JP6570775B1 - 工程決定支援装置、工程決定支援方法、工程決定支援プログラムおよび記憶媒体 - Google Patents

Abstract

工程決定支援装置（１００）は、材料を付加する加工装置と材料を除去する加工装置とを含む複数の加工装置について、各加工装置の加工性能を示す加工性能データを格納する加工性能データ格納部（１５）と、加工性能データを参照して、複数の加工装置のいずれかの加工装置の組み合わせによる加工工程を順序付けて割り当てることによって、製品を製造可能な加工工程の組み合わせである工程パターンを生成する工程パターン生成部（１７）と、工程パターン生成部（１７）によって生成された工程パターンの内容を出力する出力部（１３）と、を備える。

Description

本発明は、製品を製造するための製造工程の決定を支援する工程決定支援装置、工程決定支援方法、工程決定支援プログラムおよび記憶媒体に関する。

従来、設計データに基づく材料加工による製品の製造において、種々の加工装置が使用されている。特許文献１には、材料加工による製品の製造に関して、加工性能が異なる複数の加工装置の中から加工を依頼する加工装置を選択する情報処理装置の技術が開示されている。

特開２０１６−９３５１号公報

材料加工を行う加工装置には、材料を除去する加工装置と、材料を付加する加工装置とが知られている。製品の製造においては、１つの加工装置のみによって所望の加工形状を加工するよりも、材料を除去する加工装置と材料を付加する加工装置といった複数の加工装置を組み合わせて加工を行ったほうが、製造に要するコストと時間とを抑えることができる場合がある。しかしながら、従来、適切な加工が可能となるように加工装置を組み合わせることは、ユーザのノウハウに委ねられていた。上記の特許文献１の情報技術装置では、適切な加工を可能とする加工装置を組み合わせるための加工装置の選択は行われていない。このため、上記の特許文献１の技術が適用される場合であっても、適切な加工を可能とする加工装置を組み合わせるための加工装置の選択は、ユーザの思考に委ねられることになる。

従来の技術によると、複数の加工装置による加工工程の組み合わせが、設計データに示される製品の製造に適するか否かの判断は、各加工装置の仕様についての知識を有するユーザにより決定される。製品の製造に適するか否かの判断には、経験あるいは試行錯誤が必要となる場合もあるため、経験が浅いユーザにとっては、製造工程の決定が困難となる。このため、従来の技術によると、複数の加工装置による加工工程を含む製造工程の決定が困難となることがあるという問題があった。

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、複数の加工装置による加工工程を含む製造工程を容易に決定可能とするための工程決定支援装置を得ることを目的とする。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明にかかる工程決定支援装置は、製品を製造するための製造工程の決定を支援する。本発明にかかる工程決定支援装置は、溶融させた材料を堆積させて立体物を造形する加工装置と材料を除去する加工装置とを含む複数の加工装置について、各加工装置の加工性能を示す加工性能データを格納する加工性能データ格納部を備える。本発明にかかる工程決定支援装置は、加工性能データを参照することにより、製品の製造に適用可能な加工装置を複数の加工装置の中から選び、選ばれた加工装置による加工工程を順序付けて割り当てることによって、製品を製造可能な加工工程の組み合わせである工程パターンを生成する工程パターン生成部を備える。本発明にかかる工程決定支援装置は、工程パターン生成部によって生成された工程パターンにしたがって製品が製造された場合における製品の完成までに要する時間を算出する時間算出部と、工程パターン生成部によって生成された工程パターンにしたがって製品が製造された場合における製品の完成までに要するコストを算出するコスト算出部と、を備える。本発明にかかる工程決定支援装置は、工程パターン生成部によって生成された工程パターンの内容と、時間算出部による算出結果と、コスト算出部による算出結果とを出力する出力部を備える。出力部は、工程パターンにおける時間の合計およびコストの合計と、工程パターンの加工工程ごとにおける時間の算出結果およびコストの算出結果とを出力する。

本発明にかかる工程決定支援装置は、複数の加工装置による加工工程を含む製造工程の容易な決定が可能となるという効果を奏する。

本発明の実施の形態１にかかる工程決定支援装置の構成を示すブロック図 図１に示す工程決定支援装置のハードウェア構成を示す図 図１に示す工程決定支援装置が有する工程パターン生成部による工程パターンの生成について説明する図 図１に示す工程パターン生成部により生成された工程パターンの例を示す図 図１に示す工程パターン生成部により生成された工程パターンの内容の表示例を示す図 図１に示す工程決定支援装置による動作の手順を示すフローチャート 本発明の実施の形態２にかかる工程決定支援装置の構成を示すブロック図 図７に示す工程決定支援装置が有する時間算出部による算出結果と、工程決定支援装置が有するコスト算出部による算出結果との表示例を示す図 図７に示す工程決定支援装置による動作の手順を示すフローチャート 本発明の実施の形態３にかかる工程決定支援装置の構成を示すブロック図 図１０に示す工程決定支援装置が有する順位算出部による算出結果の表示例を示す図 図１０に示す工程決定支援装置による動作の手順を示すフローチャート

以下に、本発明の実施の形態にかかる工程決定支援装置、工程決定支援方法、工程決定支援プログラムおよび記憶媒体を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。

実施の形態１．
図１は、本発明の実施の形態１にかかる工程決定支援装置１００の構成を示すブロック図である。工程決定支援装置１００は、工程決定支援プログラムがインストールされたコンピュータである。工程決定支援装置１００は、製品を製造するための製造工程の決定を支援する。工程決定支援プログラムは、製造工程の決定を支援する機能を備えるプログラムである。

工程決定支援装置１００は、複数の加工装置による加工工程の中から選択された加工工程を含む製造工程の決定を支援する。複数の加工装置は、材料を付加する付加加工を行う加工装置と、材料を除去する除去加工を行う加工装置とを含む。付加加工を行う加工装置は、溶融させた材料を堆積させて立体物を造形する付加製造装置である。付加製造装置は、レーザビームまたはアーク放電といった熱源を用いて材料を溶融させる。溶融させる材料は、ワイヤと粉末とのどちらであっても良い。除去加工を行う加工装置は、切削工具を用いて材料を切削する切削加工機、放電エネルギーを用いて材料を除去する放電加工機、またはレーザビームを用いて材料を除去するレーザ加工機である。

