００３７】
まず、操作者は、当該入力画面を用いて、解析のための解析条件を入力する。ここでは、加圧室の３次元モデルである流路部分が入力されている。また、解析条件入力／表示部102は、解析モデル入力／表示部101で入力した解析モデル名「加圧室」、解析詳細度「レベル１」、解析タイプ「形状ベース」を表示する。ここでは、操作者は、３次元流体解析のための解析条件を入力する。流体が流入する箇所に入口境界、流出する箇所に出口境界が入力されている。また、解析条件として、入口境界には、ｘ方向の流速Ｕに「0」m/s、ｙ方向の流速Ｖに「0」m/s、ｚ方向の流速Ｗに「2.5*sin(t)」m/sが入力されている。ここで、tは解析における進行時間を意味する。入口境界は、本来プランジャが上下運動するが、流速Ｗは周期的に与えることで代替している。さらに、出口境界には、圧力境界が入力され、流体密度には、「1e+3」が入力されている。
【００３８】
操作者は、次に解析詳細度「レベル２」の解析モデルの解析条件を入力する。図１３は、第１の解析モデル（加圧室）の詳細度２について入力画面の構成例を示す図である。加圧室の2次元モデルの流路モデルが入力されている。また、解析モデル入力／表示部101で入力した解析モデル名「加圧室」、解析詳細度「レベル２」、解析タイプ「形状ベース」が表示されている。ここでは、操作者は、２次元流体解析のための解析条件を入力する。流体が流入する箇所に入口境界、流出する箇所に出口境界が入力されている。また、解析条件として、入口境界には、ｘ方向の流速Ｕに「0」m/s、ｙ方向の流速Ｖに「0」m/s、ｚ方向の流速Ｗに「2.5*sin(t)」m/sが入力されている。出口境界には、圧力境界が入力され、流体密度には、「1e+3」が入力されている。
【００３９】
操作者は、最後に解析詳細度「レベル３」の解析モデルの解析条件を入力する。図１４は、第１の解析モデル（加圧室）の詳細度３についての入力画面の構成例を示す図である。加圧室の出口圧力上昇量、速度の関係が入力され、解析モデルとして可視化したグラフが表示されている。また、解析モデル入力／表示部101で入力した解析モデル名「加圧室」、解析詳細度「レベル３」、解析タイプ「式」が表示されている。ここでは操作者は、式を利用した計算のための解析条件を入力する。入力値である主変数Ｘに「2.5*sin(t)」m/sを入力する。主変数は、プランジャ速度を意味しており、プランジャの上下運動に基づいた値が入力されている。また、出力値である従属変数には「出口圧力上昇量」が入力されている。
【００４０】
同様に、吐出弁の解析条件も入力する。操作者は、まず、解析詳細度「レベル１」の解析モデルに解析条件を入力する。図１５は、第２の解析モデル（吐出弁）の詳細度１についての入力画面の一例を示す。ここでは、吐出弁の３次元モデルである流路部分が入力されている。また、解析モデル入力／表示部101で入力した解析モデル名「吐出弁」、解析詳細度「レベル１」、解析タイプ「形状ベース」が表示されている。操作者は、３次元流体解析のための解析条件を入力する。流体が流入する箇所に入口境界、流出する箇所に出口境界が入力されている。また、解析条件として、入口境界には、ｘ方向の流速Ｕに「7.5*sin(t)」m/s、ｙ方向の流速Ｖに「0」m/s、ｚ方向の流速Ｗに「0」m/sが入力されている。入口境界は、プランジャの上下運動に基づいて流速Ｕを周期的に与える。出口境界には、圧力境界が入力され、流体密度には、「1e+3」が入力されている。
【００４１】
操作者は、次に解析詳細度「レベル２」の解析モデルに解析条件を入力する。図１６は、第２の解析モデル（吐出弁）の詳細度２についての入力画面の構成例を示す図である。ここでは、吐出弁の２次元モデルである流路部分が入力されている。また、解析モデル入力／表示部101で入力した解析モデル名「吐出弁」、解析詳細度「レベル２」、解析タイプ「形状ベース」が表示されている。操作者は、２次元流体解析のための解析条件を入力する。流体が流入する箇所に入口境界、流出する箇所に出口境界が入力されている。また、解析条件として、レベル１と同様に、入口境界には、ｘ方向の流速Ｕに「7.5*sin(t)」m/s、ｙ方向の流速Ｖに「0」m/s、ｚ方向の流速Ｗに「0」m/sが入力される。出口境界には、圧力境界が入力される。流体密度には、「1e+3」が入力されている。
