JP2008176464A - 設計支援プログラム、設計支援方法および設計支援装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】特徴抽出手段4により、検索対象の設計データが受け取られると、検索対象の設計データに対する特徴データ5が抽出される。類似検索手段6により、抽出された特徴データ5と特徴関連情報3に関連づけられた特徴データ7とが照合され、特徴関連情報に関連づけられた設計データが、検索対象の設計データに類似する順序で順序付けされ、順序付けられた設計データのうちの少なくとも1つが絞り込まれる。分類階層生成手段8により、絞り込まれた設計データの集合に対し、特徴の類似性により分類が行われ、分類階層が生成される。設計情報選択手段9により、設計情報10が取り出され、分類データに関連性の高い設計情報が選択される。表示制御手段11により、分類データが、設計情報選択手段9によって選択された設計情報とともに所定の形態で表示される。
【選択図】図1
Description
本発明に係る設計支援プログラムは、類似性の範囲を考慮した情報を提供するプログラムである。
特徴関連情報格納手段2は、複数の種別に分類された複数の設計データと、各設計データそれぞれに対応して設けられ、設計データの特徴を示す特徴データとを関連づけた特徴関連情報3を格納する。
類似検索手段6は、特徴抽出手段4により抽出された特徴データ5と、特徴関連情報3に関連づけられた特徴データ7とを照合して特徴関連情報に関連づけられた設計データを、検索対象の設計データに類似する順序で順序付けし、順序付けした設計データのうちの少なくとも1つを絞り込む。
このような設計支援プログラムによれば、特徴抽出手段4により、検索対象の設計データが受け取られると、検索対象の設計データに対する特徴データ5が抽出される。また、類似検索手段6により、特徴抽出手段4によって抽出された特徴データ5と特徴関連情報3に関連づけられた特徴データ7とが照合され、特徴関連情報に関連づけられた設計データが、検索対象の設計データに類似する順序で順序付けされ、順序付けられた設計データのうちの少なくとも1つが絞り込まれる。そして、分類階層生成手段8により、類似検索手段6によって絞り込まれた設計データの集合に対し、特徴の類似性により分類が行われ、分類階層が生成される。設計情報選択手段9により、設計情報10が取り出され、分類データに関連性の高い設計情報が選択される。表示制御手段11により、分類データが、設計情報選択手段9によって選択された設計情報とともに所定の形態で表示される。
まず、本発明の概要について説明し、その後、実施の形態を説明する。
図1は、本発明の概要を示す図である。
類似検索手段6は、特徴抽出手段4により抽出された特徴データ5と、特徴関連情報3に関連づけられた特徴データ7とを照合して特徴関連情報3に関連づけられた設計データを、検索対象の設計データに類似する順序で順序付けし、順序付けした設計データのうちの少なくとも1つを絞り込む。ここで、特徴データ7は、予め複数の特徴データを格納した特徴データ格納手段12から抽出される。図1では特徴データ格納手段12は、コンピュータ1内に設けられているが、コンピュータ1の外部に設けられていてもよい。また、図1では、4つの設計データが類似検索手段6によって絞り込まれている。
このような設計支援プログラムが機能するコンピュータ1によれば、特徴抽出手段4により、検索対象の設計データが受け取られると、検索対象の設計データに対する特徴データ5が抽出される。また、類似検索手段6により、特徴抽出手段4によって抽出された特徴データ5と特徴関連情報3に関連づけられた特徴データ7とが照合され、特徴関連情報に関連づけられた設計データが、検索対象の設計データに類似する順序で順序付けされ、順序付けられた設計データのうちの少なくとも1つが絞り込まれる。そして、分類階層生成手段8により、類似検索手段6によって絞り込まれた設計データの集合に対し、特徴の類似性により分類が行われ、分類階層が生成される。設計情報選択手段9により、設計情報10が取り出され、分類データに関連性の高い設計情報が選択される。表示制御手段11により、分類データが、設計情報選択手段9によって選択された設計情報とともに所定の形態で表示される。
図2は、設計支援装置のハードウェア構成例を示す図である。
設計支援装置100は、CPU(Central Processing Unit)101によって装置全体が制御されている。CPU101には、バス107を介してRAM(Random Access Memory)102、ハードディスクドライブ(HDD:Hard Disk Drive)103、グラフィック処理装置104、入力インタフェース105、および通信インタフェース106が接続されている。
