WO2014045454A1 - 設計支援システム及びその処理方法、プログラム - Google Patents

設計支援システム及びその処理方法、プログラム Download PDF

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influence range
configuration data
influence
design support
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東 奥野
昌幸 針谷
西垣　一朗
一朗 片岡
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株式会社日立製作所
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    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F30/00—Computer-aided design [CAD]
    • G06F30/20—Design optimisation, verification or simulation
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
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    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F2111/00—Details relating to CAD techniques
    • G06F2111/20—Configuration CAD, e.g. designing by assembling or positioning modules selected from libraries of predesigned modules

Definitions

  • the present invention relates to a design support system, a processing method therefor, and a program, and more particularly to a design support technology for analyzing design data using a computer such as a server and extracting an influence range of a design change in product design. is there.
  • Design support technology that automatically designs equipment products using CAD (Computer Aided Design) has been put into practical use. Design changes may occur in products designed using CAD depending on customer requirements and the environment in which the products are used. When making a design change from an existing product, it is necessary to identify the range of parts that are affected by the changed specifications and to examine the impact. For this reason, a design support system that can easily grasp the verification target at the time of design change has been studied.
  • CAD Computer Aided Design
  • a function model is defined that hierarchically defines the interrelationship between functions to be performed by a device to be designed and parts for realizing the function, and the design change is performed from the function model.
  • a design support system having extraction node presenting means for specifying an influence range at the time of presentation and presenting it to a user is disclosed.
  • Patent Document 1 since a user is involved in creating a function model, a large number of work steps are required. In addition, there is a problem in that the accuracy of the model depends on the presence or absence of the knowledge of the user who created the functional model, overlooking the influence that could not be considered with conventional design knowledge.
  • An object of the present invention is to provide a design support system, a processing method thereof, and a program capable of easily specifying an influence range due to a design change and saving labor associated with the design change.
  • the design support system is preferably a design support system that supports a design change of an object using a server, and by executing a program on the server, A simulation execution unit that executes a simulation using preset parameters relating to the design of the object; An influence range extraction unit that extracts an influence range of a part due to a design change from an analysis result obtained by executing the simulation of the simulation execution unit; And an output unit that outputs the influence range extracted by the influence range extraction unit.
  • the simulation execution unit executes an analysis program and obtains an analysis result including specific numerical data corresponding to the parameter for each part constituting the object.
  • the influence range extraction unit extracts an influence range from the influence range DB created by the influence range DB creation unit.
  • the design support system includes a configuration data creation unit that creates standard design CAD configuration data and design change CAD configuration data in a text file format from standard design CAD data and design change CAD data at the time of design change;
  • a configuration data difference extraction unit that extracts a difference between the standard design CAD configuration data and the design change CAD configuration data created by the configuration data creation unit;
  • the influence range extraction unit searches the influence range DB with respect to a design-changed part whose difference has been extracted by the configuration data difference extraction unit, and extracts a part that affects the design change.
  • the influence range extraction unit uses the influence evaluation function input from the input unit for the design change part whose difference is extracted by the configuration data difference extraction unit. Parts of the impact evaluation function that are equal to or greater than the threshold value of the evaluation function are extracted by searching the influence range DB.
  • the design support processing method is preferably a design support processing method for performing a process for supporting a design change of an object using a server, By executing the program on the server, A simulation execution step of executing a simulation using preset parameters relating to the design of the object; An influence range extraction step of extracting an influence range of a part due to a design change from an analysis result obtained by executing the simulation of the simulation execution step;
  • the design support processing method is characterized by having an output step of outputting the influence range extracted by the influence range extraction unit.
  • the design support processing program is preferably a design support processing program for performing processing for supporting design change of an object using a server, A simulation execution step of executing a simulation using preset parameters relating to the design of the object; An influence range extraction step of extracting an influence range of a part due to a design change from an analysis result obtained by executing the simulation of the simulation execution step; It is configured as a design support processing program that causes the server to execute an output step of outputting the influence range extracted by the influence range extraction unit.
  • the flowchart which shows the processing operation of a simulation automatic execution part The figure which shows the example of the display screen used in shape data input and composition data creation. The figure which shows an example of structure data. The figure which shows the example of the display screen used in simulation execution. The figure which shows the structural example of analysis result DB. The figure which shows an example of the display screen used in influence range DB preparation.
  • the figure which shows an example of influence range DB The flowchart which shows the processing operation at the time of design change.
  • FIG. 1 shows a configuration example of a design support system according to an embodiment of the present invention.
  • the design support system includes a server 1 that performs design support work and a database (DB) that stores related data.
  • the server 1 includes a processor (CPU) that executes a program, a memory that stores the program and various data, an input device that inputs and outputs data, and a display device.
  • the DB is formed in a large-capacity storage device such as a hard disk.
  • a design support system having the following functions is constructed by executing a program specific to this embodiment. That is, the design support system uses the standard design CAD data 101 and the design change CAD data 102 to generate the standard design CAD configuration data 103 and the three-dimensional design change CAD configuration data 104, and the standard design CAD.
  • a configuration data difference extraction unit 107 that generates the configuration data difference 106 using the configuration data 103 and the design change CAD configuration data 104, and a standard analysis model is generated from the parameter setting data 108 and analyzed, and the analysis result DB 110 is analyzed.
