JP2008033903A - 設計支援システム及びプログラム - Google Patents

Abstract

【課題】設計支援システムにおける設計ナビゲーションシステム及びＣＡＤシステムの連携強化を図る。
【解決手段】製品の形状を特定部位ごとに作成するＣＡＤシステムと特定部位ごとの形状データを含む製品設計データを各設計作業工程において入力する入力装置と製品設計データを設計作業データとして記憶管理する設計作業データベースとを備え、設計作業データのうち、今回入力された製品設計データを前回入力され設計作業によって変更されて記憶管理されている製品設計データと比較し、特定部位ごとの形状データについてその形状変化をチェックし、今回入力された製品設計データのうち前回入力された製品設計データから変化した特定部位の形状データ変化部位の色を変更して表示することを特徴とする設計支援システムを提供する。
【選択図】図１

Description

本発明は、製品の設計作業を行う作業者に対して必要な作業手順を提示しながら設計をナビゲートして設計支援を行うシステム及びプログラムに関し、より詳細には、所定の設計値の変更があるとこれに対応した情報をシステムに反映し作業者に提示する技術に関する。

近年、製品購入者の要求は多様化してきており、従来よりもライフサイクルが短い製品が増加している。このような製品寿命の短期化傾向は、競合メーカー間の競争をより熾烈なものとし、他社に先駆けた製品開発及び販売開始がより重要な課題となっている。

このような環境の中、特に製品設計に関していえば、コンピュータ端末上で利用可能なＣＡＤソフトウェア（システム）を使用して設計作業の合理化を図ろうとする潮流がある。現実に、設計作業へのＣＡＤソフトウェア（システム）の導入により、短期間で製品を開発することができ、市場での優位性を確保できたとする事例が数多く報告されている。従って、設計作業におけるＣＡＤソフトウェア（システム）の位置付けはますます重要なものとなっている。

しかしながら、ＣＡＤソフトウェア（システム）を使用しさえすれば常に設計作業工数の低減が図れ、製品開発期間が大幅に短縮されるというものではないということも次第に明らかになってきた。

つまり、ＣＡＤソフトウェア（システム）は、既存データを基にして、例えば形状の一部を変更したり、追加したり、或いは似たような形状を作成する場合には、形状データ作成作業を最初から手作業でやり直すよりも格段にスピードアップさせることが可能であるが、まだ製品のイメージが固まっていない段階では、手作業での手直しがＣＡＤソフトウェア（システム）上での作業に置き換わるだけなので、この場合には作業効率を大きく上げることは期待できない。

この点を分析するに、設計作業の効率を向上させる鍵となるものは、実際の形状データ作成作業を行う前の構想段階で、対象製品に要求される機能から必要とされる形状を特定し、その寸法や形状相互の位置関係などの製品スペックを如何に最適かつ迅速に設計できるかという設計ノウハウと考えられる。これは、長年の経験によって熟練設計者が多くの設計をこなしていく過程で獲得できるものであり、例えば、設計作業を担当して間もない設計初心者にはかかる熟練設計者のような作業をこなすことはできない。よって、設計初心者は、製品スペックを確定するにあたって熟練設計者の設計ノウハウ等に相当する情報源を膨大な資料等に頼ることとなり、大きな負担が不可避となる。

そこで、特に設計初心者を対象として、対象製品に関する設計ノウハウの集まり（以下、設計項目という）を抽出して時系列的に提示し、この設計項目に従って作業を行うように設計者を誘導していくナビゲートシステム／装置が提案された（例えば、特許文献１）。このようなナビゲートシステム／装置の導入により、設計者は、ナビゲートシステム及びＣＡＤソフトウェア（システム）の両方の機能を活用し、製品設計の迅速性の要求にある程度対応できるようになってきた。

一方、ナビゲートシステムが設計者の思考プロセスの再現を支援することを目的として作業手順を提示するのに対して、ＣＡＤソフトウェア（システム）は形状データ作成作業の実行又は再現を支援することを目的としていることから、両者が有機的に連携しながら設計者を支援し、その結果、設計作業全体の効率化がもたらされるというようにはなっていなかった点に鑑みた提案がなされるようになった。例えば、製品の形状データを特定部位（例えば、部品）ごとに作成し、その形状データ及び特定部位形状の作成手順を雛型データとして管理することにより、これら特定部位等の設計値の変更があるとこれに対応した「形状データ」を自動的に作成し設計支援するという、設計支援システムが提案されている（例えば、特許文献２）。

特開２００１−０６７３８０号公報 特開２００６−０１８４６１号公報

しかしながら、ナビゲートシステム（設計ナビゲーションシステム）及びＣＡＤソフトウェア（システム）の連携（以下、この連携システムを「設計支援システム」ということとする。）に関して、ナビゲートシステム（設計ナビゲーションシステム）から見た場合のＣＡＤソフトウェア（システム）上のＣＡＤデータに関する過去の開発機種との変化点（変更点）及び関連設計箇所の表示、伝達に着目した場合には、まだまだ改善の余地があった。

つまり、現行のナビゲートシステム（設計ナビゲーションシステム）及びＣＡＤソフトウェア（システム）を使用した開発設計においては、製品設計者が設計ナビゲーションシステム及び製品設計テンプレートを使用して新規機種開発を行っているが、その第一ステップは製品に関する要件、仕様を設計ナビゲーションシステムに登録することである。そして、設計ナビゲーションシステムでは、その要件、仕様を過去の開発機種における該当要件、仕様との変化点（変更点）によって管理している。ここで、製品設計者は、その変化点（変更点）をＣＡＤシステム上に反映する際に、自身の手で設計ナビゲーションシステムの画面等を見ながら自らの目で確認し、その変化点等の情報をＣＡＤシステム上の最新製品データにマーキングして、識別できるようにするという作業を手作業で行わなければならなかった。よって、作業の煩雑性を残していた。かかる煩雑性は、特に、開発過程における主として次の場面で顕著であった。すなわち、（１）製品設計者が新規機種における新規設計箇所をＣＡＤ上で確認するとき、（２）製品設計者が新規機種における過去の開発機種との変化点（変更点）を確認するとき、（３）例えば、熟練設計者としての経験を有する上司から設計初心者である若手技術者に対して、上記新規設計箇所、変化点を伝達するとき、（４）新規機種の新規設計箇所、変化点を履歴として保存／管理するとき、等である。

