JP2022052679A - Caeモデル流用システム - Google Patents
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Abstract
【課題】CAEモデルの作成工数を削減することで、作成期間を短縮し、作成コストを低減できるシステムを提供すること。
【解決手段】本発明にかかるCAEモデル流用システム01は、形状特徴量抽出処理12で入力三次元CADモデル21から形状特徴量を抽出し、検索処理13で形状特徴量を用いてデータベース03の中から入力三次元CADモデル21に類似する三次元CADモデルとCAEモデルを特定する。座標変換関係計算処理14で特定された三次元CADモデルと入力三次元CADモデル21との間の座標変換関係を計算し、出力処理15で特定されたCAEモデルに座標変換関係を適用して変換し入力三次元CADモデル21に位置と姿勢が適合した出力CAEモデル22を出力することを特徴とする。
【選択図】図1
【解決手段】本発明にかかるCAEモデル流用システム01は、形状特徴量抽出処理12で入力三次元CADモデル21から形状特徴量を抽出し、検索処理13で形状特徴量を用いてデータベース03の中から入力三次元CADモデル21に類似する三次元CADモデルとCAEモデルを特定する。座標変換関係計算処理14で特定された三次元CADモデルと入力三次元CADモデル21との間の座標変換関係を計算し、出力処理15で特定されたCAEモデルに座標変換関係を適用して変換し入力三次元CADモデル21に位置と姿勢が適合した出力CAEモデル22を出力することを特徴とする。
【選択図】図1
Description
本発明は、与えられた三次元CAD形状に位置と姿勢が適合するCAEモデルを出力する検索システムに関する。
特許文献1には、形状が類似した三次元物体を精度良く検索することができる三次元物体データベースを検索する検索システムが開示されている。これは三次元物体からポリゴン情報を抽出し、抽出されたポリゴン情報から特徴量を計算し、計算された特徴量の比較により、三次元物体を検索している。
近年の製品開発には、デジタルエンジニアリングが不可欠であり、三次元CADシステムによる設計とCAEによる性能評価シミュレーションを主として、開発期間の短縮と開発コストの低減が行われている。また、グローバル化や市場ニーズの多様化により開発する製品のバリエーションが増加し、さらに、品質や機能に対する法規等の要求基準が厳しくなっているため、製品開発に必要な工数が増加し、デジタルエンジニアリングの活用がさらに進んでいる。製品開発工数の全体に占めるデジタルエンジニアリング関連の作業工数の割合は高く、また、増加する一方であるため、特に、CAEモデル作成の期間短縮やコスト低減が課題となっている。
かかる課題を解決すべく、三次元CADモデルを入力とし、過去に作成されたCADモデルやCAEモデル等を蓄積したデータベースの中から、一致又は類似するCAEモデルを発見し、発見されたCAEモデルを、入力された三次元CADモデルに位置と姿勢を適合させて出力するCAEモデル流用システムを提供する。
本発明のCAEモデル流用システムは、データベース03に蓄積された登録形状特徴量32を教師データとして学習するステップ11と、与えられた入力三次元CADモデル21から形状特徴量を抽出するステップ12と、入力三次元CADモデル21の形状特徴量を検索条件として、類似形状検索アルゴリズムを用いて一致又は類似する形状特徴量を発見するステップ13と、発見された登録形状特徴量32に関連付けされた登録三次元CADモデル31と入力三次元CADモデル21との間の座標変換関係及び一致度を計算するステップ14と、発見された登録形状特徴量32に関連付けされた登録CAEモデル33に計算された座標変換関係を適用し、入力三次元CADモデル21に位置と姿勢が一致する出力CAEモデル22を出力するステップ15を有する。
本発明のCAEモデル流用システムは、登録三次元CADモデル31、登録形状特徴量32、登録CAEモデル33、CAEモデル仕様などの登録付帯情報34から成るデータセット35を記憶するデータベース03、及び、入力三次元CADモデル21を入力し、データベース03内の登録CAEモデル33を特定したうえで、入力三次元CADモデル21に位置と姿勢が一致する出力CAEモデル22を出力する検索処理部02から構成される。
