(57)【要約】【課題】複数の部品を含む製品の設計を効率的に行う設計支援装置を提供する。【解決手段】設計支援装置１００は、ＣＡＤデータに基づき、部品の配置環境要件の適否を部品ごとに判定する要件判定装置１８を備える。製品を構成する複数の部品の形状データと前記部品の配置データとを含むＣＡＤデータは、ＣＡＤデータ取得装置１２により取得し、部品ごとの配置環境要件を含む部品属性データは部品属性取得装置１６から取得する。さらに、対策案選択装置２２を備え、対策案選択装置２２は、要件判定装置１８が不備と判定した要件に応じて、部品属性データに含まれる要件ごとに要件不備対策案が予め記憶されたナレッジデータベース２０からその要件不備を解消し得る対策案を選択する。選択された対策案は、表示制御装置２４により画像信号処理され表示装置２６に表示される。【選択図】図１
2005208964.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
製品を構成する複数の部品の形状データと前記部品の配置データとを含むＣＡＤデータを取得するＣＡＤデータ取得装置と、
前記複数の部品ごとの、配置環境要件を含む部品属性データを取得する部品属性取得装置と、
前記ＣＡＤデータに基づき、前記部品の前記配置環境要件の適否を前記部品ごとに判定する要件判定装置と、
前記部品属性データに含まれる要件ごとに要件不備対策案が予め記憶されたナレッジデータベースと、
前記要件判定装置が不備と判定した要件に応じて前記ナレッジデータベースに記憶された要件不備対策案から該要件不備を解消し得る対策案を選択する対策案選択装置と、
前記選択された対策案を表示するための表示制御を行う表示制御装置と、
を備えることを特徴とする設計支援装置。
【請求項２】
請求項１に記載の設計支援装置において、
前記製品の仕様要件データを取得する製品仕様要件データ取得装置を備え、
前記ナレッジデータベースは、製品仕様要件データに含まれる要件ごとに要件不備対策案を予め記憶し、
前記要件判定装置は、前記ＣＡＤデータに基づき、前記製品仕様要件の適否を判定することを特徴とする設計支援装置。
【請求項３】
請求項１に記載の設計支援装置において、
前記部品属性データは、該部品が他の部品に影響を及ぼす作用特性データを含み、
前記要件判定装置は、前記ＣＡＤデータおよび前記作用特性データに基づき、前記部品の前記配置環境要件の適否を前記部品ごとに判定することを特徴とする設計支援装置。
【請求項４】
請求項２に記載の設計支援装置において、
前記部品属性データは、該部品が他の部品に影響を及ぼす作用特性データを含み、
前記要件判定装置は、前記ＣＡＤデータおよび前記作用特性データに基づき、前記製品仕様要件の適否を判定することを特徴とする設計支援装置。
【請求項５】
請求項１から４のいずれか１項に記載の設計支援装置において、
前記配置環境要件もしくは製品仕様要件の少なくともいずれかは、２つ以上の要件項目を含み、前記部品属性データは該２つ以上の要件項目の優先順位データを有し、
前記要件判定装置は、前記優先順位データに応じて前記要件の判定を行うことを特徴とする設計支援装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、設計支援装置、特に複数の部品から構成される製品の設計を支援する装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
複数の部品から構成される製品の設計工程において、製品を構成する部品の形状データの作成、および部品の位置関係を決める製品の配置データの作成は、三次元ＣＡＤにより行われている。例えば、自動車のエンジンなど構成部品数の多い製品の設計工程において１つの部品の寸法を変更する場合、設計者は、周りの部品との様々な相互関係、例えば部品ごとに異なるメンテナンススペース等を考慮し、どの程度の寸法の変更が可能であるか経験に基づいて判断して設計を行っていた。
【０００３】
また、部品のアセンブリ設計において、各部品には、寸法以外に熱的特性、電気的特性、ノイズ耐量等多くの互いに複雑に関連した配置要求があり、全ての要求を満たす設計を行うためには設計者の経験の蓄積が必要とされている。
【０００４】
そこで、３次元ＣＡＤデータにおいて、部品の干渉を高速に行う方法が提案されている（例えば、特許文献１参照）。この方法によれば、部品間の干渉があった場合、設計者は寸法変更による干渉発生をリアルタイムに知ることができる。