複数の加工装置は、付加加工を行う加工装置および除去加工を行う加工装置以外の加工装置を含んでも良い。加工装置は、材料を加工する加工装置であれば良く、材料を変形する塑性加工を行う加工装置、または材料を溶接する溶接加工を行う加工装置であっても良い。製品の材料は、加工装置における加工の対象となり得る材料であれば良いものとする。

加工工程は、加工によって製品が完成するまでにおいて加工装置の各々が担う作業段階を表す。付加あるいは除去といった加工種別と、加工量と、加工寸法精度とのうちの少なくとも１つが異なる加工工程同士は、互いに異なる加工工程であるものとする。加工量は、加工装置による加工が可能な寸法であって、付加加工であれば造形可能な立体物の高さを表し、除去加工であれば除去可能な材料の厚みを表す。加工寸法精度は、加工の単位となる量であって、付加加工であれば付加可能な最小の厚みを表し、除去加工であれば除去可能な最小の厚みを表す。加工量が異なる加工あるいは加工寸法精度が異なる加工が１つの加工装置によって可能である場合、当該加工装置は複数の加工工程を担うことができる。

工程決定支援装置１００は、各種プログラムおよび各種データを記憶する機能部である記憶部１０と、工程決定支援装置１００の全体を制御する機能部である制御部１１と、情報を入力する機能部である入力部１２と、情報を出力する機能部である出力部１３とを備える。記憶部１０と、制御部１１と、入力部１２と、出力部１３とは、互いに通信可能に接続されている。

記憶部１０は、設計データを格納する機能部である設計データ格納部１４と、加工性能データを格納する機能部である加工性能データ格納部１５と、工程決定支援プログラムを格納する機能部であるプログラム格納部１６とを有する。設計データは、製品の形状および寸法、材料、製造精度といった製品の設計事項についてのデータを含むコンピュータ支援設計（Computer-Aided Design，ＣＡＤ）データである。設計データ格納部１４は、入力部１２によって入力された設計データを格納する。

加工性能データは、加工速度、加工表面粗さ、加工寸法精度および加工ストロークといった加工性能を表すデータである。加工性能データは、各加工装置に固有のデータである。加工性能データ格納部１５は、付加加工を行う加工装置と除去加工を行う加工装置とを含む複数の加工装置の加工性能データを格納する。工程決定支援装置１００は、加工装置の製造者によって公表されている加工性能データを取り込む。例を挙げると、工程決定支援装置１００は、インターネット上において製造者によって提供されているウェブサイトまたは製造者によって提供される記憶媒体から加工性能データを取り込む。工程決定支援装置１００は、ユーザによる手動入力によって加工性能データを取り込んでも良い。加工性能データ格納部１５は、取り込まれた加工性能データを格納する。加工性能データ格納部１５は、ユーザによって編集された加工性能データを格納しても良い。

制御部１１は、工程パターンを生成する機能部である工程パターン生成部１７を有する。工程パターン生成部１７は、加工性能データ格納部１５に格納されている加工性能データを参照して、複数の加工装置に含まれる加工装置による加工工程を順序付けて割り当てることによって、加工工程を含みかつ製品を製造可能とする工程パターンを生成する。工程パターン生成部１７は、複数の加工装置による複数の加工工程の組み合わせである工程パターンを生成可能とする。工程パターン生成部１７は、加工工程の順序および組み合わせの少なくとも一方が異なる複数の工程パターンを生成可能とする。工程パターン生成部１７は、１つの加工装置による１つの加工工程のみを有する工程パターンを生成することもある。

工程パターン生成部１７は、材料の調達を含めた工程パターンを生成しても良い。工程パターン生成部１７は、複数の加工装置に含まれる加工装置以外によって製造された部品の調達を含めた工程パターンを生成しても良い。実施の形態１において、部品とは、製品の一部となる物品を指すものとする。

出力部１３は、工程パターン生成部１７によって生成された工程パターンの内容を出力する。出力部１３は、工程パターンの内容を画面において表示することによって、工程パターンの内容を出力する。ユーザは、出力部１３によって出力された内容を参照して、工程パターン生成部１７にて生成された工程パターンの中から、製品を製造するための製造工程を決定する。なお、出力部１３は、工程パターンの内容をプリントアウトすることによって、工程パターンの内容を出力しても良い。

図２は、図１に示す工程決定支援装置１００のハードウェア構成を示す図である。工程決定支援プログラムがインストールされたコンピュータである工程決定支援装置１００は、各種処理を実行するＣＰＵ（Central Processing Unit）２０と、プログラム格納領域およびデータ格納領域を含むＲＡＭ（Random Access Memory）２１と、不揮発性メモリであるＲＯＭ（Read Only Memory）２２と、データを記憶する外部記憶装置２３とを備える。工程決定支援装置１００は、ユーザによる操作にしたがって情報を入力する入力デバイス２４と、画面にて情報を表示する出力デバイスであるディスプレイ２５とを備える。図２に示す工程決定支援装置１００の各部は、バス２６を介して相互に接続されている。

入力デバイス２４は、ポインティングデバイスおよびキーボードである。図１に示す入力部１２の機能は、入力デバイス２４を使用して実現される。ディスプレイ２５の１つの例は、液晶パネルを備える液晶ディスプレイである。図１に示す出力部１３の機能は、ディスプレイ２５を使用して実現される。なお、工程決定支援装置１００には、ディスプレイ２５以外の出力デバイスの１つであるプリンタが接続されても良い。

ＣＰＵ２０は、ＲＯＭ２２および外部記憶装置２３に格納されているプログラムを実行する。図１に示す制御部１１の機能は、ＣＰＵ２０を使用して実現される。外部記憶装置２３は、ＳＳＤ（Solid State Drive）あるいはＨＤＤ（Hard Disk Drive）である。外部記憶装置２３には、設計データと、加工性能データと、工程決定支援プログラムとが格納される。図１に示す記憶部１０の機能は、外部記憶装置２３を使用して実現される。ＲＯＭ２２には、工程決定支援装置１００であるコンピュータの基本となる制御のためのプログラムであるＢＩＯＳ（Basic Input/Output System）あるいはＵＥＦＩ（Unified Extensible Firmware Interface）が格納されている。

