JP2021177328A - 設計支援システム、設計検証方法及び設計検証プログラム - Google Patents

Abstract

【課題】部分的に設計変更のされた３ＤＣＡＤデータの設計検証を効率化する。【解決手段】設計支援装置１２１は、ルールファイルから所定の設計要件の検証範囲を分析し、設計変更後の３ＤＣＡＤデータのうち、当該設計変更による変更箇所から所定の設計要件の検証範囲を画定した判定対象３ＤＣＡＤデータを作成し、ルールファイルに定義された手順にしたがって共通モジュールを呼び出して判定対象３ＤＣＡＤデータに対して実行し、ルールファイルに定義された違反情報と手順にしたがって求められた検証特徴量とに基づき、設計変更後の３ＤＣＡＤデータについて、所定の設計要件の違反有無を判定する。【選択図】図６

Description

本発明は、設計支援システム、設計検証方法及び設計検証プログラムに関する。

製品設計において、３次元ＣＡＤ（Computer Aided Design）が普及している。３次元ＣＡＤ（以下、３ＤＣＡＤと表記する）は、設計者が設計する部品、部材等を３次元空間での立体モデルとして設計するツールであり、多くの企業の設計部門にて使用されるようになっている。しかし、３ＤＣＡＤにおいては計算機上で自由に仮想の立体モデルを作成できる一方、設計者は多数存在するルールを遵守しながら、部品形状を設計しなければならない。例えば、材料が樹脂である板状部品の場合、３ＤＣＡＤ上では板状部品の厚みを自由に設定可能であるとしても、厚すぎると成型工程において均一に冷却されず、製造工程で不具合が生じやすい。このため製品設計においては、例えば「樹脂設計においてはその厚みをある一定以内で作成しなければならない」といったルールが存在している。このように設計者が守るべきルールをここでは設計要件と呼ぶ。

特許文献１には、設計検証において確認するべき対象を容易に判別するため、設計データと実績ある過去設計データとの差異を示す差分データを抽出し、差分データ及びその近傍形状を含む差分近傍データを作成し、差分近傍データに対して設計ルールに合致しているかどうかの判定を行うことが開示されている。

特開２０１３−２０６１６９号公報

特許文献１では、差分近傍データは、差分データから一定の距離の形状、同じ平面の形状など一律の基準で作成している。

一方、設計対象の３ＤＣＡＤデータの複雑化、遵守しなければならない設計要件が膨大になると、３ＤＣＡＤデータの手直しを繰り返さなければならない場合がある。このような場合、手直しした部分についての設計検証に必要な部分のみに絞り込んで、設計検証を効率的に行うことが望ましい。特許文献１のように一律に近傍とする領域を設定して、差分近傍データを抽出すると、本来検証に不要な周辺部分までも差分近傍データに含まれてしまう可能性がある。これにより、例えば、手直し前に３ＤＣＡＤデータで既に設計検証済みの設計要件についても改めて設計検証を行われたりすることにより、設計検証の時間を十分削減することができない。

本発明は、部分的に設計変更のされた３ＤＣＡＤデータの設計検証を効率化することを目的とする。

本発明の一実施の態様である設計支援システムは、３ＤＣＡＤデータまたは３ＤＣＡＤデータから抽出された特徴量に対する処理を行う共通モジュールを複数格納する共通モジュールデータベースと、共通モジュールデータベースに格納された共通モジュールを用いて、３ＤＣＡＤデータから設計要件を検証するための検証特徴量を求める手順、及び当該検証特徴量に基づき当該設計要件の違反有無を判定する違反情報を定義するルールファイルを複数格納するルールファイルデータベースと、設計支援装置と、を有し、
設計支援装置は、検証する第１の３ＤＣＡＤデータが第２の３ＤＣＡＤデータを設計変更した３ＤＣＡＤデータである場合、第１の３ＤＣＡＤデータに対して検証したい設計要件に対応する第１のルールファイルがルールファイルデータベースから選択されると、第１のルールファイルから第１のルールファイルに対応する設計要件の検証範囲を分析し、第１の３ＤＣＡＤデータのうち、当該設計変更による変更箇所から第１のルールファイルに対応する設計要件の検証範囲を画定した判定対象３ＤＣＡＤデータを作成し、第１のルールファイルに定義された手順にしたがって共通モジュールデータベースに格納された共通モジュールを呼び出して判定対象３ＤＣＡＤデータに対して実行し、第１のルールファイルに定義された違反情報と手順にしたがって求められた検証特徴量とに基づき、第１の３ＤＣＡＤデータについて、第１のルールファイルに対応する設計要件の違反有無を判定する。

部分的に設計変更のされた３ＤＣＡＤデータの設計検証を効率化する。

その他の課題と新規な特徴は、本明細書の記述および添付図面から明らかになるであろう。

設計支援装置が使用される設計環境の一例である。 共通モジュールデータベースに格納される共通モジュール（プログラム）の例である。 情報処理装置のハードウェア構成例である。 設計支援装置の補助記憶装置に格納されるプログラム及びデータを示す図である。 ３ＤＣＡＤデータの設計検証を行う処理フローである。 ルールファイルのデータ構造を示す図である。 手順情報及び入出力設定情報を示す図である。 設計検証画面の例である。 ３ＤＣＡＤデータの設計再検証を行う処理フローである。 スポット溶接打点を含む３ＤＣＡＤデータ（形状情報）の例である。 検証対象３ＤＣＡＤデータ（形状情報）の例である。 検証対象３ＤＣＡＤデータ（形状情報）の例である。 設計変更箇所の抽出例を示す図である。

