(57)【要約】【課題】  製品設計の高効率化および高品質化を低コストで可能にする自動設計システム、自動設計方法、および自動設計プログラムを提供すること。【解決手段】  自動設計手段７２は、設計要求諸元入力手段１および設計者裁量諸元入力手段２から入力された設計要求諸元および設計者裁量諸元と、設計ルールデータベース呼び出し手段７１が設計ルールデータベース４から呼び出した設計ルールと、に基づいて自動設計を行なう。判定手段７４は、自動設計手段７２による自動設計の設計結果の可否を判定ルールデータベース呼び出し手段７３が判定ルールデータベース６から呼び出した判定ルールに基づいて自動的に判定する。判定ルールデータベース６からの判定ルールには、製品を製造する上で製品の設計が満足すべきルールが含まれている。【選択図】      図１
2005309723.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
自動設計の対象となる製品に対して要求される設計要求諸元、前記製品の設計に対する設計者の裁量による設計者裁量諸元、および前記製品の設計に必要な設計ルールを用いて製品の自動設計を行なう自動設計システムであって、
前記設計ルールを格納する設計ルール格納手段と、
前記設計要求諸元、前記設計者裁量諸元、および前記設計ルールを用いて自動設計を行なう自動設計手段と、
前記製品を製造する上で前記製品の設計が満足すべきルールを含む判定ルールが入力される判定ルール入力手段と、
前記判定ルールを格納する判定ルール格納手段と、
前記自動設計手段により得られる設計結果の可否を前記判定ルール格納手段に格納されている前記判定ルールに基づいて判定する設計結果判定手段と、
を備えることを特徴とする自動設計システム。
【請求項２】
前記設計結果判定手段により得られた判定結果を格納する判定結果格納手段を更に備え、前記設計ルール格納手段に格納されている前記設計ルールが前記判定結果を基に更新されることを特徴とする請求項１に記載の自動設計システム。
【請求項３】
自動設計の対象となる製品の設計に必要な設計ルールを予め格納する設計ルール格納ステップと、
前記製品を製造する上で前記製品の設計が満足すべきルールを含む判定ルールを予め格納する判定ルール格納ステップと、
前記製品に対して要求される設計要求諸元を入力する設計要求諸元入力ステップと、
前記製品の設計に対する設計者の裁量による設計者裁量諸元を入力する設計者裁量諸元入力ステップと、
前記設計ルール格納ステップで格納した設計ルールを読み出し、当該設計ルール、前記設計要求諸元、および前記設計者裁量諸元を用いて自動設計を行なう自動設計ステップと、
前記判定ルール格納ステップで格納した判定ルールを読み出し、当該判定ルールに基づいて、前記自動設計ステップにより得られた設計結果の可否を自動的に判定する設計結果判定ステップと、
を有することを特徴とする自動設計方法。
【請求項４】
前記設計結果判定ステップにより得られた判定結果を格納する判定結果格納ステップと、
前記判定結果格納ステップで格納した判定結果を読み出し、当該判定結果に基づいて、前記設計ルール格納ステップで格納した前記設計ルールを更新する設計ルール更新ステップと、
を更に有することを特徴とする請求項３に記載の自動設計方法。
【請求項５】
請求項３または請求項４に記載の自動設計方法の各ステップをコンピュータに実行させるための自動設計プログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、コンピュータを用いて自動設計を行なう自動設計システム、自動設計方法、および自動設計プログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
各種製造業における製品の一般的な設計処理の流れを大まかに示すと例えば図１６のようになる。製品設計を自動設計システムにより行なう場合、設計に必要な計算式、計算手順、等を予めコンピュータのデータベースに入力しておき、自動設計の対象となる製品に対して要求される設計要求諸元（例えば、製造業の設計者が要求する設計要求諸元、その製造業の客先から要求されている設計要求諸元、等）をコンピュータに入力し、コンピュータのデータベースに入力されている計算式ならびに計算手順に基づいてコンピュータに自動設計を行なわせ且つ設計の終了時には設計結果を例えば印刷によりペーパ上に表示させる。そして必要に応じ、設計結果に対して、ルール（後述）に基づく設計者の裁量により設計者裁量諸元をコンピュータに入力する。
【０００３】
