JP6897490B2 - 設計支援方法および設計支援システム - Google Patents

Description

本発明は、設計支援方法および設計支援システムに関する。

車両や航空機などの移動体には、電力や電気信号などを伝える電線を束ねたワイヤハーネスが配線されている。従来のワイヤハーネスを設計および製造し、製造したワイヤハーネスを移動体の所望の位置に配線する作業は、熟練が必要な難しい作業であり、時間を要する作業であった。

例えば、設計で行われるワイヤハーネスを配線する経路の検討では、移動体の実物（ワイヤハーネスが配線される車体や機体）を測定した値に基づいた検討が行われていた。この実物の測定で正確な値を取得することは、熟練が必要な難しい作業であった。また、熟練していない者が測定を行った場合、正確な値を取得するのに長い時間を必要とすることになった。

その他に、移動体にワイヤハーネスを配線する作業では、移動体へのワイヤハーネスの取付けを容易にする技術が提案されている（例えば、特許文献１参照。）。

特開２０１０−１３７６４９号公報

上述のように、移動体の実物を測定した値に基づく検討方法では、移動体の実物が完成するまで配線経路の設計を行うことができない。そのため、ワイヤハーネスの設計が困難になるという問題があった。

本発明は、上記の課題を解決するためになされたものであって、ワイヤハーネスの設計を容易にすることができる設計支援方法および設計支援システムを提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明は、以下の手段を提供する。
本発明の第１の態様に係る設計支援方法は、移動体の三次元の３Ｄ設計データに基づいて、当該３Ｄ設計データに対して配置される複数の電線の経路情報である配線経路情報を作成するルーティングステップと、前記配線経路情報から所定の規則に従い選択された所定数の前記電線を束ねてワイヤハーネスを定義するハーネス定義ステップと、
を有する。

本発明の第２の態様に係る設計支援システムは、移動体の三次元の３Ｄ設計データに基づいて、当該３Ｄ設計データに対して配置される複数の電線の経路情報である配線経路情報を作成するルーティング部と、前記配線経路情報から所定の規則に従い選択された所定数の前記電線を束ねてワイヤハーネスを定義するハーネス定義部と、が設けられている。

本発明の第１の態様に係る設計支援方法および第２の態様に係る設計支援システムによれば、三次元の３Ｄ設計データに基づいて電線が配置される経路を設定した上で、ワイヤハーネスを定義することができる。そのため、移動体の実物を測定した値に基づいて電線が配置される経路を設定する場合と比較して、ワイヤハーネスの設計が容易になる。

本発明の設計支援方法および設計支援システムによれば、三次元の３Ｄ設計データに基づいて電線が配置される経路を設定した上で、ワイヤハーネスを定義することにより、ワイヤハーネスの設計を容易にするという効果を奏する。

本発明の一実施形態に係る設計支援システムの構成を説明するブロック図である。 ワイヤハーネスの構成を説明する模式図である。 ３次元ＣＡＤデータに基づいて生成される車両のモデルを説明する図である。 仮想空間情報に基づいて生成される仮想空間を説明する図である。 製造装置の構成を説明する模式図である。 設計支援システムによるワイヤハーネスの設計支援方法を説明するフローチャートである。 仮想空間作成の方法を説明するサブルーチンのフローチャートである。 電線ルーティング作業の方法を説明するサブルーチンのフローチャートである。 ハーネス用デジタルボードに表示される一態様であって、電線における余長の表示態様を説明する模式図である。 図１０（ａ）は、本実施形態の配線処理による電線の配置状態を説明する模式図であり、図１０（ｂ）は、従来の配線処理による電線の配置状態を説明する模式図である。 本実施形態の配線処理による通過点における電線の形状を説明する模式図である。 ハーネス設計図作成の方法を説明するサブルーチンのフローチャートである。 ハーネスボード図面作成の方法を説明するサブルーチンのフローチャートである。

この発明の一実施形態に係る設計支援方法および設計支援システムについて、図１から図１３を参照しながら説明する。本実施形態では、本発明の設計支援システム１が鉄道車両（移動体）の車体に配線されるワイヤハーネス５００の設計、製造、および、配線を支援するシステムである例に適用して説明する。

ワイヤハーネス５００は、図２に示すように、鉄道車両の車体に搭載された機器の間をつなぐ電線５０１が複数束ねられたものである。電線５０１は、接続された機器の間で電力や電気信号などを伝えるものである。電線５０１の端部には、接続される機器に対応した形状を有するコネクタ５０２が取り付けられている。

ワイヤハーネス５００には、複数の電線５０１を束ねて拘束する拘束部材５０３が設けられている。ワイヤハーネス５００における複数の電線５０１が束ねられた部分を幹線５１１、幹線から電線５０１が分かれる位置を分岐点５１２、幹線から分かれた先の部分を枝線５１３とも表記する。

設計支援システム１には、図１に示すように、ワイヤハーネス５００の設計を行う設計装置１００と、ワイヤハーネス５００の製造を行う製造装置２００と、ワイヤハーネス５００の配線作業を支援する情報処理端末３００と、が設けられている。設計装置１００および製造装置２００の間と、設計装置１００および情報処理端末３００の間は、専用の情報通信回線または公知の情報通信網を介して情報通信可能に接続されている。

