WO2016207991A1 - 三次元ｃａｄシステム装置、並びに三次元ｃａｄに用いられる知識管理方法 - Google Patents

三次元ｃａｄシステム装置、並びに三次元ｃａｄに用いられる知識管理方法 Download PDF

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孝志 横張
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株式会社日立製作所
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    • Y02P90/02—Total factory control, e.g. smart factories, flexible manufacturing systems [FMS] or integrated manufacturing systems [IMS]

Definitions

  • the present invention relates to a three-dimensional CAD system apparatus having a knowledge management function and a knowledge management method used for three-dimensional CAD.
  • document information including trouble cases and cautions stored in an engineering knowledge database is associated with all or a part of a three-dimensional CAD image, and the information is automatically stored.
  • the present technology relates to an electronic manual relating to machine manufacture, processing, and assembly, and is applied to a three-dimensional electronic manual that can capture and display a three-dimensional CAD model.
  • Patent Document 3 when a shape element of a three-dimensional CAD model is selected, a knowledge base list display screen is displayed, and a knowledge base including knowledge related to the shape element is displayed as a list.
  • a part is divided into a plurality of shape elements, and a shape element name is assigned to each.
  • knowledge about shape constraint rules and manufacturability is stored in the knowledge base.
  • the knowledge base is searched by the shape element name, and the searched knowledge about the shape rule and manufacturability is displayed on the screen of the CAD system apparatus. To display.
  • design knowledge information is registered and referred to by a system for managing knowledge, and design knowledge is registered and referred to at any time during design by a three-dimensional CAD system. It ’s difficult.
  • design knowledge information can be referred to on the screen of the CAD system apparatus, but the design knowledge information is registered in the knowledge base in advance. Therefore, the technique described in Patent Document 3 cannot register and refer to design knowledge at any time during design by a three-dimensional CAD system. Therefore, these prior arts do not necessarily answer the need to leave design knowledge information and share it with others by a simple operation procedure.
  • the present invention provides a three-dimensional CAD system apparatus and a knowledge management method capable of registering and referencing knowledge information corresponding to a three-dimensional CAD model as a work target at any time during a design work using the three-dimensional CAD. I will provide a.
  • a three-dimensional CAD system apparatus includes a storage device that stores three-dimensional CAD data, and an arithmetic processing device that executes a design work based on the three-dimensional CAD data.
  • the three-dimensional CAD data includes knowledge association data for associating knowledge data with the three-dimensional CAD object, and the arithmetic processing unit stores the knowledge association data in the three-dimensional CAD data and performs the three-dimensional CAD during the design work. Based on the knowledge association data stored in the data, the knowledge data associated with the three-dimensional CAD object is referred to.
  • the knowledge management method is used for three-dimensional CAD, and a first step of designating a three-dimensional CAD object in three-dimensional CAD data during design work.
  • a second step of designating knowledge data associated with the three-dimensional CAD object designated in the first step, a three-dimensional CAD object designated in the first step, and the knowledge data designated in the second step A third step of storing knowledge association data in the three-dimensional CAD data.
  • FIG. 1 shows an overall configuration of a three-dimensional CAD system apparatus according to an embodiment of the present invention.
  • An example of the flow of processing executed by the three-dimensional CAD system apparatus and screen display is shown.
  • It is a conceptual diagram expressing the three-dimensional CAD model in a three-dimensional CAD system.
  • It is an example of a knowledge correlation process flow.
  • It is an example of a knowledge reference processing flow.
  • It is an example of a knowledge correlation operation screen.
  • the data structure of a three-dimensional CAD object is shown. It is an example of a three-dimensional CAD model sharing the same parts.
  • FIG. 1 shows an overall configuration of a three-dimensional CAD system apparatus according to an embodiment of the present invention.
  • the three-dimensional CAD system apparatus of the present embodiment is configured by a computer apparatus 101.
  • the computer device 101 includes a display as a display device, an input / output device such as a keyboard and a mouse, and a storage device such as a memory and a storage. Registration and reference processing of design knowledge data corresponding to the CAD model is performed. These processes are executed by an arithmetic processing unit 105 provided in the computer apparatus 101, for example, an MPU (Micro Processing Unit).
  • MPU Micro Processing Unit
  • reference numeral 102 denotes a three-dimensional CAD database that stores three-dimensional CAD data
  • reference numeral 103 denotes a knowledge database that stores design knowledge data (hereinafter referred to as “knowledge data”).
  • Design knowledge information indicated by design knowledge data includes the basis of design change (shape change, material change, parts change, etc.), design standards, design rules, design documents such as CAE analysis results, and manufacturability such as processing and assembly methods.
  • a knowledge association database 104 stores knowledge association data for associating a three-dimensional CAD object with knowledge data.
  • the three-dimensional CAD object used by the three-dimensional CAD system apparatus of the present embodiment during the execution of the design work is based on the three-dimensional CAD data accumulated in the three-dimensional CAD database 102 and the knowledge association data accumulated in the knowledge association database 104. Composed. That is, the three-dimensional CAD object in the present embodiment stores knowledge association data.
  • an arithmetic processing unit 105 uses a database (102, 103, 104) stored in a storage unit 1000 to process knowledge data corresponding to a three-dimensional CAD model to be processed and processed by a three-dimensional CAD system. Perform registration and reference processing. Therefore, the arithmetic processing unit 105 includes a plurality of functional units, that is, a three-dimensional CAD model display unit 106, a three-dimensional object specification unit 107, a knowledge association GUI unit 108, a knowledge association data storage unit 109, a knowledge database operation unit 110, a knowledge A list display unit 111 and a knowledge display unit 112 are provided. In this embodiment, the arithmetic processing unit 105 operates as each functional unit (106 to 112) by reading and executing a predetermined program.
