JP2020532814A - 製造設計修正システム - Google Patents

Abstract

提供されるのは、設計が製造者に渡される前にコンポーネントに対する製造性の改善を識別するシステム及び方法である。一例では、本方法は、コンポーネントの幾何学的設計を含むイメージを受け取るステップと、複数の製法タイプの中から、そのコンポーネントの為の製法タイプの識別を受け取るステップと、その製法タイプに基づいて、イメージからコンポーネントの幾何学的フィーチャを認識するステップと、製造の複雑さを軽減する為に、認識された幾何学的フィーチャのサイズ、形状、及び場所のうちの１つ以上に対する修正を決定するステップと、認識された幾何学的フィーチャの決定された修正に基づく、コンポーネントの幾何学的設計の修正の提案をユーザインタフェースに表示するステップと、を含んでよい。

Description

関連出願の相互参照
本出願は、２０１７年８月３０日に出願された米国特許仮出願第６２／５５２，２８６号の優先権を主張する、２０１８年７月２５日に米国特許商標局に出願された米国特許出願第１６／０４４，９２７号に基づく国際出願であり、これらの開示内容全体が、あらゆる目的のために本明細書に組み込まれている。

コンピュータ支援設計（ＣＡＤ）は、コンピュータを使用して、コンポーネントや部品の製造等におけるコンポーネント設計の作成、修正、及び最適化を支援する為の技術である。ＣＡＤソフトウェアは、従来の手描きに頼らずに、ベクトルベースのグラフィックスを用いて対象物を描写することが可能である。場合によっては、ＣＡＤは、設計対象物の全体の外観を示すラスタグラフィックスを生成することが可能である。ＣＡＤソフトウェアが含みうるのは形状だけではない。例えば、ＣＡＤは、用途ごとの規定に従って、材料、製法、寸法、公差等のような情報を伝達することが可能である。ＣＡＤは、自動車、造船、航空宇宙、工業デザイン及び建築設計、補綴、製造、その他多くのものを含む様々な用途で用いられる重要な工業技術である。

製造されるコンポーネントの設計の任務を課せられる設計者は、多くの場合、そのコンポーネントをどのように動作させるかを動機付けとする。ある設計者は、サイズ、形状、材料等のような、性能に影響しうる要因に専念するかもしれない。しかしながら、その設計者は、そのような設計の、製造上の複雑さを理解していない場合がある。例えば、ある特定の形状のコンポーネントの中に１インチの穴を開けるのに、製造時に異なる３回の特殊な穴開け作業が必要な場合でも、そのコンポーネントの同様の場所に０．５インチの穴を開けるのであれば、１回の標準的な穴開け作業だけでよいかもしれない。又、例えば、シートメタル片内の切削が、その形状によっては、シートメタルの厚さの都合で製造されない可能性がある。この場合、その設計者は、そのような問題に気づくのが、設計を製造者にサブミットした後、何週間も経ってからになる可能性があり、大幅な遅延が発生することになる。そこで、設計の段階で製造の複雑さの軽減を支援することが可能なシステムが必要とされる。

本発明は、上記従来技術の課題を解決するためになされたものである。

一例示的実施形態の一態様によれば、一方法が、コンポーネントの幾何学的設計を含むイメージを受け取るステップと、複数の製法タイプの中から、そのコンポーネントの為の製法タイプの識別を受け取るステップと、その製法タイプに基づいて、イメージからコンポーネントの幾何学的フィーチャを認識するステップと、製造の複雑さを軽減する為に、認識された幾何学的フィーチャのサイズ、形状、及び場所のうちの１つ以上に対する修正を決定するステップと、認識された幾何学的フィーチャの決定された修正に基づく、コンポーネントの幾何学的設計の修正方法の提案をユーザインタフェースに表示するステップと、のうちの１つ以上を含んでよい。

別の例示的実施形態の一態様によれば、コンピューティングシステムが、コンポーネントの幾何学的設計を含むイメージを受け取ることと、複数の製法タイプの中から、そのコンポーネントの為の製法タイプの識別を受け取ることと、その製法タイプに基づいて、イメージからコンポーネントの幾何学的フィーチャを認識することと、製造の複雑さを軽減する為に、認識された幾何学的フィーチャのサイズ、形状、及び場所のうちの１つ以上に対する修正を決定するステップと、のうちの１つ以上を行うように構成されたプロセッサと、認識された幾何学的フィーチャの決定された修正に基づく、コンポーネントの幾何学的設計の修正方法の提案をユーザインタフェースに出力するように構成された出力と、のうちの１つ以上を含んでよい。

別の例示的実施形態の一態様によれば、非一時的コンピュータ可読媒体が、コンポーネントの幾何学的設計を含むイメージを受け取るステップと、複数の製法タイプの中から、そのコンポーネントの為の製法タイプの識別を受け取るステップと、その製法タイプに基づいて、イメージからコンポーネントの幾何学的フィーチャを認識するステップと、製造の複雑さを軽減する為に、認識された幾何学的フィーチャのサイズ、形状、及び場所のうちの１つ以上に対する修正を決定するステップと、認識された幾何学的フィーチャの決定された修正に基づく、コンポーネントの幾何学的設計の修正方法の提案をユーザインタフェースに表示するステップと、のうちの１つ以上を実施してよい。

以下の詳細説明を添付図面と併せて参照することにより、本例示的実施形態の特徴及び利点、並びにそれらの達成方法がより容易に明らかになるであろう。

図面及び詳細説明の全体を通して、別段の記載がない限り、同じ図面参照符号は、同じ要素、特徴、及び構造を参照するものと理解されたい。それらの要素の相対的なサイズ及び描写は、明確さ、例示、及び／又は利便性の為に誇張又は調整されている場合がある。

一例示的実施形態による、製造設計の修正を提案するシステムを示す図である。 乃至 一例示的実施形態による、製造設計の複雑さを駆動するフィーチャを製法タイプ別に示す図である。 一例示的実施形態による、コンポーネントの製造設計を決定するプロセスを示す図である。 一例示的実施形態による、コンポーネントの製造属性を表示するユーザインタフェースを示す図である。 一例示的実施形態による、コンポーネントの設計に対する提案された修正を表示するユーザインタフェースを示す図である。 一例示的実施形態による、コンポーネントの製造に対する提案された設計修正を生成する方法を示す図である。 一例示的実施形態によるコンピューティングシステムを示す図である。

