WO2013183485A1 - アセンブリモデル類似構造検索システム、及びアセンブリモデル類似構造検索方法 - Google Patents

Abstract

過去に設計されたサブアセンブリの中から、新たに設計したサブアセンブリと類似のサブアセンブリを効率的に抽出するための技術を提供する。データベースに３Ｄ－ＣＡＤで作成したアセンブリモデルの情報を格納し、検索したい組立部位も３Ｄアセンブリモデルで入力する方式を採る。検索対象となるサブアセンブリを構成する部品の特徴値や形状の類似性および、部品間の隣接関係の部分一致の度合いを判断し、全体のアセンブリモデルから類似サブアセンブリとして抽出する。その際に、形状の類似性を問う部品と問わない部品を混在させてそれらの部品の近接関係の類似性を問う検索方式により、全体のアセンブリモデルから所定のサブアセンブリに類似するサブアセンブリ部位を検索する。さらに、組立構造の検索において、構成部品の構成が一部分異なるような完全な一致ではない場合であっても検索し、一致の度合いを定量的に提示する。

Description

アセンブリモデル類似構造検索システム、及びアセンブリモデル類似構造検索方法

　本発明は、アセンブリモデル類似構造検索システム、及びアセンブリモデル類似構造検索方法に関する。

　現在、設計支援検索では、部品ごとの登録（不具合のあった部品の登録）と検索が行われている。部品ごとに設計仕様や形状の属性値を登録し、それらの情報を検索キーとして検索が行われている。このような部品ごとの検索方法に関して、例えば非特許文献１に記載される方法がある。

特開２０１１－２４８６２２号公報

「大規模グラフを対象とした部分グラフ同型判定におけるＩｎｔｅｒｌａｃｅ定理の利用」、長屋未来、片山薫、石川博（首都大学東京）　DEW2006 3B-i9

　しかし、非特許文献１に記載の方法を用いても、組立品を構成する複数の部品に関連する設計や製造の情報を格納し検索する統一的な管理ができない。また、部品ごとに事例検索（不具合のあったものの検索）を行うと、部組（サブアセンブリ）単位では検索結果が多くなりすぎてしまい、検索結果から対象となる部品の組を見つけ出すのに手間が掛かり、サブアセンブリの検証が非効率的となってしまう。従って、新たに設計したサブアセンブリに不具合がある可能性が高いか否か効率的に検証するために、過去に設計した類似のサブアセンブリの不具合の情報を用いることができると好ましい。そのためには類似のサブアセンブリを検索するための仕組みが必要となってくる。

　また、新たに設定したサブアセンブリの製造工程を決定する場合、過去に設計した類似のサブアセンブリがあればその製造工程を流用することができて非常に効率が良くなる。

　さらに、組立品の場合、複数の部品にまたがる複数の属性値と部品間の隣接の関係に起因する属性値があり、何をもって検索元の組立品と一致するとみなすかの指標がないのが現状である。そのため、検索において全てのキーが完全に一致することは少なく、ユーザが望む一部類似した対象物を検索することが難しいという課題もある。

　本発明はこのような状況に鑑みてなされたものであり、過去に設計されたサブアセンブリの中から、新たに設計したサブアセンブリと類似のサブアセンブリを効率的に抽出するための技術を提供するものである。

　上記課題を解決するために、本発明は、設計や製造情報を格納し検索できる組立品のデータベースシステムを実現する。データベースは、３Ｄ－ＣＡＤで作成したアセンブリモデルの情報を格納し、検索したい組立部位も３Ｄアセンブリモデルで入力する方式を採る。検索対象となるサブアセンブリを構成する部品の特徴値や形状の類似性および、部品間の隣接関係の部分一致の度合いを判断し、全体のアセンブリモデルから類似サブアセンブリとして抽出する。その際に、形状の類似性を問う部品と問わない部品を混在させてそれらの部品の近接関係の類似性を問う検索方式により、全体のアセンブリモデルから所定のサブアセンブリに類似するサブアセンブリ部位を検索する。さらに、組立構造の検索において、構成部品の構成が一部分異なるような完全な一致ではない場合であっても検索し、一致の度合いを定量的に提示する。

　即ち、本発明では、アセンブリを構成する部品の属性値を示すパート属性値と、部品間の接続関係を示す幾何拘束関係の情報と、を少なくとも保持する類似構造検索データベースが提供される。類似形状検索部は、類似構造検索データベースを参照し、ユーザが指定した検索元アセンブリと検索対象アセンブリのパート属性値及び幾何拘束関係を比較することにより、検索対象アセンブリにおいて、検索元アセンブリの構成部品と類似する部品、及び検索元アセンブリの幾何拘束関係と類似する幾何拘束関係を特定する。また、類似構造検索部は、類似形状検索部によって特定された類似の部品及び幾何拘束関係の情報に基づいて、検索元アセンブリの構造を包含するか否か判定する。そして、出力部は、類似構造検索部による判定結果を検索結果として出力する。

　本発明によれば、過去に設計されたサブアセンブリの中から、新たに設計したサブアセンブリと類似のサブアセンブリを効率的に抽出することができるようになる。

　本発明に関連する更なる特徴は、本明細書の記述、添付図面から明らかになるものである。また、本発明の態様は、要素及び多様な要素の組み合わせ及び以降の詳細な記述と添付される特許請求の範囲の様態により達成され実現される。

