JP2023134063A - Performance prediction system and performance prediction method - Google Patents
Performance prediction system and performance prediction method Download PDFInfo
- Publication number
- JP2023134063A JP2023134063A JP2022039399A JP2022039399A JP2023134063A JP 2023134063 A JP2023134063 A JP 2023134063A JP 2022039399 A JP2022039399 A JP 2022039399A JP 2022039399 A JP2022039399 A JP 2022039399A JP 2023134063 A JP2023134063 A JP 2023134063A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- point
- performance prediction
- panel
- coordinate
- load
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 51
- 239000000463 material Substances 0.000 claims abstract description 40
- 238000010801 machine learning Methods 0.000 claims abstract description 25
- 238000013461 design Methods 0.000 claims description 55
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims description 13
- 238000007781 pre-processing Methods 0.000 claims description 4
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 21
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 13
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 11
- 238000004422 calculation algorithm Methods 0.000 description 9
- 238000013528 artificial neural network Methods 0.000 description 8
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 description 8
- 238000011960 computer-aided design Methods 0.000 description 7
- 230000006870 function Effects 0.000 description 6
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 4
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 2
- 230000001934 delay Effects 0.000 description 2
- 238000011161 development Methods 0.000 description 2
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 description 2
- 239000000284 extract Substances 0.000 description 2
- 230000000306 recurrent effect Effects 0.000 description 2
- 238000003066 decision tree Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000007429 general method Methods 0.000 description 1
- 238000007637 random forest analysis Methods 0.000 description 1
- 238000000611 regression analysis Methods 0.000 description 1
- 238000012549 training Methods 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Investigating Strength Of Materials By Application Of Mechanical Stress (AREA)
Abstract
Description
本発明は、自動車のエンジンフードやドア等の金属製の各種パネルに荷重をかけた際のたわみ量を予測する性能予測システムおよび性能予測方法に関する。 The present invention relates to a performance prediction system and a performance prediction method for predicting the amount of deflection when a load is applied to various metal panels such as engine hoods and doors of automobiles.
たとえば、自動車のエンジンフードは、多少の衝撃ではへこみや変形が起こらないような剛性が必要であり、高いデント性能が要求されるが、このような要求を満足させるためにはエンジンフードの性能予測が欠かせない。 For example, the engine hood of an automobile needs to be rigid enough to prevent denting or deformation even with slight impact, and is required to have high dent performance. is essential.
下記特許文献1には、自動車のエンジンフードやドア等の金属製の各種パネルの設計図面の情報からデント剛性を予測するデント剛性予測方法が開示されている。具体的には、測定点に荷重をかけた際に測定点の周囲に定義される応力影響領域の面積をタワミ面積として算定し、板部材の測定点の曲率、板部材の測定点の板厚、板部材の材質、タワミ面積を、板部材の剛性を表す因子として、重回帰分析等により所定の関係式を求める。そして、設計図面から、板部材の測定点の曲率、板部材の測定点の板厚、板部材の材質、タワミ面積を取り出すことによって、所定の関係式に基づいて測定点の負荷方向での変位(デント剛性)を、設計の段階で適切に算定する。
このようして、開発の前半においてデント剛性を求め、デント剛性の評価が遅れることによる開発の遅れを未然に防止している。 In this way, the dent rigidity is determined in the first half of development, thereby preventing delays in development due to delays in evaluating dent rigidity.
上記特許文献1に記載のデント剛性予測方法においては、相関式(所定の関係式)の導出やたわみ量(デント剛性)の算定において、測定点に負荷をかけた際に測定点の周囲に定義される応力影響領域の曲率、板厚、材質および面積を毎回測定する必要があり、その作業に多大の時間を要する、という問題があった。また、これらの測定結果には、作業者によってばらつきが発生するため、このばらつきによって、予測する測定点の変位(デント剛性)の精度にも影響がでる、という問題があった。
In the dent stiffness prediction method described in
本発明は、上記のような課題に鑑みてなされたものであって、自動車用の各種パネルに負荷をかけた際のたわみ量の算定にかかる時間を大幅に短縮するとともに、デント性能を安定的かつ高精度に予測可能な性能予測システムおよび性能予測方法を提供することを目的とする。 The present invention was made in view of the above-mentioned problems, and it significantly shortens the time required to calculate the amount of deflection when a load is applied to various automotive panels, and also stabilizes the dent performance. The present invention also aims to provide a performance prediction system and a performance prediction method that can be predicted with high accuracy.
本発明にかかる性能予測システムは、自動車の車体を構成する金属製のパネルの性能を予測するものである。たとえば、前記パネルに一様に設けられた負荷点周辺の点群の点群座標データと当該点群を構成する各点の材質および板厚の情報とを関連付けたデータを説明変数とし、各負荷点における説明変数と負荷点に一定の荷重をかけた際のたわみ量である目的変数とを負荷点毎に紐づけたデータセットを記憶する記憶手段を備える。そして、モデル生成手段が、前記記憶手段から読み出したデータセットを用いて、前記パネルの任意の箇所である性能予測点に一定の荷重をかけた際のたわみ量を予測する性能予測モデルを機械学習により生成し、性能予測手段が、性能予測点周辺の点群の点群座標データと当該点群を構成する各点の材質および板厚の情報とを関連付けた入力データを受け付け、学習済みの性能予測モデルを用いて、性能予測点に一定の荷重をかけた際のたわみ量を予測することを特徴とする。 The performance prediction system according to the present invention predicts the performance of metal panels that constitute the body of an automobile. For example, data that associates the point cloud coordinate data of a point group around load points uniformly provided on the panel with information on the material and plate thickness of each point constituting the point group can be used as an explanatory variable, and each load A storage means is provided for storing a data set in which an explanatory variable at a point and an objective variable, which is the amount of deflection when a constant load is applied to the load point, are linked for each load point. Then, the model generation means uses the data set read from the storage means to machine-learn a performance prediction model that predicts the amount of deflection when a constant load is applied to a performance prediction point that is an arbitrary location on the panel. The performance prediction means receives input data in which the point cloud coordinate data of the point cloud around the performance prediction point is associated with information on the material and plate thickness of each point constituting the point cloud, and calculates the learned performance. It is characterized by using a prediction model to predict the amount of deflection when a constant load is applied to a performance prediction point.
また、本発明にかかる性能予測システムにおいて、前記記憶手段には、前記パネルの3D設計情報と、前記3D設計情報に関連付けられた前記パネルの材質および板厚の情報と、既知の手法で取得した各負荷点におけるたわみ量とを予め記憶することとした。そして、点群座標データ生成手段が、前記パネルの3D設計情報に基づいて、前記パネルを3D座標空間上(X座標、Y座標、Z座標)に配置し、負荷点または性能予測点を中心とする前記パネルの複数の断面形状を取得し、取得した断面形状を所定角の正方形で区切ることによってその中心点の集まりである点群を生成し、当該点群を形成する各点の座標(X座標、Y座標、Z座標)を取得して前記点群座標データを生成することとした。 Further, in the performance prediction system according to the present invention, the storage means includes 3D design information of the panel, information on the material and thickness of the panel associated with the 3D design information, and information on the material and thickness of the panel obtained by a known method. The amount of deflection at each load point is stored in advance. Then, the point cloud coordinate data generation means arranges the panel on a 3D coordinate space (X coordinate, Y coordinate, Z coordinate) based on the 3D design information of the panel, and places the load point or the performance prediction point as the center. Obtain multiple cross-sectional shapes of the panel, divide the obtained cross-sectional shapes into squares of a predetermined angle, generate a point group that is a collection of center points, and calculate the coordinates (X coordinates, Y coordinates, and Z coordinates) to generate the point group coordinate data.