自動設計で取得した設計結果の評価は、通常その設計を担当する設計者（例えば、開発部、技術部、等といった製品設計部門に所属する者）により主に為される。その際、設計者は、例えば、生産技術部、信頼性管理部、生産部、資材部、品質管理部、等といった生産関係部門から伝えられている、製品の設計や製造に関するノウハウ（ｋｎｏｗ−ｈｏｗ）、条件、等を含むルールの情報を考慮して、設計結果の評価を行なう。例えば、設計結果の対象となる製品を製造するのに必要な部品の在庫が無く且つ入手も困難であるとの情報を資材部から得た場合、その設計結果自体は基本的には無効となるであろう。このような場合、設計者の裁量で設計者裁量諸元がコンピュータに入力され、自動設計がやり直される。このような処理は、基本的に全てのルールが満たされるまで繰り返される。
【０００４】
コンピュータを用いて自動設計を行なう自動設計システムの一例として、標準化された設計仕様および作図仕様に基づいて設計を行なう設計支援システムが知られている（例えば、特許文献１参照）。この設計支援システムには、規格値データを設定した設計規格値テーブル等を設けた基準値テーブル、および標準化された設計仕様データを格納する設計仕様テーブルが設けられており、設計時に制御部がコアプログラムを使用して設計条件の読み込み、標準化された設計仕様データを格納する設計仕様テーブルの参照、この設計仕様テーブルに従って基準値テーブルから必要なデータを取り出しての処理、等を行なって設計を行なう。この設計支援システムによれば、設計に費やす時間と労力を大幅に軽減することができる。
【特許文献１】特開２０００−２０５５７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、従来の自動設計システムは単なる設計作業のスピードアップ、労力削減、等による製品設計の高効率化を主たる目的として開発されており、設計結果の評価については、生産関係部門から伝えられている情報との突合せ、転記チェック、電卓を用いた計算、等といった熟練設計者による手作業が実際のところ行なわれていた。よって、従来の自動設計システムを多用すればする程、設計結果の評価に係る設計者一人当たりの業務量が多くなり、トータル的にみて製品設計の高効率化が逆に図り難くなると共に設計結果の十分な評価が難しくなり、設計品質の低下が生じ易くなってしまう。それ故、近年の高度で複雑な設計要求諸元に対する製品設計の高効率化および高品質化は極めて困難である。そこで、設計結果の評価を行なう設計者の人数を増やすとコスト高となる（つまり人件費が嵩む）。
【０００６】
本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、製品設計の高効率化および高品質化を低コストで可能にする自動設計システム、自動設計方法、および自動設計プログラムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
前述した目的を達成するため、本発明に係る自動設計システムは下記（１）および（２）を特徴としている。
（１）自動設計の対象となる製品に対して要求される設計要求諸元、前記製品の設計に対する設計者の裁量による設計者裁量諸元、および前記製品の設計に必要な設計ルールを用いて製品の自動設計を行なう自動設計システムであって、
前記設計ルールを格納する設計ルール格納手段と、
前記設計要求諸元、前記設計者裁量諸元、および前記設計ルールを用いて自動設計を行なう自動設計手段と、
前記製品を製造する上で前記製品の設計が満足すべきルールを含む判定ルールが入力される判定ルール入力手段と、
前記判定ルールを格納する判定ルール格納手段と、
前記自動設計手段により得られる設計結果の可否を前記判定ルール格納手段に格納されている前記判定ルールに基づいて判定する設計結果判定手段と、
を備えること。
（２）上記（１）の自動設計システムが、前記設計結果判定手段により得られた判定結果を格納する判定結果格納手段を更に備え、前記設計ルール格納手段に格納されている前記設計ルールが前記判定結果を基に更新されること。
【０００８】
上記（１）を特徴とする自動設計システムによれば、製品を製造する上で当該製品の設計が満足すべきルールを含む判定ルールに基づいて、自動設計手段により得られた設計結果の可否が自動的に判定されるので、製品設計の高効率化および高品質化を低コストで可能にする。尚、最新の判定ルールが判定ルール入力手段に入力されれば、当該最新の判定ルールに基づく設計結果の可否を判定できる。
また、上記（２）を特徴とする自動設計システムによれば、設計ルール格納手段に格納されている設計ルールが、設計結果判定手段により得られた判定結果を基に更新されるので、最新の設計ルールに基づいて自動設計を行なうことができる。
【０００９】
また、前述した目的を達成するため、本発明に係る自動設計方法は下記（３）および（４）を特徴としている。