  • the simulation automatic execution unit 110 that outputs the data, the influence range DB creation unit 113 that generates the influence range DB 112 using the analysis result DB 109 and the influence evaluation function 111 input by the user, and the configuration generated at the time of design change with the influence range DB 113 Effect of design change using data difference 106
  • influence range extraction unit 115 for extracting a circumference 114 configured to have an influence range display section 116 displays and outputs the influence range 114 to the user.
  • the standard design CAD data 101 is standard CAD data prepared in advance for use as a base when the design is changed in accordance with the customer's request and specification environment.
  • the design change CAD data 102 is CAD data obtained by changing the design of the standard design CAD data 101.
  • the standard design CAD configuration data 103 and the design change CAD configuration data 104 are design changes such as a part name, a feature name, a surface type, a size, and a material from the standard design CAD data 101 and the design change CAD data 102, respectively.
  • the configuration data is data representing the dependency relation of the parts of the CAD data in a hierarchical form like 401 and 402, and each part has 403 and 404.
  • attribute data including physical properties such as the size of fillets and edges constituting the part, the density of the part material, and the Young's modulus are attached.
  • the parameter setting data refers to a part name 501 and a control parameter 502 such as size and physical property, a parameter change range 503, an analysis type 504, and an analysis result evaluation item 505 associated with the corresponding part. . These data are input from the screen.
  • the analysis result DB 109 corresponds to the parameter setting data shown in FIG. 5 from the part name 601, the control parameter 602 and its value 603, the analysis type 604, the evaluation item 605, and the analysis.
  • the evaluation item value 606 is calculated.
  • the impact evaluation function is a function for evaluating the impact level of the corresponding part as a whole using the contribution ratio of each parameter calculated from the simulation result. Is high. This function is considered according to the type of parameter of the part and the analysis to be performed.
  • the contribution rate is a quantitative index indicating how much each design variable (here, the control parameter value 603) has an influence on the fluctuation of the objective function (here, the value 606 of the evaluation item), For example, it is calculated by a method such as analysis of variance or sensitivity analysis.
  • the influence range DB 112 calculates, from the analysis result DB 109, a contribution rate to an evaluation item of another part (affected part 902) when a control parameter of a certain part (changed part 901) is changed,
  • the influence evaluation function is calculated for each analysis type from the contribution rate, and is represented in a table format as shown in the figure.
  • the figure shows an example of a stress influence evaluation function.
  • the present invention automates the creation of the influence range DB 112 that has been performed manually by the user by the simulation automatic execution unit 110 and the influence range DB creation unit 113, and determines the influence range by the influence range extraction unit 115 at the time of design change. Extraction saves labor.
  • the process of the design support system according to the present embodiment is the process of the previous stage (see FIG. 2) in which the impact range DB 112 is created by repeatedly executing the simulation in advance, and the change range is extracted when the design is changed, and the impact range is specified. It can be divided into a subsequent stage (see FIG. 10). Hereinafter, each process will be described.
  • processes indicated by rectangular frames indicate processes automatically executed by the server 1
  • processes indicated by parallelogram frames are: The process which a user performs operation execution interactively using the input device and the display device is shown.
  • a solid line represents a flow of processing, and a broken line represents a data flow.
  • the configuration data creation unit 105 is the data converted into a text file using the input shape data.
  • the shape standard design CAD configuration data 103 is created (S204). The creation of the configuration data will be described later with reference to FIG.
  • the user inputs the parameter setting data 108 using the input device and the display device (S206). The input of the parameter setting data 108 will be described later with reference to FIG.
  • the simulation automatic execution unit 110 creates an analysis model from the parameter setting data 108, executes the simulation for the analysis model (S207), and outputs the simulation execution result to the analysis result DB 109. . Thereafter, when the user inputs the influence evaluation function 111 using an input device and a display (described later with reference to FIG. 7) (S210), the influence range DB creation unit 113 creates the influence range DB 112 (S211). The processing of the influence range DB creation unit and the configuration of the influence range DB will be described later with reference to FIGS.
  • FIG. 3 shows an example of a display screen used in shape data input (S202) and configuration data creation (S204) in the configuration data creation unit 105.
  • the configuration data creation unit 105 creates the configuration data.
  • the dependency data of the parts of the CAD data is displayed in a hierarchical manner (401, 402).
  • Each part is accompanied by attribute data including physical properties such as fillet and edge size, part material density, and Young's modulus constituting the part, such as 403 and 404.
  • FIG. 5 shows an example of a display screen used in the process of the simulation automatic execution unit 110.
  • the user sets the part name 501 and the control parameter 502 such as the size and physical property related to the part, the parameter change range 503, the analysis type 504, and the analysis result of the display screen displayed on the display unit.
  • the analysis execution button 506 is operated after these item data are input, the simulation automatic execution unit 110 automatically changes the designated parameter within the change range, repeatedly executes the analysis, and stores the analysis result DB 208. Output.
  • the changed parameters are output as an input file of the analysis program, and the analysis program (mesh generation, analysis solver, result processing) is executed by the simulation automatic execution unit 110.
