(57)【要約】      （修正有）【課題】複合製品設計のためのシステム及び方法の提供。【解決手段】各々が複合部品の領域の断片を備える複数のパネルへ更に分割されて、多層複合部品の層のための繊維配向を最適化する実行可能性を選択的に分析するための方法。前記方法は、最適化の間に利用される連続的に積み重ねられた層を備えるサブラミネートの組成を制約する積み重ねシーケンス規則を特定すること、複合部品の各パネルに対して、パネルにおけるプライの数を制約するプライカウントを特定することによってパネルを分析すること、パネルの最適化の間に利用するサブラミネートの数を選択すること、サブラミネートの数及び積み重ねシーケンス規則に基づいて、ラミネートに対して変動するプライカウントを計算すること、パネルに対するプライカウントが、ラミネートのためのプライカウントの範囲に従うか否かを判定することを含む、方法。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
多層複合部品を設計することを含む方法であって、
前記部品を、その深さに沿って、各々が前記部品内に連続的な層の積み重ねを備えた複数のブロックへ更に分割すること（５０２）、
如何にして異なる繊維配向を有する層が、前記部品内に積み重ねられるかを制約する規則を特定すること（５０４）、
前記ブロックの各層に対する繊維配向を規定し且つ前記規則に従う、前記ブロックのためのガイドを生成すること（５０６）、
前記ブロックのための前記ガイドに適合し且つ前記規則に従う、前記ブロックのための連続的なプライシーケンスを備えたサブラミネートを特定すること（５０８）、
前記部品を、各々が前記複合部品の領域の断片を備えた複数のパネルへ更に分割すること（５１０）、及び
隣接する前記パネルのための適合したサブラミネートに基づいて、前記ブロックの前記パネルのうちの１つに対して、前記適合したサブラミネートのうちの１つを選択すること（５１２）によって、設計することを含む、方法。
【請求項２】
前記適合したサブラミネートのうちの１つを選択することが、
前記複合部品のうちの１つの層内のプライ形状の総計の境界の長さを低減させる、１つの適合したサブラミネートを選択することを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記適合したサブラミネートのうちの１つを選択することが、
前記複合部品内のプライ形状を生成するために実行される切断の総計の数を低減させる、１つの適合したサブラミネートを選択することを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記適合したサブラミネートのうちの１つを選択することが、
前記複合部品内のプライ形状のための平均コース長さを増加させる、１つの適合したサブラミネートを選択することを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項５】
前記適合したサブラミネートのうちの１つを選択することが、
前記複合部品内のプライ形状のための内部コーナーの総計の数を低減させる、１つの適合したサブラミネートを選択することを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項６】
前記サブラミネートが、前記パネルに繊維が付けられていない空の層を含む、請求項１に記載の方法。
【請求項７】
前記サブラミネートが、前記規則に違反することなしに、前記複合部品内で互いの上に積み重ねられるように構成されている、請求項１に記載の方法。
【請求項８】
多層複合部品（１５０）の形状を示す入力を受信するように構成されたインターフェース（１１４）、
前記部品を、その深さに沿って、各々が前記部品内に連続的な層の積み重ね（４１０）を備えた複数のブロック（Ｂ１、Ｂ２）へ更に分割すること、如何にして異なる繊維配向を有する層が、前記部品内に積み重ねられるかを制約する規則を特定すること、前記ブロックの各層に対する繊維配向を規定し且つ前記規則に従う、前記ブロックのためのガイドを生成すること、前記ブロックのための前記ガイドに適合し且つ前記規則に従う、前記ブロックのための連続的なプライシーケンスを備えたサブラミネートを特定すること、前記部品を、各々が前記複合部品の領域の断片を備えた複数のパネル（３１０）へ更に分割すること、及び隣接する前記パネルのための適合したサブラミネートに基づいて、前記ブロックの前記パネルのうちの１つに対して、前記適合したサブラミネートのうちの１つを選択することによって、前記部品のための設計を生成するように構成された、コントローラ（１１２）、並びに
前記設計を、前記部品を構築する自動繊維配置（ＡＦＰ）機による使用のために選択されたサブラミネートの組み合わせとして記憶するように構成された、メモリを備える、装置。
【請求項９】
前記コントローラが、前記複合部品のうちの１つの層内のプライ形状の総計の境界の長さを低減させる、１つの適合したサブラミネートを選択することによって、１つの適合したサブラミネートを選択するように構成されている、請求項８に記載の装置。
【請求項１０】
前記コントローラが、前記複合部品内のプライ形状を生成するために実行される切断の総計の数を低減させる、１つ適合したサブラミネートを選択することによって、１つの適合したサブラミネートを選択するように構成されている、請求項８に記載の装置。
【請求項１１】
前記コントローラが、前記複合部品内のプライ形状のための平均コース長さを増加させる、１つの適合したサブラミネートを選択することによって、１つの適合したサブラミネートを選択するように構成されている、請求項８に記載の装置。
【請求項１２】
前記コントローラが、前記複合部品内のプライ形状のための内部コーナーの総計の数を低減させる、１つの適合したサブラミネートを選択することによって、１つの適合したサブラミネートを選択するように構成されている、請求項８に記載の装置。
【請求項１３】
前記適合したサブラミネートが、前記パネルに繊維が付けられていない空の層を含む、請求項８に記載の装置。
【請求項１４】
前記適合したサブラミネートが、前記規則に違反することなしに、前記複合部品内で互いと共に積み重ねられることができる、請求項８に記載の装置。
【請求項１５】
プロセッサによって実行されたときに、方法を実行するために動作可能な、プログラムされた指示命令を有する、非一時的コンピュータ可読媒体であって、前記方法が、
多層複合部品を設計することであって、
前記部品を、その深さに沿って、各々が前記部品内に連続的な層の積み重ねを備えた複数のブロックへ更に分割すること（５０２）、
如何にして異なる繊維配向を有する層が、前記部品内に積み重ねられるかを制約する規則を特定すること（５０４）、
前記ブロックの各層に対する繊維配向を規定し且つ前記規則に従う、前記ブロックのためのガイドを生成すること（５０６）、
前記ブロックのための前記ガイドに適合し且つ前記規則に従う、前記ブロックのための連続的なプライシーケンスを備えたサブラミネートを特定すること（５０８）、
前記部品を、各々が前記複合部品の領域の断片を備えた複数のパネルへ更に分割すること（５１０）、及び
隣接する前記パネルのための適合したサブラミネートに基づいて、前記ブロックの前記パネルのうちの１つに対して、前記適合したサブラミネートのうちの１つを選択すること（５１２）によって、設計することを含む、媒体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、複合部品製造の分野に関し、特に、多層複合部品の設計に関する。
【背景技術】
【０００２】
多くの複合部品（例えば、航空機の翼などの炭素繊維製品）は、時間をかけて共に接合／硬化される一連の垂直に積み重ねられたプライとして生成される。このやり方において、構成材料のプライは、繰り返しレイアップされ硬化されて複合部品へと強化される。種々の方向において加えられる応力に対する複合部品の強度を高めるために、複合部品内の構成材料の各プライは、隣接するプライの繊維とは異なる方向において方向付けられた繊維を含み得る。部品内のプライのための繊維配向の組み合わせが、種々の応力に対する部品の強度を決定する。
【０００３】
パネルへ分割される複雑な部品に対して、プロセスはより複雑になる。例えば、部品のための設計が、繊維配向の複雑で異なるパターンを決定し得る。これらの繊維配向は、共に部品を形成する複数のパネルにわたり更に変動し得る。大きな応力に耐えることが企図され且つ必要不可欠な複雑な部品（例えば、航空機の翼）では、望ましい強度がもたらされることを保証するのが、複雑なプロセスのままである。したがって、複合部品を設計するための現在の技術は、部品の強度を保証することに力を注いでおり、所与の部品のための製造効率に対処していない。
【発明の概要】
【０００４】
本明細書で説明される実施形態は、複合部品のためのプライレイアップシーケンスを計算する、最適化システムを改良する。特に、本明細書で説明される実施形態は、多層の複数パネルの複合部品ための最適化システムが、解決策（ｓｏｌｕｔｉｏｎ）が生成されることを可能にするパラメータを使用することを保証する。多くの最適化システムは、使用毎のライセンス料の支払いを必要とする。更に、多くの最適化システムは、パラメータに従う解決策を特定及び評価するのに時間がかかり得る。したがって、解決できないパラメータの組み合わせを先に特定することは、最適化システムを実行することに含まれる費用及び時間を有益に削減する。
【０００５】
一実施形態は、各々が複合部品の領域の断片を備える、複数のパネルへ更に分割される、多層複合部品の層のための繊維配向を最適化する実行可能性を選択的に分析するための方法である。該方法は、最適化の間に利用される連続的に積み重ねられた層を備える、サブラミネートの組成を制約する、積み重ねシーケンス規則（ｓｔａｃｋｉｎｇ  ｓｅｑｕｅｎｃｅ  ｒｕｌｅ）を特定することを含む。複合部品の各パネルに対して、該方法は、パネルにおけるプライの数を制約するプライカウントを特定すること、パネルの最適化の間に利用するサブラミネートの数を選択すること、サブラミネートの数及び積み重ねシーケンス規則に基づいて、ラミネートのためのプライカウントの範囲を計算すること、及びパネルに対するプライカウントが、ラミネートのためのプライカウントの範囲に従うか否かを判定することによって、パネルを分析する。該方法は、更に、パネルに対するプライカウントが、ラミネートのためのプライカウントの範囲に従うか否かを示す、レポートを提示すべき旨の指示命令を送信する。
【０００６】
更なる一実施形態は、プロセッサによって実行されたときに、各々が複合部品の領域の断片を備える複数のパネルへ分割される、多層複合部品の層のための繊維配向を最適化する実行可能性を選択的に分析するための方法を実行するように動作可能な、プログラムされた指示命令を有する、非一時的コンピュータ可読媒体である。該方法は、最適化の間に利用される連続的に積み重ねられた層を備える、サブラミネートの組成を制約する、積み重ねシーケンス規則を特定することを含む。複合部品の各パネルに対して、該方法は、パネルにおけるプライの数を制約するプライカウントを特定すること、パネルの最適化の間に利用するサブラミネートの数を選択すること、サブラミネートの数及び積み重ねシーケンス規則に基づいて、ラミネートのためのプライカウントの範囲を計算すること、及びパネルに対するプライカウントが、ラミネートのためのプライカウントの範囲に従うか否かを判定することによって、パネルを分析する。該方法は、パネルに対するプライカウントが、ラミネートのためのプライカウントの範囲に従うか否かを示す、レポートを提示すべき旨の指示命令を送信することも含む。
【０００７】
更なる一実施形態は、多層複合部品の形状を示す入力を受信するインターフェースと、複合部品を、各々が複合部品の領域の断片を備える複数のパネルへ更に分割すること、及びそれらのパネルの層に対して繊維配向を選択するように、最適化に携わることによって、部品のための設計を生成するコントローラとを含む、システムである。コントローラは、最適化の間に利用される連続的に積み重ねられた層を備えるサブラミネートの組成を制約する積み重ねシーケンス規則を特定し、複合部品の各パネルに対して、パネルにおけるプライの数を制約するプライカウントを特定することによってパネルを分析し、パネルの最適化の間に利用するサブラミネートの数を選択し、サブラミネートの数及び積み重ねシーケンス規則に基づいて、ラミネートのためのプライカウントの範囲を計算し、且つ、パネルに対するプライカウントが、ラミネートのためのプライカウントの範囲に従うか否かを判定する。該コントローラは、パネルに対するプライカウントが、ラミネートのためのプライカウントの範囲に従うか否かを示す、レポートを提示すべき旨の指示命令を送信する。
【０００８】
他の例示的な実施形態（例えば、前述の実施形態に関連する方法及びコンピュータ可読媒体）が、後述されるだろう。上述の特徴、機能、及び利点は、様々な実施形態において独立に実現することが可能であり、また別の実施形態において組み合わせることも可能である。これらの実施形態について、以下の説明および添付図面を参照して更に詳細に説明する。
【０００９】
今度は、本開示の幾つかの実施形態が、添付図面を参照し例示としてのみ説明される。全ての図面において、同じ参照番号は、同じ要素又は同じタイプの要素を表す。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】例示的な一実施形態における、複合製造環境のブロック図である。
【図２】例示的な一実施形態における、航空機の図である。
【図３】例示的な一実施形態における、複数のパネルへ分割された複合部品を含む航空機の翼の図である。
【図４】例示的な一実施形態における、複数のパネルへ分割された多層を含む部品の一部分の設計の図である。
【図５】例示的な一実施形態における、複合設計システムを動作させるための方法を示すフローチャートである。
【図６】例示的な一実施形態における、プライシーケンスのための例示的な最適化メトリック（ｏｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎ  ｍｅｔｒｉｃ）を示す。
【図７】例示的な一実施形態における、プライシーケンスのための例示的な最適化メトリックを示す。
【図８】例示的な実施形態における、プライシーケンスのための例示的な最適化メトリックを示す。
【図９】例示的な一実施形態における、プライシーケンスのための例示的な最適化メトリックを示す。
【図１０】複合部品のための設計と複合部品をもたらす生産物との間の関係を示す図である。
【図１１】例示的な一実施形態における、複合部品のブロックに適合したサブラミネートを示すチャートである。
【図１２】例示的な一実施形態における、複合設計システムを動作させるために実施される更なるステップを示すフローチャートである。
【図１３】例示的な一実施形態における、複合部品の６つの隣接するパネルの一組を示す。
【図１４】例示的な一実施形態における、６つの隣接するパネルを備えた複合部品のブロックに対する例示的な設計を示す。