設計装置１００は、仮想の空間である設計空間の中でワイヤハーネス５００の設計を行うものである。本実施形態では設計装置１００が、ＣＰＵ（中央演算処理ユニット）、ＲＯＭ、ＲＡＭ、入出力インタフェース等を有するパーソナルコンピュータやサーバなどの情報処理機器である例に適用して説明する。

上述のＲＯＭ等の記憶装置に記憶されているプログラムは、図１に示すように、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、入出力インタフェースを協働させて３次元変換部１０１、配線変換部１０６、仮想空間配置部１１１、ルーティング部１１６、ワイヤハーネス定義部１２１（以後「ハーネス定義部１２１」とも表記する。）、ワイヤハーネス情報部１２６（以後「ハーネス情報部１２６」とも表記する。）、ハーネス用デジタルボード情報部１３１（以後「ボード情報部１３１」とも表記する。）、サイズ情報部１３６、製造用情報部１４１、および、工程情報部１４６として機能させるものである。

３次元変換部１０１は、２次元ＣＡＤ（Ｃｏｍｐｕｔｅｒ Ａｉｄｅｄ Ｄｅｓｉｇｎ）データ（２次元情報）を、３次元ＣＡＤ（Ｃｏｍｐｕｔｅｒ Ａｉｄｅｄ Ｄｅｓｉｇｎ）データ（３次元情報）の少なくとも一部に変換する処理を行うものである。

２次元ＣＡＤデータは、車体を構成する構造部品は、車体に搭載される機器（図示せず。）に関する情報を２次元で表す設計図などの設計情報である。
２次元ＣＡＤデータには、車体を構成する構造部品の２次元形状の情報である２次元部品形状情報、車体における構造部品が配置される２次元位置の情報である２次元部品位置情報、機器が車体に配置される２次元位置の情報である２次元機器位置情報、および、当該機器における電線５０１が接続される２次元位置である２次元接続位置情報の少なくとも一部が含まれている。

３次元ＣＡＤデータは、後述する車体のモデル６０１の生成に用いられる情報である。
３次元ＣＡＤデータには、車体を構成する構造部品の３次元形状の情報である３次元部品形状情報、車体における構造部品が配置される３次元位置の情報である３次元部品位置情報、機器が車体に配置される３次元位置の情報である３次元機器位置情報、および、当該機器における電線５０１が接続される３次元位置である３次元接続位置情報が少なくとも含まれている。

３次元変換部１０１は、３次元ＣＡＤデータを入手できない場合に、２次元ＣＡＤデータを３次元ＣＡＤデータに変換するものである。または、車体のモデル６０１の生成には情報が不足する３次元ＣＡＤデータしか入手できない場合に、当該不足する部分を補う３次元ＣＡＤデータを、２次元ＣＡＤデータから変換して生成するものである。

配線変換部１０６は、電気回路情報を、配線情報の少なくとも一部に変換する処理を行うものである。電気回路情報は、車両に配置される複数の機器の間の電気的な接続を示す情報を含むものである。

配線情報は、Ｆｒｏｍ Ｔｏ リストとも表記される。配線情報には、電線５０１が接続される機器を特定する情報である機器特定情報、当該電線５０１の種類を特定する情報、当該電線５０１の長さを表す情報である長さ情報、当該電線５０１について定められた長さの値に対して予め定められた誤差の範囲である公差情報、当該電線５０１の径を表す情報である径情報、および、当該電線５０１に付与するラベル文字情報を少なくとも含まれている。

なお、上述の長さ情報は、初期状態において配線情報に含まれていなくてもよいし、上述の長さ情報の代わりとして電線５０１の目安としての長さの情報が含まれていてもよい。

配線変換部１０６は、配線情報を入手できない場合に、電気回路情報を配線情報に変換するものである。または、ワイヤハーネス５００の製作には情報が不足する配線情報しか入手できない場合に、当該不足する部分を補う配線情報を、電気回路情報から変換して生成するものである。

仮想空間配置部１１１は、仮想の３次元空間である設計空間の中に生成された車体のモデル６０１（図３参照。）に対して、電線５０１が配置される仮想空間６１１（図４参照。）を配置する演算処理を行うものである。仮想空間配置部１１１における演算処理の内容については後述する。

仮想空間６１１は、仮想空間情報に基づいて生成されるものである。仮想空間６１１は、設計空間の中に設定される仮想上の空間であって、車体を構成する構造部品の間に設定される空間である。

仮想空間情報には、仮想空間６１１の形状に関する情報である空間形状情報、および、当該仮想空間６１１が配置される位置の情報である空間位置情報が少なくとも含まれている。

ルーティング部１１６は、配線情報に基づいて電線５０１が仮想空間６１１に配置される経路の情報である配線経路情報を作成するものである。ルーティング部１１６における演算処理の内容については後述する。配線経路情報は、ハーネスルーティングデータとも表記される。配線経路情報には、設計空間の中で配置された電線５０１の３次元形状を表示する図形情報も含まれている。

ハーネス定義部１２１は、仮想空間６１１に配置された電線５０１を束ねてワイヤハーネス５００を定義する演算処理を行うものである。ハーネス定義部１２１における演算処理の内容は後述する。

