(57)【要約】【課題】設計と設計結果の解析とを繰り返し行うような大型システムの設計業務の業務効率の向上を図る。【解決手段】設計対象の設計作業を行う設計専用ソフトウエアツールと当該設計の結果を検証するための１あるいは複数の解析作業を行う解析専用ソフトウエアツールとを用いて設計対象の設計業務を遂行する際に当該設計業務の遂行を支援する設計支援装置であって、設計対象に要求される複数の要求仕様を当該要求仕様に関連する前記設計対象の解析処理と各々関連付けて記憶する記憶手段と、要求仕様の変更指示が操作情報として外部から入力されると、解析作業を行う専用ソフトウエアツールに要求仕様の変更を通知する仲介手段とを具備する。【選択図】　　　図１
2004078500.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
設計対象の設計作業を行う設計専用ソフトウエアツールと当該設計の結果を検証するための解析作業を行う解析専用ソフトウエアツールとを用いて設計対象の設計業務を遂行する際に当該設計業務の遂行を支援する設計支援装置であって、
設計対象に要求される複数の要求仕様を当該要求仕様に対応する前記設計対象の解析処理と各々関連付けて記憶する記憶手段（ＤＢ）と、
要求仕様の変更指示が操作情報として外部から入力されると、解析作業を行う専用ソフトウエアツールに要求仕様の変更を通知する仲介手段（Ｓ）と
を具備することを特徴とする設計支援装置。
【請求項２】
仲介手段（Ｓ）は、解析専用ソフトウエアツールの解析結果を対応する要求仕様に関連付けて記憶手段（ＤＢ）に記憶させることを特徴とする請求項１記載の設計支援装置。
【請求項３】
仲介手段（Ｓ）は、解析専用ソフトウエアツールの解析結果が要求仕様について予め設定された許容範囲から逸脱する場合には、要求仕様の不当を報知することを特徴とする請求項１または２記載の設計支援装置。
【請求項４】
仲介手段（Ｓ）は、要求仕様の変更指示が入力されると、要求仕様の変更内容に応じて解析専用ソフトウエアツールの解析条件を所定範囲内で変化させて自動に解析処理を行わせることを特徴とする請求項１〜３ずれかに記載の設計支援装置。
【請求項５】
複数の解析専用ソフトウエアツールが互いに主従関係にある解析作業を行う場合、仲介手段（Ｓ）は、主たる解析専用ソフトウエアツールの解析結果を従たる解析専用ソフトウエアツールの解析条件として与えて解析処理を行わせることを特徴とする請求項４記載の設計支援装置。
【請求項６】
記憶手段（ＤＢ）及び仲介手段（Ｓ）を設計対象の設計作業に係わる設計情報を統括的に記憶・管理する設計サーバ内に設けることを特徴とする請求項１〜５いずれかに記載の設計支援装置。
【請求項７】
設計対象はロケットであることを特徴とする請求項１〜６いずれかに記載の設計支援装置。
【請求項８】
設計対象の設計作業を行う設計専用ソフトウエアツールと当該設計の結果を検証するための解析作業を行う解析専用ソフトウエアツールとを用いて設計対象の設計業務を遂行する設計方法において、
設計対象に要求される複数の要求仕様を当該要求仕様に対応する前記設計対象の解析処理と各々関連付けして記憶手段（ＤＢ）に登録し、要求仕様が変更された場合には、前記記憶手段（ＤＢ）に予め記憶された関連付けに基づいて解析作業を行う専用ソフトウエアツールに要求仕様の変更を通知することを特徴とする設計方法。
【請求項９】
解析専用ソフトウエアツールの解析結果を対応する要求仕様に関連付けて記憶手段（ＤＢ）に記憶させることを特徴とする請求項８記載の設計方法。
【請求項１０】
解析専用ソフトウエアツールの解析結果が要求仕様について予め設定された許容範囲から逸脱する場合には、要求仕様の不当を報知することを特徴とする請求項８または９記載の設計方法。
【請求項１１】
要求仕様の変更指示が入力されると、要求仕様の変更内容に応じて解析専用ソフトウエアツールの解析条件を所定範囲内で変化させて自動に解析処理を行わせることを特徴とする請求項８〜１０いずれかに記載の設計方法。