これにより、データセット生成手段は、前記点群座標データ生成手段により生成された点群座標データと、前記パネルの3D設計情報と、前記3D設計情報に関連付けられた前記パネルの材質および板厚の情報と、前記既知の手法で取得した各負荷点におけるたわみ量とに基づいて、モデル生成のための前記データセットを生成することができる。また、入力データ生成手段は、前記点群座標データ生成手段により生成された点群座標データと、前記パネルの3D設計情報と、前記3D設計情報に関連付けられた前記パネルの材質および板厚の情報とに基づいて、性能予測のための前記入力データを生成することができる。 As a result, the data set generating means includes the point cloud coordinate data generated by the point cloud coordinate data generating means, the 3D design information of the panel, and the material and plate thickness of the panel associated with the 3D design information. The data set for model generation can be generated based on the information and the amount of deflection at each load point obtained by the known method. Further, the input data generation means includes the point cloud coordinate data generated by the point cloud coordinate data generation means, 3D design information of the panel, and information on the material and thickness of the panel associated with the 3D design information. The input data for performance prediction can be generated based on the above.
したがって、本発明にかかる性能予測システムによれば、性能予測モデル導入により、自動車用の各種パネルの任意の位置(性能予測点)に負荷をかけた際のたわみ量の算定にかかる時間を大幅に短縮することができる。また、性能予測モデルの利用により、作業者によってばらつきが発生することがなくなるため、デント性能を安定的かつ高精度に予測することができる。 Therefore, according to the performance prediction system of the present invention, by introducing a performance prediction model, the time required to calculate the amount of deflection when a load is applied to an arbitrary position (performance prediction point) of various automotive panels can be significantly reduced. Can be shortened. Furthermore, by using the performance prediction model, variations between workers are eliminated, so dent performance can be predicted stably and with high accuracy.
また、本発明にかかる性能予測システムにおいては、性能予測点に一定の荷重をかけた際のたわみ量の予測の結果を表示するとともに、前記3D座標空間上に配置された前記パネルを3D画像で表示する表示手段をさらに備えることが望ましい。 Further, in the performance prediction system according to the present invention, the result of predicting the amount of deflection when a constant load is applied to the performance prediction point is displayed, and the panel arranged on the 3D coordinate space is displayed in a 3D image. It is desirable to further include display means for displaying.
また、本発明にかかる性能予測方法は、自動車の車体を構成する金属製のパネルの性能を予測する性能予測方法であって、たとえば、前記パネルに一様に設けられた負荷点周辺の点群の点群座標データと当該点群を構成する各点の材質および板厚の情報とを関連付けたデータを説明変数とし、各負荷点における説明変数と負荷点に一定の荷重をかけた際のたわみ量である目的変数とを負荷点毎に紐づけたデータセットをメモリに記憶するデータセット記憶ステップと、前記メモリから読み出したデータセットを用いて、前記パネルの任意の箇所である性能予測点に一定の荷重をかけた際のたわみ量を予測する性能予測モデルを機械学習により生成するモデル生成ステップと、性能予測点周辺の点群の点群座標データと当該点群を構成する各点の材質および板厚の情報とを関連付けた入力データを受け付け、学習済みの性能予測モデルを用いて、性能予測点に一定の荷重をかけた際のたわみ量を予測する性能予測ステップと、前記予測の結果をディスプレイに表示する表示ステップとを含むことを特徴とする。 Further, the performance prediction method according to the present invention is a performance prediction method for predicting the performance of a metal panel constituting the body of an automobile. The explanatory variable is data that associates the point group coordinate data with information on the material and plate thickness of each point that makes up the point group, and the explanatory variable at each load point and the deflection when a constant load is applied to the load point. a data set storage step of storing in memory a data set in which the objective variable, which is the amount of A model generation step that uses machine learning to generate a performance prediction model that predicts the amount of deflection when a certain load is applied, and the point cloud coordinate data of the point cloud around the performance prediction point and the material of each point that makes up the point cloud. and a performance prediction step of accepting input data associated with board thickness information and predicting the amount of deflection when a certain load is applied to a performance prediction point using a learned performance prediction model, and the result of the prediction. and a display step of displaying on a display.
また、本発明にかかる性能予測方法において、前記メモリには、前記パネルの3D設計情報と、前記3D設計情報に関連付けられた前記パネルの材質および板厚の情報と、既知の手法で取得した各負荷点におけるたわみ量とを予め記憶することとした。 Further, in the performance prediction method according to the present invention, the memory stores 3D design information of the panel, information on the material and thickness of the panel associated with the 3D design information, and information on each panel obtained by a known method. The amount of deflection at the load point is stored in advance.
そして、前記性能予測モデルを生成するための前処理として、前記パネルの3D設計情報に基づいて前記パネルを3D座標空間上(X座標、Y座標、Z座標)に配置する形状配置ステップと、負荷点を中心とする前記パネルの複数の断面形状を取得する断面形状取得ステップと、得られた断面形状を所定角の正方形で区切ることによってその中心点の集まりである点群を生成する点群生成ステップと、点群を形成する各点の座標(X座標、Y座標、Z座標)を取得して点群座標データを生成する点群座標データ生成ステップと、前記点群座標データ生成ステップにおいて生成された点群座標データと、前記パネルの3D設計情報と、前記3D設計情報に関連付けられた前記パネルの材質および板厚の情報と、前記既知の手法で取得した各負荷点におけるたわみ量とに基づいて、モデル生成のための前記データセットを生成するデータセット生成ステップと、を含むこととした。 As pre-processing for generating the performance prediction model, a shape arrangement step of arranging the panel in a 3D coordinate space (X coordinate, Y coordinate, Z coordinate) based on 3D design information of the panel; a cross-sectional shape acquisition step of acquiring a plurality of cross-sectional shapes of the panel centered at a point; and a point cloud generation step of dividing the obtained cross-sectional shapes into squares of a predetermined angle to generate a point cloud that is a collection of center points. step, a point group coordinate data generation step of acquiring the coordinates (X coordinate, Y coordinate, Z coordinate) of each point forming the point group to generate point group coordinate data, and a point group coordinate data generation step of generating point group coordinate data. 3D design information of the panel, information on the material and thickness of the panel associated with the 3D design information, and the amount of deflection at each load point obtained by the known method. based on the data set generation step of generating the data set for model generation.
