(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ボンドグラフ構造を用いた圧力流体回路の解析式構築を支援するシステムであって、
容積効果を持つ要素と抵抗効果を持つ要素を含み、その入力端子と出力端子の両方に容積効果を持つ要素を配した解析支援用ライン要素を表現する解析支援配管シンボルを提供する手段と、
圧力流体回路の各要素をボンドグラフ構造で表現する圧力流体回路要素シンボルを提供する手段と、
設計図として表現された各圧力流体回路要素シンボルを入力する手段と、
前記入力された設計図として表現された各圧力流体回路要素シンボルを前記ボンドグラフ構造で表現する圧力流体回路要素シンボルに置き換える手段と、
前記置換されたボンドグラフ構造で表現した圧力流体回路要素シンボル間を前記解析支援配管シンボルで接続する手段と、
前記各ボンドグラフ構造で表現した圧力流体回路要素シンボルに割り当てられる定義式を基に圧力流体回路の解析式を構築する手段を備え、
接続因果関係が満たされた圧力流体回路の解析式が構築できることを特徴とする解析式構築支援システム。
【請求項２】
前記解析支援用ライン要素が、容積効果を持つ要素と慣性効果を持つ要素を含み、その入力端子と出力端子の両方に容積効果を持つ要素を配したライン要素である請求項１に記載の解析式構築支援システム。
【請求項３】
前記解析支援配管シンボルで接続することとなる入力側の圧力流体回路要素シンボルが、ボンドグラフ構造において容積効果を持つ要素シンボルである場合、当該入力側の圧力流体回路要素シンボルの容積効果の容量と前記解析支援配管シンボルの入力側に配された容積効果の容量とを足し込んで一つの容積効果を持つ要素として解析する請求項１または２に記載の解析式構築支援システム。
【請求項４】
前記解析支援配管シンボルで接続することとなる出力側の圧力流体回路要素シンボルが、ボンドグラフ構造において容積効果を持つ要素シンボルである場合、当該出力側の圧力流体回路要素シンボルの容積効果の容量と前記解析支援配管シンボルの出力側に配された容積効果の容量とを足し込んで一つの容積効果を持つ要素として解析する請求項１または２に記載の解析式構築支援システム。
【請求項５】
ボンドグラフ構造を用いた圧力流体回路の解析式の構築を支援するプログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体であって、
容積効果を持つ要素と抵抗効果を持つ要素を含み、その入力端子と出力端子の両方に容積効果を持つ要素を配した解析支援用ライン要素を表現する解析支援配管シンボルを提供する処理ステップと、
圧力流体回路の各要素をボンドグラフ構造で表現する圧力流体回路要素シンボルを提供する処理ステップと、
設計図として表現された各圧力流体回路要素シンボルを入力する処理ステップと、
前記入力された設計図として表現された各圧力流体回路要素シンボルを前記ボンドグラフ構造で表現する圧力流体回路要素シンボルに置き換える処理ステップと、
前記置換されたボンドグラフ構造で表現した圧力流体回路要素シンボル間を前記解析支援配管シンボルで接続する処理ステップと、
前記各ボンドグラフ構造で表現した圧力流体回路要素シンボルに割り当てられる定義式を基に接続因果関係が満たされた解析式を構築する処理ステップとを備えた解析式構築支援プログラムを記録したことを特徴とする記録媒体。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ボンドグラフ構造を用いた圧力流体回路の解析式構築を支援するＣＡＤシステムに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
油圧や空圧という圧力機構系を用いた圧力流体回路システムの開発においては、それら圧力流体回路の入出力や作用に注目した圧力流体回路システムの設計開発というフェーズのみならず、当該圧力流体回路の各経路や各接続点における圧力の定量的な解析や、圧力流体回路要素間の接続において満されるべき接続因果関係が満足されているか否かという解析フェーズも重要である。この解析フェーズは、最終的には圧力流体回路の各要素が持つ定義式および各要素間の接続具合により決まる状態方程式として表現され、各経路や各接続点における圧力の定量的な解析は、この状態方程式を解くことにより得られる。
【０００３】
