JP4539214B2

JP4539214B2 - 設計支援方法および装置

Info

Publication number: JP4539214B2
Application number: JP2004219484A
Authority: JP
Inventors: 喜充廣
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 2004-07-28
Filing date: 2004-07-28
Publication date: 2010-09-08
Anticipated expiration: 2024-07-28
Also published as: JP2006039977A

Description

ＣＡＤ（Computer Aided Design）、ＣＡＥ（Computer Aided Engineering）、ナレッジベースドエンジニアリング、開発設計支援システムなどの技術分野に関する。

自動車メーカのような組立て製品を扱う企業では、部品メーカに対して納入製品と納入製品の性能評価結果の一部としてＣＡＥでの結果を提供するように求めている。現在、自動車部品メーカではこの要求に対し、予め決められた条件での結果データと報告書を作成し提出している。しかし、自動車メーカは自動車部品メーカで実施された解析手順を知ることができないため、これを再確認または変更し実施することができず、納入された部品もしくは部品を含む組立て製品の性能評価を行う場合は、独自に設計支援システムの構築が必要となる。自動車部品メーカが解析手順を提供しない理由は、自社技術を公開することにつながり、製品競合力を低下させるおそれがあるためである。

尚、設計支援システムに関する従来技術として特許文献１や特許文献２がある。

特開平６−８９３１４号公報特開２００１−２６５７５６号公報

本発明は、製品開発元メーカと納入先メーカが同じ設計支援システムを用いた協調設計環境の構築を可能とする。同じ設計支援システムを構築するために、設計支援システムで使用されるツールと手順が必要となる。

そのためツールは、ツール提供委託会社がツールの販売元からこのサービスの利用代行を行い利用者にツールの一時的な提供を行う。また、ツールを実行するための手順は、手順提供元である製品開発メーカが公開または非公開を登録することができ、非公開の部分については、手順を暗号化し利用者に提供する。

これにより、製品開発メーカは自社のコア技術を公開することなく納品先メーカに設計支援システムを提供することが可能となる。

本発明における設計支援方法であって、開発設計業務における作業と前記作業を実行する際に使用するツールとその作業を実施する際に参照する参照情報とを対応付けて設計ルールデータベースに登録し、開発設計において実施した前記設計ルールデータベースに登録されている作業を製品と対応付けて順番に設計履歴データベースに登録し、システム使用者の入力した作業を含む製品の情報を受け付け、受け付けた前記情報に基づいて前記設計履歴データベースから作業と製品とを対応づけた情報を検索し、前記検索結果をディスプレイに表示することを特徴とする。

本発明は、図１に示すように製品の構成情報ＤＢに製品の設計手順を考慮した設計ルールを設計知識ルールＤＢに登録する登録部と、製品番号から設計ルールを検索しそこで使用されている設計手順の最小単位である設計プロセスを出力する部分とその設計プロセスを使用している製品番号をトレースバックする探索部、トレースバック部を有する。

図４に示すように、登録部では、製品の構成情報ＤＢにその製品を設計する手順を設計知識ＤＢに登録することができる。新規登録を行う場合は、その手順の最小単位となる設計プロセスを定義する。定義する内容は、使用するツールとそのツールのバージョン、オペレーションとなる。その際、設計プロセスを識別するための番号を自動的に付番する。また、設計時に複数の設計プロセスが必要となる場合は、実際に行う順序にしたがって同様に設計プロセスを定義する。既に、登録された設計プロセスを使用する場合は、製品知識ＤＢを参照し、同じ設計プロセスを定義する。この際、設計プロセス番号は参照した設計プロセスと同じ番号となる。すべての設計手順を登録後、製品の構成情報ＤＢに設計手順に従い組合せた設計プロセス番号を設計ルール番号として登録する。

