JP2005107773A

JP2005107773A - 不良影響度評価方法および設計支援システム

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Publication number: JP2005107773A
Application number: JP2003339154A
Authority: JP
Inventors: Noriaki Yamamoto; 典明山本; Tatsuya Suzuki; 辰哉鈴木; Takayuki Nishi; 隆之西; Susumu Wakuta; 享涌田
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 2003-09-30
Filing date: 2003-09-30
Publication date: 2005-04-21
Anticipated expiration: 2023-09-30
Also published as: US20050071029A1; US6973358B2; JP4244768B2

Abstract

【課題】製造前の段階（製品設計段階や製造工程の設計段階）で、ある部品や工程における不良の発生が他の部品や工程に及ぼす影響を推定し、不良の重要度を評価して製造工程の設計を支援する。
【解決手段】部品故障率をデータベースに格納しておき、製品の設計段階で、製品を構成する各部品の組立工程について組立不良率を算出し、製品の設計情報から部品配置関係を抽出し、組立不良率と部品故障率に基づいて部品不良率を算出し、部品配置関係と部品不良率に基づき各組立工程で係わりのある部品に対し部品不良率を係数を掛け合わせて工程の影響度を示す数値を算出することにより、各部品および各工程の影響度を評価する。
【選択図】図１

Description

本発明は、家電品、情報機器、製造装置など、複数の部品を組み立てて製造される製品およびその製品の製造工程を評価し設計を支援する技術に関し、特に組立時の不良が製品に及ぼす影響を事前に評価する方法およびその評価結果に基づく設計支援に関する。

従来、製品の製造開始前に、その製品の組み立て時に発生する組立不良を評価する技術として、特許文献１および特許文献２に記載されたようなものがある。この技術は、部品の組立作業の動作内容と、部品の性質に関する情報とに基づいて組立不良率の推定値を算出するものである。より具体的には、部品の組立作業の動作内容を表現するための基本的な動作種類を標準組立動作として決定し、この標準組立動作ごとに、基準となる条件下でその標準組立動作を行う場合にその標準組立動作を確実に行うことができない確率を示す係数である標準組立動作別不良率係数を設定する。そしてその標準組立動作別不良率係数を、部品の性質を表す部品条件補正因子で補正し、組立不良率の推定値を算出するというものである。

また、さらに製造職場の職場環境が不良の発生に与える影響も評価推定し、職場の改善を支援する方法が特許文献３に開示されている。

上記特許文献に記載されているような技術の他に、実際に不良や故障が起きる前に製品の品質評価を行う手法として一般に知られているものに、ＦＭＥＡ（Failure Mode Effect Analysis）がある。ＦＭＥＡは、製品の設計段階で用いられる手法で、まず、評価者自身の経験をもとに「製品を構成する部品個々の起き得る故障現象」を推定し、各部品に対する故障現象を表形式にまとめる。そしてその表に基づき、評価者自身が「それがおきた場合、製品にはどのような影響を及ぼすか」を推定していくことにより製品の品質評価を行なう手法である。また、ＦＭＥＣＡ（Failure Mode、Effect & Criticality Analysis）のように、ＦＭＥＡにおいて、評価者が推定した個々の部品の故障現象に故障率（故障が起きる確率）を与え、更にその個々の部品の故障によって起こると推定される製品故障の重要度を与え、部品個々の不良や故障の重要度を推察する手法もある。

特開平10-334151号公報

特開2001-121367号公報特開2001-100838号公報

上記特許文献に記載された技術においては、他の部品との関係や組立の順序等は考慮されていなかった。そのため、ある不良の発生が他の部品へ及ぼす影響や、その不良の発見が遅れた場合の影響の大きさなどを評価できることが望まれていた。また、製造工程の評価については、従来の技術は単にチェック工程の有り無しを考慮するのみであり、チェック工程を製造工程全体のどこに置いて確認作業を行うと不良の影響を最小限に押さえることがといったような評価はできず、工程設計の支援を行うには不十分な面があった。
不良の中には発生の頻度は比較的低くても、それが発生した場合の影響が大きいものもある。そこで不良の発生頻度だけでなく、その不良が他の部品に与える影響や重要度等も考慮してその不良の影響度が評価できるような方法やシステムが望まれていた。

ＦＭＥＡは、そのような不良の重要度を求める手法ではあるが、評価者の思考により分析していく定性的な評価法であるため、評価者の経験や知識に大きく依存してしまう。そのため漏れのない分析や個人差のない分析が難しいという問題点があった。また、過去の事象に基づいた直接的な要因の推定方法であるが、過去のノウハウを整理分類して取り出すのが困難で、漏れがないように不良モードを想定し、そのひとつひとつについて要因を推定しようとすると評価時間が膨大になってしまう。

本発明は、上記課題を解決するためになされたもので、その目的は、製造前の段階（製品設計段階や製造工程の設計段階）で、ある部品や工程における不良の発生が他の部品や工程に及ぼす影響を推定し、不良の重要度を評価して製造工程の設計を支援することにある。

上記課題を解決するために、本発明においては、複数の部品から構成される製品について、製品の設計段階で、製品を構成する各部品の組立工程について不良となる割合である組立不良率を算出し、不良率と製品の設計情報に基づいて部品および工程の影響度を評価する方法であって予め部品について部品の故障率をデータベースに格納しておき、製品の設計情報から、製品を構成する部品間の部品配置関係を抽出し、組立不良率と部品故障率に基づいて部品の不良率を算出し、組立工程について、部品配置関係と部品の不良率に基づき、各組立工程を行なう時点で係わりのある部品に対し、部品の不良率を係数を掛けて掛け合わせて工程の影響度を示す数値を算出することにより、各部品および各工程の影響度を評価するようにしたものである。

また、入力手段と出力手段と計算手段と記憶手段と前記製品を設計する設計システムとのインターフェース手段を備え、記憶手段には、各部品の故障率を格納した不良事例データベースと、組立不良評価用データベース持つようにし、計算手段は、製品の設計情報から製品を構成する部品間の部品配置関係を抽出し、組立不良評価用データベースを参照して製品を構成する各部品の組立工程について不良となる割合である組立不良率を算出し、組立不良率と部品故障率に基づいて部品の不良率を算出し、出力手段に出力処理を行なうようにしたものである。

本発明によれば、製造前の段階（製品設計段階や製造工程の設計段階）で、ある部品や工程における不良の発生が他の部品や工程に及ぼす影響を推定し、不良の重要度を評価して製造工程の設計を支援することができる。

以下、本発明の実施の形態を図面を用いて説明する。
なお、本明細書では、単品部品と部組品を総称して「部品」と記述する。従って、部品組付作業とは、部品の組付作業と部組品の組付作業の両方を含む。また、組み付けられる部品または部組品は総称して「被組付部品」と記述する。

まず、本発明の一実施形態の不良影響度評価方法を用いた設計支援システムの構成について説明する。
（１）設計支援システムの構成
図１は、本発明の一実施形態における設計支援システムの構成を説明する図である。