（３）自動設計の対象となる製品の設計に必要な設計ルールを予め格納する設計ルール格納ステップと、
前記製品を製造する上で前記製品の設計が満足すべきルールを含む判定ルールを予め格納する判定ルール格納ステップと、
前記製品に対して要求される設計要求諸元を入力する設計要求諸元入力ステップと、
前記製品の設計に対する設計者の裁量による設計者裁量諸元を入力する設計者裁量諸元入力ステップと、
前記設計ルール格納ステップで格納した設計ルールを読み出し、当該設計ルール、前記設計要求諸元、および前記設計者裁量諸元を用いて自動設計を行なう自動設計ステップと、
前記判定ルール格納ステップで格納した判定ルールを読み出し、当該判定ルールに基づいて、前記自動設計ステップにより得られた設計結果の可否を自動的に判定する設計結果判定ステップと、
を有すること。
（４）上記（３）の自動設計方法が、
前記設計結果判定ステップにより得られた判定結果を格納する判定結果格納ステップと、
前記判定結果格納ステップで格納した判定結果を読み出し、当該判定結果に基づいて、前記設計ルール格納ステップで格納した前記設計ルールを更新する設計ルール更新ステップと、
を更に有すること。
【００１０】
上記（３）を特徴とする自動設計方法によれば、製品を製造する上で当該製品の設計が満足すべきルールを含む判定ルールに基づいて、自動設計ステップにより得られた設計結果の可否が自動的に判定されるので、製品設計の高効率化および高品質化を低コストで可能にする。尚、最新の判定ルールが格納されていれば、当該最新の判定ルールに基づく設計結果の可否を判定できる。
また、上記（４）を特徴とする自動設計方法によれば、設計ルールが、設計結果判定ステップにより得られた判定結果を基に更新されるので、最新の設計ルールに基づいて自動設計を行なうことができる。
【００１１】
また、前述した目的を達成するため、本発明に係る自動設計プログラムは上記（３）または上記（４）の自動設計方法の各ステップをコンピュータに実行させるためのプログラムであることを特徴としている。
【００１２】
上記（３）の自動設計方法の各ステップをコンピュータに実行させるための自動設計プログラムによれば、製品を製造する上で当該製品の設計が満足すべきルールを含む判定ルールに基づいて、自動設計ステップにより得られた設計結果の可否が自動的に判定されるので、製品設計の高効率化および高品質化を低コストで可能にする。尚、最新の判定ルールが格納されていれば、当該最新の判定ルールに基づく設計結果の可否を判定できる。
また、上記（４）の自動設計方法の各ステップをコンピュータに実行させるための自動設計プログラムによれば、設計ルールが、設計結果判定ステップにより得られた判定結果を基に更新されるので、最新の設計ルールに基づいて自動設計を行なうことができる。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、製品設計の高効率化および高品質化を低コストで可能にする。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、本発明に係る一実施形態を玉軸受の設計を例にして図面に基づいて詳細に説明する。
【００１５】
図１は本発明に係る自動設計システムの一実施形態の概略構成を示す図、図２は本発明の自動設計システムが玉軸受を自動設計する際の概略動作フローチャートを示す図、図３は本発明の自動設計システムによる自動設計処理の詳細を示すフローチャート、図４は本発明の自動設計システムによる設計結果自動判断処理の詳細を示すフローチャート、図５は玉軸受を組み込む組み込みハウジングの寸法変数名を示す図、図６は玉軸受の寸法変数名と自動設計計算式を示す図、図７は本発明の自動設計システムの設計ルールデータベースに格納されている品種別の設計ルールデータの例を示す図、図８は文書形式で設計ルールデータベースに格納された設計ルールの文書例を示す図、図９は判定ルールデータベースに格納される判定ルールの例を示す図、図１０は判定結果データベースの格納データの例を示す図、図１１は設計要求諸元入力手段の設計条件入力画面を示す図、図１２は設計者裁量諸元入力手段の設計者裁量諸元入力画面を示す図、図１３は設計結果画面の例を示す図、図１４は設計ヘルプ画面例を示す図、そして図１５は判定結果の画面例を示す図である。
【００１６】
図１の自動設計システムは、設計要求諸元入力手段１と、設計者裁量諸元入力手段２と、設計ルールデータベース入力手段３と、設計ルールデータベース４と、判定ルールデータベース入力手段５と、判定ルールデータベース６と、自動設計および自動判定処理手段７と、図面、３Ｄモデル、等の設計成果物作成手段８と、設計成果物出力手段９と、設計成果物データベース１０と、検索処理手段１１と、検索結果表示手段１２と、を備える。
