JP6439358B2 - Ｃａｄのための方法、装置、ユーザコンピュータ及びクラウドコンピュータ - Google Patents

Description

開示される実施の形態は、コンピュータ支援設計(computer aided design：CAD)及びCADソフトウェアパッケージで構築されるモデルを分析すること等に関連する。

コンピュータソフトウェアを用いて製品のモデリング及び製品の動作のシミュレーション等を行って品質を向上させるコンピュータ支援技術(Computer aided Engineering)は製造業界では至る所で見受けられる。CAEの適用可能な範囲は、応力解析、熱解析、流体力学、運動学等を包含するが、これらに限定されない。

多くのCAE分析システムは、様々な3D-CADフォーマットで保存される幾何学的データに基づいていている。そのようなフォーマットの具体例は、アイジェス(Initial Graphics Exchange Specification：IGES)、ステップ(International Standard for Product Data Exchange：STEP)のようなオープンスタンダードや、プロエンジニア(Pro Engineer)、エーシック(ASIC)又はパラソリド(Parasolid)等のような専用フォーマット等である。そのような何れかのフォーマットで保存されている幾何学データを読み取った後に、分析ソフトウェアはそれを内部表現(処理用の表現)に変換する。そして、モデリングプロセス用にユーザによって情報が設定される。この情報は境界条件(boundary condition)(流入条件、流出条件、物理的な負荷、圧力条件等のようなモデルに関する既知の値を示す)及び材料特性を示す場合がある。通常、コンピュータによるメッシュが生成される。メッシュの生成とともに、ユーザ入力は、しばしば事前処理(又は予備的工程)として言及される。ユーザにより設定された付加的な情報を伴うメッシュはソルバソフトウェア(Solver software)に送られ、ソルバソフトウェアは、有限要素法等のような数値計算法を利用して基本的なアルゴリズムを実行し、分析を行う。そして、可視化ソフトウェアを利用して、演算結果が可視化される。

近年、分析されるモデルはますます複雑化しつつある。そのような複雑化に対処するため、分析に関して通常多くのリソース及び時間を費やすソルバソフトウェアは、クラウド環境にオフロード又は移管されている。クラウドは、遠隔的なネットワーク化されたコンピュータ機能として考えることが可能であり、しばしばサービスとして販売可能であり、通常、インターネット上のサーバとして形成される。これはユーザ端末よりも非常に強力/高速であるようにできる。クラウドで利用可能なリソースを活用することにより、クライアント機器で実行可能な分析量よりも非常に多くの分析量を非常に短時間に分析できるようになる。更に、クラウドに移行することは、CADモデリング手段に利用可能なリソースを、ハードウェア及びソフトウェア双方の観点から非常に有効利用できるようにする。そのようなシステムの一般的なレイアウトが図1に示されている。

図1に示す概略図は、従来技術におけるクライアントマシン10及びクラウド20の間の区切り及びCAD/CAEタスクを示す。従来技術において、3D-CADモデル30は、クライアントマシンで利用可能であり、境界条件40の設定及びメッシュ生成50に使用される。ソルバソフトウェア60は、分析用の数値計算法を利用するものであり、クラウドに設けられている。演算結果はクライアントマシン10に戻され、表示される70。

しかしながら、モデルが複雑化し続けると、境界条件を設定するような作業は、クライアントマシンで実行するには困難になってくる。具体的には、現在のラップトップやサーバのモデルに対応する3D-CADデータを取り込むだけでさえ、高性能なワークステーションで何十分も或いは何時間もかかってしまう場合があり、そのようなモデルの処理は高性能なプロセッサ及びグラフィックスカードを必要とする。

そのような処理は、「可視化フォーマット(visualization format)」のようにも言及されてよい「ライトウェイト幾何学フォーマット(light-weight geometry format)」を利用して実行されることが可能である。これは完全なCADモデルよりも簡易なモデルである。通常、CADモデルと「ライトウェイト幾何学フォーマット」との間の主な相違は、CADモデルがモデルの完全な(連続的な)分析記述表現を含んでいるのに対して、「ライトウェイト幾何学フォーマット」はその離散的な表現を含んでいることである。

可視化フォーマットの適切な候補は、STLフォーマット、VRMLフォーマット、JTフォーマット等のようなファセット形態で幾何学形状の境界のみを保存するものである。ファセット形態(faceted form)は、切子面形態等と言及されてもよい。

ライトウェイト幾何学フォーマットを用いて境界条件のような分析情報を設定することは理論上可能ではあるが、それが困難であるのは、正確なメッシュは完全な3D-CADデータから出発する場合にのみ生成可能であるという点による。従って、ライトウェイト幾何学フォーマットから指定される情報を、メッシュ生成に使用される完全な3D-CADデータにマッピングすることが必要とされる。「マッピング」は、対応付け又は関連付け等と言及されてもよい。

CAEシステムの現在の生成工程はは、本来の元々の大規模な3Dデータを利用して、コンピュータメッシュを作成している。この元々のデータ(オリジナルデータ)に基づいて、ライトウェイト幾何学フォーマットにおける幾何学形状を動的に生成し、それをユーザとのやり取りに使用している。すなわち、これら従来のCAEシステムの場合、可視化フォーマットからオリジナルの3D-CAD幾何学形状への情報のマッピングは直接的であり、その理由は、前者が後者から直接的に生成され、両者がアプリケーションに利用可能だからである。

しかしながら、(CADモデルがオープンフォーマット(標準フォーマット)に変換されるような)多くの状況では、可視化ファイルを生成する元となるCAD幾何学形状は、現在使用しているCADモデルと同じではない。

従来技術に見受けられるCAE分析ツールは2つのカテゴリに分類できる：
1．境界条件及び/又はその他の設定事項(setting)がメッシュに付加される。

2．設定事項がCADモデルに付加される。

第1のカテゴリの場合、(分析に十分な解像度を有する)高解像度メッシュを生成するためにCADモデルが使用される。そして、そのメッシュに設定事項が付加されるので、設定事項を付加する際にCADデータは不要である。しかしながら、この方法の場合、メッシュは(非常に高い解像度で)正確でなければならず、事前処理を実行するコンピュータは、情報を読み取ることが可能である程度に非常に優れた大規模で高性能なメモリ及びCPUを備えていなければならない。

第2のカテゴリの場合、(図1に対応する)ソフトウェアツールはCADモデルを解放する又はオープンにすることが可能であり、設定事項は、モデルの中から関連する点/辺/面を選択することにより付加される。一般に、ライトウェイトメッシュは(例えば、3Dレンダリングの三角形分割のように)可視化の目的で内部処理的に生成され、これはユーザが実際に眺めることができる。このプロセスの後に演算メッシュが生成され、選択されたCAD要素(entity)と対応するメッシュ要素との間のマッピングが自動的に行われる。しかしながらこの方法は必要な情報の全てをソフトウェアが利用できるように有している場合に限られる。従ってこの場合も、事前処理を実行するコンピュータは、複雑なCADモデルを読み取ることが可能である程度に十分に優れていることを要する。

すなわち、ユーザコンピュータが完全なCADモデルにアクセスするコンピュータ機能を備えていない場合でさえ、境界条件及び他の条件をユーザコンピュータに設定できるようにすることが望ましい。更に、より高性能なコンピュータでの分析に使用されるCADモデルから、ローカルコンピュータの可視化データが直接的に導出されない場合でさえ、性能が劣るローカルコンピュータでアクセス可能なCAE設定事項(例えば、ある種の可視化データ中の境界条件)を、分析を実行する優れた性能のコンピュータで使用される完全なCADデータに対応付けることが可能であることが望ましい。

一実施形態による方法は、
コンピュータ支援技術（ＣＡＥ）分析のために、製造される製品のコンピュータ支援設計（ＣＡＤ）モデルをフレキシブルフォームに変換する方法であって、
新たなフォーマットのＣＡＤモデルを取得するために、オリジナルのＣＡＤモデルを別のフォーマットに変換するステップと、
前記オリジナルのＣＡＤモデルから取得されるアセンブリツリーであって前記製品を形成するための組み立てコンポーネントを含むアセンブリツリーと、前記アセンブリツリーに属するアセンブリ面各々に関する前記オリジナルのＣＡＤモデルによる可視化情報とを含む可視化データを提供するステップと、
アセンブリ面各々を明確に特定する照合情報を含む幾何学情報を提供するステップと
を有し、前記幾何学情報は、前記新たなフォーマットのＣＡＤモデルのＣＡＤ面と前記アセンブリ面との照合を可能にする、方法である。

CADモデルをフレキシブルフォームに簡易かつ適切に変換することが可能である。

クラウドを使用する現在のCAEシステムのレイアウトを示す図。 本願の実施形態による次世代クラウドイネーブルCAEシステムを示す図。 次世代クラウドイネーブルCAEシステムのデータ転送の様子を示す図。 実施形態による変換方法を示すフローチャート。 実施形態による条件設定方法を示すフローチャート。 実施形態によるCAE分析のための準備方法を示す図。 実施形態で使用されるユーザコンピュータ及びクラウドコンピュータを示す図。 実施形態において様々な幾何学フォーマットの間でデータがどのようにマッピングされるかを示す図。 実施形態によるフレキシブル3D-CADデータを示す図。 オリジナル3D-CADデータからフレキシブルフォームCADデータを生成する変換処理を示す流れ図。 実施形態による情報のマッピングの様子を示す図。 面マーカーとともにステップデータを生成するフローチャート。 面マーカーとして色情報を付加する例を示す図。 幾何学形状の表現を生成するフローチャート。 ループマーカの具体例を示す図。 ループのポイント及びフェースの比較例を示す図。 幾何学形状の照合プロセスを示すフローチャート。 幾何学形状の照合の際に排除される候補の具体例を示す図。 アセンブリツリーを含むファイルの具体例を示す図。 幾何学情報を示すファイルの一部の具体例を示す図。 境界条件を面IDに付けるファイルの一部を示す図。

