JP2015146094A - 自動ネスティング方法及びそれを用いた自動ネスティングシステム、並びに自動ネスティング方法をコンピュータに実行させるためのプログラム及び該プログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体 - Google Patents

Abstract

【課題】人手を介することなく、歩留まりが高くなる部品配置を容易に得られるようにする。【解決手段】所定の寸法を有する板状又はシート状の素材に複数の部品を配置する配置パターンを決定する自動ネスティング方法において、素材に複数の部品を配置した第１の配置パターンを決定する第１ステップと、第１の配置パターンの面積と素材の面積とから第１の配置パターンの第１の歩留まりを求める第２ステップと、素材の寸法を所定量だけ小さくする第３ステップと、寸法を小さくした素材に複数の部品を配置した第２の配置パターンを決定する第４ステップと、第２の配置パターンの面積と寸法を小さくした素材の面積とから第２の配置パターンの第２の歩留まりを求める第５ステップとを備えている。第３ステップ、第４ステップ及び第５ステップを繰り返して第ｎの歩留まり（ｎ≧１の整数）を求め、第１の歩留まりから第ｎの歩留まりまでのうちから最適な歩留まりを求める。【選択図】図４

Description

本発明は、板状又はシート状の母材から所定の部品取りを行う際に用いる、自動ネスティング方法及びそれを用いた自動ネスティングシステム、並びに自動ネスティング方法をコンピュータに実行させるプログラム及び該プログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体に関する。

板状又はシート状の素材（母材）に複数の部品を配置する際の配置位置を決定する自動ネスティング装置が従来技術として知られている（例えば、特許文献１を参照。）。

従来のネスティング装置には、個々の部品に相当する製品の全てを仮の素材に配置することが不可能な場合に、仮の素材である長方形状の領域を大きくした後、再度、仮の素材に対して複数の製品の配置位置を決定する処理を施したものがある。

これにより、素材の製品が配置されない残材領域の形状が簡素化されて、残材の再利用価値が高まるという効果、可能な限り小さい領域でのネスティングが可能となって残材領域を大きくできるという効果、及び残材領域を大きくしつつ、ネスティングのための処理時間が短縮されるという効果を奏することが記載されている。

これに対し、板状又はシート状の素材から所定数の部品を配置する際の歩留まり（＝（複数部品の総面積）／（複数部品が配置された素材の面積）×１００）を大きくして、該素材の残材領域を削減したいという要望がある。

特開平１０−２８９０１０号公報

現在、市販のプレス成形解析ソフトウェアを搭載した自動ネスティング装置を用い、キーボード又はマウス等からの手入力によって、素材の歩留まりを高める方法が採られている。

しかしながら、手入力による作業は属人的であり、作業者によって最適となる歩留まり値が異なってしまう。また、市販のプレス成形解析ソフトウェアには、部品の配置位置に制約があり、この制約を解除すると、作業工数が大幅に増大してしまうことにもなる。従って、市販のプレス成形解析ソフトウェアを用いて歩留まりの最適解を得るには、熟練と多大な時間とを要する。また、市販のプレス成形解析ソフトウェアによっては、部品の向きを自動的に変更することができないという問題もある。

本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、その課題とするところは、人手を介することなく、歩留まりが高くなる部品配置を容易に得られる技術を提供することにある。

上記の課題を解決するため、本発明は、第１の演算処理として、所定の寸法の素材に複数の部品を配置した第１の配置パターンを演算して該第１の配置パターンの歩留まりを算出し、続いて、第２の演算処理として、寸法を所定量だけ小さくした素材に複数の部品を配置した第２の配置パターンを演算して該第２の配置パターンの歩留まりを算出し、第２の演算処理を繰り返すことにより、複数の歩留まりを求め、求めた複数の歩留まりのうちから最適な歩留まり値を求めることを特徴とする。

具体的には、本発明は、自動ネスティング方法及びそれを用いた自動ネスティングシステムを対象とし、次のような解決手段を講じた。

すなわち、第１の発明は、所定の寸法を有する板状又はシート状の素材に複数の部品を配置する配置パターンを決定する自動ネスティング方法を対象とし、素材に複数の部品を配置した第１の配置パターンを決定する第１ステップと、第１の配置パターンの面積と素材の面積とから、第１の配置パターンにおける第１の歩留まりを求める第２ステップと、素材の寸法を所定量だけ小さくする第３ステップと、寸法を小さくした素材に複数の部品を配置した第２の配置パターンを決定する第４ステップと、第２の配置パターンの面積と寸法を小さくした素材の面積とから、第２の配置パターンにおける第２の歩留まりを求める第５ステップとを備え、第３ステップ、第４ステップ及び第５ステップを順次繰り返すことにより、第ｎの歩留まり（但し、ｎはｎ≧１の整数。）を求め、第１の歩留まりから第ｎの歩留まりまでのうちから最適な歩留まりを求めるものである。

