JP3879673B2

JP3879673B2 - 部品標準化支援装置

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Publication number: JP3879673B2
Application number: JP2003022978A
Authority: JP
Inventors: 晋也湯田; 弘幸根本
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 2003-01-31
Filing date: 2003-01-31
Publication date: 2007-02-14
Anticipated expiration: 2023-01-31
Also published as: JP2004234399A; US20040153188A1; US6889107B2

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、複数の機械部品から標準部品を選択する際に使用する部品標準化支援方法及び装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、例えば、特開平９−１７９８９２号公報に記載の技術では、部品それぞれについて各部品間の類似度を算出し、その値に基づき標準部品化すべき事例部品群を抽出し、その抽出された部品群を包括する部品データを作成することで標準部品を決定している。
【０００３】
【特許文献１】
特開平９−１７９８９２号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
このように従来方法では、部品それぞれの属性や形状特徴を、類似度という一つの値で代表して類似性を検証しているため類似度の定義は直感的ではない。すなわち、標準部品を選定するユーザーは、類似度の定義を良く知らなければ適切な標準部品の選定ができない。たとえば、ある属性値は類似度に影響が大きいが、ある属性値では影響は小さかったりすることがある。また、考慮されていなければ影響しない。言い換えると、適切な類似度の定義をすることが困難である。
【０００５】
本発明の一つの目的は、操作者の経験の多少に関わらず適切な標準部品の選定を支援することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明の一つの特徴は、複数の部品のデータから標準部品を選定する場合、あらかじめ近傍範囲を定めて、標準部品を選定することである。
【０００７】
本発明の他の特徴は、複数の部品のデータから標準部品を選定する場合、生産量に基づいて、標準部品を選定することである。
【０００８】
また、本発明の他の特徴は、複数の部品のデータから標準部品を選定する部品標準化支援装置において、複数の部品の属性を表わすデータである多次元データを格納する第一のデータベースである多次元データベースと、複数の部品の生産量を表わす生産実績データを格納する第二のデータベースである生産実績データベースと、パラメータ名である属性名と対応する近傍範囲値の入力を受け付けて近傍範囲データを作成する近傍範囲入力装置と、該多次元データベースに格納された上記多次元データと、該生産実績データベースに格納された上記生産実績データを読み出し、読み出した複数の部品のデータを上記近傍範囲データを用いて標準部品を選定し、標準部品データを出力する標準部品判定装置と、上記標準部品データを表示する表示装置とを有することである。
【０００９】
本発明の上記特徴及び更にその他の特徴は、特許請求の範囲，明細書及び図面により、更に説明される。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、図面を用いて、本発明の実施の形態を説明する。本明細書でいう標準部品とは、ある設計組織の中で使用することが推奨または義務付けられた部品である。一般に、複数の設計者が設計すると違う形状の部品に設計される。例えば、図１３に示すような単純なステー部品を考える。一般的にステーの機能はボルトと伴に用いて２つの物体をつなぎとめることにあり、そのとき重要なのはボルト穴間の距離である。多くの場合、ステーの幅，ボルト穴の大きさは適当な大きさであれば互換可能である。ステー１３０１とステー１３０２は穴間の距離が５０mmで同一であるが、幅はそれぞれ１５mm，１７mmと異なる。しかし、機構的観点ではステー１３０１の代わりにステー１３０２が用いることができる状況は多い。すなわち、２人の設計者が互いに独立に設計すると、同じ機能を実現しながら、概ね類似の形状であり、かつ細部が違う部品が設計される可能性が高い。新規の部品を設計すると、既存の部品を使うことによって不要になるコストの削減機会を逸する上、部品の管理や保守部品の在庫などでコストがかさみ製品開発上の課題となる。