  • FIG. 2 shows an example of the overall processing flow executed by the arithmetic processing unit 105 by the three-dimensional CAD system apparatus of the present embodiment and a screen display on the display device. 2 is an example of a three-dimensional CAD model.
  • the operation menu 202 includes normal commands (feature editing, non-display, properties, etc.) in the three-dimensional CAD system.
  • a knowledge association command (“document association” in the operation menu 202) is selected from the operation menu 202, a knowledge association screen 203 is displayed.
  • the subsequent processing differs depending on whether new knowledge is added or existing knowledge is reused, but here we will explain the case where new knowledge is added, and the case where existing knowledge is reused will be described later. To do.
  • the document that is the knowledge to be added In the displayed screen 203, specify the document that is the knowledge to be added.
  • the document type, language, and keyword can also be specified on the screen 203.
  • the document data specified on the screen 203 is stored in the knowledge database 103 (FIG. 1).
  • an identifier (knowledge ID) included in the stored document data is acquired, and a three-dimensional CAD object ID (an assembly constituting the three-dimensional CAD model, corresponding to the part of the three-dimensional CAD model previously specified, Knowledge association data (for example, 3D CAD object ID and knowledge ID associated with each other) for associating knowledge IDs with identifiers for uniquely distinguishing objects such as sub-assemblies, parts, and solids and faces constituting the parts.
  • the knowledge association database 104 is created and stored in the knowledge association database 104.
  • the associated knowledge list display 204 is displayed.
  • a knowledge display 205 indicating the knowledge designated by the input device is displayed (205).
  • FIG. 3 is a conceptual diagram representing a three-dimensional CAD model in a three-dimensional CAD system.
  • a shape element constituting the three-dimensional CAD model there are firstly a point, a line connecting the points, a surface formed by combining several line segments, and several surfaces.
  • a solid that can be combined.
  • Reference numeral 901 denotes an example of a plurality of line segments
  • reference numeral 902 denotes an example of a surface formed by combining these line segments.
  • Reference numeral 903 denotes a solid example formed by combining a plurality of surfaces including the surface 902.
  • a part part
  • Reference numeral 904 is an example of another part.
  • a combination of parts is 905, which is called assembly data (or simply assembly) in the three-dimensional CAD system.
  • assembly data or simply assembly
  • a plurality of assembly data is combined to create larger assembly data.
  • the original small assembly data is called a subassembly.
  • a unique identifier is assigned to each point, line, surface, part, subassembly, and assembly by the three-dimensional CAD system, and in the present embodiment, this is referred to as a three-dimensional CAD object ID.
  • FIG. 4 is an example of the knowledge association processing flow in the present embodiment.
  • the knowledge association process in the present embodiment functions on a three-dimensional CAD system.
  • the 3D CAD system starts processing in an event-driven manner (step 301), reads and displays the 3D CAD model (step 302), and then waits for an operator to input some command (step 303).
  • the input operation command is evaluated to determine whether it is a knowledge association command (step 304). If it is determined that the command is not a knowledge association command (NO in step 304), it is determined whether or not the input operation command is a command for ending the three-dimensional CAD tool (step 305).
  • step 306 If the command is to end the 3D CAD tool (step 305, YES), the processing of the 3D CAD system is ended (step 306). If it is not a command to end the three-dimensional CAD tool (step 305, NO), the input operation command is executed (step 307), and then the process returns to step 303. If it is determined in step 304 that a knowledge association command has been input (step 304, YES), a knowledge association screen is displayed (step 308), then interactive input of knowledge association data is performed (step 309), and further The knowledge association data is stored in the knowledge association database 104 (FIG. 1) (step 310). Thereafter, the process returns to step 303 and waits for an operation command input.
  • FIG. 5 is an example of a knowledge reference processing flow in the present embodiment. This knowledge reference process also functions on the three-dimensional CAD system. Note that steps 401 to 403 and 405 to 407 correspond to steps 301 to 303 and 305 to 307 in FIG. 4, respectively, and thus description of steps 401 to 403 and 405 to 407 is omitted.
  • step 404 it is determined whether or not the three-dimensional CAD object is pointed (designated) by the input device in the state where the three-dimensional CAD model is displayed (step 404). If it is determined that the point has been pointed, knowledge association data indicating the association between the pointed 3D CAD object and the knowledge data is obtained from the knowledge association database 104, and the association is performed based on the knowledge ID indicated by the knowledge association data. A list of current knowledge is displayed (step 408). When the operator selects a specific knowledge from the knowledge list display, the entity (specific content) of the selected knowledge is extracted from the knowledge database 103 based on the knowledge ID of the selected knowledge (step 409) and extracted. The contents of the obtained knowledge are displayed on the display device (step 410). Thereafter, the process returns to step 403 to wait for an operation command input.
  • FIG. 6 is an example of a knowledge association operation screen.
  • FIG. 6 is a detailed view of FIG. 2 schematically shown above, divided into a process for adding a new knowledge and a process for reusing an existing knowledge.
  • an operation menu 202 is displayed.
  • a screen 501 is displayed for the operator to select whether to register a new knowledge or associate an existing knowledge.
  • the knowledge association GUI unit (FIG. 1, 108) outputs an interactive input screen 502 constituted by the knowledge association GUI to the display device.
  • a screen 503 for newly registering knowledge is displayed as the interactive input screen 502.
  • the screen 503 in this embodiment is provided with functions of selecting a document type, selecting a document description language, and inputting an arbitrary keyword in addition to specifying a document location.
  • the existing knowledge association screen 504 is displayed as the interactive input screen 502.
  • a search keyword is input on the screen 504
  • a list of knowledge indicated by the knowledge data searched from the knowledge database 103 is displayed, and the operator selects a specific knowledge from the list.
  • FIG. 7 shows data input / output at the time of knowledge association processing in the database of this embodiment.