【特許文献１】特開平９−２７０４６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１に記載の干渉チェック方法では、干渉の発生がリアルタイムで判定できるものの、どのようにすればその干渉が解決できるかは依然設計者の経験によるところが大きい。さらに例えば、製品の設計担当者が途中で代わった場合、新たな設計者がその製品の部品アセンブリを変更する際にはアセンブリの成立条件について、調べ直す必要があり、設計工数のロスが発生していた。
【０００６】
そこで、本発明は、複数の部品を含む製品の設計を効率的に行う設計支援装置を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の設計支援装置は、製品を構成する複数の部品の形状データと前記部品の配置データとを含むＣＡＤデータを取得するＣＡＤデータ取得装置と、前記複数の部品ごとの、配置環境要件を含む部品属性データを取得する部品属性取得装置と、前記ＣＡＤデータに基づき、前記部品の前記配置環境要件の適否を前記部品ごとに判定する要件判定装置と、前記部品属性データに含まれる要件ごとに要件不備対策案が予め記憶されたナレッジデータベースと、前記要件判定装置が不備と判定した要件に応じて前記ナレッジデータベースに記憶された要件不備対策案から該要件不備を解消し得る対策案を選択する対策案選択装置と、前記選択された対策案を表示するための表示制御を行う表示制御装置と、を備える。
【０００８】
この構成によれば、部品の設計変更等を行い、部品の配置環境要件に不備が生じた場合にその不備を解消し得る対策案が指示されるので、設計者は部品の配置環境要件の不備を見過ごすこと無く、さらに要件不備を解消する設計変更を迅速に行うことができる。
【０００９】
また、本発明の他の態様では、前記製品の仕様要件データを取得する製品仕様要件データ取得装置を備え、前記ナレッジデータベースは、製品仕様要件データに含まれる要件ごとに要件不備対策案を予め記憶し、前記要件判定装置は、前記ＣＡＤデータに基づき、前記製品仕様要件の適否を判定する。
【００１０】
また、本発明の他の態様では、前記部品属性データは、該部品が他の部品に影響を及ぼす作用特性データを含み、前記要件判定装置は、前記ＣＡＤデータおよび前記作用特性データに基づき、前記部品の前記配置環境要件の適否を前記部品ごとに判定する。
【００１１】
この構成によれば、部品間の干渉以外の項目に対する配置環境要件に対する判定を行うことができるので、部品間の干渉以外の種々の配置環境要件に対して不備を見過ごすこと無く、さらに要件不備を解消する設計変更を迅速に行うことができる。
【００１２】
また、本発明の他の態様では、前記部品属性データは、該部品が他の部品に影響を及ぼす作用特性データを含み、前記要件判定装置は、前記ＣＡＤデータおよび前記作用特性データに基づき、前記製品仕様要件の適否を判定する。
【００１３】
また、本発明の他の態様では、前記配置環境要件もしくは製品仕様要件の少なくともいずれかは、２つ以上の要件項目を含み、前記部品属性データは該２つ以上の要件項目の優先順位データを有し、前記要件判定装置は、前記優先順位データに応じて前記要件の判定を行う。
【００１４】
この構成によれば、優先順位の高い要件から設計の不具合を指示することができるので、設計不具合の解消を効率的に行うことができる。
【発明の効果】
【００１５】
本発明の設計支援装置によれば、設計の不具合を自動的に判定し、その不具合に対する対策案を提示するので、設計時間を短縮でき、製品コストを低減することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、本発明を実施するための最良の形態（以下、実施形態という）について、図面に基づいて説明する。
【００１７】
図１は、本発明の実施形態に係る設計支援装置１００の構成を示す図である。設計支援装置１００は、入出力装置を備えた計算機システムにより構成され、ＣＡＤ装置１０で作成された製品のＣＡＤデータを取得するＣＡＤデータ取得装置１２と、部品属性データベース１４から部品属性データを取得する部品属性データ取得装置１６とを備える。ＣＡＤデータ取得装置１２および部品属性データ取得装置１６は、コンピュータシステムにおける一般的なデータ入力手段により構成され、それぞれＣＡＤ装置１０および部品属性データベース１４にデータの授受ができるように接続される。