さらに、設計者の数が多いと、このような部品のバリエーションが増えてしまう傾向にある。そこで、頻繁に使う部品については設計組織内で共有し、その部品の近い機能の時はなるべくその部品を用いるようにすることを推奨または義務付けることで部品のバリエーションが増えることを抑えることができる。このような部品を標準部品と呼ぶ。製品開発において、構成部品に標準部品を利用することはコスト削減の効果が大きく重要である。標準部品を選定するには、例えば、体積，寸法といった形状に関する特徴やモーターでは回転数といったスペックについても考慮して決定する。さらに単価を考えると生産量も重要な判断基準である。しかし、設計組織内に同様の機能部品が大量だった場合に、それらの情報を比較し標準部品を選定するのは、時間がかかるという課題がある。
【００１１】
図１に本発明の一実施例を示す。第一のデータベースである多次元データベース１０１は、標準部品を選び出す対象となる部品群(又は複数の部品)の属性を表す多次元データを記憶する装置である。図２を用いて多次元データベース１０１に格納されている多次元データを説明する。多次元データは複数の多次元データレコード２０２の集まりからなる。一つの多次元データレコード２０２は部品番号２０１と複数の部品の属性２０３からなる。部品番号２０１は、各々の多次元データレコード２０２を識別するためのデータである。部品の属性２０３は対象に関する属性なら何でも良い。またいくつでも良い。図２では、部品番号２０１は「１」「２」「３」・・・「２５」であり、部品の属性２０３として「体積」「表面積」「質量」「Ｘ方向最大値」が使われている。部品番号２０１「１」に対応する多次元データレコード２０２の部品の属性２０３は、例えばパラメータ「体積」については「７７．６７」であり、パラメータ「表面積」については
「１５６４６」である。
【００１２】
図１の生産実績データベース１０２は第二のデータベースであり、標準部品を選び出す対象となる部品群に含まれる部品それぞれに対応した生産実績を記憶する装置である。ここには少なくとも多次元データベースに格納されている部品については生産実績が格納されているものとする。図３を用いて生産実績データベース１０２に格納されている生産実績データを説明する。生産実績データは複数の生産実績データレコード３０２の集まりからなる。一つの生産実績データレコード３０２は部品番号３０１と生産量３０３の組み合わせからなる。部品番号は各々の生産実績データレコード３０２を識別するためのデータである。ここでは、多次元データベース１０１の部品番号と対応した識別子を使っている。図３では、部品番号は「１」「２」「３」・・・・・・「２５」である。部品番号「１」に対応する生産量は「９０８０００」である。これは、部品番号「１」が設計されてから、生産実績データベース１０２に最後に登録されるまでの間に９０８０００個を、設計者が属する会社によって、または設計者が属する会社の発注によって他の会社によって生産されたことを示す。
【００１３】
近傍範囲入力装置１０４は、ユーザーによる近傍範囲の入力を近傍範囲データへ格納する装置である。図８を使って近傍範囲入力装置１０４によって入力される近傍範囲データを説明する。近傍範囲のデータは近傍範囲を指定する近傍範囲を指定するパラメータ名８０１と近傍範囲の値８０２の組である。近傍範囲で入力される近傍範囲を指定するパラメータ名８０１は、多次元データベース１０１の部品の属性２０３の集合に含まれていなくてはならない。
【００１４】
近傍範囲データは例えば図９のようなユーザーインターフェースによって入力される。
【００１５】
標準部品判定装置１０３は、多次元データベース１０１と生産実績データベース１０２のデータを使って、近傍範囲入力装置１０４から得たユーザーの入力を元に標準部品にふさわしい部品を選び出す装置である。具体的な手順は後に図５を用いて説明する。
【００１６】
表示装置１０５は、標準部品判定装置１０３によって選び出された部品をユーザーに対して表示する装置である。
【００１７】
図４に示す機器構成において、ユーザーが所望の属性を用いて、標準部品を得る手順を示す。中央演算装置４０１は標準部品判定装置１０３，近傍範囲入力装置１０４を含む。外部記憶装置４０２は多次元データベース１０１と生産実績データベース１０２を含む。内部メモリ４０３は近傍範囲入力装置１０４で入力された近傍範囲データを保持するための装置である。ディスプレイ４０４は近傍範囲入力装置１０４と標準部品判定装置１０３の出力である標準部品を表示するための装置である。キーボード４０５およびマウス４０６は近傍範囲入力装置104においてユーザーの入力と指示を受け付けるための装置である。
【００１８】