  • the knowledge ID is acquired from the knowledge database 103 and the part specified in the three-dimensional CAD model Are associated with the knowledge ID of the knowledge to be registered, and stored in the knowledge association database 104 as knowledge association data.
  • the data table of the knowledge association database 104 is provided with fields for storing a plurality of knowledge IDs.
  • the knowledge database 103 has general interfaces such as registration, editing, search, and deletion related to database operations, and inputs knowledge data to be registered in response to a database operation request from the interactive input screen 502. And a function of outputting knowledge data as a search result.
  • the knowledge database 103 may store only the data indicating the location (location) of the knowledge data without storing the knowledge data indicating the knowledge entity (such as a document).
  • FIG. 8 shows data input / output at the time of knowledge reference processing in the database of this embodiment.
  • the knowledge association database 104 is searched for knowledge association data including the three-dimensional CAD object ID of the designated part.
  • the knowledge ID associated with the three-dimensional CAD object ID is acquired from the knowledge association data (input / output 701).
  • the knowledge list 204 is displayed. If there is no associated knowledge, the knowledge list 204 is not displayed, but a message indicating that there is no associated knowledge may be displayed.
  • the location of the knowledge data (document file) of the selected knowledge is obtained from the knowledge database 103 based on the knowledge ID of the selected knowledge.
  • the knowledge entity (document) is displayed on the operation screen (input / output 703).
  • FIG. 9 shows the data structure of the three-dimensional CAD object in this embodiment.
  • the data structure shown in FIG. 9 shows the overall data structure including the three-dimensional CAD database 102 and the knowledge association database 104.
  • the knowledge ID may be directly embedded in the three-dimensional CAD object.
  • the knowledge association database 104 is included in the 3D CAD database 102 that stores the 3D CAD objects, and one database is configured. This speeds up the knowledge registration / reference process.
  • the 3D CAD object of this embodiment refers to the object ID, the name of the part of the 3D CAD model, the shape type of the part, and the geometric information table as shown in FIG. Data relating to the structure of the three-dimensional CAD model including a pointer for the same.
  • the three-dimensional CAD object data of the present embodiment includes a list of knowledge IDs associated with the object ID. That is, in the data structure of the three-dimensional CAD object in this embodiment, as shown in FIG. 9, knowledge association data is stored in the three-dimensional CAD object.
  • FIG. 10 is an example of a three-dimensional CAD model that shares the same parts.
  • 801 and 802 are assemblies.
  • 803, 804 and 805 are parts.
  • an assembly 801 composed of a part 803 and a part 804 is created on a three-dimensional CAD system, and knowledge is associated with the part 803 at that time.
  • the knowledge associated with the part 803 can be referred to in another assembly 802 composed of the part 803 and the part 805 created on the three-dimensional CAD system.
  • the knowledge ID is associated with the three-dimensional CAD object ID of the part 803 assigned by the three-dimensional CAD system
  • the knowledge associated with the part 803 of the assembly 801 is inherited by the part 803 of the assembly 802. Therefore, the knowledge associated with the part 803 of the assembly 801 can be referred to by specifying the part 803 in the assembly 802.
  • the operator operates the 3D CAD system, and registers and references knowledge corresponding to the 3D CAD model to be processed as needed. can do.
  • design work using a three-dimensional CAD system documents relating to design (design changes such as shape change, material change, part change, design basis, design rule, CAE analysis result, etc. ), Design knowledge such as manufacturability documents such as machining / assembly methods, etc., can be easily associated with various objects such as assemblies, subassemblies, parts, and solids and faces that make up a 3D CAD model. It is possible to search the knowledge and easily refer to it.
  • a design document is associated with 3D CAD data by a simple procedure, and the associated design document can be easily referred to. For this reason, design knowledge can be shared via three-dimensional CAD data.
  • knowledge data design document data
  • knowledge registration and reference functions can be implemented as one function of the three-dimensional CAD system. For this reason, when an assembly or a part with which knowledge is associated is incorporated in another product, the knowledge associated with the previous knowledge can be referred to during later design work.
  • the computer device constituting the three-dimensional CAD system device may be a PC (Personal Computer) or WS (Work Station).
  • the CAD system is applied not only to mechanical design but also to design work handling a three-dimensional structure such as architectural design.

