(57)【要約】【課題】ＣＡＤデータの内容をチェックするためのデータベースについて、そのデータ内容を更新するための手間を削減すること。【解決手段】設計支援装置は、設計変更前ＣＡＤデータ１１と設計変更後ＣＡＤデータ１２とで変更された部分を差分形状データとして検出するとともに、検出した差分形状データについての設計変更内容を特定するための寸法データを検出する形状差分検出部１６と、検出した差分形状データと寸法データとを対応付けた設計変更差分データを設計変更データベース１８に登録する設計変更登録部１９と、設計変更データベース１８に登録された設計変更差分データに類似する設計対象ＣＡＤデータ２０の部分を設計変更の提案箇所として表示する設計変更内容表示部２４と、を有する。【選択図】  図１
2019046243.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
設計変更前の形状データと設計変更後の形状データとの入力を受け付け、入力された両形状データで変更された部分を差分形状データとして検出するとともに、検出した前記差分形状データについての設計変更内容を特定するための寸法データを検出する形状差分検出部と、
検出した前記差分形状データと前記寸法データとを対応付けた設計変更差分データを設計変更データベースに登録する設計変更登録部と、
チェック用形状データの入力を受け付け、前記設計変更データベースに登録された前記設計変更差分データに類似する前記チェック用形状データの部分形状データを検索する類似部分形状検索部と、
前記類似部分形状検索部が検索した前記チェック用形状データの部分形状データを設計変更の提案箇所として表示する設計変更内容表示部と、を有することを特徴とする
設計支援装置。
【請求項２】
前記形状差分検出部は、入力された前記設計変更前の形状データと前記設計変更後の形状データとを重ね合わせることで相違する部分を、前記両形状データで変更された部分とみなして前記差分形状データとすることを特徴とする
請求項１に記載の設計支援装置。
【請求項３】
前記設計変更登録部は、検出した前記差分形状データと前記寸法データとに加えて、さらに入力された設計変更ナレッジデータも対応付けた前記設計変更差分データを前記設計変更データベースに登録し、
前記設計変更内容表示部は、表示する前記設計変更の提案箇所について、さらに、前記類似部分形状検索部が検索した前記設計変更差分データの前記設計変更ナレッジデータも表示することを特徴とする
請求項１に記載の設計支援装置。
【請求項４】
前記設計変更登録部は、前記設計変更差分データを前記設計変更データベースに登録するときに、検出した前記寸法データごとに個別のウェイトを設定して登録し、
前記類似部分形状検索部は、前記設計変更データベースに登録されたウェイトに従って、入力された前記チェック用形状データと、前記設計変更データベースに登録された前記設計変更差分データとの間の類似判定を行うことを特徴とする
請求項１に記載の設計支援装置。
【請求項５】
前記形状差分検出部は、前記差分形状データの位置を特定するための前記寸法データが複数検出されたときには、そのうちの最短の前記寸法データを前記設計変更登録部に登録する前記寸法データとして採用することを特徴とする
請求項１に記載の設計支援装置。
【請求項６】
設計支援装置は、形状差分検出部と、設計変更登録部と、類似部分形状検索部と、設計変更内容表示部とを有しており、
前記形状差分検出部は、設計変更前の形状データと設計変更後の形状データとの入力を受け付け、入力された両形状データで変更された部分を差分形状データとして検出するとともに、検出した前記差分形状データについての設計変更内容を特定するための寸法データを検出し、
前記設計変更登録部は、検出した前記差分形状データと前記寸法データとを対応付けた設計変更差分データを設計変更データベースに登録し、
前記類似部分形状検索部は、チェック用形状データの入力を受け付け、前記設計変更データベースに登録された前記設計変更差分データに類似する前記チェック用形状データの部分形状データを検索し、
前記設計変更内容表示部は、前記類似部分形状検索部が検索した前記チェック用形状データの部分形状データを設計変更の提案箇所として表示することを特徴とする
設計支援方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、設計支援装置、および、設計支援方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、設計者が行う製品設計工程において、三次元ＣＡＤ（Computer-Aided Design）が設計ツールとして広く用いられている。三次元ＣＡＤは、製品の形状データをコンピュータ上で立体的に作成可能であり、設計者の意図に沿って形状データを自由に定義することができる。設計者は製品設計工程において、各種の形状ルールを満足するような形状データを試行錯誤しながら定義する必要がある。この形状ルールは、例えば、加工機や生産技術による製造上の要件や、強度や温度、安全性など設計上の要件から構成される。
【０００３】
経験の浅い設計者が設計を行うと、形状ルールのチェック漏れが生じることで、形状ルールに適合しない未完成の設計データを手戻りして修正する余計な手間がかかってしまう。そこで、形状ルールのチェック漏れを防止するための技術に関して、事前に形状ルールをデータベース化しておき、今回入力された製品の形状データをデータベースと照合してチェックさせる技術が提案されている。