【図１５】図１３の設計に基づく、図１２の複合部品の多層の各々に対するプライ形状を示す。
【図１６】例示的な一実施形態における、最適化に携わる前の、一組の規則の実行可能性を分析するための方法を示すフローチャートである。
【図１７】例示的な一実施形態における、複合部品のパネルに対するプライカウントのためのプライカウントの範囲の比較を示す表である。
【図１８】検出された適合性の問題をユーザへ示すためのディスプレイを介して提示されたレポートを示す。
【図１９】例示的な一実施形態における、複合設計システムのコントローラの構成要素を示すブロック図である。
【図２０】例示的な一実施形態における、サブラミネートのライブラリを生成するための方法を示すフローチャートである。
【図２１】例示的な一実施形態における、サブラミネートのライブラリを生成するための方法を示すフローチャートである。
【図２２】例示的な一実施形態における、サブラミネートのライブラリを生成するために使用される整数ツリー（ｉｎｔｅｇｅｒ  ｔｒｅｅ）の枝分かれを示す図である。
【図２３】航空機の製造及び保守方法のフロー図である。
【図２４】例示的な実施形態における、航空機のブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
図面及び下記の記載により、本開示の具体的な例示的実施形態が示される。したがって、当業者は、本明細書に明示的に記載又は図示されていない様々な装置を考案して本開示の原理を実施することができるが、それらは本開示の範囲に含まれることを理解されたい。更に、本明細書に記載の如何なる実施例も、本開示の原理の理解を助けるためのものであって、それらの具体的に記載された実施例や諸条件を限定しないものとして理解されるべきである。結果として、本開示は、下記の具体的な実施形態又は実施例に限定されず、特許請求の範囲及びその均等物によって限定される。
【００１２】
図１は、例示的な一実施形態における、複合製造環境１００のブロック図である。図１によれば、環境１００は、複合部品１５０を設計することができる複合設計システム１１０を含む。複合設計システム１１０は、部品１５０が望ましい強度を有することを保証する、積み重ねシーケンス規則に従うように、部品１５０を最適化する。複合設計システム１１０は、部品１５０が、ＡＦＰ機１４０によって効率的に製造されることができることも保証する。
【００１３】
この実施形態では、複合設計システム１１０が、コントローラ１１２、インターフェース（Ｉ／Ｆ）１１４、メモリ１１６、及びディスプレイ１１８（例えば、記憶された情報を提示するためのスクリーン）を含む。コントローラ１１２は、Ｉ／Ｆ１１４を利用して、如何にして部品１５０が製造され得るかを制約する規則、部品１５０の形状を表す情報、及び／又は他の情報にアクセスする。Ｉ／Ｆ１１４は、ネットワーク１２０を介してサーバ１３０からこの情報を取得し得る。コントローラ１１２は、部品１５０のための設計も生成し、設計がＡＦＰ機１４０の時間をより効率的に利用することを保証するように、設計を最適化する。これらの設計は、コントローラ１１２によってメモリ１１６内に記憶され得る。例えば、コントローラ１１２は、カスタム回路として、プログラムされた指示命令を実行するプロセッサとして、又はそれらの何らかの組み合わせとして実装され得る。Ｉ／Ｆ１１４は、（例えば、ネットワーク１２０を介して）データを送信するための回路及び／又は構成要素の任意の適切な組み合わせを備える。メモリ１１６は、ハードディスク、フラッシュメモリなどの、任意の適切なデータ記憶デバイスを備える。
【００１４】
複合設計システム１１０の動作の更なる詳細が、以下の図５に関して説明される。しかし、システム１１０によって設計され得る例示的な複合部品を示す文脈を提供するために、図５の前に、図２〜図４が説明される。
【００１５】
図２は、例示的な一実施形態における、航空機２００の図である。航空機２００は、ノーズ２１０、翼２２０、胴体２３０、及び尾部２４０を含む。航空機２００の更なる説明は、翼２２０の複数パネルの多層複合部品に対して集中的に行われる。しかし、本明細書で説明されるものと類似の技法が、任意の適切な複合部品に適用され得る。
【００１６】
図３は、例示的な一実施形態における、パネル３１０へ分割された複合部品１５０を含む航空機の翼２２０の図である。特に、複合部品１５０は、上側翼外板の一部分を備える。図３のための視界が、図２のビュー矢印（ｖｉｅｗ  ａｒｒｏｗ）３によって示されている。この図で示されているように、各パネル３１０は、部品１５０の領域の小さい一部分を備える。図３に沿ったビュー矢印Ｌは、翼２２０の長さに沿った可能な視界を示している。
【００１７】
図４は、例示的な一実施形態における、パネル３１０へ分割された多層４１０を含む部品１５０の一部分のための設計４００の図である。如何にして図４が図３と位置合わせされるかを示すために、図４は、図３で示された視界Ｌのための矢印を含んでいる。図４は、部品１５０が多層４１０を含むことを示している。層４１０は、ＡＦＰ機１４０が次の層をレイアップするために進む前に、設計４００内のどのパネルが、ＡＦＰ機１４０によって同じ繊維配向において部品１５０の上にレイアップされるかを示している。次の層は、異なる繊維配向を有するか、又は以前の層内で既に覆われた１以上のパネルを覆うプライを有するかの何れかであり得る。したがって、部品１５０が硬化を経験して部品１５０の上にプライを強化する前に、層が、部品１５０の上にＡＦＰ機１４０によって横たえられるプライの各々を指定し得る。本明細書で使用される際に、単一層のために物理的に横たえられるプライの組み合わせが、「プライシーケンス」と呼ばれるが、一方、単一層内のプライの連続的な組み合わせは、「プライ形状」と呼ばれる。例えば、プライシーケンスは、１つのプライ形状又は複数のプライ形状を含み得る。図４は、各層４１０が複数のパネル３１０へ分割されることも示している。各層４１０の各パネル３１０は、選ばれた設計に応じて、プライを用いてレイアップされるかもしれないし又はされないかもしれない。
【００１８】
幾つかの特定の積み重ねシーケンス規則／ガイダンスが使用されて、部品１５０が望ましい強度を示し且つその寿命の間に加えられる応力に耐え得ることを保証するために、如何にして部品１５０の層にわたり繊維が方向付けられるかを決定し得る。これらは、「積み重ねシーケンス規則」と呼ばれ得る。図４では、設計４００が、部品１５０をその深さ（本明細書では、Ｚ方向）に沿って複数のブロック（Ｂ１、Ｂ２）へ分割する。各ブロックは、部品１５０内に一組の連続的な層を備える。部品１５０を複数のブロックへ分割することによって、プライシーケンスは、積み重ねシーケンス規則に従うようにブロック毎に最適化され得る。ブロック毎の最適化は、複合部品のための最適化プロセスが、適切な量の時間で完了できることを保証する助けとなる。
【００１９】
複合設計システム１１０の動作の例示的な詳細が、図５に関連して説明される。この実施形態に対して、複合部品１５０のための新しい設計が複合設計システム１１０によって生成され、新しい設計は、部品１５０が適切な強度を有することを保証するために、積み重ねシーケンス規則に従うことを想定する。同時に、システム１１０は、ＡＦＰ機１４０における時間がより効率的に利用されることを保証するために、製造可能性のための新しい設計を最適化する。
【００２０】
図５は、例示的な一実施形態における、多層複合部品１５０を設計するための方法５００を示すフローチャートである。方法５００のステップは、図１の複合設計システム１１０を参照して説明されるが、当業者は、方法５００が他のシステムでも実施され得ることを理解するだろう。本明細書に記載のフローチャートのステップは、網羅的なものでなく、図示されていない他のステップを含み得る。本明細書に記載のステップは、他の順序でも実施され得る。
【００２１】
コントローラ１１２は、Ｉ／Ｆ１１４を介して、多層部品（部品１５０）の形状を示す入力を受信することによって開始する。この情報は、部品１５０内でどのパネルが隣接するかを示し、各異なる繊維配向が各パネル（例えば、部品１５０内の各完成したパネルの最終的な深さ／厚さ及び組成）において横たえられるための予測されたプライの数を更に含み得る。複雑な設計では、部品１５０が、その長さに沿って変動する厚さを示し、それによって、あるパネルは他のパネルよりも多くのプライを含み得る。形状の情報は、その深さに沿って部品１５０を複数の層及び／又はブロックへ更に分割する情報を更に含み得る。図５によれば、ステップ５０２において、コントローラ１１２が、部品１５０をブロック（例えば、ブロックＢ１とＢ２）へ更に分割する。各ブロックは、部品１５０の層の連続的なサブセット／積み重ねを備える。複数のブロックへの部品１５０のこの更なる分割は、部品１５０が、コントローラ１１２によってブロック毎に最適化されることを可能にする。
【００２２】
ステップ５０４では、コントローラ１１２が、如何にして異なる繊維配向を有する複数の層が、部品１５０内で積み重ねられるかを制約する、積み重ねシーケンス規則を特定する。一実施形態では、該規則が、層のための４つの可能な繊維配向（０°、４５°、−４５°、及び９０°）を規定する。該規則は、４つ未満の隣接する層が同じ繊維配向を有し得ることを決定する。該規則は、各ブロックが各配向の少なくとも１つの層を含むことを要求する、などである。最適化環境内におけるこれらの規則の組織的な評価は、プライが所与の層内のパネルから選択的に省略され得るという事実によって複雑にされる。
【００２３】
ステップ５０６では、コントローラ１１２が、規則に従うガイド（すなわち、ブロックのための繊維配向の配置）を生成する。ガイドは、ブロックの各層のための繊維配向を規定する。ガイドは、上述の積み重ねシーケンス規則を参照することによって生成され得る。
【００２４】
ステップ５０８では、適合した「サブラミネート」が、生成されたガイドに対して特定される。サブラミネートは、ブロックのための一組の連続的なプライシーケンスであり、パネル毎に割り当てられ得る。適合したサブラミネートは、ブロックのためのガイド内の複数の層のサブセットである。ガイド内で示された複数の層は、サブラミネートから省略され得るが、ガイド内で示されたシーケンスは、サブラミネートが適合するように維持されなければならない。サブラミネートは、それらが、個別に積み重ねシーケンス規則に適合することを保証するようにも選ばれる。更に、一組のサブラミネートは、サブラミネートの任意の組み合わせが、厚さを通して、積み重ねシーケンス規則にも従うことを保証するように更に低減され得る。ガイド及び適合したサブラミネートは、コントローラ１１２によって予め計算され、規則に従うことを保証するように、それによって、部品１５０が望ましい強度を有することを保証するようにフィルタリングされ得る。
【００２５】
しかし、これらのサブラミネートのうちの何れかが、部品１５０のための望ましい強度を提供するように選ばれ得る一方で、どのサブラミネートが製造可能性を改良するかを判定することは問題のままである。この目的に対して、ステップ５１０において、コントローラ１１２は、各々が部品１５０の領域の断片を備える、複数のパネルへ部品を更に分割する。
【００２６】
ステップ５１２において、コントローラ１１２は、隣接するパネルに対して適合したサブラミネートに基づいて、各ブロック内の各パネルに対して適合した１つのサブラミネートを更に選択する。例えば、コントローラ１１２は、プライシーケンス内のＡＦＰ機によって横たえられた連続的なプライの数を増加させる目的で、パネルに対して適合した１つのサブラミネートを選択し得る。したがって、この技法は、ブロックの層に対してプライシーケンスをレイアップする間に、ＡＦＰ機によって使われる時間の量を低減させ得る。
【００２７】
一旦、適合したサブラミネートが、各ブロック内の各パネルに対して選ばれると、設計が完了する。したがって、コントローラ１１２は、部品１５０を製造するときにＡＦＰ機１４０によって使用されるための設計を記憶するようにメモリ１１６を構成し得る。
【００２８】
上述の方法５００を利用して、各ブロックのための製造／レイアップの速度を上げるために、個別の層のためのプライ形状及び／又はシーケンスが、選ばれ得る。今度は、これは、複雑な部品が、製造のそれらの全体の費用及び／又は時間を削減する設計を利用することを保証する。本明細書で使用される最適化技法の更なる詳細は、以下の実施例セクションに関連して説明される。
【００２９】
実施例
以下の実施例では、複合部品のためのレイアップ時間を削減する、複合設計システム１１０に照らして、更なるプロセス、システム、及び方法が説明される。システム１１０は、積み重ねシーケンス規則が満たされることも保証する一方で、プライシーケンスを最適化する。
【００３０】
多くのＡＦＰプロセスに対して、時間のほとんどの量は、繊維のプライをレイアップすることに費やされる（これは、「インサイクル時間」と呼ばれる）。しかし、残りの時間は、機械のダウンタイム（例えば、機械を洗浄する、カッターを交換する、壊れたトウを修理するなど）、各層の検査、及び既にレイアップされた繊維の再作業から成る。したがって、ＡＦＰ機１４０のためのインサイクル及び／又はアウトオブサイクル時間を削減する設計は、複合部品のための製造の全体の速度を高める。以下の例示的な最適化メトリックは、複合部品の層のためのプライシーケンスが、層、ブロック、又は全体の複合部品の製造速度を増加させるようなやり方で選ばれることを保証するために、（単独で又は組み合わせて）使用され得るメトリックの例である。以下で提供される例示的なメトリックは例示的であり、異なるメトリックが動作環境で望まれるように利用され得る。
【００３１】
図６〜図９は、（例えば、ＡＦＰ機を介して）複合部品をレイアップする全体の速度を削減するプライ形状が選ばれることを保証するために使用される例示的な最適化メトリックを示している。以下の説明では、「コース（ｃｏｕｒｓｅ）」という用語が、表面上の望ましい繊維配向に従う特定の湾曲に沿って、ＡＦＰ機又は自動テープ横たえ機により横たえられた材料の帯を指す。材料の帯は、材料の１以上のストリップから成り得る。これらのストリップは、個別に分配され切断され得る。プライは、プライ境界内の領域を満たす１以上のコースを順番に横たえることによって形成される。その方向に応じて、ＡＦＰヘッドは、プライ境界において開始し又は停止するようにストリップを動かす。ストリップを開始することは、「追加（ａｄｄ）」呼ばれ、一方、ストリップを停止することは、「切断（ｃｕｔ）」と呼ばれる。コースがプライ境界と平行ならば、プライ境界の部分は、コースの最も外側のストリップの外側端部によって形成され得る。
【００３２】
最適化メトリック１‐全体境界
