(57)【要約】【課題】  製品の部材費、組立費、および組立不良に伴う損失を低減する改善構造の創出を支援する方法及びシステムを提供する。【解決手段】  製品を構成する部品を機能と属性と組付動作と組付属性に分析し、これらの要素の有無による部材費・組立費の差から改善が必要な要素を抽出し、過去の類似の改善事例から部材費と組立費を低減する構造の改善指針を生成する。【選択図】  図１
2008257703.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
改善対象の製品設計案に対し、当該製品の部材費を低減するための改善の指針を提示する設計支援方法であって、
予め、種々の材料およびその加工方法により実現できる部材の属性および属性値と材料・工法のコストをデータベースとして保存する属性データベース保存ステップと、
前記製品設計案において、製品の構成部品、各部品が他部品に作用する機能、これらの機能を有効にするために各部品が有する属性を表わす構造分析データと、前記各構成部品の材質、工法、部材費を含む部品表データの入力を受付けるステップと、
前記構造分析データ、前記部品表データ、および前記属性データベースの情報より、前記改善対象製品を構成する各部品、前記各機能、および前記各属性が、前記改善対象製品を構成する全部品の部材費の合計に影響する度合いを表わす部材費影響度指数を算出するステップと、
改善対象製品の部材費合計の低減目標値Ｔｔｃを設定するステップと、
改善対象製品を構成する各部品の部材費を比較し、部材費が大きい部品の順に部材費を積算して、積算値が低減目標値Ｔｔｃに達したら積算を終了し、積算された部品を改善対象部品として抽出するステップと、
抽出された改善対象部品の機能のうち、所定の閾値以上の機能指数を持つ機能を改善対象機能として抽出するステップと、
抽出された改善対象機能を有効にする属性のうち、所定の閾値以上の属性指数を持つ属性を改善対象属性として抽出するステップと、
その結果を画面表示して提示する提示ステップとを有することを特徴とする設計支援方法。
【請求項２】
予め、過去の多数の設計事例を基に決定した部材費低減のための各機能および属性の改善策をデータベースとして保存する部材費改善指針構築データベース保存ステップと、
前記抽出された改善対象部品、改善対象機能、および改善対象属性に関連する改善指針を前記部材費改善指針構築データベースから抽出するステップと、
抽出された改善指針とこれに関連する部品、機能、属性から具体的な改善指針を作成する改善指針作成ステップと、
その結果を画面表示して提示する提示ステップとを更に有することを特徴とする請求項１に記載の設計支援方法。
【請求項３】
改善対象の製品設計案に対し、当該製品の部材費を低減するための改善の指針を提示する設計支援システムであって、
予め、種々の材料およびその加工方法により実現できる部材の属性および属性値と材料・工法のコストが保存された属性データベースと、
前記製品設計案において、製品の構成部品、各部品が他部品に作用する機能、これらの機能を有効にするために各部品が有する属性を表わす構造分析データと、前記各構成部品の材質、工法、部材費を含む部品表データの入力を受付ける入力手段と、
(1)前記構造分析データ、前記部品表データ、および前記属性データベースの情報より、前記改善対象製品を構成する各部品、前記各機能、および前記各属性が、前記改善対象製品を構成する全部品の部材費の合計に影響する度合いを表わす部材費影響度指数を算出し、
(2)改善対象製品の部材費合計の低減目標値Ｔｔｃを前記入力手段より受付けて設定し、
(3)改善対象製品を構成する各部品の部材費を比較し、部材費が大きい部品の順に部材費を積算して、積算値が低減目標値Ｔｔｃに達したら積算を終了して、積算された部品を改善対象部品として抽出し、
(4)抽出された改善対象部品の機能のうち、所定の閾値以上の機能指数を持つ機能を改善対象機能として抽出し、および
(5)抽出された改善対象機能を有効にする属性のうち、所定の閾値以上の属性指数を持つ属性を改善対象属性として抽出する演算手段と、
その結果を画面表示して提示する提示手段とを有することを特徴とする設計支援システム。
【請求項４】
予め、過去の多数の設計事例を基に決定した各機能および属性の部材費低減のための改善指針を保存する部材費改善指針構築データベースと、
前記演算手段が、更に前記抽出された改善対象部品、改善対象機能、および改善対象属性に関連する改善指針を前記部材費改善指針構築データベースから抽出し、および
前記抽出された改善指針とこれに関連する部品、機能、属性から具体的な改善指針を作成し、
前記提示手段が、更にその結果を画面表示することを特徴とする請求項３に記載の設計支援システム。
【請求項５】
改善対象の製品設計案に対し、当該製品の製造費を低減するための改善の指針を提示するための設計支援方法であって、
予め、種々の材料およびその加工方法により実現できる部材の属性および属性値と材料・工法のコストをデータベースとして保存する属性データベース保存ステップと、
予め、過去の多数の設計事例を基に決定された各組付動作および組付動作に伴う組付属性の組付難さの度合いを示す係数である組付難さ係数をデータベースに保存する組付難さ係数データベース保存ステップと、
予め、過去の多数の設計事例を基に決定した各組付動作および組付動作に伴う組付属性の組付不良ポテンシャルの度合いを示す係数である組付不良係数をデータベースに保存する組付不良係数データベース保存ステップと、
前記製品設計案において、製品の構成部品、各部品が他部品に作用する機能、これらの機能を有効にするために各部品が有する属性を表わす構造分析データと、前記各構成部品の材質、工法、部材費を含む部品表データと、製品の構成部品、各部品の組付動作、組付動作に伴う組付属性を表わす組付動作分析データの入力を受付けるステップと、
前記属性データベースから読み出した種々の材料・工法の属性値・コストと、組付難さ係数データベースから読み出した組付難さ係数と、組付不良係数データベースから読み出した組付不良係数から前記製品設計案の構成部品、機能、属性、組付動作、組付属性の、部材費と組立費と組立不良による損失費を合計した製造費に対する影響度を示す製造費影響度指数を算出する演算ステップと、
その結果を画面表示して提示する提示ステップとを有することを特徴とする設計支援方法。
【請求項６】
予め、過去の多数の設計事例を基に決定された各機能および属性の部材費低減のための改善指針をデータベースに保存する部材費改善指針データベース保存ステップと、
予め、過去の多数の設計事例を基に決定した組付動作・組付属性および該組付動作・組付属性の組立時間短縮のための改善指針をデータベースとして保存する組立費改善指針データベース保存ステップと、
予め、過去の多数の設計事例を基に決定した組付動作・組付属性および該組付動作・組付属性の組立不良低減のための改善指針をデータベースとして保存する組立費改善指針データベース保存ステップと、
製造費影響度指数が高い部品、機能、属性を選択する選択ステップと、
選択された部品、機能、属性、組付動作、組付属性に関連する改善指針を前記データベースから抽出する抽出ステップと、
抽出された改善指針とこれに関連する部品、機能、属性から具体的な改善指針を作成する改善指針作成ステップと、
その結果を画面表示して提示する提示ステップとを更に有することを特徴とする請求項５に記載の設計支援方法。
【請求項７】
改善対象の製品設計案に対し、当該製品の製造費を低減するための改善の指針を提示する設計支援システムであって、
予め、種々の材料およびその加工方法により実現できる部材の属性および属性値と材料・工法のコストが保存された属性データベースと、
予め、過去の多数の設計事例を基に決定した各組付動作および組付動作に伴う組付属性の組付難さの度合いを示す組付難さ係数を保存する組付難さ係数データベースと、
予め、過去の多数の設計事例を基に決定した各組付動作および組付動作に伴う組付属性の組付不良ポテンシャルの度合いを示す組付不良係数を保存する組付不良係数データベースと、
前記製品設計案において、製品の構成部品、各部品が他部品に作用する機能、これらの機能を有効にするために各部品が有する属性を表わす構造分析データと、前記各構成部品の材質、工法、部材費を含む部品表データと、製品の構成部品、各部品の組付動作、組付動作に伴う組付属性を表わす組付動作分析データの入力を受付ける入力手段と、