【請求項１２】
複数の解析専用ソフトウエアツールが互いに主従関係にある解析作業を行う場合、主たる解析専用ソフトウエアツールの解析結果を従たる解析専用ソフトウエアツールの解析条件として与えて解析処理を行わせることを特徴とする請求項１１記載の設計方法。
【請求項１３】
設計対象はロケットであることを特徴とする請求項８〜１２いずれかに記載の設計方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、設計支援装置及び設計方法に関する。
【０００２】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】
ロケット等の大型システムの設計業務では、設計作業と設計結果の解析作業とを各々個別の部門（作業者）が担当している。設計を担当する作業者（設計担当者）は、ＣＡＤ（ｃｏｍｐｕｔｅｒ　ａｄｅｄ　ｄｅｓｉｇｎ）装置等の設計専用ツールを用いることにより設計仕様に合致したロケットを設計し、解析を担当する作業者（解析担当者）は、設計専用ツールから得られたロケットの設計データ（設計結果）と要求仕様とに基づいて解析条件を適宜設定して、解析専用ツールを用いた各種解析作業を行う。なお、ロケットの設計行程で使用する解析専用ツールとしては、構造解析用ツール、流体解析用ツール、熱解析用ツール及び運動・制御解析用ツール等のソフトウエアツールがある。
【０００３】
ここで、ロケットの設計過程は、まず最初にロケットの基本的な目標性能としての要求仕様が決定され、次に当該設計仕様に合わせた設計作業が行われ、さらに設計結果を解析することにより評価するという手順が取られる。また、解析結果に応じて設計仕様を変更することも行われるため、設計仕様の設定と設計作業と解析作業とは巡回サイクルをなしている。しかしながら、上述したように従来の設計業務では、設計作業と解析作業との各担当者や部門が異なっているため、設計作業と解析作業との連携が不十分であり、上記巡回サイクルを効率良く回転させることができず、この結果として設計業務の業務効率が低下していた。
【０００４】
本発明は、上述する問題点に鑑みてなされたもので、設計と設計結果の解析とを繰り返し行うような大型システムの設計業務の業務効率の向上を図ることを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明では、設計支援装置に係わる第１の手段として、設計対象の設計作業を行う設計専用ソフトウエアツールと当該設計の結果を検証するための解析作業を行う解析専用ソフトウエアツールとを用いて設計対象の設計業務を遂行する際に当該設計業務の遂行を支援する設計支援装置であって、設計対象に要求される複数の要求仕様を当該要求仕様に対応する前記設計対象の解析処理と各々関連付けて記憶する記憶手段（ＤＢ）と、要求仕様の変更指示が操作情報として外部から入力されると、解析作業を行う専用ソフトウエアツールに要求仕様の変更を通知する仲介手段（Ｓ）とを具備するという構成を採用する。
【０００６】
設計支援装置に係わる第２の手段として、上記第１の手段において、仲介手段（Ｓ）は、解析専用ソフトウエアツールの解析結果を対応する要求仕様に関連付けて記憶手段（ＤＢ）に記憶させるという構成を採用する。
【０００７】
設計支援装置に係わる第３の手段として、上記第１または第２の手段において、仲介手段（Ｓ）は、解析専用ソフトウエアツールの解析結果が要求仕様について予め設定された許容範囲から逸脱する場合には、要求仕様の不当を報知するという構成を採用する。
【０００８】
設計支援装置に係わる第４の手段として、上記第１〜第３いずれかの手段において、仲介手段（Ｓ）は、要求仕様の変更指示が入力されると、要求仕様の変更内容に応じて解析専用ソフトウエアツールの解析条件を所定範囲内で変化させて自動に解析処理を行わせるという構成を採用する。
【０００９】