図６は、複合部品の４つのパネル長さ、３つのパネル幅の層に対する２つの異なるプライシーケンス（６１０、６２０）を示している。各パネルは、正方形であり、その辺はＸの長さを有する。図６で示されているように、影が付けられたパネル６１１はプライで満たされ、影が付けられていないパネル６１２はプライで満たされていない。プライで満たされたパネルは、連続していないので、プライシーケンス６１０の全体境界長さは、（パネル毎に４つの側部）＊（６つのパネル）＝２４Xに等しい。対照的に、プライシーケンス６２０の全体境界長さは、１０Xに等しい。あるＡＦＰ機は、プライを切断するときに遅くなり、プライ形状及び／又はシーケンスの全体境界長さは、ＡＦＰ機によって行われた切断の数と強く相互に関係するので、プライ形状に基づいて層を最適化することは、製造速度を高める。したがって、プライシーケンス６２０を製造する時間は、プライ形状６１０よりも短い。何故ならば、少なくとも、プライシーケンス６１０は、より多くの切断と追加を示し、より多くのＡＦＰ機のダウンタイムをもたらす傾向があるからである。更に、プライ形状６１０は、より多くの切断を示すので、プライシーケンスを検査するオペレータによってより多くの時間が費やされ、（より多くの全体の端部長さが存在するので）端部は、再作業を必要とする可能性がより高いだろう。
【００３３】
更に、より短い全体境界を有するプライ形状は、長いコースを使用する可能性がより高い。より短いコースの代わりにより長いコースを使用することは、機械が、１つのコースから次のコースへ空中を移動する際に、ＡＦＰ機におけるより少ない遊休時間を保証する。より長いコースは、より速いテープ横たえももたらす。何故ならば、ＡＦＰ機は、最大速度に至るまで時間がかかるので、コースを横たえている間にその最大速度に到達することができるからである。したがって、プライシーケンスの全体境界の長さは、プライシーケンスの製造効率を表す優れたインジケータである。
【００３４】
最適化メトリック２‐切断境界
図７は、複合部品の４つのパネル長さ、３つのパネル幅の層に対する２つの異なるプライシーケンス（７１０、７２０）を示している。各パネルは、正方形であり、その辺はＸの長さを有する。図７で示されているように、影が付けられたパネル７１０はプライで満たされ、影が付けられていないパネル７１２はプライで満たされていない。図７は、この層のためにプライを横たえるときに、ＡＦＰ機が方向付けられるところの方向（Ｄ）を更に示している。更に、この実施形態では、各コースが正確に１つのパネルの幅である。プライシーケンス７１０を生成するために３つのコースが使用される一方で、ＡＦＰ機のただ１つのコースが、プライシーケンス７２０を生成するために使用される。したがって、プライシーケンス７１０は、ＡＦＰ機が、プライシーケンス７２０よりも２倍以上多くの時間をかけて、切断、停止、及び再位置決めすることを要求し得る。切断及びコースの増加された数は、そのプライシーケンスのための全体の検査及び再作業時間を増加させるのみならず、プライシーケンスをレイアップするときに、機械の誤作動の可能性も増加させる。検査は、概して、個別のコースの間のみならず、複合部品上での各切断及び追加の位置において生じる。したがって、プライシーケンスを生成するためにより少ないコースを使用することは、複合部品の製造速度を増加させる。本明細書で使用される際に、コースが切断又は追加される任意の境界は、「切断境界」と呼ばれる。
【００３５】
最適化メトリック３‐内部コーナー
図８は、各々が、複合部品の層に対してレイアップされたプライ８１３を備える、２つの異なるプライシーケンス（８１０、８２０）を示している。図８で示されているように、影が付けられたパネル８１２はプライで満たされ、影が付けられていないパネル８１１はプライで満たされていない。図８は、ＡＦＰ機の方向Ｄのおかげで、パネルの間の間隙をブリッジするために、プライシーケンス８１０に対して、余剰な切断８１５が行われなければならないことを更に示している。対照的に、プライシーケンス８２０では、ＡＦＰ機の方向（Ｄ）が、ＡＦＰ機を停止及び再開することを必要とすることなしに、コースが単一のコース内でレイアップされることを可能にする。本明細書で使用される際に、（例えば、複数の同一線上のコースを単一のコース内に横たえるために）ＡＦＰ機が、停止し、切断し、その後、再開することを必要とする、プライ内のコーナーは、内部コーナーと呼ばれる。層の繊維配向が、その層のためのプライシーケンスの境界と位置合わせされないならば、内部コーナーが生じる。内部コーナーの数を低減させるようにプライシーケンスを最適化することは、単一のラン／パスの間のＡＦＰ機の停止及び再開の数を削減する。例えば、内部コーナーは、レイアップされる層内の繊維の既知の配向に基づいて特定され得る。
【００３６】
最適化メトリック４‐コースの数
図９は、複合部品の４つのパネル長さ、３つのパネル幅の層に対する２つの異なるプライシーケンス（９１０、９２０）を示している。各パネルは、正方形であり、その辺はＸの長さを有する。図９で示されているように、影が付けられたパネル９１１はプライで満たされ、影が付けられていないパネル９１２はプライで満たされていない。図９は、プライを横たえるときに、ＡＦＰ機が方向付けられるところの方向（Ｄ）を更に示している。例えば、これは、ＡＦＰ機によってレイアップされるプライのために使用される繊維配向と同じ方向であり得る。図９は、同じサイズの境界と、プライシーケンス内の満たされたパネルの同じ数とが存在するときでさえ、そのプライシーケンスをレイアップする速度が、選ばれたプライ形状及び相対位置に応じて変動し得ることを示している。この実施例では、プライシーケンス９２０が、より高い製造効率を有する。何故ならば、プライシーケンス９１０が４つのコースを使用する一方で、プライシーケンス９２０は３つの一パネル幅のコースしか使用しないからである。より少ないコースを有する複数のプライをレイアップすることは、ＡＦＰ機におけるオフパートモーション（ｏｆｆ‐ｐａｒｔ  ｍｏｔｉｏｎ）を低減させもし、それは、製造速度を増加させる。
【００３７】
最適化メトリック５‐平均コース長さ
ＡＦＰ機は、コースが短すぎるならば、その最大レイアップ速度に到達しない。これは、より短いコースがより長いレイアップ時間をもたらすことを意味する。したがって、例えば、プライ形状を最適化するときに、（プライ形状内のコースの数で割ったプライシーケンスの面積として規定される）平均コース長さを計算することが望ましいだろう。全体の部品に対する平均コース長さは、全てのプライシーケンスのための全体の面積をコースの全体の数で割ることによって計算され得る。
【００３８】
例示的な積み重ねシーケンス規則
積み重ねシーケンス規則は、如何にしてプライシーケンスが層のために設計されるかを制約し得る。以下の表１は、複合部品を設計するときに利用され得る例示的な一組の積み重ねシーケンス規則を示している。
2017200753.tif 000002
【００３９】
この実施例では、ある規則が、コントローラ１１２の判断のために必須であると合図され得る（例えば、如何なる違反も許容されない）。一方、他の規則は、特定の状況下で違反され得るガイドラインとして合図され得る（例えば、複合部品の中央平面により近い位置において）。この実施例では、規則が、０°、９０°、及び±４５°のプライから成るラミネートに特有のものである。他の規則は、異なる繊維配向を有するプライを含むラミネートに適用され得る。提示されている方法は、４つの繊維配向に限定されない。
【００４０】
複合部品のガイド
複合部品を設計するときに、各層／プライシーケンスに対して使用される繊維配向を示すために、ガイドが構築され得る。その後、コントローラ１１２は、層毎に且つパネル毎に、ガイドに基づいて設計内にプライを含むことを選択的に決め得る。実際、部品のために選ばれる設計は、ガイドによって規定された所与の層に対してプライが横たえられない（部品設計の平板表現内の）間隙を含み得る。しかし、ＡＦＰ機によってプライが複合部品の上に付けられるときに、設計内の間隙によって分離されたプライは、互いの上に直接的に横たえられる。これは、複合部品上にレイアップされたときに、所与の層のために横たえられたプライが、必ずしも同一平面上にないということを意味する。すなわち、図１０で示されるように、ガイド１０１０が使用されて、パネルＳ１〜Ｓ１２を備えた複合部品のための設計１０２０が生成されるときに、設計１０２０は、その層内に１以上の空部分１０２２を含む。製品のための実際のレイアップ生産物１０３０は圧密され、それによって、設計１０２０内の空パネルによって、その厚さにわたって分離されたプライシーケンスは、生産物１０３０内で互いに隣接して配置される。生産物１０３０の中央平面は、図１０においてパネル毎に点線で示されている。
【００４１】
サブラミネート
サブラミネートは、対応するブロックのためのガイド（すなわち、複合部品の各層に対する繊維配向を決定するテンプレート）に基づいて選ばれ得る。すなわち、ブロックのためのガイドが、各々が予め規定された繊維配向を有する８つのプライシーケンスを含むならば、サブラミネートは、それらの繊維配向の注文されたサブセットのための８つまでのプライシーケンスを含む。ガイドが使用される実施形態では、ガイドからの全てのプライシーケンスが、パネルサブラミネート内に存在する必要はない。しかし、サブラミネート内の全てのプライは、少なくとも、ブロックのためのガイド内に且つフィットするための正しい順序で存在するべきである。この実施例では、２つのサブラミネートが、そのブロックのためのガイドに違反することなしに、ブロック内で両方とも使用され得るならば、それらは適合している。この概念を示すために、図１１のダイヤグラム１１００は、サブラミネート１〜５（サブ１〜５）が、ブロックのための同じガイド内に配置されることができることを示している。列内の空のセルは、その層に対するそのパネルのために何らの材料も配置されないことを示している。例えば、サブラミネート「サブ１」は、［４５／９０／−４５／４５／９０／−４５／０］と書かれ、一方、サブラミネート「サブ２」は、［４５／９０／０／−４５／０］と書かれ得る。「サブ１」は、「サブ２」に適合する。何故ならば、「サブ１」は、ガイドブロックラミネート、すなわち、［４５／９０／−４５／０／４５／９０／−４５／０］から層４が省略されることによって生成され、一方、「サブ２」は、層３、５、及び６を省略することによって生成され得る。サブラミネートは、ブロックの層に対して必要とされる繊維配向に違反することなしに、そのブロックの中へ両方とも挿入されることができないならば、それらが、適合していないということになる。例えば、繊維配向［４５／０／０／４５］を有するサブラミネートは、図１１内で描かれているガイドに適合しないだろう。何故ならば、層１と層５の間には１つの０°の層しか存在せず、層８以降には４５°の層が存在しないからである。
【００４２】
最適化モデル
コントローラ１１２によって使用される最適化モデルには、図１２で示されるように３つのステップが含まれる。第１のステップは、ステップ１２０２で、サブラミネートを生成することを含む。したがって、各ブロックに適合するプライシーケンスが、判定されるべきである。一旦、適合したサブラミネートのライブラリが生成されたならば、ガイドが、ステップ１２０４で、ブロックのために生成され得る。ブロックのためのガイドを使用して、ステップ１２０６で、プライシーケンスが最適化され得る。
【００４３】
サブラミネートを生成する目的は、予め処理するステップで、実行可能な積み重ねシーケンスを有するサブラミネートのライブラリを生成すること、及び最適化が実行される前に設計空間の実行不可能な領域を排除することである。このステップは、最適化の間に検査されるソリューション空間のサイズを収縮する助けとなる。この概念を示すために、４つの繊維配向がサブラミネート内の１０個の層の各々に対して許容されるならば、各層が１つのプライを含むとして、４１０（すなわち、１，０４８，５７６）の可能な積み重ねシーケンスが存在する。空のパネルが層内で許容されるならば、選択肢の数は、５１０（すなわち、９，７６５，６２５）まで増加する。したがって、最適化プロセスが適切な量の時間で収束することを保証するために、先験的に、潜在的なサブラミネートの数を低減させることが有益なままである。表２は、このやり方で生成された１０個の層のサブラミネートのための例示的な基準を示している。これらの基準は、部品のための先に計算された繊維配向の分布に基づいて、開発され得る。これらの基準は、部品のために予測された全体の繊維配向の分布に基づいても変化し得る。パネルからパネルへ分布が徹底的に変化するならば、サブラミネートの複数のライブラリ（例えば、各々が異なる特性を有するパネルを担う異なるライブラリ）が使用され得る。
2017200753.tif 000003
【００４４】
上述の技法を使用して、異なるサブラミネートが複合部品内で互いの上に積み重ねられるときでさえ、積み重ねシーケンス規則が遵守され得る。
【００４５】
ブロック及びガイドの生成
積み重ねシーケンス規則は、理想的には各ブロックよりも各パネル内で満たされるべきであるが、積み重ねシーケンス規則を満たすガイドを生成することは、個別のパネル内での積み重ねシーケンス規則の違反の数を削減する。ある場合では、複合部品内の全てのパネルのための全ての積み重ねシーケンス規則を満たすことも不可能であり得る。概して、積み重ねシーケンス規則の違反が必要とされるならば、それは、複合部品の中央平面の近くで許容される。ラミネートの中央平面に最も近い内側ブロックと、ラミネート表面に最も近い外側ブロックとの間を区別することが望ましいままである。この実施例では、外側ブロックが、要約を含む、積み重ねシーケンス規則を満たすことを必要とされ、一方、積み重ねシーケンス規則は、内側ブロック内で違反されることが許容される。しかし、内側ブロック内の違反するプライシーケンスを使用する設計は、最適化の間の目的関数に対するペナルティーを介して抑制される。
【００４６】
設計は、ブロックの数を選択する入力に基づいて、又は各ブロック内に含む層の数を示す入力に基づいて、コントローラ１１２によってブロックへ更に分割され得る。各ブロックのサイズは、以前のステップにおけるサブラミネートのために選ばれ得るプライシーケンスの最大数と同じである。この実施例に対して、各ブロックは１０個の層を規定する。余剰のブロックを有することは、最適化の能力を改良するが、製造のために使用されるプライシーケンスの数を不必要に増加させもし、それは、全体の製造速度を低減させる。この実施例では、規定による全てのパネルが、部品の少なくとも最も外側のブロックを使用し、したがって、これらのブロックは、最適化プロセスの部分ではない。この実施例において、コントローラは、どのブロックが規則違反が許容される内側のブロックであると考えられるかを更に判定する。内側ブロックの数が少なすぎるならば、実行可能な解決策を見つけることが不可能であり得る。内側ブロックの数が多すぎるならば、解決策は、積み重ねシーケンス違反の不必要な数を含み得る。この実施例では、内側ブロックの数が、偶数であり、等しく中央平面の周りに分配される。中央平面から等しい距離のブロックの間の対称性を強要することは、規則が満たされ、ソリューション空間がより小さくなることを保証する助けとなる。ガイド生成ステップにおいて、コントローラ１１２は、たとえ、内側ブロック内の非対称性が、設計が選ばれるときに後で許容されるとしても、内側ブロックが部品の中央平面の周りで対称であると更に想定し得る。設計のための対称なガイドは、パネル積み重ねシーケンスの対称性を改良する。
