JP7450830B1 - プログラム、部品選定支援装置、部品選定支援システムおよび部品選定支援方法 - Google Patents

Abstract

プログラムは、コンピュータを、使用できる期間を予測する対象である少なくとも１つの第１の部品と、第１の部品と組み合わせて使用する少なくとも１つの第２の部品と、を示すデータを選択する部品選択部、第１の部品と第２の部品とを組み合わせた機器の運転パターンを示すデータを受け付ける運転パターン受付部、予め記憶した第１の部品の寿命と運転パターンとの関係を示すデータと、運転パターン受付部により受け付けた運転パターンと、に基づいて、第１の部品と第２の部品とを組み合わせた機器において、第１の部品を第１の損傷確率で使用できる第１の期間と、第１の損傷確率より損傷確率の高い第２の損傷確率で第１の部品を使用できる第２の期間と、を算出する寿命算出部、寿命算出部により算出された第１の期間および第２の期間を示すデータを表示装置または外部機器に出力する出力部、として機能させる。

Description

本開示は、プログラム、部品選定支援装置、部品選定支援システムおよび部品選定支援方法に関する。

装置の設計は、構成する部品を部品群から選択し、選択した部品を組み合わせることにより行われている。

装置に用いられる部品を容易に選択するために、特許文献１は、装置全体の仕様は決まっているが、装置を構成する部品の仕様が決まらない設計段階で、部品の組合せを絞り込んで提示する製品情報提供システムを開示する。また、この製品情報提供システムは、提示した部品のおおよその寿命を表示画面に表示することが可能である。

特開２０１２－１１３６２８号公報

しかしながら、特許文献１が開示する製品情報提供システムは、部品のおおよその寿命を表示することが可能であるが、詳細な寿命を表示することができない。そこで、装置の設計者は、部品の詳細な寿命を考慮して部品を選択する場合、大量生産される装置であれば、試作品を作成して部品の寿命を耐久試験により得ることが可能であるが、少量生産される装置であれば、試作品の作成が困難である。また、設計される装置は、故障するまでに交換する必要がある部品、故障の前兆を検出したときに部品を交換する部品、または故障してから交換してもよい部品を含む。このため、試作品を作成せずに、部品を使用できる期間をより詳細に知ることが求められる。

本開示は、上記に鑑みてなされたものであり、装置に用いられる部品の寿命を考慮して部品を選択するために、部品の使用できる期間をより詳細に算出するプログラム、部品選定支援装置、部品選定支援システムおよび部品選定支援方法を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、本開示に係るプログラムは、コンピュータを、使用できる期間を予測する対象である少なくとも１つの第１の部品と、第１の部品と組み合わせて使用する少なくとも１つの第２の部品と、を示すデータを選択する部品選択部、第１の部品と第２の部品とを組み合わせた機器の運転パターンを示すデータを受け付ける運転パターン受付部、予め記憶した第１の部品の寿命と運転パターンとの関係を示すデータと、運転パターン受付部により受け付けた運転パターンと、に基づいて、第１の部品と第２の部品とを組み合わせた機器において、第１の部品を第１の損傷確率で使用できる第１の期間と、第１の損傷確率より損傷確率の高い第２の損傷確率で第１の部品を使用できる第２の期間と、を算出する寿命算出部、寿命算出部により算出された第１の期間および第２の期間を示すデータを表示装置または外部機器に出力する出力部、として機能させ、部品選択部は、候補として複数の第１の部品を選択し、寿命算出部は、部品選択部により選択された複数の第１の部品および第２の部品と、運転パターン受付部により受け付けた運転パターンと、に基づいて、第１の部品が故障するまでの第１の期間および第２の期間を、それぞれの第１の部品について算出する、部品の選定を支援する。

本開示によれば、第１の部品と第２の部品とを組み合わせた機器において、第１の部品を第１の損傷確率で使用できる第１の期間と、第１の損傷確率より損傷確率の高い第２の損傷確率で第１の部品を使用できる第２の期間と、を算出する寿命算出部を備えることで、装置に用いられる部品の寿命を考慮して部品を選択するために、部品の使用できる期間をより詳細に算出することができる。

開示の実施の形態に係る部品選定支援システムを示す図 開示の実施の形態に係る部品選定支援システムを示すブロック図 開示の実施の形態に係るモータＤＢを示す図 開示の実施の形態に係る減速機ＤＢを示す図 開示の実施の形態に係るアンプＤＢを示す図 開示の実施の形態に係る減速機の寿命を示す図 開示の実施の形態に係る部品選定支援処理を示すフローチャート 開示の実施の形態に係る機械諸元を示す図 開示の実施の形態に係る運転パターンを示す図 開示の実施の形態に係る減速機の安全期間、定格期間および限界期間を示す図 開示の実施の形態に係る減速機の安全期間、定格期間および限界期間を伸ばすアドバイスを示す図 開示の実施の形態に係る修正した運転パターンを示す図 変形例に係る部品選定支援システムを示す図 変形例に係る推奨運転パターンを示す図 変形例に係る減速機の寿命を示す図 変形例に係る減速機の安全期間、定格期間および限界期間を示す図 変形例に係る減速機の安全期間、定格期間および限界期間を示す図 変形例に係る部品選定支援システムを示す図

以下、本開示を実施するための形態に係る部品選定支援装置、部品選定方法およびプログラムを図面を参照しながら説明する。

本実施の形態に係る部品選定支援装置１００は、図１に示すように、設計対象である機器を構成する部品の選定を支援する制御部１１０と、データを入力する入力部１２０と、データを出力する出力部１３０と、部品ＤＢ（Data Base）１６１を記憶する補助記憶部１６０を備える。部品選定支援装置１００は、機器を設計する際に、機器に用いられる部品の寿命を考慮して部品を選択するために、部品の使用できる期間をより詳細にユーザに示すものである。