前記属性データベースから読み出した種々の材料・工法の属性値・コストと、組付難さ係数データベースから読み出した組付難さ係数と、組付不良係数データベースから読み出した組付不良係数から前記製品設計案の構成部品、機能、属性、組付動作、組付属性の、部材費と組立費と組立不良による損失費を合計した製造費に対する影響度を示す製造費影響度指数を算出する演算手段と、
その結果を画面表示して提示する提示手段とを有することを特徴とする設計支援システム。
【請求項８】
予め、過去の多数の設計事例を基に決定した各機能および属性の部材費低減のための改善指針を保存する部材費改善指針データベースと、
予め、過去の多数の設計事例を基に決定した組付動作・組付属性および該組付動作・組付属性の組立時間短縮のための改善指針を保存する組立費改善指針データベースと、
予め、過去の多数の設計事例を基に決定した組付動作・組付属性および該組付動作・組付属性の組立不良低減のための改善指針を保存する組立費改善指針データベースとを更に有し、
前記演算手段は、更に製造費影響度指数が高い部品、機能、属性を選択し、
前記選択された部品、機能、属性、組付動作、組付属性に関連する改善指針を前記データベースから抽出し、
前記抽出された改善指針とこれに関連する部品、機能、属性から具体的な改善指針を作成し、
前記提示手段が、更にその結果を画面表示することを特徴とする請求項７に記載の設計支援システム。
【請求項９】
前記改善指針作成ステップが、
改善対象部品と製品を構成する他部品との隣接性を評価するステップと、
改善対象部品の有する属性と他部品の有する属性の類似性を評価するステップと、
前記隣接性と属性類似性から改善対象部品の機能の他部品への機能再配置可能性を評価するステップと、
その結果を画面表示して提示する提示ステップとを有することを特徴とする請求項２に記載の設計支援方法。
【請求項１０】
前記改善指針作成ステップが、
改善対象部品と製品を構成する他部品との隣接性を評価するステップと、
改善対象部品の有する属性と他部品の有する属性の類似性を評価するステップと、
前記隣接性と属性類似性から改善対象部品の機能の他部品への機能再配置可能性を評価するステップと、
その結果を画面表示して提示する提示ステップとを有することを特徴とする請求項６に記載の設計支援方法。
【請求項１１】
前記改善指針作成ステップが、
改善対象部品と製品を構成する他部品との最短距離をＣＡＤデータに従って算出するステップと、
前記最短距離により改善対象部品と製品を構成する他部品との隣接性を分類評価するステップと、
改善対象部品の有する属性と他部品の有する属性の類似性を評価するステップと、
前記隣接性と属性類似性から改善対象部品の機能の他部品への機能再配置可能性を評価するステップと、
その結果を画面表示して提示する提示ステップとを有することを特徴とする請求項２に記載の設計支援方法。
【請求項１２】
前記改善指針作成ステップが、
改善対象部品と製品を構成する他部品との最短距離をＣＡＤデータに従って算出するステップと、
前記最短距離により改善対象部品と製品を構成する他部品との隣接性を分類評価するステップと、
改善対象部品の有する属性と他部品の有する属性の類似性を評価するステップと、
前記隣接性と属性類似性から改善対象部品の機能の他部品への機能再配置可能性を評価するステップと、
その結果を画面表示して提示する提示ステップとを有することを特徴とする請求項６に記載の設計支援方法。
【請求項１３】
前記改善指針作成ステップが、
改善対象部品と製品を構成する他部品との隣接性を評価するステップと、
改善対象部品の有する属性と他部品の有する属性の類似性を評価するステップと、
前記隣接性と属性類似性から改善対象部品の機能の他部品への機能再配置可能性を評価するステップと、
改善対象部品が他部品に作用する全ての機能の再配置可能性を前記機能再配置可能と評価された部品のあらゆる組合せの前記機能再配置可能性評価値の総和により評価するステップと、
その結果を画面表示して提示する提示ステップとを有することを特徴とする請求項２に記載の設計支援方法。
【請求項１４】
前記改善指針作成ステップが、
改善対象部品と製品を構成する他部品との隣接性を評価するステップと、
改善対象部品の有する属性と他部品の有する属性の類似性を評価するステップと、
前記隣接性と属性類似性から改善対象部品の機能の他部品への機能再配置可能性を評価するステップと、
改善対象部品が他部品に作用する全ての機能の再配置可能性を前記機能再配置可能と評価された部品のあらゆる組合せの前記機能再配置可能性評価値とそれらの機能に対する前記部材費影響度指数との積の総和により評価するステップと、
その結果を画面表示して提示する提示ステップとを有することを特徴とする請求項２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、家電品、OA製品などの設計を支援する方法およびそのシステムに関する。
【背景技術】
【０００２】
製品設計において、従来、部材費低減設計を支援する方法として、例えば特許文献１に記載のように、設計仕様を満足する材料を環境コスト、為替レートを加味して決定する方法が提案されている。
【０００３】
また、部材費低減設計技法としては、例えば非特許文献１に記載のように改善したい製品の構成部品の機能を分析し、構成部品のコストをその機能に (1)機能達成度、(2)貢献度、(3)均等の何れかにより配分し、この配分コストを機能系統毎に集計し、その大きさにより改善すべき機能を抽出し、ブレーンストーミング等でアイデア発想する方法が提案されている。
【０００４】
さらに、課題を解決する改善策を創出する方法としては、例えば非特許文献２に記載のように、改善したい項目と改善により発生する課題を２元表から選択することにより、その改善策のヒントが記載された項をガイドする方法が提案されている。
【０００５】
次に、構成部品の組立時間を定量評価する方法として、例えば特許文献２に記載のように、製品の組付動作を分析し、その構成要素から各部品毎の組立時間を算出する方法が提案されている。
【０００６】
また、組付不良ポテンシャルを定量評価する方法として、例えば特許文献３に記載のように、製品の組付動作を分析し、その構成要素から各部品毎の組付不良ポテンシャルを算出する方法が提案されている。
【０００７】
さらに、混沌とした過去の改善事例の中から抽象度の高い改善策を抽出する方法としては、例えば非特許文献３に記載のように、類似した事例をグルーピングし、これらを抽象化した上位概念で代表させる方法が提案されている。
【０００８】
【特許文献１】特開2002-373182号公報
【特許文献２】特開2003-39260号公報
【特許文献３】特開平10-334151号公報
【非特許文献１】「バリューエンジニアリング」（佐藤嘉彦, ユーリーグ(株), 1996年）
【非特許文献２】「Matrix 2003:Updating the TRIZ Contradiction Matrix」(Darrell Mann, Simon Dewulf,Boris Zlotin, Alla Zusman, CREAX Press,ベルギー、2003年
【非特許文献３】「発想法」（川喜田二郎、中央公論新社、1967）
【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、製品構造はそのままにして、材料費の低減を図るだけでは、大きな製造原価低減効果が得られない場合が多くあった。
【００１０】
また、非特許文献１における部品コスト配分方法は、(1)機能達成度、(2)貢献度等によるもので、直接コストに関連する客観的な根拠がない。よって、これらを機能系統毎に集計したコストを改善対象とする根拠がない。また、改善構造創出をアイデア発想という個々人の能力に依存するため、有効な改善構造案が創出できず立ち往生する場合が多くあった。
【００１１】
さらに、非特許文献２における二元表は、基本性能に関するもので、部材費低減構造の創出に適用することができなかった。
【００１２】
次に、構成部品の組立時間を定量評価し、組立時間が長くかかる難組付部品を抽出しても、それを改善する方法が分からず、立ち往生してしまう場合が多くあった。
【００１３】
また、構成部品の組立不良ポテンシャルを定量評価し、組立不良ポテンシャルが高い部品を抽出しても、それを改善する方法が分からず、立ち往生してしまう場合が多くあった。
【００１４】
さらに、部材費低減のための改善案と、組立時間短縮のための改善案と、組立不良低減のための改善案が複数案創出した場合、どの改善案を優先的に実施した方が良いか分からない場合が多くあった。
【００１５】