このように、各自が各場面において手作業で行わなければならない状況は、人によって識別方法が異なること、時としてマーキングミス／忘れが発生すること等により、その点検／修正等の作業に膨大な時間を要してしまうという危険があった。このことは、各製品設計者や第三者にとっても多大な負担を強いる結果ともなっていた。

本発明は、かかる課題を解決すべく、設計ナビゲーションシステムとＣＡＤソフトウェア（システム）との連携をより一層促進し、主としてＣＡＤシステム上での新規設計箇所、変化点等の識別／表示／伝達等を改善することを目的とする。

本発明は、形状を特定部位ごとに作成するＣＡＤシステムと、設計作業に関係する前記形状の少なくとも特定部位ごとの形状データを含む設計データを各設計作業工程において入力する入力装置と、前記入力された設計データを設計作業データとして記憶管理する設計作業データベースと、前記記憶管理された設計作業データのうち、今回入力された設計データを少なくとも前回入力され設計作業によって変更されて前記設計作業データベースにおいて記憶管理されている設計データと比較して前記少なくとも特定部位ごとの形状データについてその形状変化等をチェックするデータ解析部と、前記データ解析部で形状変化等をチェックした結果、今回入力された設計データのうち少なくとも前回入力された設計データから変化した少なくとも特定部位の形状データ変化部位の色等を変更する画像処理部と、前記画像処理部によって色等を変更された形状データ変化部位とともに前記少なくとも特定部位の形状データの全部又は一部をユーザの指示等によって表示する表示装置とを備えたことを特徴とする設計支援システムを提供するものである。

また、本発明は、前記設計支援システムにおいて、データ解析部における形状変化チェックに関し、少なくとも設計データの部品番号等の関連情報をチェックする関連情報変化チェックと少なくとも設計データの特定部位ごとの表面積、体積及び重心等の変化をチェックする形状変化チェックとからなることを特徴とし、あるいは、少なくとも設計データの特定部位ごとの表面積、体積、重心等のうち少なくとも一つの変化に基づいて行われることを特徴とする設計支援システムを提供するものである。

さらに、本発明は、前記設計支援システムにおいて、設計データは、前記特定部位の形状データのうち、ユーザが今後変更すべき部位であることを示す変更予定データとシステムが自動変更した部位であることを示す変更済データとを有し、前記画像処理部における変化部位の色等の変更は、前記変更予定データにより特定される変化部位と前記変更済データにより特定される変化部位とを区別して行い、前記表示装置は前記区別された変化部位の全部又は一部をユーザの指示等によって表示することを特徴とする設計支援システムを提供するものである。

本発明にかかる設計支援システム及びプログラムによって、製品設計者に過度の負担をかけることなく、確実に、かつ、どのようなスキルの者が行っても同じ結果になるように、新規設計箇所、変化点等の重要情報をＣＡＤシステム上に反映することができ、その結果、１．確実に設計箇所、変化点を関係者／第三者に伝達でき、２．その作業にかかるミス、忘れ、勘違い等による無駄な工数発生を未然に防止でき、３．引いては、開発設計グループ全体的としての設計効率を大きく向上させることができるという効果を奏するものである。

本発明の実施形態における設計支援システム及びプログラムを、以下に図面を参照して詳細に説明する。

図１は、本発明の実施形態における設計支援システムのハードウェア構成を示す構成図である。設計支援システム１００は、設計者の思考プロセスの再現を支援する設計ナビゲーションシステム１０１と、製品の形状データを作成する作業の再現を支援するＣＡＤシステム１１１とから構成され、両システムの物理的な連携を図るためにインタフェース１１８で接続されている。このインタフェース１１８は、通常の有線又は無線の電気通信回線で構成することができ、必要であれば両システムが共にネットワークに接続されることによって事実上の連携が実現されるように構成することも可能である。また、設計ナビゲーションシステム１０１及びＣＡＤシステム１１１は、それぞれ、キーボード、マウス、ペン、ＯＣＲ、光学又は磁気等のリーダ等の入力装置１０２、１１２を備え、ユーザからの直接入力又は光学機器、記録媒体等からのデータ入力が可能となっている。また、両システムは、それぞれ磁気又は光学媒体等で構成される設計作業データベース１０３及び設計データベース１１３に接続され、入力装置１０２、１１２から入力されたデータや設計工程で編集されたデータ等を保存管理している。また、両システムは、それぞれＣＲＴ、液晶等のディスプレイで構成される表示装置１０４、１１４を備え、設計支援システムを使用するユーザに対して必要な情報を提示するよう機能する。より具体的には、設計ナビゲーションシステム１０１の表示装置１０４には、設計管理者（ユーザ）に対しては、製品開発工程やその進捗等をビジュアル的に確認するための進捗管理表等を提示し、設計開発者（ユーザ）には、製品開発手順、設計作業内容、設計作業に必要な設計基準情報を提示する。また、ＣＡＤシステム１１１の表示装置１１４には、設計開発者（ユーザ）が自ら担当する製品の特定部位の詳細設計図等を確認するための三次元モデル等を提示する。

さらに、設計ナビゲーションシステム１０１には、製品の設計作業に関わるデータを処理するための作業データ処理部１０５があり、例えば、入力装置１０２から入力された製品設計上必要な項目である設計項目（例えば、製品の強度や耐久性を確保するための構造面から見た設計項目、消費者の使用環境を考慮して危害が生じないようにするための安全面からみた設計項目、製造工程等との関連から制約される設計項目等、多岐にわたる項目）や製品を構成する部品のＩＤや部品寸法値・体積といった数値等を設計工程の進捗に応じて処理管理する役割を有している。具体的な構成としては、図示しないＣＰＵやＤＳＰ等のプロセッサ及びＲＡＭやフラッシュメモリ等の記憶メモリ、並びに、これらを接続するバス等で構成されている。また、これらハードウェアを作動させるためのドライバ、プログラム、データは、適宜、作業データ処理部１０５に備えた図示しないメモリ等の記憶部又は設計作業データベース１０３に記憶されており、必要に応じて図示しないバスを介して呼び出され実行される。