さらに、前記性能予測ステップの前処理として、前記形状配置ステップと、性能予測点を中心とする前記パネルの複数の断面形状を取得する前記断面形状取得ステップと、前記点群生成ステップと、前記点群座標データ生成ステップと、前記点群座標データ生成ステップにおいて生成された点群座標データと、前記パネルの3D設計情報と、前記3D設計情報に関連付けられた前記パネルの材質および板厚の情報とに基づいて、性能予測のための前記入力データを生成する入力データ生成ステップと、を含むこととした。 Furthermore, as pre-processing for the performance prediction step, the shape arrangement step, the cross-sectional shape acquisition step of acquiring a plurality of cross-sectional shapes of the panel centered at the performance prediction point, the point cloud generation step, and the point a group coordinate data generation step, the point group coordinate data generated in the point group coordinate data generation step, 3D design information of the panel, and information on the material and plate thickness of the panel associated with the 3D design information; and an input data generation step of generating the input data for performance prediction based on the above.
したがって、本発明にかかる性能予測方法によれば、性能予測モデル導入により、自動車用の各種パネルの任意の位置(性能予測点)に負荷をかけた際のたわみ量の算定にかかる時間を大幅に短縮することができる。また、性能予測モデルの利用により、作業者によってばらつきが発生することがなくなるため、デント性能を安定的かつ高精度に予測することができる。 Therefore, according to the performance prediction method of the present invention, by introducing a performance prediction model, the time required to calculate the amount of deflection when a load is applied to an arbitrary position (performance prediction point) of various automotive panels can be significantly reduced. Can be shortened. Furthermore, by using the performance prediction model, variations between workers are eliminated, so dent performance can be predicted stably and with high accuracy.
また、本発明にかかる性能予測方法においては、前記3D座標空間上に配置された前記パネルを3D画像でディスプレイに表示する表示ステップをさらに含むことが望ましい。 Further, the performance prediction method according to the present invention preferably further includes a display step of displaying the panel arranged on the 3D coordinate space as a 3D image on a display.
本発明にかかる性能予測システムおよび性能予測方法によれば、自動車用の各種パネルに負荷をかけた際のたわみ量の算定にかかる時間を大幅に短縮することができる。また、デント性能を安定的かつ高精度に予測することができる。 According to the performance prediction system and performance prediction method according to the present invention, it is possible to significantly shorten the time required to calculate the amount of deflection when a load is applied to various automotive panels. Furthermore, dent performance can be predicted stably and with high accuracy.
以下、本発明にかかる性能予測システムおよび性能予測方法の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施形態により本発明が限定されるものではない。また、本願の明細書および図面において、同様に説明することが可能な要素については、同一の符号を付すことにより重複説明を省略する場合がある。 DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, embodiments of a performance prediction system and a performance prediction method according to the present invention will be described in detail based on the drawings. Note that the present invention is not limited to this embodiment. Further, in the specification and drawings of the present application, elements that can be explained in the same manner may be designated by the same reference numerals, thereby omitting repeated explanation.
<システム構成>
図1は、本発明にかかる性能予測システムとして動作するコンピュータのハードウェア構成例を示す図である。本実施形態の性能予測システム1は、自動車用の金属製の各種パネルに荷重をかけた際のたわみ量(デント性能)を予測する処理(以下、性能予測処理と呼ぶ。)およびたわみ量予測を実行する学習モデルを生成する処理(以下、学習モデル生成処理と呼ぶ。)を行うホストコンピュータとして動作する。
<System configuration>
FIG. 1 is a diagram showing an example of the hardware configuration of a computer that operates as a performance prediction system according to the present invention. The
図1において、性能予測システム1は、CPU(Central Processing Unit)およびFPGA(Field Programmable Gate Array)等で構成される制御部11と、ROM(Read Only Memory),RAM(Random Access Memory)等の各種メモリを含む記憶部12と、キーボードおよびマウス等のユーザインタフェースを含む入力部13と、印刷やスキャン等の入出力処理を行うインタフェース(I/F)部14と、ディスプレイである表示部15と、所定のネットワークを介して外部と通信を行う通信部16とを備える。なお、図1では、キーボードおよびマウス等のユーザインタフェースを含む入力部13を備えることとしたが、本実施形態の性能予測システム1は、これに限るものではなく、表示部15にタッチパネルの機能を持たせることによって、入力部13を設けない構成、または入力部13と併用する構成としてもよい。
In FIG. 1, a
図1において、制御部11は、本実施形態の性能予測システム1による性能予測処理および学習モデル生成処理を実現するために、たとえば、自動車用の各種パネルに荷重をかけた際のたわみ量を予測する性能予測プログラムと、たわみ量予測を実行する学習モデルを生成するための学習モデル生成プログラムと、を実行する。記憶部12は、本実施形態の性能予測処理および学習モデル生成処理にかかるプログラム(性能予測プログラム、学習モデル生成プログラム)および各種情報(各種パネルの形状を示す3D形状データ、材質、板厚および性能や、機械学習のためのデータセット等)や、処理の過程で得られた各種データ(点群座標データ等)等を記憶する。制御部11では、記憶部12に記憶されている各種プログラムを読み出すことにより、本実施形態の性能予測処理および学習モデル生成処理を実行する。なお、記憶部12は、内部メモリに限るものではなく、たとえば、DVD(Digital Versatile Disc)やSDメモリ等の外部記憶媒体であってもよいし、また、内部メモリおよび外部記憶媒体(DVDやSDメモリ等)の両方で構成されることとしてもよい。また、本実施形態の性能予測システム1のハードウェア構成は、説明の便宜上、本実施形態の性能予測処理および学習モデル生成処理にかかわる構成を列挙したものであり、性能予測システム1を構成するコンピュータのすべての機能を表現したものではない。
In FIG. 1, in order to realize performance prediction processing and learning model generation processing by the