  • the parameter setting data 108 is data obtained by outputting the contents 501 to 505 in FIG. 5 as a text file or the like.
  • data of each item of the analysis result DB 109 as shown in FIG. 6 is obtained corresponding to the parameter setting data shown in FIG.
  • the user selects a target part from the item 701 on the display screen displayed on the display unit, inputs an influence evaluation function of the corresponding part in the item 702, and operates the creation button 703.
  • the impact evaluation function can be added to the part name 704 and the impact evaluation function 705 in the list.
  • the influence evaluation function is expressed as a function for evaluating the influence degree of the entire corresponding part using the contribution ratio of each parameter calculated from the simulation result.
  • the contribution rate is a quantitative index indicating how much each design variable (here, the control parameter value 603) has an influence on the fluctuation of the objective function (here, the value 606 of the evaluation item).
  • the impact evaluation function is an index that represents the degree of influence on other parts when a part is changed. For example, in the case of a model composed of M parts, M 2 -M pieces of analysis are performed for each type of analysis. The value will be calculated. Furthermore, the user can edit and delete the impact evaluation function once created by operating the edit button 706 and the delete button 707.
  • the analysis result file 208 created in advance is read by the analysis result DB input unit 708, and the influence range DB 212 is created by the button 709.
  • the magnitude of the influence on another part when a certain part is changed can be expressed by a one-to-one numerical value by using the influence evaluation function obtained from the contribution ratios of a plurality of control functions.
  • the influence evaluation function 111 is read in the influence evaluation function input S802, and the analysis result DB 109 is read in the analysis result DB input S803.
  • contribution rate calculation S804 the contribution rate is calculated using the data of the analysis result DB 109.
  • influence evaluation function calculation S805 an influence evaluation function is calculated from the calculated contribution rate, and is output to the influence range DB 112. By searching the influence range DB 112, the influence range of the design change can be searched without omission.
  • the configuration data creation unit 105 creates the configuration data for the design change CAD data 102. (S1003).
  • the configuration data 104 of the design change CAD has the same configuration as that of the standard design CAD configuration data, and the value of the parameter (size a of the part B in FIG. 4) changed in design is different.
  • the process for generating the configuration data from the design change CAD data 102 is the same as the process for generating the configuration data from the standard design CAD, as shown in FIGS.
  • the configuration data difference extraction unit 107 performs configuration data difference extraction between the standard design CAD configuration data 103 and the configuration data of the design change CAD data 102.
  • the configuration data difference is data representing a difference between the configuration data of the standard design CAD and the configuration data of the design change CAD, as shown in FIG.
  • the configuration data difference is generated by searching for a difference between the standard design CAD configuration data 103 and the design change CAD configuration data 104 and outputting it as a configuration data difference file.
  • the influence range extraction unit 115 inputs the data of the influence range DB 112 and the configuration data difference 106, and performs the influence range extraction.
  • the influence range extraction process is performed by searching the influence range DB in FIG. 9 for an influence evaluation function that is equal to or greater than the influence evaluation function threshold input by the user.
  • it is determined whether there is a part to be affected (S1006).
  • the influence range display unit 116 displays and outputs the influence range as an examination item for the user.
  • the influence range extraction unit 115 searches the changed parts in the influence range DB, and determines the influence evaluation function threshold value.
  • the above parts are extracted.
  • the corresponding part name, analysis type, and impact evaluation function are highlighted on the display screen, such as 1105 and 1106.
  • the change point is extracted as the difference of the configuration data, and the part that is equal to or larger than the threshold value input by the user is referred from the influence evaluation function of the part having the difference from the already created influence range DB.
  • the parts affected by the design change can be extracted and displayed on the screen without any omission, so that the user can examine the influence range of the design change without omission.
  • the present embodiment it is possible to easily identify the range of influence due to the design change, and to save work associated with the design change. That is, it is possible to identify the influence range when the parameter of the part is changed by automatically repeating the simulation in advance and summarizing the influence between the parts by the contribution rate and the evaluation function. Thereby, even if the user is a beginner in product design, a result equivalent to that of an advanced user can be obtained with a small amount of work.
  • design change difference data can be obtained with a small amount of data.