ハーネス情報部１２６は、定義されたワイヤハーネス５００についてワイヤハーネス情報を作成する演算処理を行うものである。ハーネス情報部１２６における演算処理の内容は後述する。作成されたワイヤハーネス情報は、設計したワイヤハーネス５００の承認手続きや、ワイヤハーネス５００の製造に用いられる。

ボード情報部１３１は、ワイヤハーネス情報に基づいてハーネス用デジタルボード情報を作成する演算処理を行うものである。ハーネス用デジタルボード情報は、後述するハーネス用デジタルボード２０１に表示される図面情報を含む情報である。

サイズ情報部１３６は、後述するボード表示部２０２の大きさに関するサイズ情報を設定する演算処理を行うものである。ボード表示部２０２は、ハーネス用デジタルボード２０１におけるワイヤハーネス５００を作成する際に電線５０１が置かれる配置面でもある。

製造用情報部１４１は、ハーネス用デジタルボード情報およびサイズ情報に基づいて、ワイヤハーネス５００の製造に用いられる図面情報を含む製造用情報を作成する演算処理を行うものである。図面情報は、ハーネス用デジタルボード２０１におけるボード表示部２０２に表示される情報である。

工程情報部１４６は、ワイヤハーネス情報および配線情報に基づいて、ワイヤハーネス５００の配線工程に応じた工程情報を作成する演算処理を行うものである。工程情報は、情報処理端末３００の端末表示部３２１に、ワイヤハーネス５００の配線工程に応じた表示を可能とする情報である。例えば、配線作業を行うワイヤハーネス５００の枝線５１３またはコネクタ５０２の順序を表示したり、ワイヤハーネス５００の３次元図面を表示するとともに配線作業を行う枝線５１３をハイライト表示したりすることが可能な情報である。

なお、本実施形態では１つの設計装置１００が、仮想空間配置部１１１、ルーティング部１１６、ハーネス定義部１２１、ハーネス情報部１２６、ボード情報部１３１、サイズ情報部１３６、製造用情報部１４１、および、工程情報部１４６として機能する例に適用して説明するが、これらを複数の設計装置１００に分散させてもよい。

例えば、一の設計装置１００が仮想空間配置部１１１、ルーティング部１１６、ハーネス定義部１２１、ハーネス情報部１２６、および、として機能し、他の設計装置１００がボード情報部１３１、サイズ情報部１３６、製造用情報部１４１、および、工程情報部１４６として機能するように分散させる方法を挙げることができる。一の設計装置１００および他の設計装置１００の間は、情報通信可能に直接接続されていてもよいし、サーバを介して情報通信可能に接続されていてもよい。

製造装置２００はワイヤハーネス５００を製造するものである。製造装置２００には、図２および図５に示すように、ハーネス用デジタルボード２０１と、制御用コンピュータ２１１と、データサーバ２２１と、が主に設けられている。

ハーネス用デジタルボード２０１は、ワイヤハーネス５００の製造に用いられる机状に形成されたものである。ハーネス用デジタルボード２０１には、ワイヤハーネス５００が製造される作業台でもあるボード表示部２０２が設けられている。

ボード表示部２０２は、ワイヤハーネス５００の製造に必要な広さおよび長さを有する面である。ボード表示部２０２は、ワイヤハーネス５００が製造される面であるとともに、図面情報が表示される表示面でもある。ボード表示部２０２は制御用コンピュータ２１１と情報通信可能に接続され、表示する図面情報に関する情報が制御用コンピュータ２１１から送られている。なお、制御用コンピュータ２１１は、図面情報を含む製造用情報をデータサーバ２２１から読み込んでもよい。

本実施形態では、ボード表示部２０２の表示面が液晶ディスプレイである例に適用して説明する。なお、ボード表示部２０２の表示面は、上述の液晶ディスプレイに限られるものではなく、有機ＥＬ（エレクトロルミネッセンス）ディスプレイであってもよいし、プロジェクターにより図面情報が投影される投影面であってもよい。

制御用コンピュータ２１１は、ハーネス用デジタルボード２０１における図面情報の表示を制御するものである。本実施形態では制御用コンピュータ２１１が、ＣＰＵ（中央演算処理ユニット）、ＲＯＭ、ＲＡＭ、入出力インタフェース等を有するパーソナルコンピュータなどの情報処理機器である例に適用して説明する。

上述のＲＯＭ等の記憶装置に記憶されているプログラムは、図５に示すように、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、入出力インタフェースを協働させて入出力部２１２、制御部２１３として機能させるものである。

入出力部２１２は、設計装置１００、ボード表示部２０２、およびデータサーバ２２１と情報通信可能に接続されるものである。本実施形態では、ボード表示部２０２およびデータサーバ２２１との間は、ＬＡＮ（Ｌｏｃａｌ Ａｒｅａ Ｎｅｔｗｏｒｋ）ケーブル等を用いた公知の方式による有線情報通信が可能に接続される例に適用して説明する。設計装置１００との間は、公知の情報通信網を用いた情報通信が可能に接続される例に適用して説明する。

制御部２１３は、ボード表示部２０２の動作を制御する制御信号を生成するものである。また、データサーバ２２１に作業履歴や検査結果などのワイヤハーネス５００の製造に関する情報を記憶させるものである。