また、本実施形態の性能予測システム1は、デスクトップパソコン、ノートパソコン等の汎用PCを想定しているが、これらに限るものではなく、たとえば、スマートフォン、タブレット端末等の携帯端末であってもよい。
Furthermore, although the
<学習モデル生成処理>
つづいて、本実施形態の性能予測システム1における性能予測処理を説明する前に、その前提となる学習モデル生成処理について詳細に説明する。図2は、学習モデル生成処理を実施する制御部11の機能を示す機能ブロック図であり、図3は、学習モデル生成処理の一例を示すフローチャートである。
<Learning model generation process>
Next, before explaining the performance prediction process in the
図2において、制御部11は、点群座標データ生成部21と、データセット生成部22と、機械学習アルゴリズムを利用して学習モデルを生成する機械学習部23と、既知のCAD(computer-aided design)システム24およびCAE(Computer Aided Engineering)システム25とを有する。本実施形態においては、金属製の各種パネルの一例として、自動車のエンジンフードの3D設計情報を用いて学習モデルを生成する場合について説明する。すなわち、本実施形態においては、上記学習モデルの一例として、自動車のエンジンフードの任意の位置に所定の荷重(たとえば、一定の荷重)をかけた際のたわみ量を予測する性能予測モデルを生成する。そして、この性能予測モデルは、たとえば、ニューラルネットワーク(CNN:Convolution Neural Network、RNN:Recurrent Neural Network等)等、公知の機械学習アルゴリズムを利用して生成する。
In FIG. 2, the
また、自動車のエンジンフードは、たとえば、図2に示すCADシステム24により設計され、3D形状データを含む3D設計情報が予め記憶部12に記憶されていることとする。また、エンジンフードを構成する各部品の材質および板厚等の情報についても、3D設計情報(3D形状データ)に関連付けられた状態で予め記憶部12に記憶されていることとする。
Further, it is assumed that the engine hood of an automobile is designed by, for example, a
また、本実施形態においては、エンジンフードの所定位置(負荷点:たとえば143カ所)に一定の荷重をかけた際の、各負荷点におけるたわみ量を予め取得しておき、それらのたわみ量を各負荷点に関連付けて予め記憶部12に記憶しておく。具体的には、たとえば、図2に示すCAEシステム25が、エンジンフードの3D設計情報を記憶部12から読み出し、この3D設計情報をもとに有限要素法によるCAE解析を行い、その解析結果として、各負荷点におけるたわみ量(性能情報)を取得する。有限要素法によるCAE解析では、エンジンフードの3D形状をメッシュ状に分割し、負荷点に荷重を加えることによって、分割したメッシュ状の各部分の変形等が解析される。
In addition, in this embodiment, when a constant load is applied to predetermined positions (load points: for example, 143 locations) on the engine hood, the amount of deflection at each load point is obtained in advance, and the amount of deflection is calculated for each load point. It is stored in advance in the
なお、上記CADシステム24による3D設計およびCAEシステム25によるCAE解析については、公知の一般的な手法で行われているため詳細な説明を省略する。また、本実施形態においては、3D設計情報をもとに有限要素法によるCAE解析を行い各負荷点におけるたわみ量を予め取得しておくこととしたが、これに限るものではなく、既知の手法であればどのような手法で負荷点におけるたわみ量を取得することとしてもよい。また、本実施形態のおいては、一例として、荷重を加える負荷点を143カ所としたが、これに限るものではなく、要求される性能予測の精度等に応じて、たとえば、143か所以上であることが望ましい。すなわち、荷重を加える負荷点は、パネル全体に一様(均一にバラ付いていること)に設けられていればよく、たとえば、パネルの形状や、材質および板厚、荷重をかけた際の応力範囲、性能予測の要求精度等に応じて適宜設定可能である。
Note that the 3D design by the
また、図2においては、性能予測システム1の制御部11の機能ブロックとして、CADシステム24およびCAEシステム25を制御部11内に含め実現することとしたが、この構成に限るものではなく、たとえば、CADシステム24およびCAEシステム25を別構成とし、ネットワークを介して性能予測システム1と接続する構成としてもよい。
Further, in FIG. 2, the
本実施形態においては、上記のように各種情報が予め記憶部12に記憶されていることを前提として、たとえば、図3に示すように、制御部11が、自動車のエンジンフードの3D設計情報と、そのエンジンフードの材質および板厚の情報と、予め取得しておいた各負荷点におけるたわみ量とを用いて、性能予測モデルを生成する処理(学習モデル生成処理)を実行する。
In the present embodiment, on the premise that various types of information are stored in advance in the
図3において、まず、作業者による入力部13の操作により性能予測モデルの生成が指示された場合、制御部11の点群座標データ生成部21は、記憶部12からエンジンフードの3D設計情報を読み出し、その3D設計情報から得られる3D形状データに基づいてエンジンフード(形状)を3D座標空間上(X座標、Y座標、Z座標)に配置する(ステップS1)。この際、表示部15には、エンジンフードの3D画像が表示される。図4は、エンジンフードの3D画像の一例を示す図である。
In FIG. 3, first, when generation of a performance prediction model is instructed by the operation of the
つぎに、点群座標データ生成部21は、3D設計情報から、負荷点(143カ所カ所分)周辺のエンジンフードの断面形状を取得する(ステップS2)。具体的には、負荷点を中心とする、たとえば、前後左右150mm幅のエンジンフードの断面形状を取得する。図5は、断面形状の取得位置を示す図である。本実施形態においては、負荷点を中心とする左右方向150mm幅のエンジンフードの断面形状(図5に示す負荷点Cを中心とするA-A’直線(X軸に平行な直線)参照)と、負荷点を中心とする前後方向150mm幅のエンジンフードの断面形状(図5に示す負荷点Cを中心とするB-B’直線(Y軸に平行な直線)参照)とを、負荷点毎に取得する。
Next, the point group coordinate
図6(a)および(b)は、エンジンフードの断面形状の一例を示す図であり、詳細には、(a)は負荷点CのA-A’断面を示し、(b)は負荷点CのB-B’断面を示している。なお、本実施形態のおいては、一例として、取得する断面形状の幅を150mmとしたが、これに限るものではなく、パネル全体から一様(均一にバラ付いていること)に断面形状が取得できればよく、たとえば、パネルの形状や、材質および板厚、荷重をかけた際の応力範囲、性能予測の要求精度等に応じて適宜設定可能である。また、本実施形態においては、図5に示すA-A’断面およびB-B’断面のように、直交する2つの断面形状を取得することとしたが、これに限るものではなく、たとえば、性能予測精度向上のために、負荷点を中心とするその他の方向の断面形状をさらに取得することとしてもよい。 6(a) and (b) are diagrams showing an example of the cross-sectional shape of the engine hood, in detail, (a) shows the AA' cross section of load point C, and (b) shows the load point A BB' cross section of C is shown. In this embodiment, as an example, the width of the cross-sectional shape to be obtained is 150 mm, but the width is not limited to this. It is only necessary to obtain the information, and it can be set as appropriate depending on, for example, the shape of the panel, the material and thickness, the stress range when a load is applied, the required accuracy of performance prediction, etc. Furthermore, in this embodiment, two orthogonal cross-sectional shapes are obtained, such as the AA' cross section and the BB' cross section shown in FIG. 5, but the present invention is not limited to this. For example, In order to improve performance prediction accuracy, cross-sectional shapes in other directions around the load point may be further acquired.
