JP2012248229A - 方法プランをコンピュータ支援決定するための方法、データ処理システム、およびコンピュータプログラム、ならびにデータキャリア - Google Patents

Abstract

【課題】成形プロセスによりシートメタル成形部品を製造するための工具についての工具パラメータを生成する。
【解決手段】方法は、部品の形状特性の組を決定するステップを含む。形状特性の各々は、特性の種類および形状パラメータにより記述される。方法はさらに、方法基準を決定するステップを含む。方法基準は、形状特性を製造するための１つの変形を記述する。方法基準は少なくとも１つのモジュールを含む。モジュールは処理ユニットを表わし、どの処理ユニットが成形操作中に実行され得るかを記述する。方法はさらに、方法基準のモジュールの各々について構成要素を決定するステップを含む。構成要素は、モジュールを実現するのに必要とされる工具について記述する。方法はさらに、構成要素パラメータを決定するステップを含む。構成要素パラメータは、構成要素または工具の形状パラメータを含む。
【選択図】図２

Description

この発明は、たとえば深絞りおよび引張成形のプロセスによりシートメタル成形部品を製造するための機械加工ステップを、決定および最適化する分野に属する。この発明は、各独立特許請求項によると、成形プロセスによりシートメタル成形部品を製造するための物理的工具に対し、工具パラメータをコンピュータ支援生成するための方法、データ処理システム、コンピュータプログラム、およびデータキャリアに関する。

最新技術
シートメタル成形部品は一般に、深絞り／引張成形により製造される。このため、半製品、いわゆるシートメタルビレット（または単に「ビレット」）が、多部品成形工具に投入される。これらの部品はプレスにより整形され、ここでは、整形工具がクランプされる。これらの部品は一般に、切断ステップと組合された機械加工ステップまたは製造ステップ、たとえば、絞り、リストライキング、下向き成形等により、いくつかの成形段階を経て、平坦なシートメタルビレットから製造される。

方法プランの開発に伴い、いくつかの成形操作およびその内容、すなわち、その部品の製造に必要とされる物理的な工具の説明に加え、どの操作において何を整形または切断するかが決定される。それにより、仕上げ済みおよび組立て済み部品から先に進むことができ、今日、その手順は通常、以下の通りとなる。

さまざまな程度の詳細を有する手法が存在する。
・大まかな方法は、たとえば申込価格を算出するための基準を得るために、立案プロセスの冒頭に来ることが多い。ここでは、操作のシーケンスが固定されており、すなわち、各操作に対し、どの部品領域がどのような態様で機械加工されるかが決定される。たとえばプレス等の（補助的条件）は通常、この時点ではまだ認識されていない。

・細かい方法は、大まかな方法よりもかなり遅い時点で生じる。この方法は、その後利用可能になる、より大きな「情報ベース」により、大まかな方法よりもはるかに詳細であることが分かっている。したがって、この細かい方法は、たとえば、ビレットの断面についての厳密な断面の輪郭、絞り操作の細目（ビードの絞り等）、各操作におけるピボット位置、およびカムの正確な動作方向を含む。細かい方法は、工具設計用の入力として働く。

これまで、方法立案者による手動生産においては、経験が大きな役割を果たしてきた。すなわち、方法の評価は、得られた知識を間接的に再利用すること、または、類似部品についての既存の方法を直接変更することのいずれかにより、同一種類の部品に対して既に作成された方法によって行なわれることが多い。時が経過するにつれ、方法立案者は以下のことを「学習する」。

・機械加工ステップのどのシーケンスを使用することにより、たとえばＬフランジまたはＺフランジ等の或る部品の形状（ジオメトリ）を実現することができるのか、
・部品領域と機械加工ステップとのどのような「組合せ」が、１つの操作で実現され得るか、または、１つの操作で好ましくは共に製造されるべきであるか（たとえば側壁について、「ルーフチャネルの折曲げ」および「トップのＡコラムの折曲げ」は、１つの操作でしばしば容易に実現され得る）。

・部品領域および機械加工ステップのどのような「組合せ」が、１つの操作で実現されないことが考えられるか、またはうまく実現され得ないか（たとえば側壁について、「ルーフチャネルの二次成形」および「トップのＡコラムの二次成形」は、１つの操作へと組合せられないことが多い。なぜなら、すべてのカムに対して十分な空間が存在しないためである）。

一般に、大まかな方法を視覚表示するために、部品の２Ｄスクリーンショットが使用される。ここでは、たとえば以下のような単純な指針により、方法の殆どが準備される。

・各操作につき１つの画像が存在する。
・処理の各部分（切断、折曲げ…）につき１つの色が存在する。

次に、それぞれの操作において機械加工される部品領域が、それぞれの色で印付けされる。１枚の画像のみの変更例も存在し、ここでは、各色が１つの操作に対応する。

大まかな方法の作成時における、この手順上の態様は、以下のような多くの欠点を有する。

・立案者は、新規の部品の各々について、「何もないところから」開始し、方法を最初から構築し直す。これまでの方法プランを使用する場合でも、さらなる労作なしに当該方法を新規の部品または工具に移送することが可能であるか否かに関し、各ステップについてチェックを行なわなければならず、新規の部品に対する方法は、手動でさらに作成される。これにより、手順には必要以上に時間およびコストがかかってしまう。

・見出された解決策が、それぞれの立案者の経験にかなりの程度基づいているため、それらの解決策は、或る部分において他人による理解が極めて難しい。

・さまざまな解決策の類似性および再利用可能性は、個々の立案者による様々な手法を受けることになり、企業独自の基準の欠如という問題を有する。

・３Ｄジオメトリの使用が不十分であるために、回避可能な不正確さが生じ、それによってこの方法はエラーを生じやすい。形状における潜在的な問題の所在が看過されることが生じ得、精密な態様での計算も可能なはずのパラメータ（たとえばピボット位置）が推定される。

・３Ｄジオメトリが使用されない場合、シミュレーションを介してこの方法プランを確実なものとする可能性がなくなる。

・この方法を供給業者または顧客に伝えるための標準化された文書が存在しない。
工具投資コストについての最初のコスト見積りおよび申込価格の算出は、大まかな方法に基づいて生じる。ここでもまた、特にコストの見積りに関し、算出者の経験が重要な役割を果たす。このことは、大まかな方法の作成に関して以下のような同様の問題が認識され得る理由となる。

・算出を再現できない。すなわち、異なる算出者が異なる結果に至り、同一の算出者であっても、全く同じ工具に関して２つの異なる結果に至り得る。なぜなら、その算出が、算出者の個人的な査定の影響を受けるためである。

・算出者はコスト算出の各々を「最初から」開始する。
・算出者による主観的な査定と組合せてみても、大まかな方法の類似性の低さは、立案の高いリスクを伴う。すなわち、最良のものを選択するために、客観的な判断基準に従って、異なる方法およびそのコストを査定および比較することができない。

・立案の補助として、異なる（主観的な）方法およびその査定に頼ることすらできないことが多い。なぜなら、作成および算出に時間がかかり過ぎるためである。特に、短期間で１つ以上の組の工具についての申込価格を提供しなければならない供給業者にとって、時間は極めて重要な要素である（１つには、時間が余りに限られているため、当該時間は、（以前の方法に従って）１つの方法を作成することに対してさえも十分ではない。また、価格提供は、たとえば各立案者または算出者が自分にとって適切であると思われる数値について言及し、そこから平均値を取ることによって確認される）。

・供給業者の算出が顧客にとって十分に透明なものとはならず、算出の変更が一般に理解されない。

申込価格の算出に関し、大まかな方法に比べて一段と詳細な、必要とされる機械加工ステップおよび機械加工工具の表示を作成すること、または、完全な方法プランを作成すること、およびそこからコストを見積もることに、労力がかかり過ぎる。

発明の説明
部品は成形プレスにより整形されるという用語が使用されるが、これはプレスラインとも示され得、いくつかの個々のステーションまたは「個々のプレス」を含み得る。順送り型の場合、個々のステーションは１つの工具で実現される。個々のステーションにおける手順は、１つの操作として示される。部品の観点から、１つの特性は、個々の製造ステップにおける１つの製造シーケンスにより製造される。１つの特性についてのこれらの製造ステップは、同一のステーションまたは操作において実施され、１つの処理ユニットを形成する。このプロセスユニットを以降、「モジュール」と呼ぶ。

