(57)【要約】【課題】  設計ナビゲートシステムから得られる設計の作業手順情報とＣＡＤソフトウェアで用いる設計情報とを連携する設計支援システム及び方法を提供する。【解決手段】  製品の設計作業に関係するデータを蓄積した設計作業データベース２から所定の条件に適合する特定の設計作業データを絞り込んで抽出し、雛型データ処理部３によりこの抽出した設計作業データに関係する特定部位の雛型データを呼び出し、形状データ変更部４により雛型データの形状データを変更し、形状データ作成部５により特定部位の形状を作成するように構成したので、設計者が形状データ作成部５で形状データ作成作業を直接行うことなく設計検討後の形状が自動的に生成され、生成結果を瞬時に確認することが可能となる。これにより、個々の設計者の経験や技量不足の影響を受けない一定水準の品質を維持した製品設計を行うことができるようになる。【選択図】          図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
製品の設計作業に関係するデータを蓄積した第１の記憶手段と、
前記製品の形状を特定部位ごとに作成する形状データ作成手段と、
前記形状データ作成手段により作成された前記特定部位形状の全部又は一部の形状データ及び当該特定部位形状の作成手順を、前記特定部位の雛型データとして第２の記憶手段に記憶するとともに呼び出せるようにする雛型データ処理手段と、
前記第１の記憶手段に蓄積された設計作業データから特定の設計作業データを所定の条件により絞り込んで抽出する作業データ抽出手段と、
前記作業データ抽出手段により抽出された設計作業データに関係する前記特定部位の雛型データの全部又は一部の形状データを変更する形状データ変更手段とを備え、
前記形状データ作成手段は、前記形状データ変更手段により変更された新たな形状データに基づいて前記製品の特定部位を再作成することを特徴とする設計支援システム。
【請求項２】
前記形状データ変更手段による形状変更は、前記特定部位に含まれる任意の形状を消去する設定を選択的に含んでいることを特徴とする請求項１に記載の設計支援システム。
【請求項３】
前記第１の記憶手段は、前記製品の設計仕様、前記設計仕様に関連する機構又は構造、前記機構又は構造に関連する構成部品、これらに関する設計項目、及びこれらの相互関係を含むデータを記憶し、
前記作業データ抽出手段は、少なくとも前記製品の機種を絞り込み条件の１つにしながら前記データの相互関係に基づいて前記設計項目を抽出することを特徴とする請求項１又は２に記載の設計支援システム。
【請求項４】
前記形状データ作成手段は、形状を作成していく操作を一連の作成手順として予め記述又は記憶しておくことが可能な任意のＣＡＤソフトウェアツールであり、既に作成した形状と同一、近似、又は相似の関係にある形状を作成する際は、前記一連の作成手順を基にして自動的に行うことが可能な自動作成機能を有し、
前記形状データ変更手段により前記雛型データの形状データが変更された場合、前記自動作成機能を利用して前記製品の形状を再作成することを特徴とする請求項１〜３の何れか１項に記載の設計支援システム。
【請求項５】
前記形状データ変更手段により変更された雛型データを、前記製品に関して類似、派生、又は流用関係にある機種のための既に設定済みの雛型データとして前記第２の記憶手段に追加的に蓄積することを特徴とする請求項１〜４の何れか１項に記載の設計支援システム。
【請求項６】
前記特定部位に関する任意の性能評価を行うデータ解析手段を有し、又は前記形状データ作成手段が前記データ解析手段を含み、
前記データ解析手段による解析結果が、前記形状データ変更手段で設定する形状データに反映されることを特徴とする請求項１〜５の何れか１項に記載の設計支援システム。
【請求項７】
製品の設計作業に関係するデータを第１の記憶媒体に蓄積した記憶工程と、
前記製品の形状を特定部位ごとに作成する形状データ作成工程と、
前記形状データ作成工程で作成された前記特定部位形状の全部又は一部の形状データ及び当該特定部位形状の作成手順を、前記特定部位の雛型データとして第２の記憶手段に記憶するとともに呼び出せるようにする雛型データ処理工程と、
前記記憶工程で前記第１の記憶媒体に蓄積された設計作業データから特定の設計作業データを所定の条件により絞り込んで抽出する作業データ抽出工程と、
前記作業データ抽出工程で抽出された設計作業データに関係する前記特定部位の雛型データの全部又は一部の形状データを変更する形状データ変更工程とを備え、
前記形状データ作成工程は、前記形状データ変更工程で変更された新たな形状データに基づいて前記製品の特定部位を再作成することを特徴とする設計支援方法。
【請求項８】
前記形状データ変更工程での形状変更は、前記特定部位に含まれる任意の形状を消去する設定を選択的に含んでいることを特徴とする請求項７に記載の設計支援方法。
【請求項９】
前記記憶工程は、前記製品の設計仕様、前記設計仕様に関連する機構又は構造、前記機構又は構造に関連する構成部品、これらに関する設計項目、及びこれらの相互関係を含むデータを前記第１の記憶媒体に記憶し、
前記作業データ抽出工程は、少なくとも前記製品の機種を絞り込み条件の１つにしながら前記データの相互関係に基づいて前記設計項目を抽出することを特徴とする請求項７又は８に記載の設計支援方法。
【請求項１０】
前記形状データ作成工程は、形状を作成していく操作を一連の作成手順として予め記述又は記憶しておくことが可能な任意のＣＡＤソフトウェアツール上で実行され、既に作成した形状と同一、近似、又は相似の関係にある形状を作成する際は、前記一連の作成手順を基にして自動的に行うことが可能な自動作成機能を実行し、
前記形状データ変更工程で前記雛型データの形状データが変更された場合、前記自動作成機能を利用して前記製品の形状を再作成することを特徴とする請求項７〜９の何れか１項に記載の設計支援方法。
【請求項１１】
前記形状データ変更工程で変更された雛型データを、前記製品に関して類似、派生、又は流用関係にある機種のための既に設定済みの雛型データとして前記第２の記憶媒体に追加的に蓄積することを特徴とする請求項７〜１０の何れか１項に記載の設計支援方法。