　本明細書の記述は典型的な例示に過ぎず、本発明の特許請求の範囲又は適用例を如何なる意味に於いても限定するものではないことを理解する必要がある。

本発明の実施形態による類似構造検索システムと３Ｄ－ＣＡＤシステムを有するアセンブリ検索システムの構成を示す図である。 本発明の第１の実施形態による類似構造検索処理を説明するためのフローチャートである。 本発明の第１の実施形態による検索条件入力手順を示す図（ＧＵＩ）である。 本発明の第１の実施形態による類似構造検索処理の例を示すグラフ表現である。 本発明の第１の実施形態による検索結果出力（ＧＵＩ）の例を示す図ある。 本発明の第２の実施形態による類似構造検索処理を説明するためのフローチャートである。 本発明の第２の実施形態による類似構造検索処理の例を示すグラフ表現である。 本発明の第３の実施形態による検索条件表と検索結果出力（ＧＵＩ）の例を示す図である。

　本発明は、例えば、組立品の品質管理における事例分類と検索、組立品の製造の工程計画における工程分類、組立品の設計における標準化に関するものである。

　以下、添付図面を参照して本発明の実施形態について説明する。添付図面では、機能的に同じ要素は同じ番号で表示される場合もある。なお、添付図面は本発明の原理に則った具体的な実施形態と実装例を示しているが、これらは本発明の理解のためのものであり、決して本発明を限定的に解釈するために用いられるものではない。

　本実施形態では、当業者が本発明を実施するのに十分詳細にその説明がなされているが、他の実装・形態も可能で、本発明の技術的思想の範囲と精神を逸脱することなく構成・構造の変更や多様な要素の置き換えが可能であることを理解する必要がある。従って、以降の記述をこれに限定して解釈してはならない。

（１）第１の実施形態
　＜類似構造検索システムの構成＞
　図１は、本発明による類似構造検索システムと３Ｄ－ＣＡＤシステムを有するアセンブリ検索システムの概略構成を示す図である。

　本発明の実施形態による類似構造検索システム１００は、演算部１１０と、類似構造検索データベース１２０と、入出力部１３０と、を有し、ネットワーク１４０を介して、３Ｄ－ＣＡＤシステム１５０と接続されている。３Ｄ－ＣＡＤシステム１５０の３Ｄ－ＣＡＤモデルデータベース１５１は、登録された３Ｄアセンブリモデルを格納している。

　演算部１１０は、部品（パート）に関して形状が類似する部品を検索する類似形状検索部１１１と、検索元アセンブリ（登録済のアセンブリ：過去に設計されたアセンブリ）をクエリとして検索対象のアセンブリ（新規に設計されたアセンブリ）に類似のサブアセンブリが含まれるか（類似構造が包含されるか）検索する類似構造検索部１１２と、ユーザからの指示に従って、３Ｄ－ＣＡＤモデルデータベース１５１から検索元アセンブリを取得するＣＡＤ_ＡＰＩ命令部１１５と、を含んでいる。演算部１１０の各処理部は、各処理を実行するためのプログラムをプロセッサで動作させることにより実現してもよい。

　類似構造検索データベース１２０は、部品（パート）の属性値を格納するパート属性値１２１と、各部品間の幾何的拘束関係（部品同士がどの面で接合しているかを示す情報）１２２と、部組（サブアセンブリ）の不具合や製造プロセスの情報である設計・製造情報１２３と、部品の類似度の情報であるパート類似度１２４と、各サブアセンブリに関して構造類似・乖離度に関する情報である構造類似・乖離度１２５と、を含んでいる。なお、パート類似度は、新しい部品が作成されると今までデータベースに登録されている部品に対してどの程度の類似度があるか計算された情報である。計算方法は、特許文献１に記載されている。

　入出力部１３０は、ユーザが検索元となるアセンブリ（既に登録されている過去のアセンブリ）を指定し、検索対象となるアセンブリ（新規に設計されたアセンブリ）を登録する際に用いる検索条件入力部１３１と、検索結果を表示する検索結果表示部１３２と、ＣＡＤ＿ＡＰＩ命令部１１５を介して３Ｄ－ＣＡＤシステム１５０のＣＡＤ＿ＡＰＩに命令を発行し、ユーザが指定する複数のアセンブリモデルの類似構造解析に必要なデータを取得するアセンブリＤＢ登録部１３３と、を含んでいる。なお、類似構造解析に必要なデータは、パート属性値１２１と、幾何拘束関係１２２と、を含む。パート属性値１２１は、例えば、マスプロパティ（慣性主軸モーメント、質量、重心位置）と、表面積と、体積と、バウンディングボックス寸法（縦、横、高さからなる外形の寸法）と、部品名と、部品種別と、部品番号と、寸法公差（寸法の種別が含まれていても良い）等と、を含んでいる。また、幾何拘束関係１２２は、部品間の幾何拘束の有無に関する情報と、部品間の幾何拘束面の種別と、幾何公差と、を含んでいる。アセンブリＤＢ登録部１３３は、設計や製造の情報１２３を登録されたアセンブリやパートに対し、ユーザに指定されたとおりに関連付ける。

　＜検索処理の内容＞
　図２は、第１の実施形態によるサブアセンブリの検索処理を説明するためのフローチャートである。
（i）ステップ２１０
　検索条件入力部１３１は、ユーザの指示に応答して、検索元となるアセンブリモデルを類似構造検索データベース１２０に登録する。具体的には、ユーザが検索条件入力部１３１を用いて検索元のアセンブリを指定すると、ＣＡＤ＿ＡＰＩ命令部１１５を介して３Ｄ－ＣＡＤシステム１５０のＣＡＤ＿ＡＰＩに命令を発行し、ユーザが指定するアセンブリモデルが取得され、類似構造検索データベース１２０に登録される。登録した検索元アセンブリについて、検索条件入力部１３１は、ユーザが指定したラベル（ノードラベル）を各パートのパート属性値１２１に登録する。ノードラベルに関し、ユーザは、類似の形状を検索したいパートについて値を設定する。検索元のアセンブリの中にユーザが類似の形状とみなすパートが複数あれば、それらのパートには同一のラベル（ノードラベル）値が付与される。一方、パートの形状が異なっても検索したい（形状の類似性を問わない）とユーザが所望するパートには、「－１」のラベルが付与される。「－１」は、形状の類似
性を問わないノードラベルを意味する。