以下の説明では、様々な例示的実施形態の十分な理解が得られるように具体的な詳細を示す。当然のことながら、当業者であれば、それらの実施形態に対する様々な修正が容易に明らかであろうし、本明細書で示される一般原理は、本開示の趣旨及び範囲から逸脱しない限り、別の実施形態や用途に適用されてよい。更に、以下の説明では、説明を目的として多くの詳細を示す。しかしながら、当業者であれば理解されるように、そのような具体的な詳細を用いなくても実施形態が実施されてよい。又、場合によっては、不要な詳細によって説明が不明瞭になることを避けるべく、よく知られている構造や製法の図示又は説明を行わない。従って、本開示は、示された実施形態に限定されるものではなく、本明細書に開示の原理及び特徴と整合する最も広い範囲を与えられるものとする。

例示的実施形態は、コンポーネントの設計修正を識別及び提案して、製造の複雑さを製造前に軽減することが可能なシステム及び方法に関する。コンピュータ支援設計（ＣＡＤ）モデル、ＣＡＤファイル、又は他の、本システムにサブミットされるグラフィカル形式の幾何学的モデルに基づいて、１つ以上の関心対象の幾何学的フィーチャがＣＡＤモデル又はＣＡＤファイルから検出されることが可能であり、その幾何学的フィーチャに対する、製造の複雑さの軽減の為の修正が自動的に提供されることが可能である。例えば、必要なツールの数を減らす修正、特殊なツーリング工程を基本的な（標準的な）ツーリング工程に変更する修正、製造時間を短縮する修正、製造コストを下げる修正等が提案されてよい。これらの修正には、幾何学的フィーチャ／設計の形状、サイズ、位置、深さ、タイプ等の変更が含まれてよい。

このプロセスは、最も効率的な製造設計が決定されるまでに複数の提案（又は複数回の提案）が設計者に提供されるという点において、反復的であってよい。別の例として、本システムは、１つ以上の設計制約の為に製造が不可能なコンポーネントを検出することが可能である。この例では、本システムは、そのような設計の欠陥を、設計が製造者にサブミットされる前に設計者に通知することが可能である。更に、本システムは、製造要件を満たす為の設計変更を提案することが可能である。本システムは更に、多数の部品（例えば、１０００個以上の部品）を処理し、問題の件数／規模に基づいて、どの部品に努力を傾注すべきかをユーザに伝えることが可能である。関連するシステムが基本的な幾何学的分析を実施することが可能であるのに対し、本明細書に記載のシステムは、製造工程の完全なシミュレーションを実施することが可能であり、これによって、結果をより完全なものにして「誤警報」の幾つかを回避させることが可能になる。

設計段階では、設計者は、製造されるコンポーネントのレンダリングを含む技術的モデル（ＣＡＤモデル等）を生成することが可能である。ＣＡＤモデルは、コンポーネントの構造設計（幾何学的形状）に加えて、場合によっては、材料タイプ、製法、寸法、公差等のような付加属性を含んでよい。ＣＡＤ図面は、典型的には、大量のコンポーネントを製造する製造者にサブミットされる。

しかしながら、設計者は、コンポーネントの製造の複雑さに大きな影響を及ぼしうる要因を意識していないことが多い。複雑さは、遅延、設計の欠陥、製造コストの増大等のような様々な障害を引き起こしうる。例えば、切削、曲げ、穴、形状等のような幾何学的フィーチャは、（基本的なツールによる）基本的な製造ではなく（特殊なツールによる）特殊な製造を必要とする場合がある。又、例えば、設計者が、別の場所、サイズ、パターン等であればより簡単な製法で製造可能であることを全く理解せずに、好みに基づいて場所、サイズ、公差仕様等を選択する場合がある。製造の複雑さは、材料、製法、場所、サイズ、形状、公差等のような多様な要因によって引き起こされる可能性がある。これらのフィーチャは、均一に測定できるわけではなく、ユーザが図面を点検してもイメージしたり理解したりしにくい。更に、コンポーネントの１つの設計属性を変更すると、そのコンポーネントの別の設計属性に問題が発生する可能性がある。

本明細書に記載のシステムは、これらの問題に対処する為に、コンポーネントの製造の複雑さを軽減する為の、コンポーネント設計の変更を自動的に提案する。本システムは、コンポーネント設計のモデル又はファイル（例えば、ＣＡＤモデル等）を受け取り、関心対象の幾何学的フィーチャを１つ以上抽出することが可能である。幾何学的フィーチャとしては、穴、曲げ、サーフェス、他のフィーチャからの距離、様々な方向からアプローチするツールに対する、フィーチャのアクセスしやすさ等があり、これらのフィーチャは、サイズ、深さ、場所、形状等のような属性を有してよい。本システムは、ＣＡＤモデルに含まれる部品又は他のアイテムの境界表現形状に基づいて、ＣＡＤモデルの数学的／幾何学的分析を実施することが可能である。本システムは、関心対象の幾何学的フィーチャを分析して、そのフィーチャの、製造の複雑さ（例えば、時間、コスト、ツール、機械加工製法等）を軽減する変更を１つ以上識別することが可能である。場合によっては、本システムは、複雑さを軽減しながらもクライアントの目標を達成する代替設計を提案することが可能である。提案される修正としては、異なる場所、異なる角度、異なる形状、異なる深さ、異なるサーフェス等がありうる。

更に、本システムは、コンポーネントの設計中に、ユーザに対する提案をユーザインタフェースに出力することが可能である。即ち、提案は、コンポーネント設計の途中（例えば、ＣＡＤ生成の途中）で提供されることが可能であり、これによって、そのような提案は、コンポーネントが製造される前に行われる。本システムは、コンポーネントの現在の製造評価に関するフィードバックを表示して、効率を高める方法をユーザに提案することが可能である。本システムは、ユーザインタフェースにより、ユーザが製品の設計を変更しながらフィードバックを繰り返し受け取る反復プロセスを通して、ユーザをより効率的な複雑さに導くことが可能である。更に、ユーザは、本システムによって識別された製造上の問題を掘り下げて、そのような製造上の問題の根本的な原因を考察することが可能である。