【００４２】
操作者は、最後に解析詳細度「レベル３」の解析モデルに解析条件を入力する。図１７は、第２の解析モデル（吐出弁）の詳細度３についての入力画面の構成例を示す図である。吐出弁の近似式が入力され、解析モデルとして可視化したグラフが表示されている。また、解析モデル入力／表示部101で入力した解析モデル名「吐出弁」、解析詳細度「レベル３」、解析タイプ「式」が表示されている。ここでは操作者は、近似式計算のための解析条件を入力する。入力値である主変数Ｘに「7.5*sin(t)」m/s、Ｙに「1.5e-4*sin(t)」m/sの値を入力する。主変数は、速度（流速）と吐出弁入口圧力を意味しており、プランジャの上下運動に基づいた値が入力されている。また、出力値である従属変数には「流体力」が入力されている。なお、S201に関する解析条件の入力する順番は順不同である。
（vi）ステップ203
解析条件入力／表示部102は、S202で入力された境界条件情報などの解析条件情報を取得する。
（vii）
解析条件入力／表示部102は、S203で得られた情報をデータベース107に入力する。
（Ｂ）フェーズ２
フェーズ２は、解析条件に基づいて解析モデルを作成し、個々のコンポーネントの解析を実行する解析処理（S300）と、個々のコンポーネントの解析結果の差異から解析精度を算出し、また解析時間と解析精度を利用して多目的最適化計算を実行する解析精度と解析時間の関係の算出処理（S400）によって構成される。なお、多目的最適化計算は、一例であり、各コンポーネントの組み合わせを網羅的に計算し、統合解析結果を取得し、解析精度と解析時間の関係を取得しても良い。
（i）ステップ301
解析モデル作成・解析制御部103は、解析モデル入力／表示部101及び解析条件入力／表示部102で入力された情報をデータベース107から取得する。
（ii）ステップ302
解析モデル作成・解析制御部103は、個々のコンポーネントの解析対象において、入力した解析詳細度及び解析条件に基づいて解析モデルを構築する。解析モデル名「加圧室」では、解析詳細度「レベル１」、「レベル２」、「レベル３」の３個の解析モデルを作成する。また、解析モデル名「吐出弁」では、同様に解析詳細度「レベル１」、「レベル２」、「レベル３」の３個の解析モデルを作成する。ここでは、合計６個の解析モデルを作成する。このとき、加圧室及び吐出弁の解析モデルにおいては、２次元モデル、３次元モデルに対してメッシュを生成しても良い。
（iii）ステップ303
解析モデル作成・解析制御部103は、作成した各コンポーネントの解析モデルに対して解析計算を実行する。ここでは、加圧室、吐出弁の解析詳細度「レベル１」、「レベル２」、「レベル３」の合計６個の解析モデルに対して、それぞれ解析を実行する。
（iv）ステップ304
解析モデル作成・解析制御部103は、全ての解析詳細度の解析が終了したかどうかを判断する。終了していれば、処理はS305に移行する。終了していない場合、処理はS302に移行する。ここでは、解析詳細度「レベル１」、「レベル２」、「レベル３」の３種類の解析が終了しているか判断する。
（v）ステップ305
解析モデル作成・解析制御部103は、全てのコンポーネント解析が終了したかを判断する。終了していれば処理はS306に移行する。終了していない場合、処理はS302に移行する。ここでは、加圧室、吐出弁の2種類のコンポーネントの解析が終了しているか判断する。
（vi）ステップ306
解析モデル作成・解析制御部103は、解析結果をデータベース107に入力する。ここでは、加圧室を対象とした解析詳細度「レベル１」、「レベル２」、「レベル３」の解析結果として出口圧力上昇量、解析時間、吐出弁を対象とした解析詳細度「レベル１」、「レベル２」、「レベル３」の解析結果として、流体力、解析時間をデータベースに入力する。
（vii）ステップ401
解析精度・解析時間関係算出部104は、S300で得られた情報に基づいて接続関係を確認する画面を表示し、さらに、解析モデル作成・解析制御部103で入力した全ての情報を取得する。ここでは、加圧室を対象とした解析詳細度「レベル１」、「レベル２」、「レベル３」の解析結果である出口圧力上昇量、解析時間、吐出弁を対象とした解析詳細度「レベル１」、「レベル２」、「レベル３」の解析結果である、流体力、解析時間を取得する。