この発明の目的は、最初に言及した種類の成形プロセスによりシートメタル成形部品を製造するための工具についての工具パラメータを、コンピュータ支援生成するための方法、データ処理システム、コンピュータプログラム、およびデータキャリアを提供することである。これにより、上で述べた欠点が克服され、特に、製造プロセスの詳細な表示が生成され得る。

この目的は、それぞれの独立請求項の主題に従って達成される。
成形プロセスによりシートメタル成形部品を製造するための工具についての工具パラメータをコンピュータ支援生成するための方法であって、処理ステップまたは製造ステップの組と、これらの処理ステップの形状パラメータとを含む、製造プロセスの表示が生成され、当該方法は以下のステップ、すなわち、
・部品の形状モデルにおいて、当該部品の形状特性（以降、単に「特性」とも呼ぶ）の組を決定するステップを含み、形状特性の各々は、特性の種類により、および、当該形状特性の形状寸法上の形態を記述するための形状パラメータにより、記述され、当該方法はさらに、
・形状特性の各々について、関連付けられた方法基準を決定するステップを含み、１つの方法基準は、それぞれの形状特性を製造するための１つの変形を記述し、或る形状特性に関連付けられ得る方法基準の選択は、形状特性の特性の種類に依存し、１つの方法基準は少なくとも１つのモジュールを含み、１つのモジュールは、１つの機械加工ユニットを表わし、どの機械加工ユニットが１つの成形操作内で実施され得るかを記述し、当該方法はさらに、
・当該方法基準の当該モジュールの各々について構成要素を決定するステップを含み、これらの構成要素は、当該モジュールを実現するのに必要とされる工具の部品について記述し、当該方法はさらに、
・当該形状特性の形状パラメータから構成要素パラメータを決定するステップを含み、当該構成要素パラメータは、構成要素の、または、それぞれの工具の、形状パラメータを含む。

この方法は、構成要素パラメータの部分的なまたは完全な自動決定を可能にし、それにより、技師の労力が著しく減じられる。工具の形状以外のさらに別の構成要素パラメータは、たとえば、基材、（或る構成要素に関する）焼入れ方法、部品の材料、またはプレス内での構築空間である。

この発明の好ましい一実施例において、この方法は、
・構成要素の各々に関し、構成要素パラメータから構成要素のコストを決定するステップをさらに含み、構成要素のコストは、それぞれの構成要素およびそれぞれの工具により生じる機械加工コストおよび材料コストを表わし、当該方法はさらに、
・構成要素コストの合計として総コストを決定するステップをさらに含む。

これにより、詳細な処理モデルから、コストをほぼ自動的に決定することができる。これにより、比較的少ない労作により、コスト見積りの、これまでにはあり得なかった精度および客観性を得ることが可能になる。

この発明の好ましい一実施例において、この方法はさらなるステップとして、
方法プランを決定するステップを含む。方法プランは、たとえば他のモジュールおよび他の制約の関連性に依存して、モジュールの各場合における関連性を限定する制約を考慮しつつ、モジュールの各々を１つの成形操作に関連付けることにより、製造ステップの順序付けられたシーケンスと、これらの製造ステップの形状パラメータとを含む。

これにより、完全にまたはほぼ、自動的に方法プランを決定することが可能になる。ユーザは一般に、完全に自動ではない実施例と対話して設計の決定内容を考慮し、したがって基本的な方法ステップと対話しない。各場合において、基本的に、このような決定に対しては、好ましい変形を前もって確定することができる。それによりこの方法は、完全に自動的に進行し得る。

この発明の好ましい一実施例において、この方法は、コスト面で最適な方法プランを決定するためのさらなるステップとして、
・方法プランを決定するステップと、
・構成要素のコストを決定し、この方法プランについての構成要素のコストの合計として総コストを決定するステップと、
当該方法プランのパラメータを特に繰返し変更して、最適化の方法により当該総コストを新規に計算するステップとを含み、変更されたパラメータは、
・さまざまなピボット位置と１つの操作との関連付け、
・さまざまな方法基準と１つの形状特性との関連付け、
・構成要素のさまざまな変形と１つのモジュールとの関連付け、
・モジュールと操作との関連付け、および、
・たとえば穴が、おそらくは異なる態様で、各場合においてカムを共有する穴のグループへとグループ化され得る等のように、構成要素のさまざまなグループ化
の少なくとも１つを含む。

最適化の方法の、予め規定されたアボート基準が満たされるまで、対話型の変更およびコストの新規計算が行なわれる。

上で述べたさまざまなステップの概要を以下に説明する。
ピボット位置の決定
この発明の好ましい一実施例では、部品の少なくとも１つのピボット位置、すなわち、それぞれのプレスの主動作方向を基準とした配向が決定される。ピボット位置または部品の位置は、以下の要求ができるだけ満たされるように設定されるべきである。

・バックドラフト（アンダーカット）がほとんどまたは全くないこと。これは、領域ができる限り当該動作方向から成形され得ることを意味する。

・絞りにおいて、中央係合点と材料の均一な伸張とを生じるために、絞りの深さが均一であること。

ピボット位置の評価は、基本的に、完全手動か、完全自動か、または半自動で実施され得る。最も単純な場合、オペレータがピボット位置を規定する２つの角度を手動で設定する。

特性認識
深絞りの後にさらに別の操作において機械加工されなければならない部品上の領域は、形状のそれ以外のものから当該領域を区別する、形状寸法上の性質を有するため、かなりの程度まで自動的に認識され得る。このような領域は今後、特性または形状特性と呼ばれ、好ましくは以下の特性の種類のうちの１つである。

・穴
・開口部
・穿孔部（打抜き部）
・バックドラフト（アンダーカット）領域
・フランジ
・二次成形領域
・縁部領域
特性認識は基本的に、完全手動か、完全自動か、または半自動、つまり、ユーザの干渉を伴って実施され得る。これらの特性の大部分は、それぞれの特徴を有する領域（たとえば、僅かな距離だけ他の部分から分離された縁部の領域）に関する部分を、的を絞った態様で探索する形状解析アルゴリズムにより認識され得る。単純な機構により、認識されていない特性についてのこのような領域の選択が単純化され得る。すなわち、ユーザによりクリックされたパッチ（またはカーブ）から、コンピュータはこのパッチを含む特性を自動的かつ選択的に探索する。

このようにして抽出された特性は、それらの特性の種類、すなわち、それらの形状寸法上の形態により記述される。形状は、多面体モデルまたはパラメトリックモデルにより表わされ得る。パラメトリックモデルにおいて、単純な形状寸法上の要素または本体、およびそれらのパラメータは、表面または本体を記述する。たとえば三次元の表面は、空間における、曲線（準線）に沿った二次元曲線（母線）の移動により定義され得る。

多面体モデルにより、ネットワーク点の座標はモデルパラメータと考えられ得る。
方法基準
各特性に関し、これらの特性が実現され得る製造ステップのいくつかの組合せが存在する。したがって、たとえば単純なＬフランジは一般に、最初に切断された後に折曲げられるか、またはその反対のいずれかで製造され得る。さらに別の一例が穿孔部であり、これは一般に、切断後に穿孔される。製造ステップのこのような考え得る組合せを今後、「方法基準」と呼ぶ。

方法基準は、モジュール式に構築される。すなわち、各特性に関し、１つの操作内でこの特性に対して実施されるすべてのものが１つのモジュールに相当する。したがって、たとえば（穿孔部を実現するための）「切断＋穿孔」という方法基準は「切断」および「穿孔」という２つのモジュールからなり、一方で、「切断＋穿孔を一度で」という方法基準は、１つのモジュールのみからなる。なぜなら、切断および穿孔が同一操作内で行なわれるためである。

モジュール式の構築により、ユーザは、予め規定されたモジュールを互いに組合せることができ、この態様で、自分自身の（企業独自の）方法基準を作成することができる。企業および品質クラスに依存して、特性を実現するためのさまざまな方法基準が選択される。