設計支援装置100は、3Dデータ格納部110と、設計情報格納部120と、特徴抽出部130と、特徴データ格納部140と、特徴データテーブル格納部150と、検索キー入力受付部160と、類似形状検索部170と、分類階層生成部180と、分類階層テーブル格納部190と、設計情報選択部200と、設計情報テーブル格納部210と、表示制御部220とを有している。
設計情報格納部120は、3D−CADで設計された3Dデータに対して、設計のノウハウ、スキルをテキストで表現した設計情報を格納する。
設計情報(図4では設計情報20)は、1つの3Dデータ(図4では3Dデータ30)に対して1つまたは複数設定される情報である。設計情報には、設計工程および設計工程の後の加工工程、組立工程、試験工程、稼動工程等で生じた形状に起因する障害情報や製造コストに関する情報等が含まれている。
特徴抽出部130は、3D−CADで設計された3Dデータから、その形状の特徴を数量化して表した特徴データを抽出し、特徴データ格納部140に格納する。
また、特徴抽出部130は、抽出した特徴データの抽出元の3Dデータを一意に特定(識別)するためのテーブル(特徴データテーブル)を作成する。
特徴データテーブル151には、3DデータIDおよび特徴データIDの欄が設けられており、各欄の横方向に並べられた情報同士が互いに関連づけられている。
特徴データIDの欄には、特徴データを識別するIDが設定される。
特徴データと3Dデータとの対応関係は、この特徴データテーブル151により管理される。特徴データテーブル151の3DデータIDの欄に設定された3DデータIDを頼りに3Dデータ格納部110に格納された3Dデータを探し、特徴データIDの欄に設定された特徴データIDを頼りに特徴データ格納部140に格納された特徴データを探すことにより、3Dデータ(特徴データ)に対応する特徴データ(3Dデータ)を探すことができる。
特徴データ格納部140は、特徴抽出部130が抽出した特徴データを格納する。
特徴データテーブル格納部150は、特徴抽出部130が作成した特徴データテーブル151を格納する。
分類階層テーブル191には、3DデータIDおよび分類階層ラベルの欄が設けられている。分類階層ラベルの欄は、第1層、第2層、第3層に細分化されている。各欄の横方向に並べられた情報同士が互いに関連づけられている。
分類階層ラベルの第1層、第2層、第3層(各階層)の欄には、それぞれ各階層のクラスタを識別する番号が設定される。なお、階層の個数は、後述するクラスタリングの方法によって決まる。
分類階層テーブル格納部190は、分類階層テーブル191を格納する。
設計情報選択部200は、分類階層生成部180により生成された階層的な分類結果である各3Dデータ群のクラスタに対し、そのクラスタに対応する設計情報を設計情報格納部120から読み込み、その設計情報の集合から、そのクラスタには関連するが他の検索対象の3Dデータ群には関連しない設計情報(そのクラスタのみに関連する設計情報)を選択する。なお、設計情報の選択方法については後述する。そして、設計情報選択部200は、選択した設計情報に関連する3Dデータ毎に関連する設計情報を特定(識別)するためのテーブル(設計情報テーブル)を作成する。設計情報と3Dデータとの対応関係は、この設計情報テーブルにより管理される。
設計情報テーブル201には、3DデータIDおよび設計情報IDの欄が設けられており、各欄の横方向に並べられた情報同士が互いに関連づけられている。
設計情報IDの欄には、特徴データを識別するIDが設定される。
再び図3に戻って説明する。
表示制御部220は、分類階層生成部180が生成した分類階層に対し、キーボード105aやマウス105bで指定された深さの階層の分類結果を視覚的に理解できる方法で検索結果の3Dデータを並べ、さらに、分類階層のクラスタ毎に設計情報選択部200で選択された設計情報を配置する。
<第1の検索方法>
図8は、検索時の動作を示すフローチャートである。
次に、ステップS105の分類階層の生成方法について詳しく説明する。
図9は、分類階層を説明する図である。
次に、そのクラスタ40に属する3Dデータ群を各3Dデータ41に対応する特徴データのベクトルを用いてK個のクラスタにクラスタリングする。図9では、K=2である。これが第2層であり、図9では2個のクラスタ50、51に分類される。以降、同様の分類を所定の回数繰り返すことで分類階層70が生成される。
まず、特徴データ群Vi(i=1,2,・・・,N)からクラスタ中心をランダムにK個選択する(ステップS111)。
