(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
演算処理を行うＣＰＵと、前記ＣＰＵにより実行可能なプログラムが格納される記憶装置とが具備され、前記ＣＰＵが前記記憶装置に格納されたプログラムを実行することにより、有限要素法による構造解析の演算処理がなされ、製品の形状を予測するシミュレーション装置であって、
前記ＣＰＵが前記記憶装置に格納されたプログラムを実行することにより、
前記製品の構成部品の設計情報、および該構成部品の材質、拘束位置を含む解析条件の入力を受け付ける入力手段と、前記入力手段が受け付けた前記設計情報および前記解析条件を用いて、前記製品が完成するまでの各工程を、順次、有限要素法による構造解析を行い、三次元座標系におけるメッシュとして離散化した各節点の座標値を含むメッシュモデルを作成し、該メッシュモデルを前記製品の完成品の形状として予測する解析手段とが機能し、
前記入力手段は、前記構成部品のうち、治具により保持・拘束されて生産される構成部品についての、該治具に保持・拘束される際の位置のバラツキを示す治具精度情報の入力を受け付け、
前記解析手段は、前記治具により保持・拘束される構成部品を用いる工程では、前記設計情報および前記解析条件に加え、前記治具精度情報を反映させて、前記構造解析を行い、
更に前記解析手段は、前記完成品の形状を予測する前記構造解析を複数回行い、該複数回分の予測した完成品の形状を示すメッシュモデルの各節点における三次元座標値の統計処理を行い、その確率分布を求めることを特徴とするシミュレーション装置。
【請求項２】
演算処理を行うＣＰＵと、前記ＣＰＵにより実行可能なプログラムが格納される記憶装置とが具備され、前記ＣＰＵが前記記憶装置に格納されたプログラムを実行することにより、有限要素法による構造解析の演算処理がなされ、製品の形状を予測するシミュレーション装置であって、
前記ＣＰＵが前記記憶装置に格納されたプログラムを実行することにより、
前記製品の構成部品の設計情報、および該構成部品の材質、拘束位置を含む解析条件の入力を受け付ける入力手段と、前記入力手段が受け付けた前記設計情報および前記解析条件を用いて、前記製品が完成するまでの各工程を、順次、有限要素法による構造解析を行い、三次元座標系におけるメッシュとして離散化した各節点の座標値を含むメッシュモデルを作成し、該メッシュモデルを前記製品の完成品の形状として予測する解析手段とが機能し、
前記入力手段は、前記構成部品のうち、前記製品の本体部に組み付けられる部品についての、該部品の寸法のバラツキを含む製品精度情報の入力を受け付け、
前記解析手段は、前記本体部に組み付けられる部品を用いる工程では、前記設計情報および解析条件に加え、前記入力を受け付けた製品精度情報を反映させて、前記構造解析を行い、
更に前記解析手段は、前記完成品の形状を予測する前記構造解析を複数回行い、該複数回分の予測した完成品の形状を示すメッシュモデルの各節点における三次元座標値の統計処理を行い、その確率分布を求めることを特徴とするシミュレーション装置。 
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、シミュレーション装置に関し、例えば、自動車等の製品のプレス工程から組立工程までの各工程（製品が完成するまでの各工程）を、順次、有限要素法（Ｆｉｎｉｔｅ Ｅｌｅｍｅｎｔ Ｍｅｔｈｏｄ（ＦＥＭ））により構造解析し、当該製品の完成品の形状を予測するシミュレーション装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、コンピュータに、自動車や電気製品等の製品の設計情報等を入力値として、「有限要素解法による構造解析（ＦＥＭ解析）」を実行させ、その製品の完成品の形状を予測することが行われている。
【０００３】
例えば、特許文献１には、ＦＥＭ解析の手法により、自動車用の合成樹脂製のプレート状成形部品の変形形状を予想する仮想試作装置が開示されている。
具体的には、特許文献１の仮想試作装置は、ＣＡＤ情報（解析対象のシェルモデル）を用いて、三次元座標系におけるメッシュとして離散化した各節点の座標値及びこれらの節点によるメッシュ要素の構成を規定するメッシュ要素構成データを含むメッシュモデルを作成する。また、前記仮想試作装置は、解析条件（材質、拘束位置等を示すデータ）の入力を受け付け、前記作成したメッシュモデルに対し、受け付けた解析条件を基にＦＥＭ解析を行い、前記メッシュモデルの変形形状を求める。そして、前記仮想試作装置は、前記求めたメッシュモデルの変形形状に対応する変形シェルモデルを示す画像情報を生成し、ディスプレイに表示する。