部品選定支援装置１００は、電気部品または機械部品を含む機器を設計する際に用いることができる。具体的には、機器の一例として「ボールネジユニット」を設計する際に用いることができる。「ボールネジユニット」は、テーブルと、テーブルを往復させるボールネジと、ボールネジのネジ軸を回転する「モータ」と、「モータ」の回転数を変換してボールネジのネジ軸に伝達する「減速機」と、「モータ」の回転を制御するアンプと、を備える。「ボールネジユニット」を構成する部品では、「減速機」の故障確率がもっとも高い。このため、部品選定支援装置１００は、「減速機」を使用できる期間を予測する対象である第１の部品とし、「モータ」を第１の部品と組み合わせて使用する第２の部品として、第１の部品である「減速機」を使用できる期間をユーザに示すことができる。なお、第２の部品は、「モータ」に代えて、アンプでもよくその他の部品でもよい。本実施の形態では、機器の一例として「ボールネジユニット」を設計する例について主に説明するが、機器として、「ラック＆ピニオン」、「ロールフィード」、「回転テーブル」、「台車」、「昇降機」、「ホイスト」、「コンベヤ」、「ファン」、「ポンプ」または「クランク」を設計する際に用いてもよい。また、第１の部品としては「減速機」について主に説明するが、第１の部品としては「減速機」以外に「カップリング」、「Ｖベルト」、「歯付ベルト」または「ローラーチェーン」を含む。

制御部１１０は、図２に示すように、プログラムを実行するプロセッサ１４０と、プロセッサ１４０の作業領域として用いられる主記憶部１５０と、プロセッサ１４０の処理に用いられる種々のデータおよびプログラムを格納する補助記憶部１６０と、を有する。主記憶部１５０および補助記憶部１６０はいずれも、バス１７０を介してプロセッサ１４０に接続される。

プロセッサ１４０は、ＭＰＵ（Micro Processing Unit）を含む。プロセッサ１４０は、補助記憶部１６０に格納されたプログラムを実行することにより、部品選定支援装置１００の種々の機能を実現する。

主記憶部１５０は、ＲＡＭ（Random Access Memory）を含む。主記憶部１５０には、補助記憶部１６０からプログラムがロードされる。そして、主記憶部１５０は、プロセッサ１４０の作業領域として用いられる。

補助記憶部１６０は、ＥＥＰＲＯＭ（Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory）に代表される不揮発性メモリを含む。補助記憶部１６０は、プログラムの他に、プロセッサ１４０の処理に用いられる種々のデータを格納する。補助記憶部１６０は、プロセッサ１４０の指示に従って、プロセッサ１４０によって利用されるデータをプロセッサ１４０に供給し、プロセッサ１４０から供給されたデータを格納する。

入力部１２０は、マウス、タッチパネルまたはキーボードを含むユーザの操作により入力される入力装置、シリアルポート、ＵＳＢ（Universal Serial Bus）ポート、ＬＡＮ（Local Area Network）ポートを含み、入力されたデータをプロセッサ１４０へ出力する。

出力部１３０は、ディスプレイまたはプリンタを含む表示装置、他のコンピュータシステムまたは制御装置にデータを出力可能な出力装置、若しくは、これらの組み合わせである。出力部１３０は、データを外部機器に出力してもよい。

制御部１１０は、補助記憶部１６０に格納されたプログラムを実行することにより、図１に示すように、諸元受付部１１１と、運転パターン受付部１１２と、部品選択部１１３と、寿命算出部１１４と、アドバイス出力部１１５として機能する。

諸元受付部１１１は、入力部１２０から入力された、設計対象である機器の種類および機械諸元を示すデータを受け付け、主記憶部１５０に記憶する。機械諸元は、機器の種類毎に設定され、機器の性能、仕様、大きさまたは質量を含む。一例として、諸元受付部１１１は、機器として「ボールネジユニット」が選択された場合、予め記憶された「ボールネジユニット」の機械諸元の項目を示すデータを参照して、テーブルの質量、負荷質量、負荷反抗力、ボールねじリード、ボールねじ直径、ボールねじ長さ、またはボールねじの負荷慣性モーメントのうち１または複数の項目を示すデータを受け付ける。なお、機器の機械諸元の項目は、機器の種類毎に予め記憶されている。

運転パターン受付部１１２は、入力部１２０から入力された、設計対象である機器の運転パターンを示すデータを受け付け、主記憶部１５０に記憶する。運転パターンは、機器を運転するパターンであり、時間経過に対する、移動量、移動速度、加速度、回転数またはトルクを含む。機器が「ボールネジユニット」である場合、運転パターンは、経過時間に対するテーブルの送り量を含む。