例えば、特許文献１には、ユーザが作成したフィーチャ形状が製造上の制約に対して適合しない場合には、対象個所を表示装置に差別表示する部品設計支援システムが記載されている。
【０００４】
また、特許文献２には、フィーチャの形状や配置を規定する設計ルールと次に行うべき作業情報とを対応付けて蓄積登録し、設計ルールとの照合を行い、当該設計ルールに対応付けて登録された次に行うべき詳細作業情報を作業誘導として提示するＣＡＤ形状作成支援方法が記載されている。
さらに、特許文献３には、設計の目的を示す設計意図に従った各変更対象の設計変更内容として、設計意図に従って検討すべき検討項目の設計変更内容と、検討項目から派生する派生項目の設計変更内容とを検出する設計作業支援装置が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００７−１０２２８２号公報
【特許文献２】特開２０１０−２７７４６０号公報
【特許文献３】特開２０１６−２１２５４２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１〜３などの従来の技術により、今回新たに作成したＣＡＤデータを、事前に用意したデータベースの内容と照合して、今回のＣＡＤデータの不備を自動的にチェックする仕組みは提供されている。このチェック精度を向上させるためには、データベースの内容が適切に更新されている必要がある。つまり、データベースの内容を更新する手間を削減することが求められる。
【０００７】
しかし、従来の技術では、今回新たに作成したＣＡＤデータをどのようにチェックするか、または、チェックで不備が発見された場合にどのように修正するかというデータベースの利用段階に重点が置かれており、その前段階としてデータベースを用意する段階での工夫は言及されていない。そのため、例えば、制約ルールを個別に手入力するなどのデータベースを更新する手間が心理的障壁となり、古い内容のデータベースのまま利用されることで、チェック精度が落ちてしまっていた。
【０００８】
そこで、本発明は、ＣＡＤデータの内容をチェックするためのデータベースについて、そのデータ内容を更新するための手間を削減することを、主な課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
前記課題を解決するために、本発明の設計支援装置は、以下の特徴を有する。
本発明は、設計変更前の形状データと設計変更後の形状データとの入力を受け付け、入力された両形状データで変更された部分を差分形状データとして検出するとともに、検出した前記差分形状データについての設計変更内容を特定するための寸法データを検出する形状差分検出部と、
検出した前記差分形状データと前記寸法データとを対応付けた設計変更差分データを設計変更データベースに登録する設計変更登録部と、
チェック用形状データの入力を受け付け、前記設計変更データベースに登録された前記設計変更差分データに類似する前記チェック用形状データの部分形状データを検索する類似部分形状検索部と、
前記類似部分形状検索部が検索した前記チェック用形状データの部分形状データを設計変更の提案箇所として表示する設計変更内容表示部と、を有することを特徴とする。
その他の手段は、後記する。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、ＣＡＤデータの内容をチェックするためのデータベースについて、そのデータ内容を更新するための手間を削減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の一実施形態に関する設計支援装置の構成図である。
【図２】本発明の一実施形態に関する設計変更前ＣＡＤデータの一例を示す斜視図である。
【図３】本発明の一実施形態に関する設計変更後ＣＡＤデータの一例を示す斜視図である。
【図４】本発明の一実施形態に関する穴間距離の設計変更前の差分形状を示す斜視図である。
【図５】本発明の一実施形態に関する穴間距離の設計変更後の差分形状を示す斜視図である。
【図６】本発明の一実施形態に関する穴間距離の設計変更前差分ＣＡＤデータを示す斜視図である。
【図７】本発明の一実施形態に関する穴間距離の設計変更後差分ＣＡＤデータを示す斜視図である。
【図８】本発明の一実施形態に関する壁面肉厚の設計変更前の差分形状を示す斜視図である。
【図９】本発明の一実施形態に関する壁面肉厚の設計変更後の差分形状を示す斜視図である。
【図１０】本発明の一実施形態に関する壁面肉厚の設計変更前差分ＣＡＤデータを示す斜視図である。
【図１１】本発明の一実施形態に関する壁面肉厚の設計変更後差分ＣＡＤデータを示す斜視図である。
【図１２】本発明の一実施形態に関する穴間距離の設計変更についての設計変更ナレッジデータを示す説明図である。
【図１３】本発明の一実施形態に関する壁面肉厚の設計変更についての設計変更ナレッジデータを示す説明図である。
【図１４】本発明の一実施形態に関する設計対象ＣＡＤデータを示す斜視図である。
【図１５】本発明の一実施形態に関する穴間距離の設計変更についての表示画面例である。
【図１６】本発明の一実施形態に関する壁面肉厚の設計変更についての表示画面例である。
【図１７】本発明の一実施形態に関する形状差分検出部が２穴形状の穴間距離を寸法として検出した一例を示す平面図である。