＜実施の形態の概要＞
本願の第１の実施形態による方法は、
コンピュータ支援技術（ＣＡＥ）分析のために、製造される製品のコンピュータ支援設計（ＣＡＤ）モデルをフレキシブルフォームに変換する方法であって、
新たなフォーマットのＣＡＤモデルを取得するために、オリジナルのＣＡＤモデルを別のフォーマットに変換するステップと、
前記オリジナルのＣＡＤモデルから取得されるアセンブリツリーであって前記製品を形成するための組み立てコンポーネントを含むアセンブリツリーと、前記アセンブリツリーに属するアセンブリ面各々に関する前記オリジナルのＣＡＤモデルによる可視化情報とを含む可視化データを提供するステップと、
アセンブリ面各々を明確に特定する照合情報を含む幾何学情報を提供するステップと
を有し、前記幾何学情報は、前記新たなフォーマットのＣＡＤモデルのＣＡＤ面と前記アセンブリ面との照合を可能にする、方法である。

この第1の実施形態による方法では、オリジナルのCADモデルは、例えば私有のフォーマット(proprietary format)で利用可能であり、かつ公の標準規格(オープンスタンダード)(例えば、IEGS又はSTEP)のような別のフォーマットに変換される。オープンフォーマットへの変換には多くの利点が存在し、しばしば、(例えば、ソフトウェアが旧式になってしまった場合に)旧フォーマットとは異なる新フォーマットへの変換は重要であるが、オリジナルCADモデルにおける面と新フォーマットのCADモデルにおける面とが対応しないおそれがあるという問題点が存在する。異なるフォーマットへ変換する際に情報が失われるかもしれないので、オリジナルモデルから可視化データを作成することが望ましい。新フォーマットのCADモデル、可視化データ及び幾何学情報は、同時に作成されても良いし、或いは適切な任意の順序で作成されても良い。

実施形態によれば、オリジナルのCADモデルから作成された可視化データにおける面と新フォーマットのCADモデルにおける面とのマッチングを可能にする。マッチング(matching)は、一致、合致、適合、照合等と言及されてもよい。

現在のCAEシステムは、3D-CADデータから可視化データが内部で作成された場合に、視覚的な幾何学形状からの情報を完全な3D-CADデータにマッピングすることができるに過ぎない。実施形態は、この制約を克服し、2種類のデータが必ずしも同時には利用可能でない場合であって可視化データが完全な3D-CADデータから作成されていない場合に、そのような情報のマッピングを可能にする(すなわち、完全な3D-CADデータは、視覚的な幾何学形状が作成される元となるオリジナルCADデータとは異なるフォーマットにおけるものである)。

現在の多くのCAEシステムでは、メッシュ生成及び分析情報の設定の双方の処理がクライアントマシンで実行されているが、将来的には、CAEシステムはソルバだけでなくメッシュ生成段階をもクラウドシステムにオフロードした方が良い点に、発明者等は着目した。モデルサイズが大きくなるにつれて、メッシュ生成は、急速に、CAEにおける最も時間のかかる処理の1つになりつつあるので、その処理を一層強力なクラウドシステムに移行することが、分析時間を減らすために望まれるかもしれない。しかしながら、しかしながら、そのような「移行」は現在の形態では常には可能でなく、その理由は、分析に使用される完全な3D-CADデータ及び可視化データは、同じソースに由来していないかもしれないからである。境界条件を設定するために使用される予備処理ツールは完全な3D-CADデータに対する如何なるリンクも有していない一方、メッシュ生成ツールは境界条件及びそのような他の情報を設定するために使用される可視化データに対するリンクを有していないかもしれない。実施形態は、2つのデータ群がもはや直接的には結びつけられておらず、おそらくは異なるソースに由来する場合に、指定された情報を可視化データから完全な3D-CADデータにマッピングするために使用されることが可能である。

本願の実施形態は多くの利点をもたらすことが可能である。例えば、CADデータの保存が促進される。分析が実行されると、将来のリファレンス(将来の参照)のために結果のファイルを保存することが望ましい。しかしながら、それを行うことは実用的でなく、その理由は、結果データのサイズは、入力ファイルよりも通常は10倍〜1000倍大きいからである。このため、結果ファイル事態を保存するのではなく、結果の画像(すなわち、スクリーンショット)を、分析を実行するのに使用された入力ファイルと共に保存するのが慣例的である。このような運用は、フォーマットの変更を許容する実施形態ではもはや必要ない。

私有CADフォーマットで入力分析データを長期間保存することについては、フォーマット及び関連するソフトウェアを将来的にユーザが管理できなくなってしまうかもしれないというリスクが存在する。ある期間が経過した後、ベンダはもはや業務を行っていないかもしれないし、或いは最新のバージョンのソフトウェアが従来のデータと互換性をもはや有していないかもしれない可能性がある。従って、完全な3D-CADデータを、異なるフォーマット(好ましくは、STEPフォーマットのようなオープンフォーマット)で保存することが望ましい。しかしながら、現在の技術では、分析条件を設定するのに使用される可視化データへのリンクは失われる可能性がある。この問題を克服するため、本願の実施形態は、可視化データと新フォーマットのCADモデルとの間の関連づけを可能にするように使用されることが可能である。

更に、現在利用可能な技術を利用するCAEシステムの場合、完全な3D-CADデータは、分析を可能にするためにクライアントで利用可能でなければならない。ユーザが3D-CADデータの所有者又はオーナーでなかった場合、これはデータ保護(セキュリティ)の問題を招き、その理由は、合意した目的に限ってそのデータを利用するように、オーナーがユーザを全面的に信頼しなければならないからである。このような観点から、本願の実施形態はより安全であり(セキュリティが確保されており)、その理由は、クライアントは完全な3D-CADデータにアクセスする必要はなく、可視化データのみにアクセスすればよいからである。すなわち、本願の実施形態は、完全な3D-CADデータに対するアクセスを制限する方法を提供することができる。

本願の実施形態による方法を利用することで、オリジナルのCADモデルから1つのフレキシブルフォーム(flexible form)を作成することができる。フレキシブルフォームは、上述したように、新フォーマットのCADモデルと、可視化データと、幾何学情報とを含む。しかしながら、これらフレキシブルフォームの全ての要素(コンポーネント)が1つのコンピュータにとって利用可能であることは必須でない。ある要素はユーザコンピュータ(例えば、処理能力に関する使用制限を有するローカル端末)に保存され、別の要素はクラウドコンピュータ(例えば、より高性能なネットワーク化されたコンピュータシステム)に限って提供されてもよい。

本願の第２の実施形態による方法は、
新たなフォーマットに変換される製品のコンピュータ支援設計（ＣＡＤ）モデルのコンピュータ支援技術（ＣＡＥ）分析に関連する条件をユーザが設定するためにユーザコンピュータが実行する方法であって、
可視化データをユーザコンピュータにダウンロードするステップであって、前記可視化データは、オリジナルのＣＡＤモデルから取得されるアセンブリツリーであって前記製品を形成するための組み立てコンポーネントを含むアセンブリツリーと、前記アセンブリツリーに属するアセンブリ面各々に関する前記オリジナルのＣＡＤモデルによる可視化情報とを含む、ステップと、
ユーザコンピュータが前記可視化データを表示するステップと、
ユーザが前記可視化データの前記アセンブリ面を利用してＣＡＥ設定事項を付加するステップと、
を有し、前記ＣＡＥ設定事項は、前記ユーザコンピュータに利用可能な前記新たなフォーマットのＣＡＤモデルによらず、前記新たなフォーマットのＣＡＤモデルに対応付けることができるように、クラウドコンピュータに転送される、方法である。

この場合において、ローカルソフトウェアのユーザは可視化データに対するアクセス権を有し、アセンブリ面を利用して可視化データにCAE設定事項を付加することができる。CAE設定事項は分析のためにクラウドコンピュータに転送されることが可能である。ユーザコンピュータは、新フォーマットのCADモデルをダウンロードしたり保存したりする必要はなく、その理由は、クラウドに保存される幾何学情報が、アセンブリ面に対するCAE設定事項を、新フォーマットのCADモデルにおける対応するCAD面に実質的に合致させることが可能だからである。従って分析はローカルになされるCAE設定に基づいて行われ、新フォーマットのCADモデルがローカルに利用可能であることは必須でない。

このような実施形態では、可視化データはクラウドでは必要ない。本願の別の実施形態による方法は、
新たなフォーマットに変換される製品のコンピュータ支援設計（ＣＡＤ）モデルのコンピュータ支援技術（ＣＡＥ）分析に関連するクラウドコンピュータによる準備のための方法であって、当該方法は、
前記クラウドコンピュータが、オリジナルのＣＡＤモデルから変換される新たなフォーマットのＣＡＤモデルと幾何学情報とを保存するステップであって、前記幾何学情報は、前記オリジナルのＣＡＤモデルから取得されるアセンブリツリーのアセンブリ面各々を特定する照合情報を含み、前記アセンブリツリーは前記製品を形成するための組み立てコンポーネントを含む、ステップと、
前記クラウドコンピュータが、可視化データを利用して前記アセンブリ面を参照することにより入力されるＣＡＥ設定事項を受信するステップと、
前記クラウドコンピュータが、前記幾何学情報を利用して、前記アセンブリ面と、前記新たなＣＡＤモデルにおける対応するＣＡＤ面とを照合するステップと、
前記クラウドコンピュータが、前記ＣＡＥ設定事項と、前記新たなＣＡＤモデルにおける対応するＣＡＤ面とを対応付けるステップと
を有する、方法である。