これによれば、第１の配置パターンの面積と素材の面積とから、第１の配置パターンにおける第１の歩留まりを求め、その後、素材の寸法を所定量だけ小さくした素材に複数の部品を配置した第２の配置パターンにおける第２の歩留まりを求める。さらに素材の寸法を所定量だけ小さくした配置パターンを決定してこれを繰り返し、第ｎの歩留まりを求める。これにより、人手を介することなく、歩留まりが高くなる部品配置を容易に得ることができる。

第２の発明は、上記第１の発明において、第３ステップでは、素材における長さ寸法及び幅寸法の少なくとも一方の寸法を小さくするものである。

これによれば、素材の残材領域を小さくすることができる。

第３の発明は、上記第１の発明において、第３ステップでは、素材における長さ寸法及び幅寸法のうちの幅寸法を小さくするものである。

このようにしても、素材の残材領域を小さくすることができる。

第４の発明は、上記第１の発明において、複数の部品の形状及び寸法は同一である。

これによれば、形状及び寸法が同一である複数の部品の配置パターンを決定することができる。

第５の発明は、上記第１の発明において、素材が金属板である場合に、第１ステップ及び第４ステップにおいて、複数の部品のそれぞれの周囲に型押さえ代を設けるものである。

これによれば、素材が金属板である場合にも、加工が容易な配置パターンを決定することができる。

第６の発明は、所定の寸法を有する板状又はシート状の素材に複数の部品を配置する配置パターンを決定する自動ネスティングシステムを対象とし、処理対象とする部品を選択すると共に、選択した部品の厚さ寸法を入力する入力手段と、選択された複数の部品の配置パターンを決定する配置パターン決定手段と、決定された配置パターンの面積と素材の面積とから、決定された配置パターンにおける歩留まりを算出する歩留まり算出手段と、素材の寸法を変更する素材寸法変更手段とを備え、配置パターン決定手段によって、素材に複数の部品を配置した第１の配置パターンを決定し、歩留まり算出手段によって、第１の配置パターンの面積と素材の面積とから、第１の配置パターンにおける第１の歩留まりを求め、素材寸法変更手段によって、素材の寸法を所定量だけ小さくし、その後、配置パターン決定手段によって、寸法を小さくした素材に複数の部品を配置した第２の配置パターンを決定し、歩留まり算出手段によって、第２の配置パターンの面積と素材の面積とから、第２の配置パターンにおける第２の歩留まりを求め、配置パターン決定手段、素材寸法変更手段及び歩留まり算出手段を順次繰り返し用いることにより、第ｎの歩留まり（但し、ｎはｎ≧１の整数。）を求め、第１の歩留まりから第ｎの歩留まりまでのうちから最適な歩留まりを求めるものである。

これによれば、配置パターン決定手段によって決定された第１の配置パターンの面積と素材の面積とから第１の歩留まりを求め、その後、素材寸法変更手段によって、素材の寸法を所定量だけ小さくし、続いて、寸法を小さくした素材に複数の部品を配置した第２の配置パターンの面積と素材の面積とから、第２の歩留まりを求める。さらに、配置パターン決定手段、素材寸法変更手段及び歩留まり算出手段を順次繰り返し用いることにより、第ｎの歩留まり（但し、ｎはｎ≧１の整数。）を求め、第１の歩留まりから第ｎの歩留まりまでのうちから最適な歩留まりを求める。これにより、人手を介することなく、歩留まりが高くなる部品配置を容易に得ることができる。

第７の発明は、上記第６の発明において、素材寸法変更手段では、素材における長さ寸法及び幅寸法の少なくとも一方の寸法を小さくするものである。

これによれば、素材の残材領域を小さくすることができる。

第８の発明は、上記第６の発明において、素材寸法変更手段では、素材における長さ寸法及び幅寸法のうちの幅寸法を小さくするものである。

このようにしても、素材の残材領域を小さくすることができる。

第９の発明は、上記第６の発明において、複数の部品の形状及び寸法は同一である。

これによれば、形状及び寸法が同一である複数の部品の配置パターンを決定することができる。

第１０の発明は、上記第６の発明において、素材が金属板である場合に、配置パターン決定手段は、複数の部品のそれぞれの周囲に型押さえ代を設けるものである。

これによれば、素材が金属板である場合にも、加工が容易な配置パターンを決定することができる。

第１１の発明は、上記第６の発明において、配置パターン決定手段には、立体部品を所定の容器に梱包する３次元梱包荷姿最適化ソフトウェアを用いるものである。

これによれば、人手を介することなく迅速に部品の配置パターンを決定することができる。

第１１の発明は、所定の寸法を有する板状又はシート状の素材に複数の部品を配置する配置パターンを決定する自動ネスティング方法をコンピュータに実行させるためのプログラムを対象とし、該プログラムは、素材に複数の部品を配置した第１の配置パターンを決定する第１手順と、第１の配置パターンの面積と素材の面積とから、第１の配置パターンにおける第１の歩留まりを求める第２手順と、素材の寸法を所定量だけ小さくする第３手順と、寸法を小さくした素材に複数の部品を配置した第２の配置パターンを決定する第４手順と、第２の配置パターンの面積と寸法を小さくした素材の面積とから、第２の配置パターンにおける第２の歩留まりを求める第５手順とを含み、コンピュータに、第１手順及び第２手順を実行させた後、第３手順、第４手順及び第５手順を順次繰り返して実行させることにより、第ｎの歩留まり（但し、ｎはｎ≧１の整数。）を求め、第１の歩留まりから第ｎの歩留まりまでのうちから最適な歩留まりを求めるものである。