次に、図５に示すように、検索部では、製品を特定するために製品番号を入力すると製品の構成情報ＤＢに登録された設計ルール番号から、設計手順と設計プロセスに分解し、設計するために必要なツールとバージョンと使用方法を表示することができる。これにより、設計時と全く同じ手順を再現することができる。

次に、図６に示すように設計プロセスのトレースバック部では、設計プロセスを指定しこのプロセスを含む製品をトレースすることができる。設計プロセスの手順を含め、トレースする際は、手順を含め設計プロセスを入力することによって同様にトレースを行うことができる。トレースを行った結果を用い、その設計プロセスを利用した部品のみならず親子関係のある部品構成を示すことができ、その影響範囲を確認することができる。

また、設計順序を含めた設計プロセスを検索した場合、その順序の一致状況を出力することで設計プロセスの組合せを考慮したトレース結果を確認することができる。

本発明により、製品の構成情報として設計手順の登録が可能となる。これにより、同様な製品の設計を行う場合は、製品の構成情報DBに登録された設計手順を利用ができ設計手順の定着と設計機関の短縮を行うことが可能となる。

本発明により、設計プロセスのトレースが可能となるため、同じ設計手順で開発した製品トレースすることができ、設計不良による不具合の影響範囲を特定することができるようになる。

本支援装置は、図１に示すように、製品の構成情報ＤＢ（102）と設計ルールＤＢ(104)と、設計トレーサビリティを実現するための登録部(011)、探索部(012)、トレースバック部(013)、設計履歴再実行部(014)、合否判定部(015)を含む。

端末(108)は、登録部(011)、探索部(012)、トレースバック部(013)、設計履歴再実行部(014)、合否判定部(015)等のプログラムを実行する計算機である。尚、端末(108)は、上述のプログラムを実行するために必要なハードウエア（CPU等の処理部、メモリやディスク等の記憶装置等）やソフトウェア（OS、通信プログラム等）を備えている。

登録部(011)では、設計ルールを登録するための処理を行う。設計のトレース（設計手順や設計手法などの追跡）は、探索部(012)とトレースバック部(103)を組合せることにより行う。設計履歴再実行部(014)では、トレースバックした設計履歴の結果を再実行し再現を行う。また、合否判定部(015)では、トレースバックしたルールの一部を変更した場合に、その変更したルールを参照している全ての設計履歴の再実行を設計履歴再実行部にて行い、合否判定を行う。

設計ルールＤＢは、図２に示すように、設計・製造手順(021)と計算式(022)、評価しきい値(023)、製造情報(024)などそれぞれに分類し、設計および製造に使用している手順やルールの全てが登録される。また、登録時にはそれぞれを識別するための識別番号が設計ルール番号として付与されている。

設計・製造手順(021)には、使用したツールまたは製造装置とその手順が登録される。その際、使用したツールがソフトウェアのようにバージョンやリビジョンがある場合は、この情報も同時に登録する。図２の設計製造手順(021)の例では、設計ルール番号とツール名（ソフトウェア名や装置名）とバージョン番号やリビジョン番号とツールを用いる手順や使用方法とを対応づけた情報を格納している。

計算式(022)に関するプロセスは、計算式の変数となる値を設計・製造手順(021)によって得られる値や定数を用いて定義し、さらにこれらの値を用いた算術式を定義しとして登録する。図２の設計式(022)の例では、設計ルール番号と上位プロセスの識別子と計算式で用いる値と計算式とを対応づけた情報を格納している。例えば、設計作業の各プロセスのうち、完成品により近いプロセスを上位プロセスとし、部品の設計や前処理などのプロセスを下位プロセスとしてもよいし、その他のプロセスを上位プロセス又は下位プロセスと定義してもよい。

評価しきい値(023)に関するプロセスは、しきい値の変数となる値を設計・製造手順(021)または計算式(022)によって得られる値で定義し、満たさなければいけない評価値を登録し、その評価値を満たしているか否かを評価することができる。図２の評価しきい値(023)の例では、設計ルール番号と上位プロセスの識別子としきい値の変数となる値と判定値とを対応づけて管理する。