【００１８】
設計支援装置１００は、さらに要件判定装置１８を備え、要件判定装置１８は、ＣＡＤデータ取得装置１２がＣＡＤ装置１０から取得したＣＡＤデータと、部品属性データ取得装置１６が部品属性データベース１４から取得した部品属性データに基づき、部品属性データに含まれる配置環境要件の適否を部品ごとに判定する。
【００１９】
設計支援装置１００は、さらに部品属性データに含まれる要件ごとに要件不備対策案が予め記憶されたナレッジデータベース２０と、要件判定装置１８で不備と判定した要件に応じてナレッジデータベース２０に記憶された要件不備対策からその要件不備を解消し得る対策案を選択する対策案選択装置２２を備える。ナレッジデータベース２０はハードディスクドライブ、半導体メモリ等の記憶装置により構成される。本実施形態では、設計支援装置１００はナレッジデータベース２０を備えるとしたが、ナレッジデータベース２０のデータを対策案選択装置２２からアクセスすることができれば、設計支援装置１００の外部に配置されていても良い。その場合、設計支援装置１００はナレッジデータベース２０とデータの授受ができるようにナレッジデータ取得装置を備える構成とする。
【００２０】
設計支援装置１００は、さらに表示制御装置２４を備え、表示制御装置２４は、要件判定装置１８により行われた判定の結果および対策案選択装置２２により選択された対策案を外部に接続された表示装置２６に表示するための信号制御を行う。また、設計支援装置１００は、設計者からの指示を受け付けるための入力装置（図示せず）を備える。
【００２１】
ＣＡＤ装置１０で作成された製品のＣＡＤデータには、製品を構成する複数の部品の形状データとその部品の配置データとが含まれている。設計者はＣＡＤ装置１０を用いて、部品形状の新規設計、形状変更、新規部品配置、部品は位置の変更等を行う。
【００２２】
部品属性データベース１４が記憶している部品属性データは、部品ごとの配置環境に対する要件である配置環境要件と、その部品が他の部品に影響を及ぼす作用特性データとを含む。設置環境要件には、例えば、隣接部品との最低間隔、温度、湿度、日照、ガス、振動、電磁波ノイズ等に対するその部品の耐性から決まる直接的要件と、その部品の材質、製造方法等から決まる間接的要件が含まれる。作用特性には、物理的、化学的な作用を及ぼす特性、例えば、その部品の寸法公差を含む形状、発熱量、表面温度、脱ガス、振動発生、電磁波発生等の特性が含まれる。
【００２３】
ＣＡＤ装置１０で作成されたＣＡＤデータに含まれる部品の形状データと部品属性データとは、互いに関連付けられている。関連付ける方法は、例えばＣＡＤデータに対応する部品属性データを指定する情報を付与し、形状データと共に記憶させても良いし、逆に部品属性データに対応する形状データを指定する情報を付与し、部品属性データと共に記憶させても良い。
【００２４】
要件判定装置１８は、ＣＡＤデータの部品形状データと部品配置データ、および部品属性データの配置環境要件と作用特性とに基づき配置環境要件の適否を部品ごとに判定する。製品を構成する部品のある１つの部品の設置環境要件の適否は、その部品とその製品を構成している他の部品との位置関係、および他の部品の作用特性からその部品に及ぼす作用を求めて判定する。例えば、ある部品の設置環境要件が、メンテナンスのため周囲との隙間を５ｍｍ以上空けることというものであった場合、関連する他の部品の作用特性が無いとすると、ＣＡＤデータのその部品の形状から５ｍｍ外側の領域に他の部品が入り込んでいないかＣＡＤデータに基づいて判定する。また、さらにその部品の属性データに公差が２ｍｍとあった場合、さらに２ｍｍ外側の領域に他の部品が入り込んでいないか判定する。
【００２５】
一方、他の部品の作用特性として、周囲の他の部品の属性データとして公差が１ｍｍとあった場合、その配置環境判定の際、その部品の形状をその公差を含めた形状として判定を行う。
【００２６】
以上説明したように、要件判定装置１８は要件を判定するのみならず、現状の設計が要件に対してどの程度足りないかの改善必要量の算出を行う。
【００２７】