本明細書に記載の設計プロセスを通して、製造の複雑さを軽減することが可能である。複雑さを軽減することの例として、部品の製造に必要な物理的材料の量を減らすこと、部品の製造にかかる時間を短縮すること、製造の効率を高めること（例えば、製造工程の数を減らすこと、コンポーネントを製造する為のツールの数を最小限に抑えること、特殊なツールに対して基本的／標準的なツールをより多く使うこと等）があり、これらに限定されない。製造の複雑さを軽減する為に修正可能な別の属性として、幾何学的設計において許容される公差のレベルがある。幾つかの実施形態では、製法の複雑さを大幅に軽減すること（例えば、ツールを少なくすること、特殊なツーリングではない基本的なツーリング、特殊なプロセスを無くすこと等）の為に公差を緩和してよい。別の例として、品質関連の警告が用意されてよく、例えば、（例えば、シートメタル等における）近接警告、シャープエッジ又は厚さ違反（例えば、プラスチック等）等が用意されてよい。従って、本システムは、製造性及びコストを考慮した設計（ｄｅｓｉｇｎ ｆｏｒ ｍａｎｕｆａｃｔｕｒａｂｉｌｉｔｙ ａｎｄ ｃｏｓｔ、ＤＦＭＣ）を改善する為に使用可能である。

図１は、一例示的実施形態による、製造設計に対するインサイト及び提案を提供するシステム１００を示す。図１を参照すると、システム１００はインサイトサーバ１２０を含み、これは、製造されるコンポーネントのモデル１１０をユーザ装置（図示せず）から受け取ってよい。例えば、ユーザ装置は、インターネットのようなネットワークを介してインサイトサーバ１２０に接続されてよい。別の例として、プロセスは、インサイトサーバ１２０に接続されずに本明細書に記載の設計改善ソフトウェアを実行するユーザ装置によって実施されてよい。

図１の例では、モデル１１０は、ハードウェアコンポーネントの初期設計１１２を含む。初期設計１１２は、製造されるコンポーネントの幾何学的形状を含む。インサイトサーバ１２０は、初期設計１１２に含まれるコンポーネントの設計を修正する提案を、工程の早い段階で（即ち、コンポーネントが製造者に送られる前に）行うことが可能である。インサイトサーバ１２０は、製造の複雑さの軽減に役立つ提案をして、製造効率を高めることが可能である。特殊な機械加工は、特定の作業をより容易に行うことが可能であるが、複雑さが高くなる（例えば、レーザカッタは、穴をある程度の公差で開けることが可能であるが、深く開ける為には、１回の切削ではなく別々の３回の切削が必要となる場合があり、その場合は製造の複雑さが急激に高まる可能性がある）。インサイトサーバ１２０は、複雑さの軽減についての指針及び提案を提供することが可能である。更に、インサイトサーバ１２０は、特定の部品の製造にどのようなコストが発生するか等についての評価を表示することが可能である。

幾つかの属性が製造の複雑さの「駆動因子」になる可能性があり、そのような属性として、ツーリング情報１４１、公差情報１４２、材料情報１４３、製法情報１４４等がある。ツーリング情報１４１は、モデル１１０から検出された幾何学的フィーチャの設計ではどのツールが必要とされるか、例えば、モデル１１０から検出された幾何学的フィーチャを製造する為には特殊なツール又は追加のツーリング構成要素が必要かどうか、についての情報を提供することが可能である。ツーリング情報は、どのフィーチャが特殊なツーリング、基本的なツーリング、幾つかのツール等を必要としているかを識別することが可能である。公差情報１４２は、切削、穴、曲げ等に対して要求される公差レベルに対する達成可能な公差レベルを識別することが可能である。例えば、公差情報１４２は、特殊なツーリング工程から基本的なツーリング工程に格下げする場合等に必要な緩和量を識別することが可能である。材料情報１４３は、識別された幾何学的フィーチャの作成に必要な材料の量及びタイプ、並びに、それらの材料が複雑さにどのように影響するか等を識別することが可能である。製法情報１４４は、実施される製法タイプ（例えば、鋳造、プラスチック成形、シートメタル等）に応じて異なる複雑さ情報を提供することが可能である。更に当然のことながら、それら以外の情報も複雑さの決定に役立つ場合があり、図１に示された情報タイプは例示に過ぎない。

複雑さの駆動因子は複数存在する場合がある。例えば、特殊な製法が必要になる公差を有するフィーチャは、著しい複雑さを引き起こす可能性がある。又、例えば、ある切削工程が別のタイプの切削工程より時間がかかる場合があるが、切削工程をより迅速に実施する為に、設計の修正が必要になる可能性がある。複雑さを認識するだけでは十分ではなく、複雑さから得られるものを理解することにも利点がある。インサイトサーバ１２０は、コンポーネントの設計に対して１つ以上の提案を行うことが可能であり、例えば、幾何学的修正の提案１３２を含む、コンポーネント設計の提案１３０を行うことが可能である。図ではイメージとして示されているが、このような提案はユーザインタフェースから出力されてよく、それによって、ユーザは変更を数値で確認することが可能になる。更に、インサイトサーバ１２０は、最も効率的なコンポーネント設計が生成されるまで、複数の態様の複雑さを軽減する提案を繰り返し生成することが可能である。

工程の条件を緩和する１つ以上のルールが作られてよく、或いは使用されてよい。インサイトサーバ１２０は、製造される製品の所望の結果（設計）を達成する為に実行可能でありうる、かなりの数の製造上の選択肢や様々な基準及び方法を分析することが可能である。例えば、インサイトサーバ１２０は、複数の実行可能な設計バリエーションを識別し、コストが最小となる設計バリエーション、所要時間が最短となる時間バリエーション、基本的な（最も製造しやすい）設計バリエーション等を識別することが可能である。インサイトサーバ１２０は複数の提案を行うことが可能であり、これらの提案はユーザインタフェース経由で出力され、どのように進めるのが最適化かについての最終的な選択を設計者が行うことを可能にする。特定のフィーチャの存在が、複雑さを引き起こし、同時に製造の効率の妨げになる可能性があり、そのような特徴として、例えば、不要な公差、寸法が大きすぎるか小さすぎること、材料が特定の製法に適合しないこと等がある。インサイトサーバ１２０は、これらの問題を識別し、設計されるコンポーネントの目標を同様に達成する別の選択肢を提案することが可能である。場合によっては、提案される変更は、コンポーネントの製造を可能にするものである。この修正によって、コストが上昇するかもしれないが、将来的に複雑さが抑えられる可能性がある。