本発明の一実施形態における不良影響度評価方法を用いた設計支援システム10は、設計システム20と接続され、設計20システムにおいて作成された設計情報を評価する。設計システム20は、２次元ＣＡＤ（Computer Aided Design）システムや３次元ＣＡＤシステムおよび部品名称、部品番号、材質、質量、個数、単価などの情報を記憶する部品情報データベースなどから構成されるものである。設計支援システム10は、キーボード、マウス、ペン入力タブレット、記憶媒体を介しての入力手段等の入力手段１、ディスプレイモニター等の表示手段や印刷手段を介しての出力手段等の出力手段２と、不良影響度の評価算出処理、不良影響伝播経路の算出処理、組立時間の算出処理、組立不良率の算出処理を実行する計算手段３と、データベース4で構成される。

ここで、データベース4は、計算プログラム40と、予め定めた評価用データベース41、過去の不良事例参照用データベース43から構成される。
評価用データベース41には、組立時間評価用のデータベース、組立不良評価用データベース、分解修理時間評価用データベース、コスト評価用データベース、基本機能データベースが含まれている。
また、組立時間評価用のデータベースには、標準動作別の“組立時間係数”、組付部品性質別の第一の組立時間補正係数、被組付部品性質別の第二の組立時間補正係数などが格納されている。
分解修理時間評価用データベースには、分解不可動作テーブル、標準動作別の“分解時間係数”、分解部品性質別の第一の分解時間補正係数などが格納されている。
コスト評価用データベースには、組立時間コスト係数、分解時間コスト係数、購入品コストデータなどが格納されている。基本機能データベースには、設定可能な基本機能リスト、基本機能特有の組付け動作、分解動作係数、部品名と関連付けした基本機能リストが格納されている。
また、過去の事例参照用データベース43は、例えば３Ｄの設計情報データベースと不良事例データベースから構成される。これらのデータベースは単独でも機能するが、部品に設定した基本機能や部品属性（部品名、部品番号、材質、など）、また組立動作などのデータをもとに他のデータベースとも関連づけられており、任意に参照することができる。

なお、計算手段３は、ＣＰＵ32、所定のプログラムを格納したＲＯＭ31、各種データを一次格納するＲＡＭ33、入出力インターフェース部34、およびバスライン35などから構成される。

次に、本実施形態における設計支援システムの処理の概要を説明する。
（２）設計支援システムの処理の概要
（２．１）設計支援システムの全体の処理の流れ
図２は、本実施形態の設計支援システムにおける処理の概要を各処理の対象である情報の変化で説明する図である。
図２に示すように、まず３次元ＣＡＤなどの設計システム20から出力される製品の設計情報111が計算手段３に入力される。計算手段３においては、この入力された設計情報111から部品属性情報と階層関係201および部品配置情報202を抽出する。そして、抽出した部品属性情報と階層関係201と、設計システム20から入力された設計情報を基に設計者によって設定された組付順序および組付動作121と、評価用データベース41の組立不良評価用データベースに格納されたデータに基づいて組付け部品の不良率の評価50を算出する。また、計算手段３は、設計情報111から抽出した部品配置情報202から不良影響度伝播経路211を算出する。この不良影響度伝播経路211の算出処理は、本発明の特徴的な処理の一つである。さらに算出した組付け部品の不良率50と不良影響伝播経路211に、工程設計情報122の設定を加えることで、部品の不良を発見した際に行う対策の難易度を評価、不良影響度評価250の結果を算出することが、本発明の特徴的な処理である。この不良影響度評価250の結果としては、部品の重要度、工程の重要度251を出力する。本実施の形態においては、この評価結果と予め設定した目標値とを比較することにより問題点を把握し、製品設計の改善や工程設計の改善を支援する。
このように、設計段階において、組付け部品の不良率だけではなく、設計情報から求めた不良影響伝播経路を活用することにより、不良が起きた際の影響を定量的に評価するものである。また、製品設計の評価と同時に工程設計の評価も同期して行うものである。

ここで、製品または部品の組立作業不良の発生頻度（組付け不良率）を推定する方法の一例を説明する。
（２．２）組付け部品の不良率計算方法の一例
ここで説明する方法は、組付作業を標準組付動作で表現することで組付け不良率を推定する方法である。
予め部品組付作業の動作内容を表現するために必要な動作種類（標準組付動作）を定めておく。この標準組付動作毎に、予め定めた「ある作業者条件、ある部品条件、ある作業職場条件」の下でこの標準組付動作を行う場合に、標準組付動作を確実に行うことの出来ない確率の大小を示す数値を設定した標準組付動作別の“組立不良係数”を定める。次に、組付動作を行う「組付部品の性質」によって標準組付動作別の“組立不良係数”を補正する第一の“組立不良補正係数”で標準組付動作別の“組立不良係数”を補正する。また、組付動作を行う「被組付部品の性質」によって標準組付動作別の“組立不良係数”を補正する第二の組立不良補正係数で標準組付動作別の“組立不良係数”を補正する。そして、製品または部品を組み立てる職場の標準動作作業不良の発生頻度と、補正された標準組付動作別の“組立不良係数”を複合することにより、製品または部品の組立作業不良の発生頻度（組付け不良率）を推定する。このような組付作業を標準組付動作で表現することで、組立作業不良の発生頻度を推定する方法として背景技術で挙げた特許文献に記載の方法を用いても良い。

次に、図２で説明した設計支援システムの処理内容をもう少し詳しく説明する。
（３）設計支援システムの詳細な処理内容
図３は、本発明の一実施形態の設計支援システムの処理内容を説明する図である。
まず、顧客が要求する仕様である要求機能90を実現するために設計仕様の検討をする。そして、その設計仕様をもとに、例えば、機械設計部門では３次元ＣＡＤ21の設計システムを用いて機械設計情報の入力（構造のモデリング）112を行う。また、電気設計部門では２次元ＣＡＤ22あるいは３次元ＣＡＤの設計システムを用いて電気設計情報の入力（回路図などの設計）113を行う。ここで、ＣＡＤに入力した情報の中から各部品の属性情報やモデリングしたアセンブリにおける部品の配置情報から部品相互の関係を取得し不良影響度の評価に用いる。ＣＡＤから情報を取得する方法としては、３次元ＣＡＤのカスタマイズツールを用いる方法があり、情報取得用のプログラムを作成することでモデリング情報から計算した結果やテキスト入力した情報などを取得することが可能である。さらに３次元ＣＡＤのもつ機能である干渉チェックの計算を自動実行しその結果を出力するプログラムも作成することもできる。そこで、この３次元ＣＡＤ情報の自動取得プログラムを作成し、大きく２つの情報を取得する処理を行なう。一つは、部品属性情報と階層関係の取得201であり、もう一つは部品の配置情報の取得202である。