【図１８】本発明の一実施形態に関する形状差分検出部が２穴形状の穴−筐体端間距離を寸法として検出した一例を示す平面図である。
【図１９】本発明の一実施形態に関する寸法ごとにウェイト（重み）を設定した一例を示す平面図である。
【図２０】本発明の一実施形態に関する図１９の設計変更前差分ＣＡＤデータと比較する設計対象ＣＡＤデータの第１例を示す平面図である。
【図２１】本発明の一実施形態に関する図１９の設計変更前差分ＣＡＤデータと比較する設計対象ＣＡＤデータの第２例を示す平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明の一実施形態を、図面を参照して詳細に説明する。
【００１３】
図１は、設計支援装置の構成図である。
設計支援装置は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）と、メモリと、ハードディスクなどの記憶手段（記憶部）と、ネットワークインタフェースとを有するコンピュータとして構成される。
このコンピュータは、ＣＰＵが、メモリ上に読み込んだプログラム（アプリケーションや、その略のアプリとも呼ばれる）を実行することにより、各処理部により構成される制御部（制御手段）を動作させる。
【００１４】
設計支援装置は、ＣＡＤデータの設計に役立つ情報を格納する設計変更データベース１８を有する。
設計支援装置は、例えば、ベテラン設計者が２０１６年に設計したＣＡＤデータを設計変更データベース１８に登録しておく（設計変更データベース１８の作成段階）。そして、設計支援装置は、新人設計者が２０１７年現在に設計するＣＡＤデータの内容と、設計変更データベース１８の登録内容とを比較し、その比較結果としてＣＡＤデータの形状が類似する箇所について、ベテラン設計者の設計変更内容を新人設計者に提示する（設計変更データベース１８の利用段階）。
【００１５】
これにより、新人設計者は、ベテラン設計者と直接対面して指導を受けなくても、設計変更データベース１８を介して間接的にベテラン設計者の設計変更内容を知ることができ、自身のＣＡＤデータを適切に設計変更できる。
なお、ベテラン設計者、新人設計者という設計支援装置の利用者を示す表現については、あくまで明細書を理解しやすくするためのものであり、設計支援装置の利用者を一部の利用者に限定するものではない。
【００１６】
設計支援装置は、設計変更データベース１８の作成段階のために、設計変更前後ＣＡＤデータ指定部１３、形状差分検出部１６、および、設計変更登録部１９という各処理部を有している。その各処理部が扱うデータとして、設計変更前ＣＡＤデータ１１、設計変更後ＣＡＤデータ１２、設計変更前差分ＣＡＤデータ１４、設計変更後差分ＣＡＤデータ１５、および、設計変更ナレッジデータ１７を記憶する記憶部を有する。
【００１７】
設計変更前後ＣＡＤデータ指定部１３は、設計変更前ＣＡＤデータ１１（図２など）と、設計変更後ＣＡＤデータ１２（図３など）との組み合わせデータの指定をベテラン設計者から受け付ける。
形状差分検出部１６は、設計変更前ＣＡＤデータ１１と設計変更後ＣＡＤデータ１２とを比較して形状データとしての差分箇所を検出する。そして、形状差分検出部１６は、設計変更前ＣＡＤデータ１１内の差分箇所を設計変更前差分ＣＡＤデータ１４とし（図６など）、設計変更後ＣＡＤデータ１２内の差分箇所を設計変更後差分ＣＡＤデータ１５として（図７など）、記憶部に登録する。
【００１８】
設計変更登録部１９は、形状差分検出部１６の比較結果である設計変更前差分ＣＡＤデータ１４と設計変更後差分ＣＡＤデータ１５との組み合わせデータを設計変更箇所として設計変更データベース１８に登録する。さらに、設計変更登録部１９は、その設計変更箇所に関する設計変更理由などの設計変更ナレッジデータ１７をベテラン設計者から追加入力として受け付け、その設計変更ナレッジデータ１７を設計変更箇所の組み合わせデータに関連づけて設計変更データベース１８に登録してもよい（図１２など）。
【００１９】
設計支援装置は、設計変更データベース１８の利用段階のために、設計対象ＣＡＤデータ指定部２１、類似部分形状検索部２３、および、設計変更内容表示部２４という各処理部を有している。その各処理部が扱うデータとして、設計対象ＣＡＤデータ２０、および、類似部分形状データ２２を記憶する記憶部を有する。
設計対象ＣＡＤデータ指定部２１は、今回の設計対象ＣＡＤデータ２０の指定を、新人設計者から受け付ける。つまり、この設計対象ＣＡＤデータ２０に対して、設計変更データベース１８の登録内容に基づいた設計変更内容のチェックが行われる。
類似部分形状検索部２３は、設計対象ＣＡＤデータ２０の形状データと、設計変更データベース１８に登録されている設計変更前差分ＣＡＤデータ１４の形状データとを比較することで、両データで類似する部分形状を類似部分形状データ２２として検出する。なお、本明細書での類似する形状データ（ＣＡＤデータ）とは、２つのＣＡＤデータ間での相違点が少ない場合（類似する場合）だけでなく、２つのＣＡＤデータ間での相違点が存在しない場合（一致する場合）も含む。
【００２０】
設計変更内容表示部２４は、設計対象ＣＡＤデータ２０内の類似部分形状データ２２に類似する設計変更前差分ＣＡＤデータ１４に対応する設計変更後差分ＣＡＤデータ１５を、設計対象ＣＡＤデータ２０への設計変更の提案箇所（アドバイス）として入出力装置１０に画面表示する。なお、表示画面には、設計変更後差分ＣＡＤデータ１５に加えて、その設計変更後差分ＣＡＤデータ１５に関連づけて設計変更データベース１８に登録されている設計変更ナレッジデータ１７も併せて表示してもよい。