幾つかの実施形態では、ユーザ（例えば、設計者）は、コンポーネントを機械加工部分、シートメタル部分、鋳造部分等として分類すること等のインサイトとの高レベルの関係を確立することが可能である。そして、インサイトサーバ１２０は、モデル１１０に基づいて、ツール、特殊な機械加工、基本的な機械加工、幾何学的フィーチャ（公差、サーフェス、曲げ、穴、場所、サイズ、コーナ等の属性を含む）等を識別することが可能である。更に、インサイトサーバ１２０は、その後、モデル１１０から識別された、コンポーネントの１つ以上の幾何学的フィーチャをどのように変更するかについての提案を行うことが可能である。更に、当然のことながら、設計者は、製造されるコンポーネントに関する様々な属性を入力することが可能であり、それらの属性は、インサイトサーバ１２０による識別及び提案を更に支援することが可能である。例えば、インサイトサーバ１２０のユーザインタフェースが、材料タイプ、製造タイプ、製造数量、所要製造時間等を受け取ってよい。

インサイトサーバ１２０によって行われる提案は、ツーリングの変更、加工の変更、材料の変更等を行う為の、設計の是正又は他の修正を含んでよい。例えば、シャープな内側コーナは、円筒形のツールではあまり簡単には作れず、入手しにくく高価な特殊ツールが必要になる場合がある。これは、丸みの付いたエッジを追加することで解決可能である。別の例として公差があり、これは、更なる製造（特殊な製造）を駆動する可能性がある。公差がきついと、特殊な仕上げが必要になることが多い。従って、公差を緩和する提案によって、特殊な仕上げが不要になる場合がある。別の例として、幾何学的フィーチャのサイズ又は形状の変更があり、これによって、そのような設計の製造に必要なツールの数（及び時間）が減る場合がある。例えば、シートメタルにおいて穴の公差が１インチの４／１０００の場合には、別々の３回の穴開け工程が必要になる場合があるが、その穴の公差を１インチの８／１０００に緩和すると、１回の標準的な穴開け工程だけでよい場合がある。多くの場合、複雑さが増える設計フィーチャは必須ではなく、それが必要とされるのは、単純に、設計者が設計の見た目が良いことを好む為である。従って、提案される修正がコンポーネントの性能に影響しない場合がある。

インサイトサーバ１２０は、提案された変更（例えば、幾何学的フィーチャ１３２を提案している提案された設計１３０）を出力することにより、製造の複雑さを軽減し、必要に応じて更新を行うことが可能である。ユーザにはその情報が与えられる。一般に、設計者が設計図面を製造者に送ると、数週間後に製造者が図面を送り返してきて、特定のフィーチャ／公差が製造不可能であると伝えてくることがある。これに対し、本明細書に記載のシステムは、設計者が製造を依頼する前に（例えば、設計段階で）是正措置を提示することが可能である。従って、ユーザ／設計者は、製造の時点では問題に対処しなくてよい。是正サーバ１２０の別の利点は、使用されるツール（例えば、標準ツールか非標準ツールか）、ツールの数、ツールのタイプ、標準サイズか非標準サイズか等を識別及び提案することである。ツールを整理統合することによって、コストの低減及び複雑さの軽減（時間の短縮）が可能になる。例えば、必要なねじ回しが４種類ではなく１種類だけであれば、速さ、複雑さ、時間、及びコストの面で簡素化が可能になる。例えば、本システムは、ユーザがより安価な材料の使用について検討や調査を行うことを提案することが可能である。

インサイトサーバ１２０によって生成される提案／フィードバックのタイプは、製法に応じて様々であってよい（例えば、プラスチック、金属、鋳造、組立等）。様々な材料、製法、機械、幾何学的フィーチャ等が、複雑さに作用するように変更されてよい。提案される変更によっては、最初は（例えば、金型を作る為に）コストが上昇するものの、後で金型に基づいて部品を量産する際にコストが抑えられる場合がある。部品の製造は、一連の方法で行うことが可能である。全ての制約が配慮されることが可能であり、それらの制約を簡略化するか、せめて可能にする為の指針を示すことが可能である。更に、インサイトサーバ１２０は、モデル１１０内のコンポーネントの幾何学的形状を、実施される製法タイプに応じて様々に解釈することが可能である。例えば、コンポーネントがシートメタルであれば、曲線は曲げであることが可能だが、プラスチック部品であれば、（別個のフィーチャではない）成形されたエッジとしてのみ可能である。インサイトサーバ１２０は、幾何学的形状、及びその幾何学的形状が表現するもの、並びにその幾何学的形状がどのように製造可能かを評価する。是正サーバ１２０は、是正的修正を提示する際に、幾何学的形状を解釈して、特定の様式で分類することが可能である。

図２Ａ及び２Ｂは、表２００Ａ〜２００Ｂにおいて、一例示的実施形態による、製造設計の複雑さを駆動するフィーチャ２０４を製法タイプ２０２ごとに示す。図２Ａ及び２Ｂを参照すると、様々な製法タイプ２０２が、様々なフィーチャ２０４（本明細書では駆動因子とも呼ばれる）を有してよく、これらは、複雑さを引き起こすことも、複雑さを軽減することも可能である。幾つかのフィーチャ２０４は、各製法タイプ２０２にまたがって同じであってよく、幾つかのフィーチャ２０４は、特定の製法タイプに固有であってよい。インサイトシステム（例えば、図１に示されたインサイトサーバ１２０等）が探す幾何学的形状は、製法タイプ２０２に依存してよい。製法タイプ２０２の例として、シートメタル、プラスチック成形、鋳造、機械加工、棒及び管、組立等がある。より具体的な例として、ソフトツールシートメタル製法、ダイスタンプ、シートストレッチ成形、シートハイドロ成形、プラスチック成形（射出成形、ＳＦ成形、反応射出成形等）、回転成形、ブロー成形、熱成形、ダイカスト、砂型鋳造、鍛造、機械加工、積層造形、粉末金属等があり、これらに限定されない。各製法タイプ２０２ごとに、選択された製法タイプ２０２の製造能力及び複雑さに関連する一連のフィーチャ２０４があってよい。