設計支援装置に係わる第５の手段として、上記第４の手段において、複数の解析専用ソフトウエアツールが互いに主従関係にある解析作業を行う場合、仲介手段（Ｓ）は、主たる解析専用ソフトウエアツールの解析結果を従たる解析専用ソフトウエアツールの解析条件として与えて解析処理を行わせるという構成を採用する。
【００１０】
設計支援装置に係わる第６の手段として、上記第１〜第５いずれかの手段において、記憶手段（ＤＢ）及び仲介手段（Ｓ）を設計対象の設計作業に係わる設計情報を統括的に記憶・管理する設計サーバ内に設けるという構成を採用する。
【００１１】
設計支援装置に係わる第７の手段として、上記第１〜だい６いずれかの手段において、設計対象はロケットであるという構成を採用する。
【００１２】
一方、本発明では、　設計方法に係わる第１の手段として、計対象の設計作業を行う設計専用ソフトウエアツールと当該設計の結果を検証するための解析作業を行う解析専用ソフトウエアツールとを用いて設計対象の設計業務を遂行する設計方法において、設計対象に要求される複数の要求仕様を当該要求仕様に対応する前記設計対象の解析処理と各々関連付けして記憶手段（ＤＢ）に登録し、要求仕様が変更された場合には、前記記憶手段（ＤＢ）に予め記憶された関連付けに基づいて解析作業を行う専用ソフトウエアツールに要求仕様の変更を通知するという構成を採用する。
【００１３】
設計方法に係わる第２の手段として、上記第１の手段において、解析専用ソフトウエアツールの解析結果を対応する要求仕様に関連付けて記憶手段（ＤＢ）に記憶させるという構成を採用する。
【００１４】
設計方法に係わる第３の手段として、上記第１または第２の手段において、解析専用ソフトウエアツールの解析結果が要求仕様について予め設定された許容範囲から逸脱する場合には、要求仕様の不当を報知するという構成を採用する。
【００１５】
設計方法に係わる第４の手段として、上記第１〜第３いずれかの手段において、要求仕様の変更指示が入力されると、要求仕様の変更内容に応じて解析専用ソフトウエアツールの解析条件を所定範囲内で変化させて自動に解析処理を行わせるという構成を採用する。
【００１６】
設計方法に係わる第５の手段として、上記第４の手段において、複数の解析専用ソフトウエアツールが互いに主従関係にある解析作業を行う場合、主たる解析専用ソフトウエアツールの解析結果を従たる解析専用ソフトウエアツールの解析条件として与えて解析処理を行わせるという構成を採用する。
【００１７】
設計方法に係わる第６の手段として、上記第１〜第５いずれかの手段において、設計対象はロケットであるという構成を採用する。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して、本発明に係わる設計支援装置及び設計方法の一実施形態について説明する。なお、本実施形態は、設計対象の１つであるロケットの設計業務に本発明を適用したものである。
【００１９】
図１は、本実施形態に係わる設計支援装置及びこれを含む設計システムのシステム構成図である。この図において、符号Ｄ１〜Ｄｎは設計装置（設計専用ソフトウエアツール）、Ａ１〜Ａ４は解析装置（解析専用ソフトウエアツール）、Ｓは設計サーバ（仲介手段）、ＤＢは設計情報データベース（記憶手段）である。これら各構成要素は、通信回線を介して相互接続されており、いわゆるローカルエリアネットワーク（ＬＡＮ：ｌｏｃａｌ　ａｒｅａ　ｎｅｔｗｏｒｋ）を構成している。なお、本実施形態における設計支援装置は、これら構成要件のうち、設計サーバＳと設計情報データベースＤＢとから構成されている。
【００２０】
設計装置Ｄ１〜Ｄｎは、設計担当者が設計作業に使用する装置であり、設計専用ソフトウエアツール、例えばＣＡＤ（ｃｏｍｐｕｔｅｒ　ａｄｅｄ　ｄｅｓｉｇｎ）ツールが搭載されたエンジニアリングワークステーション（ＥＷＳ）である。このような設計装置Ｄ１〜Ｄｎは、ロケットの設計を業務とする設計部門に備えられている。
【００２１】