これによれば、プログラムは、素材に複数の部品を配置した第１の配置パターンの第１の歩留まりを求め、続いて、素材の寸法を所定量だけ小さくした素材に複数の部品を配置した第２の配置パターンの第２の歩留まりを求める。その後、コンピュータに、素材の寸法を所定量だけ小さくした場合の部品配置において、その歩留まりを順次繰り返して実行させることにより、第ｎの歩留まり（但し、ｎはｎ≧１の整数。）を求め、第１の歩留まりから第ｎの歩留まりまでのうちから最適な歩留まりを求める。これにより、人手を介することなく、歩留まりが高くなる部品配置を容易に得ることができる。

第１３の発明は、上記第１２の発明において、第３手順では、素材における長さ寸法及び幅寸法の少なくとも一方の寸法を小さくするものである。

これによれば、素材の残材領域を小さくすることができる。

第１４の発明は、上記第１２の発明において、第３手順では、素材における長さ寸法及び幅寸法のうちの幅寸法を小さくするものである。

このようにしても、素材の残材領域を小さくすることができる。

第１５の発明は、上記第１２の発明において、複数の部品の形状及び寸法は同一である。

このようにすれば、形状及び寸法が同一である複数の部品の配置パターンを決定することができる。

第１６の発明は、上記第１２の発明において、素材が金属板である場合に、第１手順及び第４手順において、複数の部品のそれぞれの周囲に型押さえ代を設けるものである。

これによれば、素材が金属板である場合にも、加工が容易な配置パターンを決定することができる。

第１７の発明は、所定の寸法を有する板状又はシート状の素材に複数の部品を配置する配置パターンを決定する自動ネスティング方法をコンピュータに実行させるためのプログラムを記録した記録媒体を対象とし、上記第１２の発明に記載のプログラムを記録したものである。

本発明によれば、人手を介することなく、歩留まりが高くなる部品配置を容易に得ることができる。また、素材の残材領域を小さくすることができる。

本発明の実施形態１に係る自動ネスティングシステムを構成するハードウェアセットの一例を示すブロック図である。 本発明の実施形態１に係る自動ネスティングシステムを用いた動作の概略フローを示す図である。 本発明の実施形態１に係る自動ネスティング方法の詳細フローの一例を示す図である。 図３に示すネスティング処理の詳細フローの一例を示す図である。 本発明の一実施例に係るネスティング処理によって配置パターンが変化する様子を示すイメージ図である。 本発明の一実施例に係るネスティング処理によって得られた歩留まりの変化を示すグラフである。 図６に示すグラフのピークＡ及びピークＢの配置パターンを示すイメージ図である。 ハイパーワークス（登録商標）によるネスティング処理とパックアシスタント（商標）によるネスティング処理とを行った場合のそれぞれ配置パターンのイメージ例とそれぞれの歩留まり例とを比較した図である。 本発明の実施形態２に係る自動ネスティングシステムの構成例を示すブロック図である。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。以下の好ましい実施形態の説明は、本質的に例示に過ぎず、本発明、その適用物又はその用途を制限することを意図しない。

（実施形態１）
本発明の実施形態１に係る自動ネスティング方法及びそれを用いた自動ネスティングシステムについて図面を参照しながら説明する。

図１は本実施形態に係る自動ネスティングシステムを構築するハードウェアセットの一例を示している。

図１に示すように、ハードウェアセット１０は、例えば、コンピュータ１１と、該コンピュータ１１に任意のデータを入力可能な入力装置（入力手段）１２と、コンピュータ１１からのデータをそれぞれ出力するディスプレイ１３、プリンタ１４及び固定ディスク１５とを備えている。なお、コンピュータ１１には、パーソナルコンピュータ（パソコン）等の汎用のコンピュータを用いることができる。また、入力装置１２は、キーボードであってもよく、ディスプレイ１３の表示面に設けられたタッチパネルであってもよい。