上記したように、解析フェーズでは、まず、圧力流体回路要素間の接続において接続因果関係が満足されているか否かを確認することが重要である。もし、接続因果関係が満たされていない圧力流体回路要素間の接続があれば、当該接続部分は圧力流体回路システム構成上の不整定行為のある部分となるので、このような圧力流体回路要素間の接続は禁止され、当然に状態方程式も作ることができない。
【０００４】
以下に、従来技術における圧力流体回路の接続因果関係を解析手法を説明する。一般に、接続因果関係の解析では、圧力流体回路設計において作られた圧力流体回路設計図を直接用いることはできない。圧力流体回路設計図とは、各圧力流体回路要素を設計要素シンボルとして配置し、それら設計要素シンボル間を実線等で接続した設計図であり、ＪＩＳ規格などで定められたマークとしてのシンボルにより表現したものである。この圧力流体回路設計図により、当該圧力流体回路のどの個所にどのモジュールを用いてどのように接続してシステムを構築するかが明確になる。しかし、この圧力流体回路設計図を用いて直接、各圧力流体回路要素間の接続因果関係を解析することはできない。従来では、接続因果関係の解析のためにボンドグラフ構造による解析図を作成して解析することが一般に行われている。
【０００５】
以下に、ボンドグラフ構造を用いた圧力流体回路解析の手法を簡単に説明する。ボンドグラフ法は、圧力流体回路システム内のエネルギーの伝わり方に着目したものであり、基本物理量（圧力と流量）を用いて、エネルギー伝達の観点から書くシンボルをボンドと呼ばれる線分の集合で表現する。ボンドグラフでは因果関係をつけるストロークと呼ばれる縦線をつける。１つのボンドには必ず圧力と流量が存在することとなる。この圧力と流量の積がパワーとなる。図１２に示す基本的なボンドグラフ構造おいて、シンボルＡはシンボルＢに対して圧力を出力し、シンボルＢはこの圧力を入力値として受け取り、その結果としてシンボルＢは流量をシンボルＡに出力する。この関係を接続因果関係という。この接続因果関係は圧力流体回路を解析する上で必ず充足されなければならない。
【０００６】
圧力流体回路に用いられる実際のモジュールや部品は多種多様であるが、ボンドグラフ構造で表現する際には、各圧力流体回路要素を７つの素子に分類する。容積効果（Ｃ素子）、流体慣性効果（Ｉ素子）、抵抗効果（Ｒ素子）、圧力制御付きポンプ（ＳＥ素子）、ポンプ（ＳＦ素子）、ピストン（ＴＦ素子）、その他（ＧＹ素子）の７つである。そのうち、圧力流体回路の接続因果関係の不具合が起こる可能性がある素子は、特に容積効果（Ｃ素子）、流体慣性効果（Ｉ素子）、抵抗効果（Ｒ素子）の３つであり、それら３つの要素の解析が重要となる。
【０００７】
このボンドグラフ構造では圧力流体回路の接続因果関係の充足は以下のように確かめることができることが知られている。各圧力流体回路要素のうち容積効果Ｃを持つ要素の接続点を“０”接続点として表現し、抵抗効果Ｒや慣性効果Ｉを持つ要素の接続点を“１”接続点として表現し、各圧力流体回路要素間の接続関係上、“０”接続点の次には“１”接続点、“１”接続点の次には“０”接続点がくるように配置されていれば圧力流体回路要素間の接続因果関係が充足されていると確認できるのである。つまり、ボンドグラフにおいて各圧力流体回路要素の接続点に割り当てた“０”“１”のポイントが交互に接続されているか否かにより接続因果関係が満たされているか否かを解析することができる。
【０００８】
図１３は、従来のボンドグラフ構造を用いた接続因果関係の解析方法を簡単に説明する図である。図１３においてＣは容積効果を持つ要素を表すシンボル、Ｒは圧力効果を持つ要素を表すシンボルである。左側は、両者の接続において上流側、つまり、接続点から見た入力端子側であり、右側は下流側、つまり、接続点から見た出力端子側である。図１３に示すように、これらシンボルの入力端子と出力端子には“１”接続点か“０”接続点が存在する。そのため、各シンボル同士を直接接続した場合やシンボル間に単純に配管を介して接続した場合には、いくつかの組み合わせが存在するが、図１３に示す（ａ）から（ｅ）の５つの組み合わせについて説明する。ａの組み合わせは“０”接続点同士を接続する場合、ｂの組み合わせは“０”接続点と“１”接続点を接続する場合、ｃの組み合わせは“１”接続点と“１”接続点を接続する場合、ｄの組み合わせは“１”接続点と“０”接続点を接続する場合である。上記したように、ボンドグラフ構造表現した場合に接続因果関係を考慮すれば、ｂとｄは接続因果関係が満たされているが、ａとｃは接続因果関係が満たされていないことが分かる。