構成要素データ
モジュールに関し、コスト算出のための基準を得るために、モジュールの実現に必要とされる工具の部品が記述される。これらの部品は今後、「構成要素」と呼ばれ、以下の態様で自動的に評価される。

１．一般にモジュールに関し、当該モジュールとは、必要とされる常に同じ種類の構成要素である（たとえばフランジの切断用には一般に、上刃および下刃が必要とされ、必要とされる開口部の切断には一般に、切断パンチ、抜き型、パンチリテーナプレート、およびストリッパプレートが必要とされる）。これらの構成要素を今後、モジュール構成要素と呼ぶ。モジュール構成要素は、構成要素の固有の特徴、たとえば長さ、幅、材料等を含まない。モジュール構成要素の固有の特徴を今後、工具構成要素と呼ぶ。各モジュールに関して必要とされるモジュール構成要素が格納された場合、当該モジュールが使用される際に当該モジュール構成要素が自動的に追加され得る。

２．各特性とは、当該特性（たとえば長さ、幅、体積、…）を記述するパラメータの集合である。同様に、各工具構成要素は、その最も重要なパラメータにより記述され得る。ここで、特性の補助により、点１．より公知のモジュール構成要素から固有の工具構成要素に到達するために、計算規則か、または、コストパラメータへの特性パラメータのマッピングが格納される。したがって、各構成要素パラメータ（好ましくは、コストに関するパラメータのみが取得される）には、特性パラメータ（たとえば穴開けパンチの直径＝穴の直径）の補助により、値が提供される。刃、爪（jaw）、およびセグメントは、特別な場合を生じる。すなわち、ここでユーザは、当該ユーザに身近な標準長さ（一般に３００〜４００ｍｍ）を設定することができる。刃に関し、算出用に刃の正しい数を得るため、切断長さは標準長さで除算される（除算において十分に大きな余りが生じる場合、余りの長さを有する刃も算出にさらに含められるが、余りが小さい場合、１つ以上の刃には、増大した長さが与えられる）。爪およびセグメントに関しても、同様の態様で進行する。

３．そのパラメータの範囲に依存して、各工具構成要素は、工具の作成手順の個々のプロセスステップにおいて、或るコストを必然的に伴う。爪の例の場合、これは以下のようになる。すなわち、必須パラメータは、長さ、幅、高さ、材料（鋳物／半製品）、および焼入れ方法（急冷および焼戻し／通し焼入れ／レーザ焼入れ／高周波焼入れ）である。爪は、たとえば、大きな鋳物のフライス削りおよび穴くり（ポケットのフライス削り）、爪自体のフライス削りおよび穴くり、準備組立、焼入れ、スポット研削、および最終組立（当接面および座面のスポット研削）についての作業コストを必然的に含む。このことはさらに、或る材料の消費も生じる。

以降、消費リソースと称する、コストまたは材料の消費を含む、実際の経験から格納されたさまざまなパラメータ特性についてのデータの補助により、マッピング関数を決定することができる。このマッピング関数は、回帰分析により、パラメータ値を消費リソースにマッピングする。これらの関数は、すべてデータベースに格納され、それにより、自動的に生成された構成要素の各々に関し、構成要素のパラメータ値によってデータベースからフィッティング消費関数（fitting consumption functions）を選択してそれらを評価
することができる。

基本構造
これまでの章では、モジュールにより必要とされるすべての構成要素が正しいサイズで自動的に生産される方法と、当該構成要素により生じた消費リソースを計算し得る方法とを説明した。加えて、或る特性を実現するのに必要とされない、工具における全構成要素、いわゆる基本構造もまた、完全なコスト算出に必要とされる。このため、他の構成要素と同様に、基本構造内で潜在的に生じるすべての構成要素は、それらの最も重要なパラメータと、これらのパラメータに依存する消費関数と共に、データベース内に格納される。これらは次に、さまざまな基本構造パッケージへと組合され、ここからユーザは１つを選択することができる（深絞り工具について、たとえば「複動」、「鋳槽を用いた単動」、および「（鋼の）ベースプレートを用いた単動」という基本構造が存在する）。ユーザ自身がこのようなパッケージを規定することもできる。基本構造の構成要素についてのパラメータ値の評価は、他の構成要素の評価と同様に行なわれるが、相違点は、この場合、特性パラメータが組込まれないものの、部品により総体的に決定される値（その長さ、幅等）が組込まれる点である。

共通の構成要素
モジュールが、たとえば、プレスの動作方向では製造され得ず、かつ、同一のカムにより実現され得る穴と、１つ以上の構成要素を共有する場合が考えられる。共通の構成要素は、計算された好ましい動作方向の比較により、自動的に決定され得る。以下はその例である。

・同一の動作方向から製造され、互いに近接する穴は、或る公差内において、或る構成要素（たとえばパンチリテーナプレート）を共有する１つの総合グループへとグループ化される。

・同様の態様で、同じ穴カムにより実現され得る穴のグループが決定される。
・１つのモジュール内で各々がフィラーカム（filler cam）を必要とする、隣接する特性。これらのフィラーカムが同一の動作方向を有する場合、これらの特性は、共有された１つのフィラーカムにより実現され得、この共有された１つのフィラーカムが共通の構成要素として表わされる。

ユーザはまた、大まかな方法の作成に干渉すること、モジュールに関連する構成要素を表示すること、および、共通の構成要素を手動で規定することが可能である。それにより、構成要素は一度のみ生成される。それらのパラメータ値の計算は、細目に適合される。穴カムは、たとえば、それに応じて拡大される。

制約
いわゆる「制約」は、大まかな方法をできる限り自動で作成するために確定される。これらは、操作に対するモジュールの分配を制御するための制約である。以下のような３つの異なる種類の制約が存在する。

・シーケンスに関する制約。すなわち、モジュールＡはモジュールＢの前／後に製造されなければならない。

・同時性／除外に関する制約。すなわち、モジュールＡおよびＢは同一操作で製造されてはならない／されないことがある。

・操作の種類に関する制約。すなわち、モジュールＡは、種類ｘの操作で（たとえば、ビレットの細分と同じステップで、すなわち、ビレットの切断時に）製造されないことがある。

多くの制約が、方法基準および構成要素から導出され得る。
・方法基準内のモジュールのシーケンスは義務付けられたものである。すなわちモジュールは、やはりこのシーケンスで方法プラン内に出現しなければならない。

・２つのモジュールが共通の構成要素を有する場合、それらは同一操作内で製造されなければならない。

・大抵のモジュールに関し、当該モジュールが生じ得ない操作の種類を排除することができる（たとえば折曲げは、ビレット切断工具、絞りまたは切断工具により行なわれ得ない）。

さらに、構成要素の形状寸法（geometric dimensions）、たとえば、当該構成要素がそれらの操作により占める空間を考慮することにより、形状寸法上の制約を決定することができる。すなわち、隣接する特性のモジュールの構成要素に対して空間が少なすぎる場合、それらは異なる操作に関連付けられなければならない。

したがって制約は、異なる出所を有し得る。すなわち、制約は、常に有効な一般規則により設定されるか、効果的に使用される方法基準に応じて設定されるか、または、部品の有効な形状、したがって工具の形状により設定されることが考えられる。

各場合に守らなければならないこれらの「厳しい」制約に加え、できる限り満たさなければならないものの強制ではない「緩やかな」制約を規定することもできる。それらの例が、或るモジュールに対する好ましい「時点」であり（たとえば穴開けは、最終操作において常に行なわれるべきであるか、もしくは代替的に、常に深絞りの直後に行なわれるべきである）、または、或る補助的条件が満たされた場合における、１つの操作内での２つのモジュールの共通製造である（たとえば、距離が或る限界値ｘ未満である、離れたフランジは、できる限りすべてが共に折曲げられるべきである）。ユーザはまた、厳しい制約および緩やかな制約をさらに確定することもできる。

最適化
立案者の目標は、できる限り安価に実現することのできる方法プランを見出すことである。基本的に、操作を排除することにより、節約の可能性が高くなる。しかしながら、この節約は一般に、残りの操作のうちの１つにおいて、より複雑なカムの設計という手間をかけて行なわれなければならない。以前の章で説明した制約を使用することにより、また、（たとえば結合による、および／または、確率的な）最適化の方法により、コストを最小に抑える操作数、および、当該操作に対するモジュールの分配を見出すことができる。