本発明の目的は、上記課題を解決すべく、定式化された手順により、客観的な根拠により改善すべき部品、機能、属性、組付動作、組付属性を定量評価し、これを改善する指針を生成することにより部材費、組立費、組立不良に伴う損失を低減する改善構造の創出を支援する設計支援方法およびそのシステムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
上記目的を達成するために、本発明の設計支援システムは、改善対象とした設計事例において、部材費、組立費、組立不良に伴う損失を低減するための構造改善指針を抽出する。その処理のために、本設計支援システムは、予め種々の材料・工法より実現できる属性・属性値と材料・工法コストと、各組付動作・組付属性の組立難さを示す係数と組付不良ポテンシャルを示す係数と、機能・属性の部材費低減のための改善指針と、組付動作・組付属性の組立時間を短縮するための改善指針と、組付動作・組付属性の組立不良低減のための改善指針をデータベースとして保存しておき、前記設計事例の構成部品、機能、属性、組付動作、組付属性から、部材費と組立費と組立不良に伴う損失に影響度が大きい要素を抽出し、それらを改善する指針を生成する。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、改善対象製品の構成部品の機能と属性および組付動作と組付属性を分析することにより、部材費を低減し、組立時間を短縮し、組立不良を低減する構造改善指針を生成することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
本発明に係わる実施形態について図面を用いて詳細に説明する。
【実施例１】
【００１９】
まず、本発明に係わる設計支援システムの第１の実施の形態について説明する。図1は本発明に係わる設計支援システムの一実施の形態を示す概略構成図である。本発明に係わる設計支援システム１は、入力手段10と、出力手段20と、演算手段30と、データベース部40とから構成される。入力手段10は、キーボード11、マウス12等により構成される。出力手段20は、ディスプレー21、印刷手段22等により構成される。演算手段30は、CPU31とROM32とRAM33と入出力部34により構成される。そして、演算手段30とディスプレー21とによって抽出提示手段が構成される。
【００２０】
また、データベース部40は、属性データベース41と部材費改善指針構築データベース44とにより構成される。なお、組付難さ係数データベース42と組付不良係数データベース43と総組立費改善指針構築データベース45は、第２の実施形態で使用する。本実施形態では使用しない。
【００２１】
次に、本発明に係わる設計支援システム１において、部材費を低減する改善設計を行う第１の実施の形態について説明する。図２は、設計支援システム１における設計支援処理フローの第１の実施の形態を示す図である。図３は、本実施例の設計事例とした構造モデル100である。図４は、前記構造モデル100の部品表である。
１．構造分析
図２のステップS201において、設計者が改善対象製品の構造を分析し、設計支援システム１が設計者に対して提供した設計支援インタフェースに従って、構造分析データ、および前記改善対象製品の部品表データを設計支援システム１に入力する。この構造分析データは、前記改善対象製品を構成する部品と、これらの各部品が他の部品に対して果たす機能と、これらの機能を有効にするために各部品が有する属性を分析して、各部品が有していると設計者が判断した機能と属性を所定の形式にて残らず入力したものである。本実施の形態では、図３に示す構造モデル100を改善対象製品とする。これは、部品101の上に部品102を取付け、その上に部品103と部品107を予め部組したものを置き、その上に部品104を取付け、さらにその上に部品105を置き、部品106を部品101に取付けたものである。
【００２２】
設計者が入力する部品表データの例として、図４に、構造モデル100の部品表を示す。設計者が設計の評価時点で入力した部品101〜107は、それぞれ材料1〜7を工法1〜7により製造されるものである。また、それらの各部品の材料費と加工費の合計である部材費を部品表内に入力する。
【００２３】
図５に、前記構造分析結果をまとめた前記構造分析データの例を示す。構造分析は、例えば以下の手順で行う。なお、全ての部品について分析を行ってもよいが、ここでは最も部材費が高い部品104の分析事例を示す。
（１）構造モデル100の構成部品と部材費を転記する。
（２）改善対象とした部品104が何らかの機能を果たしている関連部品を全て抽出する。
ここでは、部品105と部品103と空間108を抽出した。
（３）部品104がこれらの関連部品に果たす機能を抽出する。ここでは、以下とした。
[1]  部品104は、部品105の下面を支持する。
[2]  部品104は、空間108に光を反射する。
[3]  部品104は、部品103を側面および上面で保持する。
（４）（３）で抽出したそれぞれの機能を有効にするために、部品104が有している属性を全て抽出する。さらに、それらの属性値の範囲を明記する。
以上をまとめて、例えば図５に示すようなデータテーブル形式の前記設計支援インタフェースより設計支援システム１に入力する。
２．部材費影響度指数算出
図２のステップS202において、設計支援システム１が、ステップS201で設計者より入力された前記構造分析データ、前記部品表データ、および属性データベース41の情報より、前記改善対象製品を構成する各部品、前記各部品が他の部品に対して果たす各機能、および前記各機能を有効にするために各部品が有する各属性が、前記改善対象製品を構成する全部品の部材費の合計に影響する度合いを、全部材費を100とした指数として算出する。
【００２４】
図６に示す属性データベース41は、データ項目が、部材、材質、工法、材料費、加工費、部材費、および多種の属性より成るデータレコード形式に登録されたデータベースである。各データレコードは、材質と工法のデータの組合せによって一義的に識別される。部材のデータは、各データレコードを識別するＩＤに相当して、データレコードの検索に使用される。図６に例示した属性は、図５の構造分析データの例において示した属性のみを、説明のために属性値を示しているが、実際は、材料便覧等に記載の項目、加工技術の教科書、関連技術より収集された各種の属性項目が配列される。その中には、部品の「大きさ」に係わる属性、および、部品の「重量」に係わる属性も含まれる。
【００２５】
属性データベース41の各データレコードは、例えば現実に存在する部品、またはデータベース登録のために想定された部品をモデルとして、その部品を製造する材料の材質情報と、その部品を製造する工法の情報との組合せをデータレコードの候補として、それらの組合せの情報と同じ既存のデータレコードが、属性データベース41上に登録されていなければ、新たなデータレコードとして登録を行う。その登録処理では、前記モデルとなる部品の形状を登録するのではなく、その部品の「大きさ」に係わる属性、および、その部品の「重量」に係わる属性を登録する。また、その部品のその他の属性の値も、値が明らかな属性データのみ登録する。また、前記登録した部品の材料の単価と、その部品の「大きさ」、「重量」に係わる属性より材料費を算出して、材料費の欄に登録する。また、更に、前記登録した部品の工法の単価と、その部品の「大きさ」、「重量」に係わる属性より加工費を算出して、加工費の欄に登録する。前記材料費と前記加工費を加算して部材費を求めて、部材費の欄に登録する。最後に、部材の欄に部材名としてユニークな名称を登録する。以上、新たに登録したデータレコードは、前記部品をモデルとしているが、前記部品固有のデータを登録するものではなく、その部品の形状は抽象化して、「大きさ」、「重量」に係わる属性を登録している。材質情報と工法の情報との組合せが一義的な、新しいデータレコードを登録するものである。従って、材質情報と工法の情報との組合せが、既存のデータレコードの情報と同じものであれば、登録処理は行わない。以上の登録処理によって、属性データベース41を事前に作成している。また、随時更新される。
【００２６】
次に、部材費影響度指数の算出手順を以下に説明する。図２６のフローチャートに示す。
（１）改善対象製品を構成する全部品の部材費の合計を算出する。(ステップS2602)
（２）ある一つの改善対象部品の有無による部材費合計の差は、その部品があることにより生じた金額と見なすことができる。そこで、この部材費合計の差を部材費合計で除した値に100を掛けた値を部材費影響度指数の部品指数として定義する。例えば、部品104の部品指数は次式となる。