部品選択部１１３は、部品ＤＢ１６１に、予め記憶された機器毎に必要な部品の種類を示すデータを参照し、機器に必要な部品を部品ＤＢ１６１に記憶された部品群から選択する。詳細には、部品選択部１１３は、部品ＤＢ１６１に、機器の種類毎に予め記憶された負荷容量を計算する計算式に基づいて、機器を運転するのに必要な負荷容量の計算を実施し、算出した負荷容量に基づいて、部品を選択する。機器が「ボールネジユニット」である場合、部品選択部１１３は、部品ＤＢ１６１に、予め記憶された「ボールネジユニット」に必要な部品の種類を示すデータを参照して、必要な部品を特定する。この例では、部品選択部１１３は、必要な部品の種類として、「モータ」、「減速機」、アンプをそれぞれ１つずつ選択する。つぎに、部品選択部１１３は、「ボールネジユニット」を運転するのに必要な負荷容量の計算を実施し、算出した負荷容量に基づいて、モータＤＢ１６１Ａから「モータ」、減速機ＤＢ１６１Ｂから「減速機」、アンプＤＢ１６１Ｃからアンプ、を選定する。より具体的には、部品選択部１１３は、部品ＤＢ１６１に、予め記憶した「ボールネジユニット」の慣性モーメントを求める計算式を参照し、諸元受付部１１１で受け付けた「ボールネジユニット」の機械諸元である、テーブルの質量、負荷質量、負荷反抗力、ボールねじリード、ボールねじ直径、ボールねじ長さ、またはボールねじの負荷慣性モーメントに基づいて、ボールネジのネジ軸周りの慣性モーメントを求める。つぎに、ネジ軸周りの慣性モーメントと、運転パターン受付部１１２で受け付けた運転パターンと、に基づいて、該運転パターンにより「ボールネジユニット」を動作させたときに必要な負荷容量を求める。負荷容量は、ボールネジのネジ軸を回転するために必要なトルクを含む。また、「モータ」の選定条件としては、算出した負荷容量を出力可能なものである。また、「減速機」としては、選定された「モータ」が出力可能なトルクに対応したものを選定する。また、アンプの選定としては、選定された「モータ」の出力に適合したアンプを選定する。

寿命算出部１１４は、機器に含まれる部品の寿命である故障するまでの期間を計算する。機器が「ボールネジユニット」である場合、寿命算出部１１４は、「ボールネジユニット」を運転パターンで動作させた場合の最大負荷を算出し、図６に示す寿命情報ＤＢ１６２に記憶された「減速機」の寿命と最大負荷とを示すデータを参照し、「ボールネジユニット」に含まれる部品である「減速機」が故障するまでの期間を求める。最大負荷は運転パターンに基づいて算出される。また、図６に示す寿命情報ＤＢ１６２は、第１の部品の寿命と運転パターンとの関係を示すデータの一例である。なお、故障するまでの期間には、装置または部品に故障が発生しない期間である安全期間と、部品の交換が必要になるまでの期間である定格期間と、部品が故障し部品の交換が必須となる期間である限界期間と、を含む。安全期間は、故障確率が１％未満である期間である。定格期間は、故障の前兆を検出したときに部品を交換することができ、部品の交換にかかるダウンタイムと故障によるダウンタイムとを抑えることができる期間であり、この例では故障確率が１０％以下である期間である。限界期間は、故障まで部品を使用することで部品交換に関するコストを抑えることができる期間であり、この例では、故障確率が８０％以上である。なお、安全期間は、部品を第１の損傷確率で使用できる第１の期間の一例であり、定格期間は、第１の損傷確率より損傷確率の高い第２の損傷確率で部品を使用できる第２の期間の一例である。

アドバイス出力部１１５は、寿命算出部１１４により計算された機器に含まれる部品の安全期間、定格期間、限界期間に影響する項目を特定し、該項目に基づいて、該項目毎に予め記憶した、安全期間、定格期間、限界期間を伸ばすアドバイスを示すデータを出力する。アドバイス出力部１１５は、予め記憶された部品の許容する最大出力、最大回転数または最大負荷に対する、運転パターン受付部１１２で受け付けた運転パターンで機器を運転したときの出力、回転数または負荷の割合を算出し、算出した割合が基準値以上である項目に基づいて、アドバイスを示すデータを出力する。アドバイスを示すデータは項目毎に補助記憶部１６０のアドバイスＤＢ１６３に記憶されている。アドバイスの一例として、最大出力、負荷トルク、最高速度、または加減速度を小さくすることで発生するトルクを抑えることを含む。また、アドバイス出力部１１５は、負荷トルク、最高速度および加減速度について、それぞれ、寿命に影響を及ぼす影響度を示すポイントを付与して、ポイントが基準値以上である項目について、アドバイスとして出力してもよい。

補助記憶部１６０は部品ＤＢ１６１と、寿命情報ＤＢ１６２と、アドバイスＤＢ１６３と、を格納する。部品ＤＢ１６１は、様々な部品それぞれについて、選択可能な製品とその仕様を記憶する。この例では、部品ＤＢ１６１は、モータＤＢ１６１Ａと、減速機ＤＢ１６１Ｂと、アンプＤＢ１６１Ｃと、を含む。モータＤＢ１６１Ａは、図３に示すように、それぞれの「モータ」について、型番、最大出力、最大回転数、最大トルクおよび故障ランクを示すデータを記憶する。減速機ＤＢ１６１Ｂは、図４に示すように、それぞれの「減速機」について、型番、減速比、入力最大トルク、入力最大回転数および故障ランクを示すデータを記憶する。アンプＤＢ１６１Ｃは、図５に示すように、それぞれのアンプについて、型番、最大出力、最大電圧、最大電流および故障ランクを示すデータを記憶する。故障ランクは、故障率を示す指標であり、Ａの故障率が最も高く、Ｂの故障率はＡより小さく、Ｃの故障率はＢより小さく、Ｄの故障率が最も低い。寿命情報ＤＢ１６２は、部品ＤＢ１６１に含まれる部品の寿命情報を記憶する。寿命情報ＤＢ１６２は、一例として、「減速機」について、図６に示すように、運転パターンに対応する最大負荷と、安全期間、定格期間および限界期間を含む寿命と、の関係を示すデータを記憶する。この例では、最大負荷が変化したときの定格期間の変化量は、最大負荷が変化したときの安全期間の変化量より大きい。最大負荷が変化したときの限界期間の変化量は、最大負荷が変化したときの定格期間の変化量より大きい。このため、安全期間は、最大負荷を小さくしても、あまり伸びないが、定格期間は、最大負荷を小さくすると、安全期間と比較して、より伸びる。また、限界期間は、最大負荷を小さくすると、定格期間と比較して、さらに伸びる。アドバイスＤＢ１６３は、安全期間、定格期間、限界期間に影響する項目毎にアドバイスを示すデータを記憶する。