【００４７】
この実施例では、二分決定変数Ｙｂｓが規定され、それは、サブラミネートｓがブロックｂに割り当てられるときに１であり、それ以外では０である。サブラミネートｓは、プライシーケンスの選ばれた数を有する以前のステップにおいて生成された任意のサブラミネートであり得る。上述されたように、ブロックｂは、対称性による問題において規定されたブロックの半分にしか及ばない。整数最適化が使用されて、以下の数式を介してガイド設計が判定され得る。
2017200753.tif 000004
【００４８】
目的関数（１）は、各（ｂ、ｓ）の組み合わせに割り当てられた全値を最少化する。εｂｓは、ガイド生成について制御された置換を可能にするために導入された小さいランダムノイズであり、それによって、目的関数が実行可能な解決策を見つけ、その目的関数が、εｂｓに対する乱数シードを変化させることによって制御され得る。置換εｂｓは、プライ最適化ステップからの解決策にも基づき、ランダムな置換を使用することよりもガイドを変化させることによって解決策を改良し得る。遺伝的アルゴリズムなどの、更なる及び／又は代替的なアルゴリズムが、望まれるように利用され得る。
【００４９】
制約（２）は、各ブロックが唯１つの割り当てられたサブラミネートを有することを保証する。制約（３）は、ガイドに基づくプライ形状の最適化が、解決策において所与の方向を有するプライシーケンスの数が、各パネルに対して必要とされる最大数よりも大きいことを確実にすることによって、各繊維配向のための実行可能なプライの数を有することを保証する。この方程式では、ｎｓｋが、サブラミネートｓ内の繊維配向ｋを有するプライシーケンスの数を表し、ｎｉｋが、パネルｉ内の繊維配向ｋを有するプライの数を表している。
【００５０】
複合部品に対して規定されたブロック及びガイドを用いて、コントローラ１１２は、製造を促進するために、複合部品のためのプライシーケンスの最適化を進め得る。
【００５１】
プライ形状の最適化
図１３は、例示的な一実施形態における、６つの隣接するパネル（Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｅ、Ｆ）の一組１３００を示している。図１４は、例示的な一実施形態における、６つの隣接するパネルを備えた複合部品のブロック（Ｂ）のための例示的な設計を示している。この設計は、層１４０２、１４０４、１４０６、１４０８、及び１４１０を含む。各層に対して、コントローラ１１２は、どのパネルが繊維のプライを用いてレイアップされるかを判定する。図１５は、図１４の設計に基づく、図１３の複合部品の多層の各々に対するプライシーケンス（１５０２、１５０４、１５０６、１５０８、１５１０）を示す。例えば、プライ形状１５０２は、図１４の層１４０２に対応し、プライ形状１５０４は、図１４の層１５０４に対応するなどである。
【００５２】
コントローラ１１２によって使用されるプライ形状の最適化プロセスは、結果としてのプライシーケンスが製造可能性を最適化することを保証する。この実施例では、製造可能性が、全体プライ境界メトリックを使用して測定される。この実施例では、最適化の間に、内側ブロックのための設計が、パネルの個別の層に対して選ばれる。対照的に、外側ブロックに対して、設計は、各ブロックのためのガイドに適合した以前のステップ内で生成された実行可能なサブラミネートのライブラリからサブラミネートを選択することによって選ばれる。
【００５３】
最適化を促進するために、二分決定行列が使用されて、所定の層内のパネルの上に、プライをレイアップするか否かを示す。行列では、この判定が二分決定変数Ｘｉｊｋによって示される。この変数は、パネル内のプライｉがプライシーケンスｊ内に存在するならば、１である。プライシーケンスｊは、方向指標ｋによって表される繊維配向を有する。指標ｉは、問題の全てのパネルに対して規定され、指標ｊ及びｋは、（ブロックとは反対に）全ての個別のプライシーケンスに対して規定され、目的関数が、全体のラミネートのために計算され、最適化で使用されるブロックに対してのみ使用されるわけではないことを保証する。方向指標ｋは、５つの値を有し得る。すなわち、４つの繊維配向の各々のために１つずつ、及び繊維がレイアップされないときの５番目の値である。指標ｋは、追跡目的のみでＸｉｊを伴ってリストされる。何故ならば、シーケンスｊのための繊維配向は、設計によって規定されるからである。設計のためのガイドは、二分変数Ｙｊｋによって表される。それは、ガイド生成ステップにおいて判定される。Ｙｊｋは、プライシーケンスｊがガイド内に繊維配向の指標ｋを有しているならば、１であり、それ以外では、０である。最適化の間に、内側ブロックのための決定変数Ｘｉｊｋは、直接的に変化するが、外側ブロックに対しては、Ｘｉｊｋが、どのサブラミネートが採用されるかによって判定される。サブラミネートの選択は、二分決定値Ｚｉｂｓによって規定され、Ｚｉｂｓは、ブロックｂ内のパネルｉにサブラミネートｓが割り当てられるならば、１である。サブラミネートｓが、実行可能であり、ブロックｂのためのガイドに適合する、サブラミネートのライブラリからのみ採用され得ることに留意されたい。プライ境界長さの計算に対して、一組のネイバー｛（ｉ、ｉ’）｜ｉとｉ’は物理的に隣接している｝が規定される。それは、物理的に隣接しているパネルの対（ｐａｉｒ）を表す。本明細書で説明されるＹ変数の値は、このポイントでは時間内に最適化されない。何故ならば、Ｙ値は、ガイドが以前のステップにおいて判定されたときに割り当てられたからである。
【００５４】
以下の数式は、このポイントにおいて時間内に設計を最適化するために使用され得る。４つの繊維配向（０°、４５°、−４５°、９０°）が許容される。
2017200753.tif 000005
2017200753.tif 000006
【００５５】
この実施例では、目的関数（４）が、境界の端ではない全ての端部の全体長さを最小化する。それは、境界長さを最小化することに等しい。パネルｉとｉ’との間の共通の端部の長さは、ｗｉｉ’によって表される。目的関数内の第２の用語は、パネルが外側ブロックを使用することを強制するために、パネルが内側パネルを使用するならば、適用される小さいペナルティーである。それは、積み重ねシーケンス規則の違反を低減させる。しかし、ｐは、全体プライ境界が未だ目的関数のほとんどをドライブするように、十分に小さい。
【００５６】
プライ形状の最適化の主要な制約は、制約（５）である。それは、各パネル内の各方向に対するプライの数が、ユーザによって与えられたものと合致することを保証する。プライシーケンスが内側ブロックに属していないならば、その数は、対称性を考慮するために２が掛けられる。制約（６）は、各パネルが、各外側ブロックのための最大１つのサブラミネートを採用することを保証する、割り当て制約である。各ブロックが、最適化を行う者がそこから採用することを許容するところの、適合したサブラミネートの候補のそれ自身の組を有する。
【００５７】
残っている制約は、全ての変数が正しくリンクされていることを保証する。制約（７）は、Ｘ変数とＹ変数をリンクする。Ｍは、パネルの全体の数を表す。この制約は、対応する方向に対してＹ値がゼロならば、Ｘ変数がゼロになることを強制する。言い換えると、この制約は、ガイド内の方向に合致しない全ての方向に対して、Ｘ変数がゼロであることを強制する。使用されている、したがって、Ｙ値を１として有する方向に対して、この制約は、非アクティブになる。制約（8）は、Ｘ変数とＺ変数をリンクする。各パネルのための外側ブロック内のプライシーケンスに対して、この制約は、Ｘ変数が、採用されたサブラミネートからそれらの値を受け継ぐことを保証する。
【００５８】
内側ブロックは、積み重ねシーケンス規則に違反することが許容されているので、設計の予測された中央平面が実際には中央平面ではないという危険性が存在する。制約（９ａ）及び（９ｂ）は、内側ブロック内のプライシーケンスが使用されたか否かを特定する。制約（１０ａ）及び（１０ｂ）は、中央平面の一方の側の内側ブロック内で使用されるプライシーケンスの数が、他方の側のプライシーケンスの数と等しいことを保証する。それは、中央平面を、ガイド対称平面と同じではないかもしれない本当の中央平面にする。Ｇｕｒｏｂｉなどによって提供される民間の最適化ソフトウェアが、ガイド生成とプライ形状最適化の両方に使用され得る。
【００５９】
この実施例では、制約（１１）と（１２）が一定の値である。制約（１１）は、第１のプライシーケンスが４５°のフルプライであり、その後、９０°、−４５°、及び０°のフルプライが追従するように、Ｘ値を強制する。実際、制約（５）は、一定の最も外側のブロックと等しいかもしれない。したがって、これは、積み重ねシーケンス規則が規定によって満たされることを保証し得る。
【００６０】
制約（１２）は、中央平面内に２つのプライシーケンスを認める。この実施例では、コントローラが、プライシーケンスの全体の数が、偶数であると想定し、それは、中央平面内の２つのプライシーケンスを保証する。制約（１２ａ）は、自由端がテーピングされないことを保証する。制約（６ｂ）は、パネルが複合部品の自由端にないならば、０°のプライの数を偶数とすれば、２つの０°のプライが、ラミネート中央平面において存在することを保証する。制約（１２ｃ）は、０°のプライの数が奇数ならば、ただ１つの０°のプライが、中央平面において存在することを保証する。
【００６１】
内側ブロック内の各プライが互いから独立して最適化されることを可能にする代わりに、内側ブロックが、ライブラリを使用しても最適化され得る。２以上のプライの方向が奇数のプライを有し、したがって、内側ブロックのためのサブラミネートが、対称性の違反に基づいてフィルタリングされ得ないならば、対称性は不可能であり得る。代わりに、対称性に違反するサブラミネートは、それらが使用されるならば、目的関数に追加され得る対称性の違反の程度に基づいて、ペナルティーが割り当てられ得る。
【００６２】
最大限に許容されるソリューション時間、ガイド内の全体のプライシーケンスの数、及び内側ブロック内のプライシーケンスの数などの、ユーザ入力もコントローラに提供され得る。製造可能性は、最適化のためにより多くの時間が許容されると、改良される。全体境界は、ソリューション時間が増加すると減少する。それが予測されるのは、これがプライ形状最適化のための目的関数の主要な部分だからである。
【００６３】
パラメータ実行可能性分析
複合設計システム１１０は、最適化を実行する前に（例えば、複合部品の特定のパネルにおける特定のサブラミネートの配置を決定する解決策の検索及びスコアリングの前に）、実行可能性分析を更に実施し得る。これは、最適化が、実行不可能な最適化の問題をもたらすパラメータの組に対して実行されることを妨げることによって、時間及びライセンス費用を節約する。一実施形態では、複合設計システム１１０が、サブラミネートの適合した組み合わせが複合部品の全てのパネルに対して存在しないときは何時でも、最適化を行わない。システム１１０は、実行可能な解決策が可能であることを保証するように、如何にして制約が変更され得るかを示すフィードバックを更に提供し得る。例えば、フィードバックは、規則に従わないサブラミネートが存在するところの、特定のパネルを示し得るか、又は実行可能な解決策をもたらす可能性が高い変更を示し得る。
【００６４】
問題を更に示すために、ユーザが、各パネルに対して複合設計システム１１０にプライカウントを入力するときに、全てのプライカウントに従う実行可能な解決策が存在しない可能性が残っている。この問題は、サブラミネートを生成するために使用される積み重ねシーケンス規則に応じて妥協され得る。何故ならば、積み重ねシーケンス規則の第１の組の下で生成されたサブラミネートの１つのライブラリに対して解決策が存在し得る際に、未だ、積み重ねシーケンス規則の第２の組の下で生成されたサブラミネートの異なるライブラリに対して解決策が存在しないからである。コントローラ１１２によって実行された実行可能性分析は、パネルのためのプライカウントが、サブラミネートに対して積み重ねシーケンス規則と対立しない、少なくとも１つの解決策が存在することを保証する助けとなる。
【００６５】
この実施形態では、最適化に携わる前に、コントローラ１１２が、解決策が見つかり得ることを保証するために、サブラミネートのための積み重ねシーケンス規則と組み合わされた各パネルに対して、プライカウントをリビューする。したがって、何時間もの時間及び／又は高価なソフトウェアライセンスを利用して、機械的に最適化プロセス全体に携わるかわりに、コントローラ１１２は、実行可能性分析の結果に応じて、最適化を実行するか否かを選択的に判定する。
【００６６】
上述のように、ライブラリ内のサブラミネートは、積み重ねシーケンス規則に従うように選ばれ得る。プライ形状及び積み重ねシーケンスを、積み重ねシーケンス規則に従う既知のサブラミネートのみから生成することによって、これらのサブラミネートから構築された解決策は、不適合の機会を低減させることが企図される。積み重ねシーケンス規則との適合性を保証する上述の方策に関わらず、サブラミネートは、複合部品のパネルに対するプライカウントと常に適合するわけではないだろう。すなわち、生成されたサブラミネートは、パネルに対する望ましい／予め規定されたプライカウントに従わないかもしれない。例えば、積み重ねシーケンス規則が、地球レベルで可能なプライの方向の組み合わせを示し得る一方で、これらの可能な組み合わせに対する方向毎のプライの数は、個別のパネルに対して特定された方向毎のプライの数に合致しないかもしれない。これは、積み重ねシーケンス規則に個別に従うサブラミネートが、パネルからパネルへと変動し得る、必要とされるプライカウントに従うラミネートの中へ、常に組み合わせることができるわけではないことを意味する。これらの問題は、手動で突き止めることが特に難しいだろう。そのようにして、複合部品の２、３のパネル内だけで対立が存在し得る。積み重ねシーケンス規則が、パネルのためのプライカウントに照らして実行不可能であるならば、ユーザは、許容されるブロックの数（すなわち、各パネルを満たすことが許容されるサブラミネートの数）を変更するか、積み重ねシーケンス規則を変更するか、及び／又はサブラミネートのサイズを変更するかのうちの何れかを行わなければならない。それらの後で、実行可能性の確認が再試行される。
【００６７】
実行可能性分析を実行する間のコントローラ１１２の動作の更なる説明が、図１６に関連して提供される。この実施形態に対して、ユーザは、一組の積み重ねシーケンス規則及びプライカウントを提供し、提供された規則に基づいて複数のパネルの複合部品のために最適化が実行されることをリクエストしたものと想定する。例えば、ユーザは、特に、ユーザインターフェースを介して実行可能性分析をリクエストし、又は最適化が実行されることをリクエストし得る。その場合に、コントローラ１１２は、最適化を行うか否かを判定するために、「プリフライト（ｐｒｅｆｌｉｇｈｔ）」の実行可能性分析に携わり得る。