ＲＯＭ２２および外部記憶装置２３に記憶されているプログラムは、ＲＡＭ２１にロードされる。ＣＰＵ２０は、ＲＡＭ２１内のプログラム格納領域にてプログラムを展開して各種処理を実行する。

工程決定支援プログラムは、コンピュータによる読み取りが可能とされた記憶媒体に記憶されたものであっても良い。工程決定支援装置１００は、記憶媒体に記憶された工程決定支援プログラムを外部記憶装置２３へ格納しても良い。記憶媒体は、フレキシブルディスクである可搬型記憶媒体、あるいは半導体メモリであるフラッシュメモリであっても良い。工程決定支援プログラムは、他のコンピュータあるいはサーバ装置から通信ネットワークを介して工程決定支援装置１００へインストールされても良い。

次に、工程パターン生成部１７によって生成される工程パターンについて説明する。図３は、図１に示す工程決定支援装置１００が有する工程パターン生成部１７による工程パターンの生成について説明する図である。図３には、製造工程の決定の対象とされる製品３０の具体例を側方から見た状態を示している。製品３０の形状は、複数の加工装置によって加工可能な形状であれば良いものとする。

工程パターン生成部１７は、設計データ格納部１４から読み出された設計データを基に、製品３０の設計事項である形状、寸法、材料および製造精度を把握する。工程パターン生成部１７は、加工性能データ格納部１５に格納されている加工性能データを参照して、製品３０の設計事項を満足する加工が可能である加工装置を選ぶ。工程パターン生成部１７は、１つの加工装置の加工工程のみによって製品３０の全体を加工可能であると判断した場合、複数の加工装置による加工工程の中から当該加工工程を選択するとともに、選択された当該加工工程のみを有する工程パターンを生成する。例を挙げると、工程パターン生成部１７は、付加加工を行う１つの加工装置による加工工程によって製品３０の設計事項を満足する加工が可能と判断した場合は、当該付加加工のみを有する工程パターンを生成する。

工程パターン生成部１７は、製品３０を複数の部位に分割して、部位ごとに割り当てられた加工工程の組み合わせである工程パターンを生成可能とする。工程パターン生成部１７は、製品３０の形状に基づいて、加工工程の分割に適した位置を適宜決定することにより、複数の部位を設定する。図３に示す例では、工程パターン生成部１７は、製品３０を３つの部位３１，３２，３３に分割する。１つの製品から分割可能な部位の数は任意であるものとする。

工程パターン生成部１７は、製品３０に含まれる部位３１，３２，３３を部品として調達することを含めた工程パターンを生成しても良い。工程パターン生成部１７は、加工表面粗さまたは加工寸法精度が異なる加工装置による加工工程を組み合わせた工程パターンを生成しても良い。工程パターン生成部１７は、２つ以上の加工装置による加工工程を選択するとともに、選択された加工工程を順序付けて割り当てることにより、複数の加工工程を含む工程パターンを生成する。工程パターン生成部１７は、付加加工の工程と除去加工の工程とが適宜組み合わせられた工程パターンを生成可能とする。工程パターン生成部１７は、工程パターンに塑性加工の工程または溶接加工の工程を組み合わせても良い。このようにして、工程パターン生成部１７は、製品３０の製造工程の候補とされる工程パターンを生成する。

図４は、図１に示す工程パターン生成部１７により生成された工程パターンの例を示す図である。以下の説明では、付加加工を行う２つの加工装置と除去加工を行う２つの加工装置とを含む４つの加工装置が、製品３０の製造に使用可能であるものとする。材料を付加する２つの加工装置の一方を「装置Ａ１」、他方を「装置Ａ２」とする。材料を除去する２つの加工装置の一方を「装置Ｂ１」、他方を「装置Ｂ２」とする。「装置Ａ１」の加工寸法精度は、「装置Ａ２」の加工寸法精度より高い。「装置Ａ１」による加工を高精度な付加加工、「装置Ａ２」による加工を低精度な付加加工、と称することがある。「装置Ｂ１」の加工寸法精度は、「装置Ｂ２」の加工寸法精度より高い。「装置Ｂ１」による加工を高精度な除去加工、「装置Ｂ２」による加工を低精度な除去加工、と称することがある。

４つの加工装置は、ユーザが所有する加工装置であるほか、ユーザが他人から借り受けて使用可能な加工装置でも良く、ユーザが所有または借り受けを予定している加工装置であっても良い。加工性能データ格納部１５には、４つの加工装置の加工性能データが格納される。

図４には、製品３０を製造可能な工程パターンのうちの５つの工程パターンである第１、第２、第３、第４および第５の工程パターンＰ１，Ｐ２，Ｐ３，Ｐ４，Ｐ５を示している。第１の工程パターンＰ１は、第１工程Ｐ１−１のみの工程パターンである。第１工程Ｐ１−１は、「装置Ａ１」による加工工程であって、高精度な付加加工により製品３０の全体形状を得る工程である。

第２の工程パターンＰ２は、第１工程Ｐ２−１および第２工程Ｐ２−２の組み合わせである。第１工程Ｐ２−１は、材料４１の調達のための工程であって、材料４１を購入する工程である。第２工程Ｐ２−２は、「装置Ｂ１」による加工工程であって、高精度な除去加工により製品３０の全体形状を得る工程である。

第３の工程パターンＰ３は、第１工程Ｐ３−１および第２工程Ｐ３−２の組み合わせである。第１工程Ｐ３−１は、「装置Ａ２」による加工工程であって、低精度な付加加工により立体物４２が得られる。立体物４２の全体には、製品３０の全体形状を得るための除去されるべき部分が残されている。「装置Ａ２」は、製品３０の形状に近い形状を得るための、いわゆるニアネットシェイプ成形を行う。第２工程Ｐ３−２は、「装置Ｂ１」による加工工程であって、立体物４２へ高精度な除去加工を施すことで製品３０の全体形状を得る工程である。

第４の工程パターンＰ４は、第１工程Ｐ４−１と、第２工程Ｐ４−２と、第３工程Ｐ４−３との組み合わせである。第１工程Ｐ４−１は、部品４３の調達のための工程であって、部品４３を購入する工程である。部品４３は、製品３０のうち図３に示す部位３１に相当する部品である。第２工程Ｐ４−２は、「装置Ａ２」による加工工程であって、部品４３へ低精度な付加加工を施すことによって立体物４４を得る工程である。立体物４４のうち部品４３以外の部分には、部位３２，３３の形状を得るための除去されるべき部分が残されている。第３工程Ｐ４−３は、「装置Ｂ１」による加工工程であって、立体物４４のうち部品４３以外の部分へ高精度な除去加工を施すことによって部位３２，３３の形状を得る工程である。