【００１７】
尚、図１の自動設計システムは、一台のコンピュータで構築されるものでもよいが、代わりに例えば、設計要求諸元入力手段１、設計者裁量諸元入力手段２、設計ルールデータベース入力手段３、および判定ルールデータベース入力手段５を少なくとも一台のパーソナルコンピュータ等の端末装置で構成し、当該端末装置と、設計ルールデータベース４、判定ルールデータベース６、自動設計および自動判定処理手段７、等を備えたホストコンピュータとをネットワーク経由で通信可能に接続したものであってもよい。
【００１８】
設計要求諸元入力手段１は、設計者が、自動設計の対象となる製品、即ち、玉軸受に対して要求される設計要求諸元（例えば、設計者が要求する設計要求諸元、客先から要求されている設計要求諸元、等）を入力するための装置である。設計者裁量諸元入力手段２は、玉軸受の設計に対する設計者の裁量による設計裁量諸元を入力するための装置である。
【００１９】
設計ルールデータベース入力手段３は、種々の玉軸受の設計に必要な計算式、閾値、等からなる設計ルールを入力するための装置である。設計ルールデータベース４は、設計ルールデータベース入力手段３に入力された各種設計ルールを格納するものである。
【００２０】
設計ルールデータベース４には、図７に示すように、設計に必要な計算式および閾値として、製品に発生する問題および問題を回避する方法を数式化した問題回避ルール、問題回避ルールを満足できない場合の対応方法についてのアドバイス、その問題回避ルールの根拠資料の名称、および重複しない項目ＩＤがデータとして格納されている。
【００２１】
図７に示されるように、玉径ＤＡ、ハウジング幅Ｄ、および軸径ＳＤに対しては、例えば、玉径が大きすぎる問題を回避するため、下記の式（１）のように数式化した問題回避ルールが設定されている。
【００２２】
ＤＡ＜＝（Ｄ−ＳＤ）／２＊０．６・・・（１）
【００２３】
その式（１）を満たしてない場合のアドバイスとしては「玉径を小さくする」である。また、そのアドバイスの根拠資料としては「Ｘｘ実験００２」である。
【００２４】
製品に発生する問題の抽出には、特性要因図などＱＣ関連手法を適用すると項目を整理し易いが、他の理論や方法でもよい。
【００２５】
設計の進歩により新たな設計ルールができた場合、設計ルールデータベース入力手段３にその新たな設計ルールを入力することにより、設計ルールデータベース４に常に最新の設計ルールを格納することができる。
【００２６】
また、設計中にトラブルが発生し、その原因を追求し、その失敗を回避するルールを見つけた場合も、その失敗を回避するルールを入力することにより、設計ルールデータベース４に以前の失敗を回避するルールも格納される。これにより、同様なトラブルを発生させないようにすることができる。
【００２７】
データベースのシステムへの実装にあたっては、リレーショナルデータベースツール等を利用して専用のデータベースシステムやデータ入力画面を構築することもできるが、表計算ソフト等を使って簡単に実装することも可能である。
【００２８】
図８に示される設計ルールデータベース格納文書は、図７に示した表形式と同様の情報を含み、設計規定文書として参照利用できる形式で格納されている。システムへの実装にはワープロソフトや表計算ソフト等を利用すると実装しやすいが他の方法でも問題ない。設計ルールデータベース４は、図７のように表形式でデータを格納することもできるが、図８のように設計規定を定義した文書形式で格納してもよい。この場合、実際の計算や判断に利用する計算式や閾値とそれを定義する文書を設計ルールデータベースの中で一元管理することができる。設計規定文書を修正し、設計ルールデータベース４に保存することにより、自動計算処理の計算方法も同時に修正することが可能になる。ワープロソフトのラベル機能や表計算ソフトの行・列のカラム名等を利用して文書の一部になっている各計算式や閾値に重複しないＩＤをつけ、それにより対応プログラムから必要な計算式や閾値を取り出すことにより実装することができる。またその他の方法でも文書中の一部とプログラムをリンクづけることができればそれでもよい。
【００２９】
判定ルールデータベース入力手段５は、設計結果がよいかどうかを判定するルールを入力するものであり、判定ルールデータベース６は、その判定ルールを格納するものである。
【００３０】