図２に本実施形態に係る自動ネスティングシステムを用いた動作の概略フローを示す。

まず、操作者は、図１に示す入力装置１２から、配置パターンを検証する所望の部品形状を選択して入力する。コンピュータ１１には、コンピュータ支援エンジニアリング(ＣＡＥ：computer-aided engineering)ソフトウェアとして、少なくとも、第１ソフトウェア、第２ソフトウェア及び第３ソフトウェアが搭載されており、そのうちの第１ソフトウェアによって、入力された部品形状を平板に展開する。第１ソフトウェアには、例えばハイパーワークス（HyperWorks）(登録商標)（Altair Engineering Inc.社製）を用いることができる。

次に、第２ソフトウェアによって、展開された平板モデルに対して立体化処理、いわゆる３次元（３Ｄ）化処理を施す。第２ソフトウェアには、例えばＮＸ（商標)（Siemens PLM Software社製）を用いることができる。

次に、第３ソフトウェアによって、本発明に係るネスティング処理を実行する。すなわち、まず、３Ｄ化されて有限の厚さを持つ平板状又はシート状の素材に、複数の部品を配置した第１の配置パターンを決定する。素材には、金属又は他の材料を用いることができる。なお、第３ソフトウェアが、２次元データとして平面形状の素材を扱うことができるソフトウェアである場合には、第２ソフトウェアによる３Ｄ化処理は不要である。

次に、第１の配置パターンの面積と素材の面積とから、第１の配置パターンにおける第１の歩留まりを求める。歩留まりは、（複数の部品の総面積）／（複数の部品が配置された素材の面積）×１００で表すことができる。ここで、第１の配置パターン、第２の配置パターン及び素材の面積は、厳密には体積である。

次に、素材の寸法を所定量だけ小さくする。例えば、幅寸法及び長さ寸法のうちの少なくとも一方の寸法を所定量だけ小さくする。

次に、寸法を小さくした素材に複数の部品を配置した第２の配置パターンを決定する。

次に、第２の配置パターンの面積と寸法を小さくした素材の面積とから、第２の配置パターンにおける第２の歩留まりを求める。

なお、素材が金属である場合には、第１の配置パターン及び第２の配置パターンを決定する際に、配置された複数の部品のそれぞれの周囲に型押さえ代を設けるとよい。

以上の、素材の寸法を所定量だけ小さくするステップと、小さくした素材に複数の部品を配置した第２の配置パターンを決定するステップと、第２の配置パターンにおける第２の歩留まりを求めるステップとをｎ回（但し、ｎはｎ≧１の整数。）繰り返す。

次に、得られた第１の歩留まりから第ｎの歩留まりまでのうちから、最適な歩留まり、ここでは最大値を取る歩留まりを求める。なお、後述するように、繰り返し回数ｎに１を含めるのは、２回目の処理でエラーが生じた場合に対応するためである。以上のネスティング処理は、ＣＡＥソフトウェアの１つである３次元梱包荷姿最適化ソフトウェアを用いて処理することができる。本実施形態においては、例えば、パックアシスタント（PackAssistant）(商標）(MVI SOLVE-IT社製）を用いている。

次に、第１の歩留まりから第ｎの歩留まりを検証結果として、図１に示す固定ディスク１５に出力し、また、随時、プリンタ１４に出力する。

その後は、第１の歩留まりから第ｎの歩留まりのうち、最大値となる歩留まりを示す部品配置を採用してもよく、また、加工の容易性等を考慮して、最大値から２番目、又はそれ以降の歩留まりとなる部品配置を採用してもよい。

図３に本実施形態に係る自動ネスティング方法の詳細フローの一例を示し、図４に図３に示すネスティング処理の詳細フローの一例を示す。

図３に示すように、まず、ステップＳＴ１において、手入力等により、配置対象（検証対象）とする部品と対応した複数の平板モデルのうちの少なくとも１種類を選択する。選択する平板モデルは、１種類でもよく、２種類以上であってもよい。また、平板モデルのデータフォーマットとして、公知のＪＴフォーマットを採用してもよい。なお、手入力等とは、実際の手入力に限られず、手入力により入力される情報をデータとしてファイルに格納しておき、該ファイルに格納されたデータをバッチ処理として読み込むことも可能であることをいう。以下も同様である。

次に、ステップＳＴ２において、選択された平板モデルのデータを、３Ｄ化に対応したＪＴフォーマットで取得する。

次に、ステップＳＴ３において、手入力等により、少なくとも１つの選択された平板モデルの中から実行対象とする平板モデルを選択する。

次に、ステップＳＴ４において、手入力等により、平板モデルの板厚を入力して、平板モデルの板厚を設定する。前述したように、後工程のネスティング処理では、３次元梱包荷姿最適化ソフトウェアを用いることから、検証用の板厚値を指定する。ここで入力する板厚値は任意であるが、例えば、一例として０．５ｍｍ程度から１０ｍｍ程度の値を設定することができる。

次に、ステップＳＴ５において、選択した平板モデルの数だけループ処理を行う。

次に、ループ内のステップＳＴ６において、板厚値が入力されているか否かを判定する。板厚値が入力されている場合は、次のステップＳＴ７に進む。板厚値が入力されていない場合は、板厚値が入力されるまで待ち状態（ｗａｉｔ）とする。