Abstract

　設計変更による影響範囲を容易に特定して、設計変更に伴う作業を省力化する。 設計支援システムは、サーバでプログラムを実行することにより、対象物の設計に関する予め設定されたパラメータを用いて、シミュレーションを実行するシミュレーション実行部と、シミュレーション実行部のシミュレーションの実行によって得られる解析結果から設計変更による部品の影響範囲を抽出する影響範囲抽出部と、影響範囲抽出部によって抽出された影響範囲を出力する出力部とを有する。

Description

設計支援システム及びその処理方法、プログラム
　本発明は、設計支援システム及びその処理方法、プログラムに係り、特にサーバ等の計算機を用いて設計データを解析して製品設計における設計変更の影響範囲を抽出する設計支援のための技術に関するものである。
　ＣＡＤ（Computer Aided Design）を用いて装置製品等の設計を自動的に行う設計支援技術が実用化している。ＣＡＤを用いて設計された製品に、顧客の要求や製品が使用される環境によって設計変更が生じることがある。既存製品からの設計変更を行う際には、変更した仕様によって影響を受ける部品の範囲を特定して、その影響を検討する必要がある。そのため、設計変更の際の検証対象の把握を容易に行えるような設計支援システムが検討されている。
　設計変更の検証に関して、例えば、特許文献１には、設計対象の装置が果たすべき機能と機能を実現するための部品の相互関係を階層的に定義する機能モデルを作成し、機能モデルから設計変更の際の影響範囲を特定し、ユーザに提示する抽出ノード提示手段を有する設計支援システムが開示されている。
特開２００５－３２２２１１号公報
　特許文献１に開示された技術では、機能モデルの作成にユーザが関わるため、多くの作業工数がかかってしまう。また、従来の設計の知識では考えられなかった影響を見逃したり、機能モデルを作成したユーザの知識の有無によって、モデルの精度が左右されるという課題がある。
　本発明の目的は、設計変更による影響範囲を容易に特定することができ、設計変更に伴う作業を省力化できる設計支援システム及びその処理方法、プログラムを提供することにある。
　本発明に係る設計支援システムは、好ましくは、サーバを用いて対象物の設計変更を支援する設計支援システムであって、該サーバでプログラムを実行することにより、
該対象物の設計に関する予め設定されたパラメータを用いて、シミュレーションを実行するシミュレーション実行部と、
該シミュレーション実行部のシミュレーションの実行によって得られる解析結果から設計変更による部品の影響範囲を抽出する影響範囲抽出部と、
該影響範囲抽出部によって抽出された影響範囲を出力する出力部とを有することを特徴とする設計支援システムとして構成される。
　好ましい例において、前記設計支援システムは、前記シミュレーション実行部は解析プログラムを実行して、該対象物を構成する部品ごとに該パラメータに対応して具体的な数値データからなる解析結果を得るものであり、
該解析結果のデータに対して、入力手段より入力された影響評価関数を用いて、部品変更時の影響度を計算して影響範囲ＤＢを作成する影響範囲ＤＢ作成部を有し、
前記影響範囲抽出部は、該影響範囲ＤＢ作成部によって作成された影響範囲ＤＢから影響範囲を抽出する。
　また、好ましくは、前記設計支援システムは、設計変更時に、標準設計ＣＡＤデータと設計変更ＣＡＤデータから、テキストファイル形式の標準設計ＣＡＤ構成データと設計変更ＣＡＤ構成データを作成する構成データ作成部と、
前記構成データ作成部によって作成される、標準設計ＣＡＤ構成データと設計変更ＣＡＤ構成データの差分を抽出する構成データ差分抽出部を更に有し、
前記影響範囲抽出部は、該構成データ差分抽出部によって差分を抽出された設計変更の部品について、前記影響範囲ＤＢを検索して設計変更時に影響する部品を抽出する。
　また、好ましくは、前記設計支援システムは、前記影響範囲抽出部は、該構成データ差分抽出部によって差分を抽出された設計変更の部品について入力手段より入力された影響評価関数を用いて、該影響評価関数が持つ閾値以上となる影響評価関数の部品を、前記影響範囲ＤＢを検索して抽出する。
　本発明に係る設計支援処理方法は、好ましくは、サーバを用いて対象物の設計変更を支援するための処理を行う設計支援処理方法であって、
該サーバでプログラムを実行することにより、
該対象物の設計に関する予め設定されたパラメータを用いて、シミュレーションを実行するシミュレーション実行ステップと、
該シミュレーション実行ステップのシミュレーションの実行によって得られる解析結果から設計変更による部品の影響範囲を抽出する影響範囲抽出ステップと、
該影響範囲抽出部によって抽出された影響範囲を出力する出力ステップを有することを特徴とする設計支援処理方法として構成される。
　本発明に係る設計支援処理用プログラムは、好ましくは、サーバを用いて対象物の設計変更を支援するための処理を行う設計支援処理用プログラムであって、
該対象物の設計に関する予め設定されたパラメータを用いて、シミュレーションを実行するシミュレーション実行ステップと、
該シミュレーション実行ステップのシミュレーションの実行によって得られる解析結果から設計変更による部品の影響範囲を抽出する影響範囲抽出ステップと、