ユーザーが近傍範囲入力装置１０４にキーボード４０５またはマウス４０６を用いて、近傍範囲を入力し、標準部品の選定と表示を指示する。具体的には、近傍範囲を指定する属性の種類をパラメータ名を入力する欄９０１に入力し、それに対応した近傍範囲の値を、近傍範囲値を入力する欄９０２に入力した後、標準部品の選定と表示を指示するボタン９０３をマウスでクリックする。
【００１９】
標準部品判定装置１０３は、下記に説明する手順、すなわち図５に示される手順によって標準部品データを出力する。その手順を説明する。標準部品判定装置は、大きくステップ１（５０１）とステップ２（５０２）からなる。
【００２０】
ステップ１（５０１）はそれぞれの部品について、その近傍にある部品の生産量の積算値を求めメモリ上に部品番号と関連付けて保持するステップである。ステップ１（５０１）について、図６に従って説明する。
【００２１】
ステップ１．１（６０１）で多次元データベース１０１から、ステップ１．１（６０１）とステップ１．６（６０６）との間の繰り返し処理で処理する部品を一つ取り出す。この部品をＸと呼ぶ。このとき、処理中に用いるＸの積算生産量を０にクリアする。
【００２２】
ステップ１．２（６０２）では多次元データベース１０１から、ステップ
１．２（６０２）とステップ１．５（６０５）との間の繰り返し処理で処理する部品を一つ取り出す。この部品をＹと呼ぶ。
【００２３】
ステップ１．３（６０３）では部品Ｙが部品Ｘの近傍であるかどうかを、次に述べる方法で判断する。近傍範囲入力装置１０４から入力された近傍範囲データから、パラメータ名と近傍範囲の組を取得する。ここではこれをパラメータ名Ｐ，範囲Ｂとする。部品Ｘと部品Ｙのパラメータ名に対応する値を取得し差をとる。差の絶対値と範囲Ｂを比較し、範囲Ｂの方が小さいとき、このパラメータ名Ｐについては、部品Ｙは部品Ｘの近傍にあると判定する。そして全てのパラメータについて近傍であると判定されたとき、部品Ｙは部品Ｘの近傍であると判定する。
【００２４】
上記のステップ１．３（６０３）について、図２の部品番号「１」の部品と部品番号「１６」の部品について、図８に示された近傍範囲データに従って再度説明する。（部品番号「１」を部品Ｘ、部品番号「１６」を部品Ｙとする。）近傍範囲データの一つ目は、パラメータ名「体積」，近傍範囲「１０」である。部品Ｘのパラメータ名「体積」に対応する値は、「７７．６７」であり、部品Ｙについては、「７６．０５」である。この差の絶対値は１．６２であり、近傍範囲
「１０」よりも小さい。従って、このパラメータ「体積」については部品Ｘと部品Ｙは近傍にある。
【００２５】
近傍範囲データの二つ目は、パラメータ名「表面積」，近傍範囲「５０００」である。部品Ｘのパラメータ名「表面積」に対応する値は、「１５６４６」であり、部品Ｙについては、「１９６３６」である。この差の絶対値は３９９０であり、近傍範囲「５０００」よりも小さい。従って、このパラメータ「表面積」については部品Ｘと部品Ｙは近傍にある。
【００２６】
すべての近傍範囲データについて、近傍にあると判定されたので部品Ｘと部品Ｙは近傍にあると判定される。
【００２７】
部品Ｙが部品Ｘの近傍である場合は、ステップ１．４（６０４）に処理を進め、近傍でない場合はステップ１．５（６０５）に処理を進める。
【００２８】
ステップ１．４(６０４)では、部品Ｙの生産量を生産実績データベース１０２から取得し、部品Ｘの積算生産量に部品Ｙの生産量を加える。そして、その値に部品Ｘの積算生産量を更新する。
【００２９】
ステップ１．５（６０５）では、多次元データベース１０１に含まれる全ての部品Ｙについて処理したかどうかを判定する。処理した場合は、ステップ１．６（６０６）に処理を進める。全てについては処理されていない場合は、ステップ１．２（６０２）に戻って、次の部品について処理を進める。
【００３０】
ステップ１．６（６０６）では、多次元データベースに含まれる全ての部品Ｘについて処理したかどうかを判定する。処理した場合は終了する。全てについては処理されていない場合は、ステップ１．１（６０１）に戻って、次の部品について処理を進める。
【００３１】
ステップ２（５０２）はステップ１（５０１）で求めた積算値を部品間で比較して標準部品を選定するステップである。
【００３２】
ステップ２（５０２）について図７に従って説明する。
【００３３】
ステップ２．１（７０１）で多次元データベース１０１から、ステップ２．１（７０１）とステップ２．７（７０７）との間の繰り返し処理で処理する部品を一つ取り出す。この部品をＸと呼ぶ。
【００３４】
ステップ２．２（７０２）では多次元データベース１０１から、ステップ
２．２（７０２）とステップ２．５（７０５）との間の繰り返し処理で処理する部品を一つ取り出す。この部品をＹと呼ぶ。
【００３５】
ステップ２．３（７０３）では部品Ｙが部品Ｘの近傍であるかどうかを判定する。近傍範囲の判定の仕方は、上述のステップ１．３（６０３）と同様の方法で判定する。