（viii）ステップ402
解析精度・解析時間関係算出部104は、同一のコンポーネントの解析対象において、異なる解析詳細度の結果の差異を算出する。ここでは、最も解析詳細度の高いレベルを基準として、式（２）で与えられる、それぞれの解析詳細度の解析結果との差異すなわち誤差を解析精度とする。
【００４３】
【数２】
2016167068.tif 000004
【００４４】
ここで、Yは解析結果を表し、下付き添字は解析詳細度を表す。ここでは、レベル１が最も解析詳細度が高いのでレベル１としている。表１に算出結果を示す。入力が設計変数としての解析詳細度であり、出力は誤差である。
【００４５】
【表１】
2016167068.tif 000005
【００４６】
（ix）ステップ403
解析精度・解析時間関係算出部104は、全てのコンポーネントに対して、誤差（差異）を算出したかどうかを判断する。算出完了の場合、処理はS404に移行する。完了していない場合、処理はS402に移行する。ここでは、加圧室、吐出弁のコンポーネントに対して、解析詳細度「レベル１」からの誤差（差異）を算出する。
（x）ステップ404
解析精度・解析時間関係算出部104は、コンポーネントの解析詳細度を設計変数とし、誤差（差異）と解析時間を目的関数とする多目的最適化計算を実施する。誤差（差異）と解析時間の目的関数の算出には、それぞれのコンポーネントで選択された解析詳細度に対応する誤差（差異）の和、解析時間の和とする。すなわち、加圧室で解析詳細度「レベル２」が選択され、吐出弁で解析詳細度「レベル３」が選択された場合は、加圧室の解析詳細度「レベル２」の誤差（差異）と、吐出弁の解析詳細度「レベル３」の誤差（差異）の和が、誤差（差異）の目的関数となり、また加圧室の解析詳細度「レベル２」の解析時間と、吐出弁の解析詳細度「レベル３」の解析時間の和が、解析時間の目的関数となる。なお、多目的最適化計算には、一例として遺伝的アルゴリズムなどのアルゴリズムを用いる。
（xi）ステップ405
解析精度・解析時間関係算出部104は、S402及びS404で算出した誤差（差異）情報及び多目的最適化計算の結果をデータベース107に入力する。ここでは、多目的最適化計算の結果は、それぞれのコンポーネントに関し、解析詳細度を設定したときの、誤差（差異）の総和、解析時間の総和の情報となる。
（Ｃ）フェーズ３
フェーズ３は、解析詳細度決定処理（S500）と解析計算結果表示処理（S600）とから構成される。S500では、各コンポーネントの解析詳細度を入力することにより、解析精度、解析時間を予測して表示し、操作者の解析詳細度の決定に応答して各コンポーネントを繋げた全体統合解析モデルを構築して全体統合解析を実行する。また、S600では、全体統合解析の結果を表示する。
（i）ステップ501
解析詳細度入力／予測結果表示部105は、解析モデル入力／表示部101、解析条件入力／表示部102、及び解析精度・解析時間関係算出部104が入力した情報をデータベース107から取得する。
（ii）ステップ502
解析詳細度入力／予測結果表示部105は、解析詳細度の入力・予測結果の表示画面を表示する。図１８は解析詳細度の入力・予測結果の表示画面の構成例を示す図である。
【００４７】
操作者は、これから全体統合解析を実行するに当り、各コンポーネントの解析詳細度のレベルを指定する。当該指定に応答して、解析詳細度入力／予測結果表示部105は、予測される計算時間、誤差を表示する。図１８では、コンポーネントである解析モデル名「加圧室」及び「吐出弁」が表示され、それぞれの解析詳細度が設定できるようになっている。ここでは、加圧室の解析詳細度「レベル１」、吐出弁の解析詳細度「レベル２」が指定されている。また、縦軸に予測時間、横軸に予測誤差を取ったグラフも表示する。ここでは、S404で得られた多目的最適化計算結果が表示されている。図１８では、白丸が多目的最適化計算結果である。また、図１８において黒丸が図の上部で操作者が選択した予測時間、予測誤差となっている。予測時間及び予測誤差の欄には、操作者の選択に対応した予測時間及び予測誤差が表示される。ここでは、予測時間1時間10分であり、予測誤差は、3.04%が表示されている。また、操作者が多目的最適化計算結果の白丸を選択することで、多目的最適化計算によって得られた解析詳細度、予測時間、予測誤差を表示することも可能である。