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Abstract

本発明は、三次元ＣＡＤを用いて設計作業中に、作業対象である三次元ＣＡＤモデルに対応する知識情報を随時、登録および参照することができる三次元ＣＡＤシステム装置、を提供する。本発明による三次元ＣＡＤシステム装置は、三次元ＣＡＤデータ（１０２）を記憶する記憶装置（１０００）と、三次元ＣＡＤデータに基づいて設計作業を実行する演算処理装置（１０５）と、を備えるものであって、三次元ＣＡＤデータは、三次元ＣＡＤオブジェクトにナレッジデータ（１０３）を関連付けるナレッジ関連付けデータ（１０４）を含み、演算処理装置は、設計作業中に、三次元ＣＡＤデータにナレッジ関連付けデータを格納すると共に、三次元ＣＡＤデータに格納されるナレッジ関連付けデータに基づいて、三次元ＣＡＤオブジェクトに関連付けられたナレッジデータを参照する。

Description

三次元ＣＡＤシステム装置、並びに三次元ＣＡＤに用いられる知識管理方法
　本発明は、知識管理機能を備える三次元ＣＡＤシステム装置、並びに三次元ＣＡＤに用いられる知識管理方法に関する。
　製造業においては国内外の拠点でのワールドワイドな協調設計が増えている。これに伴い、三次元ＣＡＤ（Computer Aided Design）データをベースに設計変更していく過程において、コストダウンや強度的な改善、性能アップ等を目的とした形状変更、材質変更、部品変更等の設計変更の根拠のような設計知識情報（ナレッジ）を、簡単な操作手順で残しておき、それを他者と共有するというニーズがある。このようなニーズに対し、特許文献１～３に記載される技術が知られている。
　特許文献１に記載の技術においては、知識と三次元ＣＡＤモデルとが固有の管理番号を介して関係付けてデータベースに記憶され、三次元ＣＡＤモデルの特徴点から関係する知識を検索して表示する。本技術においては、三次元ＣＡＤモデルを知識管理装置上に取り込み、知識管理装置の一機能であるビューワーに表示しながら、知識管理装置上で三次元ＣＡＤモデルの特徴点（知識の関係点）に知識を関連付ける。
　特許文献２に記載の技術においては、三次元ＣＡＤ画像の全部または分解した一部に、エンジニアリング知識データベースに記憶されているトラブル事例や注意事項を含む文書情報が関連付けられ、これらの情報を自動的に表示する。本技術は、機械の製造、加工、組立に関する電子マニュアルに関するものであり、三次元ＣＡＤモデルを取り込んで表示できる三次元電子マニュアルに応用される。
　特許文献３に記載の技術においては、三次元ＣＡＤモデルの形状要素が選択されると、知識ベース一覧表示画面が表示され、当該形状要素に関連した知識を含む知識ベースを一覧として表示する。本技術においては、部品を複数の形状要素に分割し、それぞれに形状要素名称を付ける。また、知識ベースに形状制約ルールや製造性に関する知識を蓄えておく。そして、三次元ＣＡＤシステム上で形状要素の何れかが選択されると、知識ベースの中を形状要素名称で検索して、検索された、形状ルールおよび製造性に関する知識をＣＡＤシステム装置の画面上に表示する。
特開２０１３－０９７７４３号公報 特開２００６－２６８８０７号公報 特開平１１－２９６５６６号公報
　特許文献１および特許文献２に記載の技術では、知識管理をするためのシステムにより設計知識情報を登録および参照するものであり、三次元ＣＡＤシステムによる設計中に随時、設計知識を登録および参照することは難しい。また、特許文献３に記載の技術では、ＣＡＤシステム装置の画面上で設計知識情報を参照できるが、設計知識情報は予め知識ベースに登録されている。従って、特許文献３に記載の技術は、三次元ＣＡＤシステムによる設計中に随時、設計知識を登録および参照できるものではない。従って、これら従来技術は、必ずしも、簡単な操作手順で、設計知識情報を残しておき、それを他者と共有するというニーズに十分答えるものではない。
　そこで、本発明は、三次元ＣＡＤを用いて設計作業中に、作業対象である三次元ＣＡＤモデルに対応する知識情報を随時、登録および参照することができる三次元ＣＡＤシステム装置、並びに知識管理方法を提供する。
　上記課題を解決するために、本発明による三次元ＣＡＤシステム装置は、三次元ＣＡＤデータを記憶する記憶装置と、三次元ＣＡＤデータに基づいて設計作業を実行する演算処理装置と、を備えるものであって、三次元ＣＡＤデータは、三次元ＣＡＤオブジェクトにナレッジデータを関連付けるナレッジ関連付けデータを含み、演算処理装置は、設計作業中に、三次元ＣＡＤデータにナレッジ関連付けデータを格納すると共に、三次元ＣＡＤデータに格納されるナレッジ関連付けデータに基づいて、三次元ＣＡＤオブジェクトに関連付けられたナレッジデータを参照する。
　また、上記課題を解決するために、本発明による知識管理方法は、三次元ＣＡＤに用いられるものであって、設計作業中に、三次元ＣＡＤデータにおける三次元ＣＡＤオブジェクトを指定する第一のステップと、第一のステップにおいて指定された三次元ＣＡＤオブジェクトに関連付けるナレッジデータを指定する第二のステップと、第一のステップにおいて指定された三次元ＣＡＤオブジェクトと第二のステップにおいて指定されたナレッジデータとを関連付けるナレッジ関連付けデータを三次元ＣＡＤデータに格納する第三のステップと、を含む。
　本発明によれば、三次元ＣＡＤによる設計作業中に、作業対象である三次元ＣＡＤモデルに対応する知識情報を随時、登録および参照することができる。
　上記した以外の課題、構成および効果は、以下の実施形態の説明により明らかにされる。