【００６８】
コントローラ１１２は、（例えば、ユーザによる入力として）サブラミネートのための積み重ねシーケンス規則を特定する。サブラミネートは、連続的に積み重ねられた層を備え、それらが共に積み重ねられてパネルを満たすように、最適化の間に利用される。積み重ねシーケンス規則は、サブラミネートの組成を制約する。例えば、積み重ねシーケンス規則は、サブラミネート内で許容可能なプライシーケンスを規定し、繊維配向毎にサブラミネートのためのプライの最少数及び最大数を規定し、同じ繊維配向を有する連続的なプライの許容可能な数を規定し得るなどである。
【００６９】
実行可能性分析に携わるときに、コントローラ１１２は、複合部品の全体の複合形状（例えば、各パネル）にわたり検査する。したがって、コントローラ１１２は、複合部品の全てのパネルが適合性をチェックされたわけではないことを判定し（ステップ１６０４）、実行可能性分析のための複合部品のパネルを特定する（ステップ１６０６）。コントローラ１１２は、進んで、パネルのためのプライカウントを特定する。プライカウントは、パネルにおけるプライの数を制約し、例えば、様々な制約の値を示す一桁の数字（ｓｉｎｇｌｅ  ｎｕｍｂｅｒｓ）を含む（ステップ１６０８）。
【００７０】
コントローラ１１２は、更に、最適化ルーチン内で使用されることが許容されたサブラミネート（ＮＳ）の数を更に選択する（ステップ１６１０）。例えば、ＮＳ＝２であるならば、２つまでの個別のサブラミネートが各パネルで使用されて、プライを用いてパネルを「満たし」得る。次に、コントローラ１１２は、ＮＳ及び積み重ねシーケンス規則に基づいて、結果としてのラミネートのためのプライカウントの範囲を計算する（ステップ１６１２）。
【００７１】
コントローラ１１２は、パネルに対するプライカウントが、ラミネートのためのプライカウントの範囲に従うか否かを更に判定する（ステップ１６１４）。これは、仮定で解決策が複合部品に対して見つかり得るところの、積み重ねシーケンス規則及び／又はＮＳの値を判定するために実行される。そのような分析は、実行不可能な積み重ねシーケンス規則及びサブラミネートの数が最適化の間に考慮されることを避ける助けとなる。
【００７２】
全てのパネルが、少なくとも１つのＮＳ≦ＮＳｏｐｔを有するところのサブラミネートの数、ＮＳｏｐｔが、以下の全ての制約が満たされるとして、判定され得るならば、実行可能性の問題が存在し得る。したがって、全てのパネル、ｌに対して、コントローラ１１２は、ＮＳが特定のプライカウント、Ｎｉｋを満たすことができるか否かを判定する。コントローラ１１２は、各繊維配向、ｋに対して、プライカウントをチェックする。
2017200753.tif 000007
ここで、ＮｋｍｉｎとＮｋｍａｘは、単一のサブラミネート内で許容される、方向ｋに対するプライの最少数と最大数であり、Ｎｋｓは、全ラミネート内の方向ｋを有する（一定の）表面のプライの全体の数である。
【００７３】
より精密な判定のために、上述の方程式は、内側サブラミネートと外側サブラミネートとの間を区別するように作られ得る。
2017200753.tif 000008
ここで、ＮｋｍｉｎとＮｋｍａｘは、内側サブラミネートと外側サブラミネートに対して異なり得る。ＮＳ＿ｉｎｎｅｒは、内側サブラミネートの全体の数であり、一方、ＮＳ＿ｏｕｔｅｒは、外側サブラミネートの数の半分である（何故ならば、各半分が他方のミラー画像だからである）。
【００７４】
コントローラ１１２は、ラミネートのためのプライの全体の数に対する範囲が、そのパネルに対する全体のプライカウントに従うことを更に保証し得る。
2017200753.tif 000009
ここで、ＮｔｍｉｎとＮｔｍａｘは、方向に関わりなく、サブラミネートが有することを許容される最少と最大のプライである。
【００７５】
サブラミネート毎の方向毎のプライの最少及び最大数は、以下に基づき得る。すなわち、Ｎｋｍｉｎは、ユーザによって直接的に設定された値と特定の繊維配向に対して許容されるプライの最大数とのうちの大きい方であり、ＮＫｍａｘは、ユーザによって直接的に設定された値と以下の方程式からもたらされる数とのうちの最も小さいものである。
2017200753.tif 000010
2017200753.tif 000011
2017200753.tif 000012
【００７６】
上述の計算及び数式を使用して、コントローラ１１２は、所与のＮＳ、積み重ねシーケンス規則の組、及びプライカウントに対して、実行不可能性が存在するか否かを判定し得る。したがって、コントローラ１１２は、パネルに対するプライカウントが満たされる可能性を有するか否かを自動的に判定し、分析されているパネルにおいて実行不可能性が生じるか否かを自動的に特定し、且つ、少なくとも１つの解決策がソリューション空間内に存在することを確実にするために、規則が与えられたとして、幾つのサブラミネートが必要とされるかを特定し得る。
【００７７】
実施例のやり方で、サブラミネート毎に少なくとも２つの０°のプライを要求する積み重ねシーケンス規則を用いて、５つのサブラミネートが選択され、パネルが８つの０°のプライを必要とするならば、そのパネルには解決策が存在しない。何故ならば、５つのサブラミネートは、少なくとも１０個の０°のプライを常にもたらすからである。そのような実施例では、ラミネートの方向、問題が生じるパネル、及び違反の種類が、ユーザに示されて、どの規則が修正されるべきかを特定し得る。この実施例では、積み重ねシーケンス規則が、サブラミネート毎にただ１つの０°のプライを要求するように修正され得る。コントローラ１１２は、更に進んで、サブラミネートの数のどの範囲がパネルに対して特定されたプライカウントに従うかを判定するために、サブラミネートの複数の異なる数の各々をチェックし得る（ステップ１６１６）。例えば、これは、パネルのためのプライカウントの更なる範囲（サブラミネートの異なる数に対応する各更なるプライカウント）を計算することによって、且つ、パネルに対して特定されたプライカウントが、パネルのための更なるプライカウントの範囲に従うか否かを判定することによって、実行され得る。
【００７８】
サブラミネートの全ての望ましい数が適合性のチェックを行われていないならば、コントローラ１１２は、ステップ１６１０へ戻り得る。さもなければ、コントローラ１１２は、ステップ１６０４へ進み、複合部品の各パネルが分析されるまで、適合性をチェックする複合部品の次のパネルを特定し得る。
【００７９】
更なる実施形態において、コントローラ１１２は、分析されるべき次のパネルが、既に分析されてしまったパネルに対して特定されたプライカウントと同じ特定されたプライカウントを有することを判定し得る。したがって、コントローラ１１２は、機能的に同じパネルが既に適合性のチェックを行われてしまったので、ステップ１６１０、１６１２、及び１６１４を行わないだろう。内側サブラミネートと外側サブラミネートが区別される実施形態では、ステップ１６０１〜１６１６が、２つの分離したループとして実行され得る。それらでは、内側ブロックと外側ブロックに対する異なるＮＳが使用され得る。例えば、内側ブロックに対するＮＳは、４以下であり得る。一方、外側ブロックに対するＮＳは、任意の適切な高い数であり得る。
【００８０】
図１７は、例示的な一実施形態における、複合部品のパネルのためのプライカウントに対するラミネート１７００のためのプライカウントの範囲の比較を示す表である。図１７で示されているように、パネルに対して可能なプライカウントの範囲１７１０は、それらのサブラミネートに対する積み重ねシーケンス規則１７１２に加えて、ＮＳ、すなわち、最適化の間に使用されるべきサブラミネートの数（この場合では、ＮＳ＝３）に基づいて、判定される。利用可能なプライカウントの範囲１７１０が、パネルに対して特定されたプライカウント（「パネルプライカウントｒｅｑ’ｍｔ」）と比較される。利用可能なプライカウントの範囲１７２０が、各繊維配向に対して特定された望ましいプライカウントを含む限りにおいて、解決策は、そのパネルに対して利用可能なはずである。この場合に、ＮＳの現在の値に対して、解決策を見つけることはできない。何故ならば、＋９０°における範囲は、プライカウントを含まないからである。この結果（「ＮＯ」）が、セル１７３０で示されている。
【００８１】
全ての望ましいパネル（例えば、複合部品における全てのパネル）が適合性のチェックを行われた後で、コントローラ１１２は、ＮＳのどの値が特定のパネル及び／又は全体の複合部品に適合するのかを示すレポートを更に生成し、そのレポートをユーザに提示するようにディスプレイ１１８に指示命令を送信する（ステップ１６１８）。該レポートは、複合部品のパネルに対して特定されたプライカウントが、サブラミネートによって提供されたプライカウントの範囲に従うか否かを示す。該レポートは、積み重ねシーケンス規則及び／又はプライカウントが、実行不可能であるか否か（すなわち、規則が可能な解決策を有していないと判定されたか否か）を示し得る。該レポートは、ＮＳに対する修正が、実行可能な規則をもたらし得るか否かを更に示し得る。更に、実行不可能性が見つかったならば、これらの実行不可能性の位置（例えば、規則が従われることができないパネル）が提供される。例えば、この詳細な情報は、どの特定の規則がパネルにおいて従われることができないのかを示し得る。
【００８２】
図１８は、検出された適合性の問題をユーザに対して示すためのディスプレイを介して提示された、レポート１８００を示している。この場合に、レポート１８００は、不適合性が検出された位置（パネル１）、不適合性の性質（９０°のプライカウントの対立）、及び不適合性に対する潜在的な解決策（ＮＳを３つから４つへ変更する）を示す。更なる実施形態において、レポートは、どのＮＳの値が、パネルに対して特定されたプライカウントに完全に従うプライカウントの範囲を有するかを示す。更なる一実施形態において、コントローラ１１２は、複合部品の少なくとも１つのパネルのためのプライカウントの範囲が、そのパネルに対して特定されたプライカウントに従わないことを検出したことに応じて、複合部品の最適化をアクティブに妨げる。
【００８３】
サブラミネート族の生成
上述された様々な最適化技法及びシステムは、サブラミネートのライブラリの自動的な生成に携わるコントローラ１１２によって更に改良され得る。これは、積み重ねシーケンス規則の新しい組が規定されるときは何時でも、それらの積み重ねシーケンス規則に従うサブラミネートの新しいライブラリが、最適化における使用に対して急速に展開され得ることを保証する。
【００８４】
一実施形態では、コントローラ１１２が、特定のサイズまでの全ての可能な規則に従うサブラミネートを、自動的に特定し且つ生成する。これは、規則のその組に対するブロックサイズが変更されるか否かに関わりなく、一組の積み重ねシーケンス規則に対して、サブラミネートのライブラリが一度は生成されることを可能にする。したがって、新しい従順なライブラリが、数秒又は数分内にコントローラ１１２によって素早く生成され、このライブラリからのサブラミネートが、その後、複合部品を最適化するときに利用され得る。複合部品の設計が、しばしば、繰り返しプロセスであるため、サブラミネートのライブラリを急速に規則の新しい組に適合させる能力は、非常に有益であり、大きな時間の節約になる。更に、以下で説明される技法を介して生成されるライブラリは、異なる組の規則に従うサブラミネートの変動する特性を探求するために、異なる設計者によって利用され得る。
【００８５】
コントローラ１１２は、（例えば、ユーザから又はメモリ１１６から）積み重ねシーケンス規則を取得し、サブラミネート内で利用するプライ／層の最大数を判定する。積み重ねシーケンス規則は、如何にして異なる方向のプライが、サブラミネート内に積み重ねられるべきかを示す。積み重ねシーケンス規則が定性的である実施形態では、コントローラ１１２が、その定性的な規則を定量的な規則へ変換するために、これらの積み重ねシーケンス規則の数学的な解釈に携わる。例えば、コントローラ１１２は、繊維配向がパネル内で４回以上繰り返さないという要件を有する、プライの「散りばめられた方向」に対する定性的な要件を置き換え得る。
【００８６】
例示的な定量的な規則は、１以上のパネルで使用される全体のプライの最少数を示す最少の全プライの制約、パネルにおいてプライの方向毎に使用されるプライの最少数を示す最少のプライの制約、及びパネルにおいてプライの方向毎に使用されるプライの最大数を示す最大のプライの制約を含み得る。このやり方では、積み重ねシーケンス規則が、繊維配向毎のサブラミネートに対するプライカウントの許容可能な範囲を規定し得る。更なる定量的な規則は、パネルにおいて連続的に積み重ねられる特定の方向のプライの最少数を示す最少の連続プライの制約、及びパネルにおいて連続的に積み重ねられる特定の方向のプライの最大数を示す最大の連続プライの制約を含む。したがって、積み重ねシーケンス規則は、同じ繊維配向の連続的なプライの許容可能な数を規定し得る。また更なる定量的な規則は、パネルにおける特定のプライが特定の方向を有する（又は一組の特定の方向のうちの１つである）ことを特定するアクティブなシーケンス制約、特定の方向のプライが常にサブラミネートを通して互いに対して交互にならなければならないことを要求する交互の組の制約、及びサブラミネート内に表れることが許容されない繊維配向の連続的なシーケンスを規定する許容されない配列を含む。これらの規則、及び他のセクションで説明される規則は、任意の適切なやり方で組み合わされ修正され得る。
【００８７】
一旦、一組の定量的な積み重ねシーケンス規則が判定されると、コントローラ１１２は、２つの段階のプロセスに携わる。第１の段階では、積み重ねシーケンス規則のうちの一部が、候補のサブラミネートのツリーを削減するために使用される。削減の後で、ツリー内の各サブラミネートは、潜在的に全ての積み重ねシーケンス規則に従うが、未だ全てのそのような規則に従うことが保証されていない候補である。ツリーは、反復を介して生成され得る。それは、完全なサブラミネートを生成することが必要とされる計算時間を大幅に緩和する。何故ならば、非従順なツリーの枝は、早い段階で削減され得るからである。第２の段階は、サブラミネートの候補のツリーをリビューし、且つ、規則に従順であり得る各可能な枝をチェックする。規則の完全な組みに違反する任意の候補のサブラミネートも、削減される。したがって、結果としての削減されたツリーは、積み重ねシーケンス規則に従うサブラミネートのみから成ることが保証される。
【００８８】
生成プロセスの第１の目的は、層の最大数まで、全ての可能な規則に従うサブラミネートを生み出すことである。例えば、コントローラ１１２は、上述の表２で説明された一組の規則に従う全てのサブラミネートのライブラリを生成し得る。しかし、上述のように、生成プロセスは、規則の新しい組に対するサブラミネートの新しいライブラリを生成するために、繰り返し実行され得る。
【００８９】