部品属性情報の取得201処理の後、３次元ＣＡＤから自動取得した部品属性情報と階層関係に対し、組付け順序の定義編集や各部品に対する組付け動作の定義設定121を行う。また、この組立作業をどの組立職場で行うかという職場の設定122を行う。部品の組付け動作は予め設定した標準組付動作の組み合わせで表現する。例えば、下移動の動作を↓、ねじ回転の動作をＱ、圧入の動作をＣなどといった記号で表現する。これらの標準組付動作記号のそれぞれに対し“組立時間係数“および”組立不良係数“が組立時間評価用データベース411や組立不良評価用データベース412に予め設定してある。これらデータベースに設定してあるデータを参照することで、設計情報組付け動作の組立時間51と組立不良率52を推定する。
一方、部品配置情報の取得202処理の後は、３次元ＣＡＤ21から製品構造における部品配置情報202を取得し、また２次元ＣＡＤ22や電気回路図における信号伝達経路203を取得することで、部品相互に関連する経路204を算出する。この部品が相互に関連する経路を、部品の不良が発生した際の不良影響を伝播する経路として評価に用いることができる。
さらに、各部品に対し基本機能を定義し、算出した不良影響伝播経路を基本機能で図に表現する。不良とは機能を失うことであり、この図は、機能関連図ともなる。この機能関連図は、要求機能を満足するか、また設計の問題点を整理した表現となり設計改善の指標として役立てることができる。

つぎに、組立時間の推定結果51および組立不良の推定結果52と、部品の不良影響伝播経路211を用いて、さらに工程設計情報として工程フローにおける検査工程、確認作業の位置を設定することで、不良影響度の評価250を実行する。
不良や故障モードの解析において、一般に（例えばＦＭＥＡの解析において）は、次のように解析を行う。まず、部品やその機能そして故障モードを列挙する。そして各故障モードの発生頻度と故障モードの影響度、故障の検出度を１〜10あるいは1〜5の評価尺度で評価者の経験に基づき設定する。そして、故障モードの致命度の評価として（故障モードの発生確率）×（故障モードの影響度）×（故障の検出度）を評価する。このように、評価者の尺度による致命度が決定される。

本発明においては、不良の影響度を定量評価することを目的としており、本実施形態においては、分解修理の難易度すなわち組立不良を発見して分解し修理するまでの時間およびコストを算出し不良の影響度を定量評価する。つまり、ある工程の後に検査工程を設定し、検査の結果、その検査工程よりも数工程前に組立作業を終えた部品の不良を発見した場合、発見した不良部品を取り除くために行なう分解作業を行って新たに組立作業を行なうまでの時間、およびその対策にかかるコストを算出する。すなわち組立不良や部品不良が生じた際に後工程に影響する部品の関連度から時間およびコストを定量的に評価するものである。

このときの分解動作に関する“分解時間係数“や部品のコストは、予め設定した分解修理時間評価用のデータべース413、コスト評価用データベース414を参照する。本実施の形態においては、分解修理の時間推定については、組立作業の時間推定と同様であり、基本的には組付け時に設定した組付け動作に対し逆の動作を分解動作として、計算を実行することとし、分解専用の動作の定義は行わないものとしている。しかし、組付け動作よりも分解動作の方が部品の取扱が容易であることが多く、組付け動作に定義した”組立時間係数”ではなく“分解時間係数”を用いることも考えられる。ただし、溶接、はんだ付け、接着など容易に分解できない組付け作業については、予め分解不可の組付け作業として分解修理時間評価要データベースに記憶しておくことで、その組付け作業を行なった部品の分解作業については、分解不可部品としての判定を出力する。この分解不可部品という判定結果と、その部品の関連経路から分解が可能な部品までを一体のサブアセンブリ品として扱いそれらを取り除く時間を算出する。さらにそれらを新規に手配した場合の部品コスト、および新たに組付け作業を行なう時間をコスト評価用データベース414と組立時間評価用データベース122をもとに算出し、これらの合計値を分解修理時間およびコストとして出力する。この分解修理時間の評価のほかに、組付け不良率、部品の故障率を用いて不良発生時の影響による致命度を評価する。

この不良影響度評価250により、部品ごとの組付け不良率だけでなく、その組付け不良を発見した際の対策にかかる時間およびコスト、工程を変更した際の不良発生への影響などを把握でき、部品の重要度、工程の重要度251を評価する。また、同時に組立に要する時間およびコストと検査に要する時間およびコスト、また不良の対策を行なうためのコスト255を算出する。また、部品ごとに定義した基本機能と生成した部品の不良影響度伝播経路から機能関連図を生成し、この関連図を表示することで設計改善を支援する。また、不良現象をその基本機能が失ったこととして設計者に明示し、関連図から不良要因のリストを階層的に提示する。このように評価結果を活用することで、高品質な製品設計および工程設計を行なう。

ここで、３次元ＣＡＤからの部品属性情報を取得する具体例と、部品配置情報を取得する具体例を説明する。
（４）部品属性情報の取得処理と部品配置情報の取得処理の具体例
３次元ＣＡＤからの部品属性情報を取得する具体例と、部品配置情報を取得する具体例を図４ないし図８を用いて説明する。
図４は、例として用いる製品の斜視図である。
図５は、図４の具体例において３次元ＣＡＤから取得した部品構成を示す部品階層図である。
図６は、図４の具体例において３次元ＣＡＤから取得した部品属性を示す部品属性表の例である。
図７は、図４の具体例において３次元ＣＡＤから取得した部品相互の拘束情報を示す部品拘束情報表の例である。
図８は、図４の具体例において３次元ＣＡＤから取得した部品相互の接触情報を示す部品接触情報表の例である。

情報の取得処理について説明する前に、３次元ＣＡＤの概要について少し説明する。
３次元ＣＡＤで機械設計情報を入力112し、モデリングを行なうとき、部品、サブアセンブリ、アセンブリごとにモデリングファイル名を付ける。このモデリングファイル名のほかに部品名を定義することもある。本実施形態の説明においては、モデリングファイル名または定義した部品名を製品の部品名称として定義する。また、一つのアセンブリモデルを作成する際、部品と部品との間に配置関係を拘束条件として定義する。ここで拘束条件とは、例えば、Ａ部品のある面に対しＢ部品のある面が整列している、または、50mm離れた位置で面と面が平行状態である、または円筒の中心軸と長穴の中心軸が同心状態である、などといった部品を配置する際の定義情報を指すものである。３次元ＣＡＤのアセンブリモデルを作成する際には、この拘束条件を定義することで、部品を所定の位置に配置することができる。ここでは、部品に対する拘束条件の定義を説明したが、作成したアセンブリを一つのサブアセンブリ部品として、さらに上位のアセンブリモデルに拘束条件を用いて定義し配置することもできる。

３次元ＣＡＤを用いた設計作業は、部品の形状を作成するモデリング作業とともにアセンブリモデルへの部品の配置作業を行いながら進めることとなる。この設計作業を行なう中で、モデルの機能を設計者自身が把握し、また、実際の手配図面や作業指示書の作成などに活用するためにも、各部品に属性情報を定義する。この部品属性情報としては、部品名のほか、部品番号、部品の材質、などがある。また、設計検討作業において、モデルの体積の計算や干渉チェックなども行なう。また、体積計算結果と材質設定結果から質量を算出したり、また、組立ての際の注意事項などのコメントを部品に注記したりすることもできる。