（iii）ステップ503
解析モデル作成・解析制御部103は、S502で指定された解析詳細度に従って、全体統合解析モデルを作成する。図１８に示す加圧室に解析詳細度「レベル１」、吐出弁に解析詳細度「レベル２」が入力された場合を例に取ると、操作者が「決定」ボタンを押すことで全体統合解析モデルを作成する。ここでは、加圧室には３次元解析モデルを用い、吐出弁には２次元解析モデル用い、加圧室と吐出弁が連携した解析モデルを作成する。
（iv）ステップ504
解析モデル作成・解析制御部103は、各コンポーネントを組み合わせた解析対象全体について全体統合解析を行う。ここでは、加圧室には３次元解析モデルを用い、吐出弁には２次元解析モデル用い、加圧室と吐出弁が連携した解析を実施する。
（v）ステップ505
解析モデル作成・解析制御部103は、S504で得られた解析結果を取得し、データベース107に入力する。
（vi）ステップ601
解析結果表示部106は、解析モデル作成・解析制御部103によって解析した全体統合解析の結果を表示する。図１９は、全体統合解析結果を表示する表示画面の構成例を示す図である。図１９では、横軸に解析ステップ、縦軸に吐出弁に掛かる流体力を取った場合の解析結果が表示されている。
【００４８】
＜まとめ＞
（i）本発明の実施形態では、解析対象の予測解析誤差と予測解析時間を提示し、事前に解析誤差と予測解析時間を操作者が把握した上で解析対象全体の統合解析モデルが作成される。モデルを作成すると、それ以降何回もシミュレーションすることになるため、処理時間を短縮することができるようになる。一方、従前の統合解析モデル作成では、各部品の解析詳細度の組み合わせを確固たる根拠なく（操作者の勘や経験によって）決めていたので、解析に時間が掛かっているのか短縮化が図れたのか不明である。全部品の解析詳細度を下げれば解析時間は掛からないが、解析精度が悪くなってしまう。本実施形態では、解析時間と解析精度とのバランスを考えて解析対象全体を統合解析することができるようになる。
【００４９】
本実施形態では、取得した複数のコンポーネントの複数の解析詳細度に対応する解析結果を用いて、解析対象の全体統合解析を実行する際の解析予測時間及び解析予測精度を算出し、指定された複数のコンポーネントのそれぞれの解析詳細度の組み合わせに対応する解析予測時間及び解析予測精度を出力する。つまり、同じ解析対象の異なる解析詳細度の解析モデルを抽出し、コンポーネント単独の解析を実施して解析精度、解析時間を算出（高い詳細度の解析結果と低い詳細度の解析結果から解析時間と解析精度を算出）し、データベースに保持する。このようにすることで、システム全体の解析精度予測、解析時間予測が可能になり、システム全体の個々の解析モデルの解析詳細度を目標とする解析精度、解析時間に応じて決定できるため、解析精度の向上、解析時間の短縮化が図れる。
【００５０】
なお、本実施形態では、コンポーネントの個数を2個としたが任意の複数個に対応することは可能である。また、本実施形態では近似式に多項式を用いたが、ルックアップテーブルやニューラルネットワークのような応答曲面モデルを入力することは可能である。さらに、本実施形態では、各解析領域の解析を、同一の計算機で実施しているように記載しているが、ネットワーク環境を利用することにより、異なる計算機において実施することは可能である。
（ii）本実施形態は、各機能を実現するソフトウェアのプログラムコードによっても実現できる。この場合、プログラムコードを記録した記憶媒体をシステム或は装置に提供し、そのシステム或は装置のコンピュータ（又はＣＰＵやＭＰＵ）が記憶媒体に格納されたプログラムコードを読み出す。この場合、記憶媒体から読み出されたプログラムコード自体が前述した実施形態の機能を実現することになり、そのプログラムコード自体、及びそれを記憶した記憶媒体は本発明を構成することになる。このようなプログラムコードを供給するための記憶媒体としては、例えば、フレキシブルディスク、ＣＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ−ＲＯＭ、ハードディスク、光ディスク、光磁気ディスク、ＣＤ−Ｒ、磁気テープ、不揮発性のメモリカード、ＲＯＭなどが用いられる。