【０００９】
また、図１３（ｅ）のように“０”接続点と“１”接続点を接続する場合でも、接続因果関係が満たされない場合がある。これは、出力端子のボンドと入力端子のボンドが同じ構造でないためである。
【００１０】
上記の如く、従来技術におけるボンドグラフ構造を用いた解析を行えば、圧力流体回路要素間の接続が、接続因果関係を満たすものであるか否かを解析することができる。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
上記従来のボンドグラフ構造を用いた解析には、以下の問題があった。
【００１２】
第１の問題は、圧力流体回路設計者による設計時点で、設計した各圧力流体回路要素の接続関係が因果関係を満たすものか否か判断できないという問題である。従来技術において、設計者の設計行為と解析者の解析行為とは異なるものなので、設計者専門家による設計フェーズ、解析専門家による解析フェーズと別れた工程となっている。設計専門家は、解析専門家による解析フェーズにおいて圧力流体回路要素の接続関係が因果関係を満たさないと指摘を受けて初めて、自分の設計に接続因果関係を満たさない不整定行為の存在が分かる。解析専門家による解析まで時間がかかる場合が多く、設計期間の短縮、設計効率向上の上で問題となっていた。
【００１３】
第２の問題は、ボンドグラフ解析により、接続因果関係が満たされない圧力流体回路要素間の接続があれば、接続因果関係を満たすように設計者にフィードバックし、設計者の手で変更、調整しなくてはならないという問題である。従来技術では、ボンドグラフ解析により、接続因果関係が満たされない圧力流体回路要素間の接続が発見された場合、当該接続関係の存在を設計者に通知するのみであった。設計者にとり、どのように圧力流体回路要素およびその接続関係を変更すれば接続因果関係が満たす圧力流体回路とすることができるかという変更方法については、知識、経験に頼らざるを得ず、設計効率、解析効率の低下を招く一因となっていた。
【００１４】
第３の問題は、圧力流体回路要素間の接続因果関係を自動的に成立させるように調整する手段がなく、解析式構築の自動化に対する障害となっていた点である。つまり、設計者が設計した各圧力流体回路要素の接続において接続因果関係を気にすることなく自動的に各圧力流体回路要素間を接続し、かつ、接続因果関係を満たすように調整できれば、圧力流体回路の解析処理の自動化を推進することができる。しかし、従来の接続因果関係成立を確認するボンドグラフ構造解析では、接続因果関係を満たさないものを発見するだけに留まっており、接続因果関係を満たしていない接続関係があることを設計者に通知するのみであり、解析式構築の自動化に対する障害となっていた。
【００１５】
本発明は、上記問題点を解決するため、ボンドグラフ構造を用いた解析において、設計された圧力流体回路要素間の接続が自動的に接続因果関係を満たすように接続されるライン要素を提供し、自動的に接続因果関係の満たされた解析式の構築を支援することができる解析式構築支援システムを提供することを目的とする。このような解析式構築支援システムを提供できれば、圧力流体回路設計者による設計時点で、設計した各圧力流体回路要素の接続関係が因果関係を満たすものか否か気にする必要はなくなり、従来のように接続因果関係が成立するように設計者の手で圧力流体回路を変更、調整する必要がなくなり、圧力流体回路の解析処理の自動化を推進することができる
【００１６】
【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の解析式構築支援システムは、ボンドグラフ構造を用いた圧力流体回路の解析式構築を支援するシステムであって、容積効果を持つ要素と抵抗効果を持つ要素を含み、その入力端子と出力端子の両方に容積効果を持つ要素を配した解析支援用ライン要素を表現する解析支援配管シンボルを提供する手段と、圧力流体回路の各要素をボンドグラフ構造で表現する圧力流体回路要素シンボルを提供する手段と、設計図として表現された各圧力流体回路要素シンボルを入力する手段と、前記入力された設計図として表現された各圧力流体回路要素シンボルを前記ボンドグラフ構造で表現する圧力流体回路要素シンボルに置き換える手段と、前記置換されたボンドグラフ構造で表現した圧力流体回路要素シンボル間を前記解析支援配管シンボルで接続する手段と、前記各ボンドグラフ構造で表現した圧力流体回路要素シンボルに割り当てられる定義式を基に圧力流体回路の解析式を構築する手段を備え、接続因果関係が満たされた圧力流体回路の解析式が構築できることを特徴とする。また、前記解析支援用ライン要素が、容積効果を持つ要素と慣性効果を持つ要素を含み、その入力端子と出力端子の両方に容積効果を持つ要素を配したライン要素であっても良い。