【特許文献１】特開２００６−２２１３１９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、製品の完成品の形状を予測するために、上述した特許文献１に開示されているＦＥＭ解析により、製品の各生産工程を順次シミュレーションし、最終的に完成品の形状を予測する連成解析といわれる手法が用いられている。この連成解析では、ある工程をＦＥＭ解析することにより得られた結果が、次の工程のＦＥＭ解析の入力値として用いられる。ここで、上記連性成解析について、図８を用いて説明する。
図８は、車両の生産工程において、完成車の変形形状を予測する連成解析の手順を示したフローチャートである。なお、図示する各処理ステップは、シミュレーション装置（コンピュータ）のＣＰＵが公知のＦＥＭ解析プログラムを実行することにより行われる。また、前記シミュレーション装置は、前記完成車の構成部品の設計情報（ＣＡＤ情報）を保持しているものとする。
【０００５】
先ず、前記シミュレーション装置は、プレス成形工程をＦＥＭ解析によりシミュレーションし、プレス成形工程により成形される各部品の変形形状、および残留応力を算出する（Ｓ１０）。
具体的には、前記シミュレーション装置は、プレス工程を行う各部品の解析条件（部品の材質等を示すデータ）の入力を受け付ける。そして、前記シミュレーション装置は、プレス工程を行う各部品の設計データ及び前記解析条件を用いてＦＥＭ解析を行い、プレス成形工程により成形された各部品の変形形状、および残留応力を算出する。
【０００６】
つぎに、前記シミュレーション装置は、Ｓ１０で算出した各部品の変形形状及び残留応力を用いて、プレス成形工程により成形された各部品の自重変形をＦＥＭ解析によりシミュレーションし、各部品の変形形状、および残留応力を算出する（Ｓ２０）。
具体的には、前記シミュレーション装置は、プレス成形された各部品の解析条件（部品の材質等を示すデータ）の入力を受け付ける。そして、前記シミュレーション装置は、プレス加工された各部品の設計データ及び前記受け付けた解析条件と、Ｓ１０で算出した各部品の変形形状及び残留応力とを用いてＦＥＭ解析を行い、自重変形による各部品の変形形状、および残留応力を算出する。
【０００７】
つぎに、前記シミュレーション装置は、Ｓ２０で算出した各部品の変形形状及び残留応力を用いて、パネルの板合わせ工程をＦＥＭ解析によりシミュレーションし、パネルの板合わせ工程における各部品の変形形状及び残留応力を算出する（Ｓ３０）。
具体的には、前記シミュレーション装置は、パネルの板合わせ工程の対象の各部品の解析条件（部品の材質等を示すデータ）の入力を受け付ける。そして、前記シミュレーション装置は、前記設計データ及び前記受け付けた解析条件と、Ｓ２０で算出した各部品の変形形状及び残留応力とを用いてＦＥＭ解析を行い、パネルの板合わせによる各部品の変形形状、および残留応力を算出する。
【０００８】
つぎに、前記シミュレーション装置は、Ｓ３０で算出した各部品の変形形状及び残留応力を用いて、塗装工程をＦＥＭ解析によりシミュレーションし、塗装工程における各部品の変形形状及び残留応力を算出する（Ｓ４０）。
具体的には、前記シミュレーション装置は、塗装対象の各部品の解析条件（部品の材質等を示すデータ）の入力を受け付ける。そして、前記シミュレーション装置は、前記設計データ及び前記受け付けた解析条件と、Ｓ３０で算出した各部品の変形形状及び残留応力とを用いてＦＥＭ解析を行い、塗装による各部品の変形形状、および残留応力を算出する。
【０００９】
つぎに、前記シミュレーション装置は、Ｓ４０で算出した各部品の変形形状及び残留応力を用いて、組立工程をＦＥＭ解析によりシミュレーションし、組立工程により組立てられた完成車の変形形状を算出する（Ｓ５０）。
具体的には、前記シミュレーション装置は、組立工程の対象の各部品の解析条件（部品の材質等を示すデータ）の入力を受け付ける。そして、前記シミュレーション装置は、前記設計データ及び前記受け付けた解析条件と、Ｓ４０で算出した各部品の変形形状及び残留応力とを用いてＦＥＭ解析を行い、組立工程により組立てられた完成車の変形形状を算出する。
このように、前記シミュレーション装置は、連成解析の手法を用いて自動車の完成品の形状を予測するようにしている。
【００１０】
しかしながら、上述した特許文献１の技術、および上記連成解析の手法は、実際の生産ラインで生じる生産条件（治具の位置精度や取付け部品の形状誤差等）まで考慮されていないため、高い精度で製品や部品の形状予測ができないという技術的課題を有している。
そのため、上述した特許文献１の手法や上記連成解析によるシミュレーションを行っても、そのシミュレーションをした条件により実際に製品や部品を生産した場合に、出荷規格を満たすか否かまで判断することができなかった。