フィーチャ２０４の例として、ブランク、穴、サーフェス、部品、曲げ、ドロー、横力制御、リブ、フォーム、機械加工フィーチャ等があり、これらに限定されない。各フィーチャ２０４は、様々な特性２０６を有する。場合によっては、特性２０６は、フィーチャ２０４の幾つかにおいて一部重複してよい。特性２０６として、寸法（又は他のサイズ関連の特性）、エッジタイプ、公差、厚さ、ツール／方向のアクセスしやすさ、場所、距離、方位等があってよく、これらに限定されない。幾つかの幾何学的形状はよく似ており、各製法タイプ２０２にまたがって同じラベルを有する。例えば、各製法タイプ２０２は、穴のタイプが複数あってよい。一方、穴の製造のサイクル時間の計算及び評価に使用されるアルゴリズムは、各製法タイプ２０２にまたがって様々であってよい。これらの例では、インサイトシステムは、本システムがコンポーネント設計に関して識別する幾つかの固有フィーチャ２０４に基づくツリー構造を生成して表示してよい。非限定的な例として、シートメタルコンポーネントの場合に可能なフィーチャ２０４の総数は１７であってよいが、図面に含まれるコンポーネントにおいては、１７個のうちの５つのフィーチャが識別されていてよい。

図３は、一例示的実施形態による、コンポーネントの製造設計を決定するプロセス３００を示す。図３を参照すると、ステップ３１０で、インサイトシステムは、本システムが受け取ったグラフィカルモデル（ＣＡＤモデル等）に含まれてよい、製造されるシートメタルコンポーネント３００の幾何学的設計に含まれる幾つかのフィーチャを識別する。この例では、本システムは、修正可能であってよい５つのフィーチャを識別する。例えば、５つのフィーチャは、フォーム、２つのタイプの曲げ、及び２つの穴であり、これらは、シートメタルコンポーネント３００の幾何学的設計（又はその図面）に基づいて、本システムによって自動的に識別されてよく、更に、製造の複雑さを軽減する為の修正がこれらのフィーチャのいずれかに対して可能かどうかを判定する為に分析されてよい。

図３の例では、本システムは、シートメタルコンポーネント３００を製造する為の複数のルート３２０Ａ及び３２０Ｂを識別し、両ルートの複雑さを識別する。具体的には、第１の製造ルート３２０Ａでは、コンポーネント３００の製造にレーザ切削が適用され、一方、第２の製造ルート３２０Ｂでは、コンポーネント３００の製造にタレットプレスが適用される。それぞれの全工程ルートが示されており、実線は必須の工程を示し、破線は任意選択の工程を示す。

この例で本システムが行った判定によれば、レーザ切削の工程ルート３２０Ａでは、コンポーネント３００のフォームを製造できず、これは、フォームフィーチャを作成できる工程がない為であり、一方、タレットプレスの工程ルート３２０Ｂであればフォームフィーチャを作成できる。更に、両工程ルート３２０Ａ及び３２０Ｂは、２つのタイプの曲げを設計できる曲げブレーキ工程を任意選択で有する。

本システムは、各ルート３２０Ａ及び３２０Ｂの個々の工程のモデリングに加えて、各工程において達成可能な幾何学的形状の公差をモデリングすることが可能である。この例では、第１の穴の直径の公差は０．０７ｍｍであってよい。従って、この公差は、ルート３２０Ａのレーザ切削工程であれば製造可能であるが、ルート３２０Ｂのタレットプレス工程では製造できない。この場合、本システムは更に、タレットプレスのルート３２０Ｂの二次的な（任意選択の）機械加工作業によって穴を正しい公差で製造できることを識別する。

この例では、レーザ切削の工程ルート３２０Ａにフォームを製造できないというエラーがある為、本システムは、製造が可能であることの信頼度が最も高いという理由でタレットプレスの工程ルート３２０Ｂを選択することになる。但し、両工程ルートのエラーが同数（又はゼロ）の場合には、本システムは、二番手の要因（例えば、コスト、時間、可用性等）に基づいてルートを選択することになる。

図４は、一例示的実施形態による、コンポーネントの製造属性を表示するユーザインタフェース４００を示し、図５は、一例示的実施形態による、コンポーネントの設計に対する提案された是正又は他の修正を表示するユーザインタフェース５００を示す。ユーザインタフェース４００及び５００は、一緒に実施されてよく、別々に実施されてもよい。又、ユーザインタフェース４００及び５００は、コンポーネント設計プロセスの間、コンピュータ画面（例えば、設計者の画面）に表示されてよい。ユーザインタフェース４００及び５００は、ユーザ装置、サーバ、クラウドプラットフォーム等によって実行される、本明細書に記載のソフトウェアによって表示されることが可能である。図４を参照すると、ユーザインタフェース４００は、製造のカテゴリ別コストの例４１０を示している。この例では、コストは、材料、労力、間接費、セットアップ、投資、及び「その他」に分類されている。別の例として、コストは、製法別コスト４２０に示されるように、製法タイプ別に表示されてよい。

ユーザインタフェース４００は更に、製造の複雑さに関連しうる問題があれば識別する組立の問題ウィンドウ４３０を含む。コスト情報及び組立の問題は、初期入力段階の間に最初にサブミットされたモデル（及び他の任意の、設計者が追加した入力）から、本システムによって識別されることが可能である。この非限定的な例では、問題は、穴、曲げ、フォーム、材料、及び近接の各問題に分けて識別されている。この例では、組立の問題４３０は、曲げの問題と、５つの近接の問題とを識別している。ユーザは、それらのボタンを任意に選択することにより、問題を掘り下げたり、問題に関する更なる情報を洗い出したり、問題に対処する方法の提案を引き出したりできる。