このような最適化の方法は、以下のような他の影響パラメータを考慮することにより、継続的に改良される。

・構成要素（たとえば標準カムの代わりにフレックスカム）のさまざまな（許容可能な）変形を考慮する。

・さまざまな（許容可能な）方法基準を考慮する。
・構成要素をグループ化する。

さらなるステップとして、好ましくは、
・個々の操作における、異なるピボット位置を考慮する。ピボット位置が変更された場合、カムを以前に必要としていた、考え得る或る特性が、プレスの動作方向において機械加工され得るため、これらのカムは排除され得る。しかしながら、それぞれのモジュールが、より好ましいピボット位置を有する別の操作に移行され得ない場合、他の特性に対して追加のカムが必要とされ得る。

互いが互いの上に積み重なるこれまでの章のアイデアを統合すると、ここから、方法プランを半自動作成するための全体概念と、そこから生じる全自動のコスト算出とが生じる。これを、図１の概観で示す。

各ステップに対し、システムは、３Ｄの部品の形状から生じる案（中央の列）を計算する。ユーザは、或る部品に対してシステムが機能する態様を、或る部品に適用する前に設定することができる。すなわち、ユーザは設定（右の列）を変更することにより、その態様を、部品の細目に適合させることができる。

この設定は、以下のものを含む。
・特性の定義（たとえば、開口部として考えるのではなく、どれだけの周囲で始まる穴であるべきか）、
・新規の構成要素の構築（または既存の構成要素の変更）、
・新規のモジュールの構築（または既存のモジュールの変更）、
・新規の方法基準の作成（または既存の方法基準の変更）、
・新規の基本構造の作成（または既存の基本構造の変更）、
・或るマッピングパラメータの変更（標準的な刃の長さ等）、
・個々の構成要素についての新規のリソース消費関数の作成（または既存のリソース消費関数の変更）、ならびに、
・１時間当たりのコストおよび材料コストの適合。

したがって、企業独自の重要な細目はすべて、計算において考慮され得る。
このシステムを使用することにより、ユーザは、所望される場合は時点毎に、ユーザの希望（左の列）に従い、計算された提案と対話して変更する可能性（必要性ではなく）を有する。ユーザが行なうことができるのは、
・特性の再規定（たとえば、フランジが縁部において二次成形領域のように扱われるべきであるため、または、適切かつ標準的な穴開けパンチが存在しないために穴を開口部として扱うべきであるため）、
・１つの特性に対する、別の方法基準の選択、
・１つの工具に対する、別の基本構成の選択、
・共通の構成要素の規定（上を参照）、
・構成要素の別の変形の選択、
・（制約に違反しない範囲における）他の操作へのモジュールのシフト、および、
・さらに別の制約の規定である。

較正
リソース消費関数は、影響変数を、消費リソースにマッピングする。工具の製造中に必要とされるリソース（工具構成要素の製造および組立のための時間、消費材料）が決定されると、これらは影響変数とともに、経験データベースに統合され得る。

ここから、たとえば回帰分析により、消費関数のパラメータを新たに決定することができる。したがって、製造される工具の数の増大に伴い、算出がより高精度になり、製造プロセスの変更または生産性の増大に適合する可能性も有する。

この方法は、方法プランが立案プロセスの全体にわたって継続的に拡張され、かつ、たとえば、成形工具についての能動面（active surface）の組込み、または、構成要素の体積モデルの格納によって方法プランが改善され得るような態様で、方法プランを構造化する。この構造化された方法プランは、特に、部品（特性）、方法、およびコストに関するより多くの情報を交換するために、または、変更の提案およびそれに伴うコストを信頼可能なものにするか、もしくは第三者によってより理解可能なものにするために、供給業者との通信用に使用され得る。

立案ステップの結果はすべて、常に視認可能である。冗長な作業と、これに伴う変化し易い立案状況とが回避される。立案のさらなる部分が自動化され得る。重要な部分は、より早期の段階でより詳細に吟味され得る。コスト算出が著しく一段と速くなり、より効率が上がる。方法プランは好ましくは、コスト分析、プロセスのシミュレーション、動力学上の分析、衝突の分析、または、工具の動的挙動の分析を実施するために、成熟度に依存してすべてのデータを含む。これらの分析は好ましくは、立案の安全性を高めるために、さまざまな時点で適用される。

コストは、現行の手法とは異なり、方法プランに格納されたプロセスから、および、厳密な製品データから導出される。コストは、計画の現状を常に反映する。算出は客観的であり、比較可能であり、再現可能であり、理解可能である。工具を製造するためのステップにおいて影響変数を消費リソースにマッピングする消費関数も設定されてよい。コストスケジュールは、工具の製造（１時間当たりの率等）または購買に関する。

成形プロセスによってシートメタル成形部品を製造するための工具についての工具パラメータをコンピュータ支援生成するためのデータ処理システムは、コンピュータプログラムを記述するコンピュータプログラムコード手段が中に格納された格納手段と、当該コンピュータプログラムを実施するためのデータ処理手段とを備え、当該コンピュータプログラムの実施は、この発明に従った方法の実行を生じる。

成形プロセスによりシートメタル成形部品を製造するための工具についての工具パラメータをコンピュータ支援生成するためのコンピュータプログラムは、デジタルデータ処理ユニットの内部メモリにロードされ得、コンピュータプログラムコード手段を備える。このコンピュータプログラムコード手段は、デジタルデータ処理ユニットで実施されると、この発明に従った方法をコンピュータプログラムに実行させる。この発明の好ましい実施例において、コンピュータプログラムプロダクトは、コンピュータプログラムコード手段が格納される、データキャリアまたはコンピュータ読取可能な媒体を備える。

さらに別の好ましい実施例は、従属特許請求項から演繹され得る。

方法の概観である。 シートメタル部品である。 成形ステップのシーケンスをモデリングするためのデータの構造である。 特性の種類に関連付けられた方法基準のリストである。 関連付けられたモジュール構成要素を有する、特性の種類およびモジュールの種類のリストである。 関連付けられた固有の構成要素を有するモジュール構成要素のリストである。 関連付けられた選択変数を有する構成要素のリストである。 関連付けられたコスト関数を有する構成要素のリストである。

この発明の主題を、添付の図面に表示される好ましい実施例により、より詳しく以下に説明する。各場合において、それらは図面で概略的に示されている。

図面で使用される参照番号およびそれらの重要性は、参照番号のリストにおいてグループ化されて列挙される。基本的に、図面内における同じ部分には同じ参照番号が付されている。

発明を実施する態様
図２は、シートメタル部品を概略的に示す。この部品は、車体の前部であり、縁部１１に沿ったチャネル（種類：バックドラフトされた二次成形）、シル接続フランジ１２（種類：二次成形）、バンパー接続フランジ１３（種類：フランジ）、インジケータ用の穴１４（種類：穿孔）、およびシル接続フランジ内の穴１５（種類：矩形穴）を有する。断面Ａ−ＡからＤ−Ｄは、これらの領域の概略的断面を示す。上に指定した種類は、それぞれの特性の種類である。

例として、この部品についての、自動評価されるモデルデータについて最初に説明し、その後、基本的な関係およびデータ構造について、より詳細に説明する。

特性およびその種類は、ユーザにより設定されるか、または自動的に認識される。格納される表は、このような特性を製造し得る少なくとも１つの方法基準と、各特性の種類とを関連付ける。方法基準はモジュールのシーケンスであり、ここで１つのモジュールは、１つの操作で実施され得る機械加工ユニットである。選択された方法基準は、この例についての各特性の種類について以下の表で指定され、ここで「ＦＣ」は「フィラーカム」の略称である。

さらに格納された表は、モジュール構成要素の少なくとも１つの変形と、各モジュールとを関連付ける。構成要素は、モジュールを実施し得る工具の一部である。以下の表は、たとえば結果的に生じるモジュール構成要素を示す。

