JP2016062612A - 予測シミュレーション - Google Patents

Abstract

【課題】関連する構造モデルを生成する間にシミュレーションモデルを実行する方法を提供する。【解決手段】関連する構造モデルを生成する間にシミュレーションモデルを実行する方法は、コンピュータ支援設計（ＣＡＤ）システムによって、構造モデルを変更することを含む。方法はさらに、ＣＡＤシステムによって、少なくとも１つのトリガ基準を評価して、構造モデルに対する変更がシミュレーショントリガイベントであるかどうか判定することを含む。方法はまた、ＣＡＤシステムによって、構造モデルに対する変更がシミュレーショントリガイベントであると判定された場合にシミュレーションモデルを実行することを含む。【選択図】図８

Description

プロダクトデザインワークフロー（製品設計作業工程）の２つのコンポーネントは、（Ａ）例えば、コンピュータ支援設計（ＣＡＤ）システムを使用するデザインキャプチャ（設計の取得）、及び、（Ｂ）キャプチャしたデザインのシミュレーションを含む。デザインシミュレーションの従来のアプローチは、デザインがシミュレーション結果を保証するのに十分なほど進捗しているとユーザが判断した後に、ユーザが明示的にシミュレーションを呼び出す必要がある。そうするために、ユーザは、明確な動作を行なう必要がある−ユーザはＣＡＤアプリケーションからシミュレーションアプリケーションへ手動でスイッチし、シミュレーションアプリケーションを介してシミュレーション実行を呼び出さなければならない。シミュレーションが完了すると、ユーザは再び、シミュレーション結果を見て、結果から導き出される何らかの興味深い結論があるかどうか判定するための動作を行なわなければならない。これらの全ての個別のステップは、ユーザを、プロダクトデザインを作成し、改良するというユーザのコアとなる関心から遠ざけてしまう。

説明する実施形態は、ＣＡＤシステム上でユーザがモデル変更した場合に開始されるシミュレーションを自動的に実行することに関する。以下は、説明する実施形態による例示的動作の要素である。（Ａ）ユーザは、ＣＡＤシステム上で構造モデルを設定する。（Ｂ）ユーザは、デザインモデルに対応するシミュレーションモデルを設定する。（Ｃ）ユーザは、構造モデルに対する修正を行なう。（Ｄ）ソフトウェアは自動的に、各ＣＡＤ修正に関連付けられたシミュレーションを実行し、目標とされた基準に基づく合格／不合格情報を含むユーザが利用可能な関連するシミュレーション結果を生成する。（Ｅ）ユーザは直ちに利用可能なシミュレーション結果を使用して、デザインの改良を導く。

上述した例の、説明する実施形態のアプローチについての鍵は、ＣＡＤ修正に続いて、入手可能なコンピュータリソースを使用して自動的にシミュレーションを実行することである。シミュレーションは、ＣＡＤ修正に基づいて自動的に再実行されるため、結果として、ユーザは、シミュレーションを再実行するための決定または動作を行なう必要がない。さらに、説明する実施形態は、関連するシミュレーション結果情報をクリアかつ目立ち過ぎない方法で自動的にユーザに対して提示するため、ユーザは、シミュレーション結果を見るための動作を行なう必要がない。説明する実施形態は、結果から、関連するシミュレーション結果を自動的に抽出し、関連する結果をクリアかつ目立ち過ぎない方法でユーザに見せるため、ユーザは、何らかの興味深い結論がシミュレーションの結果から導き出され得るかを判断する必要がない。

一形態において、本発明は、関連する構造モデルを生成する間にシミュレーションモデルを実行する方法とすることができる。コンピュータ支援設計（ＣＡＤ）システムによって実行される方法は、構造モデルを変更すること、少なくとも１つのトリガ基準を評価して、構造モデルに対する変更がシミュレーショントリガイベントであるかどうか判定すること、及び、構造モデルに対する変更がシミュレーショントリガイベントであると判定された場合にシミュレーションモデルを実行することを含む。

一実施形態はさらに、シミュレーションモデルの実行が完了すると、実行の結果を提示することを含む。実行の結果は、要約結果（summary result）を含むことができ、要約結果は、ユーザからの入力に基づいて詳細な結果に拡張することができる。