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、有限要素法による構造解析により製品の形状を予測するシミュレーション装置において、製品の形状を高精度に予測することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記課題を解決するために本発明は、演算処理を行うＣＰＵと、前記ＣＰＵにより実行可能なプログラムが格納される記憶装置とが具備され、前記ＣＰＵが前記記憶装置に格納されたプログラムを実行することにより、有限要素法による構造解析の演算処理がなされ、製品の形状を予測するシミュレーション装置であって、前記ＣＰＵが前記記憶装置に格納されたプログラムを実行することにより、前記製品の構成部品の設計情報、および該構成部品の材質、拘束位置を含む解析条件の入力を受け付ける入力手段と、前記入力手段が受け付けた前記設計情報および前記解析条件を用いて、前記製品が完成するまでの各工程を、順次、有限要素法による構造解析を行い、三次元座標系におけるメッシュとして離散化した各節点の座標値を含むメッシュモデルを作成し、該メッシュモデルを前記製品の完成品の形状として予測する解析手段とが機能し、前記入力手段は、前記構成部品のうち、治具により保持・拘束されて生産される構成部品についての、該治具に保持・拘束される際の位置のバラツキを示す治具精度情報の入力を受け付け、前記解析手段は、前記治具により保持・拘束される構成部品を用いる工程では、前記設計情報および前記解析条件に加え、前記治具精度情報を反映させて、前記構造解析を行い、更に前記解析手段は、前記完成品の形状を予測する前記構造解析を複数回行い、該複数回分の予測した完成品の形状を示すメッシュモデルの各節点における三次元座標値の統計処理を行い、その確率分布を求めることを特徴とする。
【００１２】
このように、本発明によれば、シミュレーションを行う製品の構成部品のうち、治具により保持・拘束されて生産される構成部品については、該治具に保持・拘束される際の位置のバラツキを示す治具精度情報の入力を受け付けるようにしている。そして、前記治具により保持・拘束される構成部品を用いる工程では、前記設計情報および前記解析条件に加え、前記治具精度情報を反映させて、前記構造解析によるシミュレーションを行うようにしている。
このように、治具精度情報を反映させてシミュレーションを行うようにしたのは、実際の生産工程においては、治具自体の精度や、治具に保持・拘束される構成部品の形状誤差が、完成品の形状に影響を与えることがあるためである。
そして、本発明では、従来技術では考慮されていなかった治具精度情報を反映させたシミュレーションを行うようにしているため、シミュレーションにより予想される完成品の形状の精度を高めることができる。
また、複数回分の予測した完成品の形状の確率分布を求めることにより、シミュレーションに利用した解析条件で製品を生産した場合に、出荷規格を満たすか否かを判断することが容易になる。
【００１３】
上記課題を解決するために本発明は、演算処理を行うＣＰＵと、前記ＣＰＵにより実行可能なプログラムが格納される記憶装置とが具備され、前記ＣＰＵが前記記憶装置に格納されたプログラムを実行することにより、有限要素法による構造解析の演算処理がなされ、製品の形状を予測するシミュレーション装置であって、前記ＣＰＵが前記記憶装置に格納されたプログラムを実行することにより、前記製品の構成部品の設計情報、および該構成部品の材質、拘束位置を含む解析条件の入力を受け付ける入力手段と、前記入力手段が受け付けた前記設計情報および前記解析条件を用いて、前記製品が完成するまでの各工程を、順次、有限要素法による構造解析を行い、三次元座標系におけるメッシュとして離散化した各節点の座標値を含むメッシュモデルを作成し、該メッシュモデルを前記製品の完成品の形状として予測する解析手段とが機能し、前記入力手段は、前記構成部品のうち、前記製品の本体部に組み付けられる部品についての、該部品の寸法のバラツキを含む製品精度情報の入力を受け付け、前記解析手段は、前記本体部に組み付けられる部品を用いる工程では、前記設計情報および解析条件に加え、前記入力を受け付けた製品精度情報を反映させて、前記構造解析を行い、更に前記解析手段は、前記完成品の形状を予測する前記構造解析を複数回行い、該複数回分の予測した完成品の形状を示すメッシュモデルの各節点における三次元座標値の統計処理を行い、その確率分布を求めることを特徴とする。
【００１４】