クラウドコンピュータは新フォーマットのCADモデルと幾何学情報とを保存する。従って、クラウドコンピュータが、可視化データに組み込まれたCAE設定事項を受信すると、照合情報を利用してCAE設定情報をCAD面にマッピングすることにより、新フォーマットのCADモデルのCAD面にそれらをリンクさせることが可能である。

本願の第1の実施形態による方法は、フレキシブルフォームモデルの作成側で実行されて良い。第2の実施形態による方法は、CAE技術者のようなユーザにより、シミュレーションを設定するための予備処理ソフトウェアを利用して実行されて良い。第3の実施形態による方法は、ソルバを動作させて分析を実行するために自動的に及び/又はマニュアル入力と共に実行されても良い。前記クラウドコンピュータが新フォーマットのCADモデルを利用してCAEを実行すると、性能が劣ったユーザコンピュータのローカルユーザに利用可能な可視化データで表示を行うために、演算結果をCAD面からアセンブリ面に対応付けることが可能である。

実施形態において、幾何学情報は、アセンブリ面の各々を明確に(unambiguously)特定する照合情報を含む(アセンブリ面は、可視化データ及び幾何学情報の双方において同一である)。新フォーマットのCADモデル面と可視化のアセンブリ面との間で、設定事項及び結果のマッピングを支援するために、更なる情報が幾何学情報に含められても良い。

一実施形態において、更なる情報は面マーカーの形式で生成される。面マーカーは前記オリジナルのＣＡＤモデルからデータを読み取ることにより生成されてもよい。そのデータは、前記新たなフォーマットのＣＡＤモデル及び幾何学情報の対応する面について使用され、対応する面は同じマーカーを有する。前記新たなＣＡＤモデルは、前記新たなフォーマットのＣＡＤモデルのＣＡＤ面の新たなフォーマットの面マーカーを含むことが可能であり、前記幾何学情報は、前記アセンブリ面の対応するアセンブリ面マーカーを含んでいてもよい。マーカーは、着色値、透明値、番号、文字、記号等のような面を特徴付ける任意の形式であってよい。面マーカーは、面の各々を一意にマークすることは必須でなく(同一のマーカーがモデルの1つより多い面について使用可能である)、照合プロセスが実行される場合に、サーチ範囲を狭めるために、照合の最初のステップに使用されることが可能である。

照合プロセスで使用される情報は、アセンブリ面の各々を明確に特定することが可能な任意の情報であって良い。例えば、照合情報は、面上の点の数、或いは面周囲をなす辺に属する点の数、或いは双方に属する点の数等の適切な任意の情報を有してよい。好ましくは、アセンブリ面各々に対する照合情報は、面のループに属する少なくとも3点の形式で少なくとも1つのループマーカーを含む。これはコンパクトな形式の照合情報である。孔又は特定の輪郭その他のプロファイルを含む面のような複雑な面の場合、1つより多い数のループマーカーが必要になる。

照合情報を利用して、アセンブリ面とＣＡＤ面との間の最終的な照合がなされる前に、前記新たなフォーマットの面マーカーと幾何学情報の面マーカーとを比較して、可能性のある照合の選択肢を減らすように、面マーカー及び照合情報が組み合わせて使用されてもよい。

可視化データ及び幾何学情報の双方は同じアセンブリ面を含んでいる。これらの面にはラベルが付されていても良い。適切な如何なるラベリングが使用されてもよく、好適な実施形態では、アセンブリ面各々に対する面ＩＤが、前記可視化データの一部として及び幾何学情報の一部として保存されることを想定している。新たなフォーマットCADモデルのCAD面は、照合がなされた後に、面IDによりラベル付けされても良い。

CAEステップに関し、前記ＣＡＥ設定事項が、ＣＡＥ分析のための境界情報のようなモデリングに関する任意のユーザ設定事項を含むことが可能である。前記ＣＡＥ分析は、メッシュ生成処理及びソルビング処理を含んでいてもよい。

上述したように、クラウド環境において前記新たなフォーマットのＣＡＤモデルを利用してメッシュ生成処理及びソルビング処理が実行され、ＣＡＥ設定事項の入力はユーザコンピュータにおいて簡易な可視化データを利用して実行されてもよい。

前記可視化データは、アセンブリツリーに属する面の各々について、前記オリジナルのＣＡＤモデルからの化しか情報及びアセンブリツリーを含む。「アセンブリツリー」という用語は、本願においては、アセンブリのコンポーネントの識別子及びアセンブリにおける親子関係を含む任意の構造として、広義に解釈されるべきであり留意すべきである。

可視化情報は、三角形分割情報を含んでいてもよく、例えば、オリジナルのCADモデルにおける分析モデルの離散化バージョンを利用することにより、かにな形式の製品モデルをもたらしてもよい。

実施形態は装置の形態にも拡張される。本願の実施形態による第１の装置は、
コンピュータ支援技術（ＣＡＥ）分析のために、製造される製品のコンピュータ支援設計（ＣＡＤ）モデルをフレキシブルフォームに変換するコンピュータ装置であって、或る方法を実行するように動作するコンバータを有し、前記或る方法は、
新たなフォーマットのＣＡＤモデルを取得するために、オリジナルのＣＡＤモデルを別のフォーマットに変換するステップと、
前記製品を形成するための組み立てコンポーネントを含むアセンブリツリーを前記オリジナルのＣＡＤモデルから取得するステップと、
前記アセンブリツリーと、前記アセンブリツリーに属するアセンブリ面各々に関する前記オリジナルのＣＡＤモデルによる可視化情報とを含む可視化データを提供するステップと、
アセンブリ面各々を明確に特定する照合情報を含む幾何学情報を提供するステップと
を有し、前記幾何学情報は、前記新たなフォーマットのＣＡＤモデルのＣＡＤ面と前記アセンブリ面との照合を可能にする、コンピュータ装置である。

この実施形態は、新フォーマットのCADモデル、アセンブリツリー、可視化情報及び幾何学情報を含むフレキシブルフォームのCADモデルを作成することに関連する。そのような作成の処理は、例えば、クラウドにおいて適切な変換ソフトウェアを利用して実行されても良いし、サーバ又はサーバ群で実行されても良い。

本願の実施形態による第２の装置は、
ユーザ設定条件のためのユーザコンピュータによる方法であって、新たなフォーマットに変換される製品のコンピュータ支援設計（ＣＡＤ）モデルのコンピュータ支援技術（ＣＡＥ）分析のためにユーザが条件を設定できるようにするユーザコンピュータであって、
可視化データを読み取るように動作する入力部であって、前記可視化データは、オリジナルのＣＡＤモデルから取得されるアセンブリツリーであって前記製品を形成するための組み立てコンポーネントを含むアセンブリツリーと、前記アセンブリツリーに属するアセンブリ面各々に関する前記オリジナルのＣＡＤモデルによる可視化情報とを含む、入力部と、
前記可視化データを表示するように動作するディスプレイと、
ユーザが前記可視化データの前記アセンブリ面を利用してＣＡＥ設定事項を付加できるように動作するユーザインタフェースと、
前記ユーザコンピュータに利用可能な前記新たなフォーマットのＣＡＤモデルによらず、分析のために前記ＣＡＥ設定事項をクラウドコンピュータに転送するように動作する出力部と
を有するユーザコンピュータである。

この装置は、フレキシブルフォームCADモデルの可視化データが利用可能である端末のようなローカルコンピュータに関連している。

本願の実施形態による第３の装置は、
新たなフォーマットに変換される製品のコンピュータ支援設計（ＣＡＤ）モデルのコンピュータ支援技術（ＣＡＥ）分析のための準備処理を行うクラウドコンピュータであって、
オリジナルのＣＡＤモデルから変換される新たなフォーマットのＣＡＤモデルと幾何学情報とを保存するように動作するメモリであって、前記幾何学情報は、前記オリジナルのＣＡＤモデルから取得されるアセンブリツリーのアセンブリ面各々を特定する照合情報を含み、前記アセンブリツリーは前記製品を形成するための組み立てコンポーネントを含む、メモリと、
可視化データを利用して前記アセンブリ面を参照することにより入力されるＣＡＥ設定事項を受信するように動作する入力部と、
前記幾何学情報を利用して、前記アセンブリ面と、前記新たなＣＡＤモデルにおける対応するＣＡＤ面とを照合するように動作する照合部と、
前記ＣＡＥ設定事項を、前記新たなＣＡＤモデルにおける対応するＣＡＤ面に付与する変換部と
を有する、クラウドコンピュータである。

メモリ及び照合部はストレージ及び処理機能部として提供されてもよく、入力部及び変換部はネットワークリンクであってもよい。

更なる一般的なプログラムの形態により提供されるプログラムは、分散されたコンピュータシステム又はローカル端末のようなコンピュータ装置にロードされた場合に、上記の何れかの方法又それらの任意の組み合わせによる方法を実行できるように、コンピュータ装置を構築する。