一実施形態では、構造モデルを変更することは、ＣＡＤシステムの命令セットからの１つまたは複数の命令に基づく。別の一実施形態では、シミュレーショントリガイベントは、構造モデルの一部の構築を完成させることを含む。シミュレーショントリガイベントは、１つまたは複数の幾何学的配置（geometry）変更を含むことができる。一実施形態では、実行は、Ｎ番目のトリガイベントが発生する時間に基づいて始まる。ここで、Ｎは整数である。別の一実施形態では、実行は、Ｎ番目の幾何学的配置変更が発生する時間に基づいて始まる。ここで、Ｎは整数である。

一実施形態はさらに、予め定められた規則のセットにしたがって、シミュレーションモデルを制御することを含む。予め定められた規則のセットは、シミュレーションが終了すべき時間に関連することができる。別の実施形態はさらに、シミュレーションモデルを実行することによって生成されたシミュレーション結果を管理することを含む。

別の一実施形態では、本発明は、構造モデルを変更するように構成されたスキーマティックキャプチャ（schematic capture）プロセッサを含む、コンピュータ支援設計（ＣＡＤ）システムとすることができる。システムはさらに、（Ａ）少なくとも１つのトリガ基準を評価して、構造モデルに対する変更がシミュレーショントリガイベントであるかどうか判定し、（Ｂ）構造モデルに対する変更がシミュレーショントリガイベントであると判定された場合に、トリガイベントに基づいて始まる時間に、シミュレーションモデルを実行するように構成された、シミュレーションプロセッサを含む。

一実施形態では、シミュレーションプロセッサは、シミュレーションモデルの実行が完了すると、実行の結果を提示するようにさらに構成される。別の一実施形態では、実行の結果は、要約結果を含み、要約結果は、ユーザからの入力に基づいて詳細な結果に拡張する。一実施形態では、構造モデルに対する変更は、ＣＡＤシステムの命令セットからの１つまたは複数の命令に基づく。

別の一実施形態では、本発明は、コンピュータコード命令を記憶した非一時的コンピュータ読取可能媒体とすることができる。コンピュータコード命令は、プロセッサによって実行されると、コンピュータ支援設計（ＣＡＤ）システムに、（Ａ）構造モデルを変更させ、（Ｂ）少なくとも１つのトリガ基準を評価して、構造モデルに対する変更がシミュレーショントリガイベントであるかどうか判定させ、（Ｃ）構造モデルに対する変更がシミュレーショントリガイベントであると判定された場合に、構造モデルに関連するシミュレーションモデルを実行させる。

上記の説明は、添付の図面に示されるように、以下の本発明の例示の実施形態のより詳細な説明から明らかになるだろう。図面の同様の参照文字は、異なる図面を通して同じ部分を参照する。図面は一定のスケールとは限らず、代わりに、本発明の実施形態の説明に基づいて強調される。

本発明の一実施形態による、ユーザが製品の初期の構造モデルを設定した結果を示す図である。 本発明の一実施形態による構造モデルに対応するシミュレーションモデルを設定するプロセスにおけるユーザの視図である。 本発明の一実施形態による構造モデルに対応するシミュレーションモデルを設定するプロセスにおけるユーザの視図である。 ＣＡＤシステム上で作業し、図１の構造モデルの修正を続けるユーザの視図である。 完成したシミュレーション結果の例を示す図である。 例示の描画ツールを示す図である。 完成したシミュレーションを示すサムネイルを有する、図５の例示の描画ツールを示す図である。 完成したシミュレーション結果の別の例を示す図である。 説明する実施形態による製品モデルを設計する例示の手順を示す図である。 説明する実施形態による例示のＣＡＤシステムを示す図である。