図１は本発明の一実施形態である三次元ＣＡＤシステム装置の全体構成を示す。 三次元ＣＡＤシステム装置が実行する処理の流れと、画面表示の一例を示す。 三次元ＣＡＤシステムにおける三次元ＣＡＤモデルを表現する概念図である。 ナレッジ関連付け処理フローの一例である。 ナレッジ参照処理フローの一例である。 ナレッジ関連付け操作画面の一例である。 データベースにおける、ナレッジ関連付け処理時のデータの入出力を示す。 データベースにおける、ナレッジ参照処理時のデータの入出力を示す。 三次元ＣＡＤオブジェクトのデータ構造を示す。 同じ部品を共用する三次元ＣＡＤモデルの一例である。
　以下、本発明の実施形態について、図面を用いて説明する。なお、各図において、参照番号が同一のものは同一の構成要件あるいは類似の機能を備えた構成要件を示している。
　図１は本発明の一実施形態である三次元ＣＡＤシステム装置の全体構成を示す。
　本実施形態の三次元ＣＡＤシステム装置はコンピュータ装置１０１によって構成される。コンピュータ装置１０１は、表示装置であるディスプレイ、キーボードやマウス等の入出力デバイス、メモリやストレージ等の記憶装置を含み、プログラムを実行することによって、三次元ＣＡＤシステムの処理および処理対象である三次元ＣＡＤモデルに対応する設計知識データの登録および参照処理を行う。これらの処理は、コンピュータ装置１０１が備える演算処理装置１０５、例えばＭＰＵ（Micro Processing Unit）によって実行される。
　図１において、１０２は三次元ＣＡＤデータを蓄積する三次元ＣＡＤデータベース、１０３は設計知識データ（以下、「ナレッジデータ」と記す）を蓄積するナレッジデータベースである。設計知識データが示す設計知識情報としては、設計変更（形状変更、材質変更、部品変更等）の根拠、設計基準、設計ルール、ＣＡＥ解析結果等の設計に関するドキュメント、加工・組立方法等の製造性に関するドキュメント等がある。１０４は三次元ＣＡＤオブジェクトとナレッジデータを関連付けるナレッジ関連付けデータを蓄積するナレッジ関連付けデータベースである。これらのデータベース（１０２，１０３，１０４）は、コンピュータ装置１０１が備える記憶装置１０００に記憶される。
　本実施形態の三次元ＣＡＤシステム装置が設計作業実行中に用いる三次元ＣＡＤオブジェクトは、三次元ＣＡＤデータベース１０２に蓄積される三次元ＣＡＤデータと、ナレッジ関連付けデータベース１０４に蓄積されるナレッジ関連付けデータとにより構成される。すなわち、本実施形態における三次元ＣＡＤオブジェクトは、ナレッジ関連付けデータを格納する。
　図１において、演算処理装置１０５は、記憶装置１０００に記憶されるデータベース（１０２，１０３，１０４）を用いて、三次元ＣＡＤシステムの処理および処理対象である三次元ＣＡＤモデルに対応するナレッジデータの登録および参照処理を実行する。このため、演算処理装置１０５は、複数の機能部、すなわち三次元ＣＡＤモデル表示部１０６、三次元オブジェクト指定部１０７、ナレッジ関連付けＧＵＩ部１０８、ナレッジ関連付けデータ格納部１０９、ナレッジデータベース操作部１１０、ナレッジ一覧表示部１１１、ナレッジ表示部１１２を備える。なお、本実施形態においては、演算処理装置１０５が、所定のプログラムを読み込んで実行することにより、各機能部（１０６～１１２）として動作する。
　図２は、本実施形態の三次元ＣＡＤシステム装置が演算処理装置１０５により実行する全体的な処理の流れと、表示装置における画面表示の一例を示す。なお、図２の２０１は三次元ＣＡＤモデルの一例である。
　先ず、入力デバイスを操作して、ナレッジを関連付ける三次元ＣＡＤモデルの任意の部位（三次元ＣＡＤモデルを構成するオブジェクト）を指定する。これにより、操作メニュー２０２が表示される。操作メニュー２０２には、三次元ＣＡＤシステムにおける通常のコマンド（フィーチャ編集、非表示、プロパティなど）も含まれる。操作メニュー２０２の中からナレッジ関連付けコマンド（操作メニュー２０２中の「文書関連付け」）が選択された場合には、ナレッジ関連付け画面２０３が表示される。以降の処理は、新規のナレッジを追加する場合と既存のナレッジを再利用する場合とで異なるが、ここでは新規のナレッジを追加する場合について説明し、既存のナレッジを再利用する場合については後述する。
　表示された画面２０３において、追加するナレッジであるドキュメントを指定する。なお、本実施形態においては、ドキュメントの種類、言語およびキーワードも同画面２０３において指定できる。画面２０３において指定されたドキュメントのデータは、ナレッジデータベース１０３（図１）に格納される。その際に、格納したドキュメントのデータに含まれる識別子（ナレッジＩＤ）が取得され、先に指定された三次元ＣＡＤモデルの部位に対応する三次元ＣＡＤオブジェクトＩＤ（三次元ＣＡＤモデルを構成するアセンブリ、サブアセンブリ、パート、パートを構成する立体や面などのオブジェクトをユニークに区別するための識別子）とナレッジＩＤとを関連付けるナレッジ関連付けデータ（例えば、互いに対応付けられた三次元ＣＡＤオブジェクトＩＤとナレッジＩＤの組）を作成して、ナレッジ関連付けデータベース１０４に格納する。ナレッジデータの参照処理時においては、ナレッジが関連付けされた三次元ＣＡＤモデル２０１の部位が入力デバイスによって指定された際に、関連付けられたナレッジの一覧表示２０４が表示され、一覧表示２０４の中からユーザが入力デバイスによって指定したナレッジを示すナレッジ表示２０５が表示される（２０５）。
　ここで、三次元ＣＡＤモデルを構成するオブジェクトについて図３を用いて説明する。
　図３は、三次元ＣＡＤシステムにおける三次元ＣＡＤモデルを表現する概念図である。
　図３に示すように、三次元ＣＡＤモデルを構成する形状要素として、先ず点があり、点と点を結んだ線分、更に、いくつかの線分を組み合わせてできる面、いくつかの面を組み合わせてできる立体がある。９０１は複数の線分の例であり、９０２はそれらの線分を組み合わせてできた面の例である。９０３は面９０２を含む複数の面を組み合わせてできた立体の例である。三次元ＣＡＤシステムにおいては、このような立体をパート（部品）と呼ぶ場合があり、以下、「パート」という記載はこのような立体を意味する。９０４は別のパートの例である。パートとパートを組み合わせたものが９０５であり、これを三次元ＣＡＤシステムにおいてはアセンブリデータ（或いは単にアセンブリ）と呼ぶ。複数のアセンブリデータを組み合わせて更に大規模なアセンブリデータを作成する場合もあり、その場合、元の小規模なアセンブリデータはサブアセンブリと呼ぶ。
