JP6184180B2 - 部品選択方法、プログラム及びシステム - Google Patents
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Description
まず、特開2007−140678号公報は、汎用部品の選択作業を容易なものとして、製品の開発期間の短縮及び製品のコストを低減できる汎用部品選択支援装置を提供することを目的とするものであって、汎用部品であるボルトごとに、ボルトを識別する情報と当該ボルトの形状情報とを対応付けて記憶しておき、ボルトを一覧表示させるコマンドが発生した場合に、情報と形状情報とを一覧で表示させる表示データを作成して、ボルトの情報の一覧と、当該各ボルトの形状情報との一覧とを一画面内で表示させることを開示する。
(1) T-BOMにおいて、複数の部品候補を含む1種の部品(以下、マテリアルとも呼ぶ)についてパラメータのバリエーション幅について簡略検査する場合、その他のマテリアルについては初期部品のまま、E−BOM設計時のモデルや過去の設計データに基づき簡略的にシミュレーションを行い、マテリアルの部品候補について性能限界を保証するように取捨選択する。これを全マテリアルに関して検査する。ただし、過去の設計データからT−BOMとして与えられるべきパラメータの幅が明らかな場合は、この検査を省略する。
(2) それぞれのマテリアルについて、最大と最小の性質を示す部品候補を選んで、その他は初期部品のまま簡易プラントモデルを推定し、それを状態空間モデルで表した時の係数ノルムの和をN+1次元空間上にプロットする。N+1次元目が係数ノルムの和の数値である。このため、2N通りのシミュレーション結果と初期設定状態の簡易プラントモデルの結果を利用する。そして、微分可能な補間で性能予測超曲面を構成する。
(3) 設計時に選んだ部品組合わせを実テストで試す。
(4) 全体系の性能を示すものとして選んだ観測量に対して、実テストの観測出力結果と、設計目標がほぼ一致すれば終了。
(5) ずれがあれば、実装点において、性能への影響度、例えば、各マテリアル軸方向(Max, Minの2方向)と二つのマテリアル軸に対し、好適には45度クロスする方向(Max,Minの組合せ4方向)の勾配、を上記性能予測超曲面上で計算し、最も影響度絶対値が大きい方向に関与するマテリアルを選択(ただし、既に選んだ方向は除く)。
(6) 選んだマテリアルの中から、各候補位置で補間した係数ノルムの和が、初期設定モデルの係数ノルムの和に最も近い候補部品を選んで、それを実テストで試す。
(7) ステップ(4)へ戻る。
と#d
メイン・プログラム302、ノミナル・モデル設定ルーチン306、マテリアルの信頼性チェック・ルーチン308、係数ノルム計算ルーチン310、マテリアル選択ルーチン312、及びマテリアル表示ルーチン314は、C、C++、C#、Java(R)などの既存の任意のプログラム言語で書くことができる。
係数ノルムの和は、
で与えられる。ここで、Aは行列であり、BとCはベクトルである。ベクトルのノルムの定義は自明であるが、行列のノルムには、誘導されたノルム、フロベニウスノルム、トレースノルムなどがあり、どれを用いてもいいが、ここでは、AとAの転置行列を掛けた行列の固有値のうちの最大値の平方根で定義される行列のノルムを用いる。
(m1,m2,...,mN), mi ∈ {Mi} for 1≦i≦Nとする。このようなノミナル・モデルにおける部品の集合は、マテリアルの信頼性チェックルーチン308により、確率アルゴリズムを用いて、信頼度が設定されたものである。
(mmax 1,m2,...,mN,Z1),mmax 1 ∈ {M'1}
(mmin 1,m2,...,mN,Z2),mmin 1 ∈ {M'1}
.....
(m1,m2,...,mmax 1N,Z2N-1),mmax N ∈ {M'N}
(m1,m2,...,mmin 1N,Z2N),mmin N ∈ {M'N}
(m1,...,mi,...,mN,Z0)
(m1,...,mmax i,...,mN,Z2i-1)
(m1,...,mmin i,...,mN,Z2i)
の3点を三次関数のスプライン補間する。ここで、Z0はノミナルの高さである。このようにして形成された超曲面の例を図5の参照番号502で示す。図5は、マテリアル1とマテリアル2のパラメータをノミナル値で規格化した座標において係数ノルムの和を高さとしたグラフを示す。
304・・・T-BOM
306・・・ノミナル・モデル設定ルーチン
308・・・マテリアルの信頼性チェック・ルーチン
310・・・係数ノルム計算ルーチン
312・・・マテリアル選択ルーチン
Claims (12)
- 複数の部品からなり、各部品には、初期試作機を構成するノミナル・バリエーションを含む複数のバリエーションがありえる製品について、設計目標を達成する望ましい部品のバリエーションの組み合わせをコンピュータの処理によって求める方法であって、
前記複数の部品について、前記初期試作機における制御対象部分の入出力計測に基づく簡易モデル上や過去の設計データに基づき、性能限界をみたすバリエーションを選択するステップと、
バリエーションを含む部品の数をNとし、各部品について、最大の性質を示すバリエーションと、最小の性質を示すバリエーションを選び、その2N通りについて上記簡易モデルによるシミュレーションを行い、前記ノミナル・バリエーションを用いた場合と併せて、前記簡易モデルから導出される状態空間モデルの係数ノルムをN+1次元空間にプロットするステップと、
前記プロットされた点に基づき、微分が不連続にならない補間法によって超曲面を構成するステップと、