(28/100)×100＝28  ‥‥（数１）
（３）ある一つの改善対象部品の特定の機能を有効にする全ての属性の有無による部材費の差は、その機能があることにより生じた金額と見なすことができる。そこで、この部材費の差を部材費合計で除した値に100を掛けた値を部材費影響度指数の機能指数として定義する。例えば、部品104の機能「部品105を支持する」の場合、機能「部品105を支持する」を有効にする部品104の属性「引張強さ」「熱膨張率」を満足せずに、それ以外の部品104の属性を満足している材質と工法のデータの組合せのデータレコード材質/工法を、属性データベース41から抽出する。該当する材質と工法のデータの組合せのデータレコードが複数ある場合は、最も安価な部材を選択する。図６の属性データベース41の例から、該当する部材として部材4f1が選択される。そして、部品104の機能「部品105を支持する」の機能指数は次式となる。
【００２７】
((28-18)/100)×100＝10  ‥‥（数２）
（４）ある一つの改善対象部品の機能を有効にする特定の属性の有無による部材費の差は、その属性があることにより生じた金額と見なすことができる。そこで、この部材費の差を部材費合計で除した値に100を掛けた値を部材費影響度指数の属性指数として定義する。例えば、部品104の機能「部品105を支持する」を有効にする属性「引張強さ」の場合、部品104の属性「引張強さ」を満足せずに、それ以外の部品104の属性を満足している材質と工法のデータの組合せのデータレコード材質/工法を、属性データベースから抽出する。該当する材質と工法のデータの組合せのデータレコードが複数ある場合は、最も安価な部材を選択する。ここでは、部材4a1が選択される。そして、部品104の機能「部品105を支持する」を有効にする属性「引張強さ」の属性指数は次式となる。
【００２８】
((28-22)/100)×100＝6  ‥‥（数３）
以下同様に、入力された構造分析データの全ての構造要素（部品、機能、属性）について、部材費影響度指数を算出する。(ステップS2603〜S2605)
３．改善要素抽出
図２のステップS203において、設計支援システム１が、ステップS202で算出した部材費影響度指数に基づいて、改善が必要な構造要素を抽出する。手順を以下に説明する。
（１）設計者が予め設定、入力した、改善対象製品の部材費を低減する部材費合計の目標値を読み込んで、以下の処理の閾値Ｔtcとする。(ステップS2606)
（２）前記改善対象製品を構成する各部品の部材費を、大きい順に（１）で設定した閾値Ｔtcに達するまで積算し、閾値Ｔtcに達した時点で積算を終了して(ステップS2607)、その中に含まれた全ての部品を改善が必要な部品候補として抽出する。(ステップS2608)
（３）（２）で抽出された部品が果たす機能の中で、その機能指数が予め設定した閾値Ｔfiを超えた機能を改善が必要な機能として抽出する。(ステップS2609)
（４）（３）で抽出された機能を有効にする属性の中で、その属性指数が予め設定した閾値Ｔpiを超えた属性を改善が必要な属性として抽出する。(ステップS2610)
本実施の形態では、改善が必要な部品として部品104を、機能として「光を反射する」を、属性として「反射率」を抽出した。結果を図７に◎印を付して示す。
【００２９】
改善が必要な構造要素（部品、機能、属性）の抽出のみが目的の場合、図７に示すように、図２のステップS204において、設計支援システム１が、ステップS203で抽出した改善が必要な構造要素を表示する。図２のステップS205において、設計者は図７の結果を参照することにより、部材費低減のために改善が必要な構造要素を効率よく見つけることができるので、設計時間の短縮を図ることができる。
【００３０】
改善指針の抽出が目的の場合、図２のステップS204およびS205は行わず、ステップS203からステップS206に進む。
４．改善指針生成
図２のステップS206において、設計支援システム１が、ステップS203で抽出した改善が必要な構造要素に対する改善指針を、設計者による入力データと部材費改善指針構築データベース44に従って生成する。
【００３１】
まず、部材費改善指針構築データベース44について説明する。図８に示すように、部材費改善指針構築データベース44は、過去の種々の改善事例を抽象化した改善指針と、改善対象となった構造要素との対応を付けたものである。さらに、改善指針と関連する「より詳細な改善指針」を、下記技法により作成するように示唆する。なお、各技法の詳細については、後述する。
（１）機能再配置指針生成技法、（２）全機能再配置指針生成技法、（３）材質/工法代替え指針生成方法、（４）材質/工法標準化指針生成方法
設計支援システム１は、図９に示すように、ステップS203で抽出した改善が必要な構造要素に対する改善指針を生成する。また、生成された改善指針に基づいて設計者が創出した改善構造事例を、図１０に示す。次に、図９の内容について説明する。
【００３２】
まず、No.1の「部品104の部材費を低減するために、部品104の全ての機能を他部品に再配置し、これを削除する」について説明する。まず、改善目的を明確にする。ここでは、改善対象部品である「部品104」と、改善目的である「部材費を低減するために、」の組合せの改善指針が設定される。部材費改善指針構築データベース44から、部品の改善指針である「「部品」の全ての機能を他部品に再配置し、これを削除する」が抽出され、これと改善対象部品である「部品104」が組合わされる。
【００３３】
しかし、上記改善指針は抽象的な表現であるため、全ての機能を他部品に再配置するより詳細な改善指針を作成し、これを表に挿入する。全ての機能を他部品に再配置する改善指針は、次の２段階で作成する。
（１）部品の機能を他部品に再配置する改善指針を生成する（機能再配置指針生成技法）。
（２）部品の果たす全ての機能を他部品に再配置する（全機能再配置指針生成技法）。
以下、それぞれについて詳述する。
４．１  機能再配置指針生成技法
図５の構造分析データに示すように、製品を構成する各部品には、他部品に作用する何らかの機能がある。この機能を他部品に再配置することにより、構造の簡素化、材料コストの低減を図ることができる。そこで、定式化された技法により、機能を再配置するのに適した他部品を抽出する。
【００３４】
機能を再配置するのに適した他部品が備えるべき必要条件は、下記２項目である。
（１）隣接性：改善対象部品に隣接している。
（２）属性類似性：改善対象部品の機能を有効にするために必要な属性と類似した属性を有すること。
【００３５】
さらに、機能再配置による改善効果が大きい機能は、部材費影響度指数の機能指数が大きい機能である。そこで、機能再配置効果の大きさを表す指数（再配置効果指数）を、次式(数４)により定義する。
【００３６】
[再配置効果指数]＝[隣接性]×[属性類似性]×[部材費影響度指数の機能指数]‥‥（数４）
図11-1〜3に示す画面表示例は、設計支援システム１が設計者に[隣接性]と[属性類似性]を評価することを促すインタフェース画面を提示して、それに対して設計者が[隣接性]と[属性類似性]を評価して入力を行い、入力データに従って設計支援システム１が[再配置効果指数]を算出する処理を表す。(図２７のフローチャートに示す。)
（１）まず、図11-1に示すように、改善対象部品の部品104と、製品を構成する他部品の二元表を作成して表示する。設計者は、部品104と他部品の隣接性を、以下の３段階で評価して入力する(ステップS2702)。入力する記号例は下記とした。
[1]◎：直接接する、[2]○：隣接している、[3]△：隣接化可能(設計変更によって隣接が可能と判断した場合)
（２）次に、図11-2に示すように、部品104に関する入力データ(構造分析データ)と、他部品の材質/工法の二元表を作成して表示する。設計者は、部品104の属性と他部品の属性の類似性を、以下の３段階で評価して入力する(ステップS2703)。入力する記号例は下記とした。
[1]◎：同様属性、[2]○：類似属性、[3]△：類似属性付与可能(設計変更によって類似属性を付与可能と判断した場合)
（３）設計支援システム１は、設計者が評価・入力した上記の評価データを使用して、図11-3に示すように、部品104の機能毎に、隣接性と属性類似性の両方に記号が付いた再配置候補部品について、その隣接性と属性類似性の積として再配置候補指数を算出する。ここでの計算では、◎=3、○=2、△=1としている。