さらに、点群座標データ生成部21は、負荷点毎に取得した断面形状(150mm幅)を、たとえば、5mm間隔(5mm×5mmの正方形)で区切り、負荷点毎に断面形状の点群(5mm角の中心点の集まり)を生成する(ステップS3)。断面形状を点群にした際の形状表現精度(フィレットR部等)と特徴量の個数バランスから、点群を構成する各点の間隔を5mmとした。そして、点群座標データ生成部21は、3D座標空間上に配置されたエンジンフードの3D形状データに基づき、点群を形成する各点の座標(X座標、Y座標、Z座標)を取得し、負荷点毎に断面形状の点群座標データを生成し(ステップS4)、記憶部12に記憶する。図6(c)および(d)は、たとえば、図5の負荷点Cにおいて取得した断面形状を点群化した状態のイメージを示す模式図であり、詳細には、(c)は負荷点CのA-A’断面の点群化イメージを示し、(b)は負荷点CのB-B’断面の点群化イメージを示している。また、図7は、点群座標データの一例を示す図である。なお、本実施形態のおいては、一例として、点群における各点の間隔を5mmとしたが、これに限るものではなく、たとえば、パネルの形状や、材質および板厚、荷重をかけた際の応力範囲、性能予測の要求精度等に応じて適宜設定可能である。
Further, the point cloud coordinate
上述のように、点群座標データ生成部21が負荷点毎の点群座標データを生成後、つぎに、データセット生成部22では、記憶部12から、点群座標データと、3D設計情報(エンジンフードを構成する各部品の材質および板厚の情報を含む)と、予めCAE解析により取得し記憶しておいた負荷点毎のたわみ量(性能情報)とを読み出し、点群座標データを形成する各点の座標と、それら各点の材質および板厚と、負荷点毎のたわみ量を紐づけて、機械学習のためのデータセットを生成する(ステップS5)。すなわち、機械学習アルゴリズムで使用するデータセットは、1つの負荷点に対応する点群座標データを形成する各点の座標と、それら各点の材質および板厚とを関連付けたデータを説明変数(入力データ)とし、予め取得しておいたその負荷点のたわみ量を目的変数(教師データ)とし、負荷点毎に用意された入力データに対して各負荷点に対応する教師データを個別に紐づけたデータセットである。そして、データセット生成部22は、生成したデータセットを記憶部12に記憶する。
As described above, after the point group coordinate
図8は、性能予測モデルを生成するためのデータセット(負荷点143カ所分のデータセットうちの性能予測モデルを生成するための120カ所分のデータセット)の一例を示す図である。制御部11の機械学習部23は、図8に示す負荷点120カ所分のデータセットを記憶部12から読み出し、機械学習アルゴリズムの1つであるニューラルネットワークを利用して、データセットによる教師あり学習を行わせることにより、たとえば、自動車のエンジンフードの任意の箇所に一定の荷重をかけた際のたわみ量を予測する性能予測モデルを生成する(ステップS6)。すなわち、本実施形態においては、機械学習アルゴリズムを利用して、自動車のエンジンフードの3D形状データ(たとえば、負荷点毎の点群座標データ)、材質および板厚と、エンジンフードの各負荷点に一定の荷重をかけた際のたわみ量と、の相関を学習させることにより、自動車のエンジンフードの任意の箇所に一定の荷重をかけた際のたわみ量を予測する性能予測モデルを生成する。
FIG. 8 is a diagram showing an example of a data set for generating a performance prediction model (a data set for 120 locations among the data set for 143 load points). The
なお、本実施形態においては、上述したように、機械学習用に143件(負荷点:143カ所分)のデータセットを用意した。そのうち、120件を、性能予測モデルを生成するためのデータセットとして使用、すなわち、80件を学習データとして使用し、40件を評価用データとして使用する。そして、残りの23件をテスト用データとして使用する。ここで、学習データは、性能予測モデルの学習に使用されるデータセットであり、評価用データは、モデルの性能を検証するために使用されるデータセットであり、テスト用データは、予め取得しておいたたわみ量との比較でモデルの最終的な評価を行うためのデータセットである。また、学習データは、たとえば、過学習および学習不足が発生することなく、所望の予測精度(たとえば、決定係数R2が0.8~0.9の範囲)が得られるだけの件数を用意する。また、本実施形態における性能予測モデルの性能評価には、評価指標の一例である平均二乗誤差(MSE:Mean Squared Error)や平均絶対誤差(MAE:Mean Absolute Error)を採用する。すなわち、それらの値が小さいほど誤差の少ないモデルといえる。なお、評価指標はこれに限定されるものではない。 In addition, in this embodiment, as mentioned above, 143 data sets (load points: 143 locations) were prepared for machine learning. Among them, 120 data are used as a data set for generating a performance prediction model, that is, 80 data are used as learning data and 40 data are used as evaluation data. The remaining 23 items are then used as test data. Here, the training data is a dataset used for learning the performance prediction model, the evaluation data is a dataset used to verify the performance of the model, and the test data is a dataset that is obtained in advance. This data set is used to perform the final evaluation of the model by comparing the deflection amount. Further, the number of learning data is prepared such that a desired prediction accuracy (for example, the coefficient of determination R2 is in the range of 0.8 to 0.9) can be obtained without causing overfitting or insufficient learning. Further, in the performance evaluation of the performance prediction model in this embodiment, mean squared error (MSE) and mean absolute error (MAE), which are examples of evaluation indicators, are employed. In other words, it can be said that the smaller these values are, the less error there is in the model. Note that the evaluation index is not limited to this.
図9は、機械学習によるモデルの評価結果を示す図であり、たとえば、学習の程度(Epochs)に対する平均二乗誤差および平均絶対誤差の推移を示したものである。図9に示すとおり、本実施形態の性能予測モデルは、学習が進むほど平均二乗誤差および平均絶対誤差が小さくなっていることから、学習が順調に進んでいることが確認できる。また、エポック数:50くらいからは平均二乗誤差および平均絶対誤差が十分に小さく、以後、変化が少ないことから、本実施形態においては、性能予測モデルの学習にはエポック数:50程度が適していると言える。 FIG. 9 is a diagram showing the evaluation results of the model by machine learning, and shows, for example, changes in the mean square error and the mean absolute error with respect to the degree of learning (Epochs). As shown in FIG. 9, in the performance prediction model of this embodiment, the mean square error and the mean absolute error become smaller as the learning progresses, so it can be confirmed that the learning progresses smoothly. In addition, the mean square error and the mean absolute error are sufficiently small after about 50 epochs, and there are few changes thereafter, so in this embodiment, the number of epochs: about 50 is suitable for learning the performance prediction model. I can say that there is.
また、図10は、テスト用データの23件を用いた、学習済みの性能予測モデルによる予測結果を示す図である。ここでは、性能予測モデルから出力された予測値(たわみ量)と、教師データ(実測値:予め取得しておいたたわみ量)とをプロットし、その結果を観察した。図10では、丸印のプロットデータを結んだ実測値の直線に対して決定係数R2=0.8以上となる範囲を、点線で示している。その結果、性能予測モデルの予測値(×印で示す23カ所のたわみ量)の近似曲線は、決定係数R2=0.8以上を満たしており、良好な予測結果が得られたと言える。 Moreover, FIG. 10 is a diagram showing prediction results by a learned performance prediction model using 23 pieces of test data. Here, the predicted value (the amount of deflection) output from the performance prediction model and the teacher data (actual value: the amount of deflection obtained in advance) were plotted, and the results were observed. In FIG. 10, the range where the coefficient of determination R2 is equal to or greater than 0.8 is indicated by a dotted line with respect to the straight line of the measured values connecting the plot data of the circles. As a result, the approximate curve of the predicted values of the performance prediction model (deflection amounts at 23 locations indicated by x marks) satisfied the coefficient of determination R2=0.8 or more, and it can be said that good prediction results were obtained.