【００３６】
部品Ｙが部品Ｘの近傍である場合は、ステップ２．４（７０４）に処理を進め、近傍でない場合はステップ２．５（７０５）に処理を進める。
【００３７】
ステップ２．４（７０４）では、ステップ１で計算した、部品Ｙの積算生産量と部品Ｘの積算生産量を比較する。部品Ｙの積算生産量が部品Ｘの積算生産量よりも大きい場合はステップ２．７（７０７）に処理を進める。部品Ｙと部品Ｘの積算生産量が同じ値である場合は、それぞれの生産量を比較し、同様に部品Ｙの生産量が部品Ｘの生産量よりも大きい場合はステップ２．７（７０７）に処理を進める。そうでない場合は処理をステップ２．５（７０５）に進める。
【００３８】
ステップ２．５(７０５)では、多次元データベースに含まれる全ての部品Ｙについて処理したかどうかを判定する。処理した場合は、ステップ２．６(７０６)に処理を進める。全てについては処理されていない場合は、ステップ２．２
（７０２）に戻って、次の部品について処理を進める。
【００３９】
ステップ２．６（７０６）では、部品Ｘを標準部品データに格納する。
【００４０】
ステップ２．７（７０７）では、多次元データベース１０１に含まれる全ての部品Ｘについて処理したかどうかを判定する。処理した場合は終了する。全てについては処理されていない場合は、ステップ２．１（７０１）に戻って、次の部品について処理を進める。
【００４１】
標準部品に選定されたデータは、標準部品データに格納される。標準部品データはステップ１（５０１）が始まる前に内容を全消去されている。
【００４２】
図２に示す多次元データと図３に示す生産実績データを、上述の標準部品判定装置で処理した結果（標準部品データ）は図１０に示すようなデータとなる。
【００４３】
表示装置は標準部品データを図１１のように表形式で表示しユーザーに結果を伝える。また、図１２のように表示してもよい。図１２では、近傍範囲に用いた２つの属性をグラフの縦軸，横軸に割り当て、それぞれの部品に対応した位置へ点をプロットしている。そして、標準部品データに含まれる部品については、標準部品であることがわかるように、三角形の点１２０１でプロットしている。また、標準部品については近傍範囲がわかるように範囲線１２０２を引いて、近傍範囲についてもわかるようになっている。部品とプロットするときに用いる２つの属性は多次元データの属性であれば、どれでも良い。ただし、近傍範囲に含まれる属性をプロットに用いるときだけ範囲線１２０２が描画される。
【００４４】
また図１６のように表示しても良い。本表示例では図１２が点でプロットした替わりに部品を表す小さな画像（サムネール）１６０１でプロットしている。図１２では全ての部品についてプロットしたが、本表示例では標準部品のみの表示と全ての部品の表示がボタン１６０２で選択できるようになっている（図１６では標準部品のみの表示）。また、サムネールの枠の色によって生産量または積算生産量を表現する。
【００４５】
具体的な装置は、図４に示すような機器で構成される汎用のコンピュータシステムとその上で稼働する処理プログラムによって実現することが可能であるが、専用の装置として構成することも可能である。
【００４６】
このような汎用のコンピュータシステムに処理プログラムを付加して実現するときには、処理プログラムは図１４に示すような磁気ディスク１４０１や図１５に示すようなＣＤ−ＲＯＭ１５０１などのメディア（コンピュータで読み出し可能な記録媒体）に記録して配送，補間，実装され、中央演算装置４０１に設けた磁気ディスク読み取り装置やＣＤ−ＲＯＭ読み取り装置によって読み取って内部メモリ４０３に取り込まれる。通信ネットワークを通じて配送される処理プログラムを入力部によって取り込んで実現する場合には、取り込んだ処理プログラムを磁気ディスク等のメディアに記憶させて保存することにより、繰り返し使用できるようにする。このような汎用のコンピュータシステムの一例として、パーソナルコンピュータ，オフィスコンピュータ，ワークステーション等が使用できる。
【００４７】
以上に示すように、本明細書では、例えば、部品の類似性に関わる属性と近傍範囲を明示的に指定することによって、標準部品を選定する部品標準化支援装置や方法が開示される。従来方法では、部品それぞれの属性や形状特徴を、類似度という一つの値で代表して類似性を検証しているため類似度の定義は直感的ではない。すなわち、標準部品を選定するユーザーは、類似度の定義を良く知らなければ適切な標準部品の選定が困難である。
【００４８】