　ステップ２１０では、ＣＡＤ＿ＡＰＩ命令部１１５からＣＡＤ＿ＡＰＩ１５２を介して、ＣＡＤのＧＵＩ１５３により、ユーザに検索対象のアセンブリや類似検索対象のパートを選択させる（図３の３００参照）。また、ステップ２１０では、ユーザに対して、選択された検索元アセンブリが表示され（図３の３１０）、かつそのグラフ３２０が表示される。

　さらに、ステップ２１０では、ユーザが入力した類似検索元のパートのラベル、グラフ３２０のノード、及び表３３０が表示される。

　また、検索元のアセンブリにおいて、各ノード間の幾何拘束関係がエッジラベルとしてラベリングされる。幾何拘束関係には、例えば、平面拘束と円筒拘束があり、前者にはラベル１が、後者にはラベル２が付与される。

（ii）ステップ２１１
　類似形状検索部１１１は、検索対象のアセンブリに対し、検索元アセンブリのラベリングされたパートと類似な形状のパートをグラフ４０１のようにラベリングする。つまり、類似形状検索部１１１は、ユーザによって指定された検索対象アセンブリを構成するパートについて、類似構造検索データベース１２０のパート属性値１２１を比較することにより類似の形状となるパートを検索する。ここで、部品名や種別のようなテキスト情報については、レーベンシュタイン距離を用いるなどして数値化しておく。

　ここで、類似形状パートの検索方法について具体的に説明する。ここでは、パート属性値を以下ｋ次元ベクトルの特徴ベクトルとよぶ。また、検索元パートの特徴ベクトルをａ、検索対象となるパートをｘとする。このとき、ｘとａの差を以下の式１で評価する。

　式１のｄは、検索元パートと検索対象パートの差異を表す。ｄ＝０．０のとき、ａ＝ｘとなり、特徴量は同一である。｜ｄ｜が大きくなるほどパートｘはパートａとより大きく異なると判断する。特徴量の差の上限値をｄｍａｘとする。このとき、式２をみたすパートｘを検索元パートａと類似と判断する。

　特徴量は複数の意味のあるベクトルに分けられる。ｎ個の特徴量ベクトルがある時、以下の式３で類似性の判定を行う。

　ここで、パートの材質については含有成分の組成量を数１の特徴量ベクトルａ、ｘの成分として式２及び３の判定を行う。

　以上の処理によって類似であると判断されたパートには、検索元のパートと同じラベル（ノードラベル）が検索対象のパートに対して付与される。

（iii）ステップ２１２
　類似形状検索部１１１は、検索対象のアセンブリに対し、ラベル（ノードラベル）が１以上のパートと幾何拘束関係のあるパートにラベル（ノードラベル）「－１」を付与する（２１２）。ノードラベル「－１」は、形状については問わないパートが繋がれていることを意味している。なお、各パートは、後述のエッジラベルで示される関係で繋がれている。

　なお、検索対象アセンブリにおいて、検索元アセンブリでノードラベル「－１」の部品と隣接するノードラベル「１」以上の部品のノードラベルと等しい部品に隣接する部品（検索対象の部品）にのみノードラベル「－１」を付与し、その他のノードにはラベルを付与しないようにしても良い。

（iv）ステップ２１３
　類似形状検索部１１１は、検索対象のアセンブリに対し、ラベルなしのノードに対応するパートを消去し、連結グラフ（サブグラフ）に分割する。これにより、検索対象のアセンブリは複数のサブグラフに分割される。後述（図４参照）の検索対象アセンブリ４０１は、検索対象サブアセンブリ４０３と４０４の２つのサブグラフに分割される。

（v）ステップ２１４
　類似形状検索部１１１は、検索対象のサブグラフに対し、幾何拘束の種類に従ってラベル（エッジラベル）を付与する。エッジラベルには、上述のように、平面拘束「１」と円筒拘束「２」がある。エッジラベルの情報は、部品間の関係の情報であり、３Ｄ－ＣＡＤシステム１５０から取得される。

（vi）ステップ２１５
　ステップ２１５では、類似構造の検索処理が実行される。つまり、類似構造検索部１１２は、検索対象の複数のアセンブリのパートでノードラベルが付与されたパートを対象として、パートをノードとし、それらのパート間に幾何制約がある場合にそれらをエッジとしたグラフを形成する。その際に、幾何制約の種別によりグラフのエッジのラベル値を種別する。

　類似構造検索部１１２は、検索対象のサブグラフに対し、ノードのラベルを対角成分に持つ対角行列Ｌｖと、エッジのラベルを対角成分に持つ対角行列Ｌｅと、２つのノード間にエッジが存在する場合に、ノード番号を行番号にエッジ番号を列番号にもつ成分に１を立てた接続行列Ｈと、を作成する。これら３つの行列を式４のように組み合わせた行列を構成し、その行列に対し、成分値に－１を持つ行を削除した行列を作成し，行列Gと置き換える。以後の説明では行列Gは、式４のGにおいて、成分値に－１を持つ行を削除した行列を意味する。