（設計環境）
図１Ａに本実施例による設計支援装置が使用される設計環境の一例を示す。設計システム１００は３ＤＣＡＤを用いて部品や部材の３次元形状を設計する設計装置１０１を有する。３ＤＣＡＤデータベース１０２には設計装置１０１により設計された設計対象の形状情報（立体モデル）である３ＤＣＡＤデータとそれに紐づけられた３ＤＣＡＤ属性データとが格納されている。３ＤＣＡＤデータは、設計対象を面、線、点により表現した形状情報であり、３ＤＣＡＤ属性データには設計対象の名称やさまざまな属性情報を含む。

設計支援システム１２０は、設計装置１０１が設計した３ＤＣＡＤデータが当該設計対象に適用される設計要件を満たしているかどうかを検証する設計支援装置１２１を有する。設計要件データベース１２２は設計部門あるいは設計者が設計対象に対して遵守するよう求めている設計要件が格納されている。設計要件は、設計対象個別に定められているものであっても、多数の設計対象に共通に定められているものであってもよい。また、ここでは電子ファイルとしてデータベース化されている例を示しているが、ルールファイル化される設計要件は紙媒体により、あるいはノウハウとして保持されている設計要件であってもよい。設計要件がどのような媒体で保持されているかは問わず、本実施例の設計支援装置１２１は、設計要件をルールファイルデータベース１２４に格納されるルールファイル（定義書）に落とし込み、ルールファイルに定められた手順にしたがって３ＤＣＡＤデータを検証することにより、設計した立体モデルが設計要件に対して違反していないかどうかをチェックする。詳細は後述するが、本実施例では、共通モジュールデータベース１２３に格納された共通モジュール（プログラム）をルールファイルに定義される順番にしたがって３ＤＣＡＤデータに適用することにより設計検証を行う。

図１Ｂに、共通モジュールデータベース１２３に格納される共通モジュール（プログラム）の例を示す。共通モジュールは、設計検証を行う際、３ＤＣＡＤデータに対して実行する所定の基本的な処理をプログラム化したものである。具体的には、幾何形状探索カテゴリ１３１、特徴量演算カテゴリ１３２、数値演算カテゴリ１３３の３カテゴリの共通プログラムがある。幾何形状探索カテゴリ１３１には、面、線、点で構成されている３ＤＣＡＤデータ（立体モデル）から、設計要件に規定される特徴形状に応じた幾何形状を探索するためのプログラムが含まれている。特徴量演算カテゴリ１３２には、特徴形状に関する距離、大きさ、角度など、特徴形状を特徴づける特徴量を演算するためのプログラムが含まれている。数値演算カテゴリ１３３には、数値演算を行うプログラムが含まれている。図１Ｂに示されるブロックが１つ１つのプログラムであり、ブロック内の名称は当該プログラムの機能を表している。設計者は、設計を検証する手順を、これら共通プログラムの組み合わせとしてルールファイルに定義する。これにより、設計者はプログラミング言語やマクロ等の専門知識がなくても、設計支援システム１２０上で３ＤＣＡＤデータの設計検証を実行できる。

設計システム１００と設計支援システム１２０とはネットワーク１１０で接続されていることが望ましい。設計装置１０１を使用する設計者は、設計要件ＤＢ１２２にアクセスし、設計中の部品や部材など（設計対象）に適用される設計ルールを参照することができる。

図２Ａに、設計装置１０１または設計支援装置１２１として機能する情報処理装置２００のハードウェア構成例を示す。情報処理装置２００は、プロセッサ２０１、主記憶２０２、補助記憶装置２０３、入出力インタフェース２０４、表示インタフェース２０５、ネットワークインタフェース２０６、入出力（Ｉ／Ｏ）ポート２０７を含み、これらはバス２０８により結合されている。入出力インタフェース２０４は、キーボードやマウス等の入力装置２１０と接続され、表示インタフェース２０５は、ディスプレイ２０９に接続され、ＧＵＩ（Graphical User Interface）を実現する。ネットワークインタフェース２０６はネットワーク１１０と接続するためのインタフェースである。補助記憶装置２０３は通常、ＨＤＤ、ＳＳＤやＲＯＭ、フラッシュメモリなどの不揮発性メモリで構成され、設計装置１０１あるいは設計支援装置１２１が実行するプログラムやプログラムが処理対象とするデータ等を記憶する。主記憶２０２はＲＡＭで構成され、プロセッサ２０１の命令により、プログラムやプログラムの実行に必要なデータ等を一時的に記憶する。プロセッサ２０１は、補助記憶装置２０３から主記憶２０２にロードしたプログラムを実行する。情報処理装置２００は例えば、ＰＣ（Personal Computer）やサーバにより実現できる。