図９は、判定ルールデータベース６に格納される判定ルールの例を示す。この図９に示すように、判定ルールデータベース６に格納される判定ルールは、例えば、生産技術部、信頼性管理部、生産部、資材部、品質管理部、等といった生産関係部門から伝えられている、製品の設計や製造に関するノウハウ（ｋｎｏｗ−ｈｏｗ）、条件、等を含むルールを含んでいる。当該判定ルールには生産関係部門からの例えば、加工や品質管理等の情報に基づくルール（例えば、生産業者・工場・ライン・設備の技術的条件ルール、生産業者・ライン・設備の稼動状況・予定ルール、等）、資材管理等の情報に基づくルール（例えば、部品在庫連携ルール、購入部品選定ルール、等）、規制情報に基づくルール（例えば、環境規制対応ルール、不正輸出防止ルール、等）、等が含まれる。即ち、判定ルールデータベース６に格納される判定ルール（換言すれば、判定ルールデータベース入力手段５に入力される判定ルール）は、製品（本例では玉軸受）を製造する上で当該製品の設計が満足すべきルールを含んでいる。
【００３１】
判定ルールは、生産関係部門から伝えられる情報に変化があった場合、その変化した判定ルールあるいは判定ルールの中の変化した要素を判定ルールデータベース入力手段５から入力することにより、常に最新の情報を判定ルールデータベース６に格納することができる。
【００３２】
自動設計および自動判定処理手段７は、自動設計および設計結果の自動判定を行なう手段であって、図１に示されるように、設計ルールデータベース呼び出し手段７１と、自動設計手段７２と、判定ルールデータベース呼び出し手段７３と、各項目の判定ルールによる判定手段７４と、判定結果データベース７５と、を備える。
【００３３】
設計ルールデータベース呼び出し手段７１は、設計ルールデータベース４から設計ルールを呼び出すものである。自動設計手段７２は、設計要求諸元入力手段１および設計者裁量諸元入力手段２から入力された設計要求諸元および設計者裁量諸元、および設計ルールデータベース呼び出し手段７１が設計ルールデータベース４から呼び出した設計ルールに基づいて自動設計を行なう。
【００３４】
判定ルールデータベース呼び出し手段７３は、判定ルールデータベース６から判定ルールを呼び出すものである。判定手段７４は、判定ルールデータベース呼び出し手段７３が判定ルールデータベース６から呼び出した各項目の判定ルールに基づき、上記自動設計手段７２で取得した設計結果の可否判定を自動的に行ない、そして判定結果データベース７５はその判定手段７４による判定結果を格納する。
【００３５】
判定ルールデータベース呼び出し手段７３が判定ルールデータベース６から呼び出した各項目の判定ルールは、製品（本例では玉軸受）を製造する上で当該製品の設計が満足すべきルールを含んでいるで、自動設計手段７２で取得した設計結果がペーパ上に表示されずとも、設計結果を取得し次第その設計結果がルールを守っているかどうかが判定手段７４により自動的に判定される。例えば、設計結果の中、価格の安いものや安定的に供給できるもの等を選択したかを判定することにより、図９に示した材料選定ルールが守られているかが自動的に判定される。
【００３６】
図１０に示されるように、判定結果データベース７５には、名番、項目ＩＤ、判定項目、設計値と問題回避ルール、設計値、基準値、自動判定結果、最終判定結果、および理由がデータとして格納されている。その中でも最終判定結果ついては、場合により判定結果が人手で修正されることもあり、その時の最終判定結果は自動判定結果と異なる場合もある。このような場合、異なる結果を取得した理由は理由データとして判定結果データベース７５に格納される。各名番の設計値が確定するタイミングで新規のデータが追加される。図１０の例では、過去に設計された６３０４と６０８といった２つの名番のデータが既に格納されている状態を示している。このようなデータを保存しておくことにより図１４のような設計ヘルプ画面として自動設計システムのディスプレイに表示することができる。
【００３７】
また、図１に示されるように、判定結果データベース７５と設計ルールデータベース４とがリンクしており、判定手段７４により得られた判定結果を基に設計ルールが更新されるので、過去の判定結果が設計ルールデータベース４の設計ルールに反映されることにより、最新の設計ルールに基づいて自動設計手段７２が自動設計を行なう。
【００３８】
図面、３Ｄモデル、等の設計成果物作成手段８は、自動設計および自動判定処理手段７から出力された設計結果を含む各種情報を表示する図面、３Ｄモデル、等といった設計成果物を設計成果物出力手段９から出力できるよう作成する手段であり、設計成果物出力手段９は、設計結果を含む各種情報を印刷機器および設計成果物データベース１０に出力する。設計成果物データベース１０は、自動設計で取得した設計成果のデータを格納する。
【００３９】
検索処理手段１１は、判定結果データベース７５に格納されている過去の判定結果を検索するものであり、検索結果表示手段１２はその検索結果を自動設計システムのディスプレイに表示するものである。過去の判定結果を保存および参照できることにより、設計者の判断を支援することができ、設計速度向上およびミス減少が期待できる。