次に、ループ内のステップＳＴ７において、配置対象とする平板モデルにおける長さ寸法（Ｗ）と幅寸法（Ｗ）のうち、大きい方の寸法をパラメータｐに設定する。

次に、ループ内のステップＳＴ８において、複数の平板モデルを配置する素材のサイズを設定する。ここでは３Ｄ化されているため、複数の平板モデルを格納する箱（容器）のサイズを設定することになる。一例として、幅寸法（Ｗ）は、前ステップＳＴ７で設定されたパラメータｐの２倍の値とする。但し、幅寸法（Ｗ）は、２０００ｍｍ未満とする。板厚値（Ｈ）は、１ｍｍ未満の値を切り上げる。また、長さ寸法（Ｌ）は、例えば、１０００００ｍｍとする。なお、上記の２０００ｍｍ及び１０００００ｍｍの数値は一例であり、素材のサイズ又は製造ライン等によって適宜変更することができる。

所定のループ回数を終えた後には、配置対象の個数分だけの箱のサイズが設定される。

その後、ステップＳＴ９において、本実施形態に係るネスティング処理を行う。

次に、図４を参照しながら、ステップＳＴ９に示したネスティング処理におけるネスティング方法を説明する。

図４に示すように、ステップＳＴ９１において、選択した平板モデルの配置対象の数だけループ処理を行う。

具体的には、ループ内のステップＳＴ９２において、上述した３次元梱包荷姿最適化ソフトウェアを用いて荷姿演算処理を実行する。本実施形態においては、平板モデルに所定の厚さを持たせるように３Ｄ化しているため、複数の平板モデルの配置パターンは、複数の立体部品における直方体状の梱包体（荷姿）に置き換えることができる。

次に、ループ内のステップＳＴ９３において、荷姿演算処理が正常に終了した場合には、次のステップＳＴ９４に進む。また、荷姿演算処理が正常に終了しなかった場合には、最後のステップＳＴ９７に進む。

次に、荷姿演算処理が正常に終了した場合に、ループ内のステップＳＴ９４において、平板モデルの体積と、正常に出力された最小の荷姿の体積とから、歩留まりを計算する。ここでの歩留まりは、（複数の平板モデルの総体積）／（荷姿の体積）×１００で表すことができる。

次に、ループ内のステップＳＴ９５において、計算により算出された歩留まりを、例えば固定ディスクに記録する。

次に、ループ内のステップＳＴ９６において、例えば、箱の幅寸法（Ｗ）、具体的には荷姿の幅寸法（Ｗ）を１ｍｍだけ小さくして、新たな箱の幅寸法（Ｗ）とする。

その後、幅寸法（Ｗ）を小さくされた状態で、ステップＳＴ９２から繰り返す。

次に、ループ内のステップＳＴ９３において、箱の幅寸法が小さくなりすぎて、荷姿を演算できずに失敗（Ｆａｉｌ）に終わった場合には、ステップＳＴ９７において、歩留まりデータが１つ以上記録されている場合に、歩留まり値を降順に並べ替える。なお、歩留まり値の並べ替えの順序は、降順に限られず、昇順であってもよい。

次に、ステップＳＴ９７を終えた後には、ステップＳＴ９１により、次の配置対象の平板モデルに移って、ステップＳＴ９２から対象数分だけ繰り返す。

以下、ネスティング処理の一実施例を図５〜図７を参照しながら説明する。

ネスティング処理による歩留まりの検証ロジックの概略は、以下の（１）〜（６）の通りである。

（１）平板モデルの板厚（Ｈ）の０．７ｍｍを入力
（２）平板モデルの長さ（Ｌ）及び幅（Ｗ）のうち、最長を採択 -> ｐ（単位：ｍｍ）
（３）Ｗ ＝ ｐ×２、Ｌ＝１０００００を初期寸法に設定
但し、素材が金属板（プレス板金）の場合は、Ｌの型押さえ代を調整
（４） 荷姿の検証の実施（パックアシスタント（ＰＡ）の実施）
（５） 次のＷ値 = 荷姿サイズ −１
（６）箱寸法が最小荷姿よりも大きい間は、処理（４）と処理（５）とを繰り返す
図５（ａ）は、平板モデルの一例であり、上記の処理（２）のｐを取得する様子を表している。図５（ｂ）は、上記の処理（４）を複数回実施した状態の平板モデルの配置パターンを表している。図５（ｂ）において、幅Ｗ１は幅Ｗよりも小さく、幅Ｗ２は幅Ｗ１よりも小さい。

図６に、ＰＡによるバッチ処理を４１分かけて、１６１回の検証を行った場合の歩留まりを表している。グラフの縦軸は歩留まりを表し、グラフの横軸はコイル幅、すなわち素材の幅Ｗを表している。ここでは、１回の演算処理に１５秒程度を要していることになる。