本願の実施形態による特徴及び付随する特徴は自由に組み合わせられて良い。例えば、コンピュータ又はコンピュータ装置による好適実施形態は、1つ以上の好適な実施形態による方法に対応する機能を組み込むように形成されてよい。

実施形態は、コンピュータハードウェア、ファームウェア、ソフトウェア又はそれらの組み合わせにより実施されることが可能である。実施形態は、コンピュータプログラム又はコンピュータプログラム関連製品として実現されることが可能であり、すなわち、プログラムは、例えば暫定的でないマシン読み取り可能な記憶装置又は伝送信号により、有形の情報伝送形態で実現され、1つ以上のハードウェアモジュールの動作を制御するために実行される。

コンピュータプログラムは、コンピュータプログラム部分又は1つより多いコンピュータプログラムの形態であってもよく、コンパイルされる又は解釈される言語を含む任意の形式のプログラミング言語で書き込まれることが可能であり、ライブラリ、スタンドアローンプログラム、モジュール、コンポーネント、サブルーチン、又はその他のユニット(データ処理環境で使用するのに適したユニット)等を含む任意の形式で配備されることが可能である。

方法の実施形態は、コンピュータプログラムを動作させ、入力データについて処理を行って出力を生成することにより本願の機能を実行するプログラム可能なプロセッサにより事項されることが可能である。

実施形態は或る特定の実施形態の観点から説明されている。他の実施形態も添付の手億虚勢級の範囲に属する。例えば、実施形態のステップは異なる順序で実行されることが可能であり、それでも所望の結果に到達することが可能である。

好適実施形態による装置は、所定の機能を実行するように形成され、又は動作可能に形成されるように説明されている。これらの形態又は配置はハードウェア、ミドルウェア又はその他の適切な任意のシステムにより実現されてもよい。好適な実施形態では、形態又は配置はソフトウェアにより形成されている。

以下、添付図面に示されている特定の非限定的な実施形態を参照しながら開示内容を説明する。

＜実施の形態の詳細な説明＞
図2は、本願の実施形態による次世代クラウドイネーブルCAEシステムを示し、図1に示す要素と類似する要素には同じ番号を使用している。図1に示す従来例とは異なり、クラウドコンピュータ20は、メッシュ生成50だけでなくソルバ又は処理部(solver)60についても使用されている。CAE設定事項の入力ステップが、クライアントマシンで行われる。「マシン」は、装置、コンピュータ、コンピュータ装置等と言及されてよい。クライアントマシンにおける分析に関して設定事項(setting)を提供するために使用されるデータも、結果の表示に使用される。

図3は、図2と同様であるが、境界条件を設定して境界条件をメッシュに変換するために、クライアントマシン及びクラウドマシンの間でなされるデータのやり取りを補足的に示す。クライアントマシンは可視化データを利用し、メッシュ生成プロセスは3D-CADデータ90を使用する。「可視化」は視角化と言及されてもよい。これら2つのフォーマット間のデータ変換は、本実施形態では重要な処理である。

図4は実施形態によりフレキシブルCADの変換方法の概略を示す。オリジナルCADモデル100(専用又は私有のフォーマット、公開されているフォーマット(オープンフォーマット)、その他の任意のフォーマットであってもよい)は、新フォーマットCADモデル120(同様に任意のフォーマットであってよいが、オープンフォーマットであることが多い)と、可視化データ140と、幾何学情報130とに変換される。オリジナルCADモデルは、元々のCADモデル、本来のCADモデル等と言及されてもよい。幾何学情報は、オリジナルモデルから生成された可視化データと新フォーマットCADモデルとを照合するために使用される。新フォーマットCADモデル、可視化データ及び幾何学情報は、共に、フレキシブルフォームCADデータ110を構築する。以後、フレキシブルフォームの個々の部分は別々に保存されてもよいが、幾何学情報を利用することにより、新フォーマットCADモデル及び可視化データは常に結びつけられる(すなわち、リンクされる)ことが可能である。

図5はユーザ端末においてCAE設定事項を提供するための概略フローチャートを示す。ステップS10において、可視化データが提供される(例えば、ダウンロードされてもよいし、或いはローカルストレージから取得されてもよい)。ステップS20において、可視化データがユーザに表示される。ステップS30において、表示された可視化データに基づいて、ユーザは、境界条件等のようなCAE設定事項を付加する。例えば、ユーザは、可視化データのアセンブリ面(assembly face)における温度、負荷、荷重、又は外的な流体流れ条件を付加してもよい。ステップS40において、CAE設定事項は、より高性能なコンピュータに転送される。可視化データに付加される設定事項の位置(ポジション)は、幾何学情報を利用して、より高性能なコンピュータにおける完全なCADモデルの面(face)に対応付けることが可能であり、その幾何学情報は、可視化データと同じ形態又はトポロジを有しかつ同じアセンブリ面を含み、可視化データの場合と同じ方式でラベル付け/特定されている。

図6は、CAE分析のための準備方法を示す別の概略フローチャートである。ステップS50において、新フォーマットCADが提供される。ステップS60において、アセンブリ面に関連するCAE設定事項が(例えば、ユーザ端末から)受信される。ステップS70において、アセンブリ面が、新フォーマットCAD面と照合される。そして、ステップS80において、CAD面を修正又は訂正するために設定事項が対応付けられる。その後、分析が実行される。

図7は、リンクされたサーバとして表現されている、ローカルコンピュータ/ユーザ端末10とクラウドコンピュータ20に対するリンクとを示す概略図である。ローカルコンピュータ及びクラウドコンピュータは、例えばインターネットのような公のネットワークを介してリンクされてもよいし、或いは例えば会社内のようなプライベートネットワークを介してリンクされてもよい。

図8は、異なる幾何学フォーマットの間でデータを対応付けることの困難性を説明するための図を示す。

そのような一般的な設定によるデータを対応付ける際の主な問題は、2つのモデル表現の形状(トポロジ)が相違する可能性があることである。可視化データが完全な3D-CADデータから直接的に作成されていない場合、面、エッジ、頂点及びそれらの順序(順序が存在する場合)は、両者の間で相違するかもしれない。エッジは、辺、端、縁、端部、辺端部等と言及されてよい。図8は、完全なCADデータを用いて描かれた一体型部分を右側に示し、可視化データを左側に示している。「面」はフェースと言及されてもよい。2つのフォーマットにおいて、面は別様に番号付けされてもよい。例えば、可視化データの面＃1は、3D-CADデータにおける面＃1及び面＃2の組み合わせに対応している。

本願の実施形態は、図2に示すような次世代クラウドイネーブルCAE分析システムを形成可能にする。このシステムでは、ユーザとのやり取りを行う有効なGUIにより、簡易式の(light-weight)精度が劣る幾何学フォーマットを利用して、可視化メッシュ生成を行い、ソルビング(solving)の処理は、正確な3D-CAD幾何学フォーマットを用いてクラウドシステムで実行される。

これは、クライアントコンピュータでの可視化のためのライトウェイト幾何学フォーマットにより規定されるユーザデータを、クラウドシステムにおける完全な3D-CADデータに対応付ける新規な方法により可能になる。

実施形態は、「フレキシブルCADフォーマット」を生成及び利用することを提案する。好ましいフレキシブルCADフォーマットは図9に詳細に示されている。これはオリジナルの3D-CADデータから生成される。これは後述する説明部分で詳細に説明される3つの情報得分を含む：
・STEPフォーマットで保存される3D-CADデータ。この3D-CADデータはフェース又は面に付加される追加的なマーカー(例えば、着色情報又は透明情報等)を伴う。

・幾何学形状の説明。この説明は、モデル内の面の境界を規定する1つ以上のループを示す付加情報と共にアセンブリツリーを含む(例えば、ループの端部又はエッジの座標(又は座標点群))。

・可視化データ。可視化データは、面IDと共に指定されるライトウェイトフォーマット(例えば、STL又はVRML等のようなファセットフォーマット)で保存される。

本願においてSTEPフォーマットがリファレンスフォーマットとして使用されているが、理論上、そのような目的で他のCADフォーマットを利用できることに留意を要する。しかしながら、説明の便宜上、以下の具体例においてSTEPフォーマットが使用されている。

面及びループのマーカーは、STEPデータと幾何学形状の説明との間の対応関係を提供する。ループマーカーを利用すると、3D-STEPファイルにおける面と幾何学形状の説明における面IDとの間の明確な1対1の対応関係をもたらす。「面ID」はフェースID等と言及されてもよい。この対応関係は面IDにより可視化データに引き継がれる。このようにして、クライアントコンピュータで特定の面IDに付される境界条件等の情報は、クラウドシステムで使用される3D-STEPファイルにおける対応する面にマッピングされることが可能である。

ユーザが境界条件を設定するために使用する事前処理ソフトウェアは、面及び面IDの間の対応関係を利用できるので、境界条件を設定する際にユーザが選択した面のIDを常に知ることが可能である。ソフトウェアがループ情報を知ることは必須ではなく、ユーザにより選択された面をIDに関連付けるだけでよい。

ループ情報を利用する主要な特徴の1つは、それがフォーマットの変更に関して不変であることである。面の順序が変更されたり、面が統廃合(分割又は併合)された場合でさえ、ループ情報が利用可能である限り、その対応関係を利用することが可能である。