本発明の例示の実施形態の説明を行う。

説明する実施形態は、自動的に実行され、ＣＡＤシステム上でなされたモデリングの変更によって開始されるシミュレーションに関する。

説明する実施形態の要素は、ＣＡＤ修正に続く、入手可能なコンピュータリソースを使用したシミュレーションの自動的な実行である。シミュレーションは、ＣＡＤ修正に基づいて自動的に再実行されるため、結果として、ユーザは、シミュレーションを再実行するための決定または動作を行う必要がない。さらに、説明する実施形態は、関連するシミュレーション結果情報をクリアかつ目立ち過ぎない方法で自動的にユーザに対して提示するため、ユーザは、シミュレーション結果を見るための動作を行なう必要がない。説明する実施形態は、結果から関連するシミュレーション結果を自動的に抽出し、関連する結果をクリアかつ目立ち過ぎない方法でユーザに見せるため、ユーザは、何らかの興味深い結論が結果から導き出され得るかを判断する必要がない。

本発明の例示の実施形態において、ユーザ（すなわち、エンジニアまたは技術者などのプロダクトデザイナー）は、製品を設計し、評価することを望む。ユーザは、ＣＡＤシステム上で製品の構造モデルを作成する。ユーザはまた、構造モデルの振る舞いを説明する振る舞いモデルを作成する。

設計プロセスは、反復することがあり、ユーザは、構造モデルがある開発段階に到達するまで、ＣＡＤシステム上で構造モデルを構築し、次いで、ユーザは、対応する振る舞いモデルに基づいてシミュレーションを実行することによって、構造モデルを評価する。シミュレーションの結果は、構造モデルに対する修正及び改良を導くために使用することができる。この反復操作（すなわち、設計、シミュレート、修正、シミュレート、修正、シミュレートなど）は、モデルのシミュレートされた性能に満足するまで続けることができる。

説明する実施形態は、トリガイベントに関連付けられたシミュレーションを自動的に実行することができる。一実施形態では、係るトリガイベントは、タイプにかかわらず、何らかのＣＡＤ修正を含むことができる。別の実施形態は、構造モデルに対する幾何学的配置変更などの特定のＣＡＤ修正に対するトリガイベントを限定することができる。いくつかの実施形態は、ヒレ（fillet）または孔を追加するなど、特定の幾何学的配置変更に対するトリガイベントをさらに限定することができる。

いくつかの実施形態は、ある数のトリガイベントが生じた後にシミュレーションを実行することができる。例えば、説明する実施形態は、ｎ回の幾何学的配置変更ごとに、シミュレーションを実行することができる。なお、ｎは整数である。

説明する実施形態は、増加する忠実度と共に（with increasing fidelity）入手可能なコンピュータリソース（例えば、ローカル、リモート、クラウド）を利用して、問題解決についてのいくつかのシミュレーションを同時に提示することができる。例として、次のものを含むことができる：（Ａ）ベーシックフリー周波数解析；（Ｂ）コースメッシュ（course mesh）を用いた線形静的解析；（Ｃ）リファインドメッシュを用いた線形静的解析；（Ｄ）リファインドメッシュを用いた非線形静的解析。

説明する実施形態は、関連するシミュレーション結果を自動的にユーザが利用可能にすることができる。シミュレーション結果は、予め定められ、目標とされた基準に基づく合格／不合格情報を含むことができる。一実施形態では、シミュレーション結果は、ユーザに対して表示されたグラフィカルユーザインタフェース（ＧＵＩ）のワーキングウィンドウ内の埋め込みビュー（すなわち、サムネイルビュー）内に示すことができる。シミュレーション結果は、鍵となる結果のプロット（key result plot）及び合格／不合格可視指示（visual indication）を含むことができる。鍵となる結果のプロットは、当業者にとって周知のシミュレーションアウトプット内で利用可能な全ての特徴及び指示を含むことができる。

シミュレーションが完了すると、シミュレーションの鍵となる結果のサムネイルビューを、ユーザのワーキングウィンドウの中で即座に示すことができる。ユーザは、サムネイルを（マウス／カーソル選択ツールまたはその他の選択ツールまたは当技術分野で周知の技術を用いて）選択して、サムネイルを結果プロットのより詳細なビューに拡張させることができる。よって、ユーザは、シミュレーション結果を見るためにアプリケーションにスイッチする必要がない。説明する実施形態は、現在のワーキングウィンドウのコンテキストに、目立ち過ぎない通知としてシミュレーション結果を自動的に提示する。