図７に、図６のグラフに付したＡパターンとＢパターンとを示す。Ａパターンの方がＢパターンよりも歩留まりが高いことが分かる。
［比較例］
図８（ａ）及び図８（ｂ）は、ハイパーワークスを用いて部品（平板モデル）の配置パターンを求めた場合の歩留まりと、パックアシスタントを用いて部品の配置パターンを求めた場合の歩留まりとを比較した結果を示す。

図８（ａ）に示すように、両者の配置パターンの角度の相違によって、右側に示したパックアシスタントによる結果の方が、左側に示したハイパーワークスによる結果よりも歩留まりが高くなっている。

また、図８（ｂ）に示す配置パターンにおいても、パックアシスタントによる結果の方が、左側に示したハイパーワークスによる結果よりも歩留まりが高くなっている。

その上、前述したように、ハイパーワークスによるネスティング処理は、パターンの配置の変更、例えば回転操作に手入力が必要であり、演算結果を得るまでに多大な労力と時間とを有する。

なお、ネスティング処理後の歩留まり計算には、平板モデルの総体積と箱の容積とを用いたが、互いに隣接する平板モデルの重心位置の間隔（ピッチ）を用いて、平板モデルの２つ分の体積と該２つ分の荷姿とから、歩留まりを計算することができる。

−効果−
以上より、本実施形態によれば、平板状又はシート状の素材の寸法を順次小さくしながら、より密な梱包状態と対応する、より密な配置状態を得ることができる。これにより、平板状又はシート状の素材から複数の部品を板取り（部品取り）する際の歩留まりを、迅速に且つ人手を介することなく高めることができる。また、素材に細密な充填配置を実施できることから、素材の寸法を小さくできるので、素材の使用量の削減を図ることができる。

（実施形態２）
以下、本発明の実施形態２に係る自動ネスティングシステムについて図９を参照しながら説明する。実施形態２は、実施形態１に示した自動ネスティング方法を実現する自動ネスティングシステムである。

本実施形態に係る自動ネスティングシステムには、図１に示したハードウェアセット１０を用いることができる。

図９に示すように、本実施形態に係る自動ネスティングシステムは、所定の寸法を有する板状又はシート状の素材に、複数の部品を配置する配置パターンを決定し、所定の演算を実行するコンピュータ１１と、入力装置１２と、ディスプレイ１３、プリンタ１４及び固定ディスク１５を含む出力装置１６とを備えている。

入力装置１２からは、例えば、配置対象とする部品と対応する平板モデルを選択すると共に、選択した平板モデルの板厚が入力される。

コンピュータ１１は、例えば、選択された複数の平板モデルの配置パターンを決定する配置パターン決定部（配置パターン決定手段）１１ａと、決定された配置パターンの面積と素材の面積とから、決定された配置パターンにおける歩留まりを算出する歩留まり算出部（歩留まり算出手段）１１ｂと、素材の寸法を変更する素材寸法変更部（素材寸法変更手段）１１ｃとを有している。

配置パターン決定部１１ａは、素材に複数の平板モデルを配置した第１の配置パターンと、寸法を小さくした素材に複数の平板モデルを配置した第２の配置パターンとを決定する。歩留まり算出部１１ｂは、第１の配置パターンの面積と素材の面積とから、第１の配置パターンにおける第１の歩留まりを求める。また、歩留まり算出部１１ｂは、第２の配置パターンの面積と素材の面積とから、第２の配置パターンにおける第２の歩留まりを求める。素材寸法変更部１１ｃは、素材の寸法の少なくとも幅寸法を所定量、例えば１ｍｍだけ小さくする。

コンピュータ１１は、配置パターン決定部、素材寸法変更部及び歩留まり算出部を順次繰り返して演算することにより、第ｎの歩留まり（但し、ｎはｎ≧１の整数。）を求め、出力装置１６に出力する。

これにより、第１の歩留まりから第ｎの歩留まりまでのうちに最適な歩留まりが求める。なお、実施形態１で説明したように、第１の歩留まりから第ｎの歩留まりの中から、最大値となる歩留まりを示す配置を実際の配置として採用してもよく、また、加工の容易性等を考慮して、最大値から２番目、又はそれ以降の歩留まりとなる配置を採用してもよい。

なお、本実施形態において、素材寸法変更部１１ｃは、素材における長さ寸法及び幅寸法のうちの幅寸法を小さくしてもよい。

また、本実施形態において、複数の部品の形状及び寸法は、同一であってもよい。

また、本実施形態において、素材が金属板である場合に、配置パターン決定部１１ａは、複数の部品のそれぞれの周囲に型押さえ代を設けてもよい。

また、本実施形態において、配置パターン決定部１１ａには、立体部品を所定の容器に梱包する３次元梱包荷姿最適化ソフトウェアを用いてもよい。

（その他の実施形態）
他の実施形態として、実施形態１に係る自動ネスティング方法をコンピュータに実行させるためのプログラムについて説明する。

本実施形態に係るプログラムは、所定の寸法を有する板状又はシート状の素材に複数の部品を配置する配置パターンを決定する自動ネスティング方法をコンピュータに実行させるためのプログラムである。