　また、類似構造検索部１１２は、以上の行列Ｇを検索元グラフと検索対象の分割したサブグラフに対して作成し、固有値列を求める。検索元グラフの固有値列をμ、検索対象の分割サブグラフの固有値列をλとして、式５のInterlaceing定理の関係を満たせば、検索元グラフに検索対象サブグラフが包含される可能性がある。

（vii）ステップ２１６
　類似構造検索部１１２は、式５を満たせば、検索元グラフに検索対象サブグラフが包含され、検索対象サブグラフが該当するサブアセンブリが検索元グラフの検索元アセンブリに類似すると判定する。包含される場合、処理はステップ２１７に移行し、包含されない場合には、処理はＳ２１８に移行する。

（viii）ステップ２１７
　類似形状検索部１１１は、式５を満たす場合にどの程度２つのサブアセンブリが類似するかを式６により算定する。

（ix）ステップ２１８
　類似構造検索部１１２は、包含されないと判断された検索対象のサブグラフをクエリにして検索処理を実行したことがあるか否か判断する。当該検索処理をしたことがある場合には、処理はステップ２２１に移行し、当該検索処理を実行したことがない場合には、処理はステップ２１９に移行する。

（x）ステップ２１９
　類似構造検索部１１１は、分割された検索対象サブアセンブリの該当サブグラフから、ラノードベル「－１」が付与されたノードとそのノードに接続するエッジラベルを削除したグラフを作成する。

（xi）ステップ２２０
　類似構造検索部１１２は、ステップ２１９で作成したグラフの行列を式４により作成し、当該グラフのサブアセンブリを再検索元アセンブリ（クエリ）とし、当初の検索元グラフを再検索対象アセンブリとする。そして、再度ステップ２１５と同様の処理により新しいクエリによる検索処理が実行される。その結果が式５を満たせば、再検索元サブアセンブリは再検索対象アセンブリに包含されるので、類似構造であると判定し、類似度がステップ２１７によって算出される。

（xii）ステップ２２１
　再検索処理によっても式５を充たさなかった場合は、類似構造でないと判定され、その乖離度を式７により算出する。

（xiii）ステップ２２２
　検索結果表示部１３２は、以上の処理によって得られた検索結果として、類似のアセンブリを図３の３１０の形式でユーザに提示し、３２０の形式で類似アセンブリのグラフをユーザに提示する。

　さらに、検索結果表示部１３２は、図５に示されるような検索結果表示ＧＵＩとして、検索元アセンブリと、検索結果の類似のサブアセンブリを表示する。具体的には、検索元アセンブリの構成パートとノードラベル、検索結果である類似のサブアセンブリモデルの構成パート名と同一ノードラベルの検索元パートとのパート類似度、構造が類似する場合の構造類似度、構造が乖離する場合の構造乖離度の算出結果がユーザに提示される。なお、図５において、検索結果の類似のサブアセンブリ１及び２は、検索対象アセンブリと包含関係にあると判断されたため、構造類似度のみが算出され、検索結果のサブアセンブリ３については包含関係になく、すなわち類似でないと判断されたため、構造乖離度のみが算出されている。

　＜検索処理の具体例＞
　図４は、図２で示される検索処理の具体例を示す図である。
　ユーザが検索元アセンブリ４００を指定し、各パートのノードラベルとエッジラベルを入力する（図４（ａ）参照）。検索元アセンブリのグラフ４００において、ラベル１のパートと類似する１つのパートとラベル２のパートと類似する２つのパートと形状を問わない１つのパートが、グラフ４００に示される幾何拘束を持つサブアセンブリを検索したいとユーザが所望しているとする。なお、この検索元アセンブリ４００は、過去に不具合のあったアセンブリや製造工程が登録されたアセンブリであり、このアセンブリの一部が新規に設計したアセンブリ（検索対象アセンブリ４０１）に含まれているか否か判定される。

　検索対象アセンブリ４０１において、検索元アセンブリのパートと類似するパートについて、検索元アセンブリに対して付与されたノードラベルが付与される（図４（ｂ）参照）。

　次に、ノードラベルが付与された検索対象アセンブリ４０１に対して、各ノード間の幾何拘束関係を示すエッジラベルが付与され、ノード及びエッジラベルが付与された検索対象アセンブリ４０２が生成される（図４（ｃ）参照）。

　そして、検索対象アセンブリにおいて、ノードラベルが付与されていないパートが消去され、検索対象アセンブリ４０２の連結グラフは、サブグラフに分割して２つの検索対象サブアセンブリ４０３及び４０４に分割される。

　続いて、各検索対象サブアセンブリが、検索元アセンブリ４００を包含するか、判断される。図４の例では、サブアセンブリ４０３は検索元アセンブリ４００を包含するが、サブアセンブリ４０４は検索元アセンブリ４００を包含しない。従って、サブアセンブリ４０３に関しては類似度が計算される。

　さらに、分割された検索対象サブアセンブリ４０４において、ノードラベル「－１」のノードとそのノードに接続するエッジを削除したサブアセンブリのグラフ４０５が作成される。このサブアセンブリ４０５は再検索元とされ、元々の検索元アセンブリ４００は再検索対象アセンブリとされる。つまり、検索元と検索対象を入れ替えて、再検索処理が実行される。この検索処理の結果が上述の式５を満たせば、再検索元サブアセンブリ４０５は再検索対象アセンブリ４００に包含されるので、類似構造であると判定され、類似度が算定される。なお、この再検索処理によっても包含関係にないと判断された場合には、乖離度が算出されることになる。

　検索結果表示部１３２が、検索条件入力部１３１が類似構造検索データベース１２０に登録した検索元のパートや検索元のアセンブリに関連する設計・製造情報ファイル１２３を、表８０１で示されるような形式で提示する。