該影響範囲抽出部によって抽出された影響範囲を出力する出力ステップと
をサーバに実行させる設計支援処理用プログラムとして構成される。
　本発明によれば、設計変更による影響範囲を容易に特定でき、設計変更に伴う作業を省力化することができる。
一実施例による設計支援システムの構成を示す図。 シミュレーション自動実行部の処理動作を示すフローチャート。 形状データ入力及び構成データ作成において使用される表示画面の例を示す図。 構成データの一例を示す図。 シミュレーション実行において使用される表示画面の例を示す図。 解析結果ＤＢの構成例を示す図。 影響範囲ＤＢ作成において使用される表示画面の一例を示す図。 影響範囲ＤＢ作成の処理動作を示すフローチャート。 影響範囲ＤＢの一例を示す図。 設計変更時の処理動作を示すフローチャート。 設計変更時の影響範囲抽出及び表示画面の一例を示す図。
　以下、図面を用いて本発明の一実施例について説明する。
　図１は、本発明の一実施例による設計支援システムの構成例を示す。
設計支援システムは、設計支援業務を行うサーバ１と、関連するデータを格納するデータベース（ＤＢ）を有して構成される。サーバ１のハードウェア構成については特に示していないが、プログラムを実行するプロセッサ（ＣＰＵ）と、プログラム及び種々のデータを記憶するメモリ、データの入出力を行う入力器及び表示器により構成される。また、ＤＢはハードディスクのような大容量の記憶装置に形成される。
　サーバ１には、本実施例に特有のプログラムの実行によって、以下の機能を有する設計支援システムが構築される。即ち、設計支援システムは、標準設計ＣＡＤデータ１０１と設計変更ＣＡＤデータ１０２を用いて標準設計ＣＡＤ構成データ１０３と三次元の設計変更ＣＡＤ構成データ１０４を生成する構成データ作成部１０５と、標準設計ＣＡＤ構成データ１０３と設計変更ＣＡＤ構成データ１０４を用いてそれらの構成データ差分１０６を生成する構成データ差分抽出部１０７と、パラメータ設定データ１０８から標準的な解析モデルを生成して解析し、解析結果ＤＢ１１０を出力するシミュレーション自動実行部１１０と、解析結果ＤＢ１０９とユーザが入力した影響評価関数１１１を用いて影響範囲ＤＢ１１２を生成する影響範囲ＤＢ作成部１１３と、影響範囲ＤＢ１１３と設計変更時に生成された構成データ差分１０６を用いて設計変更時の影響範囲１１４を抽出する影響範囲抽出部１１５と、影響範囲１１４をユーザに表示出力する影響範囲表示部１１６を有して構成される。
　ここで、標準設計ＣＡＤデータ１０１とは、顧客の要求や仕様環境に合わせて設計変更する際にベースとするために予め用意してある、標準的なＣＡＤデータである。設計変更ＣＡＤデータ１０２とは標準設計ＣＡＤデータ１０１を設計変更したＣＡＤデータである。
　また、標準設計ＣＡＤ構成データ１０３、設計変更ＣＡＤ構成データ１０４とは、標準設計ＣＡＤデータ１０１及び設計変更ＣＡＤデータ１０２からそれぞれ、例えば、パート名、フィーチャ名、面種、サイズ、材料など、設計変更時に変更する可能性があるパラメータを抽出してテキストファイル化したデータをいう。より具体的に言えば、図４に示すように、構成データは、ＣＡＤデータの部品の従属関係を４０１、４０２のように階層状に表したデータであり、それぞれの部品には４０３、４０４のように、部品を構成するフィレットやエッジのサイズ、部品材料の密度やヤング率といった物性を含んだ属性データが付随している。
　パラメータ設定データとは、図５に示すように、部品名５０１と該当部品に付随する，サイズや物性などの制御パラメータ５０２，パラメータの変化範囲５０３，解析種類５０４，解析結果の評価項目５０５をいう。これらデータは画面から入力される。
　また、解析結果ＤＢ１０９は、図６に示すように、図５に示されるパラメータ設定データに対応して、部品名６０１、制御パラメータ６０２および、その値６０３、解析種類６０４、評価項目６０５および解析から計算された評価項目の値６０６から構成される。
　また、影響評価関数とは、図７に示すように、シミュレーション結果から算出される各パラメータの寄与率を用いて、該当の部品全体として影響度を評価するための関数であり、大きいほど影響度が高いことを表す。この関数は部品のパラメータの種類や実行する解析によって検討される。
寄与率とは、目的関数（ここでは評価項目の値６０６）の変動に対して各設計変数（ここでは制御パラメータの値６０３）がどれだけ影響を及ぼしているかを示す定量的な指標であり、例えば分散分析や感度分析などの手法によって計算される。
　影響範囲ＤＢ１１２は、図９に示すように、ある部品（変更部品９０１）の制御パラメータを変更した際の、他の部品（影響部品９０２）の評価項目に対する寄与率を解析結果ＤＢ１０９から計算し、寄与率から影響評価関数を解析種類ごとに計算したものであり、図示のようにテーブル形式で表わされる。図示は応力の影響評価関数の例を示す。
このＤ影響範囲ＤＢ１１２を検索することで、設計変更の影響範囲を漏れなく検索することができる。
　本発明は、従来、ユーザが手作業で行っていた影響範囲ＤＢ１１２の作成を、シミュレーション自動実行部１１０と、影響範囲ＤＢ作成部１１３で自動化し、設計変更時に影響範囲抽出部１１５で影響範囲を抽出することで、省力化するものである。