当該プログラムは、素材に複数の部品を配置した第１の配置パターンを決定する第１手順と、第１の配置パターンの面積と素材の面積とから、第１の配置パターンにおける第１の歩留まりを求める第２手順と、素材の寸法を所定量だけ小さくする第３手順と、寸法を小さくした素材に複数の部品を配置した第２の配置パターンを決定する第４手順と、第２の配置パターンの面積と寸法を小さくした素材の面積とから、第２の配置パターンにおける第２の歩留まりを求める第５手順とを含む。

本実施形態に係るプログラムは、例えば、図１に示すコンピュータ１１に、第１手順及び第２手順を実行させた後、第３手順、第４手順及び第５手順を順次繰り返して実行させることにより、第ｎの歩留まり（但し、ｎはｎ≧１の整数。）を求める。

これにより、第１の歩留まりから第ｎの歩留まりまでのうちに最適な歩留まりが求まる。

なお、本実施形態に係るプログラムにおいて、第３手順では、素材における長さ寸法及び幅寸法のうちの幅寸法を小さくしてもよい。

また、本実施形態において、複数の部品の形状及び寸法は、同一であってもよい。

また、本実施形態において、素材が金属板である場合に、第１手順及び第４手順において、複数の部品のそれぞれの周囲に型押さえ代を設けてもよい。

また、本実施形態において、各配置パターンを決定する手順（第１手順、第４手順、・・・）には、立体部品を所定の容器に梱包する３次元梱包荷姿最適化ソフトウェアを用いてもよい。

また、本実施形態に係るプログラムは、所定の記録媒体に記録することができる。記録媒体には、固定ディスク若しくは光ディスク、又は半導体メモリ装置を用いることができる。

以上説明したように、本発明に係る自動ネスティング方法及びそれを用いた自動ネスティングシステム、並びに自動ネスティング方法をコンピュータに実行させるためのプログラム及び該プログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体は、部品配置又は部品取り等の容易化と素材（原料）の削減とが必要な用途等に適用することができる。

１０ ハードウェアセット
１１ コンピュータ
１１ａ 配置パターン決定部（配置パターン決定手段）
１１ｂ 歩留まり算出部（歩留まり算出手段）
１１ｃ 素材寸法変更部（素材寸法変更手段）
１２ 入力装置（入力手段）
１３ ディスプレイ
１４ プリンタ
１５ 固定ディスク
１６ 出力装置

Claims (17)