補助記憶装置２０３には、情報処理装置２００を設計装置１０１または設計支援装置１２１として機能させるためのプログラムが記憶されている。補助記憶装置２０３には、Ｉ／Ｏポート２０７に接続された光学ドライブを介してＣＤやＤＶＤなどの光学的記録媒体に記憶された、あるいは外付けのＨＤＤに記憶された、あるいは、ネットワーク１１０を介して配信されたプログラムを格納してもよい。なお、本実施例では設計装置１０１または設計支援装置１２１の機能は、補助記憶装置２０３に格納されたプログラムがプロセッサ２０１によって実行されることで、定められた処理を他のハードウェアと協働して実現される。コンピュータなどが実行するプログラム、その機能、あるいはその機能を実現する手段を、「機能」、「部」、「モジュール」等と呼ぶ場合がある。

図２Ｂに、補助記憶装置２０３に格納されるプログラム、データを示す。これらの詳細については後述する。

（設計検証フロー）
最初に、３ＤＣＡＤで設計された形状情報（３ＤＣＡＤデータ）が設計要件を満たしているか検証するフローについて説明する。この設計検証フローは、設計支援装置１２１が設計検証プログラム２２０を実行することによって実現される。図３に、３ＤＣＡＤデータが設計要件を満たしているか検証するフローを示す。図２Ｂに示される設計検証プログラム２２０の有する３ＤＣＡＤデータ呼び出し部２２１、ルールファイル読み込み部２２２、共通モジュール呼び出し部２２３、共通モジュール実行部２２４、設計要件違反判定部２２５、違反情報表示部２２６を実行することによりこのフローを実現する。

まず、３ＤＣＡＤデータ呼び出し部２２１は、設計検証する３ＤＣＡＤデータ（立体モデル（形状情報））を３ＤＣＡＤＤＢ１０２から呼び出す（Ｓ３０１）。このとき、３ＤＣＡＤデータから３ＤＣＡＤの形状情報を解釈し、立体モデルとして成立しているかどうかをチェックすることが望ましい。例えば、同一部品内で面と面が離れていて隙間ができてしまっているような立体モデルは形状として成立せず、設計要件を満たすか検証する意味がない。この場合は、設計エラーであることを設計者に警告し、設計検証プロセスは終了する。

以降のフローの説明に先立って、ルールファイルについて説明する。一般に、設計要件には設計対象（部品、部材）が遵守すべき内容が記載されているのみであり、形状情報から違反箇所を特定するには、３ＤＣＡＤデータからチェック箇所を抽出するロジックや、違反か否かを判定する判定基準を手順として定義する必要がある。ルールファイルは、その手順を、共通モジュールを用いて定義する。これにより、設計者は３ＤＣＡＤデータについて、設計要件を設計支援システム１２０上で検証することが可能になる。ルールファイルのデータ構造を図４Ａに示す。図４Ａは、板金部品に設けられている穴のピッチに関するルールファイルの例である。板金加工においては、穴を互いに近接させて設けると板金加工時に穴の周辺に歪みを生じるおそれがあるため、板金部品に対して複数の穴を設ける場合には、穴のピッチを一定以上の大きさとすることが設計要件とされているものである。

ルールファイル４００は、ルール基本情報４１０、ルール実行処理手順情報４２０、共通モジュール入出力設定情報４３０、違反通知情報４４０、違反判定情報４５０といった情報を含んでいる。

ルール基本情報４１０は、ルールファイルが定義する設計要件の内容を示すものであり、例えば、ルールファイルを一意に特定するためのルール名４１１、設計要件の分類であるルール分類４１２、設計対象を示すルール部品４１３、設計要件の概要を示すルール説明文４１４を含む。この例では、ルール分類４１２として設計要件が定められている工程による分類がなされている。なお、以上は例示であり、ルール基本情報として設定する内容は、上述した項目に限定されるものではない。

ルール実行処理手順情報４２０及び共通モジュール入出力設定情報４３０は、共通モジュールを用いて、３ＤＣＡＤデータから設計要件に応じた検証特徴量を求めるロジックを定義するものである。ルール実行処理手順情報４２０は、３ＤＣＡＤデータが設計要件を満たしているか検証するための手順を共通モジュールの組み合わせとして定義する。例えば、「穴のピッチを一定以上の大きさとする」という設計要件について、形状情報しか有しない３ＤＣＡＤデータから該当する特徴形状を抽出する手順は、「穴を特定する」、「穴の中心位置を特定する」、「間隔を測定する」といった手順に分解できる。この分解された手順は異なる設計対象や設計要件においても実行される汎用的な手順であり、そのような汎用的な手順が共通モジュールとして共通モジュールＤＢ１２３にあらかじめ登録されている。

図４Ｂに、ルール実行処理手順情報４２０の具体的な内容である手順情報４２１を示す。「穴のピッチを一定以上の大きさとする」という設計要件を検証するため、その検証特徴量を抽出するロジックが、「ＡＦ：属性取得」「ＡＣ：穴」「０９：円弧中心」「０１：点点距離」という共通モジュールを順に実行するものとして設定されている。