【００２１】
これにより、ベテラン設計者が過去に行った設計変更前差分ＣＡＤデータ１４から設計変更後差分ＣＡＤデータ１５への設計変更内容をもとに、新人設計者は、自身が作成した設計対象ＣＡＤデータ２０内の類似部分形状データ２２を適切に修正できる。
なお、図１では、設計変更データベース１８の作成段階の各構成要素（符号１１〜１９）と、設計変更データベース１８の利用段階の各構成要素（符号２０〜２４）とを同じ１つの設計支援装置として説明した。
一方、作成段階の各構成要素を有する第１の設計支援装置（設計変更データベース１８の登録装置）と、利用段階の各構成要素を有する第２の設計支援装置（設計変更データベース１８の利用装置）とを別々の装置として、別々の利用者（ベテラン設計者、新人設計者）に利用させてもよい。
【００２２】
以下、図２〜図１３を参照して、設計変更データベース１８の作成段階の具体例を説明することで、設計支援装置の構成を明らかにする。
設計変更前後ＣＡＤデータ指定部１３は、図２の設計変更前ＣＡＤデータ１１と、図３の設計変更後ＣＡＤデータ１２との入力を受け付け、記憶部に格納する。
図２は、設計変更前ＣＡＤデータ１１の一例を示す斜視図である。
図３は、設計変更後ＣＡＤデータ１２の一例を示す斜視図である。
ベテラン設計者は、穴間距離の設計変更として、図２の筐体形状１１−１の一部である２穴形状１１−２の穴間距離を広げることで、図３の筐体形状１２−１の一部である２穴形状１２−２に変更している。
ベテラン設計者は、壁面肉厚の設計変更として、図２の筐体形状１１−１の一部である円柱穴形状１１−３の壁面肉厚を大きくすることで、図３の筐体形状１２−１の一部である円柱穴形状１２−３に変更している。
この２種類の設計変更により、設計変更後ＣＡＤデータ１２（筐体形状１２−１）の強度は、設計変更前ＣＡＤデータ１１（筐体形状１１−１）の強度から改善されている。
【００２３】
設計変更前後ＣＡＤデータ指定部１３は、例えば、ＣＡＤデータ保存時に、前回の保存データを設計変更前ＣＡＤデータ１１とし、今回の保存データを設計変更後ＣＡＤデータ１２とする。これにより、ベテラン設計者が特別な操作をしなくても設計変更前ＣＡＤデータ１１と設計変更後ＣＡＤデータ１２とを指定（入力）できる。
または、設計変更前後ＣＡＤデータ指定部１３は、第１回デザインレビュー時のＣＡＤデータを設計変更前ＣＡＤデータ１１とし、第２回デザインレビュー時のＣＡＤデータを設計変更後ＣＡＤデータ１２としてもよい。つまり、設計変更前後ＣＡＤデータ指定部１３は、デザインレビュー前後で変更されたＣＡＤデータについて、その変更前後の組み合わせデータの入力を受け付けてもよい。または、設計変更前後ＣＡＤデータ指定部１３は、デザインレビュー以外でも、任意の設計タイミングにおいて、その設計タイミング前後のＣＡＤデータの入力を受け付けてもよい。
【００２４】
形状差分検出部１６は、設計変更前ＣＡＤデータ１１（図４）と設計変更後ＣＡＤデータ１２（図５）との間で、差分形状を検出する。
図４は、穴間距離の設計変更前の差分形状１１−２を示す斜視図である。
図５は、穴間距離の設計変更後の差分形状１２−２を示す斜視図である。
形状差分検出部１６は、以下の（手順１）〜（手順３）により、設計変更前ＣＡＤデータ１１と設計変更後ＣＡＤデータ１２との組み合わせデータから、設計変更前差分ＣＡＤデータ１４と設計変更後差分ＣＡＤデータ１５との組み合わせデータを作成する。
【００２５】
（手順１）形状差分検出部１６は、設計変更前ＣＡＤデータ１１と設計変更後ＣＡＤデータ１２とを重ね合わせ、一致しない形状要素（面や線、点）を差分形状とする。例えば、図４の第１穴形状１４−１Ａと、図５の第１穴形状１５−１Ａとは、筐体（プレート）の角からの位置が大きく異なるので、重ね合わせ処理で一致せずに差分形状として検出される。一方、図４の第２穴形状１４−１Ｂと、図５の第２穴形状１５−１Ｂとは、筐体の角からの位置がほぼ同じであるため、重ね合わせ処理で一致し、差分形状とはならない。
【００２６】
なお、（手順１）の別の形態として、形状差分検出部１６は、ＣＡＤデータの編集履歴を参照して、設計変更前ＣＡＤデータ１１から設計変更後ＣＡＤデータ１２への差分形状を検出してもよい。例えば、ベテラン設計者がＣＡＤエディタ上で行った操作順に、「第１穴形状１４−１Ａをクリックして選択」→「そのまま第１穴形状１５−１Ａの位置までドラッグ」→「第１穴形状１５−１Ａの位置でドロップ」というＣＡＤデータの編集履歴があったとする。この場合、第１穴形状１４−１Ａの位置が第１穴形状１５−１Ａの位置まで移動されたので、形状差分検出部１６は、それらの編集された形状を差分形状として検出する。
【００２７】
（手順２）形状差分検出部１６は、前記の（手順１）で特定された差分形状に着目し、その差分形状の近傍に位置する非差分形状と、差分形状と非差分形状との位置関係を特定するための寸法とを検出する。
例えば、形状差分検出部１６は、２穴形状１１−２に含まれる図４の第１穴形状１４−１Ａに着目すると、図２で示したＸ方向での近傍に位置する非差分形状（第２穴形状１４−１Ｂ）と、寸法１４−１Ｘとを検出する。
同様にして、形状差分検出部１６は、２穴形状１２−２に含まれる図５の第１穴形状１５−１Ａに着目すると、図３で示したＸ方向での近傍に位置する非差分形状（第２穴形状１５−１Ｂ）と、寸法１５−１Ｘとを検出する。