コントローラ１１２は、ツリー生成に携わるために、ハードウェアプロセッサによって又は独立したハードウェアとして実装される、複数の構成要素を含み得る。図１９によって示されるように、これらの構成要素は、候補のサブラミネートのツリーを生成するサブラミネート候補ツリー生成器１９０２、及び積み重ねシーケンス規則の全てに従うことに失敗した候補のサブラミネートの枝を削減する適合性チェッカー１９１０を含み得る。サブラミネート候補ツリー生成器１９０２は、シーケンス方向チェッカー１９０４を利用して、積み重ねシーケンス規則との適合性のためにサブラミネートをチェックし、枝削減器１９０６を利用して、積み重ねシーケンス規則に従わないサブラミネートを除去し、且つ、候補ブランチャー１９０８を利用して、以前のサブラミネートから新しいサブラミネートを生成し得る。適合性チェッカー１９１２は、完全適合性チェッカー１９１２を利用して、更なる規則との適合性のために候補のサブラミネートの生成されたツリーをチェックし得る。
【００９０】
この実施形態に対して、ユーザが、積み重ねシーケンス規則を修正し、且つ、新しい積み重ねシーケンス規則に従うサブラミネートの新しいライブラリを生成することを望んでいると想定する。コントローラ１１２は、積み重ねシーケンス規則に対する変更を検出し、図２０及び図２１で示されているように、その変更に応じて、サブラミネートの新しいライブラリの２段階の生成を開始する。
【００９１】
段階１は、コントローラ１１２が、ツリーを介して候補のサブラミネートのリストを生成することを含む。ツリーを利用してサブラミネートを評価することは、サブラミネートの非従順な枝が、できる限り早く削減されることを保証し、それは、ライブラリを生成するときに全体の処理時間を低減させる。段階１は、コントローラ１１２が、各々が繊維配向のユニークなシーケンスを有する連続的に積み重ねられた層／プライを備える、「ルート」サブラミネートを生成する（ステップ２００２）。例えば、これらのルートサブラミネートは、層の選択された最少数を用いて生成され得る。ルートサブラミネートは、そこからより大きなサブラミネートが生成されるところの、基本的なサブラミネートである。コントローラ１１２は、如何にして繊維配向がサブラミネートの層にわたり並べられるかを制約する、積み重ねシーケンス規則との適合性のために、新しく生成されたサブラミネートをチェックする。例えば、これは、繊維配向毎の新しいサブラミネートに課された最少、最大、及び／又は連続的なプライカウントの制限との適合性をチェックすること、積み重ねの「上端」に適用されるアクティブな配置の制約をチェックすること、繊維配向の許容されない配置をチェックすること、及び／又は交互になると予測される繊維配向内の不具合をチェックすることを含み得る。例えば、＋４５°及び−４５°の繊維配向が、サブラミネートを通して互いに対にされ又は交互になると予測されるならば、コントローラ１１２は、＋４５°及び−４５°の繊維配向を有する層の数をカウントし得る。＋４５°の層の数が２以上であり又は−４５°の層の数未満であるならば、サブラミネートは、そのようなペアリングの規則に非従順であり得るので、したがって、捨てられ得る。
【００９２】
コントローラ１１２は、進み、積み重ねシーケンス規則に従わない新しく生成されたサブラミネートを除去し（ステップ２００６）、最大のサブラミネートのサイズ（すなわち、層の最大数）が、到達されたか否かを見るためにチェックする（ステップ２００８）。最大のサイズが、未だ到達されていないならば、コントローラ１１２は、最も新しく生成されたサブラミネートを、古いサブラミネートとして合図し得る。これらの古いサブラミネートは、各々が更なる層を含む新しいサブラミネートの生成において使用され得る（ステップ２０１０）。新しいサブラミネートは、古いサブラミネートに層を追加して、繊維配向のユニークなシーケンスを有する新しいサブラミネートを生成することによって、古いサブラミネートに基づいて生成される。
【００９３】
特に、生成プロセスは、除去されていない古いサブラミネートを選択すること（ステップ２０１２）、及び古いサブラミネートに追加される層のためのユニークな繊維配向を選択すること（ステップ２０１４）を含む。その後、コントローラ１１２は、古いサブラミネートに、繊維配向を有する層を付け加えることによって、新しいサブラミネートを生成する（ステップ２０１６）。全ての利用可能な繊維配向（例えば、０°、＋４５°、−４５°、９０°）が、古いサブラミネートから新しいサブラミネートを生成するために使用され（ステップ２０１８）ていないならば、別の繊維配向がステップ２０１２で選択されて、別の新しいサブラミネートが、古いサブラミネートから生成される。
【００９４】
一実施形態では、新しい層のための繊維配向が選択されるときに、シーケンス方向チェッカー１９０４が、新しい層のための各潜在的な繊維配向をリビューし、新しい層に対して許容された繊維配向のリストを構築する。許容された既知の方向を用いて、候補ブランチャー１９０８は、サブラミネートの候補のツリー内の全てのリーフ（ｌｅａｖｅｓ）を横断し、許容された方向の各角度を新しい枝として付け加える。一旦、各枝が生成されると、枝削減器１９０６は、新しい枝の全てについて積み重ねシーケンス規則に違反しているかチェックする。規則違反によって拒絶されるべきことが分かった任意の枝は削減され、したがって、その経路に沿って更なる枝は生み出されない。
【００９５】
代替的に、全ての利用可能な繊維配向が、選択された古いサブラミネートに対して新しいサブラミネートを生成するために使用されると、コントローラ１１２は、（例えば、層の以前の数を有する）全ての残りのサブラミネートが、新しいサブラミネートを生成するために使用されたか否かを見るためにチェックする（ステップ２０２０）。より古いサブラミネートが残っているならば、コントローラ１１２は、ステップ２０１２で別の１つの古いサブラミネートを選択し、進んで、更なる新しいサブラミネートを生成する。代替的に、全ての古いサブラミネートが新しいサブラミネートを生成するために使用されたならば、プロセスはステップ２００４へ戻る。このやり方において、コントローラ１１２は、層の最大数が到達されるまで、新しいサブラミネートを、チェックし、除去し、且つ、生成することを反復的に繰り返す。
【００９６】
上述のように、プロセスは、反復的に実行され、何時でも、新しい層がサブラミネートのライブラリに追加されることを繰り返す。したがって、プロセスは、Ｘ個の層（例えば、３つの層）を有するサブラミネートを用いて開始し、その後、Ｘ＋１個の層を有するラミネートへ進み得るなどである。このやり方において、プロセスは、最大サイズを有するサブラミネートが、生成され、積み重ねシーケンス規則との適合性をチェックされるまで、継続する。一実施形態では、コントローラが、整数ツリーを横断することによって再帰的にチェックし、除去し、且つ、生成することを繰り返す。各サブラミネートは、整数ツリー内にノードを備え、各サブラミネートからの枝の数は、利用可能な繊維配向の数に相当する。利用可能な繊維配向の数及び種類は、変動し得る。
【００９７】
ツリーがサブラミネートを用いて最大サイズまで満たされた後で、ツリー内に残された全てのサブラミネートは、候補のサブラミネートであると考えられる。それらは、潜在的に、規則に完全に従っている。しかし、ある規則は、サブラミネートが完全に完了する後まで、分析に対して修正可能ではないかもしれない。例えば、サブラミネートの積み重ねの上端の代わりに、積み重ねの底から考慮されるアクティブな配置の規則は、方法２００の間に考慮されない。何故ならば、これらの制約は、そこから実行可能なサブラミネートが生成され得るところの、枝を削減し得るからである。アクティブな配置の規則が、サブラミネートの最後の角度が０°でなければならないことを特定した、ツリー生成の間に適用されたならば、枝削減器１９０６は、０°のプライにおいて終わらなかったサブラミネートを除去し得る。しかし、そのような除去されたサブラミネートを含んだ、且つ、それでも０°において終わった、より大きなサブラミネートも、このプロセスによって削減され得る。したがって、早く削減することは、損なわれた従順なサブラミネートをもたらす。したがって、適合性チェッカーは、ツリーが完了され且つ候補で満たされてしまうまでに、そのような規則との適合性のためのサブラミネートのリビューを保留する。
【００９８】
全ての規則との適合性のチェックは、ツリーの生成の間に望ましくないので、更なる積み重ねシーケンス規則との適合性は、ツリーが方法２０００によって生成されてしまった後で、第２の段階でチェックされ得る。第２の段階では、適合性チェッカー１９１０が、枝削減器１９０６によってチェックされなかった全ての規則をチェックする。したがって、第１の段階の完了の後で、ツリー内に存在する各候補のサブラミネートは、適合性チェッカー１９１０へパスされ、適合性チェッカー１９１０は、更なる積み重ねシーケンス規則に基づいて、サブラミネートを受け入れるか又は拒絶するかのうちの何れかである。任意の規則が違反されたならば、候補のサブラミネートは拒絶される。このプロセスの終わりにおいて、全ての積み重ねシーケンス規則を成功裡に満たす、それらの候補のサブラミネートだけが残る。これらのサブラミネートは、生産物として戻り、上述の最適化プロセスにおいて使用されるためのサブラミネートのライブラリとして、メモリ１１６内に記憶され得る。
【００９９】
図２１は、分析の第２の段階において、更なる積み重ねシーケンス規則との、候補のサブラミネートの適合性をチェックするための方法２１００を提供する。方法２１００は、ツリーが生成された後で、コントローラ１１２が、更なる積み重ねシーケンス規則との適合性のために未だ除去されなかった全てのサブラミネートをチェックし、更なる積み重ねシーケンス規則に従わないサブラミネートを除去することを可能にする。方法２１００によれば、コントローラ１１２は、（例えば、サブラミネートの底のＸ個の層内の繊維配向の特定の順序の組を要求する）「ボトムアップ」配置の要件、又は対にされた繊維配向の間の逸脱を許容しない要件などの、更なる積み重ねシーケンス規則を特定する。例えば、更なる積み重ねシーケンス規則は、第１の繊維配向（例えば、＋４５°）のプライが、第２の繊維配向（例えば、−４５°）のプライと対にならなければならないことを示し得る。逸脱のためのチェックは、トップダウンでサブラミネートの層をアクティブにリビューし、対にされるべき１つの繊維配向を有する１つの層が遭遇されたときは何時でも、それが、繰り返しの前に、対における他の繊維配向によって後続されることを確実にする。例えば、チェックは、＋４５°の層又は−４５°の層が遭遇されるときは何時も、それが、繰り返される前に、他の対の繊維配向（例えば、それぞれ、−４５°及び＋４５°）の層によって後続されることを確実にし得る。
【０１００】
コントローラ１１２は、候補のサブラミネートを更に選択し（ステップ２１０４）、更なる積み重ねシーケンス規則との適合性のために選択された候補のサブラミネートをチェックする（ステップ２１０６）。サブラミネートが非従順ならば（ステップ２１０８）、それは除去される（ステップ２１１０）。代替的に、サブラミネートが従順ならば、プロセスは、サブラミネートを除去することなしに前へ進む。コントローラ１１２は、全ての候補のサブラミネートが、更なる積み重ねシーケンス規則との適合性をチェックされたか否かを判定する（ステップ２１１４）。全ての候補のサブラミネートがチェックされていなければ、プロセスは、ステップ２０１４へ戻り、新しい候補のサブラミネートが選択される。全ての候補のサブラミネートがチェックされたら、コントローラ２１１６は、複合部品を設計するための利用可能なサブラミネートのライブラリとして、サブラミネートをメモリ１１６内に記憶する（ステップ２１１６）。
【０１０１】
図２２は、［０°／４５°／０°／０°］に方向付けられた、４つのプライ２２１２、２２１４、２２１６、及び２２１８を有する、単一の古いサブラミネート２２１０を備えた、ツリー２２００のための枝生成のプロセスの一実施例を示している。この実施例では、任意の所与のプライに対して許容された、４つの繊維配向が存在する。すなわち、０°、４５°、−４５°、及び９０°である。シーケンス方向チェッカー１９０４は、全ての４つの新しい方向が、候補として考慮されることを可能にする。何故ならば、このシーケンスにはアクティブなシーケンスの制約が存在しないからである。その後、候補ブランチャー１９０８は、現在のサブラミネートの候補のノードに、これらの４つの方向を付け加えることによって生み出され得る、様々な新しいサブラミネートに対応するサブラミネート２２１０から枝分かれする、４つの新しいサブラミネートを生み出す。その後、枝削減器１９０６は、これらの４つの新しいサブラミネートのうちの３つが、異なる積み重ねシーケンス規則に違反することを特定する。第１の新しいサブラミネート２２２０は、層２２２２を含む。層２２２２は、共に最大で２つの０°のプライの最大連続プライ制約に違反する。第１の新しいサブラミネート２２２０は、３つの連続的な０°のプライを生み出し、したがって、除去される。第２の新しいサブラミネート２２３０は、提供された対のプライの規則（例えば、交互の組の制約）に違反する層２２３２を含む。何故ならば、２つの４５°の方向は、インターリム−４５°なしに現れるからである。第３の新しいサブラミネート２２４０は、積み重ねシーケンス規則の違反をもたらさない、新しい層２２４２として許容される。しかし、第４の新しいサブラミネート２２５０は、シーケンス［０°／０°／０°／９０°］が任意のサブラミネートにおいて現れることが許容されないことを示す、許容されないシーケンスの制約に違反する、層２２５２を含む。したがって、枝削減器１９０６は、規則に従わない３つの新しいサブラミネートを除去する。１つの枝のみが、許容可能な新しいサブラミネートとして残る。
【０１０２】
航空機製造への適用
図面を更に具体的に参照しながら、本開示の実施形態を、図２３に示す航空機の製造及び保守方法２３００、及び図２４に示す航空機２３０２に照らして説明する。製造前段階では、例示的な方法２３００が、航空機２３０２の仕様及び設計２３０４と材料の調達２３０６とを含み得る。製造段階では、航空機２３０２の構成要素及びサブアセンブリの製造２３０８と、システムインテグレーション２３１０とが行われる。その後、航空機２３０２は認可及び納品２３１２を経て運航２３１４に供される。顧客により運航される間に、航空機２３０２は、改造、再構成、改修なども含み得る、定期的な整備及び保守２３１６が予定される。
【０１０３】
方法２３００の各工程は、システムインテグレータ、第三者、及び／又はオペレータ（例えば顧客）によって、実行又は実施され得る。本明細書の目的のために、システムインテグレータは、限定しないが、任意の数の航空機製造者、及び主要システムの下請業者を含むことができ、第三者は、限定しないが、任意の数のベンダー、下請業者、及び供給業者を含むことができ、オペレータは、航空会社、リース会社、軍事団体、サービス機関などであり得る。
【０１０４】