干渉チェック機能や分解状態を設定する機能は、３次元ＣＡＤの機能として備わっているものである。
干渉チェック機能は、例えば次の２種類の機能がある。一つは、設定した部品範囲の中で干渉した部品の組み合わせリストの表示とともに干渉した部分の体積を表示する機能である。もう一つの機能としては、所定のクリアランス値を設定し部品間の隙間がクリアランス値以下となる部品の組み合わせリストを表示するものである。
分解状態の設定機能は、組立方法や分解方法を検討するための機能であり、部品を任意の方向に分解した画面を用いて組立指示書を作成することもできる。この分解状態の設定機能は、アセンブリの状態から部品を任意の方向に動かして、分解した状態としてモデルデータに記録することができる。この分解状態は複数の種類を設定することができ、例えば分解の動作ステップごとに複数の分解状態を記録することもできる。
これら３次元ＣＡＤのモデルに定義した情報や３次元ＣＡＤのもつ機能を用いて計算できる情報は、３次元ＣＡＤのカスタマイズツールを用いて自動計算し、データとして取得することができる。

図４に、例として用いる製品の斜視図を示した。
この製品のモデル名は、MG_Assyとしている。この斜視図において、PK、Screw_Sなどを部分的に分解した状態となっているが、組立後の状態はPKがPoleと接触しScrew_SによりPoleとの間でねじ締結した構成である。この図４を一つの３次元ＣＡＤモデルとして具体例を説明する。

図５は、図４の具体例において３次元ＣＡＤから取得した部品構成を示す図である。
一般に3次元ＣＡＤのモデル階層図は、このように最上位の製品名501MG_Assyの下に部品またはサブアセンブリ511、512などが階層をもって表示され、各部品にはその階層番号が記憶されている。例えば、図５に示したようにMG_Assyの下にサブアセンブリMotor_Assy、その下にMotor_Aといった構成となる。ただし、３次元ＣＡＤにおける階層は、モデリング時の単位であり、特に組立作業を意識した構成にはなっていないことが多い。その理由は、アセンブリモデルに配置する拘束条件やサブアセンブリを作成する際の単位で階層が作成されるためである。

図６に、この３次元ＣＡＤ情報について部品属性情報を取得した部品属性表の例を示す。この表は、階層番号、部品名称（モデル名称）、部品番号、部品数、親部品名称、親部品番号、材質、質量、最大寸法、組付け方向、注意事項を取得した例である。ここで、階層番号、部品名称、部品数、最大寸法は自動的に情報を取得することができる。その他の情報については、設計者が事前に３次元ＣＡＤに入力済みであれば、部品情報として自動取得することができる。
ここで部品の最大寸法は、３次元ＣＡＤの機能を用いてバウンディングボックス（モデルの境界となる直方体）を計算することで、その直方体の最大寸法を部品の最大寸法として取得している。また、前述したように３次元ＣＡＤの機能を用いて一つ以上の分解状態を設定することで、分解後と分解前のモデルの座標の差分から各部品の組付け方向を取得することができる。図６に示した組付け方向の数値は（X,Y,Z）のベクトルを示した例である。このように少なくとも一つ以上の分解状態を定義しておくことで、組立方向の一方向も自動取得することができる。
この３次元ＣＡＤからの部品属性情報の取得結果は、図３に示した組立時間の推定51および組立不良の推定52を評価する際に必要な部品属性情報201として活用することができる。

図７に、図４の具体例において３次元ＣＡＤから取得した部品相互の拘束情報を示す部品拘束情報表を示す。前述したように、アセンブリモデルを作成する際に、部品の拘束条件を定義するが、この定義した情報を取得した結果が図７の表である。図７において、例えば、部品B_Plateと部品Bracketは、面（ここでは、SFをサーフェスの略号として表示している）同士が「整列（ALIGN）」の拘束条件である情報であることを取得している。そのほかの拘束情報としては、「オフセットした寸法での合致（図７ではMATE_OFF）」、「合致（図７ではMATE）」、「正接の関係」、「線上に合致」、「点上に合致」などがある。また、拘束部の種類としては、面（SF）のほか軸（AXIS）、点、エッジなども定義することができ、その情報を取得することができる。また、図７の部品拘束情報の部品について、図６の部品属性情報表における部品名称から、すべての部品属性を参照することができる。

図８に、図４の具体例において３次元ＣＡＤから取得した部品相互の接触情報を示す部品接触情報表を示した。前述したように、３次元ＣＡＤでは、カスタマイズツールを利用して作成したプログラムにより、干渉チェック機能を自動実行することができる。干渉チェックの結果として、例えば図８のように、部品相互の接触情報を取得することができる。図８では、クリアランス値を0とした干渉チェックを実行した結果であり、表の左側に示した干渉情報として、0と示した行がクリアランス値0以下で配置された部品であり、すなわち接触している部品の組み合わせを表す。また、INTFの略号で示した行は一部分でも干渉している部品である。ここで、設計が正しく行なわれていれば、部品間の干渉がないものとも考えられる。しかし、次の工程すなわち部品加工でモデルデータを活用することを考えると、アセンブリデータには干渉情報が残ることが一般的である。例えば、B_Plateにタッピング加工を行いBracketに設けた穴にねじを通して締結する構成において、下穴加工の後タッピング加工を行なうB_Plateの３次元ＣＡＤモデルは、下穴の径をモデリングすることとなる。この状態のデータを後工程となる部品加工で活用する。したがって、ねじ締結において、雌ネジ加工を行なう部分は干渉することとなる。また、例えばＥトメワやＣトメワなど、弾性変形をすることで固定する部品も同様に締結部において干渉することとなる。このように特に、ねじやトメワなどの締結部品において、雌ねじや溝が加工された固定する部品は干渉した状態となり、その部品と締結部品で固定される部品は接触した状態となる。

このように、図７、図８を用いて説明した部品拘束情報と部品接触情報を整理したものを部品配置情報202として、部品の関連経路204を算出し、部品不良影響伝播経路を算出することができる。このとき、図３に示したように、３次元ＣＡＤの機械設計情報以外に電気設計情報やその他部品機能関連図などのデータがある場合は、さらにその部品間の関連経路を追加した情報として部品の関連経路204を算出してもよい。

つぎに部品関連経路の算出について説明する。
（５）部品関連経路の算出
図９に、図７の部品拘束情報と図８の部品接触情報を関連図で示した部品配置情報図を示す。
図９においては、左側の枠は部品名称901を示しており、その右側の線は他の部品との関係を示している。この図において、太い実線912は干渉部分がある関係、細い実線913は接触している関係、１点鎖線911は拘束条件が設定されている関係として表現している。さらに詳しく表示するためには拘束条件や干渉体積ごとに線種や線の太さを変えて表示してもよい。