さらに、この再配置候補指数に部材費影響度指数の機能指数を掛けて、再配置効果指数を算出する(ステップS2704)。
【００３７】
以上により、本事例では、部品104の「光を反射する」機能を、部品102に再配置する改善が最も部材費低減効果が大きいという指針が得られる。
【００３８】
設計支援システム１が[再配置効果指数]を算出する他の処理例を示す。図２８のフローチャートに示す。設計支援システム１は、設計者による改善対象製品の指定を入力手段から受けるとともに、前記構造分析データ、前記部品表データ、および必要に応じて製品・部品のＣＡＤデータを、入力手段10を介して、または通信手段50を介して、製品・部品ＣＡＤデータベース60より入手する(ステップS2801)。図12-1〜4に示すように、設計支援システム１が、[隣接性]と[属性類似性]を評価し、[再配置効果指数]を算出する。
（１）まず、図12-1に示すように、改善対象製品およびその構成部品のＣＡＤデータに従って改善対象部品と他部品との最短距離を算出する。この距離Xにより、隣接性を評価する(ステップS2802)。各記号の内容は例えば以下のように定義している。
[1]◎：X=0、[2]○：0＜X≦1.0、[3]△：1.0＜X≦2.0
（２）次に、図12-2に示すように、部品104に関する入力データ(構造分析データの属性データ)と、構成部品の他部品の材質/工法との二元表(データテーブル)を作成する。部品104の有する属性値域を満足する属性値を有する他部品を、前記部品表、および属性データベース41から抽出する。図12-2に示す属性データベース41に格納された各材質/工法の組み合わせによって特定される各データレコードの属性値が１つの値で示されているが、必ずしも１つの値でなくて、属性値の範囲で登録されていることもある。部品104の有する属性値域を、属性データベース41に格納されたある１つの部材の属性値または属性値域が満足するとは、部品104の有する属性値域に完全に含まれることである。
【００３９】
本事例では、設計支援システム１は、改善対象部品の属性と、他の構成部品の属性との類似性を、以下の３段階で評価する(ステップS2803)。
[1]◎：改善対象部品の属性値域に他の構成部品の属性値または属性値域が含まれる、[2]○：改善対象部品の属性値の下限値の90%まで属性値域を広げて、または他の構成部品の属性値または属性値域の上限値を90%に変更して、改善対象部品の属性値域に含まれる、[3]△：改善対象部品の属性値の下限値の80%まで属性値域を広げて、または他の構成部品の属性値または属性値域の上限値を80%に変更して、改善対象部品の属性値域に含まれる。
（３）次に、図12-3に示すように、部品104の機能毎に、隣接性と属性類似性の両方に記号が付いた再配置候補部品について、その隣接性と属性類似性の積として再配置候補指数を算出する。ここで、評価点を◎=3、○=2、△=1としている。
さらに、この再配置候補指数に部材費影響度指数の機能指数を掛けて、再配置効果指数を算出する(ステップS2804)。
（４）最後に、図12-4に示すように、図２の設計支援システム１のステップS103で、改善が必要な構造要素として再配置効果指数が最も大きくなる機能と再配置候補部品を選択して、抽出した[光を反射する]機能の再配置指針情報を出力する。または全ての再配置候補部品を、再配置効果指数を対比して出力する(ステップS2805)。
４．２  全機能再配置指針生成技法
部品の果たす機能を全て他部品に再配置することにより、その部品を削除する改善指針を作成する処理である。手順を以下に示す。
（１）まず、４．１と同様の手順により、改善対象部品の全機能に対し、再配置候補部品を選択して、および再配置効果指数を計算して、その結果より、各機能毎に機能再配置指針候補を作成する。
（２）次に、各機能から１つの指針を選択したあらゆる組合せにおいて、その再配置効果指数の合計を算出する。
（３）最後に、図13に示すように、図２の設計支援システム１のステップS203で改善が必要な構造要素として抽出した「部品104」の再配置候補組合せ案を、再配置効果指数合計の大きい順にリストアップする。
【００４０】
次に、図９のNo.2の「部品104の部材費を低減するために、部品104の全ての属性の属性値を満足する、より低コストの材質/工法に代える」について説明する。部材費改善指針構築データベース44から、部品の改善指針である「「部品」の全ての属性の属性値を満足する、より低コストの材質/工法に代える」を抽出し、これと改善対象部品である「部品104」を組合せた。
【００４１】
しかし、上記改善指針は抽象的な表現であるため、全ての属性の属性値を満足するより低コストの材質/工法に代えるより詳細な改善指針を作成し、これを表に挿入する（材質/工法代替え指針生成方法）。
【００４２】
部品が有するすべての属性の属性範囲を満足する、より低コストの材質/工法を抽出し、材質/工法代替え指針として生成する。手順を以下に示す。
（１）まず、図14に示すように、属性データベース41に格納された材質/工法の組み合わせで識別される各データレコードの属性値が、部品104が有する属性の属性範囲を全て満足するものを抽出する。本事例では、部材4c1と部材6を抽出している。
（２）その中から、部材費が部品104の部材費を下回る部材を抽出する。
（３）これらの部材を使用した代替え部品とした改善指針を構築し、効果の大きい順にリストアップする。
【００４３】
次に、図９のNo.3の「部品104の部材費を低減するために、部品104の全ての属性の属性値を満足する他部品の材質/工法に代え、材質/工法の標準化を図る」について説明する。削除できない部品を製作する際、複数の部品を同一材質、同一工法で製作できれば、材料費や加工費を低減することができる。ここでは、材質/工法の同一化による部材費の低減方法を材質/工法の標準化と呼ぶ。部材費改善指針構築データベース44から、部品の改善指針である「「部品」の全ての属性の属性値を満足する他部品の材質/工法に代え、標準化を図る」を抽出し、これと改善対象部品である「部品104」を組合せた。
【００４４】
しかし、上記改善指針は抽象的な表現であるため、全ての属性の属性値を満足する他部品の材質/工法に代えるより詳細な改善指針を作成し、これを表に挿入する（材質/工法標準化指針生成方法）。
【００４５】
改善対象部品が有するすべての属性の属性範囲を満足する属性を有する他部品を抽出し、材質/工法標準化指針として生成する手順を以下に示す。
（１）まず、部品表(図４)から他の構成部品の材質/工法のデータを読み出し、図14に示すように、属性データベース41に格納された他部品の前記材質/工法を有するデータレコードの属性値が、改善対象部品104が有する属性の属性範囲を全て満足する部材を抽出する
（２）前記抽出した部材の中から、部材費が部品104の部材費と同等か、下回る部材を抽出する。
（３）これらの部材より成る標準化部品へ改善することを推奨する改善指針を作成し、部材費が改善する効果の大きい順にリストアップする。
【００４６】
次に、図９のNo.4の「部品104の部材費を低減するために、部品104を細分化し、その一部を変容させ、再統合する。」について説明する。部材費改善指針構築データベース44から、部品の改善指針である「「部品」を細分化し、その一部を変容させ、再統合する。」を抽出し、これと改善対象部品である「部品104」を組合せた。
【００４７】
この指針は、例えば家電品の樹脂製シャーシ等において、高い断熱性が要求された場合、シャーシを二重構造にしてその中に断熱材を挟み込むのではなく、シャーシを外側・中央部・内側の3要素に細分化し、中央部を発泡させて断熱効果を高め、外形および内部を通常の樹脂製表皮として一体成形した構造を抽象化したものである。
【００４８】
次に、図９のNo.5の「部品104の部材費を低減するために、部品104の「光を反射する」機能を、他部品に再配置し、構造の簡素化、材料費の低減を図る。」について説明する。部材費改善指針構築データベース44から、機能の改善指針である「「部品」の機能を、他部品に再配置し、構造の簡素化、材料費の低減を図る。」を抽出し、これと改善対象構造要素である「部品104」「光を反射する」を組合せた。
【００４９】
しかし、上記改善指針は抽象的な表現であるため、機能を他部品に再配置するより詳細な改善指針を作成し、これを表に挿入する。機能を他部品に再配置する改善指針の生成は、前記機能再配置指針生成技法で行う。
【００５０】