図10には、フレキシブルCADフォーマットを生成する様子が概略的に示されている。

プロセスはオリジナルの3D-CADデータ100とともに始まる。データは3つの異なる形式で使用される。第1に、オリジナルの3D-CADデータはSTEPフォーマットに変換するために使用され、変換後のデータに面マーカーが付加される。「面マーカー」はフェースマーカーと言及されてもよい。第2に、オリジナルの3D-CADデータ100は、ループマーカー、面ID及び面マーカーを含む幾何学形状説明データを生成するために使用される。第3に、オリジナルの3D-CADデータ100は、面IDと共に可視化データ140を生成するために使用される。これら3つの変換の少なくとも一部が同時に実行されてもよい。

STEPフォーマット及び幾何学形状説明データで使用される面に関して特定のトポロジ/番号付けの体系が使用されているか否かにかかわらず、STEPフォーマット及び幾何学形状説明データにおける同じ面に面マーカーが付加される。例えば、オリジナルのCADデータに着色(又は他のマーカー)情報が先ず付加される。次に、オリジナルCADデータは、新CADフォーマット(例えば、STEP)に変換される。この変換の際に、トポロジが変更される場合があり、例えば、1つの面が2つの面に分割されるかもしれない。しかしながら、変換部は着色情報を維持しているので；生じる2つの面は、オリジナルの面に対して指定された色を有することになる。一方、幾何学形状の説明がオリジナルのCADデータから作成され、面の各々に付加された着色情報もこの段階で記録される。

面マーカーは、例えばオリジナルCADモデルの場合と同様に、オリジナルの面IDから生成されてもよい。更に、幾何学形状の説明と可視化データとに同じ面IDが使用されてもよい。オリジナルCADモデルからの面IDを保つことは有利である、なぜなら、境界条件及びシミュレーション設定事項を与えた際のオリジナルモデルと同じ構造を有する可視化データを、ユーザは眺めることができるからである。

図10に示されている次世代CAEシステムに関する実施形態において、フレキシブルCADデータの可視化データは、境界条件及び他の関連情報を設定するためにクライアントコンピュータで使用される。次に、これらの設定事項はクラウドプラットフォームに送られ、クラウドはメッシュ生成プロセスでSTEPデータを利用する。メッシュ処理が完了した後であってソルバの段階の前に、可視化データの設定事項を、STEPデータから生成された3Dモデルに組み込むために、幾何学形状の説明が使用される。

図11は可視化幾何学形状からSTEP幾何学形状への情報の対応付けの関係を示す。このプロセスの主要な特徴は幾何学形状照合モジュールである。図11の左側に示されているように、ユーザ設定事項は可視化データにおいて設定され、面IDを含み、幾何学形状照合部に提供される。一般に、STEPモデル面IDは、可視化データにおける面IDとは異なる。図11の右側に示されているように、STEPデータから生成された3Dモデルが存在する。幾何学形状説明におけるフェースマーカー、ループマーカー及び面IDは、STEPモデル及びユーザ設定事項とともに、幾何学形状照合の際に各自の面IDとともに使用される。照合のプロセスにおいて、STEPモデルのCAD面は、面マーカー及びループマーカーを利用して可視化データにおけるアセンブリ面と照合されることが可能である。この段階において、可視化データからの面IDはSTEPデータの適切な面にマッピングされることが可能であり、3Dモデルはユーザ設定と共に提供されることが可能である。

変換プロセス及びマッピングプロセスに関する以下の詳細な説明は、実施の形態における2つの重要な段階の具体例をもたらす。

1．変換プロセス（オリジナル3D-CADデータからフレキシブル3D-CADデータへの変換）
a．面マーカーを有するSTEPデータを生成する
このステップでは、オリジナルの3D-CADデータがSTEPフォーマットに変換され、マーカーが付加される。このプロセスは図12に示されている。

先ず、ステップS100において、オリジナルの3D-CADデータが変換ツールに取り込まれる又はインポートされる。その後、使用されているCADカーネルで既に利用可能な機能を利用して、ステップS110において、オリジナルデータがSTEPフォーマットへ変換される。オリジナルの3D-CADデータにおけるアセンブリコンポーネント各々の面各々について、ステップS120において、マーカー(例えば、色の値又は透明値)が付される。マーカー情報は、ステップS130において、幾何学形状の説明と共にファイルに書き込まれる。コンポーネントは、部品、素子、要素等と言及されてもよい。

マーカーは面の各々を一意に特定することが好ましいが、複数の面が同じマーカーを共有してもよいことに留意を要する。そのような具体例は図13に示されており、幾何学形状の上位部分の何れの面も同じ色を共有する(暗い灰色の部分)。すなわち、図13の上位面と上位面の一部分として見える円形孔とは、何れも同じ着色である。

面マーカーは、対応関係を設定しようとする場合に、検索範囲を減らすために使用される。検索範囲は、サーチ空間等と言及されてもよい。(オリジナルのCADモデルに由来する)幾何学形状の説明の中で示されているM個の面とSTEPデータの中で示されているN個の面とを照合しようとする場合、M×N個の可能な組み合わせが存在する。ここでマーカーを利用すれば、同じマーカーを有する面の組み合わせに絞り込むことができる。例えば、幾何学形状の説明における着色1x001122の面と、STEPファイルにおける着色0x001122の面とを照合して合致するものを探せばよい。その組み合わせ数は、M×Nと桁が異なるほど少ないであろう。

非常に少ない面の非常に小さなCADモデルの場合であるならば、全てのサーチ空間を探すことが可能である。しかしながら、何百ないし何千もの面を有する実際のモデルの場合、そのような検索は法外に大規模になってしまうおそれがある。そのようなマーカーを利用することにより、検索の処理負担は著しく減少し、照合も非常に効率的に実行できるようになる。
b．ループマーカーを有するアセンブリデータを生成する
このステップでは、アセンブリツリー情報及びループ情報という2種類の情報をオリジナルの3D-CADデータから抽出し、それらをファイルに書き込む。このプロセスは図14に示されている。

先ず、使用されるCADカーネルにより提供される機能を利用して、アセンブリモデルが読み取られ(S140)、アセンブリツリーの構造がファイルに書き込まれる(S150)。書き込まれる必要がある重要な情報は、パーツ(部分)の名前及び親子関係である。アセンブリ情報の読み取りは、通常、ルート又は起点から始まって再帰的に実行される(ルートは、メインアセンブリと言及されてもよい)。

次に、ステップ160において、アセンブリのコンポーネント各々の面各々について、及び個々の面のループ各々のエッジ各々について、少なくとも3つの点が生成され、ファイルに保存される。理想的には、個々の点は、エッジから十分に隔たっているべきであり、例えば、エッジの起点、中点及び終点から十分に隔たっている。図15は、図13に示すようなコンポーネントの2つの面に対するループマーカーの具体例を示す。そして、ステップ170において、面各々の幾何学形状の説明に、固有の面IDが指定される。

図1はループ点及び面の比較例を示す。ループをなす点の全てが面上にある又は面の一部に非常に接近している場合、ループ点と面とは合致している。図16に示す例の場合、ループ点(黒点)は、暗く影が付されている面(内側の面)のエッジにほとんど正確に該当しているだけでなく、明るい影が付されている(外側の面)のエッジにも非常に接近している。内側面及び外側面の双方の点群は非常に近いので、何れかの面を排除することは困難である。しかしながら、暗い方の面が、ループの点群に近いので、適切に合致している面として選択される。

一般に、非常に小さな面を取り扱うような場合に、この種の事態が生じる。

2．マッピングプロセス
このプロセスの目的は、マーカーを利用して、STEPファイルにおける面と幾何学形状説明ファイルで使用されている綿IDとの間に1対1の合致する関係(対応関係)を設定することである。このプロセスはアセンブリ構造のコンポーネントの各々について一度実行される。

照合プロセスにおける最初のプロセスは、面マーカー情報を利用して検索範囲を狭めることである。面マーカーの各々について(例えば、着色値の各々について)、STEPファイルに属する面のうちの一部の面(部分集合)と、そのマーカーに対応する幾何学形状説明に属する面IDのうちの一部の面ID(部分集合)とが、全体の中から抽出される。一般に、この第1のステップの後では、各々の集合に属する要素数は10要素又はそれ未満である。実際、マーカーが面各々について固有である場合、或いは非常に多数の利用可能なマーカーが存在する場合、要素数はかなり小さくなり、例えば、1つ又は2つになるかもしれない。

面IDの各々とSTEPファイルの1つ以上の面とを照合する処理は、2つの処理ステップでなされてもよい。先ず、不適切な照合を排除するために、ループマーカーが使用される。面IDの各々について、指定されている幾何学形状説明に含まれている点(群)から、STEPファイルにおける面を規定する輪郭(ループ)までの距離が、算出される。距離が所定の閾値(例えば、1mm)より大きな点(群)が存在する場合、その面は、合致を照合する候補リストから除外される。

図18にはそのように除外する例が示されており、右側の面は、左側の面IDに対する一致不一致の候補リストから排除される。

避けた方が良い全ての面が排除されると、STEPファイルにおける可能な面の候補の数に基づいて、処理が実行される。可能な候補が1つしか存在しなかった場合、照合は完了する。1つより多い候補が存在する場合、最も良く合致するものが選択される。候補が存在しなかった場合、アプリケーションにより処理される例外処理が生じる。