また、図９において、干渉部分がある関係を締結の雌ねじが加工してある状態であり、この干渉がある関係が一番強力でかつ重要な関係であることとして設定し太い実線で表示している。この図は、部品相互の干渉関係、接触関係、拘束関係を一度に見ることができ、また部品の問題が生じた際の影響範囲の把握や逆に要因の分析を行うことができる。さらに、図１や図２で説明したように、部品の不良率の推定結果とともに、この部品相互の関連経路を用いることで、不良影響度を評価することができる。
ここまでの説明においては、製品設計情報は３次元ＣＡＤの出力情報を活用するものとして説明したが、その他の方法として、３次元ＣＡＤのモデルデータをビューワのモデル情報として軽量化したデータから部品属性情報や部品配置情報を取得してもよい。また、３次元ＣＡＤで作成した製品構造について公差を解析する公差解析プログラムがあり、解析の際に組付け順序を設定する。組付け順序の設定の際に、別の解析プログラムで設定した組付け順序を自動取得する方法を用いてもよい。

つぎに部品への基本機能の定義方法とその結果の活用方法について説明する。
（６）部品の基本機能の定義と活用
図10に本発明の一実施形態における部品への基本機能の設定例を表す基本機能設定表を示す。
この例は、表の各部品に対し基本機能１と基本機能２を設定したものである。基本機能として、保持、締結、伝動、信号伝達、モータ、センサなどの大分類の基本機能１のリストを定義し、さらに必要に応じてその大分類に対する詳しい分類の基本機能２のリストを定義する。例えば、締結については、ネジ締結、トメワ締結、圧入など、を基本機能２のリストに予め設定しおく。これら予め設定された基本機能１のリストや基本機能２のリストから選択することで各部品に基本機能を定義する。ただし、入力情報が多くなると設計者の負担にもなり、また分類が細かくなると情報が整理できず活用することが難しくなるため、分類項目を増やす必要はなく、基本機能１のみの定義でもよい。また、図10をみても明らかなように、部品名称と基本機能には関連があることが多い。その理由は、設計者が名づける部品名には基本機能の概念が含まれているためである。そこで、例えば、部品名称から基本機能を自動取得するための参照テーブルを作成しておき、その基本機能名テ−ブルを参照することで、部品属性情報を取得した際に基本機能を定義してもよい。例えば、部品名の中に“Screw“がある部品の基本機能１は締結、基本機能２はねじ締結、また、部品名の中に”Gear”がある部品の基本機能１は伝動、基本機能２は回転伝動とする、といった基本機能名テーブルを設定しておき参照するとよい。このように、図３において基本機能入力115を基本機能名テーブルを参照することで、部品属性情報の取得201の時点で自動取得することもできる。

このようにして各部品に定義した基本機能（図10）と図６〜９の部品属性情報および部品相互の関連経路を活用して行なう設計支援について次に説明する。
（７）システムが提供する設計支援
基本機能（図10）と（図６〜９）部品属性情報および部品相互の関連経路を活用して行なう設計支援について次に説明する。
まず、図11に示したように、基本機能“締結”という属性を親部品とし、階層表示を行う。これにより“締結“で組み付けられた各部品について部品間の関連経路を表示することができる。ここでは、図９の関連図に対し、関係情報を示す線が交差しないように部品の順番を並び替えて表示している。これにより基本機能“締結”という関係で繋がった部品の関係を一目で把握することができる。また、組立作業において、並列作業を容易にするためにもサブアセンブリ化は重要であるが、この検討の支援にも役立つ。例えば、図11のScrew_Mの締結関係を外すことで、一つのサブアセンブリMotor_Assyを定義することができる。
この計算結果により、図12のように組立が容易な階層に編集しなおすことができる。前述した図５の階層図（３次元ＣＡＤから自動取得したままの階層）がモデリング時の階層になっているのに対し、図12の階層図（基本機能の定義と部品相互の関連図をもとに編集した階層）は組立時の階層となっていることがわかる。この図11の表示方法は、締結という属性を親部品名称と置き換えて計算したものであり、容易に表示することができる。このように、組付け単位の変更（階層図の変更）を行なう際の設計支援や同じ基本機能で整理した際の部品相互の関係の把握を行なうことができる。

つぎに図13、図14を用いて基本機能で部品を分類した基本機能階層図の活用例を説明する。図13は、図４の具体例の一部について基本機能で部品を分類した本発明の基本機能階層図である。図14は、図13と同様の基本機能階層図をもつ過去の製品の基本機能階層図である。例えば、図13のMotor_Assyという製品（またはサブアセンブリ）は、基本機能“保持”、“伝動”、“締結”の組み合わせで構成されている。この構成について設計ノウハウを参考にするために、過去の設計事例を参照することができる。その例が図14であり、同じ基本機能の組み合わせの例を検索した結果である。図13と図14では、部品名称は異なるが、機能の組み合わせとしては同じ構成の例である。この検索結果から、同じ基本機能の組み合わせをもつ設計情報を参照することで、過去の設計ノウハウや不良事例を参照することができる。また、その設計情報を代替案として検討することも可能である。さらに、設計作業を進めるにあたり、機能を追加しながらコストを維持することを検討することが多いが、このような場合、単純には前の機種と開発機種との比較ができないことが多い。このときに、機能階層図を用いて前の機種と今回の開発機種を比較し、同じ機能に限定した状態を設定すると、同じ機能の条件でコスト比較や不良率の比較を行なうことができる。

また、図15に図４の具体例において基本機能で部品を分類した本発明の一実施例である基本機能階層図を示した。このように部品構成を基本機能ごとに階層分類することにより、同じ機能をもつ部品の一体化や同じ機能をもつ異種部品の種類数の低減などを検討することが容易となる。例えば、基本機能が“保持“であるB_Plate、Bracket、Poleの一体化の検討、基本機能が”締結“であるねじ部品の種類低減、などの設計検討の支援としても活用できる。組付け作業において、部品数を減らすことや部品種類を低減することは組立時間の低減や不良の低減に効果が大きいため、この基本機能階層図と不良影響度評価方法を連動して活用することで設計改善を効率よく行なうことができる。

次に、評価結果の出力例について説明する。
（８）評価結果の出力例
図16に、本発明の一実施形態における評価結果の出力例を示す。
図16は、図４の具体例において製品設計情報、工程設計情報、部品配置情報を表形式にまとめ、さらに部品の重要度、工程の重要度を算出した結果を出力した例である。ここでは、ＱＦＤ（品質機能展開）の２元表形式をベースとしている。図16において特徴的な点のひとつは、製品設計情報111の部品情報1601〜1604と工程設計情報122の作業情報1622とが交差した表の領域202に、部品の関連関係を示している点である。この部品の関連関係の算出については、（４）において図７および図８を用いて説明した通りである。また、検査工程の有無を考慮し、検査による確認の有り無しが反映された不良発見時の分解修理コスト255を計算し、表示する点も特徴である。また、各種算出した数値に基づき、部品の重要度253と工程の重要度252を計算し、定量的に表して表示する点が、もっとも特徴的である。以下、図16の各項目を説明する。