第５の工程パターンＰ５は、第１工程Ｐ５−１と、第２工程Ｐ５−２と、第３工程Ｐ５−３と、第４工程Ｐ５−４との組み合わせである。第１工程Ｐ５−１は、材料４５の調達のための工程であって、材料４５を購入する工程である。第２工程Ｐ５−２は、「装置Ｂ２」による加工工程であって、低精度な除去加工により立体物４６を得る工程である。立体物４６の全体には、部位３１，３２の形状を得るための除去されるべき部分が残されている。第３工程Ｐ５−３は、「装置Ａ２」による加工工程であって、立体物４６へ低精度な付加加工を施すことによって立体物４７を得る工程である。立体物４７の全体には、全体形状を得るための除去されるべき部分が残されている。「装置Ｂ２」と「装置Ａ２」とは、製品３０の形状に近い形状を得るための、いわゆるニアネットシェイプ成形を行う。第４工程Ｐ５−４は、「装置Ｂ１」による加工工程であって、立体物４７へ高精度な除去加工を施すことで製品３０の全体形状を得る工程である。

工程パターン生成部１７は、第１、第２、第３、第４および第５の工程パターンＰ１，Ｐ２，Ｐ３，Ｐ４，Ｐ５以外にも、各加工装置による加工工程が組み合わせられた工程パターンを生成可能とする。各部位３１，３２，３３の付加加工および除去加工の施し方と、付加加工および除去加工の精度とを適宜組み合わせることにより、工程パターン生成部１７は、さまざまな加工工程の組み合わせである工程パターンを得ることができる。工程決定支援装置１００は、付加加工と除去加工とを適宜組み合わせることにより、製造コストの削減または製造に要する時間の短縮化の観点において選択肢となり得る工程パターンをユーザに提示することが可能となる。

工程パターン生成部１７は、加工装置ごとの加工性能データを参照して、製品３０の全体または部位ごとに、形状、寸法、材料、および製造精度といった設計事項にしたがった加工を実現可能な加工装置を特定する。工程パターン生成部１７は、特定された加工装置による加工工程を順序付けるとともに組み合わせることによって、工程パターンを生成する。製造工程では、加工装置の切り替えまたは工程内容の変更に伴う作業である段取り替えが少ないほど、製品３０の製造効率を高めることができる。実施の形態１では、工程パターン生成部１７は、製品３０の製造における段取り替えが少ない工程パターンを優先して、工程パターンを生成する。また、１つの製品３０において互いに異なる加工工程の対象とされる部位の数が少ないほど、段取り替えが少なくなることから、工程パターン生成部１７は、互いに異なる加工工程の対象とされる部位の数が少ない工程パターンを優先して、工程パターンを生成する。

図５は、図１に示す工程パターン生成部１７により生成された工程パターンの内容の表示例を示す図である。工程決定支援装置１００は、図２に示すディスプレイ２５の画面５０において、生成された工程パターンの内容が記述された表を表示する。画面５０における「工程パターン１」、「工程パターン２」、「工程パターン３」、「工程パターン４」および「工程パターン５」は、それぞれ図４に示す第１の工程パターンＰ１、第２の工程パターンＰ２、第３の工程パターンＰ３、第４の工程パターンＰ４および第５の工程パターンＰ５を表す。

画面５０には、各工程パターンの名称と合わせて、工程パターンに含まれる工程の内容が表示される。「工程パターン１」に続けて表示される「付加」および「装置Ａ１」は、第１工程Ｐ１−１の内容を表す。「工程パターン２」に続けて表示される「購入」および「材料Ｃ１」は、第１工程Ｐ２−１の内容を表す。「材料Ｃ１」は、図４に示す材料４１の名称とする。「除去」および「装置Ｂ１」は、第１工程Ｐ２−１の次の工程である第２工程Ｐ２−２の内容を表す。「工程パターン３」については、第１工程Ｐ３−１の内容と、第１工程Ｐ３−１の次の工程である第２工程Ｐ３−２の内容とが表示される。

「工程パターン４」についても、「工程パターン１」から「工程パターン３」の場合と同様にして、第１工程Ｐ４−１から第３工程Ｐ４−３の各内容が表示される。「部品Ｄ１」は、図４に示す部品４３の名称とする。「工程パターン５」についても、「工程パターン１」から「工程パターン４」の場合と同様にして、第１工程Ｐ５−１から第４工程Ｐ５−４の各内容が表示される。「材料Ｃ２」は、図４に示す材料４５の名称とする。ユーザは、画面５０に表示された工程パターンの中から、製品３０の製造工程とする工程パターンを決定する。

出力部１３は、工程パターン生成部１７により生成された工程パターンを、単純な工程パターンから順に表示する。単純な工程パターンとは、工程の数がより少ない工程パターンを指す。図５に示す画面５０では、第１、第２、第３、第４および第５の工程パターンＰ１，Ｐ２，Ｐ３，Ｐ４，Ｐ５のうち、工程の数が最も少ない第１の工程パターンＰ１の内容を最上段にて表示し、工程の数が少ない工程パターンが上段となるようにして第２、第３、第４および第５の工程パターンＰ２，Ｐ３，Ｐ４，Ｐ５の内容を表示している。

工程パターン生成部１７は、生成する工程パターンの数に制限を設けても良い。生成する工程パターンの数が「５」と設定されている場合、工程パターン生成部１７は、第１、第２、第３、第４および第５の工程パターンＰ１，Ｐ２，Ｐ３，Ｐ４，Ｐ５を生成した時点で、工程パターンの生成を終了する。

画面５０に表示される工程パターンの数が５つである場合であって、工程パターン生成部１７により生成される工程パターンの数が６以上である場合には、出力部１３は、画面５０のスクロールにより、６番目以降の工程パターンを表示しても良い。工程パターン生成部１７は、ユーザによる画面５０のスクロールの指示があった場合に、６番目から１０番目までの５つの工程パターンを生成しても良い。