　例えば、ｐａｒｔ＿ａには部品の検査方法のドキュメント、ｐａｒｔ＿ｃには公差設計書、検索元サブアセンブリ自体には組立作業指示アニメが関連付けられている。表８０１は、検査方式のドキュメント（検査方式.xls）を用いて、ｐａｒｔ＿ａａやｐａｒｔ＿ｆを検査することができることを意味している。また、交差設計書（交差設計書.wrd）を用いてｐａｒｔ＿ｄやｐａｒｔ＿ｅの交差をチェックできることが分かる。さらに、検索元アセンブリの組立指示アニメが各検索対象のアセンブリの組立手順を構築する際の参考になることが分かる。

（２）第２の実施形態
　実際に製造工程を抽出する場合、着目するアセンブリだけでなく、それにつながれた別のパートとの関係をも考慮してアセンブリの包含関係を検索した方が類似したアセンブリを効率的に抽出することができる。

　よって、第２の実施形態では、第１の実施形態の類似構造検索部１１２において、ラベルが付いたノードからユーザに指定される数のエッジを経由した全てのパスを検索し、それらのパスに含まれるノードとエッジでグラフを拡張して検索を実行する処理に関するものである。つまり、着目するアセンブリに接続されているパートをいくつ考慮するか（追加的に隣接するパートが２つである場合には、拡張次数が２となる）をユーザによって指定できるようにする。

　＜検索処理の内容＞
　図６は、第２の実施形態による検索処理を説明するためのフローチャートである。
（i）ステップ６１０
　検索条件入力部１３１は、ユーザから入力される、検索元アセンブリと、類似パート検索の対象のノードのノードラベル値及び各ノード間のエッジラベル値、拡張の始点ノードと拡張次数（検索元アセンブリにいくつの隣接パートを追加して検索元とするかについての値（拡張次数））と、を受け付ける。また、検索条件入力部１３１は、ユーザによって指定される、検索対象アセンブリ（例えば、新規に設計されたアセンブリ）を受け付ける。

　例えば、検索元部位がホースである場合、ホースに接続されている部位は多数ある。そこで、この拡張次数により、ホースに接続されている別の部位（例えば、エンジンとフューエル：この場合の拡張次数は２となる）を含めて検索元のアセンブリとする。

（ii）ステップ６１１
　類似形状検索部１１１は、検索元アセンブリの指定された拡張の始点ノードから、入力された拡張次数分のノードを検索し、検索元アセンブリのグラフを拡張する。また、拡張された検索元アセンブリのグラフはユーザに提示（表示）され、検索条件入力部１３１は、ユーザから入力される、拡張・追加されたノードのラベル値を受付ける。類似形状検索部１１１は、その入力ラベル値を拡張ノードにラベル付けする。

（iii）ステップ６１２
　類似形状検索部１１１は、検索対象アセンブリにおいて、検索元アセンブリのラベルノードと類似するノード（パート）を検出し、類似のものがあればそれに同じラベル値を付与する。

（iv）ステップ６１３
　類似構造検索部１１２は、検索対象アセンブリの拡張の始点となるノードから拡張次数分のノードを検索し、それらのノードにラベルがない場合－１を付与する。

（v）ステップ６１４
　類似構造検索部１１２は、検索対象アセンブリにおいてラベル値が付与されていないノードとラベルなしノードに接続するエッジを削除する。

（vi）ステップ６１５
　構造類似検索部１１２は、第１の実施形態と同様、拡張された検索元アセンブリが検索対象アセンブリに包含されるかを判定する。

（vii）ステップ６１６
　拡張された検索元アセンブリが検索対象アセンブリに包含される場合、処理はステップ６１７に移行し、包含されない場合、処理はステップ６１８に移行する。

（viii）ステップ６１７
　構造類似検索部１１２は、第１の実施形態と同様の処理によって、類似する度合を算出する。

（ix）ステップ６１８
　類似構造検索部１１２は、包含されないと判断された検索対象アセンブリのグラフをクエリにして検索処理を実行したことがあるか否か判断する。当該検索処理をしたことがある場合には、処理はステップ６２０に移行し、当該検索処理を実行したことがない場合には、処理はステップ６１９に移行する。

（x）ステップ６１９
　類似構造検索部１１２は、検索元アセンブリと検索対象アセンブリを入れ替える。そして、処理はステップ６１５に移行し、類似構造検索部１１２は、今までの検索対象アセンブリをクエリとして、それが今までの検索元アセンブリに含まれるか、再度包含関係を判定する。

（xi）ステップ６２０
　類似構造検索部１１２は、第１の実施形態と同様の処理で乖離する度合を算出する。

（xii）ステップ６２１
　検索結果表示部１３２は、以上の処理によって得られた検索結果を、第１の実施形態と同様の処理によって、表示する。

　＜検索処理の具体例＞
　図７は、第２の実施形態による検索処理の具体例を示す図である。
　ユーザによって指定された検索元アセンブリ７００に対して、まず、ユーザによって入力されたラベル値が各ノード及びエッジに付与される（図７（ａ）参照）。

　そして、検索元アセンブリにおいて、拡張始点ノードからユーザに指定される拡張次数のエッジを経由した全てのパスが検索され、それらのパスに含まれるノードとエッジでグラフが拡張される。これによって、拡張された検索元アセンブリ７０１（図７（ｂ）参照）が生成される。このときには拡張されたノードにはラベル値は付与されていない。

　検索元アセンブリのグラフ拡張により新たに加わったノードがユーザに提示され、ユーザがラベルを入力することにより、拡張ノードラベルが付与された検索元アセンブリが生成される（図７（ｃ）参照）。