図１−７は、本発明による例示のプロダクトデザインワークフロー（製品設計作業工程）を示す。図１は、ユーザが設定した製品の初期の構造モデル１０２の結果を示し、この場合において、１つの大きい孔１０４及び２つのより小さい孔１０６を有する三角形ブラケットである。

図２Ａ及び２Ｂは、（図１に示した）構造モデル１０２に対応するシミュレーションモデル２０２を設定するプロセスにおける、ユーザの視図である。シミュレーションモデルは、複数のロードケースを有することができる。この例として、２つのロードケースを示す。図２Ａ内の１つと、図２Ｂ内の１つである。ユーザは、いかに多くのロードケースが初期化されていても、これを使用して、最初のシミュレーションを実行する。

図３は、ＣＡＤシステム上で作業し、図１の構造モデルの修正を続けるユーザの視図である。（この例では、右下のコーナーにおいて）シミュレーション状況３１０の１つまたは複数のサムネイルビューが、ＣＡＤシステムのＧＵＩシミュレーションウィンドウ上で利用可能である。ユーザはいつでも、サムネイル３１０を選択（例えば、マウスまたはその他の選択デバイスでクリック）して、サムネイルを拡張させ、図４に示された完全なシミュレーション結果４１４を見ることができる。図３のサムネイル３１０に似た、修正されたサムネイル４１２を、完全なシミュレーション結果ビュー内で利用可能である。この修正されたサムネイル４１２は、シミュレーションの他の側面について、または、その他のロードケースについて、情報を提供することができる。

ユーザは、図５に示した描画ツールなどの任意の利用可能なＣＡＤツールを使用して、構造モデルに対する修正を行い続けることができる。説明する実施形態は、ＣＡＤ修正に続いて（または、ユーザによって定義されたトリガイベントに基づいて）シミュレーションを自動的に実行する。シミュレーション状況サムネイル５１２は、継続してユーザが利用可能であり、ＣＡＤ修正に関して最新のものである。図６に示すように、サムネイルシミュレーション結果６１２は、シミュレーションが完了すると、シミュレートされたモデルが予め定められた設計上の制約に違反していないかどうかをユーザに示す。

ユーザはいつでも、任意のシミュレーションサムネイルを選択して、現在のシミュレーション結果を見ることができる。図７は、ロードケースの１つについて、完全なシミュレーション結果７０２の視図を示す。ユーザは、サムネイル７１２を使用して、任意の利用可能なシミュレーション結果間を行ったり来たりすることができる。

ユーザがＣＡＤシステム上で作業し続ける間にシミュレーションが以前として実行中であり、実質的なＣＡＤ変更がその間になされている場合、実行規則を、以前として実行中のシミュレーションを管理するために設定することができる。採用することができる実行規則の種類を示すいくつかの例は、（Ａ）全ての実行中のシミュレーションが完了するまで実行する、（Ｂ）あとＮ秒で終了しそうなシミュレーションのみを実行する、Ｎは整数である、及び（Ｃ）全ての実行中のプロセスを停止する、を含む。

シミュレーション結果は、管理オプションまたは規則のセットに従って管理することができる。採用することができる管理オプション／規則の種類を示すいくつかの例は、（Ａ）より忠実度の高いモデルが利用可能になると、より忠実度の低いモデル、及び／またはシミュレーション結果を削除する、（Ｂ）各シミュレーション実行について少なくとも最も忠実度の高いシミュレーション結果を参照のために保存する、（Ｃ）結果が期限切れ（out of date）になった場合にシミュレーション結果を削除する、を含む。

説明する実施形態は、利用可能なコンピュータリソースの有効な利用を促進する。説明する実施形態は、多くの場合、さもなければアイドル状態であろう利用可能なコンピュータリソースを使用して、バックグラウンドでシミュレーションを実行する。クラウドコンピューティングまたはその他のコンピュータクラスタの使用は、シミュレーションターンアラウンドタイムを大いに早めることができる。