製造情報(024)に関するプロセスは、製造装置や環境によって作成される製品の性能が異なる場合に使用し、その製造部品や製造場所毎の性能バラツキを定義することができる。

製品の構成情報ＤＢに格納されるデータの例を、図３に示す。図３のように部品毎に部品の属性情報として設計手順を再現するためのルール番号を付与する。このルール番号は、設計ルールＤＢの設計ルール番号を設計手順に基づき、順序だてて並べたものである。

設計ルールの登録処理は、図４に示すように利用者が端末より行う。

以下に、図４の左側に図示した設計ルール登録部のプログラム処理を順に説明する。これらの処理は、端末108で実行される。処理101で、設計ルールを登録する部品番号の入力を受け付ける。部品番号とその部品に関する属性情報のＤＢ102へ、入力されたデータが格納される。

処理103で、設計プロセスを入力するための情報を、ガイダンスを実行することで受け付ける。この処理で受け付ける情報の例として、（１）設計手順、（２）使用するツール、（３）ツールの使用方法、（４）評価方法、（５）設計基準、などはあるがこれらは一例に過ぎず、これ以外の情報をルールガイダンスで受け付けてもよい。

処理103と処理105で受け付けた情報を、設計プロセスを登録するＤＢである設計知識ルールＤＢ104へ格納する。

処理105において、過去の設計プロセスを参照し一部変更する場合に、過去の設計プロセスを設計知識ルールＤＢ104から読み出す。

処理106において、処理105で作成した設計プロセスの登録を行う。処理107において、設計プロセスを組合せて設計ルールとして、製品の構成情報ＤＢ102へ登録を行う。

設計ルールは、その最小単位である設計プロセスと複数の設計プロセスを組合せて行う場合は、その手順を登録する。設計プロセスは、図４中103に示すようにガイドに従い使用するツール、その使用方法、評価方法と設計基準値を取り扱い定義する。定義終了後は、設計知識ＤＢ(104)に定義した設計プロセスとそれを識別するための設計プロセス番号を同時に登録する。設計ルールを定義するための部品番号を選択する(109)。設計プロセス番号は、新規登録プロセスとそれ以外の判定(110)によって処理が異なる。新規処理の場合は、新たな設計プロセス番号を付与し(111)、以前に登録した設計プロセス再利用する場合は、設計プロセスの参照処理(113)により検索を行い、参照設計プロセスの部分変更判定処理(114)を行う。このように、設計プロセス番号の登録処理を必要に応じて変更することができる(115)。

変更を行わない場合は、既存の設計プロセス番号を使用し、一部変更した場合は、新たに設計プロセス番号を登録する。設計ルールは、全ての設計プロセスをその手順に従い登録終了後、設計ルール番号を作成し製品構成ＤＢ(102)に登録する。

設計ルール番号作成処理(112)は、設計ルールで使用される設計プロセスの識別番号（設計プロセス番号）とその組合せ手順が再現できるように自動的に生成される。この手段により、その製品の設計手順として順序だてられた設計プロセスを登録することができ、その設計ルール番号から設計手順を再現（トレース）することができる。

図５は、設計ルールの探索部を示している。
以下に図５の左側に図示した設計ルール探索部の処理の概要を説明する。ルール探索部012のプログラムは、端末108で実行される。

処理201において、設計プロセスを検索するための部品番号の入力を受け付ける。受け付けた部品番号と対応づけられた情報（設計ルール番号等）を製品の構成情報ＤＢ102から読み出す。処理203において、前述の処理で抽出した設計ルール番号に基づき、設計知識ルールＤＢ104から設計プロセス番号を読み出す。前述の処理で得られた設計プロセス番号に基づいて、設計プロセスとして入力された情報の出力を行う。206は、設計プロセスの情報の画面への出力例である。