本発明によれば、シミュレーションを行う製品の構成部品のうち、製品の本体部に組み付けられる部品（ヘッドランプ等）の寸法のバラツキを含む製品精度情報の入力を受け付けるようにしている。そして、前記本体部に組み付けられる部品を用いる工程については、設計情報および解析条件に加え、さらに、前記の受け付けた製品精度情報を反映させて、前記構造解析によるシミュレーションを行っている。
このように、本体に組み付けられる部品（ヘッドランプ等）の寸法のバラツキを含む製品精度情報を反映させてシミュレーションを行うようにしたのは、実際の生産工程では、前記組み付けられる部品の寸法のバラツキ（例えば、ヘッドランプに形成された取付穴の寸法誤差）により、完成品の形状に影響を与えることがあるためである。
そして、本発明では、上記の製品精度情報を反映させたシミュレーションを行うようにしているため、シミュレーションにより予想される完成品の形状の精度を高めることができる。
また、複数回分の予測した完成品の形状の確率分布を求めることにより、シミュレーションに利用した解析条件で製品を生産した場合に、出荷規格を満たすか否かを判断することが容易になる。
【発明の効果】
【００１６】
このように、本発明によれば、有限要素法による構造解析により製品の形状を予測するシミュレーション装置において、製品の形状を高精度に予測することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、本発明の実施形態について、図面を用いて説明する。
先ず、本実施形態のシミュレーション装置の機能構成を図１に基づいて説明する。
図１は、本発明の実施形態のシミュレーション装置の機能ブロック図である。
図示するように、シミュレーション装置Ａは、自動車等の製品の形状をシミュレーションにより予測する情報処理装置１と、ユーザからの各種要求を受け付ける入力装置２と、情報処理装置１が行ったシミュレーション結果を出力する出力装置３とを備える。また、情報処理装置１は、ＬＡＮ（Local Area Network）等のネットワークＮＷを介して、ＣＡＤ装置４に接続されている。
【００１８】
情報処理装置１は、自動車等の製品のプレス工程から組立工程までの各工程（製品が完成するまでの各工程）を、順次、有限要素法（Ｆｉｎｉｔｅ Ｅｌｅｍｅｎｔ Ｍｅｔｈｏｄ）により構造解析（ＦＥＭ解析）し、完成品の形状を予測する。
具体的には、情報処理装置１は、制御部１０、データ取得部２０、ＦＥＭ解析部３０、および出力部４０を有する。
制御部１０は、情報処理装置１の全体の動作を制御する。また、制御部１０は、入力装置２を介して、ユーザが入力する各種要求を受け付ける。そして、制御部１０は、上記受け付けた要求にしたがい、データ取得部２０、ＦＥＭ解析部３０、および出力部４０を制御して、ユーザからの要求に応じた処理を行う。
【００１９】
データ取得部２０は、ネットワークＮＷに接続されている外部装置（例えば、ＣＡＤ装置４）と通信を行い、外部装置との間でデータの送受信を行う。例えば、データ取得部２０は、ネットワークＮＷを介して、ＣＡＤ装置４にアクセスし、ＣＡＤ装置４に格納されているＣＡＤ情報（自動車の構成部品の設計情報）を取得する。
また、データ取得部２０は、制御部１０を介して、ユーザが入力する「解析条件」、「治具の位置精度情報（後段で説明する）」、および「組み付け精度情報（後段で説明する）」の入力を受け付ける。
【００２０】
ＦＥＭ解析部３０は、自動車等の製品が完成するまでの各工程を、順次、有限要素法（Ｆｉｎｉｔｅ Ｅｌｅｍｅｎｔ Ｍｅｔｈｏｄ）の構造解析（ＦＥＭ解析）によるシミュレーションを行い、最終的な製品の完成品の形状を予測する。
なお、本実施形態では、前記ＦＥＭ解析に、治具の位置精度による部品の変形形状を示す情報や、組み付け精度による部品の形状を示す情報を用いることを特徴としている。
このようにするのは、治具の位置精度や組み付け精度による部品の形状変形が完成品の形状に影響を与えるためである。本実施形態では、治具の位置精度による影響や、組み付け精度による影響を反映させたシミュレーションを行うことにより、予測する完成品の形状の精度を高めている。
また、ＦＥＭ解析部３０は、上記の完成品の形状を予測するシミュレーションを複数回行い、複数回分のシミュレーション結果の確率分布を求める。
【００２１】
また、出力部４０は、ＦＥＭ解析部３０が求めた完成品の変形形状を示す画像情報や、前記の確率分布を示す画像情報を生成し、その生成した画像情報を出力装置３に出力する。
【００２２】
入力装置２は、キーボードやマウス等により構成され、ユーザからの各種要求や解析条件等を受け付けて情報処理装置１に出力する。
出力装置３は、液晶ディスプレイ等により構成され、情報処理装置１が出力する画像情報を表示する。
【００２３】