図５のユーザインタフェース５００を参照すると、ユーザは曲げの問題５１０を掘り下げてよく、これによって、本システムは、コンポーネントの幾何学的設計、幾何学的フィーチャのラベル（例えば、直線曲げ）、現在の曲げ量、及び提案された曲げ量から識別された問題を識別することが可能である。この例では、提案された曲げ量は、例えば、特殊なツールを減らすこと、ツールの数を減らすこと、時間を短縮すること等によって製造の複雑さを軽減し、同時に、コンポーネントの必要とされる目標を達成することが可能である。ユーザは又、近接の問題５２０を掘り下げてよく、これによって、問題当たり２つの幾何学的フィーチャと、それら２つのフィーチャの近接が不要な複雑さを引き起こしていることとが識別される。この例では、それら２つの幾何学的フィーチャは、所定の名称（穴、ブランク、曲げ等）で識別されてよく、２つのフィーチャの間の現在の距離が、その距離に対して提案された是正とともに提示されることが可能である。更に、ユーザは公差の問題５３０を掘り下げてよく、これは、特殊な機械加工製法を必要とするものの、その特殊な機械加工を基本的な機械加工製法に置き換える為に緩和してもよい特定の閾値を示す。この例では、穴の直径の公差が特殊な機械加工を必要としており、この公差は、基本的な機械加工を行うことで複雑さが軽減されるように緩和されてよい。

図６は、一例示的実施形態による、コンポーネントの製造に関して、提案された設計修正を生成する方法６００を示す。一例として、方法６００は、サーバ、ユーザ装置、クラウドプラットフォーム、又は他のコンピューティングシステム又はシステムの組み合わせで実施されてよい。図６を参照すると、６１０で、本方法は、コンポーネントの幾何学的設計を含む画像を受け取るステップを含んでよい。一例として、画像は、コンピュータソフトウェアを使用して作成されたモデルを含んでよく、そのようなソフトウェアとして、例えば、電子設計自動化（ＥＤＡ）、コンピュータ支援設計（ＣＡＤ）、組立部品表（ＢＯＭ）、購入部品表、複合プライレイアップテーブル等がある。イメージは、コンポーネントの２次元モデル又は３次元モデルを含んでよく、コンポーネントは、例えば、部品、ピース、部品／ピースの組立品等であって、機械加工製法、切削製法、パンチング製法、鋳造製法等で製造されるものである。

６２０で、本方法は、複数の製法タイプの中から、コンポーネントの製法のタイプの識別を受け取るステップを含んでよい。ここで、製法タイプは、シートメタル製法、プラスチック成形製法、鋳造製法、組立製法等を含んでよい。タイプは、ユーザインタフェースにおいて選択又は他の方法で入力されてよい。製法が異なれば生ずる複雑さも異なり、この複雑さは製法間で明確に別個でありうる。製法タイプのどの属性が製造に影響するかを識別する為に、複雑さの駆動因子が用いられてよい。

６３０で、本方法は、製法タイプに基づいて、イメージからコンポーネントの幾何学的フィーチャを認識するステップを含んでよい。例えば、幾何学的フィーチャは、ＣＡＤモデルから関心対象の１つ以上の幾何学的形状（例えば、穴、曲げ、サーフェス、切削、タブ、凹部等）を識別する認識システムによって検出されてよい。幾何学的フィーチャは、ＣＡＤモデル内で、幾何学的特性に基づいて識別されてよい。ＣＡＤモデル内の幾何学的特性は、シャープコーナ、丸みの付いたエッジ、円、２つの部品の間の距離、形状、サイズ等のようなサーフェス、ボリューム等の数学的定義を含んでよい。

６４０で、本方法は、製造の複雑さを軽減する為の、認識された幾何学的フィーチャのサイズ、形状、及び場所のうちの１つ以上に対する提案された識別を決定するステップを含んでよい。ここで、提案は、製造コストの低減、製造効率の向上、製造時間の短縮等が行われるように決定されてよい。例えば、提案は、認識された幾何学的フィーチャの作成に使用されたツールのタイプに基づいて決定されてよい。又、例えば、提案は、認識された幾何学的フィーチャの作成に使用されたツールの数に基づいて決定されてよい。又、例えば、提案は、認識された幾何学的フィーチャの公差に基づいて決定されてよい。又、例えば、提案は、認識された幾何学的フィーチャの材料に基づいて決定されてよい。又、例えば、提案は、認識された幾何学的フィーチャの製造に要する時間の予測に基づいて決定されてよい。

６５０で、本方法は、認識された幾何学的フィーチャの決定された提案に基づく、コンポーネントの幾何学的設計の修正方法の提案をユーザインタフェースに表示するステップを含んでよい。例えば、ユーザインタフェースに出力される提案は、幾何学的フィーチャのサイズ、形状、深さ、場所、材料等を変更することについての提案を含んでよい。一例として、提案は、開ける穴をコンポーネント上の別の場所に移動することによって、特殊な穴開け作業を基本的な穴開け作業に変更することを含んでよい。別の例として、提案は、曲げを丸みの付いたエッジから直線エッジに変更することによって、フォーム製法ではなくプレスブレーキでの製造を可能にすること等を含んでよい。当然のことながら、多様な提案が行われてよい。更に、このプロセスは、設計を強化する為に（例えば、複雑さ、効率等の閾値が達成されるまで）繰り返し実施されてよい。

図７は、一例示的実施形態による、オブジェクトコピー作業を実施できるコンピューティングシステム７００を示す。例えば、コンピューティングシステム７００は、データベースノード、サーバ、クラウドプラットフォーム、ユーザ装置等であってよい。幾つかの実施形態では、コンピューティングシステム７００は、複数の装置にまたがって分散してよい。図７を参照すると、コンピューティングシステム７００は、ネットワークインタフェース７１０、プロセッサ７２０、出力７３０、及び記憶装置７４０（例えば、インメモリ）を含む。図７には示されていないが、コンピューティングシステム７００は更に、ディスプレイ、入力装置、受信器、送信器、永続的ディスク等のような他のコンポーネントを含んでよく、或いはこれらと電子的に接続されてよい。プロセッサ７２０は、コンピューティングシステム７００の他のコンポーネントを制御してよい。