一方、ＣＡＤシステム１１１には、他にデータ解析部１１５、ＣＡＤソフトウェア１１６、画像処理部１１７が備わっているが、これら各構成の概要は次の通りである。まず、ＣＡＤソフトウェア１１６で使用されているＣＡＤソフトウェアの機能は、市場で広く用いられているＣＡＤソフトウェアと同様、ユーザ（設計者）がＣＡＤシステム１１１と対話しながら所望の形状を表示装置１１４のモニタ画面上で確認しながら作成する機能を有している。なお、ＣＡＤシステム１１１には２次元のＣＡＤシステムと３次元のＣＡＤシステムとがあるが、何れのシステムにも本発明を適用することが可能である。例えば、３次元ＣＡＤシステムにおいて携帯電話の形状を作成する場合には、通常、携帯電話は多数の部品から構成されている。この場合、各部品の形状を長方形や球などの固体の塊としてとらえ、それら塊の追加又は差分の操作によって全体の形状を定義して作成する方法（ソリッドモデリング）、携帯電話を包む表面を平面又は曲面で定義して作成する方法（サーフェスモデリング）、形態電話の形状を直線又は曲線で定義して作成する方法（ワイヤモデリング）、及びこれらの方法を組み合わせる方法といった様々な方法で目的とする形状が作成される。

そして、データ解析部１１５は、詳細は後述するが設計ナビゲーションシステム１０１からインタフェース１１８を介して転送された製品の設計作業に関わるデータのうち、特定項目の新旧データを比較／更新する、或いは、ＣＡＤシステム１１１自身が更新したＣＡＤデータ等を解析する等の処理を行う。具体的な構成としては、図示しないＣＰＵやＤＳＰ等のプロセッサ及びＲＡＭやフラッシュメモリ等の記憶メモリ、並びに、これらを接続するバス等で構成されている。また、これらハードウェアを作動させるためのドライバ、プログラム、データは、適宜、データ解析部１１５に備えた図示しないメモリ等の記憶部又は設計データベース１１３に記憶されており、必要に応じて図示しないバスを介して呼び出され実行される。

また、画像処理部１１７は、主としてＣＡＤソフトウェア１１６で作成した製品（又はその部品）の形状データに対して、データ解析部１１５で解析処理した結果に基づいた色付処理（色変換処理）を行う。具体的な構成としては、必要であれば図示しないＤＳＰ等のプロセッサ及びＲＡＭやフラッシュメモリ等の記憶メモリ、並びに、これらを接続するバス等で構成されている。また、これら各ハードウェアを作動させるためのドライバ、プログラム、データは、適宜、画像処理部１１７又はＣＡＤシステム１１１に備えた図示しないメモリ等の記憶部又は設計データベース１１３に記憶されており、必要に応じて図示しないバスを介して呼び出され実行される。

図２は、本発明の実施形態における設計支援システムのデータフローを示すデータフローチャートである。図１で示した設計支援システムのハードウェア構成との関連が理解できるようデータの流れという観点から本発明の実施形態における設計支援システムを説明する。

はじめに、開発にかかる製品に関する要件及び仕様を、設計支援ナビゲーションシステム１０１に入力（又は登録）する初期入力フェーズ２０１が第一ステップとなる。要件及び仕様には、製品の強度や耐久性を確保するための構造面から見た設計項目、消費者の使用環境を考慮して危害が生じないようにするための安全面からみた設計項目、製造工程等との関連から制約される設計項目等の設計項目や、製品を構成する部品の部品番号や表面積、重量（質量）、重心（例えば三次元座標値として）、材質、新規部品であるか流用部品であるかの区分、部品タイプ、メッキ処理に関する項目、各種寸法値、外注メーカー情報、数量、試作であるか量産であるかの区分、といった数値等がある。設計支援ナビゲーションシステム１０１は、これら要件及び仕様をそれ自身新規な要件及び仕様として管理することもあれば、過去に開発した機種との変化点（変更点、あるいは、差分）として、必要に応じてパラメータ及び／又は部品構成として管理する場合もある。

次に、先に述べたパラメータ及び／又は部品構成は、インタフェース１１８を介してＣＡＤシステム１１１に転送される。ここで転送されるパラメータ及び／又は部品構成情報は、先にも述べたようにそれ自身新規な要件及び仕様として転送される場合もあれば、過去に開発した機種との変化点（変更点、あるいは、差分）として転送される場合もある。
或は、開発工程における前回の要件及び仕様、及び、今回要求される（あるいは今回更新された）要件及び仕様との組み合わせである場合もある。

そして、ＣＡＤシステム１１１において、マスターモデルの形状変更が行われる（２０２）。マスターモデルとは、開発対象となっている製品の現在の開発工程における大元の形状データ（ＣＡＤデータ）等をいう。各開発者はマスターモデルのうち必要なパーツ（担当分）をコピー等して各自担当分の開発を行う。開発が進むと、その変更分はこのマスターモデルに追加される。マスターモデルは常に最新の状態を保つが、必要に応じて過去の状態に戻れるように履歴も管理している。また、形状変更には様々な要因がある。例えば、いま転送されてきたパラメータ及び部品構成が新規な要件及び仕様として転送されてきた場合には、過去に開発した機種との変化点に基づく形状変更が行われる。比較すべき要件及び仕様は、新旧一組のデータセットとして設計ナビゲーションシステム１０１から転送される場合もあるし、設計ナビゲーションシステム１０１から転送されてきた新規なパラメータ及び部品構成を、設計データベース１１３から読み出してきた過去の機種のパラメータ及び部品構成と比較／解析する場合もある。さらには、必ずしも一度に全ての部品にかかるパラメータを都度転送する必要はなく、前回との対比において変化があった部品や新規に設計する箇所に関わるパラメータ及び部品構成だけを転送することも可能である。

次に、先の形状変更フェーズで比較／解析された結果に基づき、マスターモデルの差分或いはマスターモデルを構成する特定部品（部位）の差分の色を変更する。具体的には該当箇所に対応付けられている色データ（着色データ）の値を変更する（２０３）。もし、該当箇所に色指定がなく、無色であった場合には新規に色付を行うことができる。そして、かかる色変更／色付には、所定のルールに基づいた色変更／色付が行われる。例えば、製品を構成する部品の部品番号が変更されたことによるサイズ変更／調整等の要求（つまり、これら変更／調整は開発者の仕事となる）、或いは、これらサイズ変更／調整を自動的に行える場合にはシステムが既に変更を済ませたことの表示（つまり、開発者にとっては前回からの変更点であるが、既にシステムによって適切な設計変更が完了しているため、ただ前回から変わったことのみを確認するだけでよい）については、それぞれに異なる色付を行うことができる。こうした所定のルールに基づいた色変更／色付が可能なのは、設計ナビゲーションシステム１０１が過去分の部品ＩＤ等を記憶管理しているからである。同様に、他の管理データである部品寸法値、表面積、体積（質量）、重心などについても、これらの変化内容に応じて、ＣＡＤシステム１１１で表示される部品の色変更／色付が可能となる。