【請求項１２】
前記特定部位に関する任意の性能評価を行うデータ解析工程を有し、又は前記形状データ作成工程が前記データ解析工程を含み、
前記データ解析工程での解析結果が、前記形状データ変更工程で設定する形状データに反映されることを特徴とする請求項７〜１１の何れか１項に記載の設計支援方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は製品の設計作業を行う作業者に対して必要な作業手順を提示しながら設計をナビゲートして設計支援を行うシステム及び方法に関し、より詳しくは、所定の設計値の変更があるとこれに対応した形状データを自動的に作成し設計支援を図ることに用いて好適なものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、製品購入者の要求が多様化していることに歩調をあわせて、従来よりもライフサイクルが短い製品が増加している。このような短寿命の製品は競合他社に先駆けて製品の販売を開始し、その市場占有率を急速に拡大することが重要といえる。このため、メーカは消費者の嗜好に合致した新製品を次々と市場に投入すべく、製品設計部門及び製造部門に対して迅速性の要請を強めている。
【０００３】
このような環境の中、特に製品設計に関していえば、コンピュータ端末上で利用可能なＣＡＤソフトウェアを利用して設計作業の合理化を図ろうとする流れが浸透してきている。実際に、設計作業にＣＡＤソフトウェアを導入したことにより、短期間で製品を製作し市場での優位性を確保できた事例が数多く報告され、ＣＡＤソフトウェアは設計作業の合理化を実現するのに有用なツールであることが証明されている。しかし、ＣＡＤソフトウェアを利用しさえすれば常に設計作業工数の低減が図れ、製品開発期間が大幅に短縮されるというものではないことも明らかになってきた。
【０００４】
つまり、ＣＡＤソフトウェアは、設計作業、より具体的には形状データの作成作業を支援する役割が大きいので、設計者の頭の中で製品の形状等の構想が固まった後、形状データとして展開する作業にＣＡＤソフトウェアを使用すればその作業効率を上げることができる。ＣＡＤソフトウェアは、既存データを基にして、例えば形状の一部を変更したり、追加したり、或いは似たような形状を作成する場合には、最初から手作業でやり直す形状データ作成作業に比べ格段にスピードアップすることが可能なためである。一方で、まだ製品イメージが固まっていない場合では、手作業での手直しがＣＡＤソフトウェア上での作業に置き換わるだけなので、作業効率を大きく上げることは期待できない。
【０００５】
そこで、設計作業の効率を向上させる鍵となるのは、実際の形状データ作成作業を行う前の構想段階で、対象製品に要求される機能から必要とされる形状を特定し、その寸法や形状相互の位置関係などの製品スペックを如何に最適かつ迅速に設計できるかにかかっている。これは長年の経験によって熟練設計者が同様な設計を行う過程で獲得できるものであり、いわゆる設計ノウハウや勘と称されている。したがって、設計作業を担当して間もない設計初心者は、製品スペックを確定するにあたって設計ノウハウ等に相当する情報源を膨大な資料等の中から探しながら行う試行錯誤が不可避となる。
【０００６】
このため、特に設計初心者を対象に、対象製品に関する設計ノウハウの集まり（以下、設計項目という）を抽出して時系列的に提示し、この設計項目に従って作業を行うように設計者を誘導していくナビゲートシステム又は装置が提案されている（例えば、特許文献１）。また、設計初心者のみならず熟練設計者にも、このようなナビゲートシステムを利用して設計を支援するツールは有用である。熟練設計者であっても過去に行った設計作業の詳細な内容をすべて把握しているとは限らないので、前記ナビゲートシステムから得られる情報から過去の記憶を想起し設計工数を短縮することが可能になるからである。
【０００７】
このように、設計者は、ナビゲートシステムとＣＡＤソフトウェアの両方の機能を活用することで、製品設計の迅速性の要求に対応することができるようになってきた。
【０００８】
【特許文献１】特開２００１−０６７３８０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、ナビゲートシステムは設計者の思考プロセスの再現を支援することを目的として作業手順を提示するのに対して、ＣＡＤソフトウェアは形状データ作成作業の実行又は再現を支援することを目的とすることから、両者が有機的な連携を図りながら設計者を支援し、その結果、設計作業が総合的に合理化されるようにはなっていなかった。例えば、ナビゲートシステムにより製品の詳細な作業手順や考慮すべき設計項目が明確になったことを受けて、設計者がＣＡＤソフトウェアによる形状データ作成作業で多大な時間を消費してしまったのでは本来の目的である総合的な設計工数の低減に寄与しないことになる。これは、特にＣＡＤソフトウェアの習得が不充分な設計者において大きな問題となっていた。
【００１０】
本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであり、ナビゲートシステムから得られる設計の作業手順情報とＣＡＤソフトウェアで用いる設計情報とを連携して、設計作業全体の効率を上げること、及び設計品質の向上の少なくとも何れかを図ることを目的の一つとする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明の設計支援システムは、製品の設計作業に関係するデータを蓄積した第１の記憶手段と、前記製品の形状を特定部位ごとに作成する形状データ作成手段と、前記形状データ作成手段により作成された前記特定部位形状の全部又は一部の形状データ及び当該特定部位形状の作成手順を、前記特定部位の雛型データとして第２の記憶手段に記憶するとともに呼び出せるようにする雛型データ処理手段と、前記第１の記憶手段に蓄積された設計作業データから特定の設計作業データを所定の条件により絞り込んで抽出する作業データ抽出手段と、前記作業データ抽出手段により抽出された設計作業データに関係する前記特定部位の雛型データの全部又は一部の形状データを変更する形状データ変更手段とを備え、前記形状データ作成手段は、前記形状データ変更手段により変更された新たな形状データに基づいて前記製品の特定部位を再作成することを特徴としている。