構成要素のパラメータは、構成要素により作成される特性のパラメータに従い、構成要素インスタンス化プロセスにおいて作成される。この例についての典型的な規則が、以下の表に指定される。これらの規則は、実行可能なプログラム命令の形で格納される。予め規定されかつ格納された関数は、ｆ₁およびｆ₂により示される。

したがって、工具構成要素の特性が公知となり、ここから、次のステップにおいて、工具を製造するための消費リソースが決定される。これは一般に、１つ以上の変数の関数ｆ₁、ｆ₂、…ｆ_ｎ、ｆ_ｍ…、ｇ₁、ｇ₂、…ｇ_ｎ、ｇ_ｍ…、ｈ₁、ｈ₂…ｈ_ｎ、ｈ_ｍとして格納される。一般にこれらの変数は、１つ以上の形状寸法（長さＬ、幅Ｂ、高さＨ）であるか、または、上述の構成要素のインスタンス化により公知である、さらなるパラメータである。以下の表は、構成要素の製造のためのさまざまな処理ステップについての消費情報またはコスト関数を示す。

消費関数は消費リソースを示し、したがって、作業時間、消費材料、または機械の使用時間等を示す。それぞれのリソースの、単位当たりの公知のコストにより、金銭上のコストが決定される。

図３は、ステップを形成するシーケンスをモデル化するためのデータの構造を示す。この構造は、一方で、自動的な方法を実施する前にコンピュータシステムに格納されかつコンピュータシステムにおいて準備が整った状態にされている汎用データの全体に該当する。これを以降、「一般モデル」と呼ぶ。他方で、当該構造は、或る部品についてのデータに該当する。このデータは、当該方法によって一般データから選択され、部品の形状パラメータによりインスタンス化される。これを今後、「インスタンス化されたモデル」と呼ぶ。

Ｐ１およびＰ２は、図面の消費関数における構成要素のパラメータを示す。
図面の矢印は各場合において、関連を示す。一般に、関連は表によって表わされ得る。第１の関連レベル１では、部品の特性のすべてがこの部品に関連付けられる。この関連は、インスタンス化されたモデルにのみ存在する。

第２の関連レベル２では、１つの方法基準が各特性に関連付けられる。一般モデルにおいて、これは、１つの特性に付き２つ以上の方法基準であることが考えられる。インスタンス化されたモデルでは、１つの特性に付き正確に１つの方法基準が、ユーザにより、または自動的に選択される。

第３の関連レベル３では、１つ以上のモジュールが各方法基準に関連付けられる。この関連は、一般モデルにより規定され、インスタンス化されたモデルにおいて採用される。

第４の関連レベル４では、特性の種類に依存して、１つ以上のモジュール構成要素が各モジュールに関連付けられる。この関連は、一般モデルにより規定され、インスタンス化されたモデルにおいて採用される。

第５の関連レベル５では、１つの工具構成要素が各モジュール構成要素に関連付けられる。それにより、特性パラメータに依存して、１つ以上の工具構成要素が関連付けられ得、すなわち、１つ以上の型爪（mould jaw）が１つの細長いフランジに関連付けられ得る。一般モデルにおけるこの関連は、表により予め規定され、計算規則と組合される。インスタンス化されたモジュールにおいて、工具構成要素のパラメータは、これらの計算規則により決定される。さらに、１つ以上の工具構成要素は、或る基準に依存して、１つの共通の構成要素で置換される。したがって、たとえば機械加工の方向間の角度が或る公差内に収まっており、かつ、距離が或る制限値未満である２つの穴に関し、関連付けられたパンチリテーナプレートは、１つのパンチリテーナプレートで置換される。そのサイズは、穴のサイズおよび当該穴間の距離から決定される。

第６の関連レベル６では、構成要素の製造、購買、機械加工等による準備のため、または、当該構成要素によって生じる他の構成要素の機械加工による準備のために消費される１つ以上のリソースが、準備コストの決定と共に、各工具構成要素に関連付けられる。この関連は、リソースの表として一般モデルにより規定され、また、インスタンス化されたモデルにおいて採用される。

第７の関連レベル７では、構成要素パラメータの関数としてコストを決定するための消費関数が、各リソースに関連付けられる。この関連は、構成要素パラメータに依存して、これらの関数を計算するための一般モデルにより規定される。第６および第７の関連レベルはまた、消費関数と工具構成要素との１つの関連により、ともにグループ化され得る。

格納された表および計算規則は、算出スキームを生じる。個々の関連レベルについての関係およびデータ構造を、より詳細に以下に説明する。

第１の関連レベル
何が特性であるか（部品の詳細）？
・特性は、部品の形状における詳細である。

・特性は、或る機能を満たす（取付フランジ、ケーブル開口部、設計等）。
・或る製造品質を必要とする（基本構造における取付のための穴、覆いの設置用の穴、塗料槽を経た後の塗料の逃げ部用穴等における、さまざまな公差）。

・局部的な成形、折曲げ、穿孔、および切断操作の連続により、具現化が記述され得る。

・各特性は或る種類（フランジ、開口部）を有し、これは、特性の形状寸法上の性質に依存する。したがって、自動的に認識されるのは、このように、特性ではなく、まず特性の種類である。

・絞り操作に関し、部品全体またはより大きな部品の領域は、１つの特性と考えられる。

・ビレットの切断操作に関し、部品縁部の全体が１つの特性と考えられる。
以下のリストは、コンピュータベースのモデルにおいて好ましくは存在し、かつ、構造ツリーのより下位レベルでさらに処理される、１組の特性の種類を提供する。

・丸穴 ・フランジ
・丸穴非Ｚ ・フランジ非Ｚ
・矩形穴 ・二次成形
・矩形穴非Ｚ ・二次成形非Ｚ
・スロット ・絞り用の部品（領域）
・スロット非Ｚ ・外側縁部
・特別な穴 ・セグメント外側縁部
・特別な穴非Ｚ ・セグメント外側縁部非Ｚｚ
・開口部 ・セグメント開口部
・開口部非Ｚ ・セグメント開口部非Ｚ
・丸い穿孔
・丸い穿孔非Ｚ
・スロットの穿孔
・スロットの穿孔非Ｚ
・矩形穴の穿孔
・矩形穴の穿孔非Ｚ
・特別な穴の穿孔
・特別な穴の穿孔非Ｚ
各場合において、「非Ｚ」という記述は、その特性がカムにより製造されるべきであることを示す（形状寸法上の方向「Ｚ」は垂直方向であり、したがって、ステーションの主動作方向であるが、カムまたは他のハンドは水平または斜めに移動するため、「Ｚ方向ではない」）。「スロット」という特性の種類はたとえば、自動的に認識される。ユーザが或る理由で、カムによる特性の製造を設定することを望む場合、特性の種類を「スロット非Ｚ」に変更することができる。異なる方法基準が、「スロット」（以下を参照）ではなく、この特性の種類に関連付けられる。特別な穴とは、その形状が丸穴にも、矩形穴にも、スロットにも相当しない穴である。同じことが、特別な穴の穿孔にも当てはまる。

特性の種類の自動認識は、好ましくは、部品の多面体モデルまたはパラメトリックモジュールから開始される。それにより、２つの手順上の方法が可能になる。すなわち、或るモデルは一般に、ＣＡＤ（計算機支援設計）の設計者により、個々の部品の表面から統合される。このような部品の表面はしばしば、識別されるべき特性に対応する。たとえば、ラジエータカバーは、本質的に平坦な２つの部分と、複雑な形状のいくつかの縁部領域とからなる。したがってこれらの特性は、第１の手順上の態様に従って、モデル構造により認識される。第２の手順上の態様に従い、形状、したがって、モデル化された部品の形状が分析される。それにより、コンピュータベースの形状処理（計算上の形状）、たとえば、本体を通る断面の計算、表面の曲率の計算、穴および縁部の自動決定等の、広く公知の標準的方法に頼ることができる。