出力部１３は、工程パターン生成部１７によって生成された工程パターンの内容を画面５０に表示して、製品３０の製造工程に決定される工程パターンの選択を画面５０にて受け付ける。ユーザは、入力部１２の操作によって、画面５０に表示された工程パターンの中から、製品３０の製造工程とする所望の工程パターンを選択する。これにより、ユーザは、画面５０に表示された工程パターンの内容を基に所望の工程パターンを選択して、製造工程を決定することができる。所望とする工程パターンがユーザによって選択されるまでに表示された工程パターン以外の工程パターンは、ユーザによって選択される可能性が無い工程パターンとなる。工程パターン生成部１７は、スクロールの指示があるごとに工程パターンを生成することで、選択される可能性が無い工程パターンの生成による無駄な演算処理を低減できる。

図６は、図１に示す工程決定支援装置１００による動作の手順を示すフローチャートである。ステップＳ１では、工程決定支援装置１００は、設計データを取得する。工程決定支援装置１００は、入力部１２での手動入力によって設計データを取得しても良く、記憶媒体あるいは他の装置から設計データを読み出すことにより設計データを取得しても良い。設計データ格納部１４は、取得された設計データを格納する。

ステップＳ２では、工程パターン生成部１７は、加工性能データ格納部１５に格納されている加工性能データを読み出す。ステップＳ３では、工程パターン生成部１７は、設計データ格納部１４から読み出された設計データに基づいて、工程パターンを生成する。工程パターン生成部１７は、ステップＳ２にて読み出された加工性能データを参照して、工程パターンを生成する。

ステップＳ４において、出力部１３は、ステップＳ３にて生成された工程パターンの内容を出力する。これにより、工程決定支援装置１００は、図６に示す手順による動作を終了する。

実施の形態１によると、工程決定支援装置１００は、複数の加工装置に含まれる加工装置による加工工程を順序付けて割り当てることによって、製品を製造可能とする工程パターンを生成する。ユーザは、工程決定支援装置１００によって生成された工程パターンの中から製造工程とする工程パターンを選択することで、経験に関わらず製造工程を決定することができる。また、ユーザは、試行錯誤によらずに製造工程を決定することができる。これにより、工程決定支援装置１００は、複数の加工装置による加工工程を含む製造工程の容易な決定が可能となるという効果を奏する。

実施の形態２．
図７は、本発明の実施の形態２にかかる工程決定支援装置１０１の構成を示すブロック図である。工程決定支援装置１０１は、生成された工程パターンにしたがって製品が製造された場合における製品の完成に要する時間とコストとを算出する。実施の形態２では、上記の実施の形態１と同一の構成要素には同一の符号を付し、実施の形態１とは異なる構成について主に説明する。

記憶部１０には、図１に示す記憶部１０が有する各部に加えて、価格データを格納する機能部である価格データ格納部６０と、納期データを格納する機能部である納期データ格納部６１とが設けられている。価格データは、除去加工にて調達される材料、および付加加工に使用される材料と、調達可能な部品の価格のデータである。価格データには、除去加工において加工工程ごとに交換を要する工具についての価格のデータも含まれる。工程決定支援装置１０１は、材料、部品および工具の販売者によって提示される価格の情報を取得して、取得された情報を価格データ格納部６０に格納していくことにより、複数の加工装置での加工において使用される材料、部品および工具についての価格データを蓄積する。価格データ格納部６０は、ユーザによって編集された価格データを格納しても良い。

納期データは、上記の材料、部品および工具について、発注から納品までに要する期間を表すデータである。工程決定支援装置１０１は、材料、部品および工具の販売者によって提示される納期の情報を取得して、取得された情報を納期データ格納部６１に格納していくことにより、複数の加工装置での加工において使用される材料、部品および工具についての納期データを蓄積する。納期データ格納部６１は、ユーザによって編集された納期データを格納しても良い。

加工性能データ格納部１５に格納される加工性能データには、加工装置の稼動によるランニングコストのデータが含まれている。ランニングコストには、電気代と、一定の期間ごとに交換あるいは補充を要する消耗品の調達のためのコストとが含まれる。

制御部１１には、図１に示す制御部１１が有する各部に加えて、時間算出部６２と、コスト算出部６３とが設けられている。時間算出部６２は、工程パターン生成部１７によって生成された工程パターンにしたがって製品が製造された場合における製品の完成までに要する時間を算出する機能部である。コスト算出部６３は、工程パターン生成部１７によって生成された工程パターンにしたがって製品が製造された場合における製品の完成までに要するコストを算出する機能部である。

時間算出部６２は、納期データ格納部６１に格納されている納期データを参照して、生成された工程パターンにおいて必要とされる材料、部品および工具が揃うまでの時間である納品待ち時間をシミュレーションする。また、時間算出部６２は、加工性能データ格納部１５に格納されている加工性能データを参照して、生成された工程パターンによる製品の製造の開始から終了までに要する時間である加工時間をシミュレーションする。時間算出部６２は、シミュレーションによって得られた納品待ち時間と加工時間とを足し合せることにより、生成された工程パターンにしたがって製品を製造した場合における製品の完成までに要する合計時間を算出する。

コスト算出部６３は、価格データ格納部６０に格納されている価格データを参照して、生成された工程パターンにおいて使用される材料、部品および工具の調達のためのコストである調達コストをシミュレーションする。また、コスト算出部６３は、加工性能データ格納部１５に格納されている加工性能データを参照して、生成された工程パターンによる製品の製造におけるランニングコストをシミュレーションする。コスト算出部６３は、シミュレーションによって得られた調達コストとランニングコストとを足し合せることにより、生成された工程パターンにしたがって製品を製造した場合における製品の完成までに要する合計コストを算出する。

出力部１３は、工程パターン生成部１７によって生成された工程パターンの内容と、時間算出部６２による算出結果と、コスト算出部６３による算出結果とを出力する。工程決定支援装置１０１は、工程パターン生成部１７によって生成された工程パターンの内容を出力する出力部とは別に、時間算出部６２による算出結果とコスト算出部６３による算出結果とを出力する出力部を有しても良い。