図８は、説明する実施形態により、関連する構造モデルを構築し、修正する間にシミュレーションモデルを実行する例示の手順を示す。ＣＡＤシステムのユーザは、一般にＣＡＤシステムに向かい、プロダクトコンポーネント対する変更についての情報を入力することによって、ＣＡＤシステム上で構造モデルを変更する（８２２）。情報は、例えば、キーボードストローク、または、コンピュータマウスやタッチスクリーンなどの別のデータ入力デバイスを介して入力することによって、入力することができる。変更は、構造モデルの初期の要素の入力、または、従来の構造モデルに対する修正とすることができる。ＣＡＤシステムは、１つまたは複数のトリガ基準を評価して、構造モデルに対する変更がシミュレーショントリガイベントであるかどうか判定する（８２４）。ＣＡＤシステムは、構造モデルに対する変更がシミュレーショントリガイベントであると判定されると、シミュレーションモデルを実行する（８２６）。実行の結果は、シミュレーションモデルの実行が完了すると提示される（８２８）。

ここで説明する１または複数の実施形態は、ソフトウェアおよびハードウェアの多くの異なる方式で実装することができる。ここで説明する実施形態を実装するために使用されるソフトウェアコード及び／または特定のハードウェアは、ここで説明する発明の実施形態に限定されない。よって、実施形態の動作及び振る舞いは、特定のソフトウェアコード及び／または特定のハードウェアに関係なく説明される。ソフトウェア及び／またはハードウェアを設計して、本明細書の説明に基づいて実施形態を実装することができることは理解されるだろう。

さらに、ここで説明する例示の実施形態の特定の実施形態は、１または複数の機能を実施するロジックとして実装することができる。このロジックは、ハードウェアベース、ソフトウェアベース、またはハードウェアベース及びソフトウェアベースの組み合わせとすることができる。ロジックの一部または全ては、１または複数の有形の、持続的、コンピュータ読取可能な媒体上に記憶することができ、コントローラまたはプロセッサによって実行することができるコンピュータ実行可能命令を含んでもよい。コンピュータ実行可能命令は、発明の１または複数の実施形態を実装する命令を含むことができる。有形の、持続的、コンピュータ読取可能記憶媒体は、揮発性または不揮発性とすることができ、例えば、フラッシュメモリ、動的メモリ、取り外し可能ディスク、及び取り外し不可ディスクを含むことができる。

図９は、説明する実施形態による例示のＣＡＤシステム９３０を示す。例示のＣＡＤシステムは、システムの他のコンポーネントがそれを介して互いに通信するバス９３２を含む。スキーマティック（schematic）キャプチャプロセッサ９３４は、ユーザインタフェースコンポーネント９３６を介してユーザから受け取った命令から構造モデルを生成する処理能力を提供する。シミュレーションプロセッサ９３８は、ここで説明したシミュレーションを実行する処理能力を提供する。スキーマティックキャプチャプロセッサ９３４もシミュレーションプロセッサ９３８も、バス９３２を介してメモリ９４０と通信する。メモリ９４０は、プロセッサ９３４、９３８によって実行される命令を記憶し、プロセッサによって要求されるデータ記憶サービスを提供する。ＣＡＤシステム９３０によって実施されるその他の機能は、プロセッサのいずれかによって、または両方の組み合わせによって、または別のプロセッサ（不図示）によって、単独で、または他のプロセッサと組み合わせて達成することができる。ＣＡＤシステムは、また、外部メモリ、その他のＣＡＤワークステーション、またはネットワークコンポーネントなどの、ＣＡＤシステムの外にあるエンティティと通信することを助けるインタフェースコントローラ９４２を含むことができる。

本発明を、本明細書に記載の例示の実施形態を参照して具体的に示し、説明してきたが、当業者は、特許請求の範囲によって包含される発明の範囲から逸脱することなく、形式及び詳細において様々な変更をここに行うことができることを理解するだろう。

Claims (21)