つぎに、以上の構成を有する部品選定支援装置１００が実行する部品選定支援処理を説明する。

ユーザによる処理を開始させる指示に応答し、部品選定支援装置１００は、図７に示す部品選定支援処理を開始する。以下、部品選定支援装置１００が実行する部品選定支援処理を、機器の一例である「ボールネジユニット」に採用される部品の寿命を算出する例について説明する。この例では、「ボールネジユニット」は、テーブルと、テーブルを往復させるボールネジと、ボールネジのネジ軸を回転する「モータ」と、「モータ」の回転を変換してボールネジのネジ軸に伝達する「減速機」と、「モータ」の回転を制御するアンプと、を備える。故障する確率が高い「減速機」を、使用できる期間を予測する対象である第１の部品とし、「モータ」を第１の部品と組み合わせて使用する第２の部品とする。

部品選定支援処理が開始されると、諸元受付部１１１は、入力部１２０から入力された「ボールネジユニット」の機械諸元を示すデータを受け付け（ステップＳ１０１）、主記憶部１５０に記憶する。ここで、「ボールネジユニット」の機械諸元としては、図８に示すように、テーブルの質量、負荷質量、負荷反抗力、ボールねじリード、ボールねじ直径、ボールねじ長さ、またはボールねじの負荷慣性モーメントのうち１または複数の項目を含む。

次に、運転パターン受付部１１２は、ユーザにより入力部１２０から入力された、図９に示す運転パターンを示すデータを受け付け（ステップＳ１０２）、主記憶部１５０に記憶する。ここで、運転パターンとしては、「ボールネジユニット」の経過時間に対するテーブルの送り量を含む。

つぎに、部品選択部１１３は、「ボールネジユニット」を運転するのに必要な負荷容量の計算を実施する（ステップＳ１０３）。詳細には、まず、諸元受付部１１１で受け付けた「ボールネジユニット」の機械諸元である、テーブルの質量、負荷質量、負荷反抗力、ボールねじリード、ボールねじ直径、ボールねじ長さ、またはボールねじの負荷慣性モーメントに基づいて、ボールネジのネジ軸周りの慣性モーメントを求める。つぎに、ネジ軸周りの慣性モーメントと、運転パターン受付部１１２で受け付けた運転パターンと、に基づいて、該運転パターンにより「ボールネジユニット」を動作させたときに必要な負荷容量を求める。負荷容量は、ボールネジのネジ軸を回転するために必要なトルクを含む。

つぎに、部品選択部１１３は、ステップＳ１０３で算出した負荷容量に基づいて、モータＤＢ１６１Ａから「モータ」、減速機ＤＢ１６１Ｂから「減速機」、アンプＤＢ１６１Ｃからアンプ、を選定する（ステップＳ１０４）。ここで、「モータ」の選定条件としては、ステップＳ１０３で算出した負荷容量を出力可能なものである。負荷容量は、連続実効トルクまたは最大トルクのいずれかのみを選定条件としてもよく、両方を選定条件に用いてもよい。また条件にあう「モータ」が複数ある場合は、複数選定するようにしてもよい。また、「モータ」の追加条件を入力するようにして、選定条件に合う「モータ」の中からさらに、選定結果を絞り込めるようにしてもよい。「モータ」の追加条件としては、動作可能な温度範囲を含む。また、「減速機」としては、選定された「モータ」が出力可能なトルクに対応したものを選定する。また、アンプとしては、選定された「モータ」の出力に合うアンプを選定する。「モータ」同様、条件にあうアンプが複数ある場合は、複数選定するようにしてもよい。また、アンプの追加条件を入力するようにして、モータ出力にあうアンプの中からさらに、選定結果を絞り込めるようにしてもよい。アンプの追加条件としては、ネットワーク対応であるか否かを含む。また、部品選択部１１３は、図１０に示すように、「モータ」、「減速機」、アンプの選定結果として、「モータ」の形名、アンプの形名、および「減速機」の型名を表示する。ここで、「モータ」、「減速機」、アンプが複数選定された場合は表形式で表示してもよい。

つぎに、寿命算出部１１４は、「ボールネジユニット」に含まれる部品のうち、故障率の最も高い部品の寿命である故障するまでの期間を計算する（ステップＳ１０５）。寿命算出部１１４は、モータＤＢ１６１Ａ、減速機ＤＢ１６１ＢおよびアンプＤＢ１６１Ｃに記憶された故障ランクを参照し、故障ランクの最も高い「減速機」が故障するまでの期間を求める。この例では、寿命算出部１１４は、図６に示す寿命情報ＤＢ１６２に記憶されたデータを参照し、ステップＳ１０３で得られた負荷容量と、ステップＳ１０２で入力された運転パターンと、に基づいて動作させた場合に、「ボールネジユニット」に含まれる部品である「減速機」が故障するまでの期間を求める。なお、故障するまでの期間には、図６に示すように、安全期間と、定格期間と、限界期間と、を含む。定格期間は、故障の前兆を検出したときに部品を交換することができ、部品の交換にかかるダウンタイムと故障によるダウンタイムとを抑えることができる期間であり、この例では故障確率が１０％以下である期間である。限界期間は、故障まで部品を使用することで部品交換に関するコストを抑えることができる期間であり、この例では、故障確率が８０％以上である。

詳細には、寿命算出部１１４は、ステップＳ１０３で得られた負荷容量と、ステップＳ１０２で入力された運転パターンと、に基づいて、最大負荷Ｌ１を求める。また、寿命算出部１１４は、図６に示す減速機の寿命を示すデータを参照し、最大負荷Ｌ１で動作させた場合に、安全期間Ｔ１１と、定格期間Ｔ１２と、限界期間Ｔ１３と、を求める。