図８は、図７に示す工程決定支援装置１０１が有する時間算出部６２による算出結果と、工程決定支援装置１０１が有するコスト算出部６３による算出結果との表示例を示す図である。出力部１３は、図２に示すディスプレイ２５の画面５０にて、生成された工程パターンの内容と併せて、時間算出部６２による算出結果である時間を示す数値と、コスト算出部６３による算出結果であるコストを示す数値とを表示する。図８に示す工程パターンの内容は、図５に示す工程パターンの内容と同じであるものとする。

図８に示す画面５０には、各工程パターンにおける加工工程ごとの時間およびコストと、工程パターンにおける時間の合計およびコストの合計とが示されている。「工程パターン１」について、第１工程Ｐ１−１についての時間の算出結果を示す数値である「α１」とコストの算出結果を示す数値である「β１」とが表示される。また、「工程パターン１」についての時間の合計を示す数値である「α１」とコストの合計を示す数値である「β１」とが表示される。

「工程パターン２」について、第１工程Ｐ２−１についての時間の算出結果を示す数値である「α２」とコストの算出結果を示す数値である「β２」とが表示される。第２工程Ｐ２−２についての時間の算出結果を示す数値である「α３」とコストの算出結果を示す数値である「β３」とが表示される。また、「工程パターン２」についての時間の合計を示す数値である「α２＋α３」とコストの合計を示す数値である「β２＋β３」とが表示される。

「工程パターン３」について、「工程パターン１」および「工程パターン２」の場合と同様にして、第１工程Ｐ３−１および第２工程Ｐ３−２についての時間の算出結果およびコストの算出結果と、時間の合計およびコストの合計とが表示される。「工程パターン４」について、「工程パターン１」から「工程パターン３」の場合と同様にして、第１工程Ｐ４−１から第３工程Ｐ４−３についての時間の算出結果およびコストの算出結果と、時間の合計およびコストの合計とが表示される。「工程パターン５」について、「工程パターン１」から「工程パターン４」の場合と同様にして、第１工程Ｐ５−１から第４工程Ｐ５−４についての時間の算出結果およびコストの算出結果と、時間の合計およびコストの合計とが表示される。

ユーザは、工程パターンごとについての時間算出部６２による算出結果が表示されることにより、製品の完成までに要する時間を考慮して、製品の製造工程とする工程パターンを選択することができる。ユーザは、工程パターンごとについてのコスト算出部６３による算出結果が表示されることにより、製品の完成までに要するコストを考慮して、製品の製造工程とする工程パターンを選択することができる。

出力部１３は、時間算出部６２による算出結果の明細を出力しても良い。出力部１３は、時間算出部６２による算出結果の明細として、材料、部品および工具の納品待ち時間と工程パターンによる加工時間とを項目分けして表示しても良い。これにより、ユーザは、材料、部品および工具の納品待ちに要する時間と、製品の製造に要する加工時間とを考慮して、工程パターンを選択することができる。

出力部１３は、コスト算出部６３による算出結果の明細を出力しても良い。出力部１３は、コスト算出部６３による算出結果の明細として、材料、部品および工具の調達コストと加工装置のランニングコストとを項目分けして表示しても良い。これにより、ユーザは、材料、部品および工具の調達コストと、加工装置のランニングコストとを考慮して、工程パターンを選択することができる。

出力部１３は、時間算出部６２による算出結果である時間が短い工程パターンが上段となるようにして、工程パターンを表示しても良い。これにより、ユーザは、製品の完成までに要する時間の観点において有利な工程パターンを容易に選択することができる。出力部１３は、コスト算出部６３による算出結果であるコストが低い工程パターンが上段となるようにして、工程パターンを表示しても良い。これにより、ユーザは、製品の完成までに要するコストの観点において有利な工程パターンを容易に選択することができる。

図９は、図７に示す工程決定支援装置１０１による動作の手順を示すフローチャートである。図９に示すステップＳ１からステップＳ３の手順は、図６に示すステップＳ１からステップＳ３の手順と同じである。

ステップＳ１１において、コスト算出部６３は、価格データ格納部６０に格納されている価格データと、加工性能データ格納部１５に格納されている加工性能データとを読み出す。ステップＳ１１において、時間算出部６２は、納期データ格納部６１に格納されている納期データと、加工性能データ格納部１５に格納されている加工性能データとを読み出す。

ステップＳ１２において、時間算出部６２は、ステップＳ１１において読み出された納期データと加工性能データとを参照して、工程パターンごとに要する時間を算出する。時間算出部６２は、生成された工程パターンにしたがって製品が製造された場合における製品の完成までに要する時間を算出する。ステップＳ１２において、コスト算出部６３は、ステップＳ１１において読み出された価格データと加工性能データとを参照して、工程パターンごとに要するコストを算出する。コスト算出部６３は、生成された工程パターンにしたがって製品が製造された場合における製品の完成までに要するコストを算出する。

ステップＳ１３において、出力部１３は、ステップＳ３にて生成された工程パターンの内容と、ステップＳ１２における時間の算出結果と、ステップＳ１２におけるコストの算出結果とを出力する。これにより、工程決定支援装置１０１は、図９に示す手順による動作を終了する。

実施の形態２によると、工程決定支援装置１０１は、生成された工程パターンにしたがって製品が製造された場合における製品の完成までに要する時間を算出する。ユーザは、製品の完成までに要する時間を考慮して、製品の製造工程とする工程パターンを選択することができる。工程決定支援装置１０１は、生成された工程パターンにしたがって製品が製造された場合における製品の完成までに要するコストを算出する。ユーザは、製品の完成までに要するコストを考慮して、製品の製造工程とする工程パターンを選択することができる。これにより、工程決定支援装置１０１は、複数の加工装置による加工工程を含む製造工程の容易な決定が可能となる効果を奏する。

実施の形態３．
図１０は、本発明の実施の形態３にかかる工程決定支援装置１０２の構成を示すブロック図である。工程決定支援装置１０２は、時間算出部６２による算出結果とコスト算出部６３による算出結果とを基に、工程パターンごとの推奨順位を算出する。実施の形態３では、上記の実施の形態１および２と同一の構成要素には同一の符号を付し、実施の形態１および２とは異なる構成について主に説明する。

記憶部１０には、図７に示す記憶部１０が有する各部に加えて、重み付けの設定を保持する機能部である重み付け保持部７０が設けられている。制御部１１には、図７に示す制御部１１が有する各部に加えて、重み付けを設定する機能部である重み付け設定部７１と、工程パターンごとの推奨順位を算出する機能部である順位算出部７２とが設けられている。