データサーバ２２１は、ＬＡＮケーブル等で構成された情報通信網を介して制御用コンピュータ２１１と情報通信可能に接続されたサーバである。本実施形態ではデータサーバ２２１が、ＣＰＵ（中央演算処理ユニット）、ＲＯＭ、ＲＡＭ、入出力インタフェース等を有するサーバなどの情報処理機器である例に適用して説明する。

上述のＲＯＭ等の記憶装置に記憶されているプログラムは、図５に示すように、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、入出力インタフェースを協働させて記憶部２２２として機能させるものである。記憶部２２２は、制御用コンピュータ２１１が取得した作業履歴や検査結果などのワイヤハーネス５００の製造に関する情報を記憶するものである。また、記憶部２２２は、図面情報を含む製造用情報を記憶するものであってもよい。

情報処理端末３００は、ワイヤハーネス５００の配線作業を支援する情報を表示するものである。本実施形態では、情報処理端末３００がＣＰＵ（中央演算処理ユニット）、ＲＯＭ、ＲＡＭ、入出力インタフェース等を有する作業者が携帯して移動可能なタブレット型やノート型の情報処理機器である例に適用して説明する。

上述のＲＯＭ等の記憶装置に記憶されているプログラムは、図１に示すように、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、入出力インタフェース等を協働させて端末記憶部３０１、端末制御部３１１、および、端末表示部３２１として機能させるものである。

端末記憶部３０１は、設計装置１００から取得した工程情報および配線経路情報を記憶するものである。端末制御部３１１は、ワイヤハーネス５００の配線工程に応じた工程情報および配線経路情報を表示させる制御を行うものである。端末制御部３１１による制御内容については後述する。

端末表示部３２１は、配線作業を行う作業者に対して工程情報および配線経路情報を表示するものである。また端末表示部３２１は、作業者による情報処理端末３００への操作が入力されるタッチスクリーン等の入力部でもある。本実施形態では、端末表示部３２１が液晶ディプレイとタッチスクリーンが組み合わされたものである例に適用して説明する。

次に、上記の構成からなる設計支援システム１におけるワイヤハーネス５００の設計支援方法について図６から図１３を参照しながら説明する。
本実施形態の設計支援システム１においてワイヤハーネス５００の配線支援が開始されると、図６に示すように、設計装置１００は仮想空間作成の処理を行う（Ｓ１００）。

設計装置１００は、図７に示すように、仮想空間作成の処理として以下に説明する処理を行う。まず、設計装置１００は、３次元ＣＡＤデータおよび配線情報を入手する処理を行う（Ｓ１０１）。設計装置１００は、予め３次元ＣＡＤデータおよび配線情報を保存しているサーバ等に対して３次元ＣＡＤデータおよび配線情報の出力を要請する信号を送信する。出力の要請信号に応じて出力された３次元ＣＡＤデータおよび配線情報は、設計支援装置１００に入力され記憶される。

設計装置１００は、入手した３次元ＣＡＤデータに基づいて車体のモデル６０１の生成が可能か確認する処理を行う（Ｓ１０２）。言い換えると、車体のモデル６０１の生成に必要な情報が３次元ＣＡＤデータに含まれているか確認する処理を行う。

３次元ＣＡＤデータに基づいて車体のモデル６０１の生成ができないと判定された場合（ＮＯの場合）には、設計装置１００は、２次元ＣＡＤデータを入手する処理を行う（Ｓ１０３）。なお、３次元ＣＡＤデータに基づいて車体のモデル６０１の生成ができないと判定される場合としては、３次元ＣＡＤデータが入手できない場合や、車体のモデル６０１の生成に必要な情報が３次元ＣＡＤデータに含まれていない場合を例示することができる。

２次元ＣＡＤデータを入手すると、設計装置１００の３次元変換部１０１は、２次元ＣＡＤデータを３次元ＣＡＤデータに変換する処理を行う（Ｓ１０４：３次元変換ステップ）。変換された３次元ＣＡＤデータに基づき車体のモデル６０１の生成が可能となる。

Ｓ１０２の判定処理において３次元ＣＡＤデータに基づいて車体のモデル６０１の生成ができると判定された場合（ＹＥＳの場合）、または、Ｓ１０４の変換処理がされた場合、設計装置１００は、配線情報に不足がないか確認する処理を行う（Ｓ１０５）。言い換えると、鉄道車両に搭載される全ての電線５０１について機器特定情報等が、配線情報に含まれているか確認する処理を行う。

配線情報に不足があると判定された場合（ＮＯの場合）には、設計装置１００は、電気回路情報を入手する処理を行う（Ｓ１０６）。なお、配線情報に不足があると判定される場合としては、配線情報が入手できない場合や、一部の電線５０１について機器特定情報等が欠けている場合を例示することができる。

電気回路情報を入手すると、設計装置１００の配線変換部１０６は、電気回路情報を配線情報に変換する処理を行う（Ｓ１０７：配線変換ステップ）。
３次元ＣＡＤデータおよび配線情報を入手すると、設計装置１００は、仮想空間６１１の部品情報に基づいて仮想空間６１１を作成する処理を行う（Ｓ１０８）。

仮想空間６１１の形状は、車両のモデル６０１を参照しながら定められる。例えば、仮想空間６１１は、車両の車体を構成する構造部品の間に配置される。さらに、車体に配置される機器に電線５０１が接続可能な位置に仮想空間６１１が配置される。