1. 関連する構造モデルを生成する間にシミュレーションモデルを実行する方法であって、
   コンピュータ支援設計（ＣＡＤ）システムによって、
   前記構造モデルを変更することと、
   少なくとも１つのトリガ基準を評価して、前記構造モデルに対する前記変更がシミュレーショントリガイベントであるか判定することと、
   前記構造モデルに対する前記変更が前記シミュレーショントリガイベントであると判定された場合に前記シミュレーションモデルを実行することと
   を含む方法。
2. 前記シミュレーションモデルの実行が完了すると、前記実行の結果を提示することをさらに含むことを特徴とする請求項１に記載の方法。
3. 前記実行の前記結果は、要約結果を含み、前記要約結果は、ユーザからの入力に基づいて詳細な結果に拡張することを特徴とする請求項２に記載の方法。
4. 前記構造モデルを変更することは、前記ＣＡＤシステムの命令セットからの１または複数の命令に基づくことを特徴とする請求項１に記載の方法。
5. 前記シミュレーショントリガイベントは、前記構造モデルの少なくとも一部を構築することの完了を含むことを特徴とする請求項１に記載の方法。
6. 前記シミュレーショントリガイベントは、１または複数の幾何学的配置変更を含むことを特徴とする請求項１に記載の方法。
7. 前記実行することは、Ｎが整数であるＮ番目のトリガイベントが発生するときに基づく時間に始まることを特徴とする請求項１に記載の方法。
8. 前記実行することは、Ｎが整数であるＮ番目の幾何学的配置変更が発生するときに基づく時間に始まることを特徴とする請求項１に記載の方法。
9. 予め定められた規則のセットにしたがって、前記シミュレーションモデルを制御することをさらに含むことを特徴とする請求項１に記載の方法。
10. 前記予め定められた規則のセットは、前記シミュレーションモデルが終了するときに関連することを特徴とする請求項９に記載の方法。
11. 前記シミュレーションモデルを実行することによって生成されたシミュレーション結果を管理することをさらに含むことを特徴とする請求項１に記載の方法。
12. コンピュータ支援設計（ＣＡＤ）システムであって、
    構造モデルを変更するように構成されたスキーマティックキャプチャプロセッサと、
    シミュレーションプロセッサであって、
    少なくとも１つのトリガ基準を評価して、前記構造モデルに対する前記変更がシミュレーショントリガイベントであるかどうか判定し、
    前記構造モデルに対する前記変更が前記シミュレーショントリガイベントであると判定された場合に、前記トリガイベントに基いて始まる時間に、シミュレーションモデルを実行するように構成されたシミュレーションプロセッサと
    を備えたＣＡＤシステム。
13. 前記シミュレーションプロセッサは、前記シミュレーションモデルの前記実行が完了すると、前記実行の結果を提示するようにさらに構成されたことを特徴とする請求項１２に記載のＣＡＤシステム。
14. 前記実行の前記結果は、要約結果を含み、前記要約結果は、ユーザからの入力に基づいて詳細な結果に拡張することを特徴とする請求項１３に記載のＣＡＤシステム。
15. 前記構造モデルに対する変更は、前記ＣＡＤシステムの命令セットからの１または複数の命令に基づくことを特徴とする請求項１２に記載のＣＡＤシステム。
16. 前記シミュレーショントリガイベントは、前記構造モデルの少なくとも一部を構築することの完了を含むことを特徴とする請求項１２に記載のＣＡＤシステム。
17. 前記シミュレーショントリガイベントは、１または複数の幾何学的配置変更を含むことを特徴とする請求項１２に記載のＣＡＤシステム。
18. 前記シミュレーションモデルの実行は、Ｎが整数であるＮ番目のトリガイベントが発生するときに基づく時間に開始することを特徴とする請求項１２に記載のＣＡＤシステム。
19. 前記シミュレーションモデルの実行は、Ｎが整数であるＮ番目の幾何学的配置変更が発生するときに基づく時間に開始することを特徴とする請求項１２に記載のＣＡＤシステム。
20. 前記シミュレーションプロセッサは、予め定められた規則にしたがって、前記シミュレーションモデルを制御するように構成されたことを特徴とする請求項１２に記載のＣＡＤシステム。
21. コンピュータコード命令を記憶した非一時的コンピュータ読取可能媒体であって、前記コンピュータコード命令は、プロセッサによって実行されると、コンピュータ支援設計（ＣＡＤ）システムに、
    構造モデルを変更させ、
    少なくとも１つのトリガ基準を評価させ、前記構造モデルに対する前記変更がシミュレーショントリガイベントであるかどうか判定させ、
    前記構造モデルに対する前記変更が前記シミュレーショントリガイベントであると判定された場合に、前記構造モデルに関連するシミュレーションモデルを実行させる非一時的コンピュータ読取可能媒体。