JP5705788B2 - アセンブリモデル類似構造検索システム、及びアセンブリモデル類似構造検索方法 - Google Patents
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Description
<類似構造検索システムの構成>
図1は、本発明による類似構造検索システムと3D−CADシステムを有するアセンブリ検索システムの概略構成を示す図である。
図2は、第1の実施形態によるサブアセンブリの検索処理を説明するためのフローチャートである。
(i)ステップ210
検索条件入力部131は、ユーザの指示に応答して、検索元となるアセンブリモデルを類似構造検索データベース120に登録する。具体的には、ユーザが検索条件入力部131を用いて検索元のアセンブリを指定すると、CAD_API命令部115を介して3D−CADシステム150のCAD_APIに命令を発行し、ユーザが指定するアセンブリモデルが取得され、類似構造検索データベース120に登録される。登録した検索元アセンブリについて、検索条件入力部131は、ユーザが指定したラベル(ノードラベル)を各パートのパート属性値121に登録する。ノードラベルに関し、ユーザは、類似の形状を検索したいパートについて値を設定する。検索元のアセンブリの中にユーザが類似の形状とみなすパートが複数あれば、それらのパートには同一のラベル(ノードラベル)値が付与される。一方、パートの形状が異なっても検索したい(形状の類似性を問わない)とユーザが所望するパートには、「−1」のラベルが付与される。「−1」は、形状の類似性を問わないノードラベルを意味する。
類似形状検索部111は、検索対象のアセンブリに対し、検索元アセンブリのラベリングされたパートと類似な形状のパートをグラフ401のようにラベリングする。つまり、類似形状検索部111は、ユーザによって指定された検索対象アセンブリを構成するパートについて、類似構造検索データベース120のパート属性値121を比較することにより類似の形状となるパートを検索する。ここで、部品名や種別のようなテキスト情報については、レーベンシュタイン距離を用いるなどして数値化しておく。
類似形状検索部111は、検索対象のアセンブリに対し、ラベル(ノードラベル)が1以上のパートと幾何拘束関係のあるパートにラベル(ノードラベル)「−1」を付与する(212)。ノードラベル「−1」は、形状については問わないパートが繋がれていることを意味している。なお、各パートは、後述のエッジラベルで示される関係で繋がれている。
類似形状検索部111は、検索対象のアセンブリに対し、ラベルなしのノードに対応するパートを消去し、連結グラフ(サブグラフ)に分割する。これにより、検索対象のアセンブリは複数のサブグラフに分割される。後述(図4参照)の検索対象アセンブリ401は、検索対象サブアセンブリ403と404の2つのサブグラフに分割される。
類似形状検索部111は、検索対象のサブグラフに対し、幾何拘束の種類に従ってラベル(エッジラベル)を付与する。エッジラベルには、上述のように、平面拘束「1」と円筒拘束「2」がある。エッジラベルの情報は、部品間の関係の情報であり、3D−CADシステム150から取得される。
ステップ215では、類似構造の検索処理が実行される。つまり、類似構造検索部112は、検索対象の複数のアセンブリのパートでノードラベルが付与されたパートを対象として、パートをノードとし、それらのパート間に幾何制約がある場合にそれらをエッジとしたグラフを形成する。その際に、幾何制約の種別によりグラフのエッジのラベル値を種別する。
類似構造検索部112は、式5を満たせば、検索元グラフに検索対象サブグラフが包含され、検索対象サブグラフが該当するサブアセンブリが検索元グラフの検索元アセンブリに類似すると判定する。包含される場合、処理はステップ217に移行し、包含されない場合には、処理はS218に移行する。
類似形状検索部111は、式5を満たす場合にどの程度2つのサブアセンブリが類似するかを式6により算定する。
類似構造検索部112は、包含されないと判断された検索対象のサブグラフをクエリにして検索処理を実行したことがあるか否か判断する。当該検索処理をしたことがある場合には、処理はステップ221に移行し、当該検索処理を実行したことがない場合には、処理はステップ219に移行する。
類似構造検索部111は、分割された検索対象サブアセンブリの該当サブグラフから、ラノードベル「−1」が付与されたノードとそのノードに接続するエッジラベルを削除したグラフを作成する。