設計装置１００は、仮想空間６１１の形状に関する情報である空間形状情報、仮想空間６１１が配置される位置の情報である空間位置情報を含む仮想空間情報を作成する。
作成された仮想空間６１１は、車体との干渉有無などが確認される。干渉の確認がされると、仮想空間作成の処理は終了する。設計支援システム１の設計装置１００は、図６に戻り、電線ルーティング作業の処理を行う（Ｓ２００）。

設計装置１００は、図８に示すように、電線ルーティング作業の処理として以下に説明する処理を行う。まず、設計装置１００の仮想空間配置部１１１は、設計空間の中に車両のモデル６０１および仮想空間６１１を配置する処理を行う（Ｓ２０１：仮想空間ステップ）。車体のモデル６０１は、３次元ＣＡＤデータに基づいて設計空間の中に生成されるものである。仮想空間６１１は、Ｓ１００の仮想空間作成の処理で承認されたものであり、仮想空間情報に基づいて設計空間の中に生成されるものである。

仮想空間６１１が配置されると、設計装置１００のルーティング部１１６は、仮想空間６１１に電線５０１を配線する処理であるルーティング作業を行う（Ｓ２０２：ルーティングステップ）。ルーティング作業は、３次元配線設計とも表記する。ルーティング作業および後述する整線処理により、電線５０１の３次元形状を表示する図形情報を含む配線経路情報が作成される。

電線５０１を配線する処理は、配線情報に含まれる機器特定情報や、３次元ＣＡＤデータに含まれる機器位置情報、接続位置情報、電線５０１の一方の端部である起点（Ｆｒｏｍ）付近、および、他方の端部である終点（Ｔｏ）付近の少なくとも一方に設けられる余長の長さの値である余長値、並びに、電線が通過する３次元の位置である通過位置情報に基づいて行われる。

つまり、ルーティング作業では配線情報に基づいて、所定の電線５０１の起点に接続される機器および終点に接続される機器が特定される。特定された起点側の機器および終点側の機器が配置される位置、および、当該機器における電線５０１が接続される位置が特定される。ルーティング部１１６は、当該電線５０１が仮想空間６１１を経由して特定された機器に接続するように配線する処理を行う。

また、ルーティング作業では配線情報に含まれる余長値に基づいて、電線５０１の起点および終点の少なくとも一方に余長を設ける配線処理が行われる。当該配線処理では、図９に示すように、電線５０１における余長を設けた位置に余長表示部５０５が設けられた態様で、ハーネス用デジタルボード２０１に表示される。余長表示部５０５は、予め定められた形式で余長を設けたことをハーネス用デジタルボード２０１に表示するものである。ルーティング部１１６により作成される配線経路情報には、余長表示部５０５を表示する余長表示情報が含まれる。

本実施形態では、余長表示部５０５が、電線５０１を輪状または環状に配置して表す形式である例に適用して説明する。さらに、余長表示部５０５に余長値を表示する例に適用して説明する。

なお、余長表示部５０５のその他の表示形式としては、電線５０１を輪状や環状以外の形状に配置して表す形式や、所定の色で表示する形式や、所定の記号を付加して表示する形式などを例示することもできる。また、余長値を表現する方法としては、輪状または環状の径の大きさや、巻き数により余長値を表現する例を挙げることができる。

さらに、ルーティング作業では配線情報に含まれる通過位置情報に基づいて、電線５０１の配線処理が行われる。当該配線処理では、電線５０１が通過位置情報により指定される３次元の位置である通過位置（通過点とも表記する。）を通過して配置される。

図１０（ａ）には、当該配線処理により隣接する電線５０１が配置された例を示している。この例では、直交するＸ軸（前後方向）、Ｙ軸（左右方向）およびＺ軸（上限方向）から構成される３次元座標を用いて通過点を指定されている。隣接する電線５０１の通過点は、Ｘ軸およびＹ軸の値は同じであり、Ｚ軸の値は異なっている。Ｚ軸側から見ると、隣接する電線５０１は同じ通過点を通過して配置されているように見える。しかしながら、Ｚ軸方向の位置が異なっているため、隣接する電線５０１は干渉していない。

さらに、通過位置における電線５０１の形状は、通過位置情報に含まれる境界情報に基づいて定められる。本実施形態では、図１１に示すように、境界情報に基づいて生成される円筒または円柱状の境界部６１０の周面に沿って電線５０１が曲げられることにより、通過位置における電線５０１の形状が定められる例に適用して説明する。

この場合、通過位置における電線５０１の曲率は、境界部６１０の径の値により定められる。また、電線５０１の曲がる角度は、複数の境界部６１０の配置位置により定められる。境界部６１０の配置位置は、通過位置情報に基づいて定められる。

ルーティング作業が行われると図８に示すように、設計装置１００はワイヤハーネス情報を作成する処理を行う（Ｓ２０３：ハーネス定義ステップ）。まず、設計装置１００のハーネス定義部１２１により行われるワイヤハーネス５００を定義する処理が行われる。その後、ハーネス情報部１２６によるワイヤハーネス情報の作成処理が行われる。