本発明によれば、製品開発者等によって過去に作成された三次元CADモデル、及び、その三次元CADモデルから抽出された形状特徴量、三次元CADモデルを基に作成されたCAEモデル、その他付帯情報が記憶されたデータベースを検索することによって、検索対象となる三次元CADモデルと形状的な類似性を有する三次元CADモデルを発見でき、発見された三次元CADモデルに関連付くCAEモデルが特定され、入力された三次元CADモデルに位置と姿勢が一致するCAEモデルを出力できる。その結果、新規にCAEモデルを作成する必要がなく、流用及び改修でCAEモデルを作成することが可能になり、CAEモデル作成工数が削減され、CAEモデル作成期間の短縮及びコストの低減ができる。
図1は、本実施形態にかかるCAEモデル流用システムの構成と処理の流れである。CAEモデル流用システム01は、検索処理部02とデータベース03から構成される。入力三次元CADモデル21を入力することで、入力三次元CADモデル21に位置及び姿勢が適合する出力CAEモデル22が出力される。出力CAEモデル22に対して、必要に応じて修正を加え、CAEモデルを完成させるため、CAEモデル作成工数を最小限にすることができる。
このシステムを利用するにあたっては、図2にあるデータベース登録処理の流れに従い、予め十分な量のデータセット35をデータベース03に蓄積しておく。
データベース03は、データセット35を単位として記憶しており、データセット35ごとにフォルダに管理してもよいし、データセット35に含まれるデータの種類ごとにフォルダ管理してもよいし、リレーショナルデータベースシステムを用いて管理してもよい。
データセット35は、製品を構成する部品の登録三次元CADモデル31に関連付いた登録形状特徴量32、登録CAEモデル33、登録付帯情報34から構成され、登録形状特徴量32は、登録三次元CADモデル31を入力とした形状特徴量抽出処理12により生成し、登録CAEモデル33は、登録三次元CADモデル31をもとにCAEモデル仕様に準拠して作成し、登録付帯情報34は、その部品の部品番号や、CAEモデルの作成に使用した仕様書のバージョンなど、CAEモデルを流用し改修する際に必要となる情報を含めてもよい。
検索処理部02は、入力三次元CADモデル21を入力することで、入力三次元CADモデル21に位置や姿勢が適合し形状が一致又は類似する流用可能な出力CAEモデル22を出力する。
この検索処理部02を用いて流用可能なCAEモデルを検索するには、まず、データベース03に蓄積された登録形状特徴量32を教師データとして機械学習し、次に、入力三次元CADモデル21を入力し、入力三次元CADモデル21に対して形状特徴量の抽出処理を行う。
形状特徴量は、三次元CADモデルの形状から抽出できる特徴を数値化したベクトル量であり、対象となる製品や部品の形状の傾向に合わせて選択することで、検索速度及び検索精度を最適化できる。
入力三次元CADモデル21、又は、登録三次元CADモデル31を入力とした形状特徴量抽出処理12における形状特徴量を抽出する手法は、例えば、キーポイント周りの情報を記述するキーポイントベースの手法や複数点間の関係を記述する手法や、寸法情報、体積、面積などの形状全体から得られる数値情報を特徴量として用いる手法などがある。
形状特徴量の選択は、検索対象となる部品形状に合わせて検討する必要があり、また、検索時間や検索精度に影響するため、慎重に検討し最適なものを選択する必要がある。
形状特徴量を検索する検索処理13では、形状特徴量抽出処理12で抽出された入力三次元CADモデル21の形状特徴量を検索条件とし、類似検索アルゴリズムを用いてデータベース03内で一致する登録形状特徴量32を発見し、発見された登録形状特徴量32に関係付けられた登録三次元CADモデル31、登録CAEモデル33、登録付帯情報34を同一のデータセット35内に特定できる。類似検索アルゴリズムには、ツリーベースの手法やハッシュベースの手法などがあり、データベース03に蓄積されるデータの量、要求される検索速度や検索精度の観点で最適な手法を選択する。
次に、発見された登録形状特徴量32により特定された登録三次元CADモデル31と入力三次元CADモデル21との間の座標変換関係や一致度などを座標変換関係計算処理14で計算する。
座標変換関係計算処理14で計算される座標変換関係及び一致度は、形状から得られる情報を用いて最適な位置と姿勢を求めることによるICPやRANSACなどのレジストレーションアルゴリズムにより計算され、また、検索したい形状範囲に合わせて剛体又は非剛体の座標変換関係を求めるアルゴリズムを選択することができ、計算時間と計算精度を考慮して決定する。
次に、出力処理15では、座標変換関係計算処理14で計算された座標変換関係を用いて、特定された登録CAEモデル33を変換し、入力三次元CADモデル21に位置や姿勢が適合する出力CAEモデル22を生成する。