図17はマッピングプロセスの具体例に関するフローチャートを示す。面マーカーを有するSTEPフォーマット3D-CADファイルと、面マーカー、ループマーカー及び面IDを有する幾何学形状説明ファイルとが、面マーカーCの各々について比較される。ステップS200において、マーカーCを有する全てのCAD面が見出され、ステップS210において、マーカーCを有する全ての面IDが幾何学形状説明ファイルから見出される。次に、STEPフォーマット面の各々について、ステップS220において、現在のマーカーCを有する候補面IDの初期リストが見出される。ステップS230において、マーカーCを有する3D-CAD面が、ループマーカーと比較され、各CAD面についてループマーカーからの最大距離が求められる。ステップS240において、閾値を超える最大距離を有する幾何学形状説明における面の面IDが除外される。この段階において、ステップS250に示されているように、候補数が評価される。唯1つの候補の面IDしか存在しなかった場合、それが3D-CAD面FCに適切に合致している。1つより多い候補が存在する場合、ステップS270において、最も合致するものが見出される。候補が存在しなかった場合、ステップS280において例外処理が生じる。

本願の実施形態による具体例
一実施形態で使用される特定のファイルに関連し、以下の3つのステップによる機能を発揮する具体例を説明する：
・オリジナルCADからフレキシブルCADへの変換(分析ステップに先行する何らかの時点で実行される)
・境界条件の設定(クライアントコンピュータで実行される)
・CADメッシュ生成及び分析(クラウドで実行される)
ステップ1：オリジナルCADからフレキシブルCADへの変換
CADデータはプロ/エンジニア(Pro/Engineer)フォーマットで保存されている。これは、広く使用されている秘密形式のCADフォーマットのうちの1つである。ラップトップモデル全体のようなモデルは、非常に大規模になる可能性があり、多数のリソースをオープンに処理することが可能である。更に、Pro/Eはクローズドフォーマットであり、長期的なアーカイブの目的には理想的でないかもしれない。

第1のステップは、コンバータツールを利用して、Pro/Eフォーマットを「フレキシブルCADフォーマット」に変換し、その場合に例えば次のようなコマンドを利用してもよい：
PROEConverter.exe. model.asm flex_cad
変換が終わると、flex_cadフォルダは以下のファイルを含んでいる：
a.flex_cad＼model.stp
b.flex_cad＼model.dum
c.flex_cad＼shapes＼part1.slb
d.flex_cad＼shapes＼part2.slb
e.flex_cad＼model.comp
a)完全なCADモデルを保存しているが、オープンであるSTEPフォーマットで保存しており、これはオープンでない(proprietary)Pro/Eフォーマットと異なる。このSTEPファイルにおいて、全ての面に色情報(面マーカー)が指定されている。

b、c、d)三角形に分割された幾何学形状を保存しており、可視化に使用される。特に、b.はアセンブリツリー情報を含み、c,d)はそれぞれパート1及びパート2の全ての面についての三角形を含んでいる。更に、面の各々について、三角形とともに、面IDが保存されている。これらは「可視化データ」と減給油されているものである。

e)幾何学形状の説明のデータを保存しており、すなわち照合に必要な外部情報を保存している。この例では、着色情報(面マーカー)及びループ情報(ループマーカー)が使用されている。

かつてPro/Eファイルであったものは、完全なCADデータ(a)、可視化データ(b、c、d)及び照合のための外部情報(e)という3種類の情報項目の集まりを有している。

実際の変換は、通常、実際の分析には関連しない何らかの時点で実行される。当然に、分析の直前に実行されてもよい。

この変換の後、オリジナルのCADモデル(Pro/Eモデル)は最早必要ない。

ステップ2：境界条件の設定
この第2の段階では、(一般的にはCAEモデルの制作者でなくてもよい)CAEエキスパート(開発者又は専門家等)は、シミュレーションを行うための予備的なソフトウェアを使用する。このソフトウェアは、上記の例の(b、c、d)である可視化情報を読み取るに過ぎない。他の2つ(a、e)は必要とされない。可視化情報は面IDを含むことに留意を要する(これらは、c、dに保存されている)。

全てのシミュレーション設定作業は、通常、特別に優れた性能を備えていなくても良いデスクトップコンピュータにおいて、簡易な幾何学情報(ライトウェイト幾何学情報)を利用する。

ユーザがモデルの設定を完了すると、境界条件のようなシミュレーション設定事項が、次のような別のテキストファイルとして保存される：
f.flex_cad＼model.fcnt
このファイルは、例えば、立体の「パート1」(solid“part 1”)に属するIDが「35」である面に関し、1MPaの圧力が設定されていることを示す。面について指定されるIDが提供され、その情報は後の利用に備えて保存される必要がある。

ステップ3：CADメッシュ生成及び分析
第3の段階では、例えばクラウド又は企業群(company cluster)の1つのような一層優れた装置(マシン、コンピュータ等)を利用して、高解像度3Dメッシュを生成し、その後に分析を実行する。この段階は(a、e、f)の情報しか必要としない。最初の情報項目(a)は、目種を生成するのに必要とされていた完全なCADモデル(STEPフォーマット)である。最後の情報項目(f)は、境界条件及び材料特性等のようなシミュレーション設定事項である。2番目の情報項目(e)は、(a)及び(f)を結びつける(リンクさせる)ために必要とされる。(e)の情報を利用することにより、CADモデル中の1つ以上の何れの面が、面IDに対応するかを正確に知ることができる。

図19は、モデルのアセンブリツリー、すなわちファイル(b)のアセンブリツリーを含むDMUファイルの具体例を示す。これは、親/子の情報及びパーツの名称に加えて、その他の情報も含んでいる。

図20は、パーツの情報を示すCOMPファイル(e)の部分の具体例を示す。COMPファイルは幾何学形状の説明に関連する。これは、エッジの点の形式による面各々についての輪郭、面ID及びループ情報として示される面マーカーを含む。

図21は、境界条件が面IDに付けられているFCNTファイル(f)の一部分の例を示す。

フレキシブルCADモデルは、面マーカー(一実施形態では着色情報)を付加するように修正されたCADモデル(すなわち、一実施形態では、DMU及びSLBファイル)及び可視化データ(一実施形態では、STEPフォーマットで保存される)の双方を含む。(予備的な処理で使用される)前者が(演算メッシュを作成するために使用される)後者と照合される。

コンポーネントツリーは、オリジナルのCADモデル(例えば、これはPro/Engineeringファイルであってもよい)から作成される。その理由は、オリジナルのモデルは正しい構造であって、ユーザが眺めなければならないからである。コンポーネントは、部品、素子、要素等と言及されてもよい。STEPフォーマットに変換する場合に、この構造は変化しても良く、例えば、変換の際に何らかのコンポーネントが複数のサブコンポーネントに分割されても良い。その形状はユーザにとって便利ではないので、オリジナルの構造が維持されるべきである。

変換は例えば次のようにして実行される。上述したように、オリジナルCADモデル(たとえば、Pro/Engineering)は以下の要素に変換される：
a.flex_cad＼model.stp
b.flex_cad＼model.drnu
c.flex_cad＼Shapes＼part1.slb
d.flex_cad＼Shapes＼part2.slb
e.flex_cad＼model.comp
上述した図10の場合、a)はSTEPデータを表し、e)は幾何学形状説明データを表し、b,c,d)は可視化データを表す。STEPファイルに対するフェースマーカー(例えば、着色)、幾何学形状説明データに対するループマーカー及び面IDが付加される(例えば、COMPファイルにより設定することが可能である)。幾何学形状説明データに付加されたのと同じ面IDが、可視化データにも付加される。

可視化データの面IDは、変換ステップ(上記の例のステップ1)の最中に、設定される。幾何学形状照合部は、STEPファイルにおける面ID及び面の間の対応関係を設定する必要がある。具体例は図8に示されている。これが自明ではない理由は、CADデータのトポロジ(形状)は、オリジナルのフォーマット(例えば、Pro/E)からSTEPフォーマットに変換する最中に変わるかもしれないからである。例えば、Pro/Eモデルにおける1つの面(従って、1つの面ID)は、STEPモデルにおける複数の面に分割されても良い(割り振られても良い)。幾何学形状照合部はそのような対応関係を見出す必要がある。図8において、そのような対応関係は、面ID=1の面が、STEPモデルにおける面1及び面2に対応していることに相当する。境界条件(例えば、圧力に関する条件)が面ID=1に関して設定されていたとすると、STEPファイルから形成される最終的な演算モデルは、面1及び面2における圧力BCを有するべきである。

一実施形態において、可視化データからの設定情報の対応付け(マッピング)は次のようにして行われてもよい：
A．ユーザが(クライアントマシンにおいて)予備的処理ソフトウェアを利用して、面IDに境界条件を指定する。その情報はファイルに保存される(例えば、FCNTファイルのよいうなテキスト情報である)。

B．幾何学形状説明ファイル(COMP)及びSTEPファイルとともにFCNTファイルが、クラウドシステムにコピーされる。

C．(クラウドにおける)幾何学形状照合の最中に、STEPファイルにおける面及び面ID(幾何学形状説明ファイル内で見出される)の間の対応関係を発見するために、ループ及び着色情報が使用される。

D．合致する照合結果が見出されると、幾何学形状説明ファイル(もであるファイル)における面IDは可視化データにおけるものと同じなので、FCNTファイル内の境界条件は、その面IDに対応するSTEP面に変換される。

可視化データを利用して表示するために結果のデータをマッピングし直す如何なる特別な処理も必要ない。計算結果はメッシュに基づいて計算されているので、CADデータに関連してはいない。事実上、CAD幾何学形状はメッシュ幾何学形状により置換されている(メッシュはCAD幾何学形状の輪郭に従っているので、メッシュ幾何学形状はCAD幾何学形状に近い)。