また、ＣＡＤ装置４には、シミュレーションをする対象の工業製品のＣＡＤ情報（自動車の構成部品の設計情報等）が格納されている。そして、ＣＡＤ装置４は、情報処理装置１からの要求にしたがい、情報処理装置１にＣＡＤ情報を出力する。なお、本実施形態のＣＡＤ装置４は、公知の技術により実現されるため、詳細な説明は省略する。
【００２４】
つぎに、本実施形態の情報処理装置１のハードウェア構成を説明する。
図２は、本実施形態の情報処理装置のハードウェア構成図である。
図示するように、情報処理装置１は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）１００と、ＲＡＭ（Random Access Memory）等により構成された主記憶装置１０１と、Ｉ／Ｏインタフェース１０２と、ネットワークインタフェース１０３と、ハードディスク等により構成された補助記憶装置１０４とを有する。
また、補助記憶装置１０４には、上述した各部（制御部１０、データ取得部２０、ＦＥＭ解析部３０、および出力部４０）の機能を実現するためのプログラムが格納されている。
【００２５】
そして、情報処理装置１の各部（制御部１０、データ取得部２０、ＦＥＭ解析部３０、および出力部４０）の機能は、ＣＰＵ１００が補助記憶装置１０４に格納されている前記プログラムを主記憶装置１０１にロードして実行することにより実現される。
【００２６】
つぎに、本実施形態のシミュレーション処理に利用するデータについて説明する。
本実施形態は、ＦＥＭ解析によるシミュレーションにおいて、治具の位置精度（治具の位置精度情報）を反映させたことを特徴としている。また、ＦＥＭ解析によるシミュレーションにおいて、製品の本体部に組み付けられる組付部品（ヘッドランプ、内装部品等）の寸法のバラツキ（組み付け精度情報）による部品の変形形状を反映させたことを特徴としている。
なお、シミュレーションに利用するデータのうち、「治具の位置精度情報」および「組み付け精度情報」以外のデータは、従来から利用されているものである。そのため、以下では、「治具の位置精度情報」および「組み付け精度情報」について説明し、その他のデータについての説明は省略する。
【００２７】
先ず、「治具の位置精度情報」について、図３乃至図５を用いて説明する。
なお、以下では、「治具の位置精度情報」について，治具に固定されて溶接される板金部品６１、６２を例に挙げて説明する。
図３は、本実施形態で利用する治具の位置精度を説明するために例示した、治具に固定されて溶接される板金部品の斜視図である。図３（ａ）は、板金部品６１（又は板金部品６２）に形成された孔６１ｄ１、６１ｄ２（又は６２ｄ１、６２ｄ２）が正寸である状態を示している。また、図３（ｂ）は、板金部品６１（又は板金部品６２）に形成された孔６１ｄ１、６１ｄ２（又は６２ｄ１、６２ｄ２）設計通りの寸法ではない状態を示している。
また、図４は、本実施形態で利用する治具の位置精度を説明するために例示した、板金部品と治具との位置ずれを示した斜視図である。また、図５は、本実施形態で利用する治具の位置精度情報の一例を模擬的に示した図である。
【００２８】
図３に示すように、完成部品（Ｓｕｂ Ａｓｓｙ）６０は、板金部品６１と、板金部品６２とを溶接（符号６３、６４で示す溶接点で溶接される）することにより製造される。
そして、図３（ａ）に示すように、板金部品６１、６２に形成された孔６１ｄ１、６１ｄ２、６２ｄ１、６２ｄ２がいずれも正寸（設計通りの寸法）の場合、板金部品６１および板金部品６２は、位置ずれすることなく、正しい姿勢で治具に保持・拘束される。そのため、板金部品６１と、板金部品６２とを溶接すると、設計データ通りの完成部品（Ｓｕｂ Ａｓｓｙ）６０が製造される。
【００２９】
一方、図３（ｂ）に示すように、板金部品６１、６２に形成された孔６１ｄ１、６１ｄ２、孔６２ｄ１、６２ｄ２が設計通りの寸法ではない場合、板金部品６１および板金部品６２は、治具に挿入されても正しい位置で保持・拘束されない。そして、板金部品６１と、板金部品６２とを溶接すると、設計データの形状と異なる形状の完成部品（Ｓｕｂ Ａｓｓｙ）６０が製造されることがある。このような完成部品６０の変形は、その程度により完成品の形状に影響を与えてしまう。なお、図示しないが、治具（基準ピン７０）が設計通りの寸法ではない場合も、設計データと異なる形状の完成部品（Ｓｕｂ Ａｓｓｙ）６０が製造される。
【００３０】
そこで、本実施形態では、上記のような「部品と、その部品を固定する治具の位置ずれ」に起因する部品の変形形状をシミュレーションにより予測し、その予測した部品の変形形状を、当該部品を利用する工程のシミュレーションに反映させるようにした。
【００３１】