特性は一般に、二次成形領域に加え、穴、開口部、穿孔部、フランジである。フランジまたは二次成形領域を見つけるため、その半径が或る限定値、たとえば４ｍｍ未満のすべての穴が、部品から除外される。これにより、部品はいくつかのサブ部品に分解され、これらのサブ部品はその後、より高精度で再吟味される。分離され、かつ、平面またはほぼ円筒面上に存在する縁部領域は、それらが二次成形領域でない限り、折曲げフランジとして外側縁部上に、および、穿孔部として穴の上に、認識される。穴の除去により部品から分離された部品内部の領域は、同様に、二次成形領域として認識される。領域の分離に至った、先ほど除外した穴は、これらに関連付けられる。領域の分離に至らない、除外された穴は、独立した二次成形領域として識別される。バックドラフト領域（非Ｚ）は、表面法線とプレスの動作方向との間の角度の分析により、識別され得る。穴、開口部、および縁部は、隣接する部品表面が存在しない場所において、部品表面のトポロジーにより提示される。プレスの動作方向から製造することができない穴および縁部領域（非Ｚ）は基本的に、縁部に沿った表面法線と、プレス作業方向との間の角度の分析により識別され得る。特にこのため、切断角度およびせん断角度が計算され使用され得る。切断角度は、表面法線と、当該表面法線および表面接線により広がる面上への動作方向の投影との間の角度である。せん断角度は、法線および従法線による、当該面上への投影を用いて類推的に規定される。

特性パラメータの評価は、特性の識別を伴う。ここで、好ましくは、特性に対して規定されるモジュールにおいて生じるモジュール構成要素の構成要素パラメータを決定するために必要なものが計算される。これらは、
・丸穴／丸い穿孔：面積、半径
・スロット／スロットの穿孔：周囲、面積、長さ、幅
・特別な穴／特別な穴の穿孔：周囲、面積
・開口部：周囲、面積
・フランジ／（バックドラフトされた）二次成形領域：長さ（＝折曲げまたは二次成形がそれに沿って行なわれる半径の長さ）、切断長さ（＝フランジ上の外側縁部／二次成形領域の長さ）、面積
・外側縁部／セグメント外側縁部／セグメント開口部：長さ
・絞りのための部品の領域；長さ、幅面積
第２の関連レベル
各特性は或る種類を有する。すなわち、これは、特性についての代替的な方法基準の選択に加え、デフォルト方法基準を確定する。考慮されたこれらの方法基準は、各特性の種類に関して格納され、ユーザにより変更され得る。方法基準は、企業および顧客に固有の好みおよび品質要求を反映する。

例１：フェンダを有する特性「インジケータ」
・種類「特別な形状の穿孔」
・デフォルト方法基準：「穴開け、穿孔」（２モジュール）
・代替的な方法基準：
○「１回での穿孔」（１モジュール）
例２：フェンダにおける特性「バンパー接続フランジ」
・種類「フランジ」
・デフォルト方法基準：「切断、折曲げ」
・代替的な方法基準：
○「折曲げ」
○「カムを用いた切断、折曲げ、切断」
○「フィラーカムを用いた切断、折曲げ、二次成形」
○「フィラーカムを用いた折曲げ、二次成形、カムを用いた切断」
○「カムを用いた切断、フィラーカムを用いた折曲げ、二次成形」
○「カムを用いた切断、フィラーカムを用いた二次成形」
例３：フェンダにおける特性「シル接続フランジにおける穴」
・種類「矩形穴」
・デフォルト方法基準：「穴開け」
・代替的な方法基準：なし。標準的な穴に関しては、「穴開け」のみが存在する。たとえばカムを介して穴を開けることを望む場合、「カムを介した穴開け」という方法基準を有する特性の種類「矩形穴非Ｚ」を変更することができる。

第３の関連レベル
各方法基準は１つ以上のモジュールからなり、それにより１つのモジュールは、それぞれの特性に対する１つの操作内で実現されるものに対応する。たとえば、「折曲げ」および「カムを介した切断」というモジュールは共に、１つの方法基準を形成する。図４は、特性の種類および関連する方法基準のこのようなリストを示す。各特性の種類に対し、１つの方法基準のみが指定されるか、または、この特性の種類についてのいくつかの方法基準が互いに列挙される。方法基準の名前は、一般に自明であり、すなわち、それらに含まれるモジュールの名前を含む。このため、方法基準の上記の例も参照されたい。

たとえば、特性「丸形の穿孔非Ｚ」は、カムを用いて非Ｚ方向に作成される穿孔を意味する。この特性は、３つの方法基準のうちの１つを用いて製造され得る。第１の方法基準では、穴開けおよび穿孔がカムを用いて行なわれる。第２では、穴開けがＺ方向で行なわれた後、穴の開いたセクションが、カムを用いて穿孔される。たとえば、穿孔部が最初に設けられたフランジ上に存在し（このために、穴がＺから製造され得る）、次に折曲げられ、このことが「非Ｚ」からの穿孔部を必要とする場合、このような方法基準が必要とされる。第３の方法基準では、穴開けおよび穿孔が第２の変形と同様にＺから行なわれ、これはたとえば、最初に設けられたフランジ上の穿孔部に必要とされる。

第４の関連レベル
各特性の種類およびその方法基準の各モジュールに関し、このモジュールを実現するためにどのモジュール構成要素が必要とされるかについてのリストが格納される。図５は、関連するモジュール構成要素と共に、特性の種類およびモジュールの種類のこのようなリストを示す。モジュール構成要素は、図面におけるように、「構成要素の種類」としても記述され得る。１つの特性の種類に対して規定されるすべての方法基準は、このリスト内で規定されるモジュールの組合せにより生じる。たとえば、特性の種類「丸形の穿孔」は、穴開け／穿孔のモジュールを有する方法基準により作成され得る。以下の列は、使用される構成要素を指定する。

例１；特性の種類「丸形の穿孔」
・モジュール構成要素としてのモジュール「穴開け」は、（図５において表示のすべての列が視認できるわけではないが）以下のもの、すなわち、切断パンチ、パンチリテーナプレート、切断ユニット、スラストプレート切断ユニット、ストリッパプレート、抜き型、および型リテーナを必要とする。

・モジュール「穿孔」は、モジュール構成要素、すなわち、フランジ成形爪、リテーナ成形ユニット、スラストプレート成形ユニット、リテーナ、折曲げパンチおよび据付プレートを必要とする。

例２：特性の種類「フランジ」
・モジュール「折曲げ」は、モジュール構成要素の能動爪（active jaw）および受動爪（passive jaw）を必要とする。

・モジュール「カムを用いた折曲げ」は、モジュール構成要素の能動爪、受動爪、フランジカム、およびカム据付装置を必要とする。

・モジュール「フィラーカムを用いた二次成形」は、モジュール構成要素の能動爪、受動爪、フィラーカム、フランジカム、およびカム据付装置を必要とする。

・モジュール「切断」は、モジュール構成要素の上刃および下刃を必要とする。
・モジュール「カムを用いた切断」は、モジュール構成要素の切断カム、カム据付装置、上刃、および下刃を必要とする。

第５の関連レベル
・モジュール構成要素（たとえば「穴開けパンチ丸形」）から、「実際に」存在する工具構成要素（購入する可能性があるもの、たとえば「１つの穴開けパンチ丸形、半径６ｍｍ」）に到達するために、および、
・実際の（すなわち物理的な）工具構成要素から、それによって生じる消費リソースに到達するために、まず、これらの関連が依存するパラメータ（「穴開けパンチ丸形」に関し、これらはたとえば、半径、長さ、および材料である）が、各構成要素について決定される。これらの関連は、算出スキームに格納される。

図６は、それぞれの構成要素パラメータを有するモジュール構成要素のこのようなリストを示す。モジュール構成要素は、パラメータに固定値を提供することにより、インスタンス化された工具構成要素か、または固有の工具構成要素となる。たとえば、図５において、パラメータ「穴開けパンチ丸形」は、領域５１に記載される。構成要素の各パラメータには、
・関連付けられた部品の詳細の形状および／または、
・部品または順序に固有の値、たとえばシートメタルの厚さ、シートメタルの材料、工具のサイズ等
から計算される値が与えられる。