類似構造検索部112は、ステップ219で作成したグラフの行列を式4により作成し、当該グラフのサブアセンブリを再検索元アセンブリ(クエリ)とし、当初の検索元グラフを再検索対象アセンブリとする。そして、再度ステップ215と同様の処理により新しいクエリによる検索処理が実行される。その結果が式5を満たせば、再検索元サブアセンブリは再検索対象アセンブリに包含されるので、類似構造であると判定し、類似度がステップ217によって算出される。
再検索処理によっても式5を充たさなかった場合は、類似構造でないと判定され、その乖離度を式7により算出する。
検索結果表示部132は、以上の処理によって得られた検索結果として、類似のアセンブリを図3の310の形式でユーザに提示し、320の形式で類似アセンブリのグラフをユーザに提示する。
図4は、図2で示される検索処理の具体例を示す図である。
ユーザが検索元アセンブリ400を指定し、各パートのノードラベルとエッジラベルを入力する(図4(a)参照)。検索元アセンブリのグラフ400において、ラベル1のパートと類似する1つのパートとラベル2のパートと類似する2つのパートと形状を問わない1つのパートが、グラフ400に示される幾何拘束を持つサブアセンブリを検索したいとユーザが所望しているとする。なお、この検索元アセンブリ400は、過去に不具合のあったアセンブリや製造工程が登録されたアセンブリであり、このアセンブリの一部が新規に設計したアセンブリ(検索対象アセンブリ401)に含まれているか否か判定される。
実際に製造工程を抽出する場合、着目するアセンブリだけでなく、それにつながれた別のパートとの関係をも考慮してアセンブリの包含関係を検索した方が類似したアセンブリを効率的に抽出することができる。
図6は、第2の実施形態による検索処理を説明するためのフローチャートである。
(i)ステップ610
検索条件入力部131は、ユーザから入力される、検索元アセンブリと、類似パート検索の対象のノードのノードラベル値及び各ノード間のエッジラベル値、拡張の始点ノードと拡張次数(検索元アセンブリにいくつの隣接パートを追加して検索元とするかについての値(拡張次数))と、を受け付ける。また、検索条件入力部131は、ユーザによって指定される、検索対象アセンブリ(例えば、新規に設計されたアセンブリ)を受け付ける。
類似形状検索部111は、検索元アセンブリの指定された拡張の始点ノードから、入力された拡張次数分のノードを検索し、検索元アセンブリのグラフを拡張する。また、拡張された検索元アセンブリのグラフはユーザに提示(表示)され、検索条件入力部131は、ユーザから入力される、拡張・追加されたノードのラベル値を受付ける。類似形状検索部111は、その入力ラベル値を拡張ノードにラベル付けする。
類似形状検索部111は、検索対象アセンブリにおいて、検索元アセンブリのラベルノードと類似するノード(パート)を検出し、類似のものがあればそれに同じラベル値を付与する。
類似構造検索部112は、検索対象アセンブリの拡張の始点となるノードから拡張次数分のノードを検索し、それらのノードにラベルがない場合−1を付与する。
類似構造検索部112は、検索対象アセンブリにおいてラベル値が付与されていないノードとラベルなしノードに接続するエッジを削除する。
構造類似検索部112は、第1の実施形態と同様、拡張された検索元アセンブリが検索対象アセンブリに包含されるかを判定する。
拡張された検索元アセンブリが検索対象アセンブリに包含される場合、処理はステップ617に移行し、包含されない場合、処理はステップ618に移行する。
構造類似検索部112は、第1の実施形態と同様の処理によって、類似する度合を算出する。
類似構造検索部112は、包含されないと判断された検索対象アセンブリのグラフをクエリにして検索処理を実行したことがあるか否か判断する。当該検索処理をしたことがある場合には、処理はステップ620に移行し、当該検索処理を実行したことがない場合には、処理はステップ619に移行する。
類似構造検索部112は、検索元アセンブリと検索対象アセンブリを入れ替える。そして、処理はステップ615に移行し、類似構造検索部112は、今までの検索対象アセンブリをクエリとして、それが今までの検索元アセンブリに含まれるか、再度包含関係を判定する。
類似構造検索部112は、第1の実施形態と同様の処理で乖離する度合を算出する。
検索結果表示部132は、以上の処理によって得られた検索結果を、第1の実施形態と同様の処理によって、表示する。
図7は、第2の実施形態による検索処理の具体例を示す図である。
ユーザによって指定された検索元アセンブリ700に対して、まず、ユーザによって入力されたラベル値が各ノード及びエッジに付与される(図7(a)参照)。