【００１２】
また、前記形状データ変更手段による形状変更は、前記特定部位に含まれる任意の形状を消去する設定を選択的に含んでいることを特徴としている。
また、前記第１の記憶手段は、前記製品の設計仕様、前記設計仕様に関連する機構又は構造、前記機構又は構造に関連する構成部品、これらに関する設計項目、及びこれらの相互関係を含むデータを記憶し、前記作業データ抽出手段は、少なくとも前記製品の機種を絞り込み条件の１つにしながら前記データの相互関係に基づいて前記設計項目を抽出することを特徴としている。
また、前記形状データ作成手段は、形状を作成していく操作を一連の作成手順として予め記述又は記憶しておくことが可能な任意のＣＡＤソフトウェアツールであり、既に作成した形状と同一、近似、又は相似の関係にある形状を作成する際は、前記一連の作成手順を基にして自動的に行うことが可能な自動作成機能を有し、前記形状データ変更手段により前記雛型データの形状データが変更された場合、前記自動作成機能を利用して前記製品の形状を再作成することを特徴としている。
また、前記形状データ変更手段により変更された雛型データを、前記製品に関して類似、派生、又は流用関係にある機種のための既に設定済みの雛型データとして前記第２の記憶手段に追加的に蓄積することを特徴としている。
また、前記特定部位に関する任意の性能評価を行うデータ解析手段を有し、又は前記形状データ作成手段が前記データ解析手段を含み、前記データ解析手段による解析結果が、前記形状データ変更手段で設定する形状データに反映されることを特徴としている。
【００１３】
本発明の設計支援方法は、製品の設計作業に関係するデータを第１の記憶媒体に蓄積した記憶工程と、前記製品の形状を特定部位ごとに作成する形状データ作成工程と、前記形状データ作成工程で作成された前記特定部位形状の全部又は一部の形状データ及び当該特定部位形状の作成手順を、前記特定部位の雛型データとして第２の記憶手段に記憶するとともに呼び出せるようにする雛型データ処理工程と、前記記憶工程で前記第１の記憶媒体に蓄積された設計作業データから特定の設計作業データを所定の条件により絞り込んで抽出する作業データ抽出工程と、前記作業データ抽出工程で抽出された設計作業データに関係する前記特定部位の雛型データの全部又は一部の形状データを変更する形状データ変更工程とを備え、前記形状データ作成工程は、前記形状データ変更工程で変更された新たな形状データに基づいて前記製品の特定部位を再作成することを特徴としている。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、製品の形状を特定部位（例えば、部品）ごとに作成し、その形状データ及び特定部位形状の作成手順を雛型データとして処理できるとともに、前記製品の設計作業に関係するデータを蓄積した第１の記憶手段から所定の条件に適合する特定の設計作業データを絞り込んで抽出し、この抽出した設計作業データに関係する特定部位の雛型データを呼び出して形状データを変更するように構成したので、抽出された設計作業データに関する情報と、形状データ作成手段（例えば、ＣＡＤシステム）で使用する形状情報とを有機的に連携させることができるようになる。
【００１５】
すなわち、所定の条件に適合した設計作業データのみを作業手順として設計者に提示するので、設計者はその作業手順に従って設計検討後の製品形状の形状データを作成していけば良いのだが、本発明では特に、予め登録されている雛型データをＣＡＤシステムで利用して形状データの作成を行うようにしている。しかも、その雛型データを特定部位単位で処理するように構成したので、設計者に提示する作業手順に関連した部位を特定すると形状データの作成までを一貫して処理することができるようになる。このため、設計者がＣＡＤシステムでの形状データ作成作業を直接行うことなく設計検討後の形状を自動的に生成し、その生成結果を瞬時に確認することができる。
また、過去のノウハウを盛り込んだ作業手順に従いながら、汎用的な利用のために登録してある雛型データを最大限活用するので、個々の設計者の経験や技量不足の影響を受けない一定水準の品質を維持した設計を行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、本発明の好適な実施形態について図面を参照しながら詳細に説明する。
図１は、本発明の統合設計支援システム１００の概略構成を示すブロック図である。図１に示すように、本実施形態の統合設計支援システム１００は、設計者の思考プロセスの再現を支援する設計ナビゲーションシステム１と、製品の形状データを作成する作業の再現を支援する形状データ作成システム５との連携を図るため、両システム１，５の他に更に、対象製品に関連する設計項目が記憶された設計作業データベース２と、雛型データベース６と、雛型データ処理部３と、形状データ変更部４と、設計データベース７とを含んだ構成になっている。
以下、これら各構成について順に説明する。
【００１７】
＜設計ナビゲーションシステム１の概略構成＞
まず、設計ナビゲーションシステム１の構成について説明する。
設計ナビゲーションシステム１とは、ある製品の特定機種の設計を行う作業者（設計者）に対して、その特定機種に必要と思われる作業内容をデータベースから検索して提示するシステムである。
【００１８】
設計者が製品設計を行う際に留意しなければならない項目は、例えば、製品の強度や耐久性を確保するための構造面からみた設計項目、消費者の使用環境を考慮して危害が生じないようにするための安全面からみた設計項目、第三者が有する特許権等を侵害しないようにするための紛争未然防止面からみた設計項目、及び製造工程等との関連から制約される設計項目など、非常に多岐にわたるのが一般的である。設計者は、これらすべての設計項目を総合的に判断することが必要であり、まず上流の設計ステップに相当する構想設計で、製品の全体的な機構及び構造を設計するのに必要な設計項目を抽出するとともに、これらの設計項目をどのような手順で行うべきかを示した設計フローを生成しなければならない。次に、下流の設計ステップに相当する詳細設計で、構想設計で抽出された設計項目をより詳細にした設計項目や使用する部品の寸法等を決定していく必要がある。