ここで、共通モジュール（プログラム）とする手順の内容は、幅広い立体モデルに適用可能とするために汎用性を、かつ設計者にある程度のまとまりをもった処理として認識できる程度の具体性を持たせることが望ましい。また、一般的に前段の共通モジュールの処理結果を入力として、次段の共通モジュールの処理がなされる。このため、共通モジュールはそれぞれ入出力パラメータを有しており、各共通モジュールの入出力パラメータを設計要件の内容に即して設定したり、前段の共通モジュールの処理結果を後段の共通モジュールに受け渡したりする必要がある。このため、共通モジュールの組み合わせが設計要件に応じた処理を行えるように、各共通モジュールの入出力パラメータが、ルールファイル４００の共通モジュール入出力設定情報４３０に定義されている。

図４Ｂに、共通モジュール入出力設定情報４３０の具体的な内容である入出力設定情報４３１を示す。入出力設定情報４３１には、各共通モジュールに対して必要な入力パラメータ４３２及び出力パラメータ４３３が設定されている。共通モジュールによって入出力パラメータの数が異なり、図のハッチングされていない入出力パラメータの欄に、所定の値や共通モジュールが参照する引数などが指定されている。

違反通知情報４４０は、３ＤＣＡＤデータに設計要件違反が検出された場合に、設計者に表示する情報である。違反種類４４１は、設計要件違反の重大性に応じて、「警告」や「情報提示」等違反のレベルを定義するものであり、違反説明文４４２は設計要件違反が検出された場合に、ポップアップ画面にて表示するメッセージである。

違反判定情報４５０は、検証特徴量により設計違反か否かを判定する条件を定義するものである。ハイライト形状４５１は設計要件に関係する形状を定義する。この例では、板金部品に設けられた穴となるので、共通モジュールＡＣの出力する、立体モデル（３ＤＣＡＤデータ）に含まれる穴を示す出力パラメータ（ここでは「OUT_aaa」）が設定されている。違反判定識別子４５２は、プログラムが設計要件違反か否かを判定するために用いる特徴量（検証特徴量）を定義する。この例では、穴と穴との距離となるので、共通モジュール０１の出力する点（ここでは、穴の中心）間の距離を示す出力パラメータ（ここでは「OUT_bbb」）が設定されている。すなわち、この例では「OUT_bbb」が検証特徴量である。違反しきい値４５３は、設計要件違反か否かを判定するしきい値を定義する。この例では、穴と穴との距離が狭すぎる場合（例えば、6.0mm未満）を設計要件違反とするので、検証特徴量につき違反か否かを判定するしきい値（ここでは「＜6.0mm」）が設定されている。

図３のフローの説明に戻る。ステップＳ３０１で呼び出した３ＤＣＡＤデータに対して、検証したい設計要件に対応するルールファイルを選択する（Ｓ３０２）。図５に設計検証画面５０１の例を示す。ルールファイル読み込み部２２２は、設計検証画面５０１に、検証対象とする設計対象の３ＤＣＡＤ図面５０２とルール選択画面５０３とを表示する。この例では、ルール選択画面５０３には、ルールファイルに定義された基本情報にしたがい、ルール分類５０４とルール名５０５とが表示されるようになっている。ルール分類５０４には、ルールファイルに定義されているルール分類が表示され、ルール名５０５には選択したルール分類５０４に属するルールファイルのルール名が表示されるようになっている。設計者は、ルール名５０５に表示されたルール名を選択する（ここでは、網掛け５０６で指定する）ことにより、検証する設計要件に対応するルールファイルを選択する。なお、ここで、ルール名５０５に含まれる「ＡＬＬ」を選択することにより、ルール分類「生技要件」に含まれるルールファイルはまとめてルールチェックを実行することが可能となる。多数の設計要件について検証を要する場合に、選択を容易にすることができる。

ルールファイル読み込み部２２２は、選択されたルールファイルをルールファイルＤＢ１２４から呼び出す。以上により、検証対象とする３ＤＣＡＤデータ２４０とルールファイル２３０とが設計支援装置１２１に読み込まれるので、以下、ルールファイルに定義された手順にしたがって設計検証を実行する（Ｓ３０３）。

共通モジュール呼び出し部２２３は、ルールファイル２３０のルール実行処理手順情報を読取り、必要な共通モジュールを呼び出す（Ｓ３０３ａ）。ルールファイル２３０には、特徴形状の抽出に使用する共通モジュールの情報が記載されているので、ＩＤあるいは共通モジュール名称に基づき、共通モジュールＤＢ１２３を検索し、共通モジュール２５０として格納する。

共通モジュール実行部２２４は、ルールファイル２３０の共通モジュール入出力設定情報を読取り、ルールファイル２３０に定義された入出力パラメータを共通モジュール２５０に設定し、実行する（Ｓ３０３ｂ）。このとき、共通モジュール実行部２２４はルールファイルのロジックの確実性をもチェックする。例えば、共通モジュール０１（点点距離）では、入力パラメータとして２つの点形状を定義する必要がある。ここで、ルールファイルにおいて点形状が１つしか指定されていなかったならば、ロジックが不確実としてエラーを出力する。