【００１７】
上記構成によれば、上記解析支援配管シンボルを用いて各圧力流体回路要素間を接続すれば、圧力流体回路要素間の接続が自動的に接続因果関係を満たすように接続することができ、従来のように接続因果関係が成立するように圧力流体回路を変更、調整する必要がなくなり、圧力流体回路の解析処理の自動化を推進することができる。また、圧力流体回路の解析処理の自動化が進展すれば、解析行為が容易となり、ひいては従来、設計者専門家による設計フェーズ、解析専門家による解析フェーズと別れていた工程を、設計者自らが設計フェーズと解析フェーズをこなし、開発期間短縮、開発効率向上が見込める。
【００１８】
また、本発明の解析式構築支援システムでは、前記解析支援配管シンボルで接続することとなる入力側の圧力流体回路要素シンボルが、ボンドグラフ構造において容積効果を持つ要素シンボルである場合、当該入力側の圧力流体回路要素シンボルの容積効果の容量と前記解析支援配管シンボルの入力側に配された容積効果の容量とを足し込んで一つの容積効果を持つ要素として解析することができる。
【００１９】
また、同様に、解析式構築支援システムでは、前記解析支援配管シンボルで接続することとなる出力側の圧力流体回路要素シンボルが、ボンドグラフ構造において容積効果を持つ要素シンボルである場合、当該出力側の圧力流体回路要素シンボルの容積効果の容量と前記解析支援配管シンボルの出力側に配された容積効果の容量とを足し込んで一つの容積効果を持つ要素として解析することができる。
【００２０】
上記のように解析支援配管の入力側または圧力側に容量効果を持つ要素シンボルが存在する場合でも、つまり、ボンドグラフ解析における“０”接続点が存在する場合でも、容積効果の容量の足し込みにより柔軟に接続因果関係を保った接続を行うことができる。
【００２１】
また、本発明の解析式構築支援システムの処理を実現する処理ステップをプログラムの形で記述し、当該プログラムをコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録して提供すれば、コンピュータの読取装置により当該記録媒体からプログラムを読み出し、コンピュータリソースを活用して本発明の解析式構築支援システムを構築することが可能となる。
【００２２】
【発明の実施の形態】
本発明の解析式構築支援システムの各実施形態について図面を参照しつつ説明する。
【００２３】
まず最初に、本発明の解析式構築支援システムにおける、解析支援用ライン要素をシンボル化した解析支援配管シンボルを用いて自動的に接続因果関係を充足するように各圧力流体回路要素を接続する基本原理を説明する。
【００２４】
従来の技術において説明したように、ボンドグラフ構造を用いた接続因果関係の解析において、“０”接続点と“１”接続点との接続は接続因果関係を充足すると判断でき、“０”接続点と“０”接続点との接続と、“１”接続点と“１”接続点との接続は接続因果関係を充足しないものと判断される。
【００２５】
図１に本発明の解析支援配管シンボルを用いた圧力流体回路要素間接続方法の概念を示す。本発明の解析支援用ライン要素をシンボル化した解析支援配管シンボルには、複数通りのパターンが存在するが、その基本は、その入力端子と出力端子の両方に容積効果を持つ要素を配した解析支援用ライン要素を表現したシンボルである。図１（ａ）は、基本型であり、容積効果を持つ要素と抵抗効果を持つ要素を含み、その入力端子と出力端子の両方に容積効果を持つ要素を配した解析支援用ライン要素を表現する解析支援配管シンボルとなっている。つまり、両端に容積効果Ｃを持つ要素を配し、間には抵抗効果Ｒを持つ要素が配されている。このＣ−Ｒ−Ｃ型が基本型となる。図１（ｂ）は、他のパターンであり、解析支援用ライン要素が容積効果を持つ要素と慣性効果を持つ要素を含み、その入力端子と出力端子の両方に容積効果を持つ要素を配したライン要素となっている。これらは一例であり、入力端子と出力端子の両方に容積効果を持つ要素を配したライン要素であれば良い。