解析装置Ａ１〜Ａ４は、解析担当者が設計結果の解析作業に使用する装置であり、解析専用ソフトウエアツール、例えば構造解析ツール、流体解析ツール、熱解析ツールあるいは運動・制御解析ツールが各々に搭載されたエンジニアリングワークステーション（ＥＷＳ）である。例えば、解析装置Ａ１は構造解析ツールを搭載した構造解析専用の解析装置、解析装置Ａ２は流体解析ツールを搭載した流体解析専用の解析装置、解析装置Ａ３は熱解析ツールを搭載した熱解析専用の解析装置、また解析装置Ａ４は、運動・制御解析ツールを搭載した運動・制御解析専用の解析装置である。このような解析装置Ａ１〜Ａ４は、設計部門の設計結果を専門に解析する解析部門に備えられている。
【００２２】
設計サーバＳは、上記設計装置Ｄ１〜Ｄｎ及び解析装置Ａ１〜Ａ４の要求に応じて設計作業に必要となる各種情報や解析作業に必要となる各種情報を設計情報データベースＤＢから取得し、これら情報を設計装置Ｄ１〜Ｄｎや解析装置Ａ１〜Ａ４に提供するものである。設計情報データベースＤＢは、上記設計作業に必要となる各種情報や解析作業に必要となる各種情報を業務情報として一括して記憶・管理するものである。
【００２３】
また、設計情報データベースＤＢは、ロケットの基本な目標性能として予め設定された要求仕様をその検証結果と関連付けたテーブル（要求／検証テーブル）を記憶する。図３は、この要求／検証テーブルの概念構成を示す模式図である。ロケットは大型のシステムであり、多数の性能項目について要求仕様＃１〜＃ｍが設定されると共に、各要求仕様＃１〜＃ｍについて解析装置Ａ１〜Ａ４から取得した解析結果が検証結果％１〜％ｍとして関連付けて登録される。このような要求仕様は、例えば宇宙開発事業団（ＮＡＳＤＡ）において決定され、実際にロケットを設計するメーカーに提示されるものである。
【００２４】
次に、このように構成された設計支援装置の動作について、図３に示すフローチャートに沿って説明する。
【００２５】
新たなロケットの設計業務が開始されると、まず最初に設計情報データベースＤＢには上記要求／検証テーブルが新たに登録される（ステップＳ１）。設計装置Ｄ１〜Ｄｎや解析装置Ａ１〜Ａ４は、設計サーバＳを介して設計情報データベースＤＢを検索することにより、上記要求／検証テーブルを参照することが可能である。なお、この時点では設計業務が開始された初期なので、要求／検証テーブルには各要求仕様＃１〜＃ｍのみが登録されており、各要求仕様＃１〜＃ｍに対して対をなす検証結果％１〜％ｍは未だ登録されていない状態である。
【００２６】
続いて、設計サーバＳは、各要求仕様＃１〜＃ｍと解析条件との関連付けを行、この関連付けの結果を各解析装置Ａ１〜Ａ４に通知する（ステップＳ２）。
【００２７】
ここで、本要求仕様＃１〜＃ｍと解析条件との関連付け処理について、具体例を用いて詳しく説明する。例えば、要求仕様＃１がロケットのペイロードフェアリングの内壁温度を２００°Ｃ以下に規定する内容であった場合、この要求仕様＃１を満足する設計が実現されているか否かを検証するためには、解析装置Ａ４による運動・制御解析ツールに基づく運動・制御解析（正確にはロケットの軌道解析）及び解析装置Ａ３による熱解析ツールに基づく熱解析を経る必要がある。
【００２８】
すなわち、解析装置Ａ４においてロケットの質量、推進力及び衛星投入軌道等の解析条件に基づく軌道解析処理を実行することによりロケットの速度の時間履歴や高度の時間履歴を軌道解析結果として取得し、この軌道解析結果を解析条件の一部として解析装置Ａ３に提供して熱解析処理を実行することによりペイロードフェアリングの内壁温度を熱解析結果として求める。そして、このようにして取得されたペイロードフェアリングの内壁温度の熱解析結果を上記要求仕様＃１と比較照合することにより当該要求仕様＃１が満足されているか否かが検証される。例えば、熱解析結果が「１６０°Ｃ」であった場合には、当該解析結果は要求仕様＃１の「２００°Ｃ以下」を満足することになる。
【００２９】