例えば、図４に示すように、板金部品６１に形成された孔６１ｄ１の中心ａ１と、孔６１ｄ１に挿入された治具の基準ピン７０の中心ｂ１とのズレ（差分）を３次元で示した「治具の位置精度情報」を作成し、情報処理装置１に「治具の位置精度情報」を入力する。そして、情報処理装置１に、「治具の位置精度情報」を用いたＦＥＭ解析によるシミュレーションを実行させ、「部品と、その部品を固定する治具の位置ずれ」による部品の変形形状を予測させる。以下、前記の「治具の位置精度情報」について詳細に述べる。
【００３２】
図４に示す例では、板金部品６１に形成された孔６１ｄ１の中心ａ１と、孔６１ｄ１に挿入された治具の基準ピン７０の中心ｂ１とのズレ（ｄ１＝±（ａ１−ｂ１））を三次元座標で示した「治具の位置精度情報」と定義している。
すなわち、板金部品６１に形成された孔６１ｄ１の中心ａ１と、孔６１ｄ１に挿入された治具の基準ピン７０の中心ｂ１とのズレ（差分）を、「ｄ１＝（ｄｘ１，ｄｙ１，ｄｚ１）」で表わすようにした。また、板金部品６１に形成された孔６１ｄ２の中心（図示せず）と、孔６１ｄ２に挿入された治具の基準ピン７０の中心（図示せず）とのズレ（差分）は、「ｄ２＝（ｄｘ２，ｄｙ２，ｄｚ２）」により表わすようにした。
なお、図５の「治具位置精度情報５０」は、板金部品６１および板金部品６２のそれぞれと、治具の基準ピン７０との位置ずれ情報を集めて纏めたものであるる。
【００３３】
図５に示すように、治具の位置精度情報５０は、治具位置精度情報を識別するＩＤを登録するフィールド５１と、基準ピン７０と孔６１ｄ１との位置ずれ情報を登録するフィールド５２と、基準ピン７０と孔６１ｄ２との位置ずれ情報を登録するフィールド５３と、基準ピン７０と孔６２ｄ１との位置ずれ情報を登録するフィールド５４と、基準ピン７０と孔６２ｄ２との位置ずれ情報を登録するフィールド５５とを備えて１つのレコードが形成されている。なお、治具位置精度情報５０は、複数（ｎ個）のレコードにより構成されている。
【００３４】
ここで、フィールド５１に登録されるＩＤには、例えば「サンプル番号」等を用いる。また、フィールド５２には、治具の基準ピン７０の中心ｂ１と、孔６１ｄ１の中心ａ１との差分を３次元座標で示した情報が登録される。また、フィールド５３には、治具の基準ピン７０の中心と、孔６１ｄ２の中心との差分を３次元座標で示した情報が登録される。また、フィールド５４には、治具の基準ピン７０の中心と、孔６２ｄ１の中心との差分を３次元座標で示した情報が登録される。また、フィールド５５には、治具の基準ピン７０の中心と、孔６２ｄ２の中心との差分を３次元座標で示した情報が登録される。
なお、図５に示す「治具の位置精度情報５０」は、あくまでも一例である。「治具の位置精度情報５０」は、治具により保持・拘束されて生産される部品毎に作成され、情報処理装置１のメモリ（主記憶装置１０１又は補助記憶装置１０４）やＣＡＤ装置４に格納される。
【００３５】
つぎに、「組み付け精度情報」について説明する。
「組み付け精度情報」とは、製品の本体部に組み付ける組付部品（ヘッドランプ、内装部品等）に形成された取付穴の穴ガタ等の製品精度を示すデータのことをいう。
この「組み付け精度情報」は、組付部品（ヘッドランプ、内装部品等）毎に作成され、情報処理装置１のメモリ（主記憶装置１０１又は補助記憶装置１０４）やＣＡＤ装置４に格納される。
そして、情報処理装置１は、「組み付け精度情報」を利用して、ＦＥＭ解析によるシミュレーションを行い、組み付け精度により変形する部品の形状を示す情報（３次元座標情報）を求める。
【００３６】
続いて、本実施形態のシミュレーション装置が行う、シミュレーション処理の手順について図６に基づいて説明する。
【００３７】
図６は、本発明の実施形態のシミュレーション装置が行う、シミュレーション処理の手順を示したフローチャートである。
なお、図６に示すフローチャートは、上述した図８で示した、完成車の変形形状を予測する連成解析の手順を示したフローチャートに、新たな処理を付加して改良したものである。また、図６では、図８と同じ処理については同じ符号を付し、その説明を簡略化する。
また、図示する各処理ステップで行われるＦＥＭ解析は、図８と同様、従来技術により実現されるものである（公知のソフトウェアにより実現されるものである）。そのため、以下では、ＦＥＭ解析の具体的な手順の説明は省略する。
【００３８】
先ず、本実施形態のシミュレーションの概略を説明する。
情報処理装置１は、複数回（ｎ回）分のシミュレーション用データを用いて、「Ｓ１０、Ｓ２０、Ｓ２５、Ｓ３１、Ｓ３５、Ｓ４１、Ｓ４５、およびＳ５１」の各処理を複数回（ｎ回）繰り返して行う。そして、シミュレーション装置Ａは、複数回分のシミュレーション結果（完成車の変形形状を示す情報）を用いて統計処理を行い、シミュレーションにより求めた完成車の変形形状の確率分布を求める（Ｓ６０）。