一方、Ｙ方向での穴形状とプレートの辺との間の寸法（平面−円筒面距離寸法）１４−１Ｙ、１５−１Ｙについては、互いに同値であるので（設計変更への関連が薄いので）、検出しなくてもよい。
【００２８】
図６は、穴間距離の設計変更前差分ＣＡＤデータ１４−１を示す斜視図である。
図７は、穴間距離の設計変更後差分ＣＡＤデータ１５−１を示す斜視図である。
（手順３）形状差分検出部１６は、（手順１）で検出された差分形状と、（手順２）で検出された近傍の非差分形状と、（手順２）で検出された寸法データとを対応付けることで、設計変更前差分ＣＡＤデータ１４と設計変更後差分ＣＡＤデータ１５との組み合わせデータを作成する。
設計変更前差分ＣＡＤデータ１４として、図６の２穴形状１４−１は、（手順１）の差分形状（第１穴形状１４−１Ａ）と、（手順２）の非差分形状（第２穴形状１４−１Ｂ）と、寸法１４−１Ｘとで構成される。
設計変更後差分ＣＡＤデータ１５として、図７の２穴形状１５−１は、（手順１）の差分形状（第１穴形状１５−１Ａ）と、（手順２）の非差分形状（第２穴形状１５−１Ｂ）と、寸法１５−１Ｘとで構成される。
【００２９】
以上、図４〜図７を参照して、穴間距離の設計変更に関する形状差分検出部１６の処理内容を説明した。以下では、図８〜図１１を参照して、壁面肉厚の設計変更に関する形状差分検出部１６の処理内容を説明する。
【００３０】
図８は、壁面肉厚の設計変更前の差分形状１１−３を示す斜視図である。
図９は、壁面肉厚の設計変更後の差分形状１２−３を示す斜視図である。
（手順１）形状差分検出部１６は、設計変更前ＣＡＤデータ１１と設計変更後ＣＡＤデータ１２とを重ね合わせ、一致しない差分形状として、図８の円柱穴形状１１−３内の円柱穴形状１４−２Ａと、図９の円柱穴形状１２−３内の円柱穴形状１５−２Ａとを検出する。
【００３１】
（手順２）形状差分検出部１６は、前記の（手順１）で特定された差分形状に着目して寸法を検出する。今回は、円柱穴形状１４−２Ａと周囲のプレート辺との間の寸法（Ｘ方向の１４−２Ｘ，Ｙ方向の１４−２Ｙ）は、円柱穴形状１５−２Ａと周囲のプレート辺との間の寸法（Ｘ方向の１５−２Ｘ，Ｙ方向の１５−２Ｙ）と同じだったので検出対象外となる。
一方、円柱穴形状１４−２Ａそのものの寸法（円筒面半径差寸法）に着目すると、円柱穴形状１４−２Ａの肉厚寸法１４−２Ｔと、円柱穴形状１５−２Ａの肉厚寸法１５−２Ｔとが異なっていたため、形状差分検出部１６は、これらの肉厚寸法１４−２Ｔ、１５−２Ｔを検出する。
【００３２】
図１０は、壁面肉厚の設計変更前差分ＣＡＤデータ１４−２を示す斜視図である。
図１１は、壁面肉厚の設計変更後差分ＣＡＤデータ１５−２を示す斜視図である。
（手順３）形状差分検出部１６は、（手順１）で検出された差分形状と、（手順２）で検出された寸法データとを対応付けることで、設計変更前差分ＣＡＤデータ１４と設計変更後差分ＣＡＤデータ１５との組み合わせデータを作成する。
設計変更前差分ＣＡＤデータ１４として、図１０の円柱穴形状１４−２は、（手順１）の差分形状（円柱穴形状１４−２Ａ）と、（手順２）の肉厚寸法１４−２Ｔとで構成される。
設計変更後差分ＣＡＤデータ１５として、図１１の円柱穴形状１５−２は、（手順１）の差分形状（円柱穴形状１５−２Ａ）と、（手順２）の肉厚寸法１５−２Ｔとで構成される。
【００３３】
なお、形状差分検出部１６は、穴間距離の設計変更箇所（図６，図７）と、壁面肉厚の設計変更箇所（図１０，図１１）とを、形状要素が隣接せず寸法も関連しない独立したものとして、検出することが望ましい。これにより、穴間距離の設計変更と、壁面肉厚の設計変更とが同時に行われない場合でも、新人設計者に対して、どちらか片方の設計変更に関する設計変更の提案（アドバイス）を画面表示できる。
【００３４】
図１２は、穴間距離の設計変更についての設計変更ナレッジデータ１７−１を示す説明図である。
設計変更登録部１９は、設計変更データベース１８に登録する設計過程における設計変更部分の形状データ（設計変更前差分ＣＡＤデータ１４と設計変更後差分ＣＡＤデータ１５）について、さらに、設計変更理由などが記録された設計変更ナレッジデータ１７を関連付けて登録してもよい。
【００３５】
設計変更ナレッジデータ１７−１は、図６の設計変更前差分ＣＡＤデータ１４−１から図７の設計変更後差分ＣＡＤデータ１５−１への設計変更の説明データである。この説明データには、例えば、設計変更種別、設計変更理由、および、設計ステータスが記録される。
「設計変更種別」には、強度不足や性能向上、コストダウン、生産技術要件対応、などの種別が記録される。
「設計変更理由」には、「剛性向上のために、肉厚を増やした」、「コストダウンのために、サイズを小さくした」などが記録される。また、強度シミュレーションの解析結果や、原価算出表などの設計資料が記録されてもよい。
「設計ステータス」には、設計仕掛り中、デザインレビュー完了、出荷済みなどの当該設計変更のステータスが登録される。この設計ステータスは、BOM（Bill Of Material）やPLM（Product Lifecycle Management）などの製品の部品構成管理システムや設計進捗管理システムと連携して自動的に更新されることが望ましい構成である。
【００３６】
図１３は、壁面肉厚の設計変更についての設計変更ナレッジデータ１７−２を示す説明図である。
