JPH1139362A - 設計支援システム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 解析モデルの作成を伴う製品設計において、
当該解析モデルの作成を容易化して効率的に製品設計が
行える設計支援方法を提供する。 【解決手段】 コンピュータ上に構成される比較的簡単
な図形を、設計者が入力する設計情報（Ｓ１１，Ｓ１
２，Ｓ１３）に基づいて処理していくことで、設計デー
タである製品筐体の形状データ、部品の形状データ、及
びレイアウトデータを更新蓄積して設計を進めていく設
計部１ａと、設計の進行の履歴を保持し、この履歴に基
づき遡って簡略な製品の設計データを再現する再現部１
ｂと、前記製品筐体や部品の形状については前記履歴に
基づきそれらの簡略な形状データを再現し、この再現し
た簡略な形状データと前記レイアウトデータとに基づい
て解析モデルを生成する解析モデル生成部１ｃと、を備
えた。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、設計支援システム
にかかり、特に、製品の熱流体解析等が効率的に行える
ようにした設計支援システムに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の熱流体解析を伴う製品設計は、例
えば、図５のフローチャートに示すような作業手順で行
われる。まず、ＣＡＤシステム上で基本設計（ステップ
１）、及び部品のレイアウト設計を行う（ステップ
２）。このレイアウト設計における設計完成度は概ね８
０％程度となる。次に、熱流体モデルの作成を行う（ス
テップ３）。この熱流体モデルは、前記レイアウト設計
段階のモデルを簡略化したものに相当する。これは、熱
流体モデルが複雑であると、熱流体解析に長時間を要す
るとか、細かな条件がノイズになって所望の解析が行え
なくなる等の理由による。この熱流体モデルの設計完成
度は概ね４０％程度となる。次に、前記熱流体モデルに
ついてＣＡＤシステム上或いは専用の解析コンピュータ
上で熱流体解析を行う（ステップ４）。この熱流体解析
の結果が良好であれば、前記レイアウト設計モデルに対
して詳細設計を行い（ステップ４）、その結果が良好で
なければステップ３に進んで熱流体モデルの作成をやり
直したり、或いはステップ２に進んでレイアウト設計の
やり直しを行うことになる。前記詳細設計では製品の設
計完成度は略１００％となり、この詳細設計の後、この
設計に基づいた熱流体実験モデル（模擬的製品）を作成
し、熱流体実験を行う（ステップ６）。そして、この熱
流体実験の結果が良好であれば、製品設計が終了する一
方、結果が良好でなければ、ステップ２、ステップ３、
或いはステップ５に進んで任意の作業をやり直すことに
なる。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところが、前記熱流体
モデルは、レイアウト設計モデルとは別に解析ツール上
で新たに作成されていたため、この熱流体モデルの作成
には多大の労力と時間を要していた。一方、熱流体モデ
ルの作成にレイアウト設計モデルを利用することも行わ
れている。この方法は、レイアウト設計モデルをＣＡＤ
システムから読み出してこれを熱流体モデル用として別
ファイル化し、更にこのファイル内の形状データとして
複雑な部分があればこれを簡略化した例えば方形体とす
るべく、この方形体をなすためのデータを新たに作成し
て前記複雑な部分の形状データと置き換えるといった処
理を行う方法である。従って、この方法の場合も、比較
的多くの労力と時間を要するという問題点があった。

【０００４】この発明は、上記の事情に鑑み、解析モデ
ルの作成を伴う製品設計において、当該解析モデルの作
成を容易化して効率的に製品設計が行える設計支援シス
テムを提供することを目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】この発明の設計支援シス
テムは、上記の課題を解決するために、コンピュータ上
に構成される比較的簡単な図形を、設計者が入力する設
計指示情報に基づいて処理していくことで、設計データ
である製品筐体の形状データ、部品の形状データ、及び
レイアウトデータを更新蓄積して設計を進めていく設計
手段と、設計の進行の履歴を保持し、この履歴に基づき
遡って簡略な製品の設計データを再現する手段と、前記
製品筐体と部品の形状とについて前記履歴に基づきそれ
らの簡略な形状データを再現し、この再現した簡略な形
状データと前記レイアウトデータとに基づいて解析モデ
ルを生成する解析モデル生成手段と、を備えたことを特
徴とする。