上記初期試作機に該当する組み合わせについて、制御器も含む実装置でテストした結果を得るステップと、
前記実装置でのテストの結果と、上記設計目標の差が、所定閾値以内かどうか判断し、そうでないなら、前記超曲面上において、前記実装置を構成している部品に該当する点で各部品のバリエーションの軸に対して、バリエーションの軸方向の勾配と、その他のバリエーション軸との組み合わせで影響を受ける方向の勾配を計算し、最も勾配絶対値が大きい方向に関わる部品のバリエーションを選んで実装置でのテストを行うために部品のバリエーションを提示し、前記実装置でのテストの結果と、前記設計目標の差が、所定閾値以内になるまで繰り返すステップを有する、
方法。 - 前記その他のバリエーション軸との組み合わせで影響を受ける方向の勾配が、2つのバリエーションの軸方向に対して45度クロスする勾配である、請求項1に記載の方法。
- 前記微分が不連続にならない補間法が、スプライン補間法である、請求項1に記載の方法。
- 前記最大の性質と前記最小の性質が、直接的には各部品のパラメータの大きさであって、間接的には前記簡易モデルで該当パラメータ使用時に導出される性質である、請求項1に記載の方法。
- 複数の部品からなり、各部品には、初期試作機を構成するノミナル・バリエーションを含む複数のバリエーションがありえる製品について、設計目標を達成する望ましい部品のバリエーションの組み合わせをコンピュータの処理によって求めるプログラムであって、
前記コンピュータに、
前記複数の部品について、前記初期試作機における制御対象部分の入出力計測に基づく簡易モデル上や過去の設計データに基づき、性能限界をみたすバリエーションを選択するステップと、
バリエーションを含む部品の数をNとし、各部品について、最大の性質を示すバリエーションと、最小の性質を示すバリエーションを選び、その2N通りについて上記簡易モデルによるシミュレーションを行い、前記ノミナル・バリエーションを用いた場合と併せて、前記簡易モデルから導出される状態空間モデルの係数ノルムをN+1次元空間にプロットするステップと、
前記プロットされた点に基づき、微分が不連続にならない補間法によって超曲面を構成するステップと、
上記初期試作機に該当する組み合わせについて、制御器も含む実装置でテストした結果を得るステップと、
前記実装置でのテストの結果と、上記設計目標の差が、所定閾値以内かどうか判断し、そうでないなら、前記超曲面上において、前記実装置を構成している部品に該当する点で各部品のバリエーションの軸に対して、バリエーションの軸方向の勾配と、その他のバリエーション軸との組み合わせで影響を受ける方向の勾配を計算し、最も勾配絶対値が大きい方向に関わる部品のバリエーションを選んで実装置でのテストを行うために部品のバリエーションを提示し、、前記実装置でのテストの結果と、前記設計目標の差が、所定閾値以内になるまで繰り返すステップを実行させる、
プログラム。 - 前記その他のバリエーション軸との組み合わせで影響を受ける方向の勾配が、2つのバリエーションの軸方向に対して45度クロスする勾配である、請求項5に記載のプログラム。
- 前記微分が不連続にならない補間法が、スプライン補間法である、請求項5に記載のプログラム。
- 前記最大の性質と前記最小の性質が、直接的には各部品のパラメータの大きさであって、間接的には前記簡易モデルで該当パラメータ使用時に導出される性質である、請求項5に記載のプログラム。
- 複数の部品からなり、各部品には、初期試作機を構成するノミナル・バリエーションを含む複数のバリエーションがありえる製品について、設計目標を達成する望ましい部品のバリエーションの組み合わせをコンピュータの処理によって求めるシステムであって、
前記複数の部品について、前記初期試作機における制御対象部分の入出力計測に基づく簡易モデル上や過去の設計データに基づき、性能限界をみたすバリエーションを選択する手段と、
バリエーションを含む部品の数をNとし、各部品について、最大の性質を示すバリエーションと、最小の性質を示すバリエーションを選び、その2N通りについて上記簡易モデルによるシミュレーションを行い、前記ノミナル・バリエーションを用いた場合と併せて、前記簡易モデルから導出される状態空間モデルの係数ノルムをN+1次元空間にプロットする手段と、
前記プロットされた点に基づき、微分が不連続にならない補間法によって超曲面を構成する手段と、
上記初期試作機に該当する組み合わせについて、制御器も含む実装置でテストした結果を得る手段と、
前記実装置でのテストの結果と、上記設計目標の差が、所定閾値以内かどうか判断し、そうでないなら、前記超曲面上において、前記実装置を構成している部品に該当する点で各部品のバリエーションの軸に対して、バリエーションの軸方向の勾配と、その他のバリエーション軸との組み合わせで影響を受ける方向の勾配を計算し、最も勾配絶対値が大きい方向に関わる部品のバリエーションを選んで実装置でのテストを行うために部品のバリエーションを提示し、、前記実装置でのテストの結果と、前記設計目標の差が、所定閾値以内になるまで繰り返す手段を有する、
システム。 - 前記その他のバリエーション軸との組み合わせで影響を受ける方向の勾配が、2つのバリエーションの軸方向に対して45度クロスする勾配である、請求項9に記載のシステム。
- 前記微分が不連続にならない補間法が、スプライン補間法である、請求項9に記載のシステム。
- 前記最大の性質と前記最小の性質が、直接的には各部品のパラメータの大きさであって、間接的には前記簡易モデルで該当パラメータ使用時に導出される性質である、請求項9に記載のシステム。
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