【００２６】
次に、図１（ａ）で示した本発明のＣ−Ｒ−Ｃ型の解析支援配管シンボルを用いて圧力流体回路要素間を接続する例を図２により説明する。
【００２７】
図２（ａ）は、接続対象となる圧力流体回路要素が抵抗効果Ｒ要素同士である場合の接続例である。つまり、接続対象となる圧力流体回路要素間の接続点同士が“１”接続点である場合である。この場合は、そのままでは、“１”接続点と“１”接続点との接続なので、接続因果関係を満たしていない。両者間を本発明のＣ−Ｒ−Ｃ型の解析支援配管シンボルで接続すると、Ｃ−Ｒ−Ｃ型の解析支援配管シンボルの入力端子側では、接続する抵抗効果Ｒの圧力流体回路要素の“１” 接続点とＣ−Ｒ−Ｃ型解析支援配管シンボルの入力端子側の“０”接続点との接続となり、接続因果関係を満たす関係となる。出力端子側の接続も入力端子側と同様になり、接続因果関係を満たす関係となる。
【００２８】
次に、図２（ｂ）は、接続対象となる圧力流体回路要素が容積効果Ｃ要素同士である場合の接続例である。つまり、接続対象となる圧力流体回路要素間の接続点同士が“０”接続点である場合である。この場合は、そのままでは、“０”接続点と“０”接続点との接続なので、接続因果関係を満たしていない。両者間を本発明のＣ−Ｒ−Ｃ型の解析支援配管シンボルで接続する。Ｃ−Ｒ−Ｃ型の解析支援配管シンボルの入力端子側および出力端子側は、容積効果Ｃの“０”接続点となっている。本発明ではこのような場合、容積効果Ｃ同士の足し込みで接続因果関係を充足する。いま、接続対象となる入力側の圧力流体回路要素の容積効果をＣ1、出力側の圧力流体回路要素の容積効果をＣ2、Ｃ−Ｒ−Ｃ型解析支援配管シンボルの入力端子側の容積効果をＣA、出力端子側の容積効果をＣBとすると、接続対象となる圧力流体回路要素とＣ−Ｒ−Ｃ型解析支援配管シンボルのボンドグラフ構造を変更して、容積効果要素を接続対象となる圧力流体回路要素側に足し込み、接続因果関係を充足するように調整する。つまり、入力側の圧力流体回路要素の容積効果をＣ1+A、出力側の圧力流体回路要素の容積効果をＣ2+Bとする。
【００２９】
次に、図２（ｅ）は、接続対象となる圧力流体回路要素の容積効果Ｃ要素と、抵抗効果Ｒ要素同士である場合の接続例である。つまり、接続対象となる圧力流体回路要素間の接続点が“０”接続点と“１”接続点であり、かつ、出力端子と入力端子が同じ構造でない場合である。この場合、従来技術の説明の図１３（ｅ）を用いて指摘したように、従来技術のボンドグラフ構造を用いた解析では、“０”接続点と“１”接続点との接続とは言え、このままの接続ではボンド構造の違いにより、接続因果関係を満たしたものとならない。しかし、両者間を本発明のＣ−Ｒ−Ｃ型の解析支援配管シンボルにより接続すれば、Ｃ−Ｒ−Ｃ型の解析支援配管シンボルの入力端子側は図２（ｂ）と同様に容積効果Ｃ同士の足し込みにより接続因果関係を充足するものとなり。また、Ｃ−Ｒ−Ｃ型の解析支援配管シンボルの出力端子側はＣ−Ｒ−Ｃ型の解析支援配管シンボルの出力端子側のアウトポートのボンドと出力側の圧力流体回路要素のインポートのボンドを同じ構造にすることで接続因果関係を充足するものとなる。
【００３０】
このように、どのような圧力流体回路要素の組み合わせを接続対象としても、本発明の解析支援配管シンボルを用いることにより接続因果関係を充足するボンドグラフ構造の圧力流体回路を構成することができる。
【００３１】
以上が、本発明の解析式構築支援システムにおける解析支援配管シンボルを用いて接続因果関係を充足するように各圧力流体回路要素間を接続する基本原理である。
【００３２】
以下に、本発明の解析式構築支援システムを適用したＣＡＤシステム構成例の実施形態を示す。
【００３３】
（実施形態１）
実施形態１に示す本発明の解析式構築支援システムの例は、ボンドグラフ構造を用いた圧力流体回路の解析式構築を支援するシステムであり、ボンドグラフ構造解析に用いるためのシンボルとして、圧力流体回路の各圧力流体回路要素シンボルと、本発明の解析支援配管シンボルを備えている。この解析支援配管シンボルは、容積効果を持つ要素と抵抗効果を持つ要素を含み、その入力端子と出力端子の両方に容積効果を持つ要素を配した解析支援用ライン要素をシンボル化したものである。本発明の解析式構築支援システムは、設計図として表現された各圧力流体回路要素シンボルを入力し、このＪＩＳ規格などによる各圧力流体回路要素シンボルをボンドグラフ構造で表現する圧力流体回路要素シンボルに置き換え、それらボンドグラフ構造で表現した圧力流体回路要素シンボル間を解析支援配管シンボルで接続することにより自動的に接続因果関係を満たす各圧力流体回路要素間の接続関係を実現し、各圧力流体回路要素シンボルに対する定義式を基に解析式を構築するものである。