【０００６】上記の構成であれば、前記製品筐体や部品
の形状については前記履歴に基づきそれらの簡略な形状
データを再現し、これらと前記レイアウトデータとによ
って解析モデルを生成する。従って、詳細な設計データ
に対して作業者が簡略な筐体形状データ或いは部品形状
データを新たに作成してこれと詳細なデータとの置き換
えを行っていくといった作業が不要になる。勿論、設計
データとは別に全く新たに解析モデルを作成する必要も
なくなる。よって、解析モデルの作成を容易化して効率
的に製品設計が行えることになる。

【０００７】前記解析モデル生成手段は、解析モデルと
して製品の部品を取り込むか又は除外するかをその部品
属性に基づいて判断する判断部を備えていてもよい。こ
れによれば、解析において重要でない部品、或いは、解
析を複雑化させてしまうような部品を自動的に排除する
ことができ、解析の効率化を図ることができる。

【０００８】

【発明の実施の形態】以下、この発明の実施の形態を図
に基づいて説明する。

【０００９】図１は、この実施の形態の設計支援システ
ム１と、作業者が行う内容と、熱流解析処理との関係を
示している。設計支援システム１の設計部１ａは、３次
元ＣＡＤ機能を有し、フィチャーベース設計手法で製品
設計が行えるようになっている。フィチャーベース設計
手法とは、コンピュータ上に構成される比較的簡単な図
形、例えば、図２（ａ）に示すような方形物の組み合わ
せ体を土台とし、設計者により入力された設計指示情報
に基づいて処理していくことで、同図（ｂ）に示すよう
な簡略設計体、更に同図（ｃ）に示すような設計体を作
成して製品の設計を段階的に進めていく手法である。そ
して、図１に示している再現部１ｂは、設計の進行の履
歴（図では履歴情報１，履歴情報２）を保持し、この履
歴情報に基づき、同図（ｃ）の設計体に対して遡って例
えば、同図（ｂ）の簡略設計体を再現するようになって
いる。

【００１０】また、設計支援システム１には、解析モデ
ル生成部１ｃ、組立情報等抽出部１ｄ、部品の取込判定
部１ｅ、及び部品の簡略化・代替化自動登録部１ｆを備
えている。そして、この設計支援システム１を用いて、
作業者は、基本設計（ステップ１１）、レイアウト設計
（ステップ１２）、及び詳細設計（ステップ１３）を順
次行っていく。これらの設計処理では、設計者が設計情
報を入力し（図では各設計処理とシステム１との間の実
線で表される）、設計支援システム１はその設計情報に
基づいて設計データを生成して例えば図示しないディス
プレイ上に表示していくことになる（図では各設計処理
とシステム１との間の点線で表される）。そして、設計
者がこれらの処理を進めていく上で、熱流体解析（ステ
ップ１４）が自動的に行われるようにしている。熱流体
解析の結果は、設計支援システム１にフィードバックさ
れる（図ではステップ１４とシステム１との間の点線で
表される）。更に、この熱流体解析で良好な結果が得ら
れれば、前記の詳細設計（ステップ１３）を経て、熱流
体実験へと作業が進み（ステップ１５）、この熱流体実
験で良好な結果が得られれば設計が終了するが、良好な
結果が得られなければ、熱流体解析処理（ステップ１
４）に戻るか、或いは図示はしていないが、レイアウト
設計（ステップ１２）、或いは詳細設計（ステップ１
３）に戻ることになる。

【００１１】前記解析モデル生成部１ｃは、解析モデル
を自動的に作成するようになっている。この作成処理
は、ある程度の数の部品についての配置関係が決定され
た後に行われる。別言すれば、熱流解析を行うことが可
能な程度の数の部品が定義され、またそれらの配置関係
（レイアウトデータ）が揃ったところで行われる（な
お、説明の便宜上、この段階をフィチャーＮとする）。
ただし、この状態の設計データでは、部品や製品筐体の
形状が複雑化していることが多い。そこで、前記製品筐
体や部品の形状については前記履歴に基づきそれらの簡
略な形状データを再現部１ｂにて再現させ、当該製品筐
体の簡略な形状データや部品の簡略な形状データと前記
レイアウトデータとに基づいて解析モデルを生成する。
或る部品の簡略な形状は、例えば、前記フィチャーＮの
３ステップ前のフィチャー（Ｎ−３）において存在する
であろうし、また別の或る部品の簡略な形状は、例え
ば、前記フィチャーＮの４ステップ前のフィチャー（Ｎ
−４）において存在することもあるであろう。