<機械学習アルゴリズムの一例>
本実施形態において使用する機械学習アルゴリズムは、たとえば、畳み込みニューラルネットワーク(CNN:Convolution Neural Network)や再帰型ニューラルネットワーク(RNN:Recurrent Neural Network)等の既知のニューラルネットワークである。制御部11の機械学習部23は、たとえば、ニューラルネットワークの出力層の出力である予測結果(たわみ量)と教師データ(たわみ量)との平均二乗誤差を計算し、この誤差が最小となるように、予め規定するエポック(Epochs)数にわたって繰り返し学習を行う。
<Example of machine learning algorithm>
The machine learning algorithm used in this embodiment is, for example, a known neural network such as a convolution neural network (CNN) or a recurrent neural network (RNN). For example, the
なお、本実施形態においては、機械学習アルゴリズムの一例としてCNNやRNN等のニューラルネットワークを用い、上述した性能予測モデルを生成することとしたが、性能予測モデルを生成するための機械学習アルゴリズムは、これに限るものではない。たとえば、ランダムフォレストやブーステッド決定木等、他の機械学習アルゴリズムを使用することも可能である。 Note that in this embodiment, a neural network such as CNN or RNN is used as an example of a machine learning algorithm to generate the above-mentioned performance prediction model, but the machine learning algorithm for generating the performance prediction model is as follows. It is not limited to this. Other machine learning algorithms can also be used, for example random forests or boosted decision trees.
<性能予測処理>
つづいて、本実施形態の性能予測システム1における性能予測処理について詳細に説明する。図11は、性能予測処理を実施する制御部11の機能を示す機能ブロック図であり、図12は、性能予測処理の一例を示すフローチャートである。
<Performance prediction processing>
Next, the performance prediction process in the
図11において、制御部11は、前述した点群座標データ生成部21と、入力データ生成部26と、性能予測モデルとして動作する性能予測部27とを有する。本実施形態においては、上記同様、金属製の各種パネルの一例として、自動車のエンジンフードの3D設計情報を用い、さらに、上記で生成した学習モデル(性能予測モデル)を用いて、エンジンフードにおける性能予測点(たわみ量を知りたい任意の箇所)のたわみ量を予測する場合について説明する。すなわち、本実施形態においては、学習済みの性能予測モデルを用いて、自動車のエンジンフードの性能予測点に一定の荷重をかけた際のたわみ量を予測する。
In FIG. 11, the
具体的には、まず、作業者による入力部13の操作により性能予測処理の実行が指示された場合、制御部11の点群座標データ生成部21は、記憶部12からエンジンフードの3D設計情報を読み出し、その3D設計情報から得られる3D形状データに基づいてエンジンフード(形状)を3D座標空間上(X座標、Y座標、Z座標)に配置する(ステップS11)。この際、表示部15には、エンジンフードの3D画像が表示される(図4参照)。
Specifically, first, when execution of the performance prediction process is instructed by the operator's operation of the
つぎに、作業者による入力部13の操作により、たわみ量を知りたいエンジンフード上の任意の位置である性能予測点が設定された場合、点群座標データ生成部21は、3D設計情報から、性能予測点周辺のエンジンフードの断面形状を取得する(ステップS12)。具体的には、性能予測点を中心とする、たとえば、前後左右150mm幅のエンジンフードの断面形状を取得する。すなわち、本実施形態においては、性能予測点を中心とする左右方向150mm幅のエンジンフードの断面形状と、性能予測点を中心とする前後方向150mm幅のエンジンフードの断面形状とを取得する(図5および図6参照)。なお、ここで取得する断面形状の幅寸法については、性能予測モデル生成時において取得した断面形状の幅寸法と同じ寸法とする(図3のステップS2参照)。
Next, when the operator operates the
さらに、点群座標データ生成部21は、性能予測点を中心とする前後方向および左右方向の断面形状(150mm幅)を、たとえば、5mm間隔(5mm×5mmの正方形)で区切り、性能予測点における断面形状の点群(5mm角の中心点の集まり)を生成する(ステップS13)。そして、点群座標データ生成部21は、3D座標空間上に配置されたエンジンフードの3D形状データに基づき、点群を形成する各点の座標(X座標、Y座標、Z座標)を取得し、性能予測点における断面形状の点群座標データを生成し(ステップS14)(図6(c)、(d)および図7参照)、記憶部12に記憶する。なお、性能予測点における断面形状の点群を構成する各点の間隔は、性能予測モデル生成時において負荷点毎に取得した断面形状の点群を構成する各点の間隔と同じ間隔とする(図3のステップS3参照)。
Furthermore, the point cloud coordinate
上述のように、点群座標データ生成部21が性能予測点における点群座標データを生成後、つぎに、入力データ生成部26では、記憶部12から、性能予測点における点群座標データおよび3D設計情報(エンジンフードを構成する各部品の材質および板厚の情報を含む)を読み出し、点群座標データを形成する各点の座標と、それら各点の材質および板厚とを紐づけて、性能予測モデルへの入力となる入力データを生成する(ステップS15)。そして、入力データ生成部26は、生成した入力データを性能予測モデルとして動作する性能予測部27に入力する。
As described above, after the point cloud coordinate
性能予測部27は、入力データ生成部26により生成された入力データを受け付け、性能予測モデルを用いて、エンジンフードにおける性能予測点(たわみ量を知りたい任意の箇所)のたわみ量を予測する(ステップS16)。すなわち、本実施形態においては、学習済みの性能予測モデルを用いて、自動車のエンジンフードの性能予測点に一定の荷重をかけた際のたわみ量(性能予測点におけるたわみ量)を予測する。そして、性能予測点におけるたわみ量は、性能予測値として表示部15に表示される。
The
<効果>
以上のように、本実施形態の性能予測システム1は、自動車の車体を構成する金属製のパネル(たとえば、自動車のエンジンフード等)の性能の1つである、荷重に対するたわみ量を予測するものである。具体的には、エンジンフードに一様に設けられた負荷点周辺の点群の点群座標データ(図7参照)とその点群を構成する各点の材質および板厚の情報とを関連付けたデータを説明変数とし、各負荷点における説明変数(入力データ)と負荷点に一定の荷重をかけた際のたわみ量である目的変数(教師データ)とを負荷点毎に紐づけたデータセット(図8参照)を記憶する記憶部12を備え、機械学習部23が、記憶部12から読み出したデータセットを用いて、エンジンフードの性能予測点に一定の荷重をかけた際のたわみ量を予測する性能予測モデルを機械学習により生成する。そして、性能予測部27が、エンジンフードの任意の箇所である性能予測点周辺の点群の点群座標データと当該点群を構成する各点の材質および板厚の情報とを関連付けた入力データを受け付け、学習済みの性能予測モデルを用いて、性能予測点に一定の荷重をかけた際のたわみ量を予測する。
<Effect>
As described above, the
さらに、記憶部12には、エンジンフードの3D設計情報と、3D設計情報に関連付けられたエンジンフードの材質および板厚の情報と、既知の手法で予め取得しておいた各負荷点におけるたわみ量とを予め記憶することとした。そして、点群座標データ生成部21が、エンジンフードの3D設計情報に基づいて、そのエンジンフードを3D座標空間上(X座標、Y座標、Z座標)に配置し、負荷点または性能予測点を中心とする前記パネルの複数の断面形状を取得し、取得した断面形状を所定角の正方形で区切ることによってその中心点の集まりである点群を生成し、当該点群を形成する各点の座標(X座標、Y座標、Z座標)を取得して点群座標データを生成することとした。
Furthermore, the
これにより、データセット生成部22が、上記点群座標データ生成部21により生成された点群座標データ、エンジンフードの3D設計情報と、その3D設計情報に関連付けられたエンジンフードの材質および板厚の情報と、予め取得しておいた各負荷点におけるたわみ量とに基づいて、学習モデル生成のためのデータセットを生成することができる。また、入力データ生成部26が、上記点群座標データ生成部21により生成された点群座標データ、エンジンフードの3D設計情報と、その3D設計情報に関連付けられたエンジンフードの材質および板厚の情報とに基づいて、性能予測のための入力データを生成することができる。
Thereby, the data set
このように、本実施形態の性能予測システム1によれば、性能予測モデル導入により、自動車用の各種パネルの任意の位置(性能予測点)に負荷をかけた際のたわみ量の算定にかかる時間を大幅に短縮することができる。また、性能予測モデルの利用により、作業者によってばらつきが発生することがなくなるので、デント性能を安定的かつ高精度に予測することができる。
As described above, according to the
なお、本実施形態においては、金属製の各種パネルの一例として、自動車のエンジンフードを用いることとしたが、これに限るものではなく、本実施形態の学習モデル生成処理および性能予測処理については、たとえば、エンジンフードの他、フロントフェンダー、ルーフパネル、ドア等、自動車の車体を構成するすべての金属製パネルに対して適用可能である。 Note that in this embodiment, an automobile engine hood is used as an example of various metal panels, but the invention is not limited to this, and the learning model generation process and performance prediction process of this embodiment are as follows. For example, in addition to the engine hood, the present invention is applicable to all metal panels constituting the car body, such as front fenders, roof panels, and doors.