【００４０】
次に、図１の自動設計システムを利用して玉軸受の自動設計を行なう場合の動作を、図２を用いて説明する。
【００４１】
ステップＳ２０１で設計を開始すると、ステップＳ２０２で設計者は、例えば客先から要求された玉軸受を組み込むハウジング寸法の条件を指定するため、設計要求諸元入力手段１に各寸法値を入力する。図５において、ＵＢはハウジングの玉軸受収容溝の幅（以後、『ハウジング幅』と略称する。）を表す変数であり、ＵＤはハウジングの玉軸受収容溝の外径（以後、『ハウジング外径』と略称する。）を表す変数であり、そしてＳＨは軸径を表す変数である。このような形状条件のほかに、荷重や寿命、温度等製品の組み込み環境のデータについて変数名をつけてデータ化する。図１１は、設計要求諸元入力手段１の設計条件入力画面を示す図である。寸法値を入力するとき、設計者はこの図１１に示す画面で、ハウジング外径ＵＤの値、ハウジング幅ＵＢの値、そして軸径ＳＨの値を順次入力し、設計要求諸元を入力する。設計条件諸元を入力後に「次へ」をクリックして入力が確定する。
【００４２】
ステップＳ２０３で、設計者裁量諸元入力手段２に設計者裁量諸元が入力される。今回は玉軸受の製品設計を例にして説明するので、玉径は設計者の裁量により決定できる設計者裁量諸元にあたる。同時に今回の設計製品につける名番も入力しておき、図面作成時の図枠項目や設計成果物格納処理のデータベース格納キー等に利用する。図１２は、設計者裁量諸元入力手段２の設計者裁量諸元入力画面を示す。設計者は、この図１２に示す画面に、軸受名番および玉径ＤＡの値を入力し、設計者裁量諸元を入力する。設計者裁量諸元を入力後に「次へ」をクリックして入力が確定する。
【００４３】
ステップＳ２０４で設計ルールデータベース呼び出し手段７１は設計ルールデータを設計ルールデータベース４から読み出す。ここで、例えば、図７または図８に示すような設計ルールデータを読み出してくる。
【００４４】
ステップＳ２０５で自動設計手段７２は、設計要求諸元と設計者裁量諸元および設計ルールデータに基づいて自動設計処理を行なう。ここで、ステップＳ２０２およびＳ２０３で入力した設計要求諸元と設計者裁量諸元をステップＳ２０４で読み出した設計ルールの計算式より計算し、設計結果を取得する。
【００４５】
ステップＳ２０６で設計結果確認画面を表示する。図１３は、設計結果画面の例を示す。この図１３に示すように、設計結果画面には、各変数の設計値が表示されている。設計結果画面中に、設計に関連する判定項目の条件でＮＧになる部分について、赤等の強調表示することにより、その値に問題があることを設計者に知らせる。例えば、図１３に示す画面上のＤＡの値１６．０はその強調表示が施されたものである。問題があった場合に、その問題があった数値の右隣にあるヘルプボタンをクリックすることにより、図１４に示す設計ヘルプ画面を表示することができる。この図１４に示す設計ヘルプ画面には、名番、ＩＤ、ＮＧになった判定項目の内容、およびその問題を解決するためのアドバイスが表示されている。この画面には、最新の設計ルールデータベース４からアドバイスを取り出して表示し、過去の設計実績については、判定結果データベース７５から過去の名番、条件ルール、設計値、基準値、自動ＯＫ／ＮＧ判定、最終ＯＫ／ＮＧ、および特別ＯＫの場合の理由、といったデータを呼び出して表示することができる。これにより、設計者は過去の実績を考慮しながら設計値を確定していくことができる。また、特別なケースについてはその理由も保存されているため、例外的なケースを参考にすることによる設計ミスを防止することができる。
【００４６】
ステップＳ２０７で判定手段７４が設計結果の自動判定処理を行なう。この自動判定では、生産関係部門の各種ルールも含む判定ルールを基に自動的に判定が為されるので、自動設計の結果が生産関係部門からみてよいかどうかの確認も同時に行なわれる。すなわち、自動設計の結果をペーパ上に表示し、設計者や生産関係部門の人がその自動設計の結果を確認するようなことが不要となり、ルール全項目の確認は判定手段７４が自動的に行なう。
【００４７】
ステップＳ２０８で設計結果に対応する各判定項目の設計値、基準値、ＯＫ／ＮＧ判断、等の判定結果データを判定結果データベース７５に格納する。判定結果データベース７５に格納したデータは、検索処理手段１１により検索して利用することができ、類似品の設計等に役立てることができる。
【００４８】
ステップＳ２０９で全ての判定項目に対して設計結果がよいかを判定する。ステップＳ２０９において、全ての判定項目に対して設計結果がよいと判定した場合、ステップＳ２１０で図面、３Ｄモデル、等といった設計成果物の作成処理を行なう。