　点、線、面、パート、サブアセンブリ、アセンブリにはそれぞれユニークな識別子が三次元ＣＡＤシステムによって付与されており、本実施形態においては、それを三次元ＣＡＤオブジェクトＩＤと称する。
　以下、本実施形態におけるナレッジ関連付け処理およびナレッジ参照処理について説明する。これらの処理は、図１に示した演算処理装置１０５が、その各部（１０６～１１２）を適宜動作させることにより実行される。
　図４は、本実施形態におけるナレッジ関連付け処理フローの一例である。本実施形態におけるナレッジ関連付け処理は三次元ＣＡＤシステム上で機能するものである。三次元ＣＡＤシステムは、イベント・ドリブンで処理を開始し（ステップ３０１）、三次元ＣＡＤモデルを読み込んで表示し（ステップ３０２）、次に操作者が何らかのコマンドを入力するのを待ち（ステップ３０３）、入力された操作コマンドを評価して、それがナレッジ関連付けコマンドであるかどうかを判断する（ステップ３０４）。ナレッジ関連付けコマンドではないと判断される場合（ステップ３０４，ＮＯ）、入力された操作コマンドが三次元ＣＡＤツールを終了するコマンドであるかどうかを判断する（ステップ３０５）。三次元ＣＡＤツールを終了するコマンドである場合（ステップ３０５，ＹＥＳ）、三次元ＣＡＤシステムの処理を終了する（ステップ３０６）。三次元ＣＡＤツールを終了するコマンドではない場合（ステップ３０５，ＮＯ）、入力された操作コマンドを実行し（ステップ３０７）、その後、ステップ３０３に戻る。ステップ３０４でナレッジ関連付けコマンドが入力されたと判断される場合（ステップ３０４，ＹＥＳ）、ナレッジ関連付け画面を表示し（ステップ３０８）、次にナレッジ関連付けデータの対話的入力を実行し（ステップ３０９）、さらに、ナレッジ関連付けデータをナレッジ関連付けデータベース１０４（図１）に蓄積する（ステップ３１０）。その後、ステップ３０３に戻って、操作コマンド入力を待つ。
　図５は、本実施形態におけるナレッジ参照処理フローの一例である。本ナレッジ参照処理も、三次元ＣＡＤシステム上で機能する。なお、ステップ４０１～４０３，４０５～４０７は、それぞれ、図４におけるステップ３０１～３０３，３０５～３０７に相当するので、ステップ４０１～４０３，４０５～４０７については説明を省略する。
　図５に示すように、三次元ＣＡＤモデルを表示した状態において、三次元ＣＡＤオブジェクトが入力デバイスによってポイント（指定）されたかどうかを判断する（ステップ４０４）。ポイントされたと判断される場合、ナレッジ関連付けデータベース１０４から、ポイントされた三次元ＣＡＤオブジェクトとナレッジデータの関連付けを示すナレッジ関連付けデータを取得して、このナレッジ関連付けデータが示すナレッジＩＤに基づいて、関連付けられているナレッジの一覧を表示する（ステップ４０８）。ナレッジ一覧表示の中から操作者が特定のナレッジを選択したら、選択したナレッジのナレッジＩＤに基づいて、ナレッジデータベース１０３から、選択されたナレッジの実体（具体的内容）を取り出し（ステップ４０９）、取り出されたナレッジの内容を表示装置に表示する（ステップ４１０）。その後、ステップ４０３に戻って、操作コマンド入力を待つ。
　図６は、ナレッジ関連付け操作画面の一例である。本図６は、先に概略的に示した図２を、新規のナレッジを追加する場合の処理と既存のナレッジを再利用する場合の処理を分けて詳細化したものである。
　図６に示すように、画面上に表示される三次元ＣＡＤモデル２０１の任意の部位（三次元ＣＡＤオブジェクト）が指定されると、操作メニュー２０２が表示される。ナレッジ関連付けのコマンドが選択された場合には、ナレッジを新規に登録するのか、既存のナレッジを関連付けするのかを操作者が選択するための画面５０１を表示する。画面５０１における選択に応じて、ナレッジ関連付けＧＵＩ部（図１，１０８）は、表示装置に、ナレッジ関連付けＧＵＩによって構成される対話的入力画面５０２を出力する。画面５０１で新規登録が選択された場合には、対話的入力画面５０２として、ナレッジを新規に登録するための画面５０３を表示する。本実施形態における画面５０３には、ナレッジの検索や分類を容易にするため、ドキュメント所在の指定の他に、ドキュメント種類の選択、ドキュメントの記述言語の選択、任意キーワード入力の機能も付加されている。画面５０１で既存ナレッジの関連付けが選択された場合には、対話的入力画面５０２として、既存ナレッジの関連付け画面５０４を表示する。画面５０４において検索キーワードを入力すると、ナレッジデータベース１０３から検索されたナレッジデータが示すナレッジの一覧が表示されるので、操作者はその中から特定のナレッジを選択する。
　図７は、本実施形態のデータベースにおける、ナレッジ関連付け処理時のデータの入出力を示す。ナレッジ関連付けのための対話的入力画面５０２において、ナレッジの新規登録あるいは既存ナレッジの再利用登録の何れが選択されても、ナレッジデータベース１０３からナレッジＩＤが取得され、三次元ＣＡＤモデルにおいて指定された部位の三次元ＣＡＤオブジェクトＩＤと登録するナレッジのナレッジＩＤを関連付けて、ナレッジ関連付けデータとしてナレッジ関連付けデータベース１０４に格納する。一つの三次元ＣＡＤオブジェクトに対して、複数のナレッジを関連付けることができるようにするため、ナレッジ関連付けデータベース１０４のデータテーブルには、複数のナレッジＩＤを格納するためのフィールドが設けられている。また、ナレッジデータベース１０３は、データベース操作に関する登録、編集、検索、削除などの一般的なインターフェイスを備えており、対話的入力画面５０２からのデータベース操作リクエストに対して、登録するナレッジデータを入力したり、検索結果であるナレッジデータを出力したりする機能を有する。なお、ナレッジデータベース１０３には、ナレッジの実体（ドキュメントなど）を示すナレッジデータを格納せずに、ナレッジデータの所在（ロケーション）を示すデータのみを格納しても良い。