　次に、ユーザによって指定された検索対象アセンブリにおいて、検索元アセンブリのラベル有りノードと類似のノードが検索され、ラベル値が付与される。検索元グラフ(a)の拡張始点ノード（(a)では１と２）から拡張次数分離れたノードでラベルの付いていないノードに－1のラベルを付与し、ノードラベル付き検索対象アセンブリ７０３が生成される（図７（ｄ）参照）。

　続いて、ノードラベル付き検索対象アセンブリ７０３から、ラベル値が付与されていないノードとそのノードに接続するエッジが削除され、包含関係を判断する対象となる検索対象アセンブリ７０４が生成される（図７（ｅ）参照）。

　以上のようにして得られた、検索元アセンブリ７０２と検索対象アセンブリ７０４との間で包含関係が判断される。この後の処理については、図６で説明した各ステップの処理が実行され、検索結果としてユーザに提示される。

（３）まとめ
（i）本発明によれば、組立品の品質管理における事例分類や検索、組立品の製造の工程計画における工程分類、または組立品の設計における標準化において、３Ｄのアセンブリモデルを登録しているデータベースに対し、検索したい３Ｄアセンブリモデルを検索元として、３Ｄアセンブリモデルどうしの検索が可能となる。また、登録する３Ｄモデルに品質管理や工程設計、設計仕様などをリンクしておけば、製品や製造の情報を３Ｄモデルから容易に検索し再利用することが可能となる。さらに、アセンブリは全体アセンブリで登録しておけば、所定の類似性を充たすサブアセンブリの部位を全体アセンブリから自動的に抽出される。そのためアセンブリモデルのデータベース登録はスクリプトにより自動的に行え、データベース管理の手間が少ない。

（ii）より具体的には、本発明では、ユーザが指定した検索元アセンブリ（過去に設計したアセンブリ）と検索対象アセンブリ（新たに設計したアセンブリ）のパート属性値及び幾何拘束関係が比較される。この比較により、検索対象アセンブリにおいて、検索元アセンブリの構成部品と類似する部品、及び検索元アセンブリの幾何拘束関係と類似する幾何拘束関係が特定される。特定された類似の部品及び幾何拘束関係の情報に基づいて、検索対象アセンブリが検索元アセンブリの構造を包含するか否か判定される。この判定結果は、検索結果として出力（表示）される。このようにすることにより、新たに設計したアセンブリに類似する過去のアセンブリを検索することができる。そして、過去のアセンブリの不具合（欠陥）情報から新たに設計したアセンブリに発生し易い不具合を特定したり、検証したりすることができ、さらに、過去のアセンブリの製造工程の情報を新たに設計されたアセンブリのために流用することが可能となる。従って、アセンブリの設計や製造の管理を容易に、かつ効率的に行うことができる。

　新たに設計されたアセンブリ（検索対象アセンブリ）は、過去に設計されたアセンブリ（検索元アセンブリ）の構成部品と類似する部品を含むサブアセンブリ部位を複数個含むとすると、検索対象アセンブリには、検索元アセンブリを包含する第１種サブアセンブリ部位と、検索元アセンブリを包含しない第２種サブアセンブリ部位が含まれることがある。そこで、本発明では、これらのアセンブリ部位を判別し、第２種サブアセンブリ部位を再検索元アセンブリに、検索元アセンブリを再検索対象アセンブリに設定する。つまり、検索対象と検索元を入れ替える。そして、再検索元アセンブリが再検索対象アセンブリに包含される否か再度判定される。当該判定結果は、最初の検索結果に含められてユーザに提示される。このようにすることにより、新たに設計されたアセンブリと類似する過去のアセンブリを確実に取得することができるようになる。

　検索元アセンブリを包含する検索対象アセンブリについては、それらの類似度が算出され、それが検索結果に含められる。また、包含しない検索対象アセンブリについては、それらの乖離度が算出され、それが検索結果に含められる。これにより、新規の設計アセンブリと過去の設計アセンブリのどの程度類似しているか、どの程度異なっているかについての情報をユーザに提示することができる。そして、ユーザは、これを基に、新規アセンブリの検証を効率よく進めることができるようになる。

（iii）第２の実施形態では、検索対象アセンブリ（検索部位）に接続される部品を拡張して検索処理を実行している。この部品をいくつまで拡張するかを示す情報が検索次数（ノード拡張次数）であり、これはユーザによって指定される。この検索次数に従って、検索元アセンブリの構成部品を追加して拡張された検索元アセンブリが生成される。そして、拡張された検索元アセンブリと検索対象アセンブリのパート属性値及び幾何拘束関係が比較される。この比較結果に基づいて、検索対象アセンブリにおいて、拡張された検索元アセンブリの構成部品と類似する部品、及び拡張された検索元アセンブリの幾何拘束関係と類似する幾何拘束関係が特定される。さらに、特定された類似の部品及び幾何拘束関係の情報に基づいて、検索対象アセンブリが拡張された検索元アセンブリの構造を包含するか否か判定される。この判定結果は、検索結果として出力される。このようにすることにより、アセンブリとなっていない検索部位でも検索元として検索を実行することができるので、ユーザが望む過去の設計データをより正確に抽出することができるようになる。従って、過去の設計データをより有効に活用することができるようになる。

（iv）第３の実施形態では、類似構造検索データベースから、検索元アセンブリに関連付けられた製造又は／及び設計に関するデータが取得され、検索結果と併せて出力されるようになっている。これにより、過去の設計アセンブリに関連するデータ（関連ファイル）を新規設計アセンブリに流用することができるようになる。