出力された出力CAEモデル22は、データセット35の登録付帯情報34に記載されたCAEモデル作成仕様を満たしているため、形状が一致していれば、そのままCAEモデルとしてシミュレーション評価に使用し、仕様バージョンが異なる場合や、個別の仕様がある場合は、出力CAEモデル22の一部を改修して使用する。
つまり本発明は、データベース03に蓄積された登録形状特徴量32を教師データとして学習するステップ11と、与えられた入力三次元CADモデル21から形状特徴量を抽出するステップ12と、入力三次元CADモデル21の形状特徴量を検索条件として、類似形状検索アルゴリズムを用いて一致又は類似する形状特徴量を発見するステップ13と、発見された登録形状特徴量32に関連付けされた登録三次元CADモデル31と入力三次元CADモデル21との間の座標変換関係及び一致度を計算するステップ14と、発見された登録形状特徴量32に関連付けされた登録CAEモデル33に計算された座標変換関係を適用し、入力三次元CADモデル21に位置と姿勢が一致する出力CAEモデル22を出力するステップ15を有するCAEモデル流用システムを提供することで、CAEモデルの作成工数を削減し、CAEモデル作成期間の短縮とコストの低減を可能にする。
また、本発明のCAEモデル流用システムは、登録三次元CADモデル31、登録形状特徴量32、登録CAEモデル33、CAEモデル仕様などの登録付帯情報34から成るデータセット35を記憶するデータベース03、及び、入力三次元CADモデル21を入力し、データベース03内の登録CAEモデル33を特定したうえで、入力三次元CADモデル21に位置と姿勢が一致する出力CAEモデル22を出力する検索処理部02から構成され、流用可能なCAEモデルを効率よく発見することができる。
本発明のCAEモデル流用システムは、三次元CADモデルを入力することで、過去の製品開発で作成した情報を蓄積したデータベースの中から、形状が一致又は類似するCAEモデルを発見し、発見されたCAEモデルを、入力された三次元CADモデルの位置と姿勢で出力するため、出力されたCAEモデルを流用することが可能になり、新規にCAEモデルを作成する場合よりもCAEモデル作成工数を削減でき、また、CAEモデルの作成期間の短縮とコストの低減ができる。
Claims (2)
- データベース03に蓄積された登録形状特徴量32を教師データとして学習するステップ11と、与えられた入力三次元CADモデル21から形状特徴量を抽出するステップ12と、入力三次元CADモデル21の形状特徴量を検索条件として、類似形状検索アルゴリズムを用いて一致又は類似する形状特徴量を発見するステップ13と、発見された登録形状特徴量32に関連付けされた登録三次元CADモデル31と入力三次元CADモデル21との間の座標変換関係及び一致度を計算するステップ14と、発見された登録形状特徴量32に関連付けされた登録CAEモデル33に計算された座標変換関係を適用し、入力三次元CADモデル21に位置と姿勢が一致する出力CAEモデル22を出力するステップ15を有するCAEモデル流用システム01。
- 登録三次元CADモデル31、登録形状特徴量32、登録CAEモデル33、CAEモデル仕様などの登録付帯情報34から成るデータセット35を記憶するデータベース03、及び、入力三次元CADモデル21を入力し、データベース03内の登録CAEモデル33を特定したうえで、入力三次元CADモデル21に位置と姿勢が一致する出力CAEモデル22を出力する検索処理部02から構成される請求項1記載のCAEモデル流用システム01。
Priority Applications (1)
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Publications (1)
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JP2020172220A Pending JP2022052679A (ja) | 2020-09-23 | 2020-09-23 | Caeモデル流用システム |
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2020
- 2020-09-23 JP JP2020172220A patent/JP2022052679A/ja active Pending
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