【００３４】
図３に本実施形態１の解析式構築支援システムを適用したＣＡＤシステムの構成例を示す。図３の構成例は基本構成要素をブロック図として表わしたものであり、実際の実装にあたっては、これら構成要素を専用のデバイスで構成してもよく、また、コンピュータのソフトウェアとして記述しても良い。
【００３５】
図３において、１０は、ボンドグラフシンボル提供部であり、圧力流体回路を構成する各要素をボンドグラフ構造で表現する圧力流体回路要素シンボルを提供する部分である。提供されるボンドグラフ構造で表現された圧力流体回路要素シンボルの一例を図４および図５に示す。図４および図５において、左側にはＪＩＳ規格に基づく各圧力流体回路要素が示され、中央には対応するボンドグラフ構造で表現された各圧力流体回路要素シンボルが示されている。このボンドグラフシンボル提供部１０は図４および図５に示したような対応関係情報を記憶・保持しており、この対応関係情報は、後述するシンボル置換処理において設計図として表現された各圧力流体回路要素シンボルをボンドグラフ構造で表現する圧力流体回路要素シンボルに置き換える際に利用される。なお、図４および図５の左側は、各圧力流体回路要素に割り当てられた解析の定義式であり、後述する解析式構築部６０において利用されるものである。
【００３６】
次に、２０は、解析支援配管シンボル提供部である。この解析支援配管シンボル提供部２０により提供される解析支援配管シンボルの例は上記図２（ａ）〜（ｃ）に示した。
【００３７】
次に、３０は、設計データ入力部であり、設計図として表現された各圧力流体回路要素シンボルを入力する手段を提供する部分である。この設計データ入力部３０を介した設計図として表現された各圧力流体回路要素シンボルの入力方法は特に限定されるものではなく、例えば、設計者の作成したＣＡＤ設計図面データファイルを読み込む形でもよく、もちろん圧力流体回路設計者が、ＣＡＤを用いて圧力流体回路設計を作成すると自動的に当該設計データ入力部３０を介して設計データを入力するように構成しても良い。また、設計者が作成した圧力流体回路設計図を記した紙媒体をスキャナやラスタライザで読み込む形でも良い。さらには、ネットワーク通信手段を備え、遠隔地にある設計開発拠点からリモートのネットワーク送信によるＣＡＤ設計図面データファイル転送を受信する形でも良い。
【００３８】
４０は、シンボル置換処理部であり、設計データ入力部３０から入力された設計図として表現された各圧力流体回路要素シンボルを、ボンドグラフシンボル提供部１０により提供されるボンドグラフ構造で表現する圧力流体回路要素シンボルに置き換える手段を提供する部分である。
【００３９】
次に、５０は、解析支援配管シンボル接続制御部であり、シンボル置換処理部４０により置換されたボンドグラフ構造で表現した圧力流体回路要素シンボルを見つけ出し、それらの間を自動的に解析支援配管シンボル提供部２０により提供される解析支援配管シンボルを用いて接続する手段を提供する部分である。つまり、設計データ入力部３０により入力された設計データの各圧力流体回路要素は、解析支援配管シンボル接続制御部５０の処理により、解析支援配管シンボルを用いて接続されることとなり、各圧力流体回路要素間は接続因果関係が満たされるように接続されることとなる。この際各接続点において接続因果関係が充足されるように接続される。この接続処理は、上記の基本原理において説明した通りである。
【００４０】
次に、６０は、解析式構築部である。各ボンドグラフ構造で表現した圧力流体回路要素シンボルに割り当てられる定義式を基に圧力流体回路の解析式を構築する部分である。各圧力流体回路要素を定義式で表わし、かつ各圧力流体回路要素の接続関係において成り立つ状態方程式を立てる。解析式構築部６０は、図４および図５の中央に示す各ボンドグラフ構造で表現した圧力流体回路要素シンボルと左側に示す解析定義式の関係に関する情報を記憶・保持しており、圧力流体回路の解析式を構築において当該情報を利用する。
【００４１】