(i)本発明によれば、組立品の品質管理における事例分類や検索、組立品の製造の工程計画における工程分類、または組立品の設計における標準化において、3Dのアセンブリモデルを登録しているデータベースに対し、検索したい3Dアセンブリモデルを検索元として、3Dアセンブリモデルどうしの検索が可能となる。また、登録する3Dモデルに品質管理や工程設計、設計仕様などをリンクしておけば、製品や製造の情報を3Dモデルから容易に検索し再利用することが可能となる。さらに、アセンブリは全体アセンブリで登録しておけば、所定の類似性を充たすサブアセンブリの部位を全体アセンブリから自動的に抽出される。そのためアセンブリモデルのデータベース登録はスクリプトにより自動的に行え、データベース管理の手間が少ない。
110・・・演算部(プロセッサ)
111・・・類似形状検索部
112・・・類似構造検索部
115・・・CAD_API命令部
120・・・類似構造検索データベース
121・・・パート属性値
122・・・幾何拘束関係
123・・・設計・製造情報
124・・・パート類似度
125・・・構造類似・乖離度
130・・・入出力部
131・・・検索条件入力部
132・・・検索結果表示部
133・・・アセンブリDB登録部
140・・・ネットワーク
150・・・3D−CADシステム
151・・・3D−CADモデルデータベース
152・・・CAD_API
153・・・GUI
Claims (9)
- アセンブリを構成する部品の属性値を示すパート属性値と、部品間の接続関係を示す幾何拘束関係の情報と、を少なくとも保持する類似構造検索データベースと、
前記類似構造検索データベースを参照し、ユーザが指定した検索元アセンブリと検索対象アセンブリの前記パート属性値及び前記幾何拘束関係を比較することにより、前記検索対象アセンブリにおいて、前記検索元アセンブリの構成部品と類似する部品、及び前記検索元アセンブリの幾何拘束関係と類似する幾何拘束関係を特定する類似形状検索部と、
前記類似形状検索部によって特定された類似の部品及び幾何拘束関係の情報に基づいて、前記検索対象アセンブリが前記検索元アセンブリの構造を包含するか否か判定する類似構造検索部と、
前記類似構造検索部による判定結果を検索結果として出力する出力部と、
を有し、
前記検索対象アセンブリは、前記検索元アセンブリの構成部品と類似する部品を含むサブアセンブリ部位を複数個含み、
前記類似構造検索部は、前記検索元アセンブリを包含する第1種サブアセンブリ部位と、前記検索元アセンブリを包含しない第2種サブアセンブリ部位とを判別し、当該第2種サブアセンブリ部位を再検索元アセンブリに、前記検索元アセンブリを再検索対象アセンブリに設定し、前記再検索元アセンブリが前記再検索対象アセンブリに包含されるか否か判定し、当該判定結果を前記検索結果に含めることを特徴とするアセンブリモデル類似構造検索システム。 - 請求項1において、
前記類似構造検索部は、アセンブリの固有値列を用いて、前記第1種サブアセンブリ部位と前記検索元アセンブリとの類似度を算出し、当該類似度を前記検索結果に含めることを特徴とするアセンブリモデル類似構造検索システム。 - 請求項1において、
前記類似構造検索部は、前記再検索元アセンブリが前記再検索対象アセンブリに包含されないと判定した場合、アセンブリの固有値列を用いて、前記第2種サブアセンブリと前記検索元アセンブリとの乖離度を算出し、当該乖離度を前記検索結果に含めることを特徴とするアセンブリモデル類似構造検索システム。 - 請求項1において、
前記検索元アセンブリでは、ユーザによって、類似性を考慮する必要がある第1種構成部品と、類似性を考慮する必要がない第2種構成部品とが指定され、
前記類似構造検索部は、前記第1種構成部品のみを考慮して、前記検索元アセンブリと前記検索対象アセンブリとの構造の包含関係を判定することを特徴とするアセンブリモデル類似構造検索システム。 - アセンブリを構成する部品の属性値を示すパート属性値と、部品間の接続関係を示す幾何拘束関係の情報と、を少なくとも保持する類似構造検索データベースと、
前記類似構造検索データベースを参照し、ユーザが指定した検索元アセンブリと検索対象アセンブリの前記パート属性値及び前記幾何拘束関係を比較することにより、前記検索対象アセンブリにおいて、前記検索元アセンブリの構成部品と類似する部品、及び前記検索元アセンブリの幾何拘束関係と類似する幾何拘束関係を特定する類似形状検索部と、
前記類似形状検索部によって特定された類似の部品及び幾何拘束関係の情報に基づいて、前記検索対象アセンブリが前記検索元アセンブリの構造を包含するか否か判定する類似構造検索部と、
前記類似構造検索部による判定結果を検索結果として出力する出力部と、
を有し、