次に、設計検討フェーズ２０４に入る。これは必ずしもＣＡＤシステム１１１内部で行われるとは限らず、コストテーブル（各部品の型番、形状、品質等の様々なパラメータの組み合わせから導き出される時間と費用の相関テーブル）２０７を参照の上、人手で検討／データ編集を行う場合もある。

そして、以上の変更処理及び設計検討を行った結果が次の開発工程や新機種開発のために利用されるべき結果として出力される（２０５）。これらは、次の開発工程や新機種開発に利用するために、インタフェース１１８を介して設計ナビゲーションシステム１０１に転送され設計作業データベース１０３等に記憶管理される（２０６）。この場合、はじめに設計ナビゲーションシステム１０１から転送されてきたパラメータ及び部品構成に加えて、先の設計検討フェーズ２０４で検討した結果を付加情報（チェック結果）として、併せて設計ナビゲーションシステム１０１に転送することとしてもよい。

図３に、本発明の実施形態における設計支援システム全体の処理フローを示すフローチャートを示す。図２では設計支援システム１００を構成する設計ナビゲーションシステム１０１及びＣＡＤシステム１１１の連携としてそのデータの流れに着目した処理フローを説明したが、図３では設計支援システム全体としてみた場合の処理フローを説明する。なお、図３では、図２の各システムに対応してＳ３０１を設計ナビゲーションシステム１０１側の処理、Ｓ３０２を連携フェーズ、Ｓ３０３乃至Ｓ３０８をＣＡＤ側システムの処理として一応対応づけてはいるがこれに限定されるものではない。つまり、設計支援システム全体として一連の処理が行われることが重要である。以下、順に各処理の内容について説明する。

Ｓ３０１では、設計ナビゲーションシステム１０１において、上述した構成部品情報（要求仕様等）を入力する。この入力は、設計管理者等による人手の入力でも記録媒体等からのデータ転送による入力でもよい。具体的な入力内容は、部品番号、部品等の重量、材質、新規／流用の区別、部品タイプ、メッキ処理項目、各種寸法値、外注メーカー識別子、数量、試作／量産の区別、等である。そして、Ｓ３０２において、これら入力情報がインタフェース１１８を介して設計ナビゲーションシステム１０１からＣＡＤシステム１１１へ転送される。

Ｓ３０３では、ＣＡＤシステム１１１において初期ファイル情報取得処理が行われる。この初期ファイル情報取得というのは、上述したＣＡＤシステム１１１内のプログラムメインループを実行するために必要な各種変数等の初期化設定をいい、通常のアプリケーションプログラムの起動時に必要な初期化を含むものである。このような初期化を終えて、次にＳ３０４に進み、構成部品情報取得処理が行われる。そして、Ｓ３０５において、初期部品の表面積、体積・重心取得処理が行われる。部品の体積とは、開発対象製品を構成する各種部品（特定部位ともいう）の容量であり、その部品（特定部位）のサイズ・重量等にも関連し得る重要なパラメータとなる。また、この体積データと併せて、又は別個に、この部品の重心データを例えば三次元座標値として取得する。この重心データは、部品が設計により変更された場合には自動的に更新されるので、体積データと併せて設計変更の有無をチェックするための重要なパラメータとなる。次に、Ｓ３０６に進み、必要に応じてこれら初期部品への情報更新処理が行われる。すなわち、常に初期部品全ての情報更新が行われるとは限らず、更新の必要がある初期部品に対してのみ更新処理を行うようにしてもよい。

Ｓ３０７及びＳ３０８では、それぞれ、変化点チェック処理及び形状変化点チェック処理の起動を行う。ここで、変化点チェック処理とは、先の構成部品情報のうち、部品番号、部品タイプ（新規／流用の区分を含めて）などの情報から部品の変更があったことを検査する処理をいい、形状変化点チェック処理とは、先の構成部品情報のうち、部品番号、情報更新前後の部品の表面積・体積・重心データ等の対比に基づいて部品の形状変更があったことを検査する処理をいう。

つまり、Ｓ３０７において変化点チェック処理が起動されると、このチェック処理の大きな流れとしては、例えば、（部品の）新規／流用選定処理を経て、後述する部品色変更／色付処理へと移行する。一方、Ｓ３０８において形状変化点チェック処理が起動されると、このチェック処理の大きな流れとしては、例えば、１．部品情報更新前の部品の表面積・体積・重心情報取得処理、２．部品情報更新後の表面積・体積・重心情報取得処理、３．部品情報更新前後の表面積・体積・重心比較処理、を経て後述する部品色変更／色付処理へと移行する。以下、各変化点チェック処理の詳細をフローチャートに基づいて説明する。

（変化点チェック処理）
まず、変化点チェック処理については、前処理（事前処理）と変化点チェック本体処理から構成されており、前処理を図４に示すフローチャートに基づいて、変化点チェック本体処理を図５に示すフローチャートに基づいて、それぞれ説明する。

図４に示した変化点チェック前処理のフローチャートにおいて、処理が開始されると、まず、設計対象モデルが起動され（Ｓ４０１）、続いてＣＡＤ上の各種ソフトウェアモジュールが起動される（Ｓ４０２）。そして、Ｓ４０３、Ｓ４０４において、構成部品情報取得、構成部品情報取得処理が行われる。ここでは、設計ナビゲーションシステム１０１からの構成部品情報取得（Ｓ４０３）とＣＡＤソフトウェア１１６上でのこれら情報のロードとしての取得処理（Ｓ４０４）とを一応区別して説明している。なお、図３において、例えばＳ３０４で構成部品情報取得を行ったうえで、さらにＳ４０３、Ｓ４０４において構成部品情報取得を行っているのは、開発工程の任意の区切りにおいて逐次フィードバックがかかり（或いは意図的にフィードバックをかけて）、都度更新データを設計ナビゲーションシステム１０１側に保存して、すぐまたこれら保存されたデータを前回データとしてＣＡＤシステム１１１側で取得して変更点をチェックするという動作を行う場合があるということを意味している。このような設計上の木目細やかなフィードバックは、開発対象製品のパーツごと、或いは、一又はそれ以上の特定部位（のグループ）ごとに適用することが可能になっている。構成部品情報の取得が完了すると、これら総数分についてのチェック処理が開始される（Ｓ４０５以降）。