７０は、表示部であり、当解析式構築支援システム利用者に対して読み込んだ設計データ、置換したボンドグラフ構造により表現した圧力流体回路要素シンボルおよびその接続、解析式構築部６０により計算した解析式結果などを表示する。
【００４２】
以上の構成による解析式構築支援システムの動作について図６のフローチャートなどを参照しつつ説明する。
【００４３】
まず、圧力流体回路設計フェーズで作成した圧力流体回路設計データを設計データ入力部３０から入力する（ステップＳ６０１）。例えば、圧力流体回路設計者が圧力流体回路の設計データをＣＡＤシステムを用いて作成すると自動的に本発明の解析式構築支援ＣＡＤシステムと連動して、設計データ入力部３０を介して当該設計データが入力される。図７が入力される圧力流体回路設計データの例である。７０１はシリンダ、７０２は減圧弁、７０３は制御弁、７０４および７０５はタンク、７０６はリリーフ弁、７０７は油圧ポンプである。
【００４４】
次に、シンボル置換処理部４０は、入力された圧力流体回路設計データから、ＪＩＳ規格の記号などで表現された各圧力流体回路要素シンボルを、ボンドグラフシンボル提供部１０により提供されるボンドグラフ構造で表現する圧力流体回路要素シンボルに置き換える（ステップＳ６０２）。ボンドグラフシンボル提供部１０は、図４および図５の左側と中央に示した設計図として表現された各圧力流体回路要素シンボルとボンドグラフ構造シンボルとの対応関係の情報を記憶保持しており、図７に示された圧力流体回路設計図の各要素から各ボンドグラフ構造シンボルを得る。
【００４５】
次に、解析支援配管シンボル接続制御部５０により、ステップＳ６０２で得た各ボンドグラフ構造シンボルで表現された各圧力流体回路要素間を、解析支援配管シンボル提供部２０により提供される解析支援配管シンボルにより接続する。（ステップＳ６０３）。上記ステップＳ６０２およびＳ６０３の結果、図８に示すボンドグラフ構造が得られる。
【００４６】
次に、各圧力流体回路要素の接続関係が接続因果関係を充足しているか確認し、必要があれば、容積効果Ｃ同士の足し込み処理を実行する。具体的には、まず、入力端子側の圧力流体回路要素のボンドグラフ構造のシンボルタイプをチェックし、容積効果Ｃであるか否かを確認する（ステップＳ６０４）。もし、容積効果Ｃが存在する場合（ステップＳ６０４：Ｙ）、入力端子側の容積効果Ｃ同士の足し込み処理を実行する（ステップＳ６０５）。もし、容積効果Ｃが存在しない場合（ステップＳ６０４：Ｎ）、そのまま入力端子側の圧力流体回路要素のボンドグラフ構造シンボルと解析支援配管シンボルとを接続する（ステップＳ６０６）。
【００４７】
同様に、出力端子側の圧力流体回路要素のボンドグラフ構造のシンボルタイプをチェックして容積効果Ｃであるか否かを確認し（ステップＳ６０７）、もし、容積効果Ｃが存在する場合（ステップＳ６０７：Ｙ）、出力端子側の容積効果Ｃ同士の足し込み処理を実行する（ステップＳ６０８）。もし、容積効果Ｃが存在しない場合（ステップＳ６０７：Ｎ）、そのまま出力端子側の圧力流体回路要素のボンドグラフ構造シンボルと解析支援配管シンボルとを接続する（ステップＳ６０９）。
【００４８】
ステップＳ６０４〜ステップＳ６０９までの処理をすべての圧力流体回路要素間の接続関係について繰り返し、圧力流体回路全体にわたり接続因果関係が満たされたボンドグラフ構造図を得る。この結果、図９が得られる。
【００４９】
次に、解析式構築部６０により、各ボンドグラフ構造で表現した圧力流体回路要素シンボルに割り当てられる定義式を基に圧力流体回路の解析式を構築する（ステップＳ６１０）。つまり、各圧力流体回路要素を定義式で表わし、かつ各圧力流体回路要素の接続関係において成り立つ状態方程式を立てる。この例では、最終的に図１０で示す解析式が得られる。
【００５０】
最後に、得られた解析式を表示部７０上に表示する（ステップＳ６１１）。
【００５１】
以上が、本発明の解析式構築支援システムの動作である。
【００５２】
以上、実施形態１に示す本発明の解析式構築支援システムを適用したＣＡＤシステムは、各圧力流体回路要素のボンドグラフ構造シンボルと、本発明の解析支援配管シンボルを備え、設計図として表現された各圧力流体回路要素シンボルを入力し、このＪＩＳ規格などによる各圧力流体回路要素シンボルをボンドグラフ構造で表現する圧力流体回路要素シンボルに置き換え、それらボンドグラフ構造で表現した圧力流体回路要素シンボル間を解析支援配管シンボルで接続することにより自動的に接続因果関係を満たす各圧力流体回路要素間の接続関係を実現し、各圧力流体回路要素シンボルに対する定義式を基に解析式を構築することができる。