図２４に示すように、例示的な方法２３００によって製造された航空機２３０２は、複数のシステム２３２０及び内装２３２２を備えた機体２３１８を含み得る。高次のシステム２３２０の例には、推進システム２３２４、電気システム２３２６、油圧システム２３２８、及び環境システム２３３０のうち１以上が含まれる。任意の数の他のシステムも含まれ得る。航空宇宙産業の例を示しているが、本発明の原理は、自動車産業などの他の産業にも適用され得る。
【０１０５】
本明細書中で実施される装置及び方法は、製造及び保守方法２３００の任意の１以上の段階において用いられ得る。例えば、製造段階２３０８に対応する構成要素又はサブアセンブリは、航空機２３０２の運航中に製造される構成要素又はサブアセンブリと類似の方法で作製又は製造され得る。また、１以上の装置の実施形態、方法の実施形態、又はそれらの組み合わせは、例えば、航空機２３０２の組み立てを実質的に効率化するか、又は航空機２３０２のコストを削減することにより、製造段階２３０８及び２３１０において利用され得る。同様に、装置の実施形態、方法の実施形態、又はそれらの組み合わせのうちの１以上を、航空機２３０２の運航中に、例えば限定しないが、整備及び保守２３１６に利用することもできる。
【０１０６】
一実施形態では、複合設計システム１１０が、機体１１８の一部分のための複合部品の仕様及び設計の間に利用される。これは、複合部品１５０が、構成要素及びサブアセンブリの製造２３０８において製造されることを可能にし、その後、システムインテグレーション２３１０において航空機へ組み立てられることを可能にする。その後、部品１５０は、摩耗が部品１５０を使えなくするまで運航２３１４で使用され得る。その後、整備及び保守２３１６は、部品１５０が、捨てられ、且つ、複合設計システム１１０によって生成された設計に基づいて、新しく製造された部品１５０と交換され得る。
【０１０７】
本明細書に記載の図面で示される又は説明される様々な要素のうちの任意のものが、ハードウェア、ソフトウェア、ファームウェア、又はこれらの何らかの組み合わせとして実装され得る。例えば、ある要素が専用ハードウェアとして実装され得る。専用ハードウェア要素は、「プロセッサ」、「コントローラ」、又は同様の何らかの用語で称され得る。プロセッサによって提供される場合、単一の専用プロセッサによって、単一の共有プロセッサによって、又はそのうちの幾つかが共有であり得る複数の個別のプロセッサによって、機能が提供され得る。更に、「プロセッサ」又は「コントローラ」の語の明確な使用は、ソフトウェアの実行が可能なハードウェアのみを表すと解釈されるべきでなく、非限定的に、デジタル信号プロセッサ（ＤＳＰ）ハードウェア、ネットワークプロセッサ、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）若しくは他の回路、フィールドプログラマブルゲートアレイ（ＦＰＧＡ）、ソフトウェア記憶用のリードオンリメモリ（ＲＯＭ）、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、不揮発性ストレージ、ロジックもしくは何らかの他の物理的ハードウェアコンポーネントもしくはモジュールなどを黙示的に含み得る。
【０１０８】
また、ある要素が、その要素の機能を実施するためにプロセッサ又はコンピュータによって実行可能な指示命令として実装され得る。指示命令の幾つかの例は、ソフトウェア、プログラムコード、及びファームウェアである。指示命令は、その要素の機能をプロセッサに実施させるように、プロセッサによって実行されるときに動作可能である。指示命令はプロセッサによって可読な記憶装置に記憶され得る。記憶装置の幾つかの例は、デジタル若しくは半導体メモリ、磁気ディスク及び磁気テープなどの磁気記憶媒体、ハードドライブ、又は光学可読デジタルデータ記憶媒体である。
【０１０９】
したがって、要約すると、本発明の第１態様によって下記が提供される。
Ａ１
多層複合部品を設計することを含む方法であって、
前記部品を、その深さに沿って、各々が前記部品内に連続的な層の積み重ねを備えた複数のブロックへ更に分割すること（５０２）、
如何にして異なる繊維配向を有する層が、前記部品内に積み重ねられるかを制約する規則を特定すること（５０４）、
前記ブロックの各層に対する繊維配向を規定し且つ前記規則に従う、前記ブロックのためのガイドを生成すること（５０６）、
前記ブロックのための前記ガイドに適合し且つ前記規則に従う、前記ブロックのための連続的なプライシーケンスを備えたサブラミネートを特定すること（５０８）、
前記部品を、各々が前記複合部品の領域の断片を備えた複数のパネルへ更に分割すること（５１０）、及び
隣接する前記パネルのための適合したサブラミネートに基づいて、前記ブロックの前記パネルのうちの１つに対して、前記適合したサブラミネートのうちの１つを選択すること（５１２）によって、設計することを含む、方法。
Ａ２
前記適合したサブラミネートのうちの１つを選択することが、
前記複合部品のうちの１つの層内のプライ形状の総計の境界の長さを低減させる、１つの適合したサブラミネートを選択することを含む、項Ａ１に記載の方法。
Ａ３
前記適合したサブラミネートのうちの１つを選択することが、
前記複合部品内のプライ形状を生成するために実行される切断の総計の数を低減させる、１つの適合したサブラミネートを選択することを含む、項Ａ１に記載の方法。
Ａ４
前記適合したサブラミネートのうちの１つを選択することが、
前記複合部品内のプライ形状のための平均コース長さを増加させる、１つの適合したサブラミネートを選択することを含む、項Ａ１に記載の方法。
Ａ５
前記適合したサブラミネートのうちの１つを選択することが、
前記複合部品内のプライ形状のための内部コーナーの総計の数を低減させる、１つの適合したサブラミネートを選択することを含む、項Ａ１に記載の方法。
Ａ６
前記サブラミネートが、前記パネルに繊維が付けられていない空の層を含む、項Ａ１に記載の方法。
Ａ７
前記サブラミネートが、前記規則に違反することなしに、前記複合部品内で互いの上に積み重ねられるように構成されている、項Ａ１に記載の方法。
【０１１０】
本発明の更なる一態様により、下記が提供される。
Ｂ１
多層複合部品（１５０）の形状を示す入力を受信するように構成されたインターフェース（１１４）、
前記部品を、その深さに沿って、各々が前記部品内に連続的な層の積み重ね（４１０）を備えた複数のブロック（Ｂ１、Ｂ２）へ更に分割すること、如何にして異なる繊維配向を有する層が、前記部品内に積み重ねられるかを制約する規則を特定すること、前記ブロックの各層に対する繊維配向を規定し且つ前記規則に従う、前記ブロックのためのガイドを生成すること、前記ブロックのための前記ガイドに適合し且つ前記規則に従う、前記ブロックのための連続的なプライシーケンスを備えたサブラミネートを特定すること、前記部品を、各々が前記複合部品の領域の断片を備えた複数のパネル（３１０）へ更に分割すること（５１０）、及び隣接する前記パネルのための適合したサブラミネートに基づいて、前記ブロックの前記パネルのうちの１つに対して、前記適合したサブラミネートのうちの１つを選択することによって、前記部品のための設計を生成するように構成された、コントローラ（１１２）、並びに
前記設計を、前記部品を構築する自動繊維配置（ＡＦＰ）機による使用のために選択されたサブラミネートの組み合わせとして記憶するように構成された、メモリを備える、装置。
Ｂ２
前記コントローラが、前記複合部品のうちの１つの層内のプライ形状の総計の境界の長さを低減させる、１つの適合したサブラミネートを選択することによって、１つの適合したサブラミネートを選択するように構成されている、項Ｂ１に記載の装置。
Ｂ３
前記コントローラが、前記複合部品内のプライ形状を生成するために実行される切断の総計の数を低減させる、１つ適合したサブラミネートを選択することによって、１つの適合したサブラミネートを選択するように構成されている、項Ｂ１に記載の装置。
Ｂ４
前記コントローラが、前記複合部品内のプライ形状のための平均コース長さを増加させる、１つの適合したサブラミネートを選択することによって、１つの適合したサブラミネートを選択するように構成されている、項Ｂ１に記載の装置。
Ｂ５
前記コントローラが、前記複合部品内のプライ形状のための内部コーナーの総計の数を低減させる、１つの適合したサブラミネートを選択することによって、１つの適合したサブラミネートを選択するように構成されている、項Ｂ１に記載の装置。
Ｂ６
前記適合したサブラミネートが、前記パネルに繊維が付けられていない空の層を含む、項Ｂ１に記載の装置。
Ｂ７
前記適合したサブラミネートが、前記規則に違反することなしに、前記複合部品内で互いと共に積み重ねられることができる、項Ｂ１に記載の装置。
【０１１１】
本発明の更なる一態様により、下記が提供される。
Ｃ１
プロセッサによって実行されたときに、方法を実行するために動作可能な、プログラムされた指示命令を有する、非一時的コンピュータ可読媒体であって、前記方法が、
多層複合部品を設計することであって、
前記部品を、その深さに沿って、各々が前記部品内に連続的な層の積み重ねを備えた複数のブロックへ更に分割すること（５０２）、
如何にして異なる繊維配向を有する層が、前記部品内に積み重ねられるかを制約する規則を特定すること（５０４）、
前記ブロックの各層に対する繊維配向を規定し且つ前記規則に従う、前記ブロックのためのガイドを生成すること（５０６）、
前記ブロックのための前記ガイドに適合し且つ前記規則に従う、前記ブロックのための連続的なプライシーケンスを備えたサブラミネートを特定すること（５０８）、
前記部品を、各々が前記複合部品の領域の断片を備えた複数のパネルへ更に分割すること（５１０）、及び
隣接する前記パネルのための適合したサブラミネートに基づいて、前記ブロックの前記パネルのうちの１つに対して、前記適合したサブラミネートのうちの１つを選択すること（５１２）によって、設計することを含む、媒体。
Ｃ２
前記適合したサブラミネートのうちの１つを選択することが、
前記複合部品のうちの１つの層内のプライ形状の総計の境界の長さを低減させる、１つの適合したサブラミネートを選択することを含む、項Ｃ１に記載の媒体。
Ｃ３
前記適合したサブラミネートのうちの１つを選択することが、
前記複合部品内のプライ形状を生成するために実行される切断の総計の数を低減させる、１つの適合したサブラミネートを選択することを含む、項Ｃ１に記載の媒体。
Ｃ４
前記適合したサブラミネートのうちの１つを選択することが、
前記複合部品内のプライ形状のための平均コース長さを増加させる、１つの適合したサブラミネートを選択することを含む、項Ｃ１に記載の媒体。
Ｃ５
前記適合したサブラミネートのうちの１つを選択することが、
前記複合部品内のプライ形状のための内部コーナーの総計の数を低減させる、１つの適合したサブラミネートを選択することを含む、項Ｃ１に記載の媒体。
Ｃ６
前記サブラミネートが、前記パネルに繊維が付けられていない空の層を含む、項Ａ１に記載の方法。
【０１１２】
本発明の更なる一態様により、下記が提供される。
Ｄ１
多層複合部品の形状を示す入力を受信すること、
前記部品のためのプライシーケンスの配置を示す設計を生成すること、
前記部品を、その深さに沿って、各々が前記部品内に連続的な層の積み重ねを備えた複数のブロックへ更に分割すること（５０２）、
如何にして異なる繊維配向を有する層が、前記部品内に積み重ねられるかを制約する規則を特定すること（５０４）、
前記規則に従う、前記ブロックのための繊維配向の組を特定すること、
前記ブロックを、各々が前記複合部品の領域の断片を備えた複数のパネル（３１０）へ更に分割すること（５１０）、
隣接する前記パネルのための繊維配向の組に基づいて、前記パネルのうちの１つに対して、前記繊維配向の組のうちの１つを選択すること、及び
前記部品を構築する自動繊維配置（ＡＦＰ）機による使用のための前記設計を記憶するように、メモリを構成することを含む、方法。
【０１１３】
本発明の更なる一態様により、下記が提供される。
Ｅ１
各々が複合部品の領域の断片を備える複数のパネル（３１０）へ更に分割される、多層複合部品（２５０）の層のための繊維配向を最適化する実行可能性を選択的に分析するための方法（１６００）であって、
最適化の間に利用される連続的に積み重ねられた層を備えるサブラミネートの組成を制約する積み重ねシーケンス規則を特定すること（１６０２）、
前記複合部品の各パネルに対して（１６０４、１６０６）、
前記パネルにおけるプライの数を制約するプライカウントを特定すること（１６０８）、
前記パネルの最適化の間に利用するサブラミネートの数を選択すること（１６１０）、
前記サブラミネートの数及び前記積み重ねシーケンス規則に基づいて、ラミネートのためのプライカウントの範囲を計算すること（１６１２）、及び
前記ラミネートのための前記プライカウントの範囲が、前記パネルに対する前記プライカウントに従うか否かを判定すること（１６１４）によって、
前記パネルを分析すること、並びに
前記パネルに対する前記プライカウントが、前記ラミネートのための前記プライカウントの範囲に適合するか否かを示す、レポートを提示するように、指示命令を送信すること（１６１８）を含む、方法。
Ｅ２
サブラミネートの複数の数の各々に対して（１６１６、１６１０）、
ラミネートのための更なるプライカウントの範囲を計算すること、及び
前記パネルに対する前記プライカウントが、そのラミネートのための前記更なるプライカウントの範囲に従うか否かを判定すること（１６１２）を更に含む、項Ｅ１に記載の方法。
Ｅ３
前記パネルに対する前記プライカウントが、前記ラミネートのための前記プライカウントの範囲に従うところの、前記サブラミネートの数を、前記レポートが示す、項Ｅ２に記載の方法。
Ｅ４
サブラミネートの複数の許容された数が存在し、
前記方法が、
前記パネルに対する前記プライカウントが、前記サブラミネートの許容された数の何れかのための前記プライカウントの範囲に従わないと判定したことに応じて、前記複合部品の最適化を妨げることを含む、項Ｅ１に記載の方法。
Ｅ５
次のパネルが、既に分析されたパネルに対するプライカウントと同じプライカウントを有することを検出すること、及び前記検出に応じて、
前記次のパネルの最適化の間に利用するサブラミネートの数を選択しないこと、及び
前記次のパネルに対応するラミネートのためのプライカウントの範囲を計算しないことを更に含む、項Ｅ１に記載の方法。
Ｅ６
前記プライカウントが、繊維配向毎のプライの数を示す、項Ｅ１に記載の方法。
Ｅ７
前記積み重ねシーケンス規則が、繊維配向に基づいて、サブラミネートのためのプライの最少数及び最大数を規定する（１７１２）、項Ｅ１に記載の方法。
【０１１４】
本発明の更なる一態様により、下記が提供される。
Ｆ１
プロセッサによって実行されたときに、各々が複合部品の領域の断片を備える複数のパネル（３１０）へ更に分割される、多層複合部品（１５０）の層のための繊維配向を最適化する実行可能性を選択的に分析するための方法（６００）を実行するように動作可能な、プログラムされた指示命令を有する、非一時的コンピュータ可読媒体であって、前記方法が、
最適化の間に利用される連続的に積み重ねられた層を備えるサブラミネートの組成を制約する積み重ねシーケンス規則を特定すること（１６０２）、