ハーネス定義部１２１は、所定数の電線５０１を束ねてワイヤハーネス５００を定義する演算処理を行う。所定数の電線５０１は、仮想空間６１１に配置された複数の電線５０１から、所定の規則に従い選択されたものである。

所定の規則としては、１つのワイヤハーネス５００にまとめる電線５０１の本数を１００本までとする、同じ機器に接続される電線５０１をワイヤハーネス５００にまとめる、電気種類に基づいてワイヤハーネス５００にまとめる電線５０１を選択する、などを例示することができる。なお電気種類に基づく選択方法としては、電線５０１の種類（例えば、交流用電線、直流用電線、シールド回線）が同じものを選択する方法を例示することができる。

ワイヤハーネス５００を定義する処理が行われると、ハーネス情報部１２６は、ワイヤハーネス５００の３次元形状の情報であるハーネス３次元情報に基づいてワイヤハーネス情報を作成する処理を行う。ワイヤハーネス情報は、当該ワイヤハーネス５００の幹線５１１の長さ情報や、分岐点５１２の位置情報や、枝線５１３の長さ情報などのワイヤハーネス５００の形状に関する情報である。またワイヤハーネス情報は、当該ワイヤハーネス５００を２次元図面として表示可能な情報も含む。

さらにワイヤハーネス情報には、当該ワイヤハーネス５００を構成する電線５０１を特定する情報や、当該電線５０１の長さ情報や、当該電線５０１の径情報や、枝線５１３を構成する電線５０１を特定する情報など、ワイヤハーネス５００を構成する電線５０１に関する情報が含まれる。

ワイヤハーネス情報が作成されると、設計装置１００は、ハーネス配線図情報を作成する処理を行う（Ｓ２０４）。ハーネス配線図情報は、ワイヤハーネス５００に関する２次元図面の情報であり、車体に対してどのようにワイヤハーネス５００を配線するかを示す図面の情報である。

ハーネス配線図情報が作成されると、電線ルーティング作業の処理は終了する。設計支援システム１の設計装置１００は、図６に戻り、ハーネス設計図作成の処理を行う（Ｓ３００）。

設計装置１００は、図１２に示すように、ハーネス設計図作成の処理として以下に説明する処理を行う。まず、設計装置１００は、配線情報およびハーネス配線図情報に基づいてハーネス設計図を作成する処理を行う（Ｓ３０１）。なお、ハーネス設計図は、ワイヤハーネス情報の代わりにハーネス配線図情報に基づいて作成されてもよい。

ハーネス設計図はワイヤハーネス単位で作成され、予め定められた大きさ（例えばＡ３サイズ）に作成される。１つのワイヤハーネス５００は、１図面（１品番の図面）で記載される。ただし、大きなワイヤハーネス５００の場合には、複数の図面（複数品番の図面）に分割して記載される。

ハーネス設計図は、ワイヤハーネス５００の形状が実際のワイヤハーネス５００と同じ大きさである実寸大（１／１スケール）で記載される。但し、予め定められた用紙サイズ（例えばＡ３サイズ）の枠内にワイヤハーネス５００の形状を記載するために、形状はデフォルメ（変形・縮尺）される。

設計支援装置１００は、ワイヤハーネス５００の実際の長さや、予め定められた用紙サイズ等に基づいて、ハーネス設計図の縮尺や、幹線５１１に対する分岐した枝線５１３の角度等を求める演算を行い、ハーネス設計図として出力する。

また、ハーネス設計図が複数の図面に分割される場合には、設計支援装置１００は、更に分割される図面数にも基づいて、縮尺や、幹線５１１に対する分岐した枝線５１３の角度等を求める演算を行う。

ハーネス設計図が作成されると、設計装置１００のボード情報部１３１は、ハーネスボード図面データを作成する処理を行う（Ｓ３０２）。ハーネス用デジタルボード情報には、例えば、ワイヤハーネス５００の２次元図面の情報や、ワイヤハーネス５００を構成する電線５０１を特定する情報や、電線５０１に取り付けられるコネクタ５０２を特定する情報が含まれる。

ハーネス設計図およびハーネスボード図面データが作成されると、ハーネス設計図作成の処理は終了する。設計支援システム１の設計装置１００は、図６に戻り、ハーネスボード図面作成の処理を行う（Ｓ４００）。

設計装置１００は、図１３に示すように、ハーネスボード図面作成の処理として以下に説明する処理を行う。まず、設計装置１００のサイズ情報部１３６は、ボードサイズを検討する処理を行う（Ｓ４０１）。

サイズ情報部１３６は、ボード表示部２０２の大きさに関するサイズ情報を設定する演算処理を行う。ボード表示部２０２は、後述する図面情報が表示される表示面であり、ハーネス用デジタルボード２０１におけるワイヤハーネス５００を作成する際に電線５０１が置かれる配置面でもある。

サイズ情報が設定されると、設計装置１００の製造用情報部１４１は、図面情報を含む製造用情報を作成する処理を行う（Ｓ４０２）。図面情報は、ハーネス用デジタルボード２０１のボード表示部２０２に表示される情報である。

図面情報により表示されるワイヤハーネス５００は、ワイヤハーネス５００の長さ方向において、実物のワイヤハーネス５００と同じ長さ（実寸大または１／１スケール）で表示される。