　本実施例による設計支援システムにおける処理の行程は、事前にシミュレーションを繰り返し実行して影響範囲ＤＢ１１２を作成する前段の行程（図２参照）と、設計変更時に変更点を抽出して影響範囲を特定する後段の行程（図１０参照）に分けることができる。以下、各行程の処理について説明する。
　図２を参照して、シミュレーション実行の処理動作について説明する。
図中、長方形の枠（Ｓ２０４，Ｓ２０７，Ｓ２１１）で示される処理は、サーバ１で自動的に実行される処理を示し、平行四辺形の枠（Ｓ２０２，Ｓ２０６，Ｓ２１０）で示される処理は、入力器と表示器を用いてユーザが対話形式で操作実行する処理を示している。また、実線は処理の流れを表し、破線はデータの流れを表している。
　まず、ユーザが入力器及び表示器を用いて、標準設計ＣＡＤデータ１０１の形状データを入力すると（Ｓ２０２）、構成データ作成部１０５は、入力された形状データを用いてテキストファイル化したデータである形状標準設計ＣＡＤ構成データ１０３を作成する（Ｓ２０４）。構成データの作成については図３を参照して後述する。
次に、ユーザが入力器と表示器を用いて、パラメータ設定データ１０８を入力する（Ｓ２０６）。パラメータ設定データ１０８の入力については図５を参照して後述する。
　パラメータ設定データが入力されると、シミュレーション自動実行部１１０は、パラメータ設定データ１０８から解析モデルを作成し、その解析モデルについてシミュレーションを実行し（Ｓ２０７）、シミュレーションの実行結果を解析結果ＤＢ１０９に出力する。その後、ユーザが入力器と表示器を用いて、影響評価関数１１１を入力すると（図７参照にて後述）（Ｓ２１０）、影響範囲ＤＢ作成部１１３は影響範囲ＤＢ１１２を作成する（Ｓ２１１）。影響範囲ＤＢ作成部の処理及び影響範囲ＤＢの構成については図８及び図９を参照して後述する。
　図３は、構成データ作成部１０５における形状データ入力（Ｓ２０２）および構成データ作成（Ｓ２０４）において使用される表示画面例を示す。
ユーザが、表示器に表示された表示画面の項目欄３０１で標準設計ＣＡＤを指定し、構成データ作成ボタン３０２を操作することで、構成データ作成部１０５により構成データが作成される。作成された構成データは、図４のように、ＣＡＤデータの部品の従属関係のデータが階層状に表示される（４０１、４０２）。それぞれの部品には４０３、４０４のように、部品を構成するフィレットやエッジのサイズ、部品材料の密度やヤング率といった物性を含んだ属性データが付随している。
　図５は、シミュレーション自動実行部１１０の処理において使用される表示画面の例を示す。
ユーザは、パラメータ設定入力Ｓ２０６において、表示器に表示された表示画面の、部品名５０１と該当部品に関連するサイズや物性などの制御パラメータ５０２、パラメータの変化範囲５０３、解析種類５０４、解析結果の評価項目５０５にそれぞれ入力する。これらの項目データが入力された後に解析実行ボタン５０６が操作されると、シミュレーション自動実行部１１０は、指定したパラメータを変化範囲内で自動的に変更して解析を繰り返し実行し、解析結果ＤＢ２０８を出力する。
　具体的には、変化させたパラメータを解析プログラムの入力ファイルとして出力し、解析プログラム（メッシュ生成、解析ソルバ、結果処理）をシミュレーション自動実行部１１０で実行する。ここで、パラメータ設定データ１０８とは、図５の５０１～５０５の内容をテキストファイル等で出力したデータである。解析プログラムの実行の結果、図５に示すパラメータ設定データに対応して、例えば図６に示すような解析結果ＤＢ１０９の各項目のデータが得られる。
　次に、図７を用いて影響範囲ＤＢ作成部１１３において使用される表示画面の例及び処理動作について説明する。
ユーザは、表示器に表示される表示画面において、対象の部品を項目７０１から選択して、該当部品の影響評価関数を項目７０２に入力して作成ボタン７０３を操作する。これにより影響評価関数を一覧表の部品名７０４と影響評価関数７０５に追加することができる。影響評価関数はシミュレーション結果から算出される各パラメータの寄与率を用いて、該当の部品全体として影響度を評価するための関数として表される。寄与率は、目的関数（ここでは評価項目の値６０６）の変動に対して各設計変数（ここでは制御パラメータの値６０３）がどれだけ影響を及ぼしているかを示す定量的な指標である。
　影響評価関数は、ある部品を変更した際に他の部品に及ぼす影響度を表す指標であるため、例えばM個の部品から構成されるモデルの場合、解析の種類ごとにM2-M個の値が計算されることになる。さらにユーザは編集ボタン７０６及び削除ボタン７０７の操作により、一度作成した影響評価関数を編集及び削除することができる。ここで、事前に作成した解析結果ファイル２０８を解析結果ＤＢ入力部７０８で読み込み、影響範囲ＤＢ２１２をボタン７０９により作成される。以上により、ある部品を変更した時に他の部品に及ぼす影響の大きさを、複数の制御関数の寄与率から求められる影響評価関数を用いることで、一対一の数値で表現することが出来る。
　次に、図８を用いて、影響範囲ＤＢ作成部の処理動作について説明する。
影響評価関数入力Ｓ８０２にて影響評価関数１１１を読み込み、解析結果ＤＢ入力Ｓ８０３にて解析結果ＤＢ１０９を読み込む。