【００１９】
例えば、携帯電話をみてみると、ある一機種の設計には、「定格抵抗の検討」、「耐電圧の検討」、「コネクタの配置と方向」等の設計項目が数百個ほど必要とされる。設計経験の豊富なベテランの設計者であっても、これら多数の設計項目を過不足なく抽出し、かつこれら設計項目から設計作業として何を検討する必要があるのかを順序立てて構築することは困難な作業である。経験の浅い設計者にすれば、まず何から着手すれば良いのか見当さえつかないことも生じる。このため、重要な設計項目を決定していないのに下位レベルの設計項目の抽出に時間をかける、さらにせっかく抽出したこれらの設計項目も上位の重要な設計項目の変更によって変更せざるを得なくなって先の抽出作業が無駄になるなど、非常に効率が悪いことがあった。これを解決するのが設計ナビゲーションシステムである。設計者はこの設計ナビゲーションシステム１と相互作用を図りながら、つまり設計ナビゲーションシステム１に誘導されながら、設計しようとする機種の設計項目を容易に且つ順序立てて抽出することができるようになっている。
【００２０】
具体的には本実施形態の場合、設計ナビゲーションシステム１の作業データ抽出部１１が、設計しようとする機種に適切な設計項目を設計作業データベース２の中から抽出する。この設計作業データベース２には、過去に設計を行った機種に関する有用な情報、例えば、製品の不具合に関する情報、この不具合を解消するために講じた設計手段、製品又は部品に関する特許情報、その他の設計又は製造工程で注意しなければならない設計作業全般に関する情報が、設計項目として抽出可能なように記憶されている。このような設計作業に関連する各種の情報を、設計作業データベース２へ登録する方法としては、特に限定するものではないが、表示装置１３上に提示されるインタフェースを利用することにより容易に登録できることが望ましい。
【００２１】
図４にそのユーザインタフェース画面の一例を示す。このユーザインタフェース画面は、製品に使用される部品を登録するためのダイアログボックスである。まず、画面内の部品名入力欄４１に部品名（部品１、部品２など）を入力しておく。次に、入力した部品名に関する情報を、部品情報欄４２で設定する。この例では、部品情報欄４２のＡ列に「部品タイプ名」、Ｂ列に「部番」、Ｃ列に「材質」、Ｄ列に「コスト」のフィールドが設けられていて、Ａ列にはタイプＡ及びタイプＢというように、必要な値又は文字を入力する。
また、部品情報欄４２のＩ列以降は、入力した部品名をもつ部品と、その設計仕様との関連を設定するフィールドである。例えば、Ｊ列は、「設計規格名」が”設計仕様１”で「設計規格値」が”値１ａ”に設定されているが（本設定は、別のユーザインタフェース画面で設定してある）、”値１ａ”をもつ”設計仕様１”と、前述した入力部品のタイプＡとを関連付けるには、図４に示すように、タイプＡの行と設計仕様１の列が交差するフィールドに「○」印を設定する。これにより、タイプＡの部品を含んだ製品の設計を行う場合は、設計仕様１のデータが値１ａであることが分かり、逆に、設計仕様１として値１ａの部品はタイプＡであることが分かることになる。このように抽出条件を設定することで、部品と設計仕様との関連を図ることができる。
【００２２】
また、図５は、設計項目（ここでは「設計項目１−１−２」）５５、及びその属性を登録するためのユーザインタフェース画面の一例を示している。ここでは、本発明に特に関連する機能の説明に限定することとする。画面の右部の「親情報」欄５７は、これから入力する設計項目の上位に位置する設計項目を表わし、本欄が空欄であれば設定しておく必要がある。この親子関係は画面左部の設計項目一覧５６に対応しており、新たな設計項目を登録すればツリー表示で表わされた中の所定の階層に定義される。
画面の右部の「必要条件」欄５８は、この設計項目５５と、前述した図４に示すユーザインタフェース画面で登録した設計仕様又は部品とを関連づけるためのものである。右端にある「追加」ボタン５９をクリックすると、既に登録済みの設計仕様又は部品の一覧リスト（不図示）が現れるので、この中から「設計項目１−１−２」５５に関連づけたいものを選択する。これにより、設計ナビゲーションシステム１は、特定の機種の設計仕様、又は使用される部品を基に、設計作業データベース２に記憶されたあらゆる機種の膨大な設計項目の中から適切な設計項目を抽出することが可能になる。
【００２３】
設計者により設計しようとする機種の設計仕様や部品が入力されて、設計ナビゲーションシステム１が、設計作業データベース２から設計項目を抽出して、それを表示装置１３のモニタ画面に出力した一例を図６に示す。図６に示すように、設計者はツリー形式で表示された情報を入手できるので設計項目相互の関連を一目で把握することができ、提示された情報にナビゲートされながら設計作業を決定していけばよい。なお、前述した設計項目と部品とが関連づけられていることが、後述する形状データ作成システム５との連携のために大きな役割を果たすことになる。
【００２４】
本実施形態では、設計仕様、設計項目、部品等の各種情報を設計作業データベース２に登録するにあたり、表形式を備えたユーザインタフェースを提示して必要な値、文字、又は記号を設定するように構成したが、必ずしもこれに限定するものではなく、任意の様式の入力用フィールドが提示されるようにしてもよい。また、設計ナビゲーションシステム１が、前述した構成以外の構成を含む場合があることは言うまでもない。
なお、設計項目が特許請求の範囲に記載した「設計作業データ」に相当し、同様に、作業データ抽出部３が「作業データ抽出手段」に、設計作業データベース２が「第１の記憶手段」に、雛型データベース６が「第２の記憶手段」に相当している。
【００２５】
＜形状データ作成システム５による形状データの作成について＞
次に、統合設計支援システム１００内の形状データ作成システム５による製品の形状データの作成内容について説明する。