次に、図９のNo.6の「部品104の部材費を低減するために、部品104の「光を反射する」機能を、必要な空間/時間でのみ活性化する。」について説明する。部材費改善指針構築データベース44から、機能の改善指針である「「部品」の「機能」を、必要な空間/時間でのみ活性化する。」を抽出し、これと改善対象構造要素である「部品104」「光を反射する」を組合せた。
【００５１】
この指針は、例えば家電品の樹脂製シャーシ等において、その内側の特定の部分に高い光反射率が要求された場合、シャーシ全体を高反射率樹脂で成形するのではなく、高反射率が必要な部分だけを鏡面になるように成形する構造を抽象化したものである。
【００５２】
次に、図９のNo.7の「部品104の部材費を低減するために、部品104の「光を反射する」機能の一部を他部品に配置し、これを有効にするために必要な「反射率」属性の属性値を増加/低減する。」について説明する。部材費改善指針構築データベース44から、機能の改善指針である「「部品」の「機能」の一部を他部品に配置し、これを有効にするために必要な「属性」の属性値を増加/低減する。」を抽出し、これと改善対象構造要素である「部品104」「光を反射する」「反射率」を組合せた。これは、「機能」の再配置が前提となっているが、機能再配置に伴い主要な属性を無くすあるいは増減することで部材費が大きく変わる場合がある。
【００５３】
次に、図９のNo.8の「部品104の部材費を低減するために、部品104の「反射率」属性を、必要な空間/時間でのみ活性化する。」について説明する。部材費改善指針構築データベース44から、機能の改善指針である「「部品」の「属性」を、必要な空間/時間でのみ活性化する。」を抽出し、これと改善対象構造要素である「部品104」「反射率」を組合せた。
【００５４】
図２のステップS207において、設計支援システム１が、ステップS206で生成した改善指針を、ディスプレーに表示する。図２のステップS208において、設計者がディスプレーに表示された改善指針を参照することにより、効率よく改善構造を創出することができる。
【００５５】
図１０に、改善構造創出事例を示す。これは、部品104が果たす３機能を全て他部品に再配置することにより、これを削除した構造創出事例である。
（１）部品104の「部品105を支持する」機能は、改善指針No.1組合せ案１の「部品104の「部品105を支持する」機能を部品101に再配置する」に基づき、「部品101の上部に部品105を支持するクランク状の受け部を設け、これにより部品105を支持する」構造とした。
（２）部品104の「光を反射する」機能は、改善指針No.1組合せ案１の「部品104の「光を反射する」機能を部品102に再配置する」に基づき、「部品102の両端を延長して両側を折り曲げ、両側面の光を反射する」構造とした。
（３）部品104の「部品103を保持する」機能は、改善指針No.1組合せ案１の「部品104の「部品103を保持する」機能を部品103に再配置する」に基づき、「部品103の下部に、部品101と係合する突起を設け、これにより部品103自身を保持する」構造とした。
【００５６】
以上により、本発明によれば、構造分析データを入力するだけで、部材費低減効果の大きい構造要素の改善指針を得ることができるので、部材費低減設計の効率を向上させることができる。
【実施例２】
【００５７】
次に、本発明に係わる設計支援システムの第２の実施の形態について説明する。
図1は本発明に係わる設計支援システムの一実施の形態を示す概略構成図である。本発明に係わる設計支援システム１は、入力手段10と、出力手段20と、演算手段30と、データベース部40とから構成される。入力手段10は、キーボード11、マウス12等により構成される。出力手段20は、ディスプレー21、印刷手段22等により構成される。演算手段30は、CPU31とROM32とRAM33と入出力部34により構成される。そして、演算手段30とディスプレー21とによって抽出提示手段が構成される。
【００５８】
また、データベース部40は、属性データベース41と、組付難さ係数データベース42と、組付不良係数データベース43と、部材費改善指針構築データベース44と、総組立費改善指針構築データベース45により構成される。
【００５９】
次に、本発明に係わる設計支援システム１において、購入した部品の部材費と組立作業により発生した組立費と組立不良に伴う損失(以下、不良損失と略記)を合計した製造費を低減する改善設計を行う第２の実施形態について説明する。
【００６０】
図１５は、第２の実施形態の設計支援システム１における設計支援処理フローを示す図である。図３は、本実施例の設計事例とした構造モデル100である。図４は、構造モデル100の部品表である。図５は、構造モデル100の構造分析データである。
１．構造・組付動作分析
図１５のステップS301において、設計者が改善対象製品の構造と組付動作を分析し、その結果を設計支援システム１に入力する。ここでは、図３に示す構造モデル100を改善対象製品とする。その部品表を、図４に示す。
１．１  構造分析
改善対象製品を構成する部品と、これらの部品が他の部品に対して果たす機能と、これらの機能を有効にするために各部品が有する属性を分析する。第１の実施の形態で記述した構造分析と同一である。図５に、構造分析結果を示す。なお、部品と機能と属性を総称して構造要素と呼ぶ。設計者は、構造分析後に、改善対象製品の構造分析データ、および部品表データを設計支援システム１に入力する(S301)。
１．２  組付動作分析
改善対象製品を構成する部品と、これらの部品の組付動作と、組付動作のし易さに影響を及ぼす評価項目である組付属性を分析する。組付動作は、例えば「下移動」「横移動」「上移動」「整形」「保持」等の部品組付作業の動作内容を予め定めておき、その中より該当する組付動作を選択する。組付動作「下移動」を、基準組付動作とする。また、組付属性は、「柔軟」「同時嵌合」「意匠面あり」「結合部見難い」等、各種の属性を予め定義しておく。その中より、該当する組付属性を選択する。
【００６１】
図16に、構造モデル100の組付動作の概略図を示す。この組付動作を、組付要素（部品、組付動作、組付属性）に分けて分析する。
（１）部品101を下に降ろす。
（２）部品102を下に降ろし、部品101の上の置く
（３）部品107を途中まで降ろし、保持する。部品103を整形して位置を合わせ、横に移動して部品107に挿入する。このとき、部品107に同時嵌合する。また、部品107は傷つきやすい部品であるから、取り扱いに注意を要する。この部品107と部品103の部組品を整形して位置を合わせ、下に降ろして部品102の上に置く。そして、次の部品104の組付けが終わるまで、保持する。
（４）部品104を下に降ろし、部品102の上の置く。
（５）部品105を下に降ろし、部品104の上に置く。
（６）部品106を下に降ろし、部品101に取り付ける。
【００６２】
以上の結果を、設計者は、図１７に示すように表にまとめて組付動作分析データとし、図１５の設計支援システム１に入力する(S301)。なお、この場合の部品と組付動作と組付属性を総称して組付要素と呼ぶ。
２．製造費影響度指数算出
図１５のステップS302において、設計支援システム１が、ステップS301で入力された構造分析データ、部品表データおよび組付動作分析データと、並びに属性データベース41、組付難さ係数データベース42、および組付不良係数データベース43の情報より、各構造要素、および各組付要素が、製造費全体に及ぼす影響度を、全製造費を100とした指数として算出する。
【００６３】
まず、全製造費を算出する。これは、部材費と組立費と不良損失の総和である。部材費は、図４に示す部品表に加えられる形式で、設計者により入力される。組立費は、後述する組付動作分析データと組付難さデータベース42より算出される。不良損失は、後述する組付動作分析データと組付不良係数データベース43により算出される。
【００６４】
次に、構造要素、組付要素に分けて、その影響度の算出方法を説明する。
２．１  構造要素の製造費影響度指数の算出
構造要素の製造費影響度指数は、実施の形態１で算出した構造要素の部材費影響度指数の分母を部材費から製造費に代えたものである。よって、本事例では、図６で算出した部材費影響度指数と同様に算出されるものとする。
２．２  組付要素の製造費影響度指数の算出
組立費に関する影響度指数と不良損失に関する影響度指数を別々に算出し、その後合計する。
２．２．１  組立費に関する製造費影響度指数
図１７の組付動作分析データと組付難さデータベース42から、組立費と製造費影響度指数を算出する。
【００６５】