【００４９】
ステップＳ２１１で印刷出力や設計成果物データベース１０への格納等、設計成果物出力処理を行なう。そしてステップＳ２１２で処理が終了する。
【００５０】
一方、ステップＳ２０９において、全ての判定項目に対して設計結果がよいとは判定されなかった場合、ステップＳ２０３に戻り、設計者が設計者裁量諸元を見直し、新たな設計者裁量諸元を入力してから再度自動設計および自動判定を行なう。ステップＳ２０３〜Ｓ２０９の動作を全ての判定項目に対して設計結果が合格であると判定されるまで繰り返して行なう。
【００５１】
尚、図３に示されるように、ステップＳ３０１で自動設計処理が開始されると、ステップＳ３０２で、入力された設計要求諸元、設計者裁量諸元、および読み出した設計ルールから設計に必要な設計要求諸元、設計者裁量諸元、自動設計の対象となる製品の設計に必要な計算式、閾値、等を取り出す。
【００５２】
ステップＳ３０３で繰り返し計算により、最適値を探る必要がある設計値の初期設定を行なう。ステップＳ３０４で基本諸元寸法を計算し、形状を決定する。図６は、その基本諸元寸法を計算し、形状を決定するための軸受寸法変数名と自動設計計算式を示す。図６に示すように、設計者により、玉径、ハウジング幅ＵＢ、ハウジング外径ＵＤ、および軸径ＳＨがそれぞれＤＡ、Ｂ、Ｄ、およびＳＤの値として入力されると、軸受寸法の各変数は以下に示す各式により取得される。
【００５３】
ＲＡ＝設計ルールＤＧ００１計算式による・・・（２）
Ｄ１＝（Ｄ−ＳＤ）＊０．６＋ＳＤ・・・（３）
Ｄ２＝（Ｄ−ＳＤ）＊０．４＋ＳＤ・・・（４）
ＤＥ＝（Ｄ＋ＳＤ）／２＋ＤＡ・・・（５）
ＤＮ＝（Ｄ＋ＳＤ）／２−ＤＡ・・・（６）
【００５４】
上記図６に示す計算式についてはプログラムに埋め込んで固定にすることもできるが、設計ルールデータベース４に格納されている計算式や閾値等を読み出して利用するようにしてもよい。この場合、プログラムを修正しなくてもデータベースを更新するだけで計算式の切り替えが可能になる。
【００５５】
ステップＳ３０５で３Ｄモデル作成による体積等の計算や解析システムによる応力計算等を行ない、設計形状に関連する設計検討処理を必要に応じて行なう。
【００５６】
ステップＳ３０６で荷重や寿命計算等設計検討に必要な数値の計算を行なう。計算には、設計ルールデータベース４から設計ルールとして取り出した計算式、閾値、等を適用することもできる。
【００５７】
ステップＳ３０７で繰り返し計算の収束条件を満たしたかを判断する。繰り返し計算の収束条件については、固定値にすることもできるし、設計ルールデータベース４から設計ルールとして取り出した計算式、閾値、等を適用することもできる。
【００５８】
ステップＳ３０７において、繰り返し計算の収束条件を満たしたと判定した場合、ステップＳ３０８で自動設計処理が終了し、システム全体の処理を示す図２の処理にリターンする。
【００５９】
一方、繰り返し計算の収束条件を満たしていないと判定した場合、ステップＳ３０４に戻り、再度自動設計処理を行ない、ステップＳ３０４〜Ｓ３０７の処理を繰り返し計算の収束条件を満たしたと判定するまで繰り返して行なう。
【００６０】
尚、図４に示されるように、ステップＳ４０１で設計結果自動判断処理が開始すると、ステップＳ４０２で判定ルールデータベース呼び出し手段７３が判定ルールデータベース６から全判定対象項目の判定ルールデータを取り出す。
【００６１】
ステップＳ４０３で判定手段７４は全判定対象項目について設計結果の判定処理を行なう。ステップＳ４０４で、自動判定の結果を画面に出力する。図１５は、判定結果の画面例を示す。図１５に示すように、判定結果の画面には、項目ＩＤ、判定項目、設計値と問題回避ルール、設計値、基準値、自動判定結果、最終判定結果、および理由といった各項目が表示されている。この画面によりその品種の設計ルールにある全判定項目についてＯＫ／ＮＧを確認することができる。
【００６２】
また、自動判定でＮＧになった項目について特別な理由があるケースには、理由欄に理由を入カすることにより、人手操作により強制的にＯＫにすることも可能になっている。すべてＯＫになり、ＮＧ数が０にならない限り「次ヘ」ボタンを押せない仕様になっている。つまりステップＳ４０５では、人手操作があった場合、自動判定の結果はＮＧであっても理由を入力すれば特別ＯＫ処理を行なう。この操作により、自動判断でＮＧになったケースでも、特別な理由がある場合、理由を入力することにより、人手操作で強制的にＯＫに変更することができる。よって、問題のある設計データが製造図面等の形で工場に流れ、品質問題を起すことを防止することができる。ステップＳ４０６で、システム全体の処理を示す図２の処理にリターンする。