そこで、複数の部品のデータから標準部品にふさわしい部品を選定する部品標準化支援装置において、複数の部品の属性を表わす多次元データを格納する多次元データベースと、複数の部品の生産量を表わす生産実績データを格納する生産実績データベースと、属性名と対応する近傍範囲値の入力を受け付けて近傍範囲データを作成する近傍範囲入力装置と、該多次元データベースに格納された上記多次元データと、該生産実績データベースに格納された上記生産実績データを読み出し、読み出した複数の部品のデータを上記近傍範囲データを用いて標準部品を選定し、標準部品データを出力する標準部品判定装置と、上記標準部品データを表示する表示装置とを有することを特徴とする部品標準化支援装置によって実現される。すなわち、標準部品の選定に用いるパラメータを指定することによって、標準部品の選定に影響するパラメータが明示的になり、また近傍範囲の指定によって、その影響度が直感的に把握できる。そのため、初心者でも標準部品の選定ができるようになる効果がある。上記実施例では標準化パラメータとして生産実績を用いたが、他に部品の購入価格，自社で加工する場合のコストを利用可能である。上記実施例では、第二のデータベースは第一のデータベースとは別の構成要素であったが、第一のデータベースの一項目として構成することも可能である。これによって、記憶容量の低減と、データをアクセスするスピードを向上することが期待できる。
【００４９】
以上のように、標準部品の選定に影響するパラメータが明示的であり、その影響が直感的に把握できるような標準部品の選定を行う部品標準化支援装置及び方法などを提供できる。
【００５０】
【発明の効果】
本発明によれば、操作者の経験の多少に関わらず適切な標準部品の選定を支援できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例の構成を示す図である。
【図２】本発明の実施例の多次元データの一例を示す図である。
【図３】本発明の実施例の生産実績データの一例を示す図である。
【図４】本発明の実施例を実現する機器構成の一例を示す図である。
【図５】本発明の実施例の標準部品判定装置の手順を示す図である。
【図６】本発明の実施例の標準部品判定装置の手順の前半を示す図である。
【図７】本発明の実施例の標準部品判定装置の手順の後半を示す図である。
【図８】本発明の実施例の近傍範囲データの一例を示す図である。
【図９】本発明の実施例の近傍範囲データ入力のためのユーザーインターフェースの一例を示す図である。
【図１０】本発明の実施例の標準部品データの一例を示す図である。
【図１１】本発明の実施例の標準部品データの表示方法の一例を示す図である。
【図１２】本発明の実施例の標準部品データの表示方法の一例を示す図である。
【図１３】本発明の実施例の類似の部品の一例を示す図である。
【図１４】本発明の実施例の磁気ディスクを示す図である。
【図１５】本発明の実施例のＣＤ−ＲＯＭを示す図である。
【図１６】本発明の実施例の標準部品データの表示方法の一例である。
【符号の説明】
１０１…多次元データベース、１０２…生産実績データベース、１０３…標準部品判定装置、１０４…近傍範囲入力装置、１０５…表示装置、２０１…部品を識別するための部品番号、２０２…多次元データレコード、２０３…部品の属性、３０１…部品を識別するための部品番号、３０２…生産実績データレコード、３０３…生産量、４０１…中央演算装置、４０２…外部記憶装置、４０３…内部メモリ、４０４…ディスプレイ、４０５…キーボード、４０６…マウス、８０１…近傍範囲を指定するパラメータ名、８０２…近傍範囲の値、９０１…パラメータ名を入力する欄、９０２…近傍範囲値を入力する欄、９０３…標準部品の選定と表示を指示するボタン。

Claims

複数の部品の属性を表わす属性データを格納するデータベースと、
複数の部品の生産実績データを格納する生産実績データベースと、
前記属性のパラメータ名と対応する近傍範囲値の入力を受け付けて近傍範囲データを作成する近傍範囲入力装置と、
前記属性データと前記生産実績データとを読み出し、各前記部品について、前記近傍範囲値に収まる属性データを有する部品の生産実績データの積算値を求め、前記積算値を互いに比較し、最も大きい値を有する部品を標準部品に選定し、標準部品データを出力する標準部品判定装置とを有することを特徴とする部品標準化支援装置。
複数の部品から、標準部品を選定する部品標準化支援プログラムにおいて、
複数の部品の属性を表わす属性データを第一のデータベースに格納する手順と、
複数の部品の生産実績データを生産実績データベースに格納する手順と、
前記属性のパラメータ名と対応する近傍範囲値の入力を受け付けて近傍範囲データを近傍範囲入力装置に作成する手順と、
標準部品判定装置に前記属性データと前記生産実績データとを読み出し、各前記部品について、前記近傍範囲値に収まる属性データを有する部品の生産実績データの積算値を求め、前記積算値を互いに比較し、最も大きい値を有する部品を標準部品と選定し、標準部品データを出力させる手順とを有することを特徴とする部品標準化支援プログラム。
請求項２記載の部品標準化支援プログラムを格納した、コンピュータで読み出し可能な記録媒体。