（v）本発明は、実施形態の機能を実現するソフトウェアのプログラムコードによっても実現できる。この場合、プログラムコードを記録した記憶媒体をシステム或は装置に提供し、そのシステム或は装置のコンピュータ（又はＣＰＵやＭＰＵ）が記憶媒体に格納されたプログラムコードを読み出す。この場合、記憶媒体から読み出されたプログラムコード自体が前述した実施形態の機能を実現することになり、そのプログラムコード自体、及びそれを記憶した記憶媒体は本発明を構成することになる。このようなプログラムコードを供給するための記憶媒体としては、例えば、フレキシブルディスク、ＣＤ－ＲＯＭ、ＤＶＤ－ＲＯＭ、ハードディスク、光ディスク、光磁気ディスク、ＣＤ－Ｒ、磁気テープ、不揮発性のメモリカード、ＲＯＭなどが用いられる。

　また、プログラムコードの指示に基づき、コンピュータ上で稼動しているＯＳ（オペレーティングシステム）などが実際の処理の一部又は全部を行い、その処理によって前述した実施の形態の機能が実現されるようにしてもよい。さらに、記憶媒体から読み出されたプログラムコードが、コンピュータ上のメモリに書きこまれた後、そのプログラムコードの指示に基づき、コンピュータのＣＰＵなどが実際の処理の一部又は全部を行い、その処理によって前述した実施の形態の機能が実現されるようにしてもよい。

　さらに、実施の形態の機能を実現するソフトウェアのプログラムコードを、ネットワークを介して配信することにより、それをシステム又は装置のハードディスクやメモリ等の記憶手段又はＣＤ－ＲＷ、ＣＤ－Ｒ等の記憶媒体に格納し、使用時にそのシステム又は装置のコンピュータ（又はＣＰＵやＭＰＵ）が当該記憶手段や当該記憶媒体に格納されたプログラムコードを読み出して実行するようにしても良い。

　最後に、ここで述べたプロセス及び技術は本質的に如何なる特定の装置に関連することはなく、コンポーネントの如何なる相応しい組み合わせによってでも実装できることを理解する必要がある。更に、汎用目的の多様なタイプのデバイスがここで記述した教授に従って使用可能である。ここで述べた方法のステップを実行するのに、専用の装置を構築するのが有益であることが判るかもしれない。また、実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより、種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。さらに、異なる実施形態にわたる構成要素を適宜組み合わせてもよい。本発明は、具体例に関連して記述したが、これらは、すべての観点に於いて限定の為ではなく説明の為である。本分野にスキルのある者には、本発明を実施するのに相応しいハードウェア、ソフトウェア、及びファームウエアの多数の組み合わせがあることが解るであろう。例えば、記述したソフトウェアは、アセンブラ、Ｃ／Ｃ＋＋、ｐｅｒｌ、Ｓｈｅｌｌ、ＰＨＰ、Ｊａｖａ（登録商標）等の広範囲のプログラム又はスクリプト言語で実装できる。

　さらに、上述の実施形態において、制御線や情報線は説明上必要と考えられるものを示しており、製品上必ずしも全ての制御線や情報線を示しているとは限らない。全ての構成が相互に接続されていても良い。

　加えて、本技術分野の通常の知識を有する者には、本発明のその他の実装がここに開示された本発明の明細書及び実施形態の考察から明らかになる。記述された実施形態の多様な態様及び／又はコンポーネントは、データを管理する機能を有するコンピュータ化ストレージシステムに於いて、単独又は如何なる組み合わせでも使用することが出来る。明細書と具体例は典型的なものに過ぎず、本発明の範囲と精神は後続する請求範囲で示される。

１００・・・類似構造検索システム
１１０・・・演算部（プロセッサ）
１１１・・・類似形状検索部
１１２・・・類似構造検索部
１１５・・・ＣＡＤ＿ＡＰＩ命令部
１２０・・・類似構造検索データベース
１２１・・・パート属性値
１２２・・・幾何拘束関係
１２３・・・設計・製造情報
１２４・・・パート類似度
１２５・・・構造類似・乖離度
１３０・・・入出力部
１３１・・・検索条件入力部
１３２・・・検索結果表示部
１３３・・・アセンブリＤＢ登録部
１４０・・・ネットワーク
１５０・・・３Ｄ－ＣＡＤシステム
１５１・・・３Ｄ－ＣＡＤモデルデータベース
１５２・・・ＣＡＤ＿ＡＰＩ
１５３・・・ＧＵＩ

Claims (11)