【００５１】
また、プログラムコードの指示に基づき、コンピュータ上で稼動しているＯＳ（オペレーティングシステム）などが実際の処理の一部又は全部を行い、その処理によって前述した実施の形態の機能が実現されるようにしてもよい。さらに、記憶媒体から読み出されたプログラムコードが、コンピュータ上のメモリに書きこまれた後、そのプログラムコードの指示に基づき、コンピュータのＣＰＵなどが実際の処理の一部又は全部を行い、その処理によって前述した実施の形態の機能が実現されるようにしてもよい。
【００５２】
さらに、実施の形態の機能を実現するソフトウェアのプログラムコードを、ネットワークを介して配信することにより、それをシステム又は装置のハードディスクやメモリ等の記憶手段又はＣＤ−ＲＷ、ＣＤ−Ｒ等の記憶媒体に格納し、使用時にそのシステム又は装置のコンピュータ（又はＣＰＵやＭＰＵ）が当該記憶手段や当該記憶媒体に格納されたプログラムコードを読み出して実行するようにしても良い。
【００５３】
最後に、ここで述べたプロセス及び技術は本質的に如何なる特定の装置に関連することはなく、コンポーネントの如何なる相応しい組み合わせによってでも実装できることを理解する必要がある。更に、汎用目的の多様なタイプのデバイスがここで記述した教授に従って使用可能である。ここで述べた方法のステップを実行するのに、専用の装置を構築するのが有益であることが判るかもしれない。また、実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより、種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。さらに、異なる実施形態にわたる構成要素を適宜組み合わせてもよい。本発明は、具体例に関連して記述したが、これらは、すべての観点に於いて限定の為ではなく説明の為である。本分野にスキルのある者には、本発明を実施するのに相応しいハードウェア、ソフトウェア、及びファームウエアの多数の組み合わせがあることが解るであろう。例えば、記述したソフトウェアは、アセンブラ、Ｃ／Ｃ＋＋、ｐｅｒｌ、Ｓｈｅｌｌ、ＰＨＰ、Ｊａｖａ（登録商標）等の広範囲のプログラム又はスクリプト言語で実装できる。
【００５４】
さらに、上述の実施形態において、制御線や情報線は説明上必要と考えられるものを示しており、製品上必ずしも全ての制御線や情報線を示しているとは限らない。全ての構成が相互に接続されていても良い。
【符号の説明】
【００５５】
101  解析モデル入力/表示部，102  解析条件入力/表示部，103  解析モデル作成・解析制御部，104  解析精度・解析時間関係算出部，105  解析詳細度入力/予測結果表示部，106  解析結果表示部，107  データベース，108  計算機
【図１】
2016167068.tif 000006
【図２】
2016167068.tif 000007
【図３】
2016167068.tif 000008
【図４】
2016167068.tif 000009
【図５】
2016167068.tif 000010
【図６】
2016167068.tif 000011
【図７】
2016167068.tif 000012
【図８】
2016167068.tif 000013
【図９】
2016167068.tif 000014
【図１０】
2016167068.tif 000015
【図１１】
2016167068.tif 000016
【図１２】
2016167068.tif 000017
【図１３】
2016167068.tif 000018
【図１４】
2016167068.tif 000019
【図１５】
2016167068.tif 000020
【図１６】
2016167068.tif 000021
【図１７】
2016167068.tif 000022
【図１８】
2016167068.tif 000023
【図１９】
2016167068.tif 000024
【国際調査報告】
2016167068.tif 000025
2016167068.tif 000026