【００３９】
このように、複数回分のシミュレーション結果の確率分布を求めることにより、シミュレーションをするために利用した条件（ＣＡＤ情報、解析条件、治具の位置精度情報、組み付け精度情報）で車両を生産した場合に、出荷規格を満たすか否かを判断することが容易になる。以下、図示する各処理について説明する。
なお、以下の処理ステップに先立って、情報処理装置１のデータ取得部２０は、ｋ（０＜ｋ≦ｎ）回分のシミュレーション用のデータ（ＣＡＤ情報、解析条件（拘束位置、部品の材質等）、治具の位置精度情報、組み付け精度情報）の入力を受け付け、その受け付けたデータをメモリ（主記憶装置１０１或いは補助記憶装置１０４）に格納しておくものとする。
【００４０】
具体的には、先ず、情報処理装置１のＦＥＭ解析部３０は、シミュレーションの回数を数えるカウンタｋの値を「１」に設定する（Ｓ１）。そして、ＦＥＭ解析部３０は、前記メモリ（主記憶装置１０１或いは補助記憶装置１０４）からｋ番目のシミュレーション用のデータを読み出す（Ｓ２）。
【００４１】
つぎに、ＦＥＭ解析部３０は、上述した図８のＳ１０〜Ｓ２０と同様の処理を行う（Ｓ１０、Ｓ２０）。すなわち、ＦＥＭ解析部３０は、プレス成形工程により成形される各部品の変形形状、および残留応力を算出する。また、ＦＥＭ解析部３０は、Ｓ１０算出した各部品の変形形状及び残留応力を用いて、プレス成形工程により成形された各部品の自重変形をＦＥＭ解析によりシミュレーションし、各部品の変形形状、および残留応力を算出する。
【００４２】
つぎに、ＦＥＭ解析部３０は、治具の位置決め精度による部品の変形形状をＦＥＭ解析によりシミュレーションする（Ｓ２５）。具体的には、ＦＥＭ解析部３０は、Ｓ２で読み出した情報に含まれる、「各部品のＣＡＤ情報」、「解析条件」、および「治具の位置精度情報」を用いてＦＥＭ解析を行い、治具の位置決め精度による部品の変形形状を算出する。
例えば、本ステップ（Ｓ２５）では、図３に示す板金部品６１および板金部品６２を治具に固定して溶接する場合の変形形状をシミュレーションにより予測する。この場合には、「治具の位置精度情報」として図５で例示するデータが用いられる。
【００４３】
つぎに、ＦＥＭ解析部３０は、Ｓ２０で求めたパネルの自重変形による部品の変形形状及び残留応力と、Ｓ２５で求めた各部品の変形形状とを用いて、パネルの板合わせ工程をＦＥＭ解析によりシミュレーションし、パネルの板合わせ工程における各部品の変形形状及び残留応力を算出する（Ｓ３１）。
このように、本実施形態では、従来は考慮されていなかった、治具の位置決め精度による各部品の変形形状を考慮して（すなわち、Ｓ２５の処理結果を考慮して）、シミュレーションを行うようにしている。そのため、本実施形態によれば、治具により保持・拘束されて生産される構成部品を用いる生産工程のシミュレーションの精度を高めることができる。
【００４４】
つぎに、ＦＥＭ解析部３０は、塗装ブース内でのボディ温度をＦＥＭ解析によりシミュレーションし、ボディの温度分布を算出する（Ｓ３５）。
具体的には、ＦＥＭ解析部３０は、Ｓ２で読み出した情報に含まれる、ボディの解析条件（材質等を示すデータ、塗装ブースの温度条件等）およびＣＡＤ情報を用いてＦＥＭ解析を行い、ボディの温度分布を算出する。
【００４５】
つぎに、ＦＥＭ解析部３０は、Ｓ３１で求めたパネルの板合わせ工程による変形形状及び残留応力と、Ｓ３５で求めたボディの温度分布とを用いて、塗装工程をＦＥＭ解析によりシミュレーションし、塗装工程における各部品の変形形状及び残留応力を算出する（Ｓ４１）。
【００４６】
つぎに、ＦＥＭ解析部３０は、ＦＥＭ解析によるシミュレーションにより、組み付け部品の組み付け位置を求める（Ｓ４５）。
具体的には、ＦＥＭ解析部３０は、Ｓ２で読み出した情報に含まれる、対象の組付部品（ヘッドランプ、内装部品等）の「ＣＡＤ情報」、「解析条件」、「組み付け精度情報」を利用して、ＦＥＭ解析によるシミュレーションを行う。そして、ＦＥＭ解析部３０は、前記シミュレーションにより、組み付ける部品の穴ガタ等の製品精度の影響により、設計データから変化する組付部品の組み付け位置を示す情報（３次元情報）を求める。
【００４７】
つぎに、ＦＥＭ解析部３０は、Ｓ４１で求めた塗装工程による部品の変形形状及び残留応力と、Ｓ４５で求めた組付部品の組み付け位置を示す情報を用いて、組立工程をＦＥＭ解析によりシミュレーションし、組立てられた完成車の変形形状を算出し（Ｓ５１）、Ｓ５２の処理に進む。
具体的には、ＦＥＭ解析部３０は、Ｓ２で読み出した情報に含まれる、組立工程の対象の各部品の「ＣＡＤ情報」および「解析条件」と、Ｓ４１で求めた塗装工程による部品の変形形状及び残留応力と、Ｓ４５で求めた組付部品の組み付け位置を示す情報とを用いてＦＥＭ解析を行い、組立工程により組立てられる完成車の変形形状を算出する。