【００５３】
（実施形態２）
本発明の解析式構築支援システムは、上記に説明した構成を実現する処理ステップを記述したプログラムをコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録して提供することにより、各種ＣＡＤコンピュータなどを用いて構築することができる。本発明の解析式構築支援システムを実現する処理ステップを備えたプログラムを記録した記録媒体は、図１１に図示した記録媒体の例に示すように、ＣＤ−ＲＯＭ１０２やフレキシブルディスク１０３等の可搬型記録媒体１０１だけでなく、ネットワーク上にある記録装置内の記録媒体１００や、コンピュータのハードディスクやＲＡＭ等の記録媒体１０５のいずれであっても良く、プログラム実行時には、プログラムはコンピュータ１０４上にローディングされ、主メモリ上で実行される。
【００５４】
【発明の効果】
本発明の解析式構築支援システムによれば、各圧力流体回路要素のボンドグラフ構造シンボルと、本発明の解析支援配管シンボルを用いて、入力された設計図として表現されたＪＩＳ規格などによる各圧力流体回路要素シンボルをボンドグラフ構造で表現する圧力流体回路要素シンボルに置き換え、ボンドグラフ構造で表現された圧力流体回路要素シンボル間を解析支援配管シンボルで接続することにより自動的に接続因果関係を満たすように各圧力流体回路要素間を接続でき、各圧力流体回路要素シンボルに対する定義式を基に解析式を構築することができる。
【００５５】
また、本発明の解析式構築支援システムによれば、圧力流体回路設計者による設計時点で、設計した各圧力流体回路要素の接続関係が因果関係を満たすものか否か気にする必要はなくなり、従来のように接続因果関係が成立するように設計者の手で圧力流体回路を変更、調整する必要がなくなり、圧力流体回路の解析処理の自動化を推進することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の解析支援配管シンボルを用いた圧力流体回路要素間接続方法の概念を示す図
【図２】  本発明のＣ−Ｒ−Ｃ型の解析支援配管シンボルを用いて圧力流体回路要素間を接続する例を示す図
【図３】  本発明の実施形態１の解析式構築支援システムの構成例を示す図
【図４】  本発明のボンドグラフ構造で表現された圧力流体回路要素シンボルの一例を示す図
【図５】  本発明のボンドグラフ構造で表現された圧力流体回路要素シンボルの一例を示す図
【図６】  本発明の解析式構築支援システムの動作の流れの概略を示すフローチャート
【図７】  入力される圧力流体回路設計データの例を示す図
【図８】  シンボル置換処理部４０および解析支援配管シンボル接続制御部５０により設計回路図をボンドグラフ構造シンボルに置き換えたボンドグラフ構造図を示す図
【図９】  圧力流体回路全体にわたり接続因果関係が満たされたボンドグラフ構造図を示す図
【図１０】  得られた圧力流体回路の解析式を示す図
【図１１】  本発明の実施形態２の解析式構築支援システムの処理プログラムを記録した記録媒体の例を示す図
【図１２】  従来技術における基本的なボンドグラフ構造を示す図
【図１３】  従来技術におけるボンドグラフ構造を用いた接続因果関係の解析方法を簡単に説明する図
【符号の説明】
１０  ボンドグラフシンボル提供部
２０  解析支援配管シンボル提供部
３０  設計データ入力部
４０  シンボル置換処理部
５０  解析支援配管シンボル接続制御部
６０  解析式構築部
７０  表示部
１００  回線先のハードディスク等の記録媒体
１０１  ＣＤ−ＲＯＭやフレキシブルディスク等の可搬型記録媒体
１０２  ＣＤ−ＲＯＭ
１０３  フレキシブルディスク
１０４  コンピュータ
１０５  コンピュータ上のＲＡＭ／ハードディスク等の記録媒体
７０１  シリンダ
７０２  減圧弁
７０３  制御弁
７０４，７０５  タンク
７０６  リリーフ弁
７０７  油圧ポンプ
【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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