前記複合部品の各パネルに対して（１６０４、１６０６）、
前記パネルにおけるプライの数を制約するプライカウントを特定すること（１６０８）、
前記パネルの最適化の間に利用するサブラミネートの数を選択すること（１６１０）、
サブラミネートの数及び積み重ねシーケンス規則に基づいて、ラミネートのためのプライカウントの範囲を計算すること（１６１２）、及び
前記ラミネートのための前記プライカウントの範囲が、前記パネルに対する前記プライカウントに従うか否かを判定すること（１６１４）によって、
前記パネルを分析すること、並びに
前記パネルに対する前記プライカウントが、前記ラミネートのための前記プライカウントの範囲に適合するか否かを示す、レポートを提示するように、指示命令を送信することを含む、媒体。
Ｆ２
サブラミネートの複数の数の各々に対して（１６１６、１６１０）、
ラミネートのための更なるプライカウントの範囲を計算すること、及び
前記パネルに対する前記プライカウントが、そのラミネートのための前記更なるプライカウントに従うか否かを判定すること（１６１２）を更に含む、項Ｆ１に記載の媒体。
Ｆ３
前記パネルに対する前記プライカウントが、前記ラミネートのための前記プライカウントの範囲に従うところの、前記サブラミネートの数を、前記レポートが示す、項Ｆ２に記載の媒体。
Ｆ４
サブラミネートの複数の許容された数が存在し、
前記方法が、
前記パネルに対する前記プライカウントが、前記サブラミネートの許容された数の何れかのための前記プライカウントの範囲に従わないと判定したことに応じて、前記複合部品の最適化を妨げることを含む、項Ｆ１に記載の媒体。
Ｆ５
次のパネルが、既に分析されたパネルに対するプライカウントと同じプライカウントを有することを検出すること、及び前記検出に応じて、
前記次のパネルの最適化の間に利用するサブラミネートの数を選択しないこと、及び
前記次のパネルに対応するラミネートのためのプライカウントの範囲を計算しないことを更に含む、項Ｆ１に記載の媒体。
Ｆ６
前記プライカウントが、繊維配向毎のプライの数を示す、項Ｆ１に記載の媒体。
Ｆ７
前記積み重ねシーケンス規則が、繊維配向に基づいて、サブラミネートのためのプライの最少数及び最大数を規定する（１７１２）、項Ｆ１に記載の媒体。
【０１１５】
本発明の更なる一態様により、下記が提供される。
Ｇ１
多層複合部品（１５０）の形状を示す入力を受信するインターフェース（１１４）、
各々が前記複合部品の領域の断片を備えた複数のパネル（３１０）へ前記複合部品を更に分割すること、及びそれらのパネルの層（４１０）に対する繊維配向を選択する最適化に携わることによって、前記部品のための設計を生成する、コントローラ（１１２）を備え、
前記コントローラが、最適化の間に利用される連続的に積み重ねられた層を備えるサブラミネートの組成（２２１０）を制約する積み重ねシーケンス規則（１７１２）を特定し、前記複合部品の各パネルに対して、前記パネルにおけるプライの数を制約するプライカウントを特定することによって前記パネルを分析し、前記パネルの最適化の間に利用するサブラミネートの数を選択し、前記サブラミネートの数及び前記積み重ねシーケンス規則に基づいて、ラミネートのためのプライカウントの範囲を計算し、前記パネルに対する前記プライカウントが、前記ラミネートのためのプライカウントの範囲に従うか否かを判定し、
前記コントローラが、前記パネルに対するプライカウントが、前記ラミネートのためのプライカウントの範囲に適合するか否かを示す、レポートを呈示するように、指示命令を送信する、装置。
Ｇ２
サブラミネートの複数の数の各々に対して、前記コントローラが、ラミネートのための更なるプライカウントの範囲を計算し、パネルに対するプライカウントが、そのラミネートのための前記更なるプライカウントの範囲に従うか否かを判定する、項Ｇ１に記載の装置。
Ｇ３
前記パネルに対する前記プライカウントが、前記ラミネートのための前記プライカウントの範囲に従うところの、前記サブラミネートの数を、前記レポートが示す、項Ｇ２に記載の装置。
Ｇ４
サブラミネートの複数の許容された数が存在し、
パネルに対するプライカウントが、前記サブラミネートの許容された数の何れかのためのプライカウントの範囲に従わないと判定したことに応じて、前記コントローラが、前記複合部品の最適化を妨げることを含む、項Ｇ１に記載の装置。
Ｇ５
前記コントローラが、次のパネルが、既に分析されたパネルに対するプライカウントと同じプライカウントを有することを判定し、前記次のパネルの最適化の間に利用するサブラミネートの数を選択せず、前記次のパネルのためのプライカウントの範囲を計算しない、項Ｇ１に記載の装置。
Ｇ６
前記プライカウントが、繊維配向毎のプライの数を規定する、項Ｇ１に記載の装置。
【０１１６】
本発明の更なる一態様により、下記が提供される。
Ｈ１
各々が複合部品の領域の断片を備える複数のパネルへ更に分割される、多層複合部品の繊維配向を最適化することにおいて使用される、サブラミネートのライブラリを生成する方法（２０００）であって、
各々が繊維配向のユニークなシーケンスを有する、連続的に積み重ねられた複数の層を備えた、サブラミネートを生成すること（２００２）、
如何にして繊維配向が並べられるかを制約する、積み重ねシーケンス規則との適合性について、前記サブラミネートチェックすること（２００４）、
前記積み重ねシーケンス規則に従わないサブラミネートを除去すること（２００６）、
複数の繊維配向の各々に対して、
除去されなかったサブラミネートを選択すること（２０１２）と、
前記選択されたサブラミネートに対して、前記繊維配向を有する層を付け加えることによって、新しいサブラミネートを生成すること（２０１６）とによって、各々が更なる層を含む複数の新しいサブラミネートを生成すること（２０１０）、
層の最大数が到達されるまで、前記チェック、前記除去、及び前記生成を繰り返すこと（２００８）、及び
前記サブラミネートを、前記複合部品を設計するための利用可能なサブラミネートとして、メモリ内に記憶すること（２１１６）を含む、方法。
Ｈ２
層の前記最大数が到達された後で、更なる積み重ねシーケンス規則との適合性について、未だ除去されなかった全てのサブラミネートをチェックすること（２１０６、２１０８）、及び
前記更なる積み重ねシーケンス規則に従わないサブラミネートを除去すること（２１１０）を更に含む、項Ｈ１に記載の方法。
Ｈ３
前記更なる積み重ねシーケンス規則が、第１の繊維配向のプライが第２の繊維配向と対にならなければならないことを示す、項Ｈ２に記載の方法。
Ｈ４
前記チェック、前記除去、及び前記生成を、繰り返すことが、整数ツリーを横断することによって再帰的に実行され、各サブラミネートが、前記整数ツリー内にノードを備え、各サブラミネートからのブランチの数が、繊維配向の数に相当する、項Ｈ１に記載の方法。
Ｈ５
前記積み重ねシーケンス規則が、繊維配向毎に、サブラミネートのためのプライカウントの許容可能な範囲を規定する、項Ｈ１に記載の方法。
Ｈ６
前記積み重ねシーケンス規則が、同じ繊維配向の連続的なプライの許容可能な数を規定する（１７１２）、項Ｈ１に記載の方法。
Ｈ７
前記積み重ねシーケンス規則が、許容されない繊維配向の連続的なシーケンスを規定する（１７１２）、項Ｈ１に記載の方法。
Ｈ８
前記積み重ねシーケンス規則に対する変更を検出すること、及び
前記変更を検出したことに応じて、サブラミネートの新しいライブラリを生成することを更に含む、項Ｈ１に記載の方法。
【０１１７】
本発明の更なる一態様により、下記が提供される。
Ｊ１
プロセッサによって実行されたときに、各々が複合部品の領域の断片を備える複数のパネルへ更に分割される、多層複合部品の繊維配向を最適化することにおいて使用されるサブラミネートのライブラリを生成する方法（２０００）を実行するように動作可能な、プログラムされた指示命令を有する、非一時的コンピュータ可読媒体であって、前記方法が、
各々が繊維配向のユニークなシーケンスを有する、連続的に積み重ねられた複数の層を備えた、サブラミネートを生成すること（２００２）、
如何にして繊維配向が並べられるかを制約する、積み重ねシーケンス規則との適合性について、前記サブラミネートチェックすること（２００４）、
前記積み重ねシーケンス規則に従わないサブラミネートを除去すること（２００６）、
複数の繊維配向の各々に対して、
除去されなかったサブラミネートを選択すること（２０１２）と、
前記選択されたサブラミネートに対して、前記繊維配向を有する層を付け加えることによって、新しいサブラミネートを生成すること（２０１６）とによって、各々が更なる層を含む複数の新しいサブラミネートを生成すること（２０１０）、
層の最大数が到達されるまで、前記チェック、前記除去、及び前記生成を繰り返すこと（２００８）、及び
前記サブラミネートを、前記複合部品を設計するための利用可能なサブラミネートとして、メモリ内に記憶すること（２１１６）を含む、媒体。
Ｊ２
前記層の最大数が到達された後で、更なる積み重ねシーケンス規則との適合性について、未だ除去されなかった全てのサブラミネートをチェックすること（２１０６、２１０８）、及び
前記更なる積み重ねシーケンス規則に従わないサブラミネートを除去すること（２１１０）を更に含む、項Ｊ１に記載の媒体。
Ｊ３
前記更なる積み重ねシーケンス規則が、第１の繊維配向のプライが第２の繊維配向と対にならなければならないことを示す、項Ｊ２に記載の媒体。
Ｊ４
前記チェック、前記除去、及び前記生成を、繰り返すことが、整数ツリーを横断することによって再帰的に実行され、各サブラミネートが、前記整数ツリー内にノードを備え、各サブラミネートからのブランチの数が、繊維配向の数に相当する、項Ｊ１に記載の媒体。
Ｊ５
前記積み重ねシーケンス規則が、繊維配向毎に、サブラミネートのためのプライカウントの許容可能な範囲を規定する、項Ｊ１に記載の媒体。
Ｊ６
前記積み重ねシーケンス規則が、同じ繊維配向の連続的なプライの許容可能な数を規定する（１７１２）、項Ｊ１に記載の媒体。
Ｊ７
前記積み重ねシーケンス規則が、許容されない繊維配向の連続的なシーケンスを規定する（１７１２）、項Ｊ１に記載の媒体。
Ｊ８
前記積み重ねシーケンス規則に対する変更を検出すること、及び
前記変更を検出したことに応じて、サブラミネートの新しいライブラリを生成することを更に含む、項Ｊ１に記載の媒体。
【０１１８】
本発明の更なる一態様により、下記が提供される。
Ｋ１
如何にして繊維配向が並べられるかを制約する、積み重ねシーケンス規則（１７１２）を記憶するメモリ（１１６）、及び
各々が繊維配向のユニークなシーケンスを有する、連続的に積み重ねられた複数の層を備える、サブラミネート（２２１０）を生成することと、積み重ねシーケンス規則との適合性についてサブラミネートをチェックすることと、前記積み重ねシーケンス規則に従わないサブラミネートを除去することとによって、各々が前記複合部品の領域の断片を備えた複数のパネル（３１０）へ更に分割された多層複合部品（１５０）の繊維配向を最適化することにおいて使用されるサブラミネートのライブラリを生成する、コントローラ（１１２）を備え、
前記コントローラが、複数の繊維配向の各々に対して、除去されなかったサブラミネートを選択することと、前記繊維配向を有する層を前記選択されたサブラミネートに付け加えることによって新しいサブラミネートを生成することとによって、各々が更なる層を含む複数の新しいサブラミネート（２２３０〜２２５０）を生成し、
前記コントローラが、層の最大数が到達されるまで、前記チェック、前記除去、及び前記生成を繰り返し、前記複合部品を設計するために利用可能なサブラミネートのライブラリとして、前記サブラミネートを前記メモリ内に記憶する、装置。
Ｋ２
前記層の最大数が到達された後で、前記プロセッサが、更なる積み重ねシーケンス規則との適合性について、未だ除去されなかった全てのサブラミネートを更にチェックし、前記更なる積み重ねシーケンス規則に従わないサブラミネートを除去する、項Ｋ１に記載の装置。
Ｋ３
前記更なる積み重ねシーケンス規則が、第１の繊維配向のプライが第２の繊維配向と対にならなければならないことを示す、項Ｋ２に記載の装置。
Ｋ４
前記コントローラが、整数ツリーを横断することによって、前記チェック、前記除去、及び前記生成を、再帰的に繰り返し、各サブラミネートが、前記整数ツリー内にノードを備え、各サブラミネートからのブランチの数が、繊維配向の数に相当する、項Ｋ１に記載の装置。
Ｋ５
前記積み重ねシーケンス規則が、繊維配向毎に、サブラミネートのためのプライカウントの許容可能な範囲を規定する、項Ｋ１に記載の装置。
Ｋ６
前記積み重ねシーケンス規則が、同じ繊維配向の連続的なプライの許容可能な数を規定する（１７１２）、項Ｋ１に記載の装置。
Ｋ７
前記積み重ねシーケンス規則が、許容されない繊維配向の連続的なシーケンスを規定する（１７１２）、項Ｋ１に記載の装置。
Ｋ８
前記コントローラが、前記積み重ねシーケンス規則に対する変更を検出し、前記変更を検出したことに応じて、サブラミネートの新しいライブラリを生成する、項Ｋ１に記載の装置。
【０１１９】
具体的な実施形態が本明細書に記載されたが、本開示の範囲はそれらの具体的な実施形態よって限定されるものでない。本開示の範囲は、下記の特許請求の範囲及びその均等物によって規定されるものである。
【図１】
2017200753.tif 000013
【図２】
2017200753.tif 000014
【図３】
2017200753.tif 000015
【図４】
2017200753.tif 000016
【図５】
2017200753.tif 000017
【図６】
2017200753.tif 000018
【図７】
2017200753.tif 000019
【図８】
2017200753.tif 000020
【図９】
2017200753.tif 000021
【図１０】
2017200753.tif 000022
【図１１】
2017200753.tif 000023
【図１２】
2017200753.tif 000024
【図１３】
2017200753.tif 000025
【図１４】
2017200753.tif 000026
【図１５】
2017200753.tif 000027
【図１６】
2017200753.tif 000028
【図１７】
2017200753.tif 000029
【図１８】
2017200753.tif 000030
【図１９】
2017200753.tif 000031
【図２０】
2017200753.tif 000032
【図２１】
2017200753.tif 000033
【図２２】
2017200753.tif 000034
【図２３】
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【図２４】
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【外国語明細書】
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