本発明の理解を容易にするため、本実施形態では、形状データ作成システム５をＣＡＤソフトウェアシステム５（以下、「ＣＡＤシステム５」と称する））として説明していく。本実施形態のＣＡＤシステム５で用いられるＣＡＤソフトウェアの機能は、市場で広く用いられているＣＡＤソフトウェアと同様、ユーザ（設計者）がＣＡＤシステム５と対話しながら所望の形状をモニタ画面上で確認しながら作成する機能を有している。また、ＣＡＤシステム５には２次元のＣＡＤシステムと３次元のＣＡＤシステムとがあり、何れのシステムにも本発明を適用することが可能であるが、本実施形態では３次元ＣＡＤシステムを用いて説明することとする。なお、形状作成システムが、特許請求の範囲に記載した「形状データ作成手段」に相当している。
ここでは、携帯電話の形状データを作成する場合について説明する。
【００２６】
ＣＡＤシステム５によって携帯電話の形状を作成する場合、表示装置５３のモニタ画面上に描画された携帯電話の形状が同一でも、設計者によりその作成方法（作成手順）は様々に異なる。これは基本的には、設計者が携帯電話の幾何形状をどのように定義するかに関係している。本実施形態で扱う携帯電話に限らず、通常、製品は多数の部品から構成されるが、各部品の形状を長方体や球などの固体のかたまりとしてとらえ、かたまりの追加又は差分の操作によって全体の形状を定義して作成する方法（ソリッドモデリング）、携帯電話を包む表面を平面又は曲面で定義して作成する方法（サーフェスモデリング）、携帯電話の形状を直線又は曲線で定義して作成する方法（ワイヤモデリング）、及びこれらの方法を様々に組み合わせて行う方法というように様々な作成方法がある。そして、ＣＡＤシステム５では、例えば、かたまりとして定義したときの形状に関する属性構造と、面として定義したときの形状に関する属性構造とが異なり、それぞれの作成方法での形状定義がＣＡＤデータ構造の相違として反映されることになる。
【００２７】
ところで、これらのうち何れの作成方法が最適であるかは一概に決定することはできない。これは、部品の数量や形状の複雑さからみて容易に作成できるのはどの方法なのかで判断したり、或いはＣＡＤシステム５で定義されたデータ構造を、加工工程のマシニングセンタで用いるＮＣデータへ都合良くデータ変換できるのはどの方法なのかで判断したりするからである。このため、設計者は、何れの作成方法でＣＡＤ形状データを作成すべきかを慎重に考慮してから形状データの作成を行う必要がある。しかも重要なのは、最適な作成方法をひとたび決定した後は、ＣＡＤ形状データの品質を一定レベル以上に維持するために、同じような形状の製品で同じマシニングセンタを使用するのであれば、特段の事情が生じない限りむやみに変更しない方が好ましく、設計者間で統一すべきであるという点にある。
【００２８】
また、ＣＡＤシステム５によって携帯電話の形状データを作成する場合、手書きの場合と比較すると、設計済みの機種の携帯電話の形状データを今回の機種の設計に再利用したときの効果が大きいという特徴がある。つまり、一般のビジネス文書と同様に、ＣＡＤシステム５上で作成した形状データも、それが過去作成した形状と同一又は類似の形状であれば、始めからその機種のための形状を作成するよりも、過去の類似形状データを呼び出して適宜修正を加えながら完成させる方が作成工数を大幅に短縮できることが知られている。このため、作成済み又は標準的な形状のデータを雛型データ（テンプレート）として登録しておき、設計者は、作成しようとする形状に最も近い形状の雛型データを呼び出して作業することが重要である。
【００２９】
そこで、本発明は、前述したＣＡＤによるデータ作成の特徴を生かすため、また、製品が部品から構成されていることを踏まえ、各部品ごとに、具体的には携帯電話を構成するコネクタ、カメラ、アンテナ等ごとに、その標準的な形状データを雛型データとして、予め雛型データベース６に登録しておく。ＣＡＤシステム５において別機種の携帯電話の形状を作成するときは、コネクタの作成であればコネクタの雛型データを、また、アンテナの作成であればアンテナの雛型データを、雛型データベース６から呼び出す。そして、所望の形状のコネクタタイプを選択したり、所望の形状値にあわせて雛型データの寸法値を変更したりして、携帯電話全体の形状を作成するようにする。
【００３０】
図３は、雛型データベース６に記憶される雛型データ３０の構成の一例を示している。図３に示すように、雛型データ３０は、携帯電話の形状データ３１のみならず、設計者が特定部位の作成を完成させるまでの一連の流れを定義した作成手順３２を含んだ構成になっている。デフォルト値として設定した形状データ値３３〜３５を、定義したどの処理３６〜３８で使用するかが指定されているので、ＣＡＤシステム５は、雛型データ３０が入力されるとその部品の形状を作成手順３２に従って作成できる。このデフォルト値が任意の値に変更される場合は、変更された値を用いた一連の処理３６〜３８が開始されて新たな部品形状が作成されることになる。なお、各部品の形状データは設計データベース７へ記憶される。
【００３１】
このため、各設計者は、製品の形状を始めから作成するのではなく変更が必要な部品の形状データ３１のみを指定すれば、変更後の形状を自動的に作ることが可能となる。これは、各部品を完成させるにあたって実績のある作成手順３２を利用しているので、ＣＡＤ形状データの品質を維持することができ、しかも自動作成されるので作成工数の低減を図ることができるようになる。
【００３２】
なお、特許請求の範囲に記載した「特定部位」は、本実施形態のように基本的に製品の一部の形状を意味し、本実施形態では携帯電話を構成する各部品を指すが、特定部位が、製品自体又は本実施形態で意味する部品よりも小さな構成の部品の場合にも本発明を適用することができる。
【００３３】
＜設計ナビゲーションシステム１と形状データ作成システム５の連携＞
ここでは、本発明の大きな特徴である、前述した設計ナビゲーションシステム１と形状データ作成システム（ＣＡＤシステム）５との連携について説明する。