まず、左側の製品の設計情報111について説明する。
（８．１）製品の設計情報111
この表において、左側の縦軸には製品設計部門が扱う製品の設計情報111とともに製品を構成する各部品に関する情報を部品構成順（部品の組立単位に編集した階層図順）に表示している。設計情報111としては、製品構成1601毎に部品点数1602を表示する。部品故障率1603は、組付け作業の不良以外に部品自体の加工不良、故障、など、組付け後に判明する故障の発生頻度を考慮する場合に設定するものである。。この部品故障率1603としては、過去の部品不良例を機能分類などで整理して不良事例データベースに格納しておき、参照する方法を用いるとよい。また、注意すべき部品についてのみ部品故障率を設定する方法としてもよい。部品コスト1604は、部品の加工費または購入価格などのコストをデータベースから読み出して表示する。この情報は、設計者が部品の加工費と組立費のバランスを把握する際に活用できる。また組付け不良が起きた際に部品交換をする場合のコスト換算するときの値として使用する。この部品コスト1604は、予め部品コストの参照テーブルを準備しておき、部品名称や部品番号から参照してデータを取得する方法を用いるとよい。部品コスト1604の右の列に示した組付け時間、組立不良率の値は、図２で説明した組付け部品ごとの組立時間の推定51と組付け部品ごとの不良率の推定52から算出した推定結果である。これらは、組付順序、組付動作の設計情報の入力121を行なったあと計算プログラムを実行させて出力した結果である。ただし、この製品設計情報と同様に縦軸に示した組立時間と組立不良率の推定結果については、職場条件の係数（職場の違いによる組立速度の係数や組立不良率の係数）は標準の値を用いており、あくまでも製品設計に影響する因子で計算した結果を表示している。これにより、製品設計者はこの情報に着目して製品設計の改善を行なうことができる。ここで、組付け時間を表示したが、同時にこの時間に標準賃率を掛けた組付けコストを表示してもよい。

つぎに工程設計情報122の表示内容を説明する。
（８．２）工程設計情報112
（８．２．１）工程設計情報112の表示項目
ここで、工程1621は、組立単位ごとの区分を示しており、この例では、Motor_Assy（サブアセンブリ）とMG_Assy（総組立）に区別している。その下の行の作業1622は、工程フロー、作業順序を示しており、一つの工程区分において左端から順に作業を行なう設定としている。これら工程と作業の表示は、製品設計情報から組立単位を抽出し、下位の階層から左に配置し、順に上位の階層を区分するように、自動変換して並び替えを行なったものである。ここで、工程の区分ごとに組立職場の設定を行う。例えば、職場条件の係数（職場の違いによる組立速度の係数や組立不良率の係数）を、設定職場係数1624の例のように設定する。ここでは、Ａ：（1.0、1.0、1.0）を標準の職場としており、Ｃ：（0.8、1.5、0.7）の場合は、組立速度係数が標準の0.8倍、組立不良係数が標準の1.5倍であることを設定している。また、賃率が標準の0.7倍であることを設定している。したがって、標準よりも早いが不良が多く出やすい職場であり、組立作業費は標準よりも安い職場を設定している。この職場係数については、予め組立職場を調査し、職場名と職場係数の組み合わせを設定しておいたデータベースを作成しておき、職場名を選択することで、その職場係数を読み込む方法を用いるとよい。したがって、この職場の設定により、組付け時間およびコスト、組立不良率の推定結果が変化することとなる。組付け時間と組立不良率は作業1622の行の下に表示しており、設定した職場係数1624を用いて計算した結果である。この値は、製品設計情報の縦軸での評価結果を職場係数で補正計算した値である。
（８．２．２）検査工程の割付
また、工程設計を行う際、組付けの確認作業の有無、検査工程、機能試験を行うフローでの位置などを設定する。この工程設計情報は、ここで新たに設定する情報であり、この出力結果を参考に追加、変更することで工程の設計を行う。また、別途定義した工程設計情報を読み込む形式としてもよい。

次に、製品設計情報の部品情報と工程設計情報の作業情報とが交差した表の領域について説明する。
（８．３）製品設計情報の部品情報と工程設計情報の作業情報とが交差した表の領域
製品設計情報の部品情報と工程設計情報の作業情報とが交差した表の領域202は、部品の関連図を示しており、組付け順序に応じた部品相互の関連図すなわち不良影響伝播経路を表示している。この図において示した例は、２重丸（）を組み付ける部品および作業とし、そのときに関連する上位の部品（組付け済みの部品）について部品の配置情報を記号で表示している。そのほか、白丸（〇）を接触している部品、黒の菱形（◆）を締結部品の干渉部品（雌ねじ、溝などをもつ部品）を表示している。

接触した部品情報や干渉した部品情報を表示したが、３次元ＣＡＤのモデル上では接触することはないものの、関連性を持たせる必要がある場合がある。例えば、基本機能として動く部品と固定が難しい柔軟な部品である。この動く部品と柔軟な部品が所定寸法範囲内で配置している場合は、組立作業の良否によっては接触する可能性が高いと推定できる。したがって、予め設定した基本機能を参照して、例えば、基本機能の“伝動”と“信号伝達”（例えばケーブル、布線など）に関する部品配置情報の取得においては、クリアランス値に所定の値を与え、その設定したクリアランス値以下と計算された場合は、接触しやすい部品であることを記憶し表示する。ここでは、例として、Cable_CBの作業において、Gearに接触しやすいと計算した結果を三角形（△）を表示した。このクリアランス値の設定は、計算の際に設定してもよいが、モデル寸法の断面寸法から算出した値を用いてもよい。また、予め設定した部品名、基本機能名とクリアランス値の設定テーブルを用意しておきその情報を参照してもよい。

図16において工程設定した検査工程で検査を行なう部品については、白四角形（□）で表示した。この工程設計により検査工程位置の設定とともに、そこで確認作業を行なう部品の設定を行なう。これにより、確認作業後の不良率の係数を軽減する補正計算を行なうこともできる。

つぎに、不良発見時の分解修理コスト255の算出方法について説明する。
（８．４）不良発見時の分解修理コスト255
工程設計情報として設定した作業順序の中には、確認作業、機能試験、出荷前検査といった組付け動作以外の検査がある。本発明の実施形態においては、この検査作業時に不良を発見し、不良部品を取り除く分解作業を行い、新たに組立作業を行なうまでの時間およびその対策にかかるコストを算出することを特徴とする。また、その結果を不良発見時の分解修理コスト255の欄に表示する。
この例をB_Plateを取り上げて説明する。例えば、工程名「MG_Assy」の作業名「確認作業」の時点でB_Plateの不良を発見した場合に、B_Plateを不良対策を行なうためにB_Plateに組み付けた部品を一旦すべて分解し、B_Plateを新規部品と取り替え、再度「確認作業」の時点までのすべての部品を組み立てる作業の時間およびコストを算出する。まず、部品の関連図からB_Plateに関係のある部品を抽出し、各部品の組付け動作を分解修理データベースの分解不可動作テーブルでチェックし分解可能である動作と部品を抽出する。この結果をもとに組付け動作から逆算した分解動作を生成し、分解時間を算出する。この分解時間と組付け時間に賃率を掛け、不良部品を新規手配した際のコストを加えた結果を不良発見時の分解修理コストとして「B_Plate」行の「確認作業」列に示している。以下同様に、製品構成すべての部品について算出した結果を示している。このように設定した作業時点で不良を発見した場合の対策の難易度を定量的に評価することができる。