工程決定支援装置１０２は、製造工程の決定において時間の短縮とコストの縮小とをどのようなバランスで重視するかについてユーザが希望する内容を、入力部１２での手動入力によって取得する。重み付け設定部７１は、取得された内容を基に、製造工程の決定における時間の短縮とコストの縮小との優先度のバランスに基づいた重み付けを設定する。重み付け保持部７０は、重み付け設定部７１によって設定された重み付けの情報を保持する。順位算出部７２は、重み付け保持部７０が保持している重み付けの設定を参照して、工程パターンごとの推奨順位を算出する。

順位算出部７２は、時間算出部６２による算出結果と、コスト算出部６３による算出結果と、重み付けの設定とを基に、工程パターンごとの推奨スコアを算出する。順位算出部７２は、算出された推奨スコアが高い工程パターンほど上位となる推奨順位を付与する。

例を挙げると、重み付け設定部７１は、時間の短縮とコストの縮小との優先度のバランスに基づく重み付けを表す「時間：コスト」の比率を設定する。時間の短縮とコストの縮小とを同等に重視することをユーザが希望する場合に、重み付け設定部７１は、「５：５」の重み付けを設定する。順位算出部７２は、かかる重み付けの設定を基に推奨順位を算出することにより、時間の短縮とコストの縮小とを同等とする場合における推奨順位を算出する。

順位算出部７２は、重み付け設定部７１において設定されている比率を基に、時間の短縮とコストの縮小とのバランスが調整された推奨順位を算出する。「８：２」の重み付けが設定されている場合、順位算出部７２は、「８：２」のバランスでコストの縮小よりも時間の短縮を重視する場合における推奨順位を算出する。「３：７」の重み付けが設定されている場合、順位算出部７２は、「３：７」のバランスで時間の短縮よりもコストの縮小を重視する場合における推奨順位を算出する。順位算出部７２によって推奨順位を算出する手法には、任意の手法を使用することができる。実施の形態３では、順位算出部７２による算出の手法についての詳細は省略する。

図１１は、図１０に示す工程決定支援装置１０２が有する順位算出部７２による算出結果の表示例を示す図である。出力部１３は、図２に示すディスプレイ２５の画面５０にて、生成された工程パターンの内容と、時間算出部６２による算出結果と、コスト算出部６３による算出結果とに併せて、順位算出部７２による算出結果である推奨順位を示す数値を表示する。図１１に示す、工程パターンの内容と、時間算出部６２による算出結果と、コスト算出部６３による算出結果とは、図８に示すものと同じであるものとする。

図１１に示す画面５０において、工程パターンごとの表示における「順位」は、推奨順位を表している。「工程パターン１」について、第１の工程パターンＰ１の推奨順位である「５」が示されている。「工程パターン２」から「工程パターン５」についても、第２、第３、第４および第５の工程パターンＰ２，Ｐ３，Ｐ４，Ｐ５の推奨順位である「４」、「２」、「３」および「１」の推奨順位がそれぞれ示されている。

図１１に示す画面５０に表示されている工程パターンでは、第５の工程パターンＰ５の推奨順位が最も高く、第１の工程パターンＰ１の推奨順位が最も低い。画面５０に表示されている工程パターンの中で、第５の工程パターンＰ５では、時間の短縮とコストの縮小とのバランスがユーザにより希望されるバランスに最も近い。また、第３の工程パターンＰ３、第４の工程パターンＰ４、第２の工程パターンＰ２および第１の工程パターンＰ１の順に、時間の短縮とコストの縮小とのバランスがユーザにより希望されるバランスから離れていく。第１の工程パターンＰ１では、時間の短縮とコストの縮小とのバランスがユーザにより希望されるバランスから最も離れている。ユーザは、工程パターンごとに推奨順位が表示されることにより、時間の短縮とコストの縮小とのバランスがユーザにより希望されるバランスに近い工程パターンを容易に選択することができる。

図１２は、図１０に示す工程決定支援装置１０２による動作の手順を示すフローチャートである。図１２に示すステップＳ１からステップＳ１２の手順は、図９に示すステップＳ１からステップＳ１２の手順と同じである。

ステップＳ２１において、順位算出部７２は、ステップＳ１２における時間の算出結果と、ステップＳ１２におけるコストの算出結果と、重み付け保持部７０が保持している重み付けの設定とを参照して、工程パターンごとの推奨順位を算出する。

ステップＳ２２において、出力部１３は、ステップＳ３にて生成された工程パターンの内容と、ステップＳ１２における時間の算出結果と、ステップＳ１２におけるコストの算出結果と、ステップＳ２１における推奨順位の算出結果とを出力する。これにより、工程決定支援装置１０２は、図１２に示す手順による動作を終了する。

実施の形態３によると、工程決定支援装置１０２は、製品の完成までに要する時間の算出結果と、製品の完成までに要するコストの算出結果とを基に、工程パターンごとの推奨順位を算出する。ユーザは、時間の短縮とコストの縮小とのバランスがユーザにより希望されるバランスに近いか否かを考慮して、製品の製造工程とする工程パターンを選択することができる。これにより、工程決定支援装置１０２は、複数の加工装置による加工工程を含む製造工程の容易な決定が可能となるという効果を奏する。

以上の実施の形態に示した構成は、本発明の内容の一例を示すものであり、別の公知の技術と組み合わせることも可能であるし、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、構成の一部を省略、変更することも可能である。

１０ 記憶部、１１ 制御部、１２ 入力部、１３ 出力部、１４ 設計データ格納部、１５ 加工性能データ格納部、１６ プログラム格納部、１７ 工程パターン生成部、２０ ＣＰＵ、２１ ＲＡＭ、２２ ＲＯＭ、２３ 外部記憶装置、２４ 入力デバイス、２５ ディスプレイ、２６ バス、３０ 製品、３１，３２，３３ 部位、４１，４５ 材料、４２，４４，４６，４７ 立体物、４３ 部品、５０ 画面、６０ 価格データ格納部、６１ 納期データ格納部、６２ 時間算出部、６３ コスト算出部、７０ 重み付け保持部、７１ 重み付け設定部、７２ 順位算出部、１００，１０１，１０２ 工程決定支援装置、Ｐ１ 第１の工程パターン、Ｐ１−１，Ｐ２−１，Ｐ３−１，Ｐ４−１，Ｐ５−１ 第１工程、Ｐ２ 第２の工程パターン、Ｐ２−２，Ｐ３−２，Ｐ４−２，Ｐ５−２ 第２工程、Ｐ３ 第３の工程パターン、Ｐ４ 第４の工程パターン、Ｐ４−３，Ｐ５−３ 第３工程、Ｐ５ 第５の工程パターン、Ｐ５−４ 第４工程。