この例の場合、要求仕様＃１は、解析装置Ａ４で行われる軌道解析の解析条件及び解析装置Ａ３で行われる熱解析の解析条件にそれぞれ関連しているので、ステップＳ２では、要求仕様＃１を解析装置Ａ４の軌道解析の解析条件及び解析装置Ａ３の熱解析の解析条件とに関連付ける。そして、他の要求仕様＃２〜＃ｍについても同様にして解析条件との関連づけを行う。このような各要求仕様＃１〜＃ｍと各解析条件との関連付け処理は、解析担当者の手作業として行われるものであり、その結果が設計情報データベースＤＢ内に設計情報の一部として記憶保持される。
【００３０】
上記ステップＳ１，Ｓ２が終了することにより設計業務の開始直後の下準備が完了したことになり、各要求仕様＃１〜＃ｍに基づいた具体的な設計作業と解析作業とが開始される。この状態では、解析装置Ａ１〜Ａ４において自らの解析条件を表示すると、当該解析条件には要求仕様に関連付けされていることを示す警告が付帯的に表示される。
【００３１】
これ以降、ロケットの設計業務が実際に開始されるが、設計サーバＳは、所定のイベントが発生すると（ステップＳ３）、そのイベント内容に応じて以下の処理を行う。例えばイベントＡとして、任意の設計装置Ｄ１〜Ｄｎ例えば設計装置Ｄ１によって設計情報データベースＤＢ内に登録された要求仕様＃１〜＃ｍのいずれか（例えば要求仕様＃１）が変更されると、当該変更された要求仕様（この場合要求仕様＃１）に上記ステップＳ２において予め関連付けされた解析条件の解析装置（この場合解析装置Ａ３，Ａ４）に要求仕様（要求仕様＃１）が変更されたことを通知する（ステップＳ４）。
【００３２】
この結果、解析装置Ａ３及び解析装置Ａ４において解析条件を表示すると、当該解析条件には関連する要求仕様が変更されたことを示す警告が付帯的に表示される。解析担当者は、この警報を確認することにより要求仕様の変更発生の事実を知り、設計サーバＳを介して設計情報データベースＤＢを検索することにより、要求仕様＃１の変更内容を速やかに確認することができる。
【００３３】
一方、イベントＢとして、任意の解析装置Ａ１〜Ａ４において要求仕様＃１〜＃ｍのいずれかに直接関係する解析結果が算出されると、設計サーバＳは、当該解析結果を設計情報データベースＤＢに予め登録された妥当性範囲と比較照合することにより要求仕様＃１〜＃ｍが上記妥当性範囲を満足するか否かを判断する（ステップＳ５）。
【００３４】
例えば、解析装置Ａ３において、「ロケットのペイロードフェアリングの内壁温度を２００°Ｃ以下とする」という要求仕様＃１に直接関係する熱解析処理の解析結果が得られると、設計サーバＳは、当該上記要求仕様＃１について予め登録された妥当性範囲、すなわち「２００°Ｃ±１０°Ｃ」と解析結果である「１６０°Ｃ」とを比較する。この場合、解析結果である「１６０°Ｃ」は、妥当性範囲である「２００°Ｃ±１０°Ｃ」を満足していないので、上記ステップＳ５における判断は「Ｎｏ」となり、設計サーバＳは、各設計装置Ｄ１〜Ｄｎに要求仕様＃１が不当であることを通知する。
【００３５】
この結果、各設計装置Ｄ１〜Ｄｎには要求仕様＃１の不当が警報として報知され、設計担当者に要求仕様＃１を不当とする解析結果が発生したことが設計担当者（設計部門）に迅速に知らされる。設計担当者（設計部門）は、このような解析結果の発生を受けて、要求仕様＃１を再検討し、より妥当性のある要求仕様＃１を再設定して要求／検証テーブルに変更登録すると共に、このように再設定された新たな要求仕様＃１に対応した設計変更を行う。そして、解析担当者（解析部門）は設計変更されたロケットについて解析を行い、その解析結果を取得する。
【００３６】
なお、上記ステップＳ５における判断が「Ｙｅｓ」の場合には、妥当性範囲に十分に符合する解析結果が得られた場合なので、この解析結果は妥当性有りと見なされて、要求仕様に対応する検証結果として要求／検証テーブルに登録される。例えば、上記解析装置Ａ３において「１９０°Ｃ」という解析結果がえられた場合、当該解析結果は妥当性範囲である「２００°Ｃ±１０°Ｃ」を十分に満足するものなので、設計サーバＳは、当該解析結果を要求仕様＃１と対をなす検証結果として要求／検証テーブルに新規登録する。
【００３７】