従来技術を上回る実施形態による利点のうちの幾つかを列挙すると次のとおりである。

・クラウド環境の中で、境界条件のようなモデル情報を設定する処理が、クライアントコンピュータにおいて、簡易なライトウェイト幾何学フォーマットを用いて実行することが可能であり、その情報を完全な3D-CADモデルにマッピングする処理が、クラウドにおけるメッシュ生成及びソルビングの処理で使用可能である。

・クラウド環境の中で、本願の実施形態は、クライアントコンピュータが完全な3D-CADデータに対してアクセスする必要なしに、CAEを実行することができるだけでなく、クラウド環境のセキュリティを増進させることも可能である。

・一般に、実施形態は、シミュレーションモデルの長期的保存(archiving)に関する効率的かつ高信頼性の3D-CADフォーマットを提供する。
（付記１）
コンピュータ支援技術（ＣＡＥ）分析のために、製造される製品のコンピュータ支援設計（ＣＡＤ）モデルをフレキシブルフォームに変換する方法であって、
新たなフォーマットのＣＡＤモデルを取得するために、オリジナルのＣＡＤモデルを別のフォーマットに変換するステップと、
前記オリジナルのＣＡＤモデルから取得されるアセンブリツリーであって前記製品を形成するための組み立てコンポーネントを含むアセンブリツリーと、前記アセンブリツリーに属するアセンブリ面各々に関する前記オリジナルのＣＡＤモデルによる可視化情報とを含む可視化データを提供するステップと、
アセンブリ面各々を明確に特定する照合情報を含む幾何学情報を提供するステップと
を有し、前記幾何学情報は、前記新たなフォーマットのＣＡＤモデルのＣＡＤ面と前記アセンブリ面との照合を可能にする、方法。
（付記２）
新たなフォーマットに変換される製品のコンピュータ支援設計（ＣＡＤ）モデルのコンピュータ支援技術（ＣＡＥ）分析に関連する条件をユーザが設定するためにユーザコンピュータが実行する方法であって、
可視化データをユーザコンピュータにダウンロードするステップであって、前記可視化データは、オリジナルのＣＡＤモデルから取得されるアセンブリツリーであって前記製品を形成するための組み立てコンポーネントを含むアセンブリツリーと、前記アセンブリツリーに属するアセンブリ面各々に関する前記オリジナルのＣＡＤモデルによる可視化情報とを含む、ステップと、
ユーザコンピュータが前記可視化データを表示するステップと、
ユーザが前記可視化データの前記アセンブリ面を利用してＣＡＥ設定事項を付加するステップと、
を有し、前記ＣＡＥ設定事項は、前記ユーザコンピュータに利用可能な前記新たなフォーマットのＣＡＤモデルによらず、前記新たなフォーマットのＣＡＤモデルに対応付けることができるように、クラウドコンピュータに転送される、方法。
（付記３）
新たなフォーマットに変換される製品のコンピュータ支援設計（ＣＡＤ）モデルのコンピュータ支援技術（ＣＡＥ）分析に関連するクラウドコンピュータによる準備のための方法であって、当該方法は、
前記クラウドコンピュータが、オリジナルのＣＡＤモデルから変換される新たなフォーマットのＣＡＤモデルと幾何学情報とを保存するステップであって、前記幾何学情報は、前記オリジナルのＣＡＤモデルから取得されるアセンブリツリーのアセンブリ面各々を特定する照合情報を含み、前記アセンブリツリーは前記製品を形成するための組み立てコンポーネントを含む、ステップと、
前記クラウドコンピュータが、可視化データを利用して前記アセンブリ面を参照することにより入力されるＣＡＥ設定事項を受信するステップと、
前記クラウドコンピュータが、前記幾何学情報を利用して、前記アセンブリ面と、前記新たなＣＡＤモデルにおける対応するＣＡＤ面とを照合するステップと、
前記クラウドコンピュータが、前記ＣＡＥ設定事項と、前記新たなＣＡＤモデルにおける対応するＣＡＤ面とを対応付けるステップと
を有する、方法。
（付記４）
新たなフォーマットに変換される製品のコンピュータ支援設計（ＣＡＤ）モデルのコンピュータ支援技術（ＣＡＥ）分析に関連するクラウドコンピュータによる準備のための方法であって、当該方法は、
前記クラウドコンピュータが付記３に記載の方法によりＣＡＥを準備するステップと、
前記クラウドコンピュータが、前記新たなフォーマットのＣＡＤモデルを利用してＣＡＥを実行し、性能が劣ったユーザコンピュータのローカルユーザに利用可能な可視化データで表示を行うために、計算結果を前記ＣＡＤ面から前記アセンブリ面にマッピングするステップと
を有する方法。
（付記５）
前記オリジナルのＣＡＤモデルからデータを読み取ることにより、面マーカーが生成され、前記新たなＣＡＤモデル及び幾何学情報の対応する面について使用され、
前記新たなフォーマットのＣＡＤモデルは、前記新たなフォーマットのＣＡＤモデルのＣＡＤ面の新たなフォーマットの面マーカーを含み、
前記幾何学情報は、前記アセンブリ面の対応するアセンブリ面マーカーを含む、付記１〜４のうち何れか１項に記載の方法。
（付記６）
アセンブリ面の各々についての照合情報が、前記アセンブリ面のループ上の少なくとも３点の形状に関する少なくとも１つのループマーカーを含む、付記１、３、４、又は５に記載の方法。
（付記７）
照合情報を利用して、アセンブリ面及びＣＡＤ面の間の最終的な照合がなされる前に、前記新たなフォーマットの面マーカー及び幾何学情報の面マーカーを比較して選択肢を減らす、付記５又は６に記載の方法。
（付記８）
アセンブリ面各々に対する面ＩＤが、前記可視化データの一部として及び幾何学情報の一部として保存される、付記１〜７のうち何れか１項に記載の方法。
（付記９）
前記ＣＡＥ設定事項が、ＣＡＥ分析のための境界情報を含む、付記３又は４に記載の方法。
（付記１０）
前記ＣＡＥ分析が、メッシュ生成処理及びソルビング処理を含む、付記１〜９のうち何れか１項に記載の方法。
（付記１１）
クラウド環境において前記新たなフォーマットのＣＡＤモデルを利用してメッシュ生成処理及びソルビング処理が実行され、ＣＡＥ設定事項の入力はユーザコンピュータにおいて簡易な可視化データを利用して実行される、付記１〜１０のうち何れか１項に記載の方法。
（付記１２）
前記可視化情報は、前記オリジナルのＣＡＤモデルの分析モデル表現を離散化したものである、付記１〜１１のうち何れか１項に記載の方法。
（付記１３）
コンピュータ支援技術（ＣＡＥ）分析のために、製造される製品のコンピュータ支援設計（ＣＡＤ）モデルをフレキシブルフォームに変換するコンピュータ装置であって、或る方法を実行するように動作するコンバータを有し、前記或る方法は、
新たなフォーマットのＣＡＤモデルを取得するために、オリジナルのＣＡＤモデルを別のフォーマットに変換するステップと、
前記製品を形成するための組み立てコンポーネントを含むアセンブリツリーを前記オリジナルのＣＡＤモデルから取得するステップと、
前記アセンブリツリーと、前記アセンブリツリーに属するアセンブリ面各々に関する前記オリジナルのＣＡＤモデルによる可視化情報とを含む可視化データを提供するステップと、
アセンブリ面各々を明確に特定する照合情報を含む幾何学情報を提供するステップと
を有し、前記幾何学情報は、前記新たなフォーマットのＣＡＤモデルのＣＡＤ面と前記アセンブリ面との照合を可能にする、コンピュータ装置。
（付記１４）
ユーザ設定条件のためのユーザコンピュータによる方法であって、新たなフォーマットに変換される製品のコンピュータ支援設計（ＣＡＤ）モデルのコンピュータ支援技術（ＣＡＥ）分析のためにユーザが条件を設定できるようにするユーザコンピュータであって、
可視化データを読み取るように動作する入力部であって、前記可視化データは、オリジナルのＣＡＤモデルから取得されるアセンブリツリーであって前記製品を形成するための組み立てコンポーネントを含むアセンブリツリーと、前記アセンブリツリーに属するアセンブリ面各々に関する前記オリジナルのＣＡＤモデルによる可視化情報とを含む、入力部と、
前記可視化データを表示するように動作するディスプレイと、
ユーザが前記可視化データの前記アセンブリ面を利用してＣＡＥ設定事項を付加できるように動作するユーザインタフェースと、
前記ユーザコンピュータに利用可能な前記新たなフォーマットのＣＡＤモデルによらず、分析のために前記ＣＡＥ設定事項をクラウドコンピュータに転送するように動作する出力部と
を有するユーザコンピュータ。
（付記１５）
新たなフォーマットに変換される製品のコンピュータ支援設計（ＣＡＤ）モデルのコンピュータ支援技術（ＣＡＥ）分析のための準備処理を行うクラウドコンピュータであって、
オリジナルのＣＡＤモデルから変換される新たなフォーマットのＣＡＤモデルと幾何学情報とを保存するように動作するメモリであって、前記幾何学情報は、前記オリジナルのＣＡＤモデルから取得されるアセンブリツリーのアセンブリ面各々を特定する照合情報を含み、前記アセンブリツリーは前記製品を形成するための組み立てコンポーネントを含む、メモリと、
可視化データを利用して前記アセンブリ面を参照することにより入力されるＣＡＥ設定事項を受信するように動作する入力部と、
前記幾何学情報を利用して、前記アセンブリ面と、前記新たなＣＡＤモデルにおける対応するＣＡＤ面とを照合するように動作する照合部と、
前記ＣＡＥ設定事項を、前記新たなＣＡＤモデルにおける対応するＣＡＤ面に付与する変換部と
を有する、クラウドコンピュータ。