設計変更ナレッジデータ１７−２は、図１０の設計変更前差分ＣＡＤデータ１４−２から図１１の設計変更後差分ＣＡＤデータ１５−２への設計変更の説明データである。この説明データには、図１２と同様に、設計変更種別、設計変更理由、および、設計ステータスが記録される。
【００３７】
以上、図２〜図１３を参照して、設計変更データベース１８の作成段階の具体例を説明した。これにより、ベテラン設計者の設計変更内容が設計変更データベース１８に反映された。
以下、図１４〜図１６を参照して、設計変更データベース１８の利用段階の具体例を説明する。ここからは、新人設計者が設計支援装置を利用する場合を説明する。
【００３８】
図１４は、設計対象ＣＡＤデータ２０−１を示す斜視図である。
設計対象ＣＡＤデータ指定部２１は、新人設計者から設計対象ＣＡＤデータ２０の入力を受け付ける。設計対象ＣＡＤデータ指定部２１は、例えば、新人設計者から指定されたＣＡＤシステム上でアクティブになっているＣＡＤデータの入力を受け付けてもよい。または、設計対象ＣＡＤデータ指定部２１は、デザインレビュー前のＣＡＤデータの入力を受け付けてもよい。
【００３９】
類似部分形状検索部２３は、入力された設計対象ＣＡＤデータ２０に対して、設計変更データベース１８に登録されている設計変更前差分ＣＡＤデータ１４に類似する部分形状を検索し、検索でヒットした設計対象ＣＡＤデータ２０内の部分形状を類似部分形状データ２２とする。
例えば、類似部分形状検索部２３は、図６の穴間距離の設計変更前差分ＣＡＤデータ１４−１に類似する２穴形状２２−１と、図１０の壁面肉厚の設計変更前差分ＣＡＤデータ１４−２に類似する円柱穴形状２２−２とをそれぞれ検出する。
【００４０】
なお、類似部分形状検索部２３によるＣＡＤデータの類似性を評価する方法としては、例えば、以下の先行文献で開示されている技術を用いることができる。
・「Hongshen Wang, Lin Zhang and Yonggui Zhang, “Partial Matching of 3D ＣＡＤ Models with Attribute Graph”, Applied Mechanics and Materials, Vol.528（2014）, pp.302-309」で開示されている技術。
・「小野寺誠，他４名，”境界表現3D-ＣＡＤモデルを対象とした類似部分形状認識技術の開発” , 日本機械学会第25回設計工学・システム部門講演会 講演論文集（2015）」で開示されている技術。
【００４１】
これらの類似部分形状検索部２３が類似性を評価する方法は、検索キーとして指定された部分形状ＣＡＤデータが検索対象のＣＡＤデータに含まれているか否かを類似度という指標で定量化している。また、この類似度はＣＡＤデータの構成幾何形状（面や線）における、構成幾何形状単位での類似度の加重平均としている。なお、構成幾何形状単位での類似度は、面積や線長、面種（平面、円筒面、自由曲面など）、曲率、などの幾何情報に基づいて計算する。この方法は部分形状ＣＡＤデータが検索対象のＣＡＤデータに含まれているか否かを判定する方法である。
【００４２】
図１５は、穴間距離の設計変更についての表示画面例である。
設計変更内容表示部２４は、類似部分形状検索部２３が類似部分形状データ２２に類似するものとして検索した設計変更前差分ＣＡＤデータ１４について、その設計変更前差分ＣＡＤデータ１４に対応する設計変更後差分ＣＡＤデータ１５と、設計変更ナレッジデータ１７とを設計変更データベース１８から読み出す。
そして、設計変更内容表示部２４は、設計変更データベース１８から読み出した設計変更内容を、一画面を分割表示するなど関連づけて画面表示する。
【００４３】
図１５では、画面の左側領域において、設計変更内容表示部２４は、図１４の設計対象ＣＡＤデータ２０−１について、そのうち図６の穴間距離の設計変更前差分ＣＡＤデータ１４−１と類似する類似部分形状データ２２−１Ｈの部分を強調表示する。強調表示とは、例えば、ハッチング表示、境界線の太線表示、他の箇所からの色の変更表示などである。この強調表示は、ベテラン設計者が過去に行った設計変更を、新人設計者が今回の設計においてどの位置で採用するかを発見する手助けになる。
【００４４】
図１５の画面の右上領域において、設計変更内容表示部２４は、図７の穴間距離の設計変更後差分ＣＡＤデータ１５−１を、類似部分形状データ２２−１Ｈに対する設計変更案として表示する。この設計変更案は、ベテラン設計者が過去に行った設計変更を、新人設計者が今回の設計においてどのように反映するかを理解させる手助けになる。
【００４５】
図１５の画面の右下領域において、設計変更内容表示部２４は、図１２の穴間距離の設計変更についての設計変更ナレッジデータ１７−１を、設計変更案の説明データとして表示する。この説明データは、ベテラン設計者が過去に行った設計変更を、新人設計者が今回の設計でも採用するか否かを判断する手助けになる。
【００４６】
図１６は、壁面肉厚の設計変更についての表示画面例である。図１５の表示画面例と同様に、設計変更内容表示部２４は、設計変更データベース１８から読み出した壁面肉厚の設計変更内容を、一画面を分割表示するなど関連づけて画面表示する。
画面の左側領域において、設計変更内容表示部２４は、図１０の壁面肉厚の設計変更前差分ＣＡＤデータ１４−２と類似する類似部分形状データ２２−２Ｈの部分を強調表示する。
画面の右上領域において、設計変更内容表示部２４は、図１１の壁面肉厚の設計変更後差分ＣＡＤデータ１５−２を、類似部分形状データ２２−２Ｈに対する設計変更案として表示する。