そして、Ｓ４０６において、各部品についての新規／流用の区分がチェックされ（Ｓ４０６）、ここでは新規部品であればＹｅｓに進み、流用部品であればＮｏに進むこととする。もしＮｏ（流用品）であれば前回の部品と同じものを使用しているということで今回特に手を加える必要なしと判断し、総数分のチェックが終わっていないことを確認したうえで（Ｓ４０９でＮｏ）、次の部品のチェックに取り掛かる（再び、Ｓ４０６へ）。一方、Ｓ４０６でＹｅｓ（新規部品）であれば前回との変化点として認識されるものであるので、さらにＳ４０７へ進み、例えば部品番号先頭に“####”等の記号を付与することで当該部品の性格（新規部品であること）をマークする。このマークは当然“####”以外の記号等を使用してよい。そして、Ｓ４０８に進んで新規部品の数をカウントする。以上のループを構成部品の総数分繰り返して、総数に達したら（Ｓ４０９でＹｅｓ）前処理を終了する。

図５に示した変化点チェック本体処理のフローチャートにおいて、処理が開始されると、まずＳ５０１で特定モデルであるか否かの判断が行われる。この判断処理は必ずしも必須のものではなく省略することもできる。その意義は、特定モデル（ある型番の製品）についてのみ処理するという場合に、最初の判断で特定モデル以外の部品をはねるというものである。従って、このＳ５０１で特定モデルでないと判断された場合にはすぐに処理を終了させることとしている。

以下、取り扱う部品が特定モデルのものという前提で、Ｓ５０２に進み、構成部品総数分のループが開始されると、まず、さきほどの前処理で付与した部番頭文字（記号“####”（或いは、他のマーキング記号）の有無）をチェックする（Ｓ５０３）。ここで、部番頭文字が“####”（或いは、マーキング記号として他の文字列を採用していた場合にはその文字列）であったならば、Ｓ５０４に進み、当該部品の色変更／色付処理を行う。この色変更／色付処理は、実際には画像処理部１１７で行われ、より具体的には当該部品を現す形状データ（例えば、上述した「ソリッドモデリング」、「サーフェスモデリング」、「ワイヤモデリング」等の方法で定義されたデータ）に対応付けられた着色指定データ（色データとして指定された数値）を変更／新規付加することで実現される。もし、Ｓ５０３で部番頭文字が“####”（或いは、マーキング記号として他の文字列を採用していた場合にはその文字列）でなかったならば部品色変更を行わず、総数分のチェックが終わっていないことを確認したうえで（Ｓ５０５でＮｏ）、次の部品のチェックに取り掛かる（再び、Ｓ５０３へ）。以上の処理を部品総数分繰り返して総数分に達すると（Ｓ５０５でＹｅｓ）、処理を終了する。

（形状変化点チェック処理）
次に、形状変化点チェック処理についても、前処理（事前処理）と形状変化点チェック本体処理から構成されており、前処理を図６に示すフローチャートに基づいて、形状変化点チェック本体処理を図７に示すフローチャートに基づいて、それぞれ説明する。

図６に示した形状変化点前処理のフローチャートにおいて、処理が開始されると、まず、設計対象モデルが起動され（Ｓ６０１）、続いてＣＡＤ上の各種ソフトウェアモジュールが起動される（Ｓ６０２）。そして、Ｓ６０３において、構成部品情報取得が行われる。ここで、図３のＳ３０４において構成部品情報取得を行ったうえで、さらにＳ６０３において構成部品情報取得を行っているのは、先に述べた変化点前処理と同様の理由である。つまり、必要に応じてＳ６０３を実行することで、設計上の木目細やかなフィードバックを、開発対象製品のパーツごと、或いは、一又はそれ以上の特定部位（のグループ）ごとに適用することが可能になっている。構成部品情報の取得が完了すると、これら総数分についての処理が開始される（Ｓ６０４以降）。

そして、Ｓ６０５において、各部品についての表面積・体積・重心を取得する。これらデータの持たせ方としては、体積は各部品の体積値そのものを保持してもよいし、当該部品の前回の体積値との差分（変化分）として保持してもよい。同様に、重心は各部品ごとに三次元座標（所定の原点からの絶対座標）として保持してもよいし、当該部品の前回の重心値との差分（変化分）として保持してもよい。そして、Ｓ６０６に進み、総数分の取得が完了したかどうか確認し、完了していなければ次の部品の表面積・体積・重心を取得する。一方、総数に達したら（Ｓ６０６でＹｅｓ）、Ｓ６０７に進んで構成部品情報を更新して前処理を終了する。

図７に示した形状変化点本体処理のフローチャートにおいて、処理が開始されると、まずＳ７０１で特定モデルであるか否かの判断が行われる。この判断処理は必ずしも必須のものではなく省略することもできる。その意義は、特定モデル（ある型番の製品）についてのみ処理するという場合に、最初の判断で特定モデル以外の部品をはねるというものである。従って、このＳ７０１で特定モデルでないと判断された場合にはすぐに処理を終了させることとしている。