１０：クライアントマシン
２０：クラウド
４０：ユーザのやり取り（例えば、境界条件の設定）
５０：メッシュ生成
６０：ソルバ
７０：結果の表示

Claims (15)

1. コンピュータ支援技術（ＣＡＥ）分析のために、製造される製品のコンピュータ支援設計（ＣＡＤ）モデルをフレキシブルフォームに変換する、コンピュータ装置が実行する方法であって、
   新たなフォーマットのＣＡＤモデルを取得するために、オリジナルのＣＡＤモデルを別のフォーマットに変換するステップと、
   前記オリジナルのＣＡＤモデルから取得されるアセンブリツリーであって前記製品を形成するための組み立てコンポーネントを含むアセンブリツリーと、前記アセンブリツリーに属するアセンブリ面各々に関する前記オリジナルのＣＡＤモデルによる可視化情報とを含む可視化データを提供するステップと、
   アセンブリ面各々を明確に特定する照合情報を含む幾何学情報を提供するステップと
   を有し、前記幾何学情報は、前記新たなフォーマットのＣＡＤモデルのＣＡＤ面と前記アセンブリ面との照合を可能にする、方法。
2. 新たなフォーマットのＣＡＤモデルに変換された製品のコンピュータ支援設計（ＣＡＤ）モデルのコンピュータ支援技術（ＣＡＥ）分析に関連する条件をユーザが設定するためにユーザコンピュータが実行する方法であって、
   可視化データをユーザコンピュータにダウンロードするステップであって、前記可視化データは、オリジナルのＣＡＤモデルから取得されるアセンブリツリーであって前記製品を形成するための組み立てコンポーネントを含むアセンブリツリーと、前記アセンブリツリーに属するアセンブリ面各々に関する前記オリジナルのＣＡＤモデルによる可視化情報とを含む、ステップと、
   ユーザコンピュータが前記可視化データを表示するステップと、
   ユーザが前記可視化データの前記アセンブリ面を利用してＣＡＥ設定事項を付加するステップと、
   を有し、前記ＣＡＥ設定事項は、前記新たなフォーマットのＣＡＤモデルが前記ユーザコンピュータに利用可能でなくても、前記新たなフォーマットのＣＡＤモデルに対応付けることができるように、クラウドコンピュータに転送される、方法。
3. 新たなフォーマットに変換された製品のコンピュータ支援設計（ＣＡＤ）モデルのコンピュータ支援技術（ＣＡＥ）分析に関連するクラウドコンピュータによる準備のための方法であって、当該方法は、
   前記クラウドコンピュータが、オリジナルのＣＡＤモデルから変換された新たなフォーマットのＣＡＤモデルと幾何学情報とを保存するステップであって、前記幾何学情報は、前記オリジナルのＣＡＤモデルから取得されるアセンブリツリーのアセンブリ面各々を特定する照合情報を含み、前記アセンブリツリーは前記製品を形成するための組み立てコンポーネントを含む、ステップと、
   前記クラウドコンピュータが、可視化データを利用して前記アセンブリ面を参照することにより入力されるＣＡＥ設定事項を受信するステップと、
   前記クラウドコンピュータが、前記幾何学情報を利用して、前記アセンブリ面と、前記新たなフォーマットのＣＡＤモデルにおける対応するＣＡＤ面とを照合するステップと、
   前記クラウドコンピュータが、前記ＣＡＥ設定事項と、前記新たなＣＡＤモデルにおける対応するＣＡＤ面とを対応付けるステップと
   を有する、方法。
4. 新たなフォーマットに変換された製品のコンピュータ支援設計（ＣＡＤ）モデルのコンピュータ支援技術（ＣＡＥ）分析に関連するクラウドコンピュータによる準備のための方法であって、当該方法は、
   前記クラウドコンピュータが請求項３に記載の方法によりＣＡＥを準備するステップと、
   前記クラウドコンピュータが、前記新たなフォーマットのＣＡＤモデルを利用してＣＡＥを実行し、性能が劣ったユーザコンピュータのローカルユーザに利用可能な可視化データで表示を行うために、計算結果を前記ＣＡＤ面から前記アセンブリ面にマッピングするステップと
   を有する方法。
5. 前記オリジナルのＣＡＤモデルからデータを読み取ることにより、面マーカーが生成され、前記新たなフォーマットのＣＡＤモデル及び幾何学情報の対応する面について使用され、
   前記新たなフォーマットのＣＡＤモデルは、前記新たなフォーマットのＣＡＤモデルのＣＡＤ面の新たなフォーマットの面マーカーを含み、
   前記幾何学情報は、前記アセンブリ面の対応するアセンブリ面マーカーを含む、請求項１〜４のうち何れか１項に記載の方法。
6. アセンブリ面の各々についての照合情報が、前記アセンブリ面のループ上の少なくとも３点の形状に関する少なくとも１つのループマーカーを含む、請求項１、３、４、又は５に記載の方法。
7. 照合情報を利用して、アセンブリ面及びＣＡＤ面の間の最終的な照合がなされる前に、前記新たなフォーマットの面マーカー及び幾何学情報の面マーカーを比較して選択肢を減らす、請求項５に記載の方法。
8. アセンブリ面各々に対する面ＩＤが、前記可視化データの一部として及び幾何学情報の一部として保存される、請求項１〜７のうち何れか１項に記載の方法。
9. 前記ＣＡＥ設定事項が、ＣＡＥ分析のための境界情報を含む、請求項３又は４に記載の方法。
10. 前記ＣＡＥ分析が、メッシュ生成処理及びソルビング処理を含む、請求項１〜９のうち何れか１項に記載の方法。
11. クラウド環境において前記新たなフォーマットのＣＡＤモデルを利用してメッシュ生成処理及びソルビング処理が実行され、ＣＡＥ設定事項の入力はユーザコンピュータにおいて簡易な可視化データを利用して実行される、請求項１〜１０のうち何れか１項に記載の方法。
12. 前記可視化情報は、前記オリジナルのＣＡＤモデルの分析モデル表現を離散化したものである、請求項１又は２に記載の方法。
13. コンピュータ支援技術（ＣＡＥ）分析のために、製造される製品のコンピュータ支援設計（ＣＡＤ）モデルをフレキシブルフォームに変換するコンピュータ装置であって、或る方法を実行するように動作するコンバータを有し、前記或る方法は、
    新たなフォーマットのＣＡＤモデルを取得するために、オリジナルのＣＡＤモデルを別のフォーマットに変換するステップと、
    前記製品を形成するための組み立てコンポーネントを含むアセンブリツリーを前記オリジナルのＣＡＤモデルから取得するステップと、
    前記アセンブリツリーと、前記アセンブリツリーに属するアセンブリ面各々に関する前記オリジナルのＣＡＤモデルによる可視化情報とを含む可視化データを提供するステップと、
    アセンブリ面各々を明確に特定する照合情報を含む幾何学情報を提供するステップと
    を有し、前記幾何学情報は、前記新たなフォーマットのＣＡＤモデルのＣＡＤ面と前記アセンブリ面との照合を可能にする、コンピュータ装置。
14. 新たなフォーマットのＣＡＤモデルに変換された製品のコンピュータ支援設計（ＣＡＤ）モデルのコンピュータ支援技術（ＣＡＥ）分析のためにユーザが条件を設定できるようにするユーザコンピュータであって、
    可視化データを読み取るように動作する入力部であって、前記可視化データは、オリジナルのＣＡＤモデルから取得されるアセンブリツリーであって前記製品を形成するための組み立てコンポーネントを含むアセンブリツリーと、前記アセンブリツリーに属するアセンブリ面各々に関する前記オリジナルのＣＡＤモデルによる可視化情報とを含む、入力部と、
    前記可視化データを表示するように動作するディスプレイと、
    ユーザが前記可視化データの前記アセンブリ面を利用してＣＡＥ設定事項を付加できるように動作するユーザインタフェースと、
    前記新たなフォーマットのＣＡＤモデルが前記ユーザコンピュータに利用可能でなくても、分析のために前記ＣＡＥ設定事項をクラウドコンピュータに転送するように動作する出力部と
    を有するユーザコンピュータ。
15. 新たなフォーマットに変換された製品のコンピュータ支援設計（ＣＡＤ）モデルのコンピュータ支援技術（ＣＡＥ）分析のための準備処理を行うクラウドコンピュータであって、
    オリジナルのＣＡＤモデルから変換された新たなフォーマットのＣＡＤモデルと幾何学情報とを保存するように動作するメモリであって、前記幾何学情報は、前記オリジナルのＣＡＤモデルから取得されるアセンブリツリーのアセンブリ面各々を特定する照合情報を含み、前記アセンブリツリーは前記製品を形成するための組み立てコンポーネントを含む、メモリと、
    可視化データを利用して前記アセンブリ面を参照することにより入力されるＣＡＥ設定事項を受信するように動作する入力部と、
    前記幾何学情報を利用して、前記アセンブリ面と、前記新たなＣＡＤモデルにおける対応するＣＡＤ面とを照合するように動作する照合部と、
    前記ＣＡＥ設定事項を、前記新たなフォーマットのＣＡＤモデルにおける対応するＣＡＤ面に付与する変換部と
    を有する、クラウドコンピュータ。
    

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