この結果は、保守性の評価やリサイクル性の評価としても有効に活用できる。例えば、寿命の短い部品や消耗品は、取り出しやすい構造になっているべきであり、他の部品を外さなくとも容易に取り出せる構成がよい。またリサイクル作業においても、分解しやすい部品構成が望ましく、また、リサイクル可能な部品を容易に取り出せる構成がよい。このように、不良発見時の分解修理コストは、保守性の評価、リサイクル性の評価という見方をでき、製品によっては、この結果を別の観点でとらえ、設計改善に活用することができる。

ここで再度、分解コストの計算について説明する。評価計算に用いる係数は、図２、図３に示した評価分解修理時間評価用データべース413、コスト評価用データベース414を参照する。また、分解時間の推定については、組立作業の時間推定と同様の計算を行なう。

また、基本的には組付け時に設定した組付け動作に対し逆の動作を実行する際の時間を参照する。ただし、組付け時間と分解時間は異なることが多いため、別のデータベースを用いる。さらに、溶接、はんだ付け、接着など容易に分解できない組付け作業については、分解不可の組付け動作として、予め分解不可動作テーブルを設定しておき、データベースに記憶しておく。この分解不可動作として判定した組付け動作のある部品については、取得した部品の関連経路から分解が可能となる部品までを一体のサブアセンブリ品として扱い、それらを取り除く時間を算出する。また、すべてが分解不可あるいは不良部品を取り除くことができないと判定した場合は、分解作業時間は０となる。ここで、不良部品の材質と総重量から廃棄コストを算出し、分解修理コストの評価に加えてもよい。

また、検査コストと部品の重要度（不良対策コスト）の計算について、全ての検査作業位置とその検査部品について計算を行なうことで、品質コストすなわち検査コストと不良対策コストが最小となる検査作業設定条件を求めることができる。これは、工程設計情報として設定した検査作業に要するコストを含む予防コストの総和を算出し、部品の不良を発見した時点での対策に要するコストを含む不良コストの総和を算出し、組付け作業の各ステップ間に設定可能な検査作業の組み合わせについて予防コストと不良コストの和が最小となる工程設定条件を探索する演算処理を行なう方法である。この方法により、品質コストを最小とする工程の最適条件を演算することができる。

本発明は、ＦＭＥＡにおける致命度（故障発生頻度×故障影響度×故障検出度）の定性的な評価でかつ個人差が生じやすい評価である問題を解決し、定量的な評価でかつ設計情報を活用することで個人差の少ない評価を行なうことを目的としている。

次に、部品の不良率1632と部品の重要度253について説明する。
（８．５）部品の不良率1632と部品の重要度253
部品の重要度253（致命度）は、本実施の形態においては、“組立不良率および部品故障率”と“設定した検査時点における不良発見時の分解修理コスト”を掛算し、これに係数を掛けて算出する。具体的に、本実施の形態においては、出荷前検査の不良発見時の分解修理コスト255に組立および部品故障率を掛け係数として1/1000を掛け、より不良の発生頻度と不良の影響度と不良の検出度を総合的に評価した値として算出している。
部品の不良率1632は、組立不良率と部品故障率のどちらか一方でも不良が生じた場合の不良率を算出した結果を表示している。すなわち組立不良率と部品故障率の並列モデル計算を行なった結果である。また、不良発見時の分解修理コスト255は、前述したように「確認作業」時点での計算結果であり、「機能試験」、「出荷前検査」の欄も同様にその作業時点での計算結果を示している。したがって、不良が発生し、その不良検出を行い、その時点で他の部品との影響を考慮して対策を行なうためのコストは、部品の重要度として定量評価することができる。

次に工程の重要度252について説明する。
（８．６）工程の重要度252
工程についてもその重要度252を計算し、表の下の行に表示する。工程の重要度252の計算は、組立不良率と部品故障率の並列モデル計算を行った部品の不良率を用いて、作業時点で係わりのある部品に対し、部品の不良率を係数を掛けて掛け合わせた値である。この例では、組付部品の係数を１とし、その他の部品については係数を0.5とし、作業に関連するすべての部品の不良率を並列モデル計算した結果を示した。これにより、部品の組付け作業で他の部品との関連性を考慮した評価を行なうことができる。

以上説明した項目およびその計算方法には、別の考え方や計算方法も考えられる。例えば、ヒューマンエラーという観点から、この製品設計情報111と工程設計情報122および部品の関連図202を見ると、別の計算が必要となる。ヒューマンエラーのエラーモードとしては、「作業の抜け」「回数の間違い」「不要な作業の実施」「順序の間違い」などがある。例えば、「作業の抜け」については、他の部品と関連性が高いほどエラーが減少すると考えることができ、例えば図16の例では、部品の関連図中の列に最も記号が多いB_Plateが「作業の抜け」のエラーを見逃しにくい部品と評価できる。この考えと同様な評価として、冗長な構造および余分な検査作業がないかを確認することもできる。また「回数の間違い」の評価については、作業の重複が発生する部品、同じ部品の組付けや確認作業が連続して行なわれる部品などが「回数の間違い」を起こしやすい部品として評価できる。

このように、製品設計情報111と工程設計情報122および部品の関連図202を活用することで、多様な評価結果を出力することができ、設計支援を行なうことができる。そして、部品の性質、組立作業の順序、部品相互の関連性および検査工程などの工程フローなどを考慮した評価ができ、不良損失コスト、検査予防コストの計算を総合した品質コストの推定を行うこともでき、品質コストの適正化を図った設計を推進できる。また、図16においては、組立順序に並んだ状態を示したが、別の形式として設計改善の必要性が高い順（重要度の高い順）に並び替えた表やグラフとして表示してもよい。また、部品の関連図については、図９のように四角枠で示した部品に曲線で連結した形式や図16のように表内に接触関係を記号で表示する例を示したが、３次元ＣＡＤから変換したビューワのモデル情報を用いて表現してもよい。例えば、選択した部品に対し関係のある部品を所定の色で表現し、またこれらの部品に関係のある部品を少し薄い色で表示していく。このようにして、部品の関連性の深さを色の深さで表示してもよい。

以上説明した不良影響度評価方法および設計支援システムを製品設計部門および工程設計部門において活用することにより、設計段階で不良影響度の評価を定量的に行なうことができ、評価結果として出力した部品の重要度、工程の重要度から設計改善の注力点を把握することができる。また、この方法は、製品の設計情報を読み取り、工程設計情報を入力することにより、自動的に計算するため、短時間で評価することができ、また評価者の経験に依存せず個人差のない評価を行なうことができる。これにより、設計段階において、製品設計の改善や工程設計の改善が可能となり品質向上に効果がある。

また、工程設計情報として設定した検査作業に要するコストを含む予防コストの演算処理、部品の不良を発見した時点での対策に要するコストを含む不良コストの演算処理を行、い、組付け作業の各ステップ間に設定可能な検査作業の組み合わせについて予防コストと不良コストの和が最小となる工程設定条件を探索し、演算プロセスと結果を表示するようにすることも考えられる。