Claims (13)

1. 製品を製造するための製造工程の決定を支援する工程決定支援装置であって、
   溶融させた材料を堆積させて立体物を造形する加工装置と材料を除去する加工装置とを含む複数の加工装置について、各加工装置の加工性能を示す加工性能データを格納する加工性能データ格納部と、
   前記加工性能データを参照することにより、前記製品の製造に適用可能な加工装置を前記複数の加工装置の中から選び、選ばれた加工装置による加工工程を順序付けて割り当てることによって、前記製品を製造可能な前記加工工程の組み合わせである工程パターンを生成する工程パターン生成部と、
   前記工程パターン生成部によって生成された前記工程パターンにしたがって前記製品が製造された場合における前記製品の完成までに要する時間を算出する時間算出部と、
   前記工程パターン生成部によって生成された前記工程パターンにしたがって前記製品が製造された場合における前記製品の完成までに要するコストを算出するコスト算出部と、
   前記工程パターン生成部によって生成された前記工程パターンの内容と、前記時間算出部による算出結果と、前記コスト算出部による算出結果とを出力する出力部と、
   を備え、
   前記出力部は、前記工程パターンにおける時間の合計およびコストの合計と、前記工程パターンの前記加工工程ごとにおける時間の算出結果およびコストの算出結果とを出力することを特徴とする工程決定支援装置。
2. 前記工程パターン生成部は、複数の加工工程の組み合わせである工程パターンを生成することを特徴とする請求項１に記載の工程決定支援装置。
3. 前記工程パターン生成部は、前記加工工程の順序および組み合わせの少なくとも一方が異なる複数の工程パターンを生成することを特徴とする請求項２に記載の工程決定支援装置。
4. 前記工程パターン生成部は、材料を調達する工程を含めた前記工程パターンを生成することを特徴とする請求項１から３のいずれか１つに記載の工程決定支援装置。
5. 前記工程パターン生成部は、前記複数の加工装置に含まれる加工装置以外によって製造された部品を調達する工程を含めた前記工程パターンを生成することを特徴とする請求項１から４のいずれか１つに記載の工程決定支援装置。
6. 前記工程パターン生成部は、前記製品の形状に基づいて、前記複数の加工装置による加工工程の分割に適した位置で前記製品を複数の部位に分割し、かつ、前記部位ごとに加工工程を割り当てることによって前記工程パターンを生成することを特徴とする請求項１から５のいずれか１つに記載の工程決定支援装置。
7. 前記時間算出部による算出結果と前記コスト算出部による算出結果とを基に、前記工程パターンごとの推奨順位を算出する順位算出部を備えることを特徴とする請求項１から６のいずれか１つに記載の工程決定支援装置。
8. 前記出力部は、前記順位算出部による算出結果を出力することを特徴とする請求項７に記載の工程決定支援装置。
9. 前記製造工程の決定における時間の短縮とコストの縮小との優先度のバランスに基づいた重み付けを設定する重み付け設定部を備え、
   前記順位算出部は、前記時間算出部による前記算出結果および前記コスト算出部による前記算出結果と設定された前記重み付けとに基づいて前記推奨順位を算出することを特徴とする請求項７または８に記載の工程決定支援装置。
10. 前記出力部は、前記工程パターン生成部によって生成された前記工程パターンの内容を画面に表示して、前記製造工程に決定される工程パターンの選択を前記画面にて受け付けることを特徴とする請求項１から９のいずれか１つに記載の工程決定支援装置。
11. 製品を製造するための製造工程の決定を支援する工程決定支援装置が実施する工程決定支援方法であって、
    溶融させた材料を堆積させて立体物を造形する加工装置と材料を除去する加工装置とを含む複数の加工装置について、各加工装置の加工性能を示す加工性能データを読み出す工程と、
    前記加工性能データを参照することにより、前記製品の製造に適用可能な加工装置を前記複数の加工装置の中から選び、選ばれた加工装置による加工工程を順序付けて割り当てることによって、前記製品を製造可能な前記加工工程の組み合わせである工程パターンを生成する工程と、
    生成された前記工程パターンにしたがって前記製品が製造された場合における前記製品の完成までに要する時間を算出する工程と、
    生成された前記工程パターンにしたがって前記製品が製造された場合における前記製品の完成までに要するコストを算出する工程と、
    生成された前記工程パターンの内容と、前記工程パターンにおける時間の合計およびコストの合計と、前記工程パターンの前記加工工程ごとにおける時間の算出結果およびコストの算出結果とを出力する工程と、
    を含むことを特徴とする工程決定支援方法。
12. コンピュータを、製品を製造するための製造工程の決定を支援する工程決定支援装置として機能させる工程決定支援プログラムであって、
    溶融させた材料を堆積させて立体物を造形する加工装置と材料を除去する加工装置とを含む複数の加工装置について、各加工装置の加工性能を示す加工性能データを読み出すステップと、
    前記加工性能データを参照することにより、前記製品の製造に適用可能な加工装置を前記複数の加工装置の中から選び、選ばれた加工装置による加工工程を順序付けて割り当てることによって、前記製品を製造可能な前記加工工程の組み合わせである工程パターンを生成するステップと、
    生成された前記工程パターンにしたがって前記製品が製造された場合における前記製品の完成までに要する時間を算出するステップと、
    生成された前記工程パターンにしたがって前記製品が製造された場合における前記製品の完成までに要するコストを算出するステップと、
    生成された前記工程パターンの内容と、前記工程パターンにおける時間の合計およびコストの合計と、前記工程パターンの前記加工工程ごとにおける時間の算出結果およびコストの算出結果とを出力するステップと、
    を前記コンピュータに実行させることを特徴とする工程決定支援プログラム。
13. 請求項１２に記載の工程決定支援プログラムが記憶され、コンピュータによる読み取りが可能とされたことを特徴とする記憶媒体。

Images