また一方、上記ステップＳ７の結果等を受けて設計担当者（設計部門）で要求仕様＃１〜＃ｍの変更・検討を行う際、解析条件を所定範囲内で変化させた場合にどのような解析結果が得られるのかを確認する必要が生じることがある。このような場合、設計担当者は、設計装置Ｄ１〜Ｄｎを用いて設計サーバＳに自動解析要求を出力する。設計サーバＳは、この自動解析要求を設計装置Ｄ１〜Ｄｎから受信すると、すなわちステップＳ３においてイベントＣが発生したことを判断すると、解析装置Ａ１〜Ａ４に解析処理を自動的に行わせる。
【００３８】
例えば、「ロケットのぺイロードフェアリングの内壁温度を２００°Ｃ以下とする」という要求仕様＃１に対して「１６０°Ｃ」という解析結果を解析装置Ａ３が出力した場合において、設計サーバＳは、解析条件の１つであるぺイロードフェアリング表面の断熱材の厚さを、例えば０〜５０ｍｍの間で段階的に変化させた場合の各解析処理を解析装置Ａ３に自動実行（自動解析）させる。このような自動解析における解析条件の設定は、設計サーバＳを介して設計装置Ｄ１〜Ｄｎ（例えば設計装置Ｄ１）から解析装置Ａ３に提供され、設計サーバＳによるリモートコントロールの下に解析装置Ａ３による自動解析が実行される。
【００３９】
本実施形態によれば、設計サーバＳを介して設けることにより、また設計装置Ｄ１〜Ｄｎと解析装置Ａ１〜Ａ４とを設計サーバＳを介してリンクさせることにより、設計担当者（設計部門）と解析担当者（解析部門）との情報交換が迅速かつ確実となり、すなわち設計作業と解析作業とが迅速な連携関係の下で遂行されるので、ロケットの設計業務が効率良く実行される。
【００４０】
なお、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、例えば以下のような変形が考えられる。
（１）上記実施形態はロケットの設計業務に関するものであるが、本発明はこれに限定されるものではない。設計作業と解析作業とを繰り返して行うことによって設計業務を遂行するような他の設計対象の設計業務に適用することが考えられる。
（２）上記実施形態では、設計サーバＳ及び設計情報データベースＤＢによって設計支援装置を機能構成しているが、本発明はこれに限定されるものではない。設計支援装置の機能を他の態様として構築しても良い。
【００４１】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、設計対象の設計作業を行う設計専用ソフトウエアツールと当該設計の結果を検証するための１あるいは複数の解析作業を行う解析専用ソフトウエアツールとを用いて設計対象の設計業務を遂行する際に当該設計業務の遂行を支援する設計支援装置であって、設計対象に要求される複数の要求仕様を当該要求仕様に対応する前記設計対象の解析処理と各々関連付けて記憶する記憶手段と、要求仕様の変更指示が操作情報として外部から入力されると、解析作業を行う専用ソフトウエアツールに要求仕様の変更を通知する仲介手段とを具備するので、すなわち、仲介手段を介することにより設計処理と設計結果の解析処理とが迅速な連携関係の下で遂行されるので、特に設計処理と解析処理とを繰り返し行うような設計対象について設計業務を効率良く実行することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態に係わる設計支援装置及びこれを含む設計システムのシステム構成図である。
【図２】本発明の一実施形態にいて設計情報データベースＤＢに登録される要求／検証テーブルの模式図である。
【図３】本発明の一実施形態に係わる設計支援装置の支援動作を示すフローチャートである。
【符号の説明】
Ｄ１〜Ｄｎ……設計装置（設計専用ソフトウエアツール）
Ａ１〜Ａｍ……解析装置（解析専用ソフトウエアツール）
Ｓ……設計サーバ（仲介手段）
ＤＢ……設計情報データベース（記憶手段）
【図１】
2004078500.tif 000003
【図２】
2004078500.tif 000004
【図３】
2004078500.tif 000005