前述したように、設計しようとする機種に必要な設計項目を設計フローとして設計者に提示する設計ナビゲーションシステム１では、設計項目に対して部品が関連づけられている。一方、部品（特定部位）の形状を作成するＣＡＤシステム５は、部品の形状データ３１及び部品を作成する一連の作成手順３２を記憶した雛型データ３０を用いて所望の形状を作成する。本発明は、設計ナビゲーションシステム１で提示された設計項目に関する部品を設計する場合に、ＣＡＤシステム５へこの部品の情報、即ち雛型データ３０を引き渡して部品形状を作成するように構成しており、雛型データ３０を介して２つのシステム１，５を連携させている。
【００３４】
図１に示すように、２つのシステム間の連携化を図る雛型データ３０を処理するのが、雛型データ処理部３及び形状データ変更部４である。
雛型データ処理部３は、携帯電話の部品の雛型データ３０がＣＡＤシステム５で作成されるとこれを雛型データベース６へ記憶できるようにし、逆に指定した雛型データ３０を雛型データベース６から呼び出してＣＡＤシステム５へ出力する。また、雛型データ処理部３は、設計ナビゲーションシステム１の作業データ抽出部１１により設計項目が抽出されると、部品の雛型データ３０を雛型データベース６から抽出する。さらに、雛型データ処理部１１は、後述する形状データ変更部４との間で雛型データ３０をやり取りする。
【００３５】
形状データ変更部４は、雛型データ処理部３が出力した部品の雛型データ３０に設定されているデフォルト値３３〜３５を変更する。例えば、ある機種において特定の部品が不要であれば、その部品を消去する設定をしたり、部品の大きさを変更するための新たな部品寸法を指定したり、部品の位置（配置）を変更したりする。これにより、形状データ変更部４で変更した雛型データ３０が再び雛型データ処理部３を介してＣＡＤシステム５へ送られ、ＣＡＤシステム５上で変更後の部品形状を描画することが可能となる。
【００３６】
次に、統合設計支援システム１００の全体動作について、図２の動作フローチャートを参照しながら説明する。なお、設計作業データベース２には、作業データ登録部１２により、図４に示す登録画面を用いて既に設計ツリーの基となる設計項目が記憶されているものとする。
【００３７】
統合設計支援システム１００は、設計ナビゲーションシステム１において、設計者から設計しようとする機種などの設計仕様を入力する（ステップ２０）。なお、設計仕様として入力する情報は、機種以外の情報もあり得ることは言うまでもない。
作業データ抽出部１１は、ステップ２０で入力された情報を抽出条件として、設計作業データベース２から関連構造及び関連部品の抽出を行い（ステップ２１）、さらに抽出した関連構造又は関連部品に該当する設計項目を抽出して、図６に示すような設計ツリーを表示装置１３に表示する（ステップ２２）。つまり、「関連構造及びそれに関連した設計項目」、「関連部品及びそれに関連した設計項目」、又は「関連構造、関連部品、及びこれらに関連した設計項目」の情報を設計者に提示する。同時に、作業データ抽出部１１は、抽出した関連部品を雛型データ処理部３へ出力する。雛型データ処理部３は、作業データ処理部１１が抽出した部品を入力する。
【００３８】
なお、作業データ抽出部１１が雛型データ処理部３へ出力する情報、すなわち雛型データは、関連部品であるということに限定していない。例えば、携帯電話はケース（液晶側）とカバー（背面液晶側）とが勘合されて製品形状を構成するが、この勘合形状は１つの設計項目に該当するので、関連部品そのものでない勘合形状も雛型データとして雛型データ処理部３へ出力される場合もある。
また、作業データ処理部１１は、設計項目に関連した部品を特定せず雛型データ処理部３へは設計項目のみを出力し、雛型データ処理部３が設計作業データベース２から関連する部品を特定するようにしてもよい。
【００３９】
次に、雛型データ処理部３は、特定された部品の雛型データ３０を雛型データベース６から呼び出す（ステップ２３）。そして、この雛型データ３０をＣＡＤシステム５へ出力する。
【００４０】
雛形データ３０を変更しないで、デフォルトとして設定されている値で形状を作成する場合、ＣＡＤシステム５は、雛型データ処理部３より入力した雛型データ３０に記憶された部品作成の作成手順３６〜３８に従って、形状データ（デフォルト値）３３〜３５を用いて、設計者の操作を介入することなく自動的に部品を作成する。例えば、図３は、３つの形状データと３つの処理手順により部品を作成できるときの雛型データ３０を示している。３つの形状データであるｘ，ｙ，ｚにはそれぞれデフォルト値３３〜３５が設定されている。そして、３つの処理３６〜３８は、処理１→処理２→処理３の順に各処理を実行すべきことを示し、かつ各処理に使用する形状データを指定している。具体的には、まず、処理１でｘ＝１５０を使用し、次に処理２でｙ＝２８０を使用し、次に処理３でｘ＝１５０及びｚ＝４５を使用して部品の形状が完成する。本来、各設計者が３つの処理内容をＣＡＤシステム５で操作しなければならないところ、予め記憶されている作成手順により常に同一の操作が行われることになる。ＣＡＤシステム５は、部品の形状を作成するとこれを表示装置５３に出力する（ステップ２６）。
【００４１】
これに対して、雛形データ３０の形状デー３１を変更して新たな形状を作成する場合について説明する。ステップ２３までは前述した手順と同じである。ステップ２４の判断において形状データ３１の変更を行うので、ステップ２５へ進む。形状データ変更部４は、雛型データ３０に設定されている形状データ３１のデフォルト値３３〜３５を設計者の指示に応じて変更する。ここで、形状データ変更部は、図７〜９に示すような形状データ変更一覧（以下、スペックシートと称する）を表示装置１３のモニタ画面に表示する。
【００４２】
図７は、配置に関するスペックシートの画面例である。スペックシート中央には携帯電話の前面、下面、及び側面の概略図が示されている。そして各主要な部品にはそれぞれの名称とともにｘ，ｙ，ｚ方向の位置データが表示される。各部品の配置を変更したい場合、名称の左側にあるチェックボタンにレ印を記して指定し、必要に応じて所望の位置データに変更する。画面右下には、雛型データ３０のデフォルト値が表示される。