ここで同じ長さとは、実物のワイヤハーネス５００の長さをＬ１、表示されるワイヤハーネス５００の長さをＬ２とした場合に、下記の式（１）を満たすことを意味する。つまり、実物のワイヤハーネス５００の長さＬ１と、表示されるワイヤハーネス５００の長さＬ２との差の絶対値が、実物のワイヤハーネス５００の長さＬ１に対して０．１％未満であることを意味する。

ワイヤハーネス５００の径方向または幅方向については、実物のワイヤハーネス５００と同じ太さ、または、同じ径でボード表示部２０２に表示されてもよい。この場合には、ワイヤハーネス５００が、どの程度の太さのケーブルから構成されるか視覚的に認識することが可能となる。

また、同じ太さ、または、同じ径で表示されない場合と比較して、ワイヤハーネス５００を製作する際に、ボード表示部２０２上に配置した電線５０１の本数が多すぎること、または、少なすぎることに作業者が気付きやすくなる。その結果、ワイヤハーネス５００を製作する際の作業ミスを低減しやすくなる。

ここで同じ太さ、または、同じ径とは、実物のワイヤハーネス５００の太さをＤ１、表示されるワイヤハーネス５００の太さをＤ２とした場合に、下記の式（２）を満たすことを意味する。つまり、実物のワイヤハーネス５００の太さＤ１と、表示されるワイヤハーネス５００の太さＤ２との差の絶対値が、実物のワイヤハーネス５００の太さＤ１に対して１％未満であることを意味する。

その一方で、ワイヤハーネス５００の径方向または幅方向について、実物のワイヤハーネス５００に基づかない大きさの表示であってもよい。この場合は特に、ボード表示部２０２に表示されるすべての幹線５１１および枝線５１３における径方向（幅方向）の大きさを同一にすると、図面情報の作成が容易なる。

例えば、実物のワイヤハーネス５００の太さＤ１よりも表示されるワイヤハーネス５００の太さＤ２が大きく（太く）てもよい。具体的には、実物のワイヤハーネス５００の太さＤ１と、表示されるワイヤハーネス５００の太さＤ２との差の絶対値が、実物のワイヤハーネス５００の太さＤ１に対して１％以上であってもよい。

表示されるワイヤハーネス５００の太さＤ２が大きく表示される場合は、ボード表示部２０２に電線５０１を配置しても、表示されたワイヤハーネス５００が配置した電線５０１に隠れにくくなる。そのため、ワイヤハーネス５００を製作する際の作業性を向上させやすくなる。

但し、サイズ情報で定められた大きさの枠内にワイヤハーネス５００を表示するために、幹線５１１や、枝線５１３の形状が変形される。なお、複数のワイヤハーネス５００が同時にボード表示部２０２に表示される場合もある
製造用情報が作成されると、設計装置１００はアウトプット情報の作成処理を行う（Ｓ４０３）。アウトプット情報は、製造用情報に基づいて作成される情報である。アウトプット情報には、図面情報から作成されたＣＡＤデータおよび各種の情報端末で図面情報を表示可能な電子データ（例えば、ＰＤＦ（Ｐｏｒｔａｂｌｅ Ｄｏｃｕｍｅｎｔ Ｆｏｒｍａｔ）と、材料表情報と、製造用の配線情報とが含まれる。

アウトプット情報が作成されると、設計装置１００はアウトプット情報の出力処理を行う（Ｓ４０４）。作成されたアウトプット情報は、製造装置２００が設けられた生産拠点に配信される。

上記の構成の設計支援システム１および設計支援方法によれば、仮想空間に基づいて電線５０１が配置される経路を設定した上で、ワイヤハーネス５００を定義することができる。そのため、鉄道車両の車体実物を測定した値に基づいて電線５０１が配置される経路を設定する場合と比較して、電線５０１における余長の短縮を図りやすい。

また、仮想空間に電線５０１を配置することにより経路を設定するため、当該設定段階でワイヤハーネス５００を通す隙間が確保できるか確認することができる。そのため、ワイヤハーネス５００を車体に配線する段階で、ワイヤハーネス５００の配線経路を変更する必要がなくなり、電線５０１における余長の短縮を図りやすい。

３次元変換部１０１により、２次元ＣＡＤデータを３次元ＣＡＤデータの全てまたは一部に変換することができる。そのため、３次元ＣＡＤデータがなくても、または、３次元ＣＡＤデータの一部が不足しても、２次元ＣＡＤデータから変換した３次元ＣＡＤデータで補完できる。

配線変換部１０６により、電気回路情報を配線情報の全部または一部に変換することができる。そのため、配線情報がなくても、または、配線情報の一部が不足しても、電気回路情報から変換した配線情報で補完できる。

配線経路情報に余長表示情報を含めることにより、電線５０１の配置を情報処理端末３００の端末表示部３２１に表示する際に、余長の設定を表示することができる。余長の設定が表示されない場合、ワイヤハーネス５００を製造する作業者や配線する作業者等は、電線５０１に余長が設けられているか否かを把握することが困難となる。そのため、ワイヤハーネス５００を配線する作業を行いにくくなる。

これに対して、余長の設定を情報処理端末３００の端末表示部３２１に表示することにより、電線５０１における余長設定の有無を容易に把握することができる。配線情報に余長値を含めることにより、配線情報に基づいて電線５０１を加工する際に余長値を考慮した加工が容易となる。