まず、組付難さ係数データベース42(図１８参照)について説明する。このデータベースは、予め定義された組付動作と組付属性を登録するとともに、標準的な大きさと重さの部品を基準組付動作「下移動」によって組付ける際に必要な組付時間を基準とし、その他の各組付動作によって同じ部品を組付ける場合に、組立時間が何倍掛かるかを事前に算出・評価して、その倍率を組付難さ係数として登録している。また、各組付属性が該当する場合に、組立時間が何倍掛かるかを事前に算出・評価して、その倍率を組付難さ係数として登録している。
【００６６】
予め定めた「ある作業者条件、ある部品条件、ある作業職場条件」(基準条件と称する)の下で前記基準組付動作「下移動」によって組付ける際に必要な組付時間を基準組付時間Ｔsとすると、ある部品の組立時間は、次式で算出することができる。
【００６７】
[ある部品の組立時間]＝Σ（[基準組付時間Ｔs]×[組付動作の組付難さ係数]×[組付属性の組付難さ係数]）    ……（数５）
この計算を、改善対象製品を構成する全ての部品に対して実施し、それらを合計することにより、その製品の組立時間を算出する。さらに、その職場の単位時間当たりの費用を掛けることにより、改善対象製品の組立費を算出する。
【００６８】
次に、組立費に関する製造費影響度指数の算出手順を以下に示す。
（１）１つの部品の有無による組立費の差は、その部品があるために必要になった金額と見なすことができる。そこで、この組立費の差を製造費合計で除した値に100を掛けた値を、製造費影響度指数の部品指数として定義する。
（２）１つの組付動作の有無による組立費の差は、その組付動作があるために必要になった金額と見なすことができる。そこで、この組立費の差を製造費合計で除した値に100を掛けた値を、製造費影響度指数の組付動作指数として定義する。
（３）１つの組付属性の有無による組立費の差は、その組付属性があるために必要になった金額と見なすことができる。そこで、この組立費の差を製造費合計で除した値に100を掛けた値を、製造費影響度指数の組付属性指数として定義する。
【００６９】
以下同様に、入力された組付動作分析データの全ての組付要素について、組立費に関する製造費影響度指数を算出する。この結果を、図１８に示す。
２．２．２  不良損失に関する製造費影響度指数
図１７の組付動作分析データと組付不良データベース43から、組立不良に伴う損失と不良損失に関する製造費影響度指数を算出する。
【００７０】
まず、組付不良係数データベース43について説明する。このデータベースは、標準的な大きさと重さの部品を下移動動作にて組付ける際に発生する組付不良の発生率を基準とし、その他の各組付動作や組付属性が付加された場合に組付不良が何倍発生するかを算出し、その倍率を組付不良係数としてデータベース化したものである。
【００７１】
予め定めた「ある作業者条件、ある部品条件、ある作業職場条件」(基準条件と称する)の下で前記基準組付動作「下移動」によって組付ける際に発生する組付不良の発生率を基準組付不良発生率Ｒsとすると、ある部品の組付不良発生率は、次式で算出することができる。
【００７２】
[ある部品の組付不良発生率]＝Σ（[基準組付不良発生率Ｒs]×[組付動作の組付不良係数]×[組付属性の組付不良係数]）    ……（数６）
この計算を、改善対象製品を構成する全ての部品に対して実施し、それらを合計することにより、その製品の組付不良発生率を算出することができる。さらに、その製品の組付不良による損失金額を掛けることにより、その製品の不良損失を算出することができる。
【００７３】
次に、不良損失に関する製造費影響度指数の算出手順を以下に示す。
（１）１つの部品の有無による不良損失の差は、その部品があるために必要になった金額と見なすことができる。そこで、この不良損失の差を製造費合計で除した値に100を掛けた値を、製造費影響度指数の部品指数として定義する。
（２）１つの組付動作の有無による不良損失の差は、その組付動作があるために必要になった金額と見なすことができる。そこで、この不良損失の差を製造費合計で除した値に100を掛けた値を、製造費影響度指数の組付動作指数として定義する。
（３）１つの組付属性の有無による不良損失の差は、その組付属性があるために必要になった金額と見なすことができる。そこで、この不良損失の差を製造費合計で除した値に100を掛けた値を、製造費影響度指数の組付属性指数として定義する。
【００７４】
以下同様に、入力された組付動作分析データの全ての組付要素について、不良損失に関する製造費影響度指数を算出する。この結果を、図１９に示す。
【００７５】
以上により別々に算出した、組立費に関する製造費影響度指数と不良損失に関する製造費影響度指数を各組付要素毎に合計し、それらの総組立費に関する製造費影響度指数とする。この結果を、図２０に示す。
３．改善要素抽出
図１５のステップS303において、設計支援システム１が、ステップS302で算出した製造費影響度指数に基づいて、改善が必要な構造要素と組付要素を抽出する。手順を以下に示す。
３．１  改善が必要な構造要素の抽出
（１）部材費を大きい順に予め設定した閾値を超えるまで積算し、その中に含まれたすべての
部品を改善が必要な部品として抽出する。
（２）（１）で抽出された部品が果たす機能の中で、その機能指数が予め設定した閾値を超えた機能を改善が必要な機能として抽出する。
（３）（２）で抽出された機能を有効にする属性の中で、その属性指数が予め設定した閾値を超えた属性を改善が必要な属性として抽出する。
【００７６】
本事例の場合、改善が必要な部品として部品104を、機能として「光を反射する」を、属性として「反射率」を抽出した。結果を図21-1に示す。
３．２  改善が必要な組付要素の抽出
（１）部品指数を大きい順に予め設定した閾値を超えるまで積算し、その中に含まれたすべての部品を改善が必要な部品として抽出する。
（２）（１）で抽出された部品の組付動作の中で、その組付動作指数が予め設定した閾値を超えた組付動作を改善が必要な組付動作として抽出する。
（３）（２）で抽出された組付動作に伴う組付属性の中で、その属性指数が予め設定した閾値を超えた属性を改善が必要な属性として抽出する。
【００７７】
本事例の場合、改善が必要な部品として部品103を、組付動作として「整形」を、組付属性として「柔軟」を抽出した。結果を図21-2に示す。
【００７８】
改善が必要な要素の抽出のみが目的の場合、図21-1〜2に示すように、図１５のステップ304において、設計支援システム１が、ステップS303で抽出した改善が必要な構造要素および組付要素を表示する。図１５のステップ305において、設計者は図21-1〜2の結果を参照することにより、製造費低減のために改善が必要な構造要素および組付要素を効率よく見つけることができるので、設計時間の短縮を図ることができる。
【００７９】
改善指針の抽出が目的の場合、図１５のステップ304および305は行わず、ステップ303からステップ306に進む。
４．改善指針生成
図２３に示すように、図１５のステップS306において、設計支援システム１が、ステップS303で抽出した改善が必要な構造要素と組付要素に対する改善指針を生成する。
【００８０】
構造要素に対する改善指針は、入力データと部材費改善指針構築データベース44から生成する。改善指針の生成は、本発明の実施の形態１と同様の手順で実施する。なお、構造要素に関する改善指針の内容（No1〜4、7〜10）の詳細な説明は、実施の形態１の同様なので割愛する。
【００８１】
組付要素に対する改善指針は、入力データと総組立費改善指針構築データベース45から生成する。図２２に示すように、総組立費改善指針構築データベース45は、過去の種々の改善事例を抽象化した改善指針と、改善対象となった組付要素との対応をつけたものである。この総組立費改善指針構築データベース45の「」欄に入力データの関連語句を挿入することにより、改善指針を構築することができる。
【００８２】
次に、図２３の中の組付要素に関する改善指針の内容について、以下に説明する。
まず、No.5の「総組立費を低減するために、部品103を削除する」について説明する。最初に、改善目的を明確にする。ここでは、改善対象部品である「部品103」と、改善目的である「総組立費を低減するために、」を組合せた。次に、総組立費改善指針構築データベース45から、部品の改善指針である「「部品」を削除する」を抽出し、これと改善対象部品である「部品103」を組合せた。総組立費を低減する場合も、部品を削除することは重要である。その方法として、[1]部品の全ての機能を他部品に再配置する方法と、[2]時計の針を液晶表示に変える等の他の機能実現手段を選択する方法が考えられる。