共通モジュールの呼び出し（Ｓ３０３ａ）と共通モジュールの実行（Ｓ３０３ｂ）とはルールファイルに定義されている共通モジュールの数だけ実行が繰り返され、設計要件の遵守／違反を判定するための検証特徴量が抽出される。設計要件違反判定部２２５は、抽出された検証特徴量とルールファイル２３０の違反判定情報とを照合し、設計要件違反の有無を判定する（Ｓ３０３ｃ）。例えば、ルールファイル２３０にしたがって抽出された検証特徴量（点間距離）がルールファイルに記載されている判定条件により違反と判定された場合には、該当箇所を違反形状として抽出する。

違反情報表示部２２６は、設計要件違反判定部２２５によって抽出された違反形状についてアラームを表示する（Ｓ３０４）。設計検証画面（図５参照）に、例えば、警告を示すアラーム画面を表示し、３ＤＣＡＤ図面５０２に違反箇所を強調して（例えば、ＣＡＤ形状とは異なる色に着色する等）、表示する。さらに、違反形状に関わる数値（この場合であれば、ＣＡＤデータにおける点間距離、設計要件における点間距離等）をリスト化して表示してもよい。

このような設計支援システム１２０により、設計者は３ＤＣＡＤデータについて設計要件違反が指摘された場合、当該違反を解消するよう、設計システム１００により立体モデルを手直しする。しかしながら、一つの設計要件違反を解消するために、形状設計を変更すると、別の設計要件違反を引き起こすおそれがある。そこで、設計変更後の３ＤＣＡＤデータについても再度設計検証フローを実行する必要がある。本実施例では、設計変更後の３ＤＣＡＤデータの設計検証（ここでは「設計再検証」という）を効率化するため、図６に示す設計再検証フローを実行する。

設計再検証について、スポット溶接打点を例に説明する。スポット溶接打点は、スポット溶接打点同士の間隔が近すぎると短絡が発生し、溶接不良を起こす場合がある。また、スポット溶接打点が溶接対象とする板金の終端に近すぎると溶接不良を起こす場合がある。このように、スポット溶接打点には周囲の構造から一定の距離を離す、という設計要件が定められている。

図７に、スポット溶接打点を含む３ＤＣＡＤデータ（形状情報）の例を示す。板金７０１と板金７０２とはスポット溶接により溶接され、さらに板金７０１及び板金７０２は板金７０３とスポット溶接により溶接されている。３ＤＣＡＤデータ（形状情報）７００は、最初に設計された形状を示している。このとき、板金７０１と板金７０２とを溶接するスポット溶接打点７０４とスポット溶接打点７０５との間の距離はｄ_１（ｄ_１＜ｂ）であり、「スポット溶接打点間の距離はｂ以上とする」という設計要件に違反していたとする。そこで、設計者は、スポット溶接打点７０５の位置をスポット溶接打点７０６に移動させた３ＤＣＡＤデータ（形状情報）７１０を作成した。このとき、板金７０１と板金７０２とを溶接するスポット溶接打点７０４とスポット溶接打点７０６との間の距離がｄ_２（ｄ_２＞ｂ）となっており、最初に違反していた設計要件を満たすものとなっている。設計者は、図６に示す設計再検証フローによって、設計変更後の３ＤＣＡＤデータ（形状情報）７１０について設計再検証を実行する。図２Ｂに示される設計検証プログラム２２０の有する３ＤＣＡＤデータ呼び出し部２２１、ルールファイル読み込み部２２２、共通モジュール呼び出し部２２３、共通モジュール実行部２２４、設計要件違反判定部２２５、違反情報表示部２２６に加えて、３ＤＣＡＤデータ形状比較部２２７、判定対象３ＤＣＡＤデータ作成部２２８、ルールファイル分析部２２９を実行することにより、このフローを実現する。以下、図６のフローについて説明するが、図３と同様の処理を行うステップについては重複する説明を省略するものとする。

まず、３ＤＣＡＤデータ呼び出し部２２１は、設計検証する３ＤＣＡＤデータを３ＤＣＡＤＤＢ１０２から呼び出す（Ｓ６０１）。本ステップは図３のステップＳ３０１に相当する。この例では、３ＤＣＡＤＤＢ１０２から呼び出され、補助記憶装置２０３に格納される３ＤＣＡＤデータ２４０が３ＤＣＡＤデータ（形状情報）７１０（図７参照）にあたる。

続いて、３ＤＣＡＤデータ呼び出し部２２１は、設計変更前３ＤＣＡＤデータを３ＤＣＡＤＤＢ１０２から呼び出す（Ｓ６０２）。この例では、３ＤＣＡＤデータ（形状情報）７００が設計変更前３ＤＣＡＤデータにあたるので、３ＤＣＡＤデータ（形状情報）７００を３ＤＣＡＤＤＢ１０２から呼び出し、設計変更前３ＤＣＡＤデータ２４１として補助記憶装置２０３に格納する。なお、３ＤＣＡＤデータ呼び出し部２２１はＧＵＩにより設計変更前の３ＤＣＡＤデータの有無を問い合わせ、設計者がそれに応じて設計変更前３ＤＣＡＤデータを指定することにより、図６のフローの再検証モードに入る。あるいは、３ＤＣＡＤデータ２４０に紐づけられた３ＤＣＡＤの操作ログなどにより、３ＤＣＡＤデータ２４０が設計変更前３ＤＣＡＤデータ２４１とリンクされており、設計支援システム１２０に３ＤＣＡＤデータ２４０の設計検証履歴が残っている場合には、自動的に図６のフローの再検証モードに入り、３ＤＣＡＤデータ呼び出し部２２１が設計変更前３ＤＣＡＤデータを特定して呼び出すようにしてもよい。