【００１２】組立情報等抽出部１ｄは、前述のレイアウ
トデータや、部品の材質、体積、及び表面積などの部品
属性、及びアセンブリ関係等の情報を図示しない部品デ
ータベースから抽出する処理を行う。部品の取込判定部
１ｅは、前述した解析モデルを生成する際に前記解析モ
デルとして製品の部品を取り込むか又は除外するかを部
品属性に基づいて判断する処理を行う。部品の簡略化・
代替化自動登録部１ｆは、解析モデルとして取り込むと
決定された部品を簡略化したり代替化したりする処理を
行う。これら各部のより詳細な説明は図３を用いて行
う。

【００１３】図３は、上述した解析・実験モデルの自動
作成処理、組立情報等抽出処理、部品の取込判定処理、
及び部品の簡略化・代替化自動登録処理の相互の関係を
示した説明図である。アセンブリ情報に基づき抽出され
た各構成部品１〜ｎについて、それぞれが解析モデルを
生成する際に前記解析モデルとして取り込むか又は除外
するかを判断する。例えば、部品属性に基づき、或る構
成部品の体積が小さいとか表面積が小さいとか発熱体か
ら遠い位置にあるとかいった場合には、当該部品は除外
し、そうでなければ取り込む。より具体的には、構成部
品がギヤなどであれば、除外される可能性がある。取り
込むと決定された部品については、前記履歴に基づいて
その簡略な形状データを取り出すことができるが、当初
から複雑な形状で入力されている場合もあり得る。この
ような場合には、代替部品の自動作成・登録が行われ
る。例えば、図４（ａ）のような部品に対しては、同図
（ｂ）のごとく簡単な形状の部品に自動的に置き換えら
れることになる。この置き換えは、元の部品における体
積或いは表面積が同じであるように行っている。このよ
うにして簡略化された簡略部品１〜ｍ（ｍ≦ｎ）は、解
析モデルを構成する部品として扱われることになる。

【００１４】このような構成であれば、前述した製品筐
体や部品の形状については前記履歴に基づきそれらの簡
略な形状データを再現し、これらと前記レイアウトデー
タとによって解析モデルを生成する。従って、詳細な設
計データに対して作業者が簡略な筐体形状データ或いは
部品データを新たに作成してこれと詳細なデータとの置
き換えを行っていくといった作業が不要になる。勿論、
設計データとは別に全く新たに解析モデルを作成する必
要もない。よって、解析モデルの作成を容易化して効率
的に製品設計が行える。また、解析において重要でない
部品、或いは、解析を複雑化させてしまうような部品を
自動的に除外することができるので、解析の効率化を図
ることができる。

【００１５】ところで、かかる設計支援システム１は、
コンピュータ（ディスプレイ等の周辺機器を含む）と、
これを当該システムとして機能させるプログラムとによ
り構成することができる。この場合、上記のプログラム
は、ＣＤ−ＲＯＭなどの記録媒体に格納しておくことが
できる。

【００１６】

【発明の効果】以上説明したように、この発明によれ
ば、解析モデルの作成を伴う製品設計において、当該解
析モデルの作成を容易化して効率的に製品設計が行える
という効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の実施の形態の設計支援システムを説
明する説明図である。

【図２】この発明の実施の形態の設計支援システムにお
けるフィチャーベース設計手法を示す説明図である。

【図３】この発明の実施の形態の設計支援システムにお
ける特に構成部品の扱いを説明する説明図である。

【図４】この発明の実施の形態の設計支援システムにお
ける構成部品の代替化を説明する説明図である。

【図５】従来の設計方法を示すフローチャートである。

【符号の説明】

１ 設計支援システム １ａ 設計部 １ｂ 再現部 １ｃ 解析モデル生成部 １ｄ 組立情報等抽出部 １ｅ 部品の取込判定部 １ｆ 部品の簡略化・代替化自動登録部

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 コンピュータ上に構成される比較的簡単
   な図形を、設計者が入力する設計指示情報に基づいて処
   理していくことで、設計データである製品筐体の形状デ
   ータ、部品の形状データ、及びレイアウトデータを更新
   蓄積して設計を進めていく設計手段と、設計の進行の履
   歴を保持し、この履歴に基づき遡って簡略な製品の設計
   データを再現する手段と、前記製品筐体と部品の形状と
   について前記履歴に基づきそれらの簡略な形状データを
   再現し、この再現した簡略な形状データと前記レイアウ
   トデータとに基づいて解析モデルを生成する解析モデル
   生成手段と、を備えたことを特徴とする設計支援システ
   ム。
2. 【請求項２】 前記解析モデル生成手段は、解析モデル
   として製品の部品を取り込むか又は除外するかをその部
   品属性に基づいて判断する判断部を備えていることを特
   徴とする請求項１に記載の設計支援システム。