以下、取り扱う部品が特定モデルのものという前提で、Ｓ７０２に進むと、構成部品情報更新前の部品表面積・体積・重心をあらかじめ取得しておく。そして、構成部品総数分のループが開始される（Ｓ７０３以降）。そして、Ｓ７０４では、今回（あるいは更新後）の部品表面積・体積・重心が取得され、Ｓ７０５に進んで更新前後の部品表面積・体積・重心が共に変化したかどうかが判断される。ここで、表面積・体積・重心の両方の変化をチェックするのは、体積不変のままその形状を変化させること及び重心不変のままその形状を変化させることが共に可能だからであり、このように表面積・体積・重心のいずれかをチェックしたのでは上記ケースに該当する形状変化を見逃してしまうおそれがあるからである。従って、表面積・体積・重心の全ての変化を監視するというのは常に必須の条件ではなく、例えば特定の状況下（部品の性質）によっては、表面積、体積又は重心の一つのみをチェックするだけで事足りる場合もある。例えば、断面積（輪切りにした場合の径）が一定であることを要求されている棒部材については、その重心又は体積のいずれか一方をチェックするだけで形状変化を確実に捉えることができる。あるいは、同一部材（体積一定）について、その配置箇所が問題になる場合には、常にその重心（三次元座標で管理されている）を監視しておけば、設計変更があったことを確実に検出することも可能である。このようにして、あくまで一例として、Ｓ７０５において表面積・体積・重心共に変化していると判断されたならば（Ｙｅｓ）、Ｓ７０６に進み、当該部品の色変更／色付処理を行う。この色変更／色付処理は、実際には画像処理部１１７で行われ、より具体的には当該部品を現す形状データ（例えば、上述した「ソリッドモデリング」、「サーフェスモデリング」、「ワイヤモデリング」等の方法で定義されたデータ）に対応付けられた着色指定データ（色データとして指定された数値）を変更／新規付加することで実現される。もし、Ｓ７０５で表面積・体積・重心共に変化しているのではないと判断されたならば部品色変更を行わず、総数分のチェックが終わっていないことを確認したうえで（Ｓ７０７でＮｏ）、次の部品の表面積・体積・重心取得に取り掛かる（再び、Ｓ７０４へ）。以上の処理を部品総数分繰り返して総数分に達すると（Ｓ７０７でＹｅｓ）、処理を終了する。なお、本実施例における表面積・体積・重心の変化チェックに関し、「体積」を他の重量、質量等の「形状パラメータ」や、「重心」を他の材質、密度等の「形状特性（又は特性）」によって置換えることもできる。例えば、重量（質量）が変化するということは、原則として体積が変化することと同義に考えてよいし、特定部位の一部を他の材質や密度の異なる材料に置換えると、原則として重心が変動すると考えられるからである。

（設計ナビゲーションシステム及びＣＡＤシステムの連携）
次に、図８乃至図１０を参照しながら、設計ナビゲーションシステム１０１及びＣＡＤシステム１１１の連携を踏まえて本発明の実施形態における設計支援システムを使用した場合の設計作業フローを説明する。一連の工程は、後述するように開発設計における構想設計作業（熟練設計者の設計ノウハウ等が反映される作業である）の中で、如何にうまく設計ナビゲーションシステム１０１及びＣＡＤシステム１１１の連携を図るかが重要なポイントなる。

図８は、本発明の実施形態における設計支援システムを使用した設計作業フローを説明するフローチャートである。Ｓ８０１において、まず構想設計担当者により開発機種の登録を行う。そして、Ｓ８０２では流用すべき（可能な）機種を選択する。Ｓ８０３乃至Ｓ８０７は、既に説明した構成部品登録分についての登録部品ごとの検査工程に入る。

Ｓ８０４では、例えば構想設計担当者が流用部品を選択し、Ｓ８０５においてこれら選択された流用部品を踏まえた設計ナビゲーションシステム１０１とＣＡＤシステム１１１との連携処理を実行する。この連携処理については後ほど詳述する。そして、Ｓ８０６でＣＡＤ上でのチェック結果、算出コスト等の読込みが成功したかどうかが確認される。もし成功しなければ（Ｓ８０６でＮｏ）、他の流量部品選択を行う（再びＳ８０４）。こうして、ＣＡＤ上のチェック結果、算出コスト等の読込みが成功すると（Ｓ８０６でＹｅｓ）、構成部品登録分の検査が完了していないことを確認したうえで（Ｓ８０７でＮｏ）、次の登録済構成部品についての流用部品選択を進めていく。そして、以上のループ処理を繰り返しながら、構成部品登録分の検査が完了すると（Ｓ８０７でＹｅｓ）、検査済の構成部品内容を確認し（Ｓ８０８）、抽出された作業（工程）フローを確認する（Ｓ８０９）。最後に設計内容についての承認を経てＯＫであれば（Ｓ８１０でＹｅｓ）一連の処理を終了し、開発工程としての詳細設計を開始する。設計内容についての承認が得られなければ（Ｓ８１０でＮｏ）、Ｓ８０２まで戻って他の流用機種の検討を行っていく。

次に、連携処理Ｓ８０５の詳細について説明する。本発明の実施形態においては、この連携処理（設計ナビゲーションシステム１０１及びＣＡＤシステム１１１の連携）について二種類の連携を開示するが、連携方法としてはこれに限定されるものではなく、開示した実施形態から当業者が容易になし得る程度の変更は本発明の趣旨に含まれるものである。

（第１の連携）
図９に設計ナビゲーションシステム１０１及びＣＡＤ１１１システムの第１の連携を示す。まず、設計ナビゲーションシステム１０１では、機種情報を出力し（Ｓ９０１）、構成部品情報を出力し（Ｓ９０３）、部品パラメータ（要求仕様）を出力する（Ｓ９０５）。この間、ＣＡＤシステム１１１では、ＣＡＤソフトウェア等を起動し（Ｓ９０２）、開発機種アセンブリを選択し（Ｓ９０４）、設計ナビゲーションシステム１０１との連携パラメータ読込みを行う（Ｓ９０６）。互いにこれらの処理（工程）を経た段階で、設計ナビゲーションシステム１０１からＣＡＤシステム１１１へのパラメータ／部品構成情報の転送（引渡し）が行われる。

次に、ＣＡＤシステム１１１において機種判定が行われ（Ｓ９０７）、問題がなければ（Ｙｅｓ）、先に設計ナビゲーションシステム１０１から引渡された情報を元に変換点チェック及び形状変化点チェック等を実施し（Ｓ９０８）、チェック結果等の出力を行う（Ｓ９０９）。設計ナビゲーションシステム１０１では、これを受けて、ＣＡＤシステム１１１では出力されたチェック結果等の読込みを行い（Ｓ９１１）、機種判定を行う（Ｓ９１３）。ここで問題がなければ（Ｙｅｓ）、先のチェック結果等を設計作業データベース１０３に登録し（Ｓ９１５）、構想設計作業を再開させることとなる（Ｓ９１７）。設計作業データベース１０３に登録されたチェック結果等の情報は逐次保存管理され、次の工程等に活用されることとなる。なお、Ｓ９０７及びＳ９１３の機種判定において問題があれば（Ｎｏ）、Ｓ９０４に戻り、他の開発機種アセンブリの選択作業を行うこととなる。