【００８３】
No.6の「総組立費を低減するために、部品103の組立順序を変える」は、総組立費改善指針構築データベース45から、部品の改善指針である「「部品」の組立順序を変える」を抽出し、これと改善対象部品である「部品103」を組合せたものである。他の部品を組付けた後に組付けると組付け難い部品でも、先に組付けると比較的容易に組付けられる場合が多い。特に、柔軟部品の場合、できるだけ早い段階で、安定した部品に組付けておくことが重要である。
【００８４】
No.11の「総組立費を低減するために、部品103の整形動作を不要にする」は、総組立費改善指針構築データベース45から、組付動作「整形」の改善指針である「「部品」の整形動作を不要にする」を抽出し、これと改善対象部品である「部品103」を組合せたものである。整形動作は、ゴム部品のように形の決まらない部品の形を整える場合と、組付部品と被組付部品の相対位置や角度を合わせる場合がある。形が決まらない部品の柔軟性が必要な方向以外を強化することにより、組立性は向上する。また、位置合わせが必要な部品の組付けには、組付部品と被組付部品のいずれかに直進運動で位置が決まるガイド部を設ける方法が有効である。
【００８５】
No.12の「総組立費を低減するために、部品103の被組付部品を治具として使う」は、総組立費改善指針構築データベース45から、組付動作「整形」の改善指針である「「部品」の被組付部品を治具として使う」を抽出し、これと改善対象部品である「部品103」を組合せたものである。整形動作で位置合わせをした後に被組付部品に組付ける場合、組付部品あるいは被組付部品にガイド部や組付け時だけ逃げる構造が有効である。
【００８６】
No.13の「総組立費を低減するために、部品103の素材の剛性を上げる」は、総組立費改善指針構築データベース45から、組付属性「柔軟」の改善指針である「「部品」の素材の剛性を上げる」を抽出し、これと改善対象部品である「部品103」を組合せたものである。[1]組付け時に他部品と干渉する、[2]デリケートな部品を柔軟に支持する等の柔軟性が必要となった根本原因を明確にし、[3]他部品と干渉しない構造にする、柔軟性を必要とする機能を他部品に再配置する等の対策を講じることにより、素材の剛性を上げる方法が有効である。
【００８７】
図１５のステップS307において、設計支援システム１が、ステップ306で生成した改善指針を、ディスプレーに表示する。
【００８８】
図１５のステップS308において、設計者がディスプレーに表示された改善指針を参照することにより、効率よく改善構造を創出することができる。
【００８９】
図２４に改善構造創出事例を示す。また、図２５に組付動作を示す。これは、部品104が果たす３機能を全て他部品に再配置することにより、これを削除するとともに、部品103の組立性を改善する構造創出事例である。
（１）部品104の「部品105を支持する」機能は、改善指針No.1組合せ案１の「部品104の「部品105を支持する」機能を部品101に再配置する」に基づき、「部品101の上部に部品105を支持するクランク状の受け部を設け、これにより部品105を支持する」構造とした。
（２）部品104の「光を反射する」機能は、改善指針No.1組合せ案１の「部品104の「光を反射する」機能を部品102に再配置する」に基づき、「部品102の両端を延長して両側を折り曲げ、両側面の光を反射する」構造とした。
（３）部品104の「部品103を保持する」機能は、改善指針No.1組合せ案１の「部品104の「部品103を保持する」機能を部品103に再配置する」に基づき、「部品103の下部に、部品101と係合する突起を設け、これにより部品103自身を保持する」構造とした。
（４）部品103は、改善指針No.6の「部品103を先組化する」に基づき、「デリケートで細工のできない部品107との部組はせず、構造部品として安定している部品101に先組みする」構造とした。
（５）部品103の「整形」動作は、改善指針No.12の「部品103との係合部にテーパーをつける。」と「組付部品/被組付部品の材料のばね性を利用する」に基づき、「部品103の上部にスリットを入れ、部品107を上から下移動で組付けられる構造とした。これに伴い、部品103のスリット部にテーパーをつけて部品107の位置決め性を向上させるとともに、部品103のばね性により組付時には大きく開いて部品107の組付を容易にし、組立後は閉じて部品107を支持できる構造とした。」
（６）部品103の「柔軟」属性は、改善指針No.13の「部品103の素材の剛性を上げる」に基づき、「柔軟性を必要としていた複雑な組付け動作を改善することにより、ゴムから樹脂に変更する構造とした。」
以上により、本発明によれば、構造分析データと組付動作分析データを入力するだけで、部材費と総組立費の低減効果の大きい構造要素と組付要素の改善指針を得ることができるので、製造費低減設計の効率を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００９０】
【図１】本発明に係わる設計支援システムの一実施の形態を示す概略構成図である。
【図２】本発明に係わる各種データベース化を含めて設計支援システムの処理フローおよびその構成の一実施の形態を示す図である。
【図３】本発明に係わる製品設計の一事例である構造モデルを示す断面図である。
【図４】図３に示す構造モデルの部品表である。
【図５】図３の構造モデルの構造分析表結果を示す図である。
【図６】図３の構造モデルの構造要素の部材費影響度指数算出結果を示す図である。
【図７】図３の構造モデルの改善が必要な構造要素の抽出結果を示す図である。
【図８】本発明に係わる部材費改善指針構築データベースの事例を示す図である。
【図９】図３の構造モデルの部材費を低減する改善指針を示す図である。
【図１０】図３の構造モデルの改善構造創出事例を示す図である。
【図１１】図３の構造モデルの１部品と他部品の隣接性、属性類似性、再配置効果指数の抽出事例を示す図である。
【図１２】図３の構造モデルの１部品と他部品の隣接性、属性類似性、再配置効果指数のもう１つの抽出事例を示す図である。
【図１３】図３の構造モデルの機能再配置指針の抽出事例を示す図である。
【図１４】図３の構造モデルの代替え可能な部材を抽出する事例を示す図である。
【図１５】本発明に係わる設計支援システムの第２の実施の形態の設計支援処理フローを示す図である。
【図１６】図３の構造モデルの組付動作を示す図である。
【図１７】図３の構造モデルの組付動作の分析結果を示す図である。
【図１８】図３の構造モデルの組付要素の組立費に関する製造費影響度指数の算出結果を示す図である。
【図１９】図３の構造モデルの組付要素の不良損失に関する製造費影響度指数の算出結果を示す図である。
【図２０】図３の構造モデルの組付要素の組立費に関する製造費影響度指数と、不良損失に関する製造費影響度指数を加算した結果を示す図である。
【図２１】図３の構造モデルの構造要素と組付要素の改善要素抽出結果を示す図である。
【図２２】本発明に係わる設計支援システムの第２の実施形態の総組立費改善指針構築データベースの事例を示す図である。
【図２３】図３の構造モデルの構造要素と組付要素の製造費低減指針を示す図である。
【図２４】図３の構造モデルの製造費低減構造の創出事例を示す図である。
【図２５】図３の構造モデルの製造費低減構造創出事例の組付動作を示す図である。
【図２６】部材費影響度指数算出処理、および改善要素抽出処理のフローチャートである。
【図２７】機能再配置指針生成処理のフローチャート１である。
【図２８】機能再配置指針生成処理のフローチャート２である。
【符号の説明】
【００９１】
１…設計支援システム、  １０…入力手段、  ２０…出力手段、  ３０…演算手段、  ４０…データベース、  ４１…属性データベース、  ４２…組付難さ係数データベース、  ４３…組付不良係数データベース、  ４４…部材費改善指針構築データベース、  ４５…総組立費改善指針構築データベース、  ５０…通信手段、  ６０…製品・部品ＣＡＤデータベース
【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】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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