材料または焼入れ方法等の特性は、記号のシーケンスまたは数字（記述のリストを参照）により表わされる。関連付けられた関連規則は、インスタンス化規則と呼ばれ、同様に算出スキームに格納される。たとえば、「穴開けパンチ丸形」のパラメータについての規則は、図６の領域５２に記載される。列「インスタンス化規則」における変数名は、
・関連付けられた特性（「半径」、「長さ」）のパラメータか、
・既に計算された、構成要素自体のパラメータ（「ＣＯ＿…」で始まる）か、
・部品または順序（ユーザが稼働時間において変更し得る）に固有のデータに依存して実体化されるパラメータ（「ＣＤ…」で始まる）か、または、
・これらの構成要素に対して固定された態様で提示されるパラメータ（材料の記述「ＨＳＳ」もしくは「Ｍ＿０５」）に関連する。

構成要素パラメータを決定するために、関連する部品の詳細における形状を使用する例は、導入例で既に提示した。したがって、刃の長さ＝ｆ（フランジ長さ）である。さらに別の例は、
・穴開けパンチの半径＝丸穴の半径
・フランジカムの長さ＝フランジの長さ＋２００ｍｍ
・切断工具据付装置の幅＝２０．２３８１＋１．０７６１９＊構成要素の幅
である。

できる限り「実際の」インスタンスが、計算されたパラメータ値に関してデータベースから決定される。各パラメータ値に関しては、（丸め誤差によりその品質が少し落ちていることも考えられる）指定値がデータベース内に存在しないときに何が生じるべきか、すなわち、次の値、次に最も大きい値、もしくは次に最も小さい値を取るべきか、または、エラーノートが存在すべきであるか、を指定しなければならない。このことは、丸め規則中に存在する。図６において、丸め規則は領域５３内に記載されている。

構成要素のインスタンス化の例：フェンダにおける特性「バンパー接続フランジ」：
・特性の種類：フランジ
・仮定
○選択された方法基準はデフォルト「折曲げ」である。

○フランジの長さ：４３０ｍｍ
○爪についての選択された標準長さ：３５０ｍｍ（ユーザはこれをＧＵＩ内のメニューを介して確定することができる）。

・必要とされるモジュール構成要素：能動爪、受動爪
・各場合に、能動爪および受動爪は、長さ、幅、高さ、材料、および焼入れ方法というパラメータを有する。

・フランジの長さが予め規定された標準長さよりも長いため、２つの受動爪および２つの能動爪が各場合に作成される。一方の長さは３５０ｍｍであり、他方の長さは８０ｍｍである。

・爪の幅および高さは、それらの長さから計算され、材料および焼入れ方法は、ＧＵＩ（グラフィカルユーザインターフェイス）において所望される際にユーザが変更することのできるデフォルト値により設定される。

算出スキームにおいて生じる各構成要素に関し、構成要素データベースには、構成要素のさまざまな実際の変形についての１つ以上のエントリが存在する。１つのエントリは、
・構成要素の変形の名前
・個々の構成要素パラメータについての固有値（または値の領域）
・考えられるさらに別の情報（基準、…）
・パラメータ値に依存する、切断ステップまたは材料についての消費関数
からなる。

図７は、関連付けられた選択変数を有する構成要素のリストを示す。たとえば、半径が１、１．１、１．２、…から８．３、８．４ｍｍまでの穴開けパンチが存在し、各場合において、材料ＸＷＳ（ＤＩＮ９８６１に従ったクロム合金の特別鋼）製の、７１ｍｍおよび８０ｍｍの全長を有する。半径、長さ、材料の選択変数は、算出スキームの構成要素パラメータに対応する。したがって、固有の構成要素パラメータにより、最も近接する実際の工具構成要素が、表のシステマチックな検索により見出される。

第６および第７の関連レベル
図８は、関連付けられたコスト関数または消費関数、したがって、選択変数および可能性として他の値、たとえば工具のサイズ等に依存して消費ソースを計算する関数と共に、工具構成要素のリストの一部を示す（列における「機械加工コスト」）。部品が購入されているため、「半仕上げ」および「焼入れ」の列にはエントリが存在しない。社内で製造された部品に関し、これらの列は、同様の構造の式を含む。図７に示すリストは、図６のリストと組合され、これが分けて示されているのは空間上の問題によるものである。したがって、各構成要素に関し、それにより生じる消費リソースは、構成要素データベースの補助により決定することができる。それにより、考え得る小さな購買部品は、「標準部品パッケージ」へとグループ化される。

工具のコストを得るために、さらに、
・各プロセスステップまたは各材料について、個々の構成要素についてのコストを合計し、
・１つのプロセスステップ当たりの合計額を、それぞれ１時間当たりの率で乗算し、
・１つの材料当たりの合計を、それぞれの材料コスト率で乗算し、
・そこから生じるコストを合計する。
その合計で、部品の種類（外板、内側部品）および材料（鋼、高強度鋼、アルミニウム）に依存して、補充内容が乗算される。

したがって、総コストは以下の合計として表わされ得る。

したがって、図３の構造ツリーは、各特性についての、および、ここから各モジュールについての消費リソースが構成要素およびモジュール構成要素により算出される関係を示す。

消費関数の更新
この発明の好ましい一実施例において、コスト関数またはそれらのパラメータは、実際のコストに従って更新される。このため、工具またはそれらの構成要素の作成に伴う時間および材料に関する実際のコストを決定し、これは、構成要素の物理的な選択パラメータと共に格納される。たとえば、費用と構成要素パラメータとの間の関数関係は、回帰分析により決定される。新規の関数関係が、これまでの消費関数に取って代わる。

方法プランの作成
完全な方法プランを決定するために、操作の全体にわたってモジュールが分配される。これにより、個々の操作に対するコストの分配も可能になる。この分配は、今後制約と呼ぶ、一連の追加条件を考慮して行なわれる。さまざまな種類の制約が存在し、これらの制約は、操作全体にわたるモジュールの分配を制御する。

・同時性：２つのモジュールは、同一操作において製造されなければならない。
○たとえば、互いに近接するいくつかの「穴非Ｚ」の例が、同一のカムを介して製造される。このような制約は、ユーザ選択「共通の構成要素」から自動的に作成される。このユーザ選択は、穴を互いに関連付ける。したがって、それぞれの「穴開け」モジュールは、同一操作内に存在しなければならない。

・除外：２つのモジュールは、同一操作内で製造されないことが考えられる。
○例：側壁：特性Ａコラム、トップについての「カムを用いた二次成形」、および、特性ルーフチャネルについての「カムを用いた二次成形」は、共に製造されないことが考えられる。なぜなら、２つのカムに対する空間が少なすぎるためである。このような条件は、好ましくは自動的に作成される。なぜなら、工具の位置およびそれらの空間要件が形状モデルにより評価されるためであり、工具が互いに衝突するか、または同一空間を占めるかに関してチェックが行なわれる。工具の位置、および、これに対する工具の動作運動が、次いで、部品の形状から自動的に導出され、工具が移動する体積が、重複に関して計算および吟味される。

・シーケンス：モジュールＡはモジュールＢの前または後に製造されなければならない。

○例：１つの方法基準内のモジュールは、入れ替えられないことが考えられる。
・操作の種類：モジュールＡは、種類ｘの操作で製造されないことが考えられる。

○例：折曲げは、種類「ビレットの切断」、「深絞り工具」、または「切断工具」の操作内に存在しないことが考えられる。

したがって制約は、
・いずれの場合も守らなければならない一般規則として、標準的な態様で予め定められるか、
・特別な規則として、たとえば或る方法基準に関連付けられ、使用の際に自動的に起動されるか、
・形状寸法上の関係を分析することにより、状況に依存した規則として自動的に生成されるか、または、
・手動で設定され得る。

モジュールは、これらの制約を考慮した上で、操作と自動的に関連付けられる。それにより、操作数、コスト、または混合機能をも最小にするため、この関連は、好ましくは最適化の方法により変更される。結果的に生じる組合せ最適化の問題は、たとえば、ＩＬＰ（整数線形計画法）として作成され得る。このため、最適化の方法は、たとえば、
・切断面、
・分岐限定法、
・ラグランジュ（Lagrangian）分解、および
・制約プログラミング
として公知である。