続いて、３ＤＣＡＤデータ形状比較部２２７は、３ＤＣＡＤデータ２４０の形状と設計変更前３ＤＣＡＤデータ２４１の形状とを比較し、形状の変更された箇所を抽出する（Ｓ６０３）。この変更箇所の抽出は、公知の手法により行える。この例では、スポット溶接打点７０６が抽出される。

次に、３ＤＣＡＤデータ２４０に対して、検証したい設計要件に対応するルールファイルを選択する（Ｓ６０４）。本ステップは図３のステップＳ３０２に相当する。

検証する設計要件が特定されると、ルールファイル分析部２２９はルールファイルを分析する（Ｓ６０５）。この分析は、当該ルールファイルを用いて３ＤＣＡＤデータ２４０の設計検証を行う範囲を画定するために行う。本実施例では、３ＤＣＡＤデータ２４０のうち、ルールファイルごとに、ルールファイルに対応する設計要件の検証範囲を画定し、当該範囲についてのみ設計要件の再検証を行う。これにより、設計変更した３ＤＣＡＤデータの設計再検証を効率的に行うことができる。

設計要件の検証範囲は、設計要件の内容に応じて異なるため、ルールファイルごとに分析する。例えば、設計者が「スポット溶接打点が、板金の終端から距離ａ以上離れている」という設計要件について再検証する場合の検証範囲について、以下説明する。

上記設計要件の検証範囲は、図４Ａに示したルールファイル４００における違反判定情報４５０から抽出できる。上記設計要件の場合、
・ハイライト形状４５１は、スポット溶接打点を示す「点」とスポット溶接がなされる板金の面の「終端線」、
・違反判定識別子４５２は、ハイライト形状４５１の「点」と「終端線」との「距離」
・違反しきい値４５３は、違反判定識別子４５２の「距離」が「ａ未満」
となっている。

したがって、本設計要件については、溶接がなされる面における、変更箇所であるスポット溶接打点を示す「点」を中心とする半径ａの円の範囲が検証範囲であるとの分析がなされる。

次に、判定対象３ＤＣＡＤデータ作成部２２８は、３ＤＣＡＤデータ２４０からステップＳ６０５での設計要件の検証範囲についての分析に基づき、判定対象とする３ＤＣＡＤデータ（判定対象３Ｄデータと呼ぶ）を作成する（Ｓ６０６）。この場合、スポット溶接打点７０６によって溶接される板金の面は、板金７０１の溶接面及び板金７０２の溶接面の２つある。したがって、判定対象３ＤＣＡＤデータとして、図８Ａ、図８Ｂに示す面形状を有する３ＤＣＡＤデータ８１１、３ＤＣＡＤデータ８１２が得られる。３ＤＣＡＤデータ８１１は、板金７０１の溶接面８０１の一部であって、スポット溶接打点７０６を中心とする半径ａの円形状（ハッチングした範囲）をしている。これに対して、３ＤＣＡＤデータ８１２は、板金７０２の溶接面８０２の一部であって、その形状はスポット溶接打点７０６を中心とする半径ａの円から、溶接面８０２の終端線を弦とする弓形部分を除いた形状（ハッチングした範囲）をしている。

以上により、３ＤＣＡＤデータ２４０に対して、「スポット溶接打点が、板金の終端から距離ａ以上離れている」という設計要件を満たすかどうかを判定するためには、判定対象３ＤＣＡＤデータ８１１及び判定対象３ＤＣＡＤデータ８１２について設計検証をすればよいことが分かるので、以下、ルールファイルに定義された手順にしたがって設計検証を実行する（Ｓ６０７）。本ステップは図３のステップＳ３０３に相当し、３ＤＣＡＤデータ８１１及び３ＤＣＡＤデータ８１２のそれぞれに対して設計検証が実行される。その結果、違反形状があれば、図３のステップＳ３０４に相当するステップＳ６０８において、設計要件違反判定部２２５によって抽出された違反形状についてアラームを表示される。この場合では、３ＤＣＡＤデータ８１２には、スポット溶接打点７０６からａ未満の距離に溶接面８０２の終端線が存在するため、違反形状として抽出される。なお、検証結果の表示（Ｓ６０８）では、表示する３ＤＣＡＤデータは、判定対象３ＤＣＡＤデータではなく、３ＤＣＡＤデータ２４０（ここでは、３ＤＣＡＤデータ（形状情報）７１０）とする。設計者への分かりやすさのためである。

スポット溶接の例では、設計変更箇所が立体モデルにおける点であったが、これに限られず、立体モデルの線（アーク溶接のような場合）や面（板金の曲げのような場合）にかかるものであってもよい。図６のフローにより、同様に設計再検証の効率化を図ることができる。ただし、設計変更箇所が立体モデルの線や面にかかる場合、設計変更箇所が複雑な形状を呈する場合もある。このような場合には、ステップＳ６０３において、設計変更箇所を、これらの線や面を内包する仮想図形（例えば、仮想多角形や円または仮想角柱、角錐、円柱、円錐など）として抽出してもよい。例えば、図９に示すように、設計変更箇所が曲線９０１であるときに、変更箇所を四角形９０２として抽出する。これにより、ステップＳ６０６における判定対象３ＤＣＡＤデータの作成がより容易に行うことができるようになる。