【００４８】
Ｓ５２では、ＦＥＭ解析部３０は、シミュレーションの回数を数えるカウンタｋの値が「ｎ（しきい値）」未満であるか否かを判定する。
そして、ＦＥＭ解析部３０は、カウンタｋの値が「ｎ（しきい値）」未満であればＳ５３に進み、カウンタｋの値に「１」を加算して（インクリメントして）Ｓ２の処理に戻る。
一方、ＦＥＭ解析部３０は、カウンタｋの値が「ｎ（しきい値）」以上であればＳ６０に進む（すなわち、シミュレーションがｎ回繰り返して行われたことになる）。
【００４９】
Ｓ６０では、ＦＥＭ解析部３０は、所定回数分（ｎ回）のシミュレーション結果の確率分布を求め、出力部４０に出力する。
そして、出力部４０は、ＦＥＭ解析部３０からの確率分布を受け取ると、その確率分布を示した画像情報を生成して、出力装置３に表示する。ここで、出力部４０が出力装置３に出力する「シミュレーション結果の確率分布」の例を図７に示す。
【００５０】
図７は、本実施形態のシミュレーション装置が出力するシミュレーション結果の一例を示したものである。
なお、図示する符合８０は、完成車の出荷規格を示している。また、符号８１、８２、８３は、それぞれ、本実施形態のシミュレーション装置によるシミュレーション結果（予測した完成車の形状）から求めた確率分布を示している。
分析者は、出力装置３に表示された上記の確率分布を参照することにより、シミュレーションに利用した解析条件で製品を生産した場合に、出荷規格を満たすか否かを判断することが容易となる。
【００５１】
また、本実施形態では、ＦＥＭ解析によるシミュレーションにおいて、治具の位置精度により受ける部品の変形形状を反映させるようにしている。また、本実施形態では、ＦＥＭ解析によるシミュレーションにおいて、ヘッドランプ等の組付部品の形状誤差等により受ける組み付け精度を反映させるようにしている。
そのため、本実施形態によれば、高精度に、完成車の形状の予測を行うことができる。その結果、本実施形態によれば、シミュレーションした条件（ＣＡＤ情報、解析条件（拘束位置、部品の材質等）、治具の位置精度情報、組み付け精度情報）で実際に製品を生産した場合に、出荷規格を満たすか否かを判断することが可能となる。
【００５２】
なお、本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨の範囲内において種々の変形が可能である。
例えば、図６では、予め用意しておいた複数回（ｎ回）分のシミュレーションデータを順番に用いることにより、Ｓ１０〜Ｓ５１の処理を繰り返したが、特にこれに限定されるものではない。例えば、繰り返し行うシミュレーションの処理の手順に、モンテカルロ法を用いるようにしてもよい。
【００５３】
また、例えば、Ｓ２５（或いはＳ４５）の処理において、複数回のシミュレーションを繰り返し行い、複数のシミュレーション結果を次の処理に利用するようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００５４】
【図１】本発明の実施形態のシミュレーション装置の機能ブロック図である。
【図２】本発明の実施形態の情報処理装置のハードウェア構成図である。
【図３】本発明の実施形態で利用する治具の位置精度を説明するために例示した、治具に固定されて溶接される板金部品の斜視図である。
【図４】本発明の実施形態で利用する治具の位置精度を説明するために例示した、板金部品と治具との位置ずれを示した斜視図である。
【図５】本実施形態で利用する治具の位置精度情報の一例を模擬的に示した図である。
【図６】本発明の実施形態のシミュレーション装置が行う、シミュレーション処理の手順を示したフローチャートである。
【図７】本実施形態のシミュレーション装置が出力するシミュレーション結果の一例を示したものである。
【図８】自動車の変形形状を予測する連成解析の手順を示したフローチャートである。
【符号の説明】
【００５５】
Ａ…シミュレーション装置
ＮＷ…ネットワーク
１…情報処理装置
２…入力装置
３…出力装置
４…ＣＡＤ装置
１０…制御部
２０…データ取得部
３０…ＦＥＭ解析部
４０…出力部
６０…完成部品
６１、６２…板金部品
６１ｄ１、６１ｄ２、６２ｄ１、６２ｄ２…孔
７０…治具の基準ピン
１００…ＣＰＵ
１０１…主記憶装置
１０２…Ｉ／Ｏインタフェース
１０３…ネットワークインタフェース
１０４…補助記憶装置
【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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