　図８は、本実施形態のデータベースにおける、ナレッジ参照処理時のデータの入出力を示す。画面上に表示された三次元ＣＡＤモデル２０１の任意の部位が入力デバイスによって指定されると、指定された部位の三次元ＣＡＤオブジェクトＩＤを含むナレッジ関連付けデータをナレッジ関連付けデータベース１０４において検索し、検索されたナレッジ関連付けデータから、三次元ＣＡＤオブジェクトＩＤに関連付けられているナレッジＩＤを取得する（入出力７０１）。取得されたナレッジＩＤに基づき、ナレッジ一覧２０４を表示する。なお、関連付けられたナレッジが無い場合には、ナレッジ一覧２０４は表示されないが、関連付けられたナレッジが無いことを示すメッセージを表示しても良い。表示されたナレッジ一覧表示２０４から特定のナレッジが選択された場合には、選択されたナレッジのナレッジＩＤに基づき、ナレッジデータベース１０３から選択されたナレッジのナレッジデータ（ドキュメントファイル）の所在を取得して、操作画面上にナレッジの実体（ドキュメント）を表示する（入出力７０３）。
　次に、三次元ＣＡＤシステム上にナレッジの登録および参照機能が実装される本実施形態における、三次元ＣＡＤオブジェクトのデータ構造について、図９を用いて説明する。
　図９は、本実施形態における三次元ＣＡＤオブジェクトのデータ構造を示す。本図９に示すデータ構造は、三次元ＣＡＤデータベース１０２およびナレッジ関連付けデータベース１０４を合わせた全体的なデータ構造を示す。なお、三次元ＣＡＤオブジェクトにナレッジＩＤを直接埋め込んでも良い。その場合は、三次元ＣＡＤオブジェクトを蓄積する三次元ＣＡＤデータベース１０２にナレッジ関連付けデータベース１０４が含まれ、一つのデータベースが構成される。これにより、ナレッジの登録・参照処理を高速化することができる。
　図９に示すように、本実施形態の三次元ＣＡＤオブジェクトは、オブジェクトＩＤと、三次元ＣＡＤモデルの部位の名称、同部位の形状タイプ、並びに、図９に示すような幾何情報テーブルを参照するためのポインタを含む三次元ＣＡＤモデルの構造に関わるデータを有する。さらに、本実施形態の三次元ＣＡＤオブジェクトデータは、オブジェクトＩＤに関連づけられたナレッジＩＤのリストを含む。すなわち、本実施形態における三次元ＣＡＤオブジェクトのデータ構造においては、図９に示すように、三次元ＣＡＤオブジェクトにナレッジ関連付けデータが格納される。このようなデータ構造を有する三次元ＣＡＤオブジェクトを用いることにより、三次元ＣＡＤによる設計作業中に、作業対象である三次元ＣＡＤモデルに対応する設計知識情報を随時、登録および参照することができる。
　次に、本実施形態において三次元ＣＡＤシステム上にナレッジの登録および参照機能を実装する効果について、図１０を用いて、また従来技術と比較しながら説明する。
　図１０は、同じ部品を共用する三次元ＣＡＤモデルの一例である。８０１と８０２はそれぞれアセンブリである。８０３，８０４，８０５はパートである。先ず、パート８０３とパート８０４から成るアセンブリ８０１が三次元ＣＡＤシステム上で作成され、その際に、パート８０３にナレッジの関連付けを行う。この場合、アセンブリ８０１を作成した後に、三次元ＣＡＤシステム上で作成された、パート８０３とパート８０５から成る別のアセンブリ８０２においても、パート８０３に関連付けられたナレッジを参照できる。
　これに対して、アセンブリデータを作成した三次元ＣＡＤシステムとは別のシステムでアセンブリデータを読み込み、それにナレッジを付加する従来技術においては、アセンブリデータや、それを構成する複数のパートには、そのシステム独自のＩＤが割り当てられる。このため、上記のアセンブリ８０１，８０２のように共通のパート８０３を使っている場合においても、アセンブリ８０１におけるパート８０３とアセンブリ８０１におけるパート８０３に対して、それぞれ、別のＩＤが割り当てられるので、アセンブリ８０１のパート８０３に関連付けられたナレッジが、アセンブリ８０２のパート８０３に自ずと継承されるようなことはない。
　本実施形態では、三次元ＣＡＤシステムによって割り当てられるパート８０３の三次元ＣＡＤオブジェクトＩＤにナレッジＩＤが関連付けられるので、アセンブリ８０１のパート８０３に関連付けられたナレッジが、アセンブリ８０２のパート８０３に継承される。従って、アセンブリ８０１のパート８０３に対して関連付けたナレッジを、アセンブリ８０２におけるパート８０３を指定すれば参照することができる。
　上述したように、本実施形態によれば、三次元ＣＡＤシステムが処理中、操作者が三次元ＣＡＤシステムを操作しながら、処理対象である三次元ＣＡＤモデルに対応するナレッジを随時、登録および参照することができる。
　また、本実施形態によれば、三次元ＣＡＤシステムを用いた設計作業において、設計に関するドキュメント（形状変更、材質変更、部品変更等の設計変更の根拠や、設計基準、設計ルール、ＣＡＥ解析結果等）、加工・組立方法等の製造性に関するドキュメント等の設計ナレッジを、三次元ＣＡＤモデルを構成するアセンブリ、サブアセンブリ、パート、パートを構成する立体や面などの様々なオブジェクトに対して容易に関連付けることができるとともに、そのナレッジを検索して容易に参照することができる。
　また、本実施形態によれば、簡単な手順で三次元ＣＡＤデータに設計ドキュメントが関連付けられ、その関連付けられた設計ドキュメントが簡単に参照できる。このため、三次元ＣＡＤデータを介して、設計ナレッジを共有化することができる。