つぎに、寿命算出部１１４は、図１０に示すように、ステップＳ１０５で計算された結果である「減速機」の安全期間Ｔ１１と、定格期間Ｔ１２と、限界期間Ｔ１３と、を表示する（ステップＳ１０６）。これにより、入力された「ボールネジユニット」の機械諸元および運転パターンに適合する「減速機」の寿命をユーザに通知することができる。

つぎに、アドバイス出力部１１５は、図１１に示すように、ユーザにより、アイコンとして表示された助言ボタン２００がクリックされると、寿命延命についての助言を表示する（ステップＳ１０７）。具体的には、アドバイス出力部１１５は、予め記憶された部品の許容する最大出力、最大回転数または最大負荷に対する、運転パターン受付部１１２で受け付けた運転パターンで機器を運転したときの出力、回転数または負荷の割合を算出し、算出した割合が基準値以上である項目に基づいて、アドバイスＤＢ１６３を参照して、アドバイスを示すデータを出力する。一例として、アドバイス出力部１１５は、負荷トルク、最高速度を小さくすること、または加減速度を緩やかにすること、発生するトルクを抑えること、ができるようになるため、寿命を延命することができることを助言として表示する。

つぎに、アドバイス出力部１１５は、終了の指示を受け付けたか否かを判定する（ステップＳ１０８）。ユーザがアドバイスにより再度、「ボールネジユニット」の機械諸元または運転パターンを修正して入力したい場合は、部品選定支援処理を終了しない操作を実行する。これにより、アドバイス出力部１１５は、終了の指示を受け付けていないと判定し（ステップＳ１０８；Ｎｏ）、ステップＳ１０１に戻り、ユーザがアドバイスにより修正した、「ボールネジユニット」の機械諸元または運転パターンを受け付けて、ステップＳ１０１からステップＳ１０８を繰り返す。

一例として、ユーザが、加減速度を緩やかにするというアドバイスを見て、「ボールネジユニット」の機械諸元を変更せずに運転パターンを修正したい場合、加速度を緩やかにするため、図１２に示すように、運転パターンを、テーブルの送り開始時に緩やかに動き出し、途中では等速で移動し、緩やかに停止するように変更する。これにより、負荷トルクを小さくすることができる。ユーザは、修正した運転パターンを示すデータをステップＳ１０２で入力する。なお、この例では、運転パターンのみを変更したステップＳ１０１で入力する機械諸元は同じデータを入力する。その後、ステップＳ１０３で、部品選択部１１３は、修正された運転パターンに基づいて、「ボールネジユニット」を運転するのに必要な負荷容量の計算を実施する。つぎに、ステップＳ１０４で、部品選択部１１３は、計算された負荷容量に基づいて、「モータ」、「減速機」およびアンプを選定する。つぎに、ステップＳ１０５で、寿命算出部１１４は、修正された運転パターンに基づく「減速機」の寿命を算出する。この場合、寿命算出部１１４は、負荷容量と、修正された運転パターンと、に基づいて、最大負荷Ｌ２を求める。最大負荷Ｌ２で動作させた場合に、図６に示すデータを参照し、安全期間Ｔ２１と、定格期間Ｔ２２と、限界期間Ｔ２３と、を求める。最大負荷Ｌ２が、最大負荷Ｌ１より小さいため、安全期間Ｔ２１、定格期間Ｔ２２、および限界期間Ｔ２３は、安全期間Ｔ１１、定格期間Ｔ１２、および限界期間Ｔ１３より大きくなる。つぎに、ステップＳ１０６で、寿命算出部１１４は、算出された「減速機」の安全期間Ｔ２１と、定格期間Ｔ２２と、限界期間Ｔ２３と、を表示する。ユーザは、安全期間Ｔ２１、定格期間Ｔ２２または限界期間Ｔ２３の何れかが十分であると判断すると、「減速機」の選定を決定し、部品選定支援処理を終了する（ステップＳ１０８；Ｙｅｓ）。なお、ユーザは、ステップＳ１０７で、再度アドバイスを表示させ、ステップＳ１０１に戻り、再度、アドバイスにより修正した、「ボールネジユニット」の機械諸元または運転パターンを入力し、ステップＳ１０１からステップＳ１０８を繰り返してもよい。

上記構成を有する部品選定支援装置１００は、第１の部品と第２の部品とを組み合わせた機器において、第１の部品を第１の損傷確率で使用できる第１の期間と、第１の損傷確率より損傷確率の高い第２の損傷確率で第１の部品を使用できる第２の期間とをユーザに示すことができる。具体的には、「モータ」および「減速機」を備える「ボールネジユニット」において、第１の部品である「減速機」の安全期間、定格期間、および限界期間を算出し、安全期間、定格期間、および限界期間をユーザに示すことができる。このため、部品選定支援装置１００は、設計対象である「ボールネジユニット」の機械諸元および運転パターンに適合する「減速機」の寿命をユーザに通知することができる。従って、部品選定支援装置１００を用いることで、ユーザが望む使用方法での故障時期や部品交換時期などを把握でき、ダウンタイムにおけるコストを考慮することができる。また、部品選定支援装置１００は、アドバイス出力部１１５により、寿命延命についての助言を表示することができる。ユーザは、このアドバイスに基づいて、「ボールネジユニット」の機械諸元または運転パターンを修正することができる。部品選定支援装置１００は、修正された「ボールネジユニット」の機械諸元または運転パターンを受け付けると、修正された機械諸元または運転パターンに基づく、安全期間、定格期間、および限界期間をユーザに示すことができる。これにより、ユーザは機械諸元または運転パターンを修正して、より好ましい「ボールネジユニット」の機械諸元または運転パターンを得ることが可能である。