（第２の連携）
図１０に設計ナビゲーションシステム１０１及びＣＡＤ１１１システムの第２の連携を示す。この第２の連携の特徴は、設計ナビゲーションシステム１０１及びＣＡＤシステム１１１の各フェーズが概ね同期し、ＣＡＤシステム１１１の各動作が設計ナビゲーション１０１からの指示に追従するような構成をとっていることである。この特徴を最大限に活かせば、管理者又は開発者（ユーザ）から見れば、ＣＡＤシステム１１１の存在をあまり意識することなく設計ナビゲーション１０１から開発工程設計、管理、並びに、詳細設計を行うことができ、より一層の使い勝手の向上が図れる。

具体的には、設計ナビゲーションシステム１０１から指示したＣＡＤ起動指示（Ｓ１００１）、起動アセンブリ指示（Ｓ１００３）、構成部品組替え指示（Ｓ１００５）、構成部品形状変更指示（Ｓ１００７）を受けて、ＣＡＤシステム１１１では、ＣＡＤ起動（Ｓ１００２）、開発アセンブリ起動（Ｓ１００４）、構成部品組替え（Ｓ１００６）、構成部品形状変更（Ｓ１００８）をそれぞれ実行する。そうして、ＣＡＤシステム１１１側で実行された変化点チェック、形状変化点チェック等（Ｓ１０１０）の結果を、チェック結果、コスト読込み、構成部品読込みとして設計ナビゲーションシステム１０１へフィードバックする（Ｓ１０１２）。これを受けて、設計ナビゲーションシステム１０１はこれらの結果等を読込み（Ｓ１０１１）、必要に応じて設計作業データベース１０３に保存する。

ここまで説明した内容を踏まえて、本発明の実施態様を具体的に理解するために、図１１に本発明の設計支援システムにおける変化部品確認画面例を示す。図１１（Ａ）乃至（Ｄ）は表示装置１０４又は１１４に表示された変化部品確認画面であり、（Ａ）は、ある製品の特定部位を構成する部品に対して構成部品組替え指示を行った場合の確認画面を示している。（Ａ）では、ベース機種として流用すべき部分は例えば灰色（１１００で示した領域）で表示されており、今回、新たに所定の部品（特定部位）を他機種から流用するよう指示した結果、１１０１で示した具体的領域（特定部位）のみが青色で表示されている。この青色で表示された部位が他機種からの流用部品である。そして、（Ｂ）はこの製品（全体又は一部）のマスターデータを示しており、ユーザの指示又は自動処理により、今回の内容とマスターデータの内容との対比によって変化部品（特定部位）をチェックする。その結果、（Ｃ）に示すように、複数箇所の変更部位が確認され、そのうちシステム側で自動的に変更可能であった部分は自動的に変更され特定色（１１０２で示した領域（特定部位）に対して例えば黄色）で表示される一方、今回の変更指示により開発者が新たに設計し直す必要が生じた箇所は、別の特定色（１１０３で示した複数の領域（特定部位）で例えば赤色）で表示される結果となっている。このように、本発明にかかる設計支援システムによれば、設計変更の指示、変換点チェック、（自動的に修正された箇所と併せて）次に変更すべき箇所が一瞥して理解できるような表示インタフェースを備えているので、システム本来が備えている上述した機能を最大限に活かすことができるようになっている。また、（Ｃ）の応用例として、（Ｄ）に示すように各領域（特定部位）に対して注記（コメント文の付記）を行うようにしてもよい。（Ｄ）では、さきほどシステム側で自動変更を行った特定部位にコメント１１０４（「この形状は自動変更されています。注意してください。」との注記）を付記している。また、開発者が新たに設計し直す必要が生じた箇所に対してはコメント１１０５（「この形状を変更してください。過去形状○○が流用できます。」との注記）を付記している。これにより、次に変更すべき箇所等の確認が一層スムーズになる。もちろん、これらの注記をその性質によって異なる色（例えば、コメント１１０４を黄色、コメント１１０５を赤色）で表示することとしてもよい。これらの色変更は、画像処理部１１７によって実現される。

以上の一連の工程及びフィードバックは、開発工程ごと、或いは、ある開発工程における任意のタイミングで実施され、製品の設計開発業務が開発グループ（部門）全体として効率よく進められていく。なお、本発明は上記の実施の形態には限定されず、特許請求の範囲の各請求項に記載した発明の要旨の範囲内において種々の変更が可能であり、これらも本発明の技術的範囲に含まれることは言うまでもない。例えば、本発明にかかるシステムの適用を製品の設計開発業務に限定することなく、金型設計、工程設計など設計全般に適用できる。

さらに、本実施形態において開示した各機能については、必ずしもその全てをシステムに搭載する必要はなく、実際の用途・応用に合わせて必要なものだけを選択して搭載することができる。また、本実施形態にかかる設計支援システムは、その全体又は部分を汎用コンピュータ上でコンピュータプログラムを実行させるという形態でも実施可能であり、このプログラムは単体プログラムであっても別のソフトウェアプログラムの一部としても実施することができる。

本発明の実施形態における設計支援システムのハードウェア構成を示す構成図。 本発明の実施形態における設計支援システムのデータフローを示すデータフローチャート。 本発明の実施形態における設計支援システム全体の処理フローを示すフローチャート。 本発明の実施形態における変化点チェックの前処理フローを示すフローチャート。 本発明の実施形態における変化点チェックの本体処理フローを示すフローチャート。 本発明の実施形態における形状変化点チェックの前処理フローを示すフローチャート。 本発明の実施形態における形状変化点チェックの本体処理フローを示すフローチャート。 本発明の実施形態における設計支援システムを使用した設計作業のフローを示すフローチャート。 本発明の実施形態における設計支援システムを構成する設計支援システム及びＣＡＤシステムの第１の連携処理フローを示すフローチャート。 本発明の実施形態における設計支援システムを構成する設計支援システム及びＣＡＤシステムの第２の連携処理フローを示すフローチャート。 本発明の設計支援システムにおける変化部品確認画面例を説明する説明図。 本発明の設計支援システムにおける変化部品確認画面例を説明する説明図。 本発明の設計支援システムにおける変化部品確認画面例を説明する説明図。 本発明の設計支援システムにおける変化部品確認画面例を説明する説明図。