また、本実施形態においては、金属製パネルの任意の位置に一定の荷重をかけた際のたわみ量を予測する性能予測モデルを生成することとしたが、たとえば、説明変数として荷重の情報(荷重の大きさ、荷重方向等)を加えることにより、荷重の大きさや荷重方向に対応するたわみ量を予測する性能予測モデルを生成することも可能である。 In addition, in this embodiment, a performance prediction model was created that predicts the amount of deflection when a certain load is applied to an arbitrary position on a metal panel, but for example, load information (load It is also possible to generate a performance prediction model that predicts the amount of deflection corresponding to the load size and load direction.
1 性能予測システム
11 制御部
12 記憶部
13 入力部
14 インタフェース(I/F)部
15 表示部
16 通信部
21 点群座標データ生成部
22 データセット生成部
23 機械学習部
24 CADシステム
25 CAEシステム
26 入力データ生成部
27 性能予測部
1
Claims (5)
前記パネルに一様に設けられた負荷点周辺の点群の点群座標データと当該点群を構成する各点の材質および板厚の情報とを関連付けたデータを説明変数とし、各負荷点における説明変数と負荷点に一定の荷重をかけた際のたわみ量である目的変数とを負荷点毎に紐づけたデータセットを記憶する記憶手段と、
前記記憶手段から読み出したデータセットを用いて、前記パネルの任意の箇所である性能予測点に一定の荷重をかけた際のたわみ量を予測する性能予測モデルを機械学習により生成するモデル生成手段と、
性能予測点周辺の点群の点群座標データと当該点群を構成する各点の材質および板厚の情報とを関連付けた入力データを受け付け、学習済みの性能予測モデルを用いて、性能予測点に一定の荷重をかけた際のたわみ量を予測する性能予測手段と、
を備える、
ことを特徴とする性能予測システム。 In a performance prediction system that predicts the performance of metal panels that make up the car body,
The explanatory variable is data that associates the point group coordinate data of a point group around the load points uniformly provided on the panel with information on the material and plate thickness of each point constituting the point group, and the a storage means for storing a data set in which an explanatory variable and an objective variable, which is the amount of deflection when a constant load is applied to the load point, are linked for each load point;
a model generation means for generating, by machine learning, a performance prediction model that predicts the amount of deflection when a constant load is applied to a performance prediction point, which is an arbitrary location on the panel, using the data set read from the storage means; ,
It accepts input data that associates the point cloud coordinate data of the point cloud around the performance prediction point with information on the material and plate thickness of each point constituting the point cloud, and uses the trained performance prediction model to calculate the performance prediction point. a performance prediction means for predicting the amount of deflection when a constant load is applied to the
Equipped with
A performance prediction system characterized by:
さらに、
前記パネルの3D設計情報に基づいて、前記パネルを3D座標空間上(X座標、Y座標、Z座標)に配置し、負荷点または性能予測点を中心とする前記パネルの複数の断面形状を取得し、取得した断面形状を所定角の正方形で区切ることによってその中心点の集まりである点群を生成し、当該点群を形成する各点の座標(X座標、Y座標、Z座標)を取得して前記点群座標データを生成する点群座標データ生成手段と、
前記点群座標データ生成手段により生成された点群座標データと、前記パネルの3D設計情報と、前記3D設計情報に関連付けられた前記パネルの材質および板厚の情報と、前記既知の手法で取得した各負荷点におけるたわみ量とに基づいて、モデル生成のための前記データセットを生成するデータセット生成手段と、
前記点群座標データ生成手段により生成された点群座標データと、前記パネルの3D設計情報と、前記3D設計情報に関連付けられた前記パネルの材質および板厚の情報とに基づいて、性能予測のための前記入力データを生成する入力データ生成手段と、
を備える、
ことを特徴とする請求項1に記載の性能予測システム。 The storage means stores in advance 3D design information of the panel, information on the material and thickness of the panel associated with the 3D design information, and the amount of deflection at each load point obtained by a known method. This year,
moreover,
Based on the 3D design information of the panel, arrange the panel on a 3D coordinate space (X coordinate, Y coordinate, Z coordinate), and obtain a plurality of cross-sectional shapes of the panel centered on the load point or performance prediction point. Then, by dividing the obtained cross-sectional shape into squares with a predetermined angle, a point group is generated that is a collection of center points, and the coordinates (X coordinate, Y coordinate, Z coordinate) of each point forming the point group are obtained. point group coordinate data generation means for generating the point group coordinate data;
Point cloud coordinate data generated by the point cloud coordinate data generation means, 3D design information of the panel, information on the material and thickness of the panel associated with the 3D design information, and acquired by the known method. a data set generating means for generating the data set for model generation based on the amount of deflection at each load point;
Performance prediction is performed based on the point cloud coordinate data generated by the point cloud coordinate data generation means, 3D design information of the panel, and information on the material and thickness of the panel associated with the 3D design information. input data generation means for generating the input data for;
Equipped with
The performance prediction system according to claim 1, characterized in that:
前記パネルに一様に設けられた負荷点周辺の点群の点群座標データと当該点群を構成する各点の材質および板厚の情報とを関連付けたデータを説明変数とし、各負荷点における説明変数と負荷点に一定の荷重をかけた際のたわみ量である目的変数とを負荷点毎に紐づけたデータセットをメモリに記憶するデータセット記憶ステップと、
前記メモリから読み出したデータセットを用いて、前記パネルの任意の箇所である性能予測点に一定の荷重をかけた際のたわみ量を予測する性能予測モデルを機械学習により生成するモデル生成ステップと、
性能予測点周辺の点群の点群座標データと当該点群を構成する各点の材質および板厚の情報とを関連付けた入力データを受け付け、学習済みの性能予測モデルを用いて、性能予測点に一定の荷重をかけた際のたわみ量を予測する性能予測ステップと、
前記予測の結果をディスプレイに表示する表示ステップと、
を含む、
ことを特徴とする性能予測方法。 A performance prediction method for predicting the performance of a metal panel constituting an automobile body, the method comprising:
The explanatory variable is data that associates the point group coordinate data of a point group around the load points uniformly provided on the panel with information on the material and plate thickness of each point constituting the point group, and the a data set storage step of storing in memory a data set in which an explanatory variable and an objective variable, which is the amount of deflection when a constant load is applied to the load point, are linked for each load point;
a model generation step of generating, by machine learning, a performance prediction model that predicts the amount of deflection when a constant load is applied to a performance prediction point that is an arbitrary location on the panel, using the data set read from the memory;
Accepts input data that associates the point cloud coordinate data of the point cloud around the performance prediction point with information on the material and plate thickness of each point constituting the point cloud, and uses the trained performance prediction model to calculate the performance prediction point. a performance prediction step of predicting the amount of deflection when a constant load is applied to the
a display step of displaying the prediction result on a display;
including,