ネットワークインタフェース７１０は、インターネット、プライベートネットワーク、パブリックネットワーク、エンタプライズネットワーク等のようなネットワークを介してデータの送受信を行ってよい。ネットワークインタフェース７１０は、無線インタフェース、有線インタフェース、又はこれらの組み合わせであってよい。プロセッサ７２０は、それぞれが１つ以上の処理コアを含む１つ以上の処理装置を含んでよい。幾つかの例では、プロセッサ７２０は、マルチコアプロセッサ又は複数のマルチコアプロセッサである。又、プロセッサ７２０は固定されていてよく、或いは再構成可能であってよい。

出力７３０は、コンピューティングシステム１０００の埋め込みディスプレイ、外部接続されたディスプレイ、クラウドに接続されたディスプレイ、別の装置等にデータを出力してよい。例えば、出力７３０は、入出力機能を有するポート、インタフェース、ケーブル、ワイヤ、基板等を含んでよい。ネットワークインタフェース７１０、出力７３０、又はこれらの組み合わせは、他の装置において実行されるアプリケーションと相互に作用してよい。記憶装置７４０は、特定の記憶装置に限定されず、任意の既知のメモリ装置であってよく、例えば、ＲＡＭ、ＲＯＭ、ハードディスク等であってよく、クラウド環境に含まれても含まれなくてもよい。記憶装置７４０は、プロセッサ７２０で実行されて、図６に示された方法６００を実施することが可能なソフトウェアモジュール又は他の命令を記憶してよい。

様々な実施形態によれば、プロセッサ７２０は、コンポーネントの幾何学的設計を含むイメージを受け取ってよい。イメージは、ＣＡＤのような技術的モデル等を含んでよい。プロセッサ７２０は、複数の製法タイプの中から、コンポーネントの製法タイプの識別を受け取ってよい。これらのタイプは、プラスチック成形製法、シートメタル製法、鋳造製法等であってよい。プロセッサ７２０は、制御の複雑さを軽減する為に、製法タイプに基づいてイメージからコンポーネントの幾何学的フィーチャを認識し、認識された幾何学的フィーチャのサイズ、形状、及び場所のうちの１つ以上に対する提案された修正を決定してよい。幾何学的フィーチャは、入力されたモデルの中のコンポーネント／部品の境界表現形状から表現されてよい。更に、出力７３０は、認識された幾何学的フィーチャの決定された修正に基づく、コンポーネントの幾何学的設計の修正方法の提案をユーザインタフェースに出力してよい。

幾つかの実施形態では、プロセッサ７２０は、図面に含まれる幾何学的な線、破断、形状、穴等に基づいて、イメージからコンポーネントの曲げ、コーナ、穴、及びサーフェスのうちの１つ以上を認識してよい。プロセッサ７２０は、認識された幾何学的フィーチャの作成に使用されるツールのタイプ、認識された幾何学的フィーチャの作成に使用されるツールの数、認識された幾何学的フィーチャの公差、認識された幾何学的フィーチャの材料、認識された幾何学的フィーチャの製造に要する時間の予測等のうちの１つ以上に基づいて是正を決定してよい。プロセッサは、使用される１つ以上の異なるツールを自動的に検出することが可能である。場合によっては、ユーザは、図面とともに使用したいツールのタイプを提示してよく、プロセッサは、複雑さの改善を支援する為に、代替又は追加で使用可能な他のツールを１つ以上検出することが可能である。

上述の明細書から理解されるように、本開示の上述された各例は、コンピュータソフトウェア、ファームウェア、ハードウェア、又はこれらの組み合わせ又はサブセットを含むコンピュータプログラミング技術又はコンピュータエンジニアリング技術を用いて実施されてよい。そのようにして得られる、コンピュータ可読コードを有するプログラムはいずれも、１つ以上の非一時的コンピュータ可読媒体に埋め込まれるか用意されてよく、それによって、本開示の説明された各例に準じたコンピュータプログラム製品（即ち、製造物）が作成される。例えば、非一時的コンピュータ可読媒体は、固定ドライブ、ディスケット、光ディスク、磁気テープ、フラッシュメモリ、外部ドライブ、半導体メモリ（例えば、読み出し専用メモリ（ＲＯＭ）、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ））、及び／又は他の任意の非一時的送信及び／又は受信媒体（例えば、インターネット、クラウドストレージ、インターネットオブシングス（ＩｏＴ）、又は他の通信ネットワーク又はリンク）であってよく、これらに限定されない。コンピュータコードを収容する製造物は、コードを１つの媒体から直接実行することによって、又はコードを１つの媒体から別の媒体にコピーすることによって、又はコードをネットワーク経由で送ることによって作られてよく、且つ／又は使用されてよい。

コンピュータプログラム（プログラム、ソフトウェア、ソフトウェアアプリケーション、「アプリ（ａｐｐｓ）」、又はコードとも呼ばれる）は、プログラマブルプロセッサ用のマシン命令を含んでよく、高級手続き型プログラミング言語及び／又はオブジェクト指向プログラミング言語、及び／又はアセンブリ／マシン言語で実施されてよい。本明細書では、「マシン可読媒体」及び「コンピュータ可読媒体」という用語は、マシン命令及び／又はデータをプログラマブルプロセッサ（これはマシン命令をマシン可読信号として受け取るマシン可読媒体を含む）に提供する為に使用される任意のコンピュータプログラム製品、装置、クラウドストレージ、インターネットオブシングス、及び／又はデバイス（例えば、磁気ディスク、光ディスク、メモリ、プログラマブルロジックデバイス（ＰＬＤ））を意味する。但し、「マシン可読媒体」及び「コンピュータ可読媒体」は、一時的信号を含まない。「マシン可読信号」という用語は、マシン命令及び／又は他の任意の種類のデータをプログラマブルプロセッサに提供する為に使用可能な任意の信号を意味する。

上述のプロセスの説明及び図解は、本明細書においては、各プロセスステップを実施する順序が固定されていることを意味するものと見なされてはならない。むしろ、各プロセスステップは、少なくとも幾つかのステップを同時に実施することを含めて、実施可能な任意の順序で実施されてよい。本開示を具体例と関連させて説明してきたが、当然のことながら、添付の特許請求項において明記されている本開示の趣旨及び範囲から逸脱しない限り、本開示の実施形態に対して、当業者であれば明らかな、様々な変更、置換、及び修正が行われてよい。