符号の説明

１００ 設計支援システム
１０１ 設計ナビゲーションシステム
１０２、１１２ 入力装置
１０３ 設計作業データベース
１０４、１１４ 表示装置
１０５ 作業データ処理部
１１１ ＣＡＤシステム
１１３ 設計データベース
１１５ データ解析部
１１６ ＣＡＤソフトウェア
１１７ 画像処理部
１１８ インタフェース
２０７ コストテーブル

Claims (13)

1. 形状データを特定部位ごとに作成するＣＡＤシステムと、
   設計作業に関係する前記形状の少なくとも特定部位ごとの形状データを含む設計データを各設計作業工程において入力する入力装置と、
   前記入力された設計データを設計作業データとして記憶管理する設計作業データベースと、
   前記記憶管理された設計作業データのうち、今回入力された設計データを、少なくとも前回入力され設計作業によって変更されて前記設計作業データベースにおいて記憶管理されている設計データと比較して前記少なくとも特定部位ごとの形状データについてその形状変化をチェックするデータ解析部と、
   前記データ解析部で形状変化をチェックした結果、今回入力された設計データのうち少なくとも前回入力された設計データから変化した少なくとも特定部位の形状データ変化部位の属性を変更する画像処理部と、
   前記画像処理部によって前記属性を変更された形状データ変化部位とともに前記少なくとも特定部位の形状データの全部又は一部をユーザ指示又はシステム指示によって表示する表示装置と
   を備えたことを特徴とする設計支援システム。
2. 形状の設計作業を行う作業者に対して必要な作業手順等を提示しながら設計を支援する設計支援システムを構成するＣＡＤシステムであって、
   形状の設計作業に関係する前記形状の少なくとも特定部位ごとの形状データを含む設計データを入力する入力インタフェースと、
   前記入力された設計データを記憶管理するデータベースと、
   今回入力された設計データを、少なくとも前回入力され設計作業によって変更されて記憶管理されている設計データと比較して前記少なくとも特定部位ごとの形状データについてその形状変化をチェックするデータ解析部と、
   前記データ解析部で形状変化をチェックした結果、今回入力された設計データのうち少なくとも前回入力された設計データから変化した少なくとも特定部位の形状データ変化部位の属性を変更する画像処理部と、
   前記画像処理部によって前記属性を変更された形状データ変化部位とともに前記少なくとも特定部位の形状データの全部又は一部をユーザ指示又はシステム指示によって表示する表示装置と
   を備えたことを特徴とするＣＡＤシステム。
3. 形状の設計作業を行う作業者に対して必要な作業手順等を提示しながら設計を支援する設計支援システムを構成するＣＡＤシステムと協調動作する設計ナビゲーションシステムであって、
   形状の設計作業に関係する前記形状の少なくとも特定部位ごとの形状データを含む設計データを各設計作業工程において入力する入力装置と、
   前記入力された設計データを設計作業データとして記憶管理する設計作業データベースと、
   前記ＣＡＤシステムにおいて形状変化をチェックするために、前記記憶管理された設計作業データのうち、少なくとも今回入力された設計データと前回入力され設計作業によって変更されて前記設計作業データベースにおいて記憶管理されている設計データとを前記ＣＡＤシステムに送信するインタフェースと
   を備えたことを特徴とする設計ナビゲーションシステム。
4. 前記データ解析部における形状変化チェックは、少なくとも設計データの関連情報をチェックする関連情報変化チェックと少なくとも設計データの特定部位ごとの形状パラメータ及び形状特性の変化をチェックする形状変化チェックとからなることを特徴とする請求項１記載の設計支援システム。
5. 前記データ解析部における形状変化チェックは、少なくとも設計データの特定部位ごとの形状パラメータ及び形状特性のうち少なくとも一つの変化に基づいて行われることを特徴とする請求項１記載の設計支援システム。
6. 前記設計データは、前記特定部位の形状データのうち、ユーザが今後変更すべき部位であることを示す変更予定データとシステムが自動変更した部位であることを示す変更済データとを有し、
   前記画像処理部における変化部位の属性の変更は、前記変更予定データにより特定される変化部位と前記変更済データにより特定される変化部位とを区別して行い、
   前記表示装置は前記区別された変化部位の全部又は一部をユーザ指示又はシステム指示によって表示することを特徴とする請求項１記載の設計支援システム。
7. 形状を特定部位ごとに作成するステップと、
   形状の設計作業に関係する前記形状の少なくとも特定部位ごとの形状データを含む設計データを各設計作業工程において入力するステップと、
   前記入力された設計データを設計作業データとして記憶管理するステップと、
   前記記憶管理された設計作業データのうち、今回入力された設計データを少なくとも前回入力され設計作業によって変更されて前記設計作業データベースにおいて記憶管理されている設計データと比較して前記少なくとも特定部位ごとの形状データについてその形状変化をチェックするステップと、
   前記形状変化をチェックした結果、今回入力された設計データのうち少なくとも前回入力された設計データから変化した少なくとも特定部位の形状データ変化部位の属性を変更するステップと、
   前記属性を変更された形状データ変化部位とともに前記少なくとも特定部位の形状データの全部又は一部をユーザ指示又はシステム指示によって表示するステップと
   をコンピュータに実行させるプログラム。
8. 前記形状変化をチェックするステップは、少なくとも設計データの関連情報をチェックする関連情報変化チェックステップと少なくとも設計データの特定部位ごとの形状パラメータ及び形状特性の変化をチェックする形状変化チェックステップとをさらに含むことを特徴とする請求項７記載のプログラム。
9. 前記形状変化チェックするステップは、少なくとも設計データの特定部位ごとの形状パラメータ及び形状特性のうち少なくとも一つの変化に基づいて行われることを特徴とする請求項７記載のプログラム。
10. 前記属性は、変化部位の色又は変化部位に対する注記であることを特徴とする請求項１、２、６いずれかに記載のシステム。
11. 前記属性は、変化部位の色又は変換部位に対する注記であることを特徴とする請求項７記載のプログラム。
12. 前記形状パラメータは、表面積、体積、質量のうちの少なくとも一つであり、前記形状特性は、重心、材質、密度のうちの少なくとも一つであることを特徴とする請求項４、５いずれかに記載のシステム。
13. 前記形状パラメータは、表面積、体積、質量のうちの少なくとも一つであり、前記形状特性は、重心、材質、密度のうちの少なくとも一つであることを特徴とする請求項８、９いずれかに記載のプログラム。