次に、分類結果のK個のクラスタの各々について、クラスタの重心に最も近い特徴データViaを新たなクラスタ中心とする(ステップS113)。
まず、設計情報選択部200は、設計情報を選択するクラスタに対し、そのクラスタに属する3Dデータに対応する各設計情報について、クラスタ関連度CRを計算する。
まず、設計情報のテキスト中の各文に対し、形態素解析を行い、助詞や句読点等の不用語を除去する(ステップS121)。不用語は、例えば、予め辞書に登録しておくことで識別する。
この単語組み合わせパターン毎に、文に関するクラスタ関連度SCRを計算する(ステップS123)。クラスタ関連度SCRは、例えば、次の式(1)により計算される。
次に、ステップS108の3Dデータと設計情報の表示方法について詳しく説明する。
表示画面60は、それぞれ「第1クラスタ」、「第2クラスタ」、「第3クラスタ」、「第4クラスタ」の4つに仕切られている。例えば第1クラスタの複数の3Dデータ60aのうちのいずれか1つをマウス105b等でクリックすることにより、第1クラスタ内の「設計情報」と記載された部分60bに設計情報の文(内容)が表示される。
図13に示すように、仮想的な3D空間上で、分類階層を上位から下位に向かう方向で各階層の各クラスタの設計情報を対応する位置に配置し、検索結果の全ての3Dデータ60cを底面の対応する位置に配置して表示することも可能である。設計者は、マウス105b等を操作することで、所望のクラスタの位置に移動して設計情報を調べることができる。
次に、第2の検索方法について、前述した第1の検索方法との相違点を中心に説明し、同様の事項については、その説明を省略する。
図14は、第2の検索方法を説明するフローチャートである。
次に、表示制御部220は、設計者により与えられたキーワードの単語に対し、各クラスタで選択された設計情報を対象として、そのキーワードの単語を含む単語組み合わせパターンのクラスタ関連度が最も高いクラスタを選択する(ステップS108a)。
<第3の検索方法>
次に、第3の検索方法について、前述した第1の検索方法との相違点を中心に説明し、同様の事項については、その説明を省略する。
図15は、第3の検索方法を説明するフローチャートである。
次に、特徴抽出部130は、読み込まれた各検索対象3Dデータからそれぞれの形状特徴を表す特徴データをベクトルとして抽出し、特徴データ格納部140に格納する(ステップS132)。
次に、類似形状検索部170は、特徴データ格納部140に格納されている全ての特徴データを読み込み、各検索対象3Dデータそれぞれの特徴データとの間でユークリッド距離を計算し、ユークリッド距離が小さい順に各検索対象3Dデータに順位を付け、順位が上位の所定数の3DデータIDを検索結果とする(ステップS134)。
次に、ステップS135の「AND検索」の検索結果の類似順位の計算方法について説明する。まず、各検索キーに対する類似順位の平均値を計算する。この平均値が小さい順に並べたときの順位を検索結果の最終的な順位とする。
以上、本発明の設計支援装置および設計支援方法を、図示の実施の形態に基づいて説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、各部の構成は、同様の機能を有する任意の構成のものに置換することができる。また、本発明に、他の任意の構成物や工程が付加されていてもよい。
また、前述した各実施の形態では、本発明を3D−CADについて適用した例について説明したが、本発明はこれに限らず、例えば2D−CAD、紙に描かれた図面をスキャナで読み取った画像データに適用することができる。
コンピュータを、
構造毎に分類可能な複数の設計データと、前記各設計データそれぞれに対応して設けられ、前記設計データの特徴を示す特徴データとを関連づけた特徴関連情報を格納する特徴関連情報格納手段、
検索対象の前記設計データを受け取ると、前記検索対象の前記設計データに対する前記特徴データを抽出する特徴抽出手段、
前記特徴抽出手段により抽出された前記特徴データと、前記特徴関連情報に関連づけられた前記特徴データとを照合して前記特徴関連情報に関連づけられた前記設計データを、前記検索対象の前記設計データに類似する順序で順序付けし、順序付けした前記設計データのうちの少なくとも1つを絞り込む類似検索手段、
前記類似検索手段により絞り込まれた前記設計データの集合に対し、前記特徴関連情報に関連づけられた前記特徴データを用いて特徴の類似性により分類した複数の分類データで構成される分類階層を生成する分類階層生成手段、
前記設計データと前記設計情報とを関連づけた設計関連情報から前記分類データに含まれる前記設計データに対応する前記設計情報を取り出し、前記分類データに関連性の高い前記設計情報を選択する設計情報選択手段、