電線５０１が通過する３次元の位置である通過位置情報を配線情報に含めることにより、通過位置情報を含めない場合と比較して、電線５０１における余長の短縮を図りやすい。例えば、２次元の位置で通過点を指定する場合、図１０（ｂ）に示すように、複数の電線５０１が同一の通過点を通過する経路に配線される可能性がある。現実には、複数の電線５０１が干渉して当該同一の通過点を通過できないため、電線５０１は設計とは異なる経路で配線される。言い換えると、設計において設定される電線５０１の長さの精度が悪化しやすく、余長の短縮が図りにくい。

これに対して、３次元の位置である通過位置情報を配線情報に含めることにより、図１０（ａ）に示すように、複数の電線５０１が互いに干渉する経路の設定を回避しやすくなる。そのため、設計において設定される電線５０１の長さの精度を高めやすく、余長の短縮が図りやすい。

通過位置情報に、通過位置を通過する電線５０１の形状を規定する境界情報を含めることにより、更に、電線５０１における余長の短縮を図りやすくなる。例えば、境界情報を含めない場合と、通過位置における電線５０１の曲げ形状を境界情報として規定した場合とを比較すると、境界情報を含めた方が電線５０１の長さは実際の長さに近くなる。言い換えると、設計において設定される電線５０１の長さの精度を高めやすくなり、余長の短縮が図りやすくなる。

なお、本発明の技術範囲は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能である。例えば、上記の実施の形態においてワイヤハーネス５００が配線される対象は、自動車の車体や、航空機の機体や、船舶の船体などであってもよく、鉄道車両に限られるものではない。

１…設計支援システム、１０１…３次元変換部、１０６…配線変換部、１１１…仮想空間配置部、１１６…ルーティング部、１２１…ワイヤハーネス定義部、５００…ワイヤハーネス、５０１…電線、Ｓ１０４…３次元変換ステップ、Ｓ１０７…配線変換ステップ、Ｓ２０１…仮想空間ステップ、Ｓ２０２…ルーティングステップ、Ｓ２０３…ハーネス定義ステップ

Claims (10)

1. 配線情報および移動体の三次元の３Ｄ設計データに基づいて、当該３Ｄ設計データに対して配置される複数の電線の経路情報である配線経路情報をルーティング部が作成するルーティングステップと、
   前記配線経路情報から所定の規則に従い所定数以下となるように選択された前記複数の電線を束ねてワイヤハーネスをハーネス定義部が定義するハーネス定義ステップと、
   前記ハーネス定義ステップで定義された前記ワイヤハーネス単位のハーネス設計図を作成するステップと、を有し、
   前記配線情報には、前記電線が通過する３次元の位置である通過位置情報が含まれ、前記通過位置情報には、当該位置を通過する前記電線の形状を規定する境界情報が含まれる、設計支援方法。
2. 前記ハーネス定義ステップは、同じ機器に接続される前記複数の電線を束ねて前記ワイヤハーネスを定義する、請求項１記載の設計支援方法。
3. 前記ハーネス定義ステップは、同じ電気種類の前記複数の電線を束ねて前記ワイヤハーネスを定義する、請求項１または２に記載の設計支援方法。
4. 前記ルーティングステップの前に、配線変換部が前記複数の機器の間の電気的な接続を示す電気回路情報を、前記配線情報の少なくとも一部に変換する配線変換ステップを更に有する請求項３記載の設計支援方法。
5. 前記配線経路情報には、予め定められた形式で余長を表示する余長表示情報が含まれ、
   前記配線情報には、前記電線の一方の端部および他方の端部の少なくとも一方に設けられる前記余長の長さの値である余長値が含まれる請求項３または４に記載の設計支援方法。
6. 配線情報および移動体の三次元の３Ｄ設計データに基づいて、当該３Ｄ設計データに対して配置される複数の電線の経路情報である配線経路情報を作成するルーティング部と、
   前記配線経路情報から所定の規則に従い所定数以下となるように選択された前記複数の電線を束ねてワイヤハーネスを定義するハーネス定義部と、
   が設けられ、
   前記配線情報には、前記電線が通過する３次元の位置である通過位置情報が含まれ、前記通過位置情報には、当該位置を通過する前記電線の形状を規定する境界情報が含まれ、
   前記ハーネス定義部で定義された前記ワイヤハーネス単位のハーネス設計図を作成する設計支援システム。
7. 前記ハーネス定義部は、同じ機器に接続される前記複数の電線を束ねて前記ワイヤハーネスを定義する、請求項６記載の設計支援システム。
8. 前記ハーネス定義部は、同じ電気種類の前記複数の電線を束ねて前記ワイヤハーネスを定義する、請求項６または７に記載の設計支援システム。
9. 前記複数の機器の間の電気的な接続を示す電気回路情報を、前記配線情報の少なくとも一部に変換する配線変換部が更に設けられている請求項８記載の設計支援システム。
10. 前記配線経路情報には、予め定められた形式で余長を表示する余長表示情報が含まれ、
    前記配線情報には、前記電線の一方の端部および他方の端部の少なくとも一方に設けられる前記余長の長さの値である余長値が含まれる
    請求項８または９に記載の設計支援システム。

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