なお、図７には示していないが、各部品の位置変更の他に部品を削除することを指定するチェックボタンを設け、当該チェックボタンにレ印が記されるとその部品が消去されるようにしてもよい。
【００４３】
図８は、携帯電話に組み込まれるコネクタに関するスペックシートの画面例である。本スペックシートは、コネクタに関する規格又は条件について複数のコネクタメーカの製品を比較した一覧表を示している。例えば、Ａ社のコネクタからＤ社のコネクタに変更したい場合、Ｄ社のコネクタが表示された絵の上部にあるチェックボタンにレ印を記せば、Ｄ社のコネクタを使用した形状データを作成することができる。
【００４４】
同様に、図９は、携帯電話に組み込まれるアンテナに関するスペックシートの画面例である。本スペックシートも、アンテナに関する規格又は条件について複数のアンテナメーカの製品を比較した一覧表を示している。例えば、左から２番目のアンテナにレ印を記すことによって、短いシングルのアンテナを使用した形状データを作成することができる。
【００４５】
次に、ステップ２５で、ＣＡＤシステム５は、ステップ２４で指定したスペックシートの形状データに基づき変更後の部品形状を作成する。このとき、雛型データ３０で設定されていた形状データ３１のデフォルト値３３〜３５が、スペックシートで変更された値に置き換わる。そして、前述した雛型データ３０に記憶されている部品作成の各処理３６〜３８は、この置き換わった値を使って、その作成手順どおりに変更後の部品を作成する。
【００４６】
図１０は、形状データ変更前の携帯電話をＣＡＤシステムで作成したときの画面例であり、図１１は、スペックシートによって、カメラの追加指定及びＡ社からＤ社のコネクタに変更するように指定したときの形状データ変更後の画面例である。なお、図１１では、カメラを追加する前、及びコネクタを変更する前の形状と比較するために、それぞれの部分の拡大図を挿入している。
【００４７】
なお、前述した雛形データ３０を変更せずに形状を作成する場合も、デフォルト値３３〜３５が表示されたスペックシートを設計者に提示して、設計者から「ＯＫ」の入力を得てから、雛型データ３０に記憶されている処理手順３２に従った形状作成を行うようにしてもよい。
【００４８】
また、設計者がスペックシートに変更後の形状データを指定する際、入力ミスや勘違いで不適切に大きな又は小さな値を入力してしまう可能性もある。これを防止するために、図７に示すようなスペックシートでの各形状データ値に上限及び下限の制限値を設定しておくようにする。その結果、形状データ変更部４は、この制限値を超える値が入力された場合は、不適切なデータ値である旨を表示装置１３のモニタ画面に表示し、設計者に再入力を促すようにしてもよい。
また、本実施形態では、雛型データ３０を雛型データベース６に記憶するようにしたが、雛型データベース６と設計データベース２を一体化したデータベースに雛型データ３０を記憶するようにしてもよい。
【００４９】
本実施形態の統合設計支援システム１００によれば、雛型データ３０に基づく部品形状の作成が可能であるため、部品形状を作成するための高品質な既存ＣＡＤデータを活用することができる。特に、データを変更することが容易な様式を持つスペックシートが設計者に提示され、このスペックシート上で変更値を指定すればＣＡＤシステム５上で形状データ３０が直接変更されるようになっているので、設計者はＣＡＤシステム５で形状変更のための操作を一切行う必要がない。これにより、部品形状を作成するのに要する作業工数を大幅に短縮することができる。
さらに、ＣＡＤシステム５の操作に不慣れな設計者の場合、本来、ある特定の作成手順に従ったＣＡＤデータ構造を構築すべきところ、ＣＡＤ操作のミスによってＣＡＤデータ構造が不適切に変更されてしまう恐れがあっが、本実施形態の統合設計支援システム１００によれば、作成手順３２が変更されることはないのでＣＡＤデータの本質的な構造は不変のままにすることができ、設計の品質を一定に維持することができる。
【００５０】
（その他の実施形態）
本実施形態の統合設計支援システムは、形状データ変更部４により形状データ３１が変更された場合、この変更後の形状データを設計データベース７に追加的に記憶することを特徴とする。これを概念的に示したのが図１２及び図１３である。
図１２に示すように、機種Ａを新規に設計する場合、設計者は、設計作業データベース２から「雛型」データ、「雛型の」スペックシート、及び「雛型の」設計フローに関する情報を呼び出して機種Ａを設計する。機種Ａの設計が終了すると、「機種Ａの」製品データ、「機種Ａの」スペックシート、及び「機種Ａの」設計フローは、設計データベース７へ記録される。また、図１３に示すように、機種Ｂを新規に設計する場合は、前述した機種Ａと同様であるが、機種Ａと類似、派生、又は流用関係にある機種Ａ’を設計する場合は、設計者は、設計データベース７から「機種Ａの」製品データ、「機種Ａの」スペックシート、及び「機種Ａの」設計フローに関する情報を呼び出して機種Ｂを設計する。そして、機種Ａの製品データとは別に、機種Ｂ又は機種Ａ’の製品データを設計データベース７へ追加的に登録する。さらに、機種Ｂ又は機種Ａ’の雛型データを雛型データベース６へ追加的に登録する。
【００５１】
また、製品によっては機種が異なっても使用される部品の構成や形状が殆ど変化しないものがある。このような場合、各部品を組立てて製品を構築するという考え方よりも、すべての又は多数の部品をセットにして扱うことの方が好都合な場合がある。そこで、各部品のスペックシート又は雛型データを一括して操作できるようにして前述した方法でＣＡＤシステム５との連携が図れるようにしてもよい。なお、データ解析部５２は、ＣＡＤシステム５の外部に存在するように構成してもよい。
【００５２】
さらに、別の実施形態において、統合設計支援システムは、構造解析、熱解析、故障解析（信頼性解析）、振動解析、及び配置解析など部品について様々な解析を行うことにより部品の性能評価が可能なデータ解析部５２をＣＡＤシステム５内に備え、データ解析部５２による解析結果を基に形状データの最適化を図り、その形状データを雛型データ処理部３及び設計ナビゲーションシステム１で処理することができる構成になっている。