【００６３】
本発明の自動設計システムによれば、判定ルールデータベース６に格納された、製品を製造する上で当該製品の設計が満足すべきルールを含む判定ルールに基づいて、自動設計手段７２により得られた設計結果の可否が自動的に判定されるので、製品を設計する際に、製造に関する問題を回避することができ、設計結果の品質判定業務の労力削減および精度向上が図れる。よって、製品設計の高効率化および高品質化が低コストで可能となる。
【００６４】
また、本発明の自動設計システムによれば、最新の判定ルールが判定ルールデータベース入力手段５に入力されて判定ルールデータベース６に格納されていれば、当該最新の判定ルールに基づく設計結果の可否を判定できる。また、設計ルールデータベース４に格納されている設計ルールが、判定手段７４により得られ且つ判定結果データベース７５に格納された判定結果を基に更新されるので、最新の設計ルールに基づいて自動設計を行なうことができる。
【００６５】
従って、過去の判定結果を保存参照できることにより設計者の判断を支援することができ、設計の速度アップおよびミスの減少が期待できる。
【００６６】
また、比較的変更頻度が高い計算式や閾値をプログラムによって切り出し、設計ルールデータベース４に格納することにより、その計算式や閾値の修正であれば、プログラムを修正しなくても自動設計機能を柔軟に修正することができる。これにより、プログラム技術者を介さずに最新の設計ルールを自動設計システムに反映することができる。
【００６７】
また、熟練設計者のノウハウから抽出した計算式、閾値、等を設計ルールデータベース４に格納し、それによる自動設計を実現することにより、経験の浅い設計者でも熟練設計者に近い設計を行なうことが可能となる。
【００６８】
問題が発生するごとに、原因を追求し、それを回避するルールを設計ルールデータベース４に反映していくことを繰り返すことにより、単にある時点での熟練設計者の設計方法をシステム化しただけでなく、その後も進化しつづけることができる自動設計システムを実現することができる。
【００６９】
尚、上述した実施形態の説明では簡単な玉軸受の設計を例に挙げたが、本発明が、円筒ころ軸受、ハブ軸受、ニードル軸受、等の設計にも同様に適用することができることは言うまでもない。
【図面の簡単な説明】
【００７０】
【図１】本発明に係る自動設計システムの一実施形態の概略構成を示す図である。
【図２】本発明の自動設計システムが玉軸受を自動設計する際の概略動作フローチャートを示す図である。
【図３】本発明の自動設計システムによる自動設計処理の詳細を示すフローチャートである。
【図４】本発明の自動設計システムによる設計結果自動判断処理の詳細を示すフローチャートである。
【図５】玉軸受を組み込む組み込みハウジングの寸法変数名を示す図である。
【図６】玉軸受の寸法変数名と自動設計計算式を示す図である。
【図７】本発明の自動設計システムの設計ルールデータベースに格納されている品種別の設計ルールデータの例を示す図である。
【図８】文書形式で設計ルールデータベースに格納された設計ルールの文書例を示す図である。
【図９】判定ルールデータベースに格納される判定ルールの例を示す図である。
【図１０】判定結果データベースの格納データの例を示す図である。
【図１１】設計要求諸元入力手段の設計条件入力画面を示す図である。
【図１２】設計者裁量諸元入力手段の設計者裁量諸元入力画面を示す図である。
【図１３】設計結果画面の例を示す図である。
【図１４】設計ヘルプ画面例を示す図である。
【図１５】判定結果の画面例を示す図である。
【図１６】各種製造業における製品の一般的な設計処理の概略を示すフローチャートである。
【符号の説明】
【００７１】
１  設計要求諸元入力手段
２  設計者裁量諸元入力手段
３  設計ルールデータベース入力手段
４  設計ルールデータベース（設計ルール格納手段）
５  判定ルールデータベース入力手段（判定ルール入力手段）
６  判定ルールデータベース（判定ルール格納手段）
７  自動設計および自動判定処理手段
８  設計成果物作成手段
９  設計成果物出力手段
１０  設計成果物データベース
１１  検索処理手段
１２  検索結果表示手段
７１  設計ルールデータベース呼び出し手段
７２  自動設計手段
７３  判定ルールデータベース呼び出し手段
７４  判定手段（設計結果判定手段）
７５  判定結果データベース（判定結果格納手段）
【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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