（変形例）
上述の実施の形態では、部品選定支援装置１００が、寿命延命のアドバイスを表示する例について説明した。アドバイスを表示する代わりに、部品選定支援装置１００は、図１３に示すように、推奨運転パターンを算出する推奨運転パターン算出部１１６を備えてもよい。推奨運転パターン算出部は、安全期間、定格期間または限界期間に影響する項目を特定し、該項目に基づいて、寿命算出部１１４により算出された安全期間、定格期間または限界期間のうちすくなくとも何れかを延ばすことが可能な推奨運転パターンを算出する。具体的には、推奨運転パターン算出部１１６は、部品の許容する最大出力、最大回転数または最大負荷に対する、運転パターン受付部１１２で受け付けた運転パターンで機器を運転したときの出力、回転数または負荷の割合を算出し、算出した割合が基準値以上である項目を特定する。その後、基準値以上である項目に基づいて、推奨運転パターンを算出する。最大負荷が基準値以上であるとすると、運転パターンの中で負荷が基準値以上の領域を特定し、特定された領域において、負荷が基準値以下になるパターンに修正することで、最大負荷が小さくなる推奨運転パターンを算出する。元の運転パターンが図９に示すものである場合、推奨運転パターン算出部１１６は、送り量が変化していない停止期間と、送り量が変化している移動期間とを特定する。推奨運転パターン算出部１１６は、図１４に示すように、特定した移動期間における加速度が一定になる等加速度曲線を算出し、算出した等加速度曲線を用いて、加減速度を緩やかにした推奨運転パターン算出する。この推奨運転パターンは、送り量の変化がなめらかになっており、図９に示す運転パターンにくらべて、最大負荷が小さい。このようにすることで、ユーザが望む使用方法での故障時期や部品交換期間が長い推奨運転パターンを得ることができる。

また、部品選定支援装置１００は、第１の部品に必要な目標寿命を示すデータを受け付ける目標寿命受付部１１７と、目標寿命を充足する充足運転パターンを算出する充足運転パターン算出部１１８と、を備えてもよい。充足運転パターン算出部１１８は、第１の部品が故障するまでの安全期間、定格期間または限界期間に影響する項目を特定し、該項目と目標寿命に基づいて、目標寿命を充足する充足運転パターンを算出する。詳細には、目標寿命受付部１１７は、目標寿命として、安全期間、定格期間または限界期間の種別とその期間を示すデータを受け付ける。一例として、目標寿命として、定格期間Ｔ３を受け付ける。また、充足運転パターン算出部１１８は、部品の許容する最大出力、最大回転数または最大負荷に対する、運転パターン受付部１１２で受け付けた運転パターンで機器を運転したときの出力、回転数または負荷の割合を算出し、算出した割合が基準値以上である項目を特定する。一例として、基準値以上である項目として、負荷を特定する。つぎに、充足運転パターン算出部１１８は、図１５に示す第１の部品の寿命を示すデータを参照し、定格期間Ｔ３を満たす負荷Ｌ３を算出する。つぎに、充足運転パターン算出部１１８は、負荷Ｌ３より小さくなる運転パターンを充足運転パターンとして算出する。このようにすることで、ユーザが望む部品の交換期間を満たす充足運転パターンを得ることができる。

また、上述の実施の形態では、部品選択部１１３が、候補として第１の部品を選択する例について説明した。部品選定支援装置１００は、候補として複数の第１の部品を選択し、それぞれの第１の部品について寿命を算出してもよい。この場合、部品選択部１１３は、候補として複数の第１の部品を選択する。また、寿命算出部１１４は、部品選択部１１３により選択された複数の第１の部品および第２の部品と、運転パターン受付部１１２により受け付けた運転パターンと、に基づいて、第１の部品が故障するまでの安全期間、定格期間または限界期間を、図１６に示すように、それぞれの第１の部品である「減速機」について算出する。このようにすることで、ユーザは複数の第１の部品である「減速機」を対比して、部品を選択することが可能となる。

また、部品選択部１１３は、候補として複数の第２の部品を選択してもよい。この場合、寿命算出部１１４は、第１の部品および複数の第２の部品と、運転パターンと、に基づいて、第１の部品が故障するまでの安全期間、定格期間または限界期間を、図１７に示すように、それぞれの第２の部品である「モータ」について算出する。このようにすることで、ユーザは複数の第２の部品である「モータ」を対比して、部品を選択することが可能となる。第２の部品である「モータ」を変更することにより、第１の部品である「減速機」の寿命が変わる場合に有効である。

また、上述の実施の形態では、部品選択部１１３が、補助記憶部１６０の部品ＤＢ１６１に記憶した部品群から部品を選択する例について説明した。部品選択部１１３は、通信回線を介して、第１の部品または第２の部品を示すデータを記憶した外部のデータベースにアクセスして、第１の部品または第２の部品を示すデータを取得してもよい。このようにすることで、部品選択部１１３は、部品ＤＢ１６１に記憶されていない部品を選択することができる。この場合、第１の部品または第２の部品を示すデータは、部品の諸元を示すデータおよび部品の寿命を示すデータを含む。

また、上述の実施の形態の部品選定支援装置１００では、寿命情報ＤＢ１６２が図６に示す、最大負荷と、安全期間、定格期間および限界期間と、の関係を示すデータを記憶する例について説明した。寿命情報ＤＢ１６２は、第１の部品を使用できる期間を算出できるデータを記憶してもよい。一例として、寿命情報ＤＢ１６２は、定格寿命、最高速度、定格速度、定格負荷を記憶し、寿命算出部１１４は、定格寿命、最高速度、定格速度、定格負荷と、運転パターンに基づいて得られた速度または負荷と、に基づいて、安全期間、定格期間および限界期間を算出してもよい。