【００５３】
また、前述した説明では、設計ナビゲーションシステム１と、ＣＡＤシステム５と、両システムを連携する構成２〜４とが、統合設計支援システム１００というサーバにおいて一体として機能する例を示したが、必ずしもこれに限る構成である必要はない。例えば、クライアント／サーバシステムにおいて、１つのシステム（例えば、設計ナビゲーションシステム１）をサーバに置き、別のシステム（例えば、ＣＡＤシステム５）をクライアントにおいたクライアント／サーバシステムとして構築してもよく、更にクライアントのみまたはサーバのみに前述した処理が行えるように構成してもよい。
【００５４】
さらに、図１４は、前述したスペックシートの構成とは異なるスペックシート例を示したものである。本スペックシートの場合、変更したい部品の形状データ箇所を容易に特定し、所望の値に変更することができる。このように、本発明においてスペックシートを用いた形状データ変更のための入力インタフェースは部品形状によって様々であり、本実施形態で示した例に限るものではない。
【００５５】
なお、前述した内容はあくまでも本発明の技術思想を説明するための一例であってこれらに限定されることはなく、本発明の技術思想を実現するにあたり、本発明の技術分野における通常の知識を有する者が、統合設計支援システムの各構成や雛型データの定義の方法を追加・変更しても本発明の根本的な技術思想は不変であることには変わりはないことは明らかである。
【００５６】
また、本発明の目的は、前記実施形態の統合設計支援システム１００の機能を実現するソフトウェアのプログラムコードを記憶した記憶媒体を、システム或いは装置に供給し、そのシステム或いは装置のコンピュータ（または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だして実行することによっても、達成されることは言うまでもない。
【００５７】
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本実施の形態の機能を実現することとなり、そのプログラムコードを記憶した記憶媒体及び当該プログラムコードは本発明を構成することとなる。プログラムコードを供給するための記憶媒体としては、ＲＯＭ、フレキシブルディスク、ハードディスク、光ディスク、光磁気ディスク、ＣＤ−ＲＯＭ、ＣＤ−Ｒ、磁気テープ、不揮発性のメモリカード等を用いることができる。
【００５８】
また、コンピュータが読みだしたプログラムコードを実行することにより、本実施の形態の機能が実現されるだけでなく、その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等が実際の処理の一部または全部を行い、その処理によって本実施の形態の機能が実現される場合も含まれることは言うまでもない。
【図面の簡単な説明】
【００５９】
【図１】本発明の一実施形態である統合設計支援システムの概略構成を示すブロック図である。
【図２】統合設計支援システムの全体の動作フローチャートである。
【図３】本発明の一実施形態である雛型データの構成を示す図である。
【図４】本発明の一実施形態の設計ナビゲーションシステムにおいて、設計ツリーの基となる設計項目に関連した部品を登録するためのユーザインタフェース画面例を示す図である。
【図５】本発明の一実施形態の設計ナビゲーションシステムにおいて、設計ツリーの基となる設計項目及びその属性を登録するためのユーザインタフェース画面例を示す図である。
【図６】設計作業データベースから抽出した設計項目をモニタ画面に出力した一例を示す図である。
【図７】形状データを変更するためのデータ変更一覧（スペックシート）の一例を示す図である。
【図８】形状データを変更するためのデータ変更一覧（スペックシート）の一例を示す図である。
【図９】形状データを変更するためのデータ変更一覧（スペックシート）の一例を示す図である。
【図１０】形状データ変更前の携帯電話をＣＡＤシステムで作成したときの画面例を示す図である。
【図１１】データ変更一覧（スペックシート）によって、カメラを追加し、且つコネクタを変更するように指定したときの形状データ変更後の画面例を示す図である。
【図１２】形状データを変更する際、雛型データ等がデータベースに登録される様子を概念的に示した図である。
【図１３】形状データを変更する際、雛型データ等がデータベースに登録される様子を概念的に示した図である。
【図１４】形状データを変更するためのデータ変更一覧（スペックシート）の一例を示す図である。
【符号の説明】
【００６０】
１    設計ナビゲーションシステム
２    設計作業データベース
３    雛型データ処理部
４    形状データ変更部
５    形状データ作成部
１１    作業データ抽出部
１２    作業データ登録部
１３    表示装置
３０    雛型データ
３１    形状データ
３２    処理手順
３３    形状データＸのデフォルト値
３４    形状データＹのデフォルト値
３５    形状データＺのデフォルト値
３６    処理１
３７    処理２
３８    処理３
４１    部品名入力欄
４２    部品情報欄
５１    ＣＡＤソフトウェア
５２    データ解析部
５３    表示装置
５５    設計項目
５６    設計項目一覧
５７    「親情報」欄
５８    「必要条件」欄
５９    「追加」ボタン
１００    統合設計支援システム
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
2006018461.tif 000009
【図８】
2006018461.tif 000010
【図９】
2006018461.tif 000011
【図１０】
2006018461.tif 000012
【図１１】
2006018461.tif 000013
【図１２】
2006018461.tif 000014
【図１３】
2006018461.tif 000015
【図１４】
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