前記分類データを、前記設計情報選択手段により選択された前記設計情報とともに所定の形態で表示する表示制御手段、
として機能させることを特徴とする設計支援プログラム。
前記表示制御手段は、前記設計情報選択手段が順序付けた順序に従って複数の前記設計情報を表示することを特徴とする付記3に記載の設計支援プログラム。
前記類似検索手段は、検索対象の前記設計データ毎に、前記設計データの集合を絞り込み、
前記分類階層生成手段は、前記類似検索手段により絞り込まれた前記各設計データの集合それぞれに共通する前記設計データを用いて前記分類階層を生成する第1のモードと、前記類似検索手段により絞り込まれた前記各設計データの集合それぞれにおいて順序の高い所定個の前記設計データを用いて前記分類階層を生成する第2のモードとを取り得ることを特徴とする付記1記載の設計支援プログラム。
前記特徴データは、前記CADデータからその形状の特徴を数量化して表したデータであることを特徴とする付記1記載の設計支援プログラム。
特徴関連情報格納手段が、構造毎に分類可能な複数の設計データと、前記各設計データそれぞれに対応して設けられ、前記設計データの特徴を示す特徴データとを関連づけた特徴関連情報を格納し、
特徴抽出手段が、検索対象の前記設計データを受け取ると、前記検索対象の前記設計データに対する前記特徴データを抽出し、
類似検索手段が、前記特徴抽出手段により抽出された前記特徴データと、前記特徴関連情報に関連づけられた前記特徴データとを照合して前記特徴関連情報に関連づけられた前記設計データを、前記検索対象の前記設計データに類似する順序で順序付けし、順序付けした前記設計データのうちの少なくとも1つを絞り込み、
分類階層生成手段が、前記類似検索手段により絞り込まれた前記設計データの集合に対し、前記特徴関連情報に関連づけられた前記特徴データを用いて特徴の類似性により分類した複数の分類データで構成される分類階層を生成し、
設計情報選択手段が、前記設計データと前記設計情報とを関連づけた設計関連情報から前記分類データに含まれる前記設計データに対応する前記設計情報を取り出し、前記分類データに関連性の高い前記設計情報を選択し、
表示制御手段が、前記分類データを、前記設計情報選択手段により選択された前記設計情報とともに所定の形態で表示する、
ことを特徴とする設計支援方法。
構造毎に分類可能な複数の設計データと、前記各設計データそれぞれに対応して設けられ、前記設計データの特徴を示す特徴データとを関連づけた特徴関連情報を格納する特徴関連情報格納手段と、
検索対象の前記設計データを受け取ると、前記検索対象の前記設計データに対する前記特徴データを抽出する特徴抽出手段と、
前記特徴抽出手段により抽出された前記特徴データと、前記特徴関連情報に関連づけられた前記特徴データとを照合して前記特徴関連情報に関連づけられた前記設計データを、前記検索対象の前記設計データに類似する順序で順序付けし、順序付けした前記設計データのうちの少なくとも1つを絞り込む類似検索手段と、
前記類似検索手段により絞り込まれた前記設計データの集合に対し、前記特徴関連情報に関連づけられた前記特徴データを用いて特徴の類似性により分類した複数の分類データで構成される分類階層を生成する分類階層生成手段と、
前記設計データと前記設計情報とを関連づけた設計関連情報から前記分類データに含まれる前記設計データに対応する前記設計情報を取り出し、前記分類データに関連性の高い前記設計情報を選択する設計情報選択手段と、
前記分類データを、前記設計情報選択手段により選択された前記設計情報とともに所定の形態で表示する表示制御手段と、
を有することを特徴とする設計支援装置。
2 特徴関連情報格納手段
3 特徴関連情報
4 特徴抽出手段
5、7 特徴データ
6 類似検索手段
8 分類階層生成手段
9 設計情報選択手段
10、20 設計情報
11 表示制御手段
12 特徴データ格納手段
13 設計情報格納手段
30、41、60a、60c 3Dデータ
40、50、51 クラスタ
70 分類階層
100 設計支援装置
110 3Dデータ格納部
120 設計情報格納部
130 特徴抽出部
140 特徴データ格納部
150 特徴データテーブル格納部
151 特徴データテーブル
160 検索キー入力受付部
170 類似形状検索部
180 分類階層生成部
190 分類階層テーブル格納部
191 分類階層テーブル
200 設計情報選択部
201 設計情報テーブル
210 設計情報テーブル格納部
220 表示制御部
Claims (5)
- 類似性の範囲を考慮した情報を提供する設計支援プログラムにおいて、
コンピュータを、