前記類似形状検索部は、入力されたノード拡張次数に従って、前記検索元アセンブリの構成部品を追加して拡張された検索元アセンブリを生成し、当該拡張された検索元アセンブリと前記検索対象アセンブリの前記パート属性値及び前記幾何拘束関係を比較することにより、前記検索対象アセンブリにおいて、前記拡張された検索元アセンブリの構成部品と類似する部品、及び前記拡張された検索元アセンブリの幾何拘束関係と類似する幾何拘束関係を特定し、
前記類似構造検索部は、前記類似形状検索部によって特定された類似の部品及び幾何拘束関係の情報に基づいて、前記検索対象アセンブリが前記拡張された検索元アセンブリの構造を包含するか否か判定し、当該判定結果を前記検索結果とすることを特徴とするアセンブリモデル類似構造検索システム。 - 請求項5において、
前記類似構造検索データベースは、さらに、複数のアセンブリに関連付けられた製造又は/及び設計に関するデータを有し、
前記出力部は、前記類似構造検索データベースから、前記検索元アセンブリに関連付けられた製造又は/及び設計に関するデータを取得し、前記検索結果と併せて出力することを特徴とするアセンブリモデル類似構造検索システム。 - アセンブリモデル類似構造検索方法であって、
プロセッサが、アセンブリを構成する部品の属性値を示すパート属性値と、部品間の接続関係を示す幾何拘束関係の情報と、を少なくとも保持するメモリを参照し、ユーザが指定した検索元アセンブリと検索対象アセンブリの前記パート属性値及び前記幾何拘束関係を比較するステップと、
前記プロセッサが、前記比較結果に基づいて、前記検索対象アセンブリにおいて、前記検索元アセンブリの構成部品と類似する部品、及び前記検索元アセンブリの幾何拘束関係と類似する幾何拘束関係を特定するステップと、
前記プロセッサが、前記特定された類似の部品及び幾何拘束関係の情報に基づいて、前記検索対象アセンブリが前記検索元アセンブリの構造を包含するか否か判定するステップと、
前記プロセッサが、前記判定の結果を検索結果として出力するステップと、
を有し、
前記検索対象アセンブリは、前記検索元アセンブリの構成部品と類似する部品を含むサブアセンブリ部位を複数個含み、
前記判定するステップにおいて、前記プロセッサは、前記検索元アセンブリを包含する第1種サブアセンブリ部位と、前記検索元アセンブリを包含しない第2種サブアセンブリ部位とを判別し、当該第2種サブアセンブリ部位を再検索元アセンブリに、前記検索元アセンブリを再検索対象アセンブリに設定し、前記再検索元アセンブリが前記再検索対象アセンブリに包含されるか否か判定することを特徴とするアセンブリモデル類似構造検索方法。 - 請求項7において、
前記検索元アセンブリでは、ユーザによって、類似性を考慮する必要がある第1種構成部品と、類似性を考慮する必要がない第2種構成部品とが指定され、
前記判定するステップにおいて、前記プロセッサは、前記第1種構成部品のみを考慮して、前記検索元アセンブリと前記検索対象アセンブリとの構造の包含関係を判定することを特徴とするアセンブリモデル類似構造検索方法。 - アセンブリモデル類似構造検索方法であって、
プロセッサが、アセンブリを構成する部品の属性値を示すパート属性値と、部品間の接続関係を示す幾何拘束関係の情報と、を少なくとも保持するメモリを参照し、ユーザが指定した検索元アセンブリと検索対象アセンブリの前記パート属性値及び前記幾何拘束関係を比較するステップと、
前記プロセッサが、前記比較結果に基づいて、前記検索対象アセンブリにおいて、前記検索元アセンブリの構成部品と類似する部品、及び前記検索元アセンブリの幾何拘束関係と類似する幾何拘束関係を特定するステップと、
前記プロセッサが、前記特定された類似の部品及び幾何拘束関係の情報に基づいて、前記検索対象アセンブリが前記検索元アセンブリの構造を包含するか否か判定するステップと、
前記プロセッサが、前記判定の結果を検索結果として出力するステップと、
を有し、
前記比較するステップにおいて、前記プロセッサは、入力されたノード拡張次数に従って、前記検索元アセンブリの構成部品を増やして拡張された検索元アセンブリを生成し、当該拡張された検索元アセンブリと前記検索対象アセンブリの前記パート属性値及び前記幾何拘束関係を比較し、
前記特定するステップにおいて、前記プロセッサは、前記検索対象アセンブリにおいて、前記拡張された検索元アセンブリの構成部品と類似する部品、及び前記拡張された検索元アセンブリの幾何拘束関係と類似する幾何拘束関係を特定し、
前記判定するステップにおいて、前記プロセッサは、前記類似形状検索部によって特定された類似の部品及び幾何拘束関係の情報に基づいて、前記拡張された検索元アセンブリの構造を包含するか否か判定することを特徴とするアセンブリモデル類似構造検索方法。
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