A performance prediction method characterized by:
さらに、前記性能予測モデルを生成するための前処理として、
前記パネルの3D設計情報に基づいて、前記パネルを3D座標空間上(X座標、Y座標、Z座標)に配置する形状配置ステップと、
負荷点を中心とする前記パネルの複数の断面形状を取得する断面形状取得ステップと、
得られた断面形状を所定角の正方形で区切ることによってその中心点の集まりである点群を生成する点群生成ステップと、
点群を形成する各点の座標(X座標、Y座標、Z座標)を取得して点群座標データを生成する点群座標データ生成ステップと、
前記点群座標データ生成ステップにおいて生成された点群座標データと、前記パネルの3D設計情報と、前記3D設計情報に関連付けられた前記パネルの材質および板厚の情報と、前記既知の手法で取得した各負荷点におけるたわみ量とに基づいて、モデル生成のための前記データセットを生成するデータセット生成ステップと、
を含む、
ことを特徴とする請求項3に記載の性能予測方法。 The memory stores in advance 3D design information of the panel, information on the material and thickness of the panel associated with the 3D design information, and the amount of deflection at each load point obtained by a known method. year,
Furthermore, as preprocessing for generating the performance prediction model,
a shape arrangement step of arranging the panel on a 3D coordinate space (X coordinate, Y coordinate, Z coordinate) based on 3D design information of the panel;
a cross-sectional shape acquisition step of acquiring a plurality of cross-sectional shapes of the panel centered on a load point;
a point cloud generation step of generating a point cloud that is a collection of center points by dividing the obtained cross-sectional shape into squares of a predetermined angle;
a point group coordinate data generation step of obtaining the coordinates (X coordinate, Y coordinate, Z coordinate) of each point forming the point group to generate point group coordinate data;
The point cloud coordinate data generated in the point cloud coordinate data generation step, 3D design information of the panel, information on the material and thickness of the panel associated with the 3D design information, and acquired by the known method. a data set generation step of generating the data set for model generation based on the amount of deflection at each load point;
including,
The performance prediction method according to claim 3, characterized in that:
前記形状配置ステップと、
性能予測点を中心とする前記パネルの複数の断面形状を取得する前記断面形状取得ステップと、
前記点群生成ステップと、
前記点群座標データ生成ステップと、
前記点群座標データ生成ステップにおいて生成された点群座標データと、前記パネルの3D設計情報と、前記3D設計情報に関連付けられた前記パネルの材質および板厚の情報とに基づいて、性能予測のための前記入力データを生成する入力データ生成ステップと、
を含む、
ことを特徴とする請求項4に記載の性能予測方法。 Furthermore, as a preprocessing of the performance prediction step,
the shape arrangement step;
the cross-sectional shape acquisition step of acquiring a plurality of cross-sectional shapes of the panel centered on the performance prediction point;
The point cloud generation step;
the point group coordinate data generation step;
Performance prediction is performed based on the point cloud coordinate data generated in the point cloud coordinate data generation step, 3D design information of the panel, and information on the material and thickness of the panel associated with the 3D design information. an input data generation step of generating the input data for;
including,
5. The performance prediction method according to claim 4.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2022039399A JP2023134063A (en) | 2022-03-14 | 2022-03-14 | Performance prediction system and performance prediction method |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2022039399A JP2023134063A (en) | 2022-03-14 | 2022-03-14 | Performance prediction system and performance prediction method |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2023134063A true JP2023134063A (en) | 2023-09-27 |
Family
ID=88143479
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2022039399A Pending JP2023134063A (en) | 2022-03-14 | 2022-03-14 | Performance prediction system and performance prediction method |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2023134063A (en) |
-
2022
- 2022-03-14 JP JP2022039399A patent/JP2023134063A/en active Pending
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US8489368B2 (en) | Method for determining the deformability of a body | |
US20180075177A1 (en) | Method of identification of cause and/or location of cause of occurrence of springback | |
US7870792B2 (en) | Forming limit strain analysis | |
US8589132B2 (en) | Method, device, program, and recording medium of analyzing cause of springback | |
WO2010073756A1 (en) | Springback occurrence cause analyzing method, springback occurrence cause analyzing device, springback occurrence cause analyzing program, and recording medium | |
EP3798894A1 (en) | System and method for crashworthiness analytics in design | |
KR102030213B1 (en) | System and method for prediction of snap-through buckling of formed steel sheet panels | |
CN111125946A (en) | Method for optimizing structure of boarding body based on MDO technology | |
Karen et al. | Intelligent die design optimization using enhanced differential evolution and response surface methodology | |
Hashemian et al. | Surface fairness: a quality metric for aesthetic assessment of compliant automotive bodies | |
Claus et al. | Decomposing deviations of scanned surfaces of sheet metal assemblies | |
JP2023134063A (en) | Performance prediction system and performance prediction method | |
El Mrabti et al. | A comparative study of surrogate models for predicting process failures during the sheet metal forming process of advanced high-strength steel | |
CN112685947A (en) | Method and device for optimizing parameters of sheet material resilience model, terminal and storage medium | |
Sevšek et al. | Determining the influence and correlation for parameters of flexible forming using the random forest method | |
JP2024085713A (en) | Performance prediction system and performance prediction method | |
Gonçalves et al. | Key performance indicators for heterogeneous mechanical tests | |
JP2017201297A (en) | Quantitative evaluation method of exterior appearance of plate panel, apparatus, and program | |
JP2004148381A (en) | Press forming simulation system, program for press forming simulation, and recording medium of the program | |
Xu | Universal formability technology and applications | |
Marzia | Influence of the yield criterion in the formability prediction on parts with complex geometry | |
JP4622688B2 (en) | Method and apparatus for predicting surface strain of press-formed product | |
Birkert et al. | Data-Based Prediction Model for an Efficient Matching Process in the Body Shop | |
JP7356019B2 (en) | Surface strain evaluation device, surface strain evaluation method, and program | |
Barros et al. | Trimming of 3D solid finite element meshes: sheet metal forming tests and applications |