ナレッジデータベース２０に記憶されている要件不具合対策案は、例えば配置環境要件が周囲との隙間であった場合、その部品の形状ないし配置の変更、その要件を満たさない関係にある部品の形状ないし配置の変更等である。例えば、配置環境要件がその部品の製造方法に起因する最高使用温度であった場合、その環境温度に耐えることができる製造方法、その環境温度に寄与している発熱部品の配置変更案、熱シールド壁配置案等である。このようにナレッジデータベース２０には、これまでの製品の設計において発生した不具合の原因モデル、不具合理由、不具合発生時期、その不具合の解消対策等が関連づけられて記憶されている。
【００２８】
対策案選択装置２２は、要件判定装置１８が配置環境要件のいずれかを満たさない要件不備があると判定した場合、その不備要件と改善必要量との情報を要件判定装置１８から受け取り、その不備要件を解消し得る対策案をナレッジデータベース２０に記憶されたデータから選択する。
【００２９】
表示制御装置２４は、要件判定装置１８により行われた判定の結果が全ての部品の配置環境要件を満たすものである場合、その旨の表示を外部に接続された表示装置２６に表示するための信号制御を行う。一方、要件判定装置１８により行われた判定の結果に配置環境要件を満たさないものがあった場合、その旨およびその不備要件と改善必要量との表示を表示装置２６にするための信号処理を行い、さらにその不備要件に対して対策案選択装置２２が選択した対策案を表示するための信号処理を行う。
【００３０】
次に、本発明の実施形態に係る設計支援装置１００の設計支援フローを図２に示す製品形状の設計変更を例に説明する。図３は、本発明の実施形態に係る設計支援装置１００の設計支援の一例のフローを示す図である。ＣＡＤ装置１０は、図２（ａ）に示す部品Ａ，Ｂ，ＣおよびＤの形状ならびにそれぞれの部品の配置データを含む３次元ＣＡＤデータを持っている。ここで、部品ＣとＤとは、隣接部品との隙がそれぞれ１０ｍｍ以上，５ｍｍ以上という配置環境要件を持ち、その配置環境要件データは、部品属性データベース１４に部品ＣとＤと関連付けられ部品属性データとして記憶されている。ここでいう隙とは、図２（ａ）に示すように、部品取り付け部は除外される。例えば、部品Ｃは、部品Ａに取り付けられているため、部品Ａに対しては、隙要件は適用しない。この初期状態では、部品ＣとＤとの配置環境要件は満たされているとする。ここで設計者がＣＡＤ装置１０を操作して、図２（ａ）に示す製品形状のうち、部品Ｄの形状を図２（ｂ）に示すように変更したとする。
【００３１】
まず、設計支援装置１００は、ＣＡＤデータ取得装置１２によりＣＡＤ装置１０から部品Ｄの設計変更が行われたＣＡＤデータを取得する（Ｓ１０）。次に部品属性データ取得装置１６は、部品属性データベース１４から対象ＣＡＤデータに含まれる部品Ａ，Ｂ，ＣおよびＤの部品属性データを取得する（Ｓ１２）。
【００３２】
次に、要件判定装置１８は、部品Ａ，Ｂ，Ｃ、およびＤの部品形状データと部品配置データ、ならびに部品Ａ，Ｂ，Ｃ、およびＤの部品属性データの配置環境要件と作用特性とに基づき配置環境要件の適否を部品ごとに判定する。一般には部品Ａ，Ｂ，Ｃ、およびＤの全てに対して判定を行うが、本設計変更例は、部品Ｄのみの形状変更であり、その形状変更前には全ての配置環境要件を満たしていたことを前提とすると、要件判定装置１８は、まず部品Ｄについての配置環境要件の判定を行う（Ｓ１４）。要件判定装置１８は、形状変更前の判定結果を記憶しており、ＣＡＤデータ変更部品の判定を優先して行うことができる。
【００３３】
部品属性データベース１４は、部品ごとに配置環境要件が複数ある場合、要件判定ステップにおいて判定する要件の優先順位情報を設置環境要件データの１つとして記憶していることが好ましい。
【００３４】
要件判定装置１８は、部品Ｄの部品属性データに複数の要件間の優先順位データを有している場合、部品Ｄの配置環境要件のうち、優先順位の高い要件から判定を行う。本設計変更例の場合、部品Ｄの設置環境要件は、隣接部品との隙がそれぞれ１０ｍｍ以上というもののみであるので、Ｓ１４では、その要件の判定を行う。本設計例の場合、部品Ｄから距離１０ｍｍ未満の空間に他の部品が無いかＣＡＤデータを検索する。
【００３５】
ここで、部品Ｄの外形が大きくなったために、新たな部品Ｄと部品Ｃとの隙が８ｍｍしか無くなったとすると、部品Ｄの設置環境要件を満たさないため、要件判定装置１８は、対策案選択装置２２に部品Ｄが部品Ｃとの隙が要件を満たさないという不具合箇所および不具合発生時間を含む不具合情報を伝える。
【００３６】