　さらに、本実施形態によれば、アセンブリデータやパーツデータに直接的に設計ドキュメントデータ（ナレッジデータ）を関連付けることにより、ナレッジの登録および参照機能が三次元ＣＡＤシステムの一機能として実装できる。このため、ナレッジが関連付けられたアセンブリやパーツを他製品に組み込んだ場合に、先に関連付けられたナレッジが後の設計作業中に参照できる。
　なお、本発明は前述した実施形態に限定されるものではなく、様々な変形例が含まれる。例えば、前述した実施形態は本発明を分かりやすく説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。また、各実施形態の構成の一部について、他の構成の追加・削除・置き換えをすることが可能である。
　例えば、三次元ＣＡＤシステム装置を構成するコンピュータ装置は、ＰＣ（Personal Computer）でも良いし、ＷＳ（Work Station）でも良い。また、ＣＡＤシステムは、機械設計に限らず、建築設計などの三次元構造を扱う設計作業に適用される。
１０１…コンピュータ装置，１０２…三次元ＣＡＤデータベース，１０３…ナレッジデータベース，１０４…ナレッジ関連付けデータベース，１０５…演算処理装置，１０６…三次元ＣＡＤモデル表示部，１０７…三次元ＣＡＤオブジェクト指定部，１０８…ナレッジ関連付けＧＵＩ部，１０９…ナレッジ関連付けデータ格納部，１１０…ナレッジデータベース操作部，１１１…ナレッジ一覧表示部，１１２…ナレッジ表示部，２０１…三次元ＣＡＤモデル，２０２…操作メニュー，２０３…ナレッジ関連付け画面，２０４…ナレッジ一覧表示，５０１…画面，５０２…対話的入力画面，５０３，５０４…画面，８０１，８０２…アセンブリデータ，８０３，８０４，８０５…パート，１０００…記憶装置

Claims (10)

  1. 　三次元ＣＡＤデータを記憶する記憶装置と、
    　前記三次元ＣＡＤデータに基づいて設計作業を実行する演算処理装置と、
    を備える三次元ＣＡＤシステム装置において、
    　前記三次元ＣＡＤデータは、三次元ＣＡＤオブジェクトにナレッジデータを関連付けるナレッジ関連付けデータを含み、
    　前記演算処理装置は、設計作業中に、前記三次元ＣＡＤデータに前記ナレッジ関連付けデータを格納すると共に、前記三次元ＣＡＤデータに格納されるナレッジ関連付けデータに基づいて、前記三次元ＣＡＤオブジェクトに関連付けられたナレッジデータを参照することを特徴とする三次元ＣＡＤシステム装置。
  2. 　請求項１に記載の三次元ＣＡＤシステム装置において、
    　前記ナレッジ関連付けデータは、互いに対応付けられた三次元ＣＡＤオブジェクトＩＤおよびナレッジＩＤであることを特徴とする三次元ＣＡＤシステム装置。
  3. 　請求項２に記載の三次元ＣＡＤシステム装置において、
    　前記三次元ＣＡＤオブジェクトＩＤに、前記ナレッジＩＤを複数対応付けられることを特徴とする三次元ＣＡＤシステム装置。
  4. 　請求項１に記載の三次元ＣＡＤシステム装置において、
    　前記三次元ＣＡＤオブジェクトは、点、線、面、パート、サブアセンブリおよびアセンブリのうちのいずれかであることを特徴とする三次元ＣＡＤシステム装置。
  5. 　請求項１に記載の三次元ＣＡＤシステム装置において、
    　前記ナレッジデータは、設計に関するドキュメントまたは製造性に関するドキュメントを示すことを特徴とする三次元ＣＡＤシステム装置。
  6. 　請求項１に記載の三次元ＣＡＤシステム装置において、
    　前記記憶装置は、
    　前記三次元ＣＡＤデータを蓄積する三次元ＣＡＤデータベースと、
    　前記ナレッジデータを蓄積するナレッジデータベースと、
    　前記ナレッジ関連付けデータを蓄積するナレッジ関連付けデータベースと、
    を記憶することを特徴とする三次元ＣＡＤシステム装置。
  7. 　請求項１に記載の三次元ＣＡＤシステム装置において、
    　前記ナレッジ関連付けデータは前記三次元ＣＡＤオブジェクトに埋め込まれることを特徴とする三次元ＣＡＤシステム装置。
  8. 　請求項７に記載の三次元ＣＡＤシステム装置において、
    　前記記憶装置は、
    　前記三次元ＣＡＤデータを蓄積する三次元ＣＡＤデータベースと、
    　前記ナレッジデータを蓄積するナレッジデータベースと、
    を記憶することを特徴とする三次元ＣＡＤシステム装置。
  9. 　請求項１に記載の三次元ＣＡＤシステム装置において、
    　さらに、前記三次元ＣＡＤデータを表示する表示装置を備え、
    　前記表示装置に表示される前記三次元ＣＡＤデータにおける前記三次元ＣＡＤオブジェクトが指定されると、前記表示装置には前記三次元ＣＡＤオブジェクトに関連付けるナレッジデータを指定する画面が表示され、
    　前記演算処理装置は、指定された前記三次元ＣＡＤオブジェクトと前記画面において指定された前記ナレッジデータとを関連付ける前記ナレッジ関連付けデータを前記三次元ＣＡＤデータに格納することを特徴とする三次元ＣＡＤシステム装置。
  10. 　三次元ＣＡＤに用いられる知識管理方法において、
    　設計中に、三次元ＣＡＤデータにおける三次元ＣＡＤオブジェクトを指定する第一のステップと、
    　前記第一のステップにおいて指定された前記三次元ＣＡＤオブジェクトに関連付けるナレッジデータを指定する第二のステップと、
    　前記第一のステップにおいて指定された前記三次元ＣＡＤオブジェクトと前記第二のステップにおいて指定された前記ナレッジデータとを関連付けるナレッジ関連付けデータを前記三次元ＣＡＤデータに格納する第三のステップと、
    を含むことを特徴とする知識管理方法。
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