以上、本発明を実施の態様に沿って説明したが、本発明は上記記載の内容に限定されるものではない。例えば、設計環境として設計装置１０１と設計支援装置１２１と別々のコンピュータで実現している例を示しているが、同じコンピュータで実現してもよい。この場合、例えば、設計検証プログラムを３ＤＣＡＤ設計ソフトのプラグインプログラムとすることにより、設計者は３ＤＣＡＤの設計ごとに、設計検証、再検証を行うことが容易になる。また、本実施例の設計検証プログラムをクラウド上に実現してもよく、プログラムの実装形態には限定されるものではない。

１００：設計システム、１０１：設計装置、１０２：３ＤＣＡＤデータベース、１１０：ネットワーク、１２０：設計支援システム、１２１：設計支援装置、１２２：設計要件データベース、１２３：共通モジュールデータベース、１２４：ルールファイルデータベース、１３１：幾何形状探索カテゴリ、１３２：特徴量演算カテゴリ、１３３：数値演算カテゴリ、２００：情報処理装置、２０１：プロセッサ、２０２：主記憶、２０３：補助記憶装置、２０４：入出力インタフェース、２０５：表示インタフェース、２０６：ネットワークインタフェース、２０７：入出力ポート、２０８：バス、２０９：ディスプレイ、２１０：入力装置、２２０：設計検証プログラム、２２１：３ＤＣＡＤデータ呼び出し部、２２２：ルールファイル読み込み部、２２３：共通モジュール呼び出し部、２２４：共通モジュール実行部、２２５：設計要件違反判定部、２２６：違反情報表示部、２２７：３ＤＣＡＤデータ形状比較部、２２８：判定対象３ＤＣＡＤデータ作成部、２２９：ルールファイル分析部、２３０，４００：ルールファイル、２４０：３ＤＣＡＤデータ、２４１：設計変更前３ＤＣＡＤデータ、２５０：共通モジュール、４１０：ルール基本情報、４１１：ルール名、４１２：ルール分類、４１３：ルール部品、４１４：ルール説明文、４２０：ルール実行処理手順情報、４２１：手順情報、４３０：共通モジュール入出力設定情報、４３１：入出力設定情報、４３２：入力パラメータ、４３３：出力パラメータ、４４０：違反通知情報、４４１：違反種類、４４２：違反説明文、４５０：違反判定情報、４５１：ハイライト形状、４５２：違反判定識別子、４５３：違反しきい値、５０１：設計検証画面、５０２：３ＤＣＡＤ図面、５０３：ルール選択画面、５０４：ルール分類、５０５：ルール名、７００，７１０：３ＤＣＡＤデータ（形状情報）、７０１〜７０３：板金、７０４〜７０６：スポット溶接打点、８０１，８０２：溶接面、８１１，８１２：判定対象３ＤＣＡＤデータ。

Claims (12)