設計ルールの探索は、探索する部品番号を検索キーとして入力し、探索することができる。製品構成ＤＢ(102に部品番号)は、部品番号毎に設計ルール番号が入力されているため、部品番号から設計ルール番号を特定することができる。設計ルール番号を取得した後設計プロセスの分解処理が行われる。設計プロセスの分解処理(210)は、収録した設計ルール番号から設計プロセス番号に分解し、設計プロセス番号を検索キーとして設計知識ＤＢ(104)から設計プロセス番号毎の定義情報を取得する(211)。次に、設計プロセスの順序を設計ルール番号より取得し、その順序に従い各設計プロセスの定義情報を設計ルール出力処理（214）でリスト出力することができる。

再現するための可能な必要既に登録した複数用いた設計を行う場合はその順序を登録する。として製品の部品構成を登録するＤＢである、部品構成ＤＢにその属性情報として設計時に使用した設計の手順を再現するためのルールを登録することができる。

図６は、設計ルールのトレースバック部の処理を示している。
以下に図６の左側に図示したトレースバック部の処理の概要を説明する。処理301において、設計プロセスをトレースバックするための設計プロセス番号の入力を受け付ける。部品番号とその部品に関する属性情報のＤＢ302や製品の構成情報ＤＢ102や設計知識ルールＤＢ104などへアクセスし、前記プロセス番号に関連づけられて格納されている情報を読み出す。

上述の処理で読み出した情報から、ルール番号から設計プロセス番号を判定し(303)、設計プロセス番号の順序を判定する（304）。

製品構成情報から、設計プロセスを利用している範囲をトレースし(305)、設計プロセストレースリスト(306)と関連する備品構成ツリー(307)を出力する。

設計ルールのトレースバック処理は、図５に示した設計ルールの探索処理により出力された設計プロセスおよび設計ルールを用いて行われる。

トレースバック処理は、設計手順を考慮する場合と考慮しない場合によってトレースするための検索キーが異なる(308)。

設計手順を考慮する場合(309:Y)は、設計ツール探索処理の結果からトレースバックする設計プロセス番号と設計ルール番号を選択する(310)。尚、設計手順を考慮しない場合（309:N）は、トレースバックする設計プロセス番号の選択を受け付ける(313)。

トレースバック処理(311)では、選択された設計プロセス番号と設計ルール番号を検索キーとして取り扱いこのキーの十分条件で構成情報ＤＢを検索する。トレースバック情報取得処理(312)ではその検索結果を出力される。設計ルールの出力(314)では、その設計プロセスまたは設計ルールが含まれた部品と親子関係がある部品の情報が出力される。また、設計ルールが一致した場合のみならず設計プロセスのみが一致した場合も出力できる。これにより、ほぼ同じ手順であるが一部設計基準値などが変更となり異なった設計ルールとして定義されたものについてもトレースすることが可能となる。また、製品構成ＤＢの親子関係情報を用いて相関関係のある製品構成を製品構成ツリー上に強調し出力することが可能となる。(315)次に設計ルールを考慮しない場合は、設計プロセス番号のみを検索キーとして上記と同様の手順にてトレースバックすることができる。

上述のように、設計支援方法であって、開発設計業務における作業と前記作業を実行する際に使用するツールと前記作業を実施する際に参照する参照情報とを対応付けて設計ルールデータベースに登録し、開発設計業務において実施した前記設計ルールデータベースに登録されている作業を製品と対応付けて順番に設計履歴データベースに登録し、システム使用者の入力した作業を含む製品の情報を受け付け、受け付けた前記情報に基づいて前記設計履歴データベースから作業と製品とを対応づけた情報を検索し、前記検索結果をディスプレイに表示する。

本実施例により、製品の構成情報として設計手順の登録が可能となる。これにより、同様な製品の設計を行う場合は、製品の構成情報DBに登録された設計手順を利用ができ設計手順の定着と設計機関の短縮を行うことが可能となる。