画面の右下領域において、設計変更内容表示部２４は、図１３の壁面肉厚の設計変更についての設計変更ナレッジデータ１７−２を、設計変更案の説明データとして表示する。
【００４７】
以上、図１４〜図１６を参照して、設計変更データベース１８の利用段階の具体例を説明した。
以上説明した本実施形態の設計支援装置は、三次元の形状データを作成する際の支援技術に係り、特に三次元形状データ作成時に過去の設計過程に基づいて、適切な形状データ作成作業を誘導することを主な特徴とする。
ここで、設計変更前ＣＡＤデータ１１になんらかの問題や改善点があることをベテラン設計者が気づいたことを原因として、設計変更後ＣＡＤデータ１２への設計変更がなされる。つまり、設計変更前差分ＣＡＤデータ１４が含む問題を解決した結果が設計変更後差分ＣＡＤデータ１５である。
【００４８】
そこで、形状差分検出部１６は、設計変更前ＣＡＤデータ１１と設計変更後ＣＡＤデータ１２との形状の差分を検出し、その検出結果である設計変更前差分ＣＡＤデータ１４と設計変更後差分ＣＡＤデータ１５とを対応付けて設計変更データベース１８に蓄積しておく。
これにより、設計変更データベース１８の作成段階では、ベテラン設計者が「穴間距離は3cm以上とすること」などの具体的な制約ルールを手入力することなく、自動的に設計変更データベース１８が更新される。さらに、ベテラン設計者は、設計変更ナレッジデータ１７を追加情報として設計変更データベース１８に登録してもよく、その場合は設計変更の理由を新人設計者に伝えることができる。
【００４９】
その後、類似部分形状検索部２３は、設計対象ＣＡＤデータ２０から設計変更前差分ＣＡＤデータ１４に類似する部分形状である類似部分形状データ２２を設計変更候補箇所として示唆する。さらに、設計変更内容表示部２４は、検出した類似部分形状データ２２に対する問題解決案として設計変更後差分ＣＡＤデータ１５を示唆する。
これにより、設計変更データベース１８の利用段階では、新人設計者が設計対象ＣＡＤデータ２０という筐体全体のデータを１回入力するだけで、その筐体全体のデータから一部を指定しなくても、類似部分形状データ２２が自動的に検索される。よって、新人設計者にとっても、設計支援装置を利用する操作の手間は少なくて済む。
【００５０】
以下、図１７〜図２１では、設計変更データベース１８に登録内容や利用方法などでの改良の仕組みを示す。
図１７は、形状差分検出部１６が２穴形状の穴間距離を寸法として検出した一例を示す平面図である。
図１８は、形状差分検出部１６が２穴形状の穴−筐体端間距離を寸法として検出した一例を示す平面図である。
例えば、形状差分検出部１６は、（手順１）において第２穴形状９１Ｂを差分形状として検出したとする。次に、形状差分検出部１６は、（手順２）において、第２穴形状９１Ｂに関する寸法を検出する。ここで、同じ差分形状（第２穴形状９１Ｂ）に着目しても、その周囲の非差分形状との距離を求めるときには、どの非差分形状との距離を寸法として検出するかを決める必要がある。
【００５１】
第１候補として、筐体９１Ｘ内の第２穴形状９１Ｂと、第１穴形状９１Ａとの穴間距離９２Ａ（図１７）が挙げられる。第２候補として、筐体９１Ｘ内の第２穴形状９１Ｂと、筐体端との距離９２Ｂ（図１８）が挙げられる。この２つの候補は、ともに第２穴形状９１ＢのＸ軸方向の位置を特定するための寸法であるため、どちらの候補を採用してもよい。
ここで、形状差分検出部１６は、複数候補のうちの距離が最短となる候補を採用することが望ましい。例えば、穴間距離９２Ａは筐体端との距離９２Ｂよりも短いので、形状差分検出部１６は、穴間距離９２Ａを採用する。これにより、設計変更の要因となった寸法が選ばれやすくなる。
【００５２】
図１９は、設計変更データベース１８に登録される設計変更前差分ＣＡＤデータ１４の一例として、寸法ごとにウェイト（重み）を設定した一例を示す平面図である。
例えば、形状差分検出部１６は、（手順１）において第１穴形状１４−９Ａを差分形状として検出したとする。次に、形状差分検出部１６は、（手順２）において、差分形状の周囲に位置する第２穴形状１４−９Ｂと、その第２穴形状１４−９Ｂまでの穴間距離１４−９Ｘと、第１穴形状１４−９ＡからＹ方向の穴−筐体端間距離１４−９Ｙとを検出したとする。
【００５３】
形状差分検出部１６は、設計変更データベース１８に登録する設計変更前差分ＣＡＤデータ１４−９の寸法として、穴間距離１４−９Ｘと、穴−筐体端間距離１４−９Ｙとのウェイトを寸法ごとに変化させて登録してもよい。このウェイトの計算方法は、例えば、以下の通りである。
・設計変更前後の変化量が大きい寸法ほど、ウェイトを大きくする。
・設計変更前後で変化があった寸法のウェイトを大きくし、変化がなかった寸法でもウェイトを小さくして検出する。
つまり、形状差分検出部１６は、ベテラン設計者が穴間距離１４−９Ｘを大きく広げた場合、穴間距離１４−９Ｘのウェイトを大きくし（太線矢印）、設計変更に関連の薄い穴−筐体端間距離１４−９Ｙのウェイトを小さくする（細線矢印）。
【００５４】
図２０は、類似部分形状検索部２３が図１９の設計変更前差分ＣＡＤデータ１４−９と比較する設計対象ＣＡＤデータ２０の第１例を示す平面図である。
図２１は、類似部分形状検索部２３が図１９の設計変更前差分ＣＡＤデータ１４−９と比較する設計対象ＣＡＤデータ２０の第２例を示す平面図である。
第１例の設計対象ＣＡＤデータ２０−８は、第１穴形状２０−８Ａと第２穴形状２０−８Ｂとの穴間距離２０−８Ｘが、穴間距離１４−９Ｘと非類似である。一方、第１穴形状２０−８ＡからＹ方向の穴−筐体端間距離２０−８Ｙは、穴−筐体端間距離１４−９Ｙと類似する。