また、上述の実施の形態では、「ボールネジユニット」を機器の一例とし、「減速機」を使用できる期間を予測する対象である第１の部品とし、「モータ」を第１の部品と組み合わせて使用する第２の部品として説明した。機器、第１の部品および第２の部品は、これらの例に限定されず、何れの機器、第１の部品および第２の部品であってもよい。

また、上述の実施の形態では、部品選択部１１３は、諸元受付部１１１で受け付けた機器の諸元と、運転パターン受付部１１２で受け付けた運転パターンと、に基づいて、第１の部品および第２の部品を選択した。部品選択部１１３は、ユーザにより部品ＤＢ１６１に記憶した部品群から選択された部品を示すデータを受け付け、ユーザが選択した部品を第１の部品および第２の部品として選択してもよい。このようにすることで、ユーザは、入手が容易な部品を選択することができる。

上述の実施の形態では、部品選定支援装置１００により部品選定支援処理を実行する例について説明した。部品選定支援処理は、図１８に示す部品選定支援システム３００により実行されてもよい。部品選定支援システム３００は、部品選定支援装置１００にデータを送受信可能に接続されたサーバ３１０と、サーバ３１０にアクセス可能な端末装置３２０と、を備える。サーバ３１０は、オンプレミスのサーバまたはクラウドサーバである。サーバ３１０は、端末装置３２０から通信回線を介してデータの入力を受け付け、受け付けたデータを部品選定支援装置１００に出力し、部品選定支援装置１００から受け付けたデータを端末装置３２０に出力する。端末装置３２０は、通常のコンピュータを含む。通信回線は、インターネットまたはイントラネットを含む。この場合、サーバ３１０は、第１の部品および第２の部品の選択に必要なデータと、運転パターンを示すデータと、を端末装置３２０から通信回線を介して受け付ける。また、サーバ３１０は、第１の期間および第２の期間を示すデータを、通信回線を介して端末装置３２０に出力する。

上述の実施の形態では、部品選定支援装置１００の制御部１１０は、１つのプロセッサ１４０を備える構成を示したが、複数のプロセッサ１４０が連携して上述の機能を実行してもよい。また制御部１１０は複数の主記憶部１５０および補助記憶部１６０を備えてもよい。

部品選定支援装置１００および部品選定支援システム３００は、専用のシステムによらず、通常のコンピュータシステムを用いて実現可能である。たとえば、上述の動作を実行するためのコンピュータプログラムを、コンピュータが読み取り可能な記録媒体（フレキシブルディスク、ＣＤ－ＲＯＭ（Compact Disc Read-Only Memory）、ＤＶＤ－ＲＯＭ（Digital Versatile Disc Read-Only Memory）など）に格納して配布し、上記コンピュータプログラムをコンピュータにインストールすることにより、上述の処理を実行する部品選定支援装置１００を構成してもよい。また、通信ネットワーク上のサーバ装置が有する記憶装置に上記コンピュータプログラムを格納しておき、通常のコンピュータシステムがダウンロードすることで部品選定支援装置１００または部品選定支援システム３００を構成してもよい。

また、部品選定支援装置１００および部品選定支援システム３００の機能を、ＯＳとアプリケーションプログラムの分担、またはＯＳとアプリケーションプログラムとの協働により実現する場合などには、アプリケーションプログラム部分のみを記録媒体または記憶装置に格納してもよい。

また、搬送波にコンピュータプログラムを重畳し、通信ネットワークを介して配信することも可能である。たとえば、通信ネットワーク上の掲示板（BBS：Bulletin Board System）に上記コンピュータプログラムを掲示し、通信ネットワークを介して上記コンピュータプログラムを配信してもよい。そして、このコンピュータプログラムを起動し、ＯＳの制御下で、他のアプリケーションプログラムと同様に実行することにより、上述の処理を実行してもよい。

本開示は、本開示の広義の精神と範囲を逸脱することなく、様々な実施の形態及び変形が可能とされるものである。また、上述した実施の形態は、この開示を説明するためのものであり、本開示の範囲を限定するものではない。すなわち、この開示の範囲は、実施の形態ではなく、特許請求の範囲によって示される。そして、特許請求の範囲内及びそれと同等の開示の意義の範囲内で施される様々な変形が、この開示の範囲内とみなされる。

１００…部品選定支援装置、１１０…制御部、１１１…諸元受付部、１１２…運転パターン受付部、１１３…部品選択部、１１４…寿命算出部、１１５…アドバイス出力部、１１６…推奨運転パターン算出部、１１７…目標寿命受付部、１１８…充足運転パターン算出部、１２０…入力部、１３０…出力部、１４０…プロセッサ、１５０…主記憶部、１６０…補助記憶部、１６１…部品ＤＢ、１６１Ａ…モータＤＢ、１６１Ｂ…減速機ＤＢ、１６１Ｃ…アンプＤＢ、１６２…寿命情報ＤＢ、ＤＢ１６３…アドバイス、１７０…バス、２００…助言ボタン、３００…部品選定支援システム、３１０…サーバ、３２０…端末装置

Claims (9)