また上記設計支援システムは、工程設計情報として製品納入後の保全計画をするようにし、保全時における部品の点検動作、分解動作、交換動作を評価する評価情報データベースを用意しておき、保全時で作業を行う部品の点検、分解、交換動作とそれに伴う部品間の結合関係を入力し、部品の保全動作に対し保全時の作業不良率を推定する計算手段とを不良影響度に含めた構成とし、保全作業時の不良影響度を評価することも考えられる。

また、組付け不良率の推定結果とともに、設計情報から算出した不良影響伝播経路を用いて不良影響度評価を行うことができる。このとき、工程設計の情報を考慮した不良影響度の評価を行なう方法である。したがって、この方法により、設計段階において、製品設計と工程設計を同期して検討することができ、また、定量的に評価できるため、目標値と現段階の設計の実績値との差を把握することが容易となる。また、部品の重要度、工程の重要度として、設計改善のポイントを明示できるため、設計改善を効果的に進めることができる。さらに、この方法では、製品設計情報を自動取得したのち、工程設計情報を入力することにより、自動的に評価演算処理を行なうため、個人差のない評価を短時間で実行することができる。また、部品の関連性を活用した不良影響度評価方法は、作業忘れなどのヒューマンエラーの評価方法としても有効である。

さらに、部品ごとに基本機能を定義することと設計情報から算出した部品の関連図を用いることにより、基本機能で分類した部品構成の関係図を表示することができ、同じ機能の一体化、あるいは、同じ機能の統一化の検討支援に活用できる。また、不良影響伝播経路を定義した基本機能で表現することで機能関連図を作成することができる。また、同様の機能の組み合わせや部品構成の組み合わせについて、過去の設計事例を参照することが容易となり、ノウハウの有効な活用を図ることができ、類似不良の削減ができる。

このように、本発明により、設計段階において、不良影響度の評価を行なうことができ、製品設計の改善や工程設計の改善が可能となり品質向上に効果がある。

本発明の一実施形態の設計支援システムにおける構成を説明する図である。本発明の一実施形態の設計支援システムにおける情報の変化を説明する図である。本発明の一実施形態の設計支援システムの処理内容を説明する図である。実施の形態の説明に用いる製品例の斜視図である。３次元ＣＡＤから取得した部品構成を説明する図である。３次元ＣＡＤから取得した部品属性を説明する図である。３次元ＣＡＤから取得した部品相互の拘束情報を説明する図である。３次元ＣＡＤから取得した部品相互の接触情報を説明する図である。図７の部品拘束情報と図８の部品接触情報を関連図で示した部品配置情報図である。本発明の一実施形態における部品への基本機能の設定例を示す基本機能設定表である。図５の部品階層図を組立単位に変更した部品階層図である。図９の部品配置情報図について締結部品と他の部品の関係を示す部品配置情報図である。実施の形態の説明に用いる製品例についての基本機能階層図である。図１３と同様の基本機能階層図をもつ過去の製品の基本機能階層図である。実施の形態の説明に用いる製品例について基本機能で部品を分類した本発明の基本機能階層図である。画面表示例を示す図である。

符号の説明

１…入力手段、２…出力手段、３…計算手段、４…記憶手段、５…通信手段、１０…設計支援システム、２０…設計システム、３１…ＲＯＭ、３２…ＣＰＵ（プログラム実行部）、３３…ＲＡＭ、３４…入出力インターフェース部、３５…バスライン、110、111、112、113…製品設計情報、120、121、122、123…工程設計情報、201…部品属性情報と階層関係、202…部品配置情報、250…不良影響度評価、251…部品の重要度、工程の重要度の評価結果。

Claims

複数の部品から構成される製品について、該製品の設計段階で、前記製品を構成する各部品の組立工程について不良となる割合である組立不良率を算出し、該不良率と前記製品の設計情報に基づいて各部品および各工程の影響度を評価する方法であって、
予め前記各部品について該部品の故障率をデータベースに格納しておき、
前記製品の設計情報から、前記製品を構成する部品間の部品配置関係を抽出し、
前記組立不良率と部品故障率に基づいて部品の不良率を算出し、
各組立工程について、前記部品配置関係と部品の不良率に基づき、各組立工程を行なう時点で係わりのある部品に対し、部品の不良率を係数を掛け合わせて工程の影響度を示す数値を算出することにより、各部品および各工程の影響度を評価することを特徴とする不良影響度評価方法。
複数の部品から構成される製品について、該製品の設計段階で、前記製品を構成する各部品の組立工程について不良となる割合である組立不良率を算出し、該組立不良率と前記製品の設計情報に基づいて各部品の影響度を評価する方法であって、
前記製品の設計情報から、前記製品を構成する部品間の部品配置関係を抽出し、該部品配置関係に基づき、前記各部品の組立工程の不良について該不良発見時に不良対策に要するコストを算出し、該不良対策に要するコストと前記組立工程の組立不良率に基づいて各部品の影響度を評価することを特徴とする不良影響度評価方法。
複数の部品から構成される製品について、該製品の設計段階で各部品および該部品の組立工程の影響度を評価することにより設計を支援する設計支援システムであって、
入力手段と出力手段と計算手段と記憶手段と前記製品を設計する設計システムとのインターフェース手段を備え、
前記記憶手段には、各部品の故障率を格納した不良事例データベースと、組立不良評価用データベースを有し、
前記計算手段は、前記製品の設計情報から前記製品を構成する部品間の部品配置関係を抽出し、前記組立不良評価用データベースを参照して前記製品を構成する各部品の組立工程について不良となる割合である組立不良率を算出し、前記組立不良率と部品故障率に基づいて部品の不良率を算出し、前記出力手段に出力処理を行なうことを特徴とする設計支援システム。
複数の部品から構成される製品について、該製品の設計段階で各部品および該部品の組立工程の影響度を評価することにより設計を支援する設計支援システムであって、
入力手段と出力手段と計算手段と記憶手段と前記製品を設計する設計システムとのインターフェース手段を備え、
前記記憶手段には、各部品のコストに関するデータを格納したコスト評価データベースと、組立不良評価用データベースを有し、
前記計算手段は、前記製品の設計情報から前記製品を構成する部品間の部品配置関係を抽出し、前記組立不良評価用データベースを参照して前記製品を構成する各部品の組立工程について不良となる割合である組立不良率を算出し、該部品配置関係に基づき、前記各部品の組立工程の不良について該不良発見時に不良対策に要するコストを前記コスト評価データベースに格納されたデータに基づいて算出し、該不良対策に要するコストと前記組立工程の組立不良率に基づいて各部品の影響度を評価することにより設計を支援することを特徴とする設計支援システム。
複数の部品から構成される製品について、該製品の設計段階で各部品および該部品の組立工程の重要度を評価することにより設計を支援する設計支援システムであって、
入力手段と出力手段と計算手段と記憶手段と前記製品を設計する設計システムとのインターフェース手段を備え、
前記記憶手段には、各部品のコストに関するデータを格納したコスト評価データベースを有し、
前記設計システムから設計情報が入力されると、該入力された設計情報を前記記憶手段に格納されたデータとに基づき前記各部品の重要度と前記各部品の組立工程の重要度とを算出して前記出力手段に出力処理することを特徴とする設計支援システム。