寄与率計算Ｓ８０４において、解析結果ＤＢ１０９のデータを用いて寄与率を計算する。そして影響評価関数計算Ｓ８０５において、計算された寄与率から影響評価関数を計算し、影響範囲ＤＢ１１２に出力する。影響範囲ＤＢ１１２を検索することで、設計変更の影響範囲を漏れなく検索できる。
　次に、図１０を用いて、設計変更時の処理動作について説明する。
まず、形状データ入力Ｓ１００２において、ユーザが入力器と表示器を用いて、標準設計ＣＡＤ構成データ１０３と設計変更ＣＡＤデータ１０２を入力すると、構成データ作成部１０５は設計変更ＣＡＤデータ１０２について構成データ作成を行う（Ｓ１００３）。設計変更ＣＡＤの構成データ１０４は図４（２）に示すように、標準設計ＣＡＤ構成データと同様の構成であり、設計変更したパラメータ（図４では部品Ｂのサイズa）の値が異なっている。設計変更ＣＡＤデータ１０２から構成データを生成する処理は、図３及び図４に示すように、標準設計ＣＡＤから構成データを生成する処理と同様である。
　その後、構成データ差分抽出Ｓ１００４において、構成データ差分抽出部１０７は標準設計ＣＡＤ構成データ１０３と設計変更ＣＡＤデータ１０２の構成データとの構成データ差分抽出を行う。構成データ差分は、図４（３）に示すように、標準設計ＣＡＤの構成データと設計変更ＣＡＤの構成データの差分を表したデータである。構成データ差分は、標準設計ＣＡＤ構成データ１０３と設計変更ＣＡＤ構成データ１０４の差異を検索して構成データ差分ファイルとして出力することで生成する。
　その後、影響範囲抽出Ｓ１００５において、影響範囲抽出部１１５は影響範囲ＤＢ１１２のデータ及び構成データ差分１０６を入力して影響範囲抽出を行う。影響範囲抽出の処理は、図１１に示すように、ユーザが入力した影響評価関数閾値以上となる影響評価関数を、図９の影響範囲ＤＢから検索することで行う。ここで、影響が受ける部品があるかを判定する（Ｓ１００６）。判定の結果、影響を受ける部品がある場合、ユーザに対する検討項目として、影響範囲表示部１１６により、影響範囲を表示器に表示出力する。
　ここで、図１１を参照して、設計変更時の影響範囲抽出及び表示画面の例について説明する。
ユーザが項目１１０１に設計変更ＣＡＤを入力する。すると、構成データ差分抽出部１０７により、設計変更ＣＡＤデータと標準設計ＣＡＤ構成データとが比較され、その結果、表示画面には１１０２のように変更箇所がハイライトで表示される。次にユーザが影響評価関数閾値を項目１１０３に入力して、影響範囲の抽出/表示ボタン１１０４を操作すると、影響範囲抽出部１１５は、影響範囲ＤＢの変更部品を検索して、影響評価関数閾値以上の部品を抽出する。その結果、表示画面には１１０５及び１１０６のように、該当する部品名、解析種類、影響評価関数がハイライトで表示される。
　以上のように、設計変更された場合、変更点が構成データの差分として抽出され、既に作成された影響範囲ＤＢから差分のある部品の影響評価関数を参照し、ユーザの入力した閾値以上の部品を設計変更の影響を受ける部品として抽出して表示画面に表示することができる。さらに、影響を受ける部品を変更する際にも、その設計変更の影響を受ける部品を抜けなく抽出して画面表示できるので、ユーザは漏れなく設計変更の影響範囲を検討することが可能となる。
　以上本実施例によれば、設計変更による影響範囲を容易に特定でき、設計変更に伴う作業を省力化することができる。即ち、事前にシミュレーションを自動的に繰り返し実施して、部品間の影響を寄与率と評価関数で要約化することによって部品のパラメータを変更した時の影響範囲を特定することができる。
これにより、ユーザが製品設計の初級者であっても少作業量で上級者と同等の結果を得ることが出来る。また、ＣＡＤデータから三次元データの構成データを作成することで、小容量のデータで設計変更の差分データを得ることが出来る。
１：サーバ　１０１：標準設計ＣＡＤ　１０２：設計変更ＣＡＤ　
１０３：標準設計ＣＡＤ構成データ　　１０４：設計変更ＣＡＤ構成データＤＢ
１０５：データ作成部　　　　　　　　１０６：構成データ差分ＤＢ　　
１０７：構成データ差分抽出部　　　　１０８：パラメータ設定データＤＢ
１０９：解析結果ＤＢ　　　　　　　　１１０：シミュレーション自動実行部
１１１；影響評価関数ＤＢ　　　　　　１１２：影響範囲ＤＢ　　
１１３：影響範囲データ作成部　　　　１１４：影響範囲ＤＢ　　
１１５：影響範囲抽出部　　　　　　　１１６：影響範囲表示部

Claims (11)

  1. サーバを用いて対象物の設計変更を支援する設計支援システムであって、
    該サーバでプログラムを実行することにより、
    該対象物の設計に関する予め設定されたパラメータを用いて、シミュレーションを実行するシミュレーション実行部と、
    該シミュレーション実行部のシミュレーションの実行によって得られる解析結果から設計変更による部品の影響範囲を抽出する影響範囲抽出部と、
    該影響範囲抽出部によって抽出された影響範囲を出力する出力部と
    を有することを特徴とする設計支援システム。
  2. 請求項１に記載の設計支援システムにおいて、前記シミュレーション実行部は解析プログラムを実行して、該対象物を構成する部品ごとに該パラメータに対応して具体的な数値データからなる解析結果を得るものであり、