1. コンピュータを
   使用できる期間を予測する対象である少なくとも１つの第１の部品と、前記第１の部品と組み合わせて使用する少なくとも１つの第２の部品と、を示すデータを選択する部品選択部、
   前記第１の部品と前記第２の部品とを組み合わせた機器の運転パターンを示すデータを受け付ける運転パターン受付部、
   予め記憶した前記第１の部品の寿命と前記運転パターンとの関係を示すデータと、前記運転パターン受付部により受け付けた前記運転パターンと、に基づいて、前記第１の部品と前記第２の部品とを組み合わせた機器において、前記第１の部品を第１の損傷確率で使用できる第１の期間と、前記第１の損傷確率より損傷確率の高い第２の損傷確率で前記第１の部品を使用できる第２の期間と、を算出する寿命算出部、
   前記寿命算出部により算出された前記第１の期間および前記第２の期間を示すデータを表示装置または外部機器に出力する出力部、
   として機能させ、
   前記部品選択部は、候補として複数の前記第１の部品を選択し、
   前記寿命算出部は、前記部品選択部により選択された複数の前記第１の部品および前記第２の部品と、前記運転パターン受付部により受け付けた前記運転パターンと、に基づいて、前記第１の部品が故障するまでの前記第１の期間および前記第２の期間を、それぞれの前記第１の部品について算出する、
   部品の選定を支援するプログラム。
2. 前記部品選択部は、候補として複数の前記第２の部品を選択し、
   前記寿命算出部は、前記部品選択部により選択された前記第１の部品および複数の前記第２の部品と、前記運転パターン受付部により受け付けた前記運転パターンと、に基づいて、前記第１の部品が故障するまでの前記第１の期間および前記第２の期間、をそれぞれの前記第２の部品について算出する、
   請求項１に記載のプログラム。
3. 前記運転パターンにより前記機器を運転する際における、前記第１の部品が故障するまでの前記第１の期間または前記第２の期間に影響する項目を特定し、該項目に基づいて、該項目毎に予め記憶した、前記第１の期間または前記第２の期間を伸ばすためのアドバイスを示すデータを表示装置または外部機器に出力するアドバイス出力部を備える、
   請求項１または２に記載のプログラム。
4. 前記運転パターンにより前記機器を運転する際における、前記第１の部品が故障するまでの前記第１の期間または前記第２の期間に影響する項目を特定し、該項目に基づいて、該項目で示される負荷が基準値以上である場合、該負荷が前記基準値以下になるパターンに修正することで、前記第１の期間または前記第２の期間のうちすくなくとも何れかを延ばすことが可能な推奨運転パターンを算出する推奨運転パターン算出部を備える、
   請求項１または２に記載のプログラム。
5. 前記第１の部品に必要な目標寿命を示すデータを受け付ける目標寿命受付部と、
   前記運転パターンにより前記機器を運転する際における、前記第１の部品が故障するまでの前記第１の期間または前記第２の期間に影響する項目を特定し、該項目と前記目標寿命に基づいて、前記目標寿命を充足する充足運転パターンを算出する充足運転パターン算出部と、
   を備える、請求項１または２に記載のプログラム。
6. 前記部品選択部は、外部機器または通信回線を介して、前記第１の部品または前記第２の部品のデータを取得する、
   請求項１または２に記載のプログラム。
7. 使用できる期間を予測する対象である少なくとも１つの第１の部品と、前記第１の部品と組み合わせて使用する少なくとも１つの第２の部品と、を示すデータを選択する部品選択部と、
   前記第１の部品と前記第２の部品とを組み合わせた機器の運転パターンを示すデータを受け付ける運転パターン受付部と、
   予め記憶した前記第１の部品の寿命と前記運転パターンとの関係を示すデータと、前記運転パターン受付部により受け付けた前記運転パターンと、に基づいて、前記第１の部品と前記第２の部品とを組み合わせた機器において、前記第１の部品を第１の損傷確率で使用できる第１の期間と、前記第１の損傷確率より損傷確率の高い第２の損傷確率で前記第１の部品を使用できる第２の期間と、を算出する寿命算出部と、
   前記寿命算出部により算出された前記第１の期間および前記第２の期間を示すデータを表示装置または外部機器に出力する出力部と、
   を備え、
   前記部品選択部は、候補として複数の前記第１の部品を選択し、
   前記寿命算出部は、前記部品選択部により選択された複数の前記第１の部品および前記第２の部品と、前記運転パターン受付部により受け付けた前記運転パターンと、に基づいて、前記第１の部品が故障するまでの前記第１の期間および前記第２の期間を、それぞれの前記第１の部品について算出する、
   部品選定支援装置。
8. 請求項７に記載の部品選定支援装置と、
   前記部品選定支援装置にデータを送受信可能に接続されたサーバと、
   前記サーバにアクセス可能な端末装置と、
   を備える部品選定支援システム。
9. 使用できる期間を予測する対象である少なくとも１つの第１の部品と、前記第１の部品と組み合わせて使用する少なくとも１つの第２の部品と、を示すデータを選択する部品選択ステップと、
   前記第１の部品と前記第２の部品とを組み合わせた機器の運転パターンを示すデータを受け付ける運転パターン受付ステップと、
   予め記憶した前記第１の部品の寿命と前記運転パターンとの関係を示すデータと、前記運転パターン受付ステップにより受け付けた前記運転パターンと、に基づいて、前記第１の部品と前記第２の部品とを組み合わせた機器において、前記第１の部品を第１の損傷確率で使用できる第１の期間と、前記第１の損傷確率より損傷確率の高い第２の損傷確率で前記第１の部品を使用できる第２の期間と、を算出する寿命算出ステップと、
   前記寿命算出ステップにより算出された前記第１の期間および前記第２の期間を示すデータを表示装置または外部機器に出力する出力ステップと、
   を備え、
   前記部品選択ステップにおいて、候補として複数の前記第１の部品を選択し、
   前記寿命算出ステップにおいて、前記部品選択ステップにより選択された複数の前記第１の部品および前記第２の部品と、前記運転パターン受付ステップにより受け付けた前記運転パターンと、に基づいて、前記第１の部品が故障するまでの前記第１の期間および前記第２の期間を、それぞれの前記第１の部品について算出する、
   部品選定支援方法。

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