また、製品開発後、不具合が発生した場合は、製造プロセスや製造番号からその影響範囲を特定しているが、設計不良による影響範囲の特定ができていなかったが、本実施例により、設計プロセスのトレースが可能となるため、同じ設計手順で開発した製品トレースすることができ、設計不良による不具合の影響範囲を特定することができるようになる。

設計トレーサビリティ支援装置の例設計ルールＤＢの例製品の構成情報ＤＢの例登録処理の例設計ルールの探索処理の例設計ルールおよび設計プロセスのトレースバック処理の例

符号の説明

011:設計製造過程の最小単位をプロセスとして登録する処理部
012:設計に使用したプロセスを検索する処理部
013:設計に使用した設計製造過程のルールをトレースバックする処理部
014:トレースバックした情報（設計履歴）を用い、同じプロセスを再実行する処理部
015:プロセスの一部を変更し再実行した際、設計基準を見しているか判断する処理部
101：設計ルールを登録する部品番号の入力
102：部品番号とその部品に関する属性情報のＤＢ
103：設計プロセスを入力するための情報をガイダンスする
104：設計プロセスを登録するＤＢ
105：過去の設計プロセスを参照し一部変更する場合に、過去の設計プロセスを呼出す
106：作成した設計プロセスの登録
107：設計プロセスを組合せ設計ルールとして登録
108：本仕組みを使用するための端末装置
109：設計ルールを定義するための部品番号を選択する処理
110：新規プロセスか否かの判定処理
111：設計プロセス番号の自動付与処理
112：設計ルール番号の作成処理
113：過去の設計プロセスの参照処理
114：参照設計プロセスの部分変更判定処理
115：設計プロセス番号の登録処理
201：設計プロセスを検索するための部品番号を入力
203：設計ルール番号から設計プロセス番号を分解
205：設計プロセスとして入力された情報の出力
206：出力例
208：参照する部品番号の検索処理
209：部品番号に紐つけられた属性情報から設計ルール番号を選択
210：設計ルール番号から設計プロセス番号に分解する処理
211；分解された設計プロセス番号から設計プロセスのガイダンス情報取得
212：設計ルール番号から設計プロセスの順序情報を取得する処理
213：順序付けられた設計プロセスを表示
214：順序付けられた設計プロセスの出力
301：設計プロセスをトレースバックするための設計プロセス番号を入力
302：部品番号とその部品に関する属性情報のＤＢ
303：ルール番号から設計プロセス番号を判定
304：設計プロセス番号の順序を判定
305：製品構成情報から、設計プロセスを利用している範囲をトレース
306：設計プロセストレースリスト
307：関連する備品構成ツリー
308：設計ルールの探索処理
309：設計順序の判定処理
310：トレースバックする設計ルールと設計プロセス番号の選択
311：設計プロセスのトレースバック処理
312：設計プロセスのトレースバック情報の取得
313：トレースバックする設計プロセス番号の選択
314：トレースバックした結果をリスト出力
315：トレースバックした構成ツリー出力

Claims

部品番号と、設計プロセス及び設計プロセスの順序情報からなる設計ルール番号とを対応付けて記憶する第１の記憶部と、
前記設計プロセス番号と設計プロセスに関する情報とを対応付けて記憶する第２の記憶部と、
前記部品番号の入力を受け付け、
前記部品番号に基づいて、前記第１の記憶部を検索して該当設計ルール番号を取得し、
前記取得した設計ルール番号を分解して、前記設計プロセス番号及び該設計プロセスの順序情報を取得し、
前記取得した設計プロセス番号に基づいて、前記第２の記憶部を検索して該当プロセスに関する情報を取得し、
前記取得した設計プロセスに関する情報を、前記取得した設計プロセスの順序情報に従って出力部に出力する、
設計支援装置。