特にコストを最小にするため、この発明の好ましい一変形では、最適化において検索空間が拡張される。なぜなら、たとえば以下のような理由による。

・１つの特性に関して規定されるいくつかまたはすべての方法基準が考慮される。
・方法または構成要素のすべての変形が考慮される。たとえば、標準カムをフレックスカムで置換することにより、操作、したがってコストが削減され得る。

・ピボット位置の変形が考慮される。たとえば、最初のピボット位置においてカムを用いて機械加工されなければならない特性は、変更されたピボット位置により、プレス動作方向から実現され得、したがってカムの使用が排除され得る。

・共通の構成要素のさまざまな変形を考慮する。たとえば、穴はグループへと通常グループ化され、これらのグループは、共に製造される（そして、パンチリテーナプレート、または、必要であればカム等の構成要素も共有する）。一方で、さまざまなグループ化は、さまざまな数のグループを生じ得るが、他方では、さまざまな共通の構成要素を生じる。いずれもコストに対して影響を有し得る。

「リスト」という用語は、概念上の態様で理解されるべきである。すなわち、リスト様の関連は、コンピュータ技術の態様で実現される。このことは、たとえばスプレッドシート、データベース等における表または他のデータ構造により行なわれ得る。

１０ 部品、１１、１２、１３、１４、１５ 形状特性。

Claims (16)

1. 成形プロセスによりシートメタル成形部品を製造するための工具についての工具パラメータをコンピュータ支援生成するための方法であって、製造プロセスの表示が生成され、この表示は、機械加工ステップの組と、これらの機械加工ステップの形状パラメータとを含み、前記方法は、
   ・部品（１０）の形状モデルにおいて、前記部品（１０）の形状特性（１１，１２，１３，１４，１５）の組を決定するステップを含み、前記形状特性（１１，１２，１３，１４，１５）の各々は、特性の種類により、および、前記形状特性（１１，１２，１３，１４，１５）の形状寸法上の形態を記述するための形状パラメータにより、記述され、前記方法はさらに、
   ・前記形状特性（１１，１２，１３，１４，１５）の各々について、関連付けられた方法基準を決定するステップを含み、１つの方法基準は、前記それぞれの形状特性（１１，１２，１３，１４，１５）を製造するための１つの変形を記述し、或る形状特性（１１，１２，１３，１４，１５）に関連付けられ得る方法基準の選択は、前記形状特性（１１，１２，１３，１４，１５）の前記特性の種類に依存し、１つの方法基準は少なくとも１つのモジュールを含み、１つのモジュールは、１つの機械加工ユニットを表わし、どの機械加工ユニットが１つの成形操作内に実行され得るかを記述し、前記方法はさらに、
   ・前記方法基準の前記モジュールの各々について構成要素を決定するステップを含み、これらの構成要素は、前記モジュールを実現するのに必要とされる工具の部品について記述し、前記方法はさらに、
   ・前記形状特性（１１，１２，１３，１４，１５）の形状パラメータから構成要素パラメータを決定するステップを含み、前記構成要素パラメータは、前記構成要素の、または、前記それぞれの工具の、形状パラメータを含む、方法。
2. 前記形状特性（１１，１２，１３，１４，１５）の各々に関し、関連する方法基準を決定するための、
   ・代替的な方法基準の順序付けられたシーケンスと、各種類の形状特性とを関連付けるリストから、１つの方法基準を選択するステップを含む、請求項１に記載の方法。
3. 前記方法基準の各々に関し、１つまたはいくつかの関連付けられたモジュールを決定するための、
   ・モジュールまたはモジュールのシーケンスと各方法基準とを関連付けるリストから、１つのモジュールまたは複数のモジュールを選択するステップを含む、請求項１または２に記載の方法。
4. 前記モジュールの各々に関し、モジュール構成要素を決定するための、
   ・１つ以上のモジュール構成要素と各モジュールとを関連付けるリストから１つ以上のモジュール構成要素を選択するステップを含む、請求項１から３のいずれかに記載の方法。
5. 前記関連付けられた形状特性の前記形状パラメータから特定の構成要素パラメータを決定するための、
   ・前記特性の種類に依存して、各場合において、構成要素の特性と前記形状特性（１１，１２，１３，１４，１５）とを関連付け、かつ、各場合において、前記形状特性の前記形状パラメータから前記構成要素パラメータを決定するための規則を含む表から構成要素の特性を決定するステップを含む、請求項１から４のいずれかに記載の方法。
6. 部品の前記形状モデルから形状特性の前記組を自動的に抽出することにより、前記部品の形状特性（１１，１２，１３，１４，１５）の組を決定するステップを含む、請求項１
   から５のいずれかに記載の方法。
7. ・方法プランを決定するステップをさらに含み、方法プランは、それぞれの操作に対する他のモジュールの関連性に依存して、モジュールの各場合における前記関連性を限定する制約を考慮しつつ、前記モジュールの各々を１つの操作に関連付けることにより、機械加工ステップの順序付けられたシーケンスを含み、さらに、これらの機械加工ステップの前記形状パラメータを含む、請求項１から６のいずれかに記載の方法。
8. 前記制約は、
   ・すべての事象において守られなければならない一般規則の標準的な組、
   ・関連付けられた特定の方法基準の使用において自動的に起動される特別な規則、
   ・構成要素間における形状寸法上の関係の分析により自動的に生成される、状況に依存した規則、または
   ・手動で設定可能な規則
   というカテゴリのグループの少なくとも１つを有する、請求項７に記載の方法。
9. ・前記構成要素の各々に関し、前記構成要素パラメータから構成要素のコストを決定するステップをさらに含み、前記構成要素のコストは、前記それぞれの構成要素または前記それぞれの工具についての消費リソースを表わし、
   ・前記構成要素のコストの合計として総コストを決定するステップをさらに含む、請求項１から８のいずれかに記載の方法。
10. ・方法プランを決定し、
    ・前記構成要素のコストを決定し、この方法プランについての構成要素のコストの合計として総コストを決定し、
    ・前記方法プランのパラメータを変更し、最適化の方法により前記総コストを新規に計算すること
    により、コスト面で最適な方法プランを決定するためのステップを含み、変更可能なパラメータは、
    ○さまざまな部品のピボット位置と１つの操作との関連付け、
    ○さまざまな方法基準と１つの形状特性（１１，１２，１３，１４，１５）との関連付け、
    ○構成要素のさまざまな変形と１つのモジュールとの関連付け、
    ○モジュールと操作との関連付け、または
    ○構成要素のグループ化
    のグループのうち少なくとも１つを含む、請求項７または８に従属する請求項９に記載の方法。
11. ・実際の構成要素およびそれらのパラメータを有する表を介して検索することにより、特に必要とされる構成要素との差を、そのパラメータが最小にする実際の構成要素を決定するステップと、
    ・前記実際の構成要素のパラメータを１つ以上の消費関数に適用することにより１つの構成要素当たりの消費リソースを計算し、各構成要素に関して規定された消費関数が格納される、これらの消費関数の結果を合計するステップと、
    ・適用されたすべての構成要素にわたり、構成要素のコストを合計するステップ
    とが、前記構成要素パラメータから構成要素のコストを決定するために実施される、請求項９または１０に記載の方法。
12. ・前記構成要素を製造する際に、１つの構成要素当たりの実際の消費リソースを取得するステップと、
    ・前記実際の消費リソースに従って前記消費関数を適合するステップとをさらに含む、請求項１１に記載の方法。
13. ・前記部品（１０）が製造されるべき少なくとも１つのピボット位置を決定するステップを第１のステップとして含む、請求項１から１２のいずれかに記載の方法。
14. 成形プロセスによりシートメタル成形部品を製造するための工具についての工具パラメータをコンピュータ支援生成するためのデータ処理システムであって、前記データ処理システムは、請求項１から１３の１つ以上に記載の方法を実施するための手段を含む、データ処理システム。
15. 成形プロセスによりシートメタル成形部品を製造するための工具についての工具パラメータをコンピュータ支援生成するためのコンピュータプログラムであって、前記コンピュータプログラムは、データ処理ユニットにロードされて実現され得、実行されると、請求項１から１３の１つ以上に記載の方法を実施する、コンピュータプログラム。
16. 請求項１５に記載のコンピュータプログラムを備える、データキャリア。