構造毎に分類可能な複数の設計データと、前記各設計データそれぞれに対応して設けられ、前記設計データの特徴を示す特徴データとを関連づけた特徴関連情報を格納する特徴関連情報格納手段、
検索対象の前記設計データを受け取ると、前記検索対象の前記設計データに対する前記特徴データを抽出する特徴抽出手段、
前記特徴抽出手段により抽出された前記特徴データと、前記特徴関連情報に関連づけられた前記特徴データとを照合して前記特徴関連情報に関連づけられた前記設計データを、前記検索対象の前記設計データに類似する順序で順序付けし、順序付けした前記設計データのうちの少なくとも1つを絞り込む類似検索手段、
前記類似検索手段により絞り込まれた前記設計データの集合に対し、前記特徴関連情報に関連づけられた前記特徴データを用いて特徴の類似性により分類した複数の分類データで構成される分類階層を生成する分類階層生成手段、
前記設計データと前記設計情報とを関連づけた設計関連情報から前記分類データに含まれる前記設計データに対応する前記設計情報を取り出し、前記分類データに関連性の高い前記設計情報を選択する設計情報選択手段、
前記分類データを、前記設計情報選択手段により選択された前記設計情報とともに所定の形態で表示する表示制御手段、
として機能させることを特徴とする設計支援プログラム。 - 分類階層生成手段は、前記設計データの集合に対し、類似する部位の範囲毎に前記設計データを分類した複数の分類データを、その分類の細かさ毎に段階的に示した前記分類階層を生成することを特徴とする請求項1記載の設計支援プログラム。
- 前記設計情報選択手段は、取り出した前記設計情報から、取り出した前記設計情報を含む分類データには関連するが他の前記分類データには関連しない設計情報を当該分類データの設計情報として選択することを特徴とする請求項1記載の設計支援プログラム。
- 類似性の範囲を考慮した情報を提供する設計支援方法において、
特徴関連情報格納手段が、構造毎に分類可能な複数の設計データと、前記各設計データそれぞれに対応して設けられ、前記設計データの特徴を示す特徴データとを関連づけた特徴関連情報を格納し、
特徴抽出手段が、検索対象の前記設計データを受け取ると、前記検索対象の前記設計データに対する前記特徴データを抽出し、
類似検索手段が、前記特徴抽出手段により抽出された前記特徴データと、前記特徴関連情報に関連づけられた前記特徴データとを照合して前記特徴関連情報に関連づけられた前記設計データを、前記検索対象の前記設計データに類似する順序で順序付けし、順序付けした前記設計データのうちの少なくとも1つを絞り込み、
分類階層生成手段が、前記類似検索手段により絞り込まれた前記設計データの集合に対し、前記特徴関連情報に関連づけられた前記特徴データを用いて特徴の類似性により分類した複数の分類データで構成される分類階層を生成し、
設計情報選択手段が、前記設計データと前記設計情報とを関連づけた設計関連情報から前記分類データに含まれる前記設計データに対応する前記設計情報を取り出し、前記分類データに関連性の高い前記設計情報を選択し、
表示制御手段が、前記分類データを、前記設計情報選択手段により選択された前記設計情報とともに所定の形態で表示する、
ことを特徴とする設計支援方法。 - 類似性の範囲を考慮した情報を提供する設計支援装置において、
構造毎に分類可能な複数の設計データと、前記各設計データそれぞれに対応して設けられ、前記設計データの特徴を示す特徴データとを関連づけた特徴関連情報を格納する特徴関連情報格納手段と、
検索対象の前記設計データを受け取ると、前記検索対象の前記設計データに対する前記特徴データを抽出する特徴抽出手段と、
前記特徴抽出手段により抽出された前記特徴データと、前記特徴関連情報に関連づけられた前記特徴データとを照合して前記特徴関連情報に関連づけられた前記設計データを、前記検索対象の前記設計データに類似する順序で順序付けし、順序付けした前記設計データのうちの少なくとも1つを絞り込む類似検索手段と、
前記類似検索手段により絞り込まれた前記設計データの集合に対し、前記特徴関連情報に関連づけられた前記特徴データを用いて特徴の類似性により分類した複数の分類データで構成される分類階層を生成する分類階層生成手段と、
前記設計データと前記設計情報とを関連づけた設計関連情報から前記分類データに含まれる前記設計データに対応する前記設計情報を取り出し、前記分類データに関連性の高い前記設計情報を選択する設計情報選択手段と、
前記分類データを、前記設計情報選択手段により選択された前記設計情報とともに所定の形態で表示する表示制御手段と、
を有することを特徴とする設計支援装置。
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