1. ３ＤＣＡＤデータが設計要件を満たしているかを検証する設計支援システムであって、
   ３ＤＣＡＤデータまたは３ＤＣＡＤデータから抽出された特徴量に対する処理を行う共通モジュールを複数格納する共通モジュールデータベースと、
   前記共通モジュールデータベースに格納された共通モジュールを用いて、３ＤＣＡＤデータから設計要件を検証するための検証特徴量を求める手順、及び当該検証特徴量に基づき当該設計要件の違反有無を判定する違反情報を定義するルールファイルを複数格納するルールファイルデータベースと、
   設計支援装置と、を有し、
   前記設計支援装置は、検証する第１の３ＤＣＡＤデータが第２の３ＤＣＡＤデータを設計変更した３ＤＣＡＤデータである場合、前記第１の３ＤＣＡＤデータに対して検証したい設計要件に対応する第１のルールファイルが前記ルールファイルデータベースから選択されると、前記第１のルールファイルから前記第１のルールファイルに対応する設計要件の検証範囲を分析し、前記第１の３ＤＣＡＤデータのうち、当該設計変更による変更箇所から前記第１のルールファイルに対応する設計要件の検証範囲を画定した判定対象３ＤＣＡＤデータを作成し、前記第１のルールファイルに定義された前記手順にしたがって前記共通モジュールデータベースに格納された共通モジュールを呼び出して前記判定対象３ＤＣＡＤデータに対して実行し、前記第１のルールファイルに定義された前記違反情報と前記手順にしたがって求められた検証特徴量とに基づき、前記第１の３ＤＣＡＤデータについて、前記第１のルールファイルに対応する設計要件の違反有無を判定する設計支援システム。
2. 請求項１において、
   前記設計支援装置は、前記第１のルールファイルに対応する設計要件の違反有と判定した場合には、前記第１の３ＤＣＡＤデータの形状を示す３ＤＣＡＤ画面において、違反有と判定された箇所を強調表示する設計支援システム。
3. 請求項１において、
   前記検証特徴量は距離であり、
   前記設計支援装置は、前記第１のルールファイルの前記違反情報に基づき、前記第１のルールファイルに対応する設計要件の検証範囲を、前記設計変更による変更箇所から所定の距離内の領域として求める設計支援システム。
4. 請求項１において、
   前記ルールファイルデータベースに格納されるルールファイルには、３ＤＣＡＤデータから設計要件を検証するための検証特徴量を求める手順として、前記共通モジュールデータベースに格納された共通モジュールを使用する順序、及び使用される共通モジュールの入出力パラメータが設定されている設計支援システム。
5. 請求項１において、
   前記設計支援装置は、前記第２の３ＤＣＡＤデータから前記第１の３ＤＣＡＤデータへの設計変更が立体モデルの線または面にかかる場合には、前記設計変更による変更箇所を、前記線または面を内包する仮想図形とする設計支援システム。
6. ３ＤＣＡＤデータまたは３ＤＣＡＤデータから抽出された特徴量に対する処理を行う共通モジュールを複数格納する共通モジュールデータベースと設計支援装置とを用いて、第２の３ＤＣＡＤデータを設計変更した第１の３ＤＣＡＤデータが所定の設計要件を満たしているかを検証する設計検証方法であって、
   前記設計支援装置は、前記共通モジュールデータベースに格納された共通モジュールを用いて、３ＤＣＡＤデータから前記所定の設計要件を検証するための検証特徴量を求める手順、及び当該検証特徴量に基づき前記所定の設計要件の違反有無を判定する違反情報を定義するルールファイルを読み込み、
   前記設計支援装置は、前記ルールファイルから前記所定の設計要件の検証範囲を分析し、前記第１の３ＤＣＡＤデータのうち、当該設計変更による変更箇所から前記所定の設計要件の検証範囲を画定した判定対象３ＤＣＡＤデータを作成し、
   前記設計支援装置は、前記ルールファイルに定義された前記手順にしたがって前記共通モジュールデータベースに格納された共通モジュールを呼び出して前記判定対象３ＤＣＡＤデータに対して実行し、
   前記設計支援装置は、前記ルールファイルに定義された前記違反情報と前記手順にしたがって求められた検証特徴量とに基づき、前記第１の３ＤＣＡＤデータについて、前記所定の設計要件の違反有無を判定する設計検証方法。
7. 請求項６において、
   前記設計支援装置は、前記所定の設計要件の違反有と判定した場合には、前記第１の３ＤＣＡＤデータの形状を示す３ＤＣＡＤ画面において、違反有と判定された箇所を強調表示する設計検証方法。
8. 請求項６において、
   前記検証特徴量は距離であり、
   前記設計支援装置は、前記ルールファイルの前記違反情報に基づき、前記所定の設計要件の検証範囲を、前記設計変更による変更箇所から所定の距離内の領域として求める設計検証方法。
9. 請求項６において、
   前記ルールファイルには、３ＤＣＡＤデータから前記所定の設計要件を検証するための検証特徴量を求める手順として、前記共通モジュールデータベースに格納された共通モジュールを使用する順序、及び使用される共通モジュールの入出力パラメータが設定されている設計検証方法。
10. 請求項６において、
    前記設計支援装置は、前記第２の３ＤＣＡＤデータから前記第１の３ＤＣＡＤデータへの設計変更が立体モデルの線または面にかかる場合には、前記設計変更による変更箇所を、前記線または面を内包する仮想図形とする設計検証方法。
11. ３ＤＣＡＤデータまたは３ＤＣＡＤデータから抽出された特徴量に対する処理を行う共通モジュールを複数格納する共通モジュールデータベースを用いて、第２の３ＤＣＡＤデータを設計変更した第１の３ＤＣＡＤデータが所定の設計要件を満たしているかを検証する設計検証プログラムであって、
    前記共通モジュールデータベースに格納された共通モジュールを用いて、３ＤＣＡＤデータから前記所定の設計要件を検証するための検証特徴量を求める手順、及び当該検証特徴量に基づき前記所定の設計要件の違反有無を判定する違反情報を定義するルールファイルを読み込む第１ステップと、
    前記ルールファイルから前記所定の設計要件の検証範囲を分析し、前記第１の３ＤＣＡＤデータのうち、当該設計変更による変更箇所から前記所定の設計要件の検証範囲を画定した判定対象３ＤＣＡＤデータを作成する第２ステップと、
    前記ルールファイルに定義された前記手順にしたがって前記共通モジュールデータベースに格納された共通モジュールを呼び出して前記判定対象３ＤＣＡＤデータに対して実行する第３ステップと、
    前記ルールファイルに定義された前記違反情報と前記手順にしたがって求められた検証特徴量とに基づき、前記所定の設計要件の違反有無を判定する第４ステップと、
    をコンピュータにより実行可能な設計検証プログラム。
12. 請求項１１において、
    前記第３ステップにおいて、前記第２の３ＤＣＡＤデータから前記第１の３ＤＣＡＤデータへの設計変更が立体モデルの線または面にかかる場合には、前記設計変更による変更箇所を、前記線または面を内包する仮想図形とする設計検証プログラム。

Images