対策案選択装置２２は、要件判定装置１８から受け取った不具合情報を記憶し、その不具合情報に基づいて、ナレッジデータベース２０からその不具合を解消しうる不具合解消案を選択する（Ｓ１６）。本設計例の場合、例えば、部品Ｄの部品Ｃとの隙が１０ｍｍ以上とれない領域を削る対策案、部品Ｃの部品Ｄとの隙が１０ｍｍ以上とれない領域を削る対策案、部品Ｄを隙が１０ｍｍとれる距離を部品Ｃに対して後退させる対策案等が選択される。表示制御装置２４は、その判定結果およびその不備要件と改善必要量との表示をするための信号処理を行い、その不備要件に対して対策案選択装置２２が選択した対策案を表示装置２６に表示するための信号処理を行い、その情報を表示装置２６に表示させる。
【００３７】
設計者は、表示装置２６に表示された対策案から所望の対策案を選択し、ＣＡＤ装置１０を用いて設計の変更を行う（Ｓ１８）。対策案選択装置２２は、設計者から選択案の選択指示を受け取り、その選択案に示したＣＡＤデータの変更をＣＡＤ装置１０に送信し、自動的にＣＡＤデータの変更を行う対策案実行機能を備えることも好ましい。
【００３８】
次に再び要件判定装置１８において、上記判明した要件不備を解消したＣＡＤデータに基づいて要件判定を行う（Ｓ１４）。ここで、部品Ｄの配置環境要件は全て満たしているとすると、次に、先程不具合の対象となった部品Ｃについての判定を行う。判定は、部品Ｄの場合と同様に行う。部品Ｃの配置環境要件を全て満たしている場合には、引き続きそれ以外の部品について順に判定を行う。その判定で不具合があると判定した場合、部品Ｄの場合と同様に、要件判定、不具合解消案選択（Ｓ２２）、設計変更（Ｓ２４）のフローを行う。この設計変更のループを不具合箇所が無くなるまで行い、不具合箇所が判定されなければ、設計変更は終了する。
【００３９】
この設計変更フローにおいて、解決された不具合箇所と対策等は、ナレッジデータベース２０に追加記憶され、ナレッジデータベース２０には常に最新の情報が記憶される。不具合箇所および不具合発生時間を含む不具合情報は、所定の要件ごとにまとめて呼び出すことができ、設計不具合を未然に防止するための資料として活用される。
【００４０】
本実施形態によれば、部品の設計変更等を行い、部品の配置環境要件に不備が生じた場合にその不備を解消し得る対策案が指示されるので、設計者は部品の配置環境要件の不備を見過ごすこと無く、さらに要件不備を解消する設計変更を迅速に行うことができる。また、設計者の経験に頼らず部品の配置環境要件を満たす設計を行うことができるので、例えば、製品の設計担当者が途中で代わった場合にも、新たな設計者はその製品のアセンブリの成立条件について、調べ直す必要が無くなり設計変更を迅速に行うことができる。
【００４１】
また、上記では設計支援装置１００の部品の配置環境要件を満足する設計を支援する機能について説明したが、設計支援装置１００は、製品の仕様要件を満足する設計についても同様に支援することができる。製品の仕様要件とは例えば、製品の外形寸法や重量、重心位置、製品全体としての耐熱性や耐振動性、耐電磁ノイズ性等の要件である。その場合、設計支援装置１００は、製品の仕様要件データを取得する製品仕様要件データ取得装置を備え、ナレッジデータベース２０には、製品仕様要件データに含まれる要件ごとに要件不備対策案を予め記憶させておく。そして、要件判定装置１８は、ＣＡＤデータに基づき、製品仕様要件の適否を判定する。この要件判定も部品の作用特性データに基づき行われることが好ましい。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】本発明の実施形態に係る設計支援装置１００の構成を示す図である。
【図２】本発明の実施形態に係る設計支援装置１００の設計支援のフローの一例を説明するための製品形状示す図である。
【図３】本発明の実施形態に係る設計支援装置１００の設計支援のフローの一例を示す図である。
【符号の説明】
【００４３】
１０  ＣＡＤ装置、１２  データ取得装置、１４  部品属性データベース、１６  部品属性データ取得装置、１８  要件判定装置、２０  ナレッジデータベース、２２  対策案選択装置、２４  表示制御装置、２６  表示装置、１００  設計支援装置。
【図１】
2005208964.tif 000003
【図２】
2005208964.tif 000004
【図３】
2005208964.tif 000005