Claims (20)

1. コンポーネントの幾何学的設計を含むイメージを受け取ることと、複数の製法タイプの中から、前記コンポーネントの為の製法タイプの識別を受け取ることと、前記製法タイプに基づいて、前記イメージから前記コンポーネントの幾何学的フィーチャを認識することと、製造の複雑さを軽減する為に、前記認識された幾何学的フィーチャのサイズ、形状、及び場所のうちの１つ以上に対する修正を決定することと、を行うように構成されたプロセッサと、
   前記認識された幾何学的フィーチャの前記決定された修正に基づく、前記コンポーネントの前記幾何学的設計の修正方法の提案をユーザインタフェースに出力するように構成された出力と、
   を含むコンピューティングシステム。
2. 前記イメージは、機械加工製造用部品のコンピュータ支援設計（ＣＡＤ）モデルを含む、請求項１に記載のコンピューティングシステム。
3. 前記複数の製法タイプは、プラスチック成形製法、シートメタル製法、及び鋳造製法を含む、請求項１に記載のコンピューティングシステム。
4. 前記プロセッサは、前記イメージから前記コンポーネントの曲げ、コーナ、穴、及びサーフェスのうちの１つ以上を認識するように構成されている、請求項１に記載のコンピューティングシステム。
5. 前記プロセッサは、前記認識された幾何学的フィーチャの作成に使用されるツールのタイプに基づいて、前記認識された幾何学的フィーチャの前記サイズ、前記形状、及び前記場所のうちの１つ以上に対する前記修正を決定するように構成されている、請求項１に記載のコンピューティングシステム。
6. 前記プロセッサは、前記認識された幾何学的フィーチャの作成に使用されるツールの数に基づいて、前記認識された幾何学的フィーチャの前記サイズ、前記形状、及び前記場所のうちの１つ以上に対する前記修正を決定するように構成されている、請求項１に記載のコンピューティングシステム。
7. 前記プロセッサは、前記認識された幾何学的フィーチャの公差に基づいて、前記認識された幾何学的フィーチャの前記サイズ、前記形状、及び前記場所のうちの１つ以上に対する前記修正を決定するように構成されている、請求項１に記載のコンピューティングシステム。
8. 前記プロセッサは、前記認識された幾何学的フィーチャの材料に基づいて、前記認識された幾何学的フィーチャの前記サイズ、前記形状、及び前記場所のうちの１つ以上に対する前記修正を決定するように構成されている、請求項１に記載のコンピューティングシステム。
9. 前記プロセッサは、前記認識された幾何学的フィーチャの製造に要する時間の予測に基づいて、前記認識された幾何学的フィーチャの前記サイズ、前記形状、及び前記場所のうちの１つ以上に対する前記修正を決定するように構成されている、請求項１に記載のコンピューティングシステム。
10. 前記コンポーネントの為の前記製法タイプの前記識別は、前記ユーザインタフェースの入力により、前記プロセッサによって検出される、請求項１に記載のコンピューティングシステム。
11. コンポーネントの幾何学的設計を含むイメージを受け取るステップと、
    複数の製法タイプの中から、前記コンポーネントの為の製法タイプの識別を受け取るステップと、
    前記製法タイプに基づいて、前記イメージから前記コンポーネントの幾何学的フィーチャを認識するステップと、
    製造の複雑さを軽減する為に、前記認識された幾何学的フィーチャのサイズ、形状、及び場所のうちの１つ以上に対する修正を決定するステップと、
    前記認識された幾何学的フィーチャの前記決定された修正に基づく、前記コンポーネントの前記幾何学的設計の修正方法の提案をユーザインタフェースに表示するステップと、
    を含む方法。
12. 前記イメージは、機械加工製造用部品のコンピュータ支援設計（ＣＡＤ）図面を含む、請求項１１に記載の方法。
13. 前記複数の製法タイプは、プラスチック成形製法、シートメタル製法、及び鋳造製法を含む、請求項１１に記載の方法。
14. 前記認識するステップは、前記イメージから前記コンポーネントの曲げ、コーナ、穴、及びサーフェスのうちの１つ以上を認識することを含む、請求項１１に記載の方法。
15. 前記認識された幾何学的フィーチャの前記サイズ、前記形状、及び前記場所のうちの１つ以上に対する前記修正を前記決定するステップは、前記認識された幾何学的フィーチャの作成に使用されるツールのタイプに基づく、請求項１１に記載の方法。
16. 前記認識された幾何学的フィーチャの前記サイズ、前記形状、及び前記場所のうちの１つ以上に対する前記修正を前記決定するステップは、前記認識された幾何学的フィーチャの作成に使用されるツールの数に基づく、請求項１１に記載の方法。
17. 前記認識された幾何学的フィーチャの前記サイズ、前記形状、及び前記場所のうちの１つ以上に対する前記修正を前記決定するステップは、前記認識された幾何学的フィーチャの公差に基づく、請求項１に記載の方法。
18. 前記認識された幾何学的フィーチャの前記サイズ、前記形状、及び前記場所のうちの１つ以上に対する前記修正を前記決定するステップは、前記認識された幾何学的フィーチャの材料に基づく、請求項１１に記載の方法。
19. 前記認識された幾何学的フィーチャの前記サイズ、前記形状、及び前記場所のうちの１つ以上に対する前記修正を前記決定するステップは、前記認識された幾何学的フィーチャの製造に要する時間の予測に基づく、請求項１１に記載の方法。
20. 実行されたときに、
    コンポーネントの幾何学的設計を含むイメージを受け取るステップと、
    複数の製法タイプの中から、前記コンポーネントの為の製法タイプの識別を受け取るステップと、
    前記製法タイプに基づいて、前記イメージから前記コンポーネントの幾何学的フィーチャを認識するステップと、
    製造の複雑さを軽減する為に、前記認識された幾何学的フィーチャのサイズ、形状、及び場所のうちの１つ以上に対する修正を決定するステップと、
    前記認識された幾何学的フィーチャの前記決定された修正に基づく、前記コンポーネントの前記幾何学的設計の修正方法の提案をユーザインタフェースに表示するステップと、
    を含む方法をプロセッサに実施させるプログラム命令を記憶している非一時的コンピュータ可読記憶媒体。

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