1. 所定の寸法を有する板状又はシート状の素材に複数の部品を配置する配置パターンを決定する自動ネスティング方法であって、
   前記素材に前記複数の部品を配置した第１の配置パターンを決定する第１ステップと、
   前記第１の配置パターンの面積と前記素材の面積とから、前記第１の配置パターンにおける第１の歩留まりを求める第２ステップと、
   前記素材の寸法を所定量だけ小さくする第３ステップと、
   寸法を小さくした前記素材に前記複数の部品を配置した第２の配置パターンを決定する第４ステップと、
   前記第２の配置パターンの面積と寸法を小さくした前記素材の面積とから、前記第２の配置パターンにおける第２の歩留まりを求める第５ステップとを備え、
   前記第３ステップ、第４ステップ及び第５ステップを順次繰り返すことにより、第ｎの歩留まり（但し、ｎはｎ≧１の整数。）を求め、
   前記第１の歩留まりから前記第ｎの歩留まりまでのうちから最適な歩留まりを求めることを特徴とする自動ネスティング方法。
2. 請求項１に記載の自動ネスティング方法において、
   前記第３ステップでは、前記素材における長さ寸法及び幅寸法の少なくとも一方の寸法を小さくすることを特徴とする自動ネスティング方法。
3. 請求項１又は２に記載の自動ネスティング方法において、
   前記第３ステップでは、前記素材における長さ寸法及び幅寸法のうちの幅寸法を小さくすることを特徴とする自動ネスティング方法。
4. 請求項１〜３のいずれか１項に記載の自動ネスティング方法において、
   前記複数の部品の形状及び寸法は、同一であることを特徴とする自動ネスティング方法。
5. 請求項１〜４のいずれか１項に記載の自動ネスティング方法において、
   前記素材が金属板である場合に、
   前記第１ステップ及び第４ステップにおいて、前記複数の部品のそれぞれの周囲に型押さえ代を設けることを特徴とする自動ネスティング方法。
6. 所定の寸法を有する板状又はシート状の素材に複数の部品を配置する配置パターンを決定する自動ネスティングシステムであって、
   処理対象とする前記部品を選択すると共に、選択した部品の厚さ寸法を入力する入力手段と、
   選択された前記複数の部品の配置パターンを決定する配置パターン決定手段と、
   決定された配置パターンの面積と前記素材の面積とから、決定された配置パターンにおける歩留まりを算出する歩留まり算出手段と、
   前記素材の寸法を変更する素材寸法変更手段とを備え、
   前記配置パターン決定手段によって、前記素材に前記複数の部品を配置した第１の配置パターンを決定し、
   前記歩留まり算出手段によって、前記第１の配置パターンの面積と前記素材の面積とから、前記第１の配置パターンにおける第１の歩留まりを求め、
   前記素材寸法変更手段によって、前記素材の寸法を所定量だけ小さくし、
   その後、前記配置パターン決定手段によって、寸法を小さくした前記素材に前記複数の部品を配置した第２の配置パターンを決定し、
   前記歩留まり算出手段によって、前記第２の配置パターンの面積と前記素材の面積とから、前記第２の配置パターンにおける第２の歩留まりを求め、
   前記配置パターン決定手段、素材寸法変更手段及び歩留まり算出手段を順次繰り返し用いることにより、第ｎの歩留まり（但し、ｎはｎ≧１の整数。）を求め、
   前記第１の歩留まりから前記第ｎの歩留まりまでのうちから最適な歩留まりを求めることを特徴とする自動ネスティングシステム。
7. 請求項６に記載の自動ネスティングシステムにおいて、
   前記素材寸法変更手段では、前記素材における長さ寸法及び幅寸法の少なくとも一方の寸法を小さくすることを特徴とする自動ネスティングシステム。
8. 請求項６又は７に記載の自動ネスティングシステムにおいて、
   前記素材寸法変更手段では、前記素材における長さ寸法及び幅寸法のうちの幅寸法を小さくすることを特徴とする自動ネスティングシステム。
9. 請求項６〜８のいずれか１項に記載の自動ネスティングシステムにおいて、
   前記複数の部品の形状及び寸法は、同一であることを特徴とする自動ネスティングシステム。
10. 請求項６〜９のいずれか１項に記載の自動ネスティングシステムにおいて、
    前記素材が金属板である場合に、
    前記配置パターン決定手段は、前記複数の部品のそれぞれの周囲に型押さえ代を設けることを特徴とする自動ネスティングシステム。
11. 請求項６〜１０のいずれか１項に記載の自動ネスティングシステムにおいて、
    前記配置パターン決定手段には、立体部品を所定の容器に梱包する３次元梱包荷姿最適化ソフトウェアを用いることを特徴とする自動ネスティングシステム。
12. 所定の寸法を有する板状又はシート状の素材に複数の部品を配置する配置パターンを決定する自動ネスティング方法をコンピュータに実行させるためのプログラムであって、
    前記プログラムは、
    前記素材に前記複数の部品を配置した第１の配置パターンを決定する第１手順と、
    前記第１の配置パターンの面積と前記素材の面積とから、前記第１の配置パターンにおける第１の歩留まりを求める第２手順と、
    前記素材の寸法を所定量だけ小さくする第３手順と、
    寸法を小さくした前記素材に前記複数の部品を配置した第２の配置パターンを決定する第４手順と、
    前記第２の配置パターンの面積と寸法を小さくした前記素材の面積とから、前記第２の配置パターンにおける第２の歩留まりを求める第５手順とを含み、
    前記コンピュータに、
    前記第１手順及び第２手順を実行させた後、
    前記第３手順、第４手順及び第５手順を順次繰り返して実行させることにより、第ｎの歩留まり（但し、ｎはｎ≧１の整数。）を求め、
    前記第１の歩留まりから前記第ｎの歩留まりまでのうちから最適な歩留まりを求めることを特徴とするプログラム。
13. 請求項１２に記載のプログラムにおいて、
    前記第３手順では、前記素材における長さ寸法及び幅寸法の少なくとも一方の寸法を小さくすることを特徴とするプログラム。
14. 請求項１２又は１３に記載のプログラムにおいて、
    前記第３手順では、前記素材における長さ寸法及び幅寸法のうちの幅寸法を小さくすることを特徴とするプログラム。
15. 請求項１２〜１４のいずれか１項に記載のプログラムにおいて、
    前記複数の部品の形状及び寸法は、同一であることを特徴とするプログラム。
16. 請求項１２〜１５のいずれか１項に記載のプログラムにおいて、
    前記素材が金属板である場合に、
    前記第１手順及び第４手順において、前記複数の部品のそれぞれの周囲に型押さえ代を設けることを特徴とするプログラム。
17. 所定の寸法を有する板状又はシート状の素材に複数の部品を配置する配置パターンを決定する自動ネスティング方法をコンピュータに実行させるためのプログラムを記録した記録媒体であって、
    請求項１２〜１６のいずれか１項に記載のプログラムを記録したことを特徴とする記録媒体。