第２例の設計対象ＣＡＤデータ２０−９は、第１穴形状２０−９Ａと第２穴形状２０−９Ｂとの穴間距離２０−９Ｘが、穴間距離１４−９Ｘと類似する。一方、第１穴形状２０−９ＡからＹ方向の穴−筐体端間距離２０−９Ｙは、穴−筐体端間距離１４−９Ｙと非類似である。
【００５５】
この場合、類似部分形状検索部２３は、図１９で設定された寸法のウェイトを参照して、類似部分形状データ２２を検出する。つまり、ウェイトの大きい穴間距離１４−９Ｘに着目し、その穴間距離１４−９Ｘと類似する第２例の設計対象ＣＡＤデータ２０−９を類似部分形状データ２２として検出する。一方、ウェイトの大きい穴間距離１４−９Ｘにおいて非類似である第１例の設計対象ＣＡＤデータ２０−８は、検出対象外となる。
なお、類似部分形状検索部２３は、個別にウェイトが設定された複数の寸法を含む設計変更前差分ＣＡＤデータ１４と、設計対象ＣＡＤデータ２０との類似度を比較するときには、まず寸法ごとに類似度を計算する。そして、類似部分形状検索部２３は、その類似度に寸法ごとのウェイトを重み付け加算した総合類似度が類似判定用閾値を超過したときに、「類似である」と判定する。
これにより、類似部分形状検索部２３は、設計変更のあった寸法値を重点的に検索できるようになり、有用性が向上する。
【００５６】
なお、図１９〜図２１では、Ｘ方向の寸法（穴間距離）をＹ方向の寸法（穴−筐体端間距離）よりもウェイトを大きくする例を示したが、この例以外でも検出された各寸法について、それぞれ別々のウェイトを設定することとしてもよい。
例えば、形状差分検出部１６は、２穴形状における穴の直径の寸法より、その穴間距離の寸法のウェイトを大きく設定した設計変更前差分ＣＡＤデータ１４を設計変更データベース１８に登録しておく。そして、類似部分形状検索部２３は、登録された設計変更前差分ＣＡＤデータ１４と比較して穴の直径は異なるが、穴間距離は類似する設計対象ＣＡＤデータ２０内の部分箇所を検索することができる。つまり、ウェイトを大きくした穴間距離という制約ルールの本質に着目して、その部分で類似する類似部分形状データ２２を多く検出することができる。
【００５７】
なお、本発明は前記した実施例に限定されるものではなく、様々な変形例が含まれる。例えば、前記した実施例は本発明を分かりやすく説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。
また、ある実施例の構成の一部を他の実施例の構成に置き換えることが可能であり、また、ある実施例の構成に他の実施例の構成を加えることも可能である。
また、各実施例の構成の一部について、他の構成の追加・削除・置換をすることが可能である。また、上記の各構成、機能、処理部、処理手段などは、それらの一部または全部を、例えば集積回路で設計するなどによりハードウェアで実現してもよい。
また、前記の各構成、機能などは、プロセッサがそれぞれの機能を実現するプログラムを解釈し、実行することによりソフトウェアで実現してもよい。
【００５８】
各機能を実現するプログラム、テーブル、ファイルなどの情報は、メモリや、ハードディスク、ＳＳＤ（Solid State Drive）などの記録装置、または、ＩＣ（Integrated Circuit）カード、ＳＤカード、ＤＶＤ（Digital Versatile Disc）などの記録媒体に置くことができる。
また、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。実際にはほとんど全ての構成が相互に接続されていると考えてもよい。
さらに、各装置を繋ぐ通信手段は、無線ＬＡＮに限定せず、有線ＬＡＮやその他の通信手段に変更してもよい。
【符号の説明】
【００５９】
１０    入出力装置
１１    設計変更前ＣＡＤデータ（設計変更前の形状データ）
１２    設計変更後ＣＡＤデータ（設計変更後の形状データ）
１３    設計変更前後ＣＡＤデータ指定部
１４    設計変更前差分ＣＡＤデータ（設計変更差分データ）
１５    設計変更後差分ＣＡＤデータ（設計変更差分データ）
１６    形状差分検出部
１７    設計変更ナレッジデータ
１８    設計変更データベース
１９    設計変更登録部
２０    設計対象ＣＡＤデータ（チェック用の形状データ）
２１    設計対象ＣＡＤデータ指定部
２２    類似部分形状データ
２３    類似部分形状検索部
２４    設計変更内容表示部
【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】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
2019046243.tif 000017
【図１６】
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【図１７】
2019046243.tif 000019
【図１８】
2019046243.tif 000020
【図１９】
2019046243.tif 000021
【図２０】
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【図２１】
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