1. 　アセンブリを構成する部品の属性値を示すパート属性値と、部品間の接続関係を示す幾何拘束関係の情報と、を少なくとも保持する類似構造検索データベースと、
   　前記類似構造検索データベースを参照し、ユーザが指定した検索元アセンブリと検索対象アセンブリの前記パート属性値及び前記幾何拘束関係を比較することにより、前記検索対象アセンブリにおいて、前記検索元アセンブリの構成部品と類似する部品、及び前記検索元アセンブリの幾何拘束関係と類似する幾何拘束関係を特定する類似形状検索部と、
   　前記類似形状検索部によって特定された類似の部品及び幾何拘束関係の情報に基づいて、前記検索対象アセンブリが前記検索元アセンブリの構造を包含するか否か判定する類似構造検索部と、
   　前記類似構造検索部による判定結果を検索結果として出力する出力部と、
   を有することを特徴とするアセンブリモデル類似構造検索システム。
2. 　請求項１において、
   　前記検索対象アセンブリは、前記検索元アセンブリの構成部品と類似する部品を含むサブアセンブリ部位を複数個含み、
   　前記類似構造検索部は、前記検索元アセンブリを包含する第１種サブアセンブリ部位と、前記検索元アセンブリを包含しない第２種サブアセンブリ部位とを判別し、当該第２種サブアセンブリ部位を再検索元アセンブリに、前記検索元アセンブリを再検索対象アセンブリに設定し、前記再検索元アセンブリが前記再検索対象アセンブリに包含される否か判定し、当該判定結果を前記検索結果に含めることを特徴とするアセンブリモデル類似構造検索システム。
3. 　請求項２において、
   　前記類似構造検索部は、アセンブリの固有値列を用いて、前記第１種サブアセンブリ部位と前記検索元アセンブリとの類似度を算出し、当該類似度を前記検索結果に含めることを特徴とするアセンブリモデル類似構造検索システム。
4. 　請求項２において、
   　前記類似構造検索部は、前記再検索元アセンブリが前記再検索対象アセンブリに包含されないと判定した場合、アセンブリの固有値列を用いて、前記第２種サブアセンブリと前記検索元アセンブリとの乖離度を算出し、当該乖離度を前記検索結果に含めることを特徴とするアセンブリモデル類似構造検索システム。
5. 　請求項１において、
   　前記検索元アセンブリでは、ユーザによって、類似性を考慮する必要がある第１種構成部品と、類似性を考慮する必要がない第２種構成部品とが指定され、
   　前記類似構造検索部は、前記第１種構成部品のみを考慮して、前記検索元アセンブリと前記検索対象アセンブリとの構造の包含関係を判定することを特徴とするアセンブリモデル類似構造検索システム。
6. 　請求項１において、
   　前記類似形状検索部は、入力されたノード拡張次数に従って、前記検索元アセンブリの構成部品を追加して拡張された検索元アセンブリを生成し、当該拡張された検索元アセンブリと前記検索対象アセンブリの前記パート属性値及び前記幾何拘束関係を比較することにより、前記検索対象アセンブリにおいて、前記拡張された検索元アセンブリの構成部品と類似する部品、及び前記拡張された検索元アセンブリの幾何拘束関係と類似する幾何拘束関係を特定し、
   　前記類似構造検索部は、前記類似形状検索部によって特定された類似の部品及び幾何拘束関係の情報に基づいて、前記検索対象アセンブリが前記拡張された検索元アセンブリの構造を包含するか否か判定し、当該判定結果を前記検索結果とすることを特徴とするアセンブリモデル類似構造検索システム。
7. 　請求項１において、
   　前記類似構造検索データベースは、さらに、複数のアセンブリに関連付けられた製造又は／及び設計に関するデータを有し、
   　前記出力部は、前記類似構造検索データベースから、前記検索元アセンブリに関連付けられた製造又は／及び設計に関するデータを取得し、前記検索結果と併せて出力することを特徴とするアセンブリモデル類似構造検索システム。
8. 　アセンブリモデル類似構造検索方法であって、
   　プロセッサが、アセンブリを構成する部品の属性値を示すパート属性値と、部品間の接続関係を示す幾何拘束関係の情報と、を少なくとも保持するメモリを参照し、ユーザが指定した検索元アセンブリと検索対象アセンブリの前記パート属性値及び前記幾何拘束関係を比較するステップと、
   　前記プロセッサが、前記比較結果に基づいて、前記検索対象アセンブリにおいて、前記検索元アセンブリの構成部品と類似する部品、及び前記検索元アセンブリの幾何拘束関係と類似する幾何拘束関係を特定するステップと、
   　前記プロセッサが、前記特定された類似の部品及び幾何拘束関係の情報に基づいて、前記検索対象アセンブリが前記検索元アセンブリの構造を包含するか否か判定するステップと、
   　前記プロセッサが、前記判定の結果を検索結果として出力するステップと、
   を有することを特徴とするアセンブリモデル類似構造検索方法。
9. 　請求項８において、
   　前記検索対象アセンブリは、前記検索元アセンブリの構成部品と類似する部品を含むサブアセンブリ部位を複数個含み、
   　前記判定するステップにおいて、前記プロセッサは、前記検索元アセンブリを包含する第１種サブアセンブリ部位と、前記検索元アセンブリを包含しない第２種サブアセンブリ部位とを判別し、当該第２種サブアセンブリ部位を再検索元アセンブリに、前記検索元アセンブリを再検索対象アセンブリに設定し、前記再検索元アセンブリが前記再検索対象アセンブリに包含される否か判定することを特徴とするアセンブリモデル類似構造検索方法。
10. 　請求項８において、
    　前記検索元アセンブリでは、ユーザによって、類似性を考慮する必要がある第１種構成部品と、類似性を考慮する必要がない第２種構成部品とが指定され、
    　前記判定するステップにおいて、前記プロセッサは、前記第１種構成部品のみを考慮して、前記検索元アセンブリと前記検索対象アセンブリとの構造の包含関係を判定することを特徴とするアセンブリモデル類似構造検索方法。
11. 　請求項８において、
    　前記比較するステップにおいて、前記プロセッサは、入力されたノード拡張次数に従って、前記検索元アセンブリの構成部品を増やして拡張された検索元アセンブリを生成し、当該拡張された検索元アセンブリと前記検索対象アセンブリの前記パート属性値及び前記幾何拘束関係を比較し、
    　前記特定するステップにおいて、前記プロセッサは、前記検索対象アセンブリにおいて、前記拡張された検索元アセンブリの構成部品と類似する部品、及び前記拡張された検索元アセンブリの幾何拘束関係と類似する幾何拘束関係を特定し、
    　前記判定するステップにおいて、前記プロセッサは、前記類似形状検索部によって特定された類似の部品及び幾何拘束関係の情報に基づいて、前記拡張された検索元アセンブリの構造を包含するか否か判定することを特徴とするアセンブリモデル類似構造検索方法。

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