    該解析結果のデータに対して、入力手段より入力された影響評価関数を用いて、部品変更時の影響度を計算して影響範囲ＤＢを作成する影響範囲ＤＢ作成部を有し、
    前記影響範囲抽出部は、該影響範囲ＤＢ作成部によって作成された影響範囲ＤＢから影響範囲を抽出する
    ことを特徴とする設計支援システム。
  3. 請求項１に記載の設計支援システムにおいて、
    設計変更時に、標準設計ＣＡＤデータと設計変更ＣＡＤデータから、テキストファイル形式の標準設計ＣＡＤ構成データと設計変更ＣＡＤ構成データを作成する構成データ作成部と、
    前記構成データ作成部によって作成される、標準設計ＣＡＤ構成データと設計変更ＣＡＤ構成データの差分を抽出する構成データ差分抽出部を更に有し、
    前記影響範囲抽出部は、該構成データ差分抽出部によって差分を抽出された設計変更の部品について、前記影響範囲ＤＢを検索して設計変更時に影響する部品を抽出することを特徴とする設計支援システム。
  4. 請求項３に記載の設計支援システムにおいて、
    前記影響範囲抽出部は、該構成データ差分抽出部によって差分を抽出された設計変更の部品について入力手段より入力された影響評価関数を用いて、該影響評価関数が持つ閾値以上となる影響評価関数の部品を、前記影響範囲ＤＢを検索して抽出することを特徴とする設計支援システム。
  5. 請求項１乃至４のいずれかの項記載の設計支援システムにおいて、
    前記シミュレーション実行部は、入力手段より入力される、部品名、該部品に関係するサイズや物性などの制御パラメータ、該パラメータの変化範囲、解析種類、解析結果の評価項目に関する前記パラメータを用いて、シミュレーションを実行して、解析結果を得ることを特徴とする設計支援システム。
  6. 請求項５に記載の設計支援システムにおいて、
    前記評価項目の値（目的関数）の変動に対して、前記制御パラメータの値（設計変数）がどれだけ影響を及ぼしているかを示す定量的な指標を寄与率とし、
    前記シミュレーション実行部のシミュレーション結果から算出される各パラメータの該寄与率を用いて、該当の部品全体として影響度を評価するための関数を前記影響評価関数とし、
    前記影響範囲抽出部は、該影響評価関数を用いて、前記影響範囲ＤＢを検索して抽出することを特徴とする設計支援システム。
  7. 請求項１乃至６のいずれかの項記載の設計支援システムにおいて、
    前記シミュレーション実行部によるシミュレーション実行の結果、前記パラメータに対応して、部品名、得られたパラメータの値、解析種類、評価項目および解析から計算された評価項目の値を含む解析結果を得て、解析結果ＤＢに格納することを特徴とする設計支援システム。
  8. サーバを用いて対象物の設計変更を支援するための処理を行う設計支援処理方法であって、
    該サーバでプログラムを実行することにより、
    該対象物の設計に関する予め設定されたパラメータを用いて、シミュレーションを実行するシミュレーション実行ステップと、
    該シミュレーション実行ステップのシミュレーションの実行によって得られる解析結果から設計変更による部品の影響範囲を抽出する影響範囲抽出ステップと、
    該影響範囲抽出部によって抽出された影響範囲を出力する出力ステップと
    を有することを特徴とする設計支援処理方法。
  9. 請求項８に記載の設計支援処理方法において、
    前記シミュレーション実行ステップは解析プログラムを実行して、該対象物を構成する部品ごとに該パラメータに対応して具体的な数値データからなる解析結果を得て、
    該解析結果のデータに対して、入力手段より入力された影響評価関数を用いて、部品変更時の影響度を計算して影響範囲ＤＢを作成し、
    前記影響範囲抽出ステップは、作成された該影響範囲ＤＢから影響範囲を抽出することを特徴とする設計支援処理方法。
  10. 請求項８に記載の設計支援処理方法において、
    設計変更時に、標準設計ＣＡＤデータと設計変更ＣＡＤデータから、テキストファイル形式の標準設計ＣＡＤ構成データと設計変更ＣＡＤ構成データを作成する構成データ作成ステップと、
    前記構成データ作成ステップによって作成される、標準設計ＣＡＤ構成データと設計変更ＣＡＤ構成データの差分を抽出する構成データ差分抽出ステップを更に有し、
    前記影響範囲抽出ステップにおいて、該構成データ差分抽出ステップによって差分を抽出された設計変更の部品について、前記影響範囲ＤＢを検索して設計変更時に影響する部品を抽出することを特徴とする設計支援処理方法。
  11. サーバを用いて対象物の設計変更を支援するための処理を行う設計支援処理用プログラムであって、
    該対象物の設計に関する予め設定されたパラメータを用いて、シミュレーションを実行するシミュレーション実行ステップと、
    該シミュレーション実行ステップのシミュレーションの実行によって得られる解析結果から設計変更による部品の影響範囲を抽出する影響範囲抽出ステップと、
    該影響範囲抽出部によって抽出された影響範囲を出力する出力ステップと
    をサーバに実行させる設計支援処理用プログラム。
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