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公開番号2025077760
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-05-19
出願番号2023190208
出願日2023-11-07
発明の名称設計支援装置及び方法
出願人株式会社日立製作所
代理人ポレール弁理士法人
主分類G06F 30/27 20200101AFI20250512BHJP(計算;計数)
要約【課題】3次元CADモデルに対して特定の部品やサブアセンブリを取り出すための工数、難易度、必要工具等の評価を容易化かつ自動化する設計支援装置及び方法を提供する。
【解決手段】設計対象の設計を支援するための設計支援装置100において、設計対象の3DCADモデルを受け付ける入力部と、3DCADモデルに含まれる形状情報から、設計対象を構成する部品の締結部の形状、部品の締結部の属性及び前記部品と他の部品の締結関係を含む締結形状を認識する締結形状認識部と、設計対象を構成する部品から、分析対象とする部品を選択する重要部品選択部と、締結関係を用いて、選択した部品の解体方法を含む解体パスを生成する解体パス生成部と、部品の締結部の属性を用いて、解体パスに含まれる解体方法についての評価を示す評価値を算出する評価値算出部と、解体パス及び評価値の少なくとも一方を出力する出力部と、を有する。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
設計対象の設計を支援するための設計支援装置において、
前記設計対象の3DCADモデルを受け付ける入力部と、
前記3DCADモデルに含まれる形状情報から、前記設計対象を構成する部品の締結部の形状、当該締結部の属性および前記部品と他の部品の締結関係を含む締結形状を認識する認識部と、
前記設計対象を構成する部品から、分析対象とする部品を選択する部品選択部と、
前記締結関係を用いて、選択された前記部品の解体方法を含む解体パスを生成するパス生成部と、
前記締結部の属性を用いて、前記解体パスに含まれる解体方法についての評価を示す評価値を算出する評価値算出部と、
前記解体パスおよび前記評価値の少なくとも一方を出力する出力部を有する設計支援装置。
続きを表示（約 1,500 文字）【請求項２】
請求項１に記載の設計支援装置において、
さらに、締結形状における属性を示す締結属性情報を記憶する記憶部を有し、
前記認識部は、前記締結形状および締結属性情報の関係を統計的に処理した学習モデルを用いて、前記締結関係を認識する設計支援装置。
【請求項３】
請求項１に記載の設計支援装置において、
前記部品選択部は、前記設計対象を構成する部品の故障率および故障影響度のうち少なくとも一方を含む故障確率DBに基づいて、前記分析対象とする部品を選択する設計支援装置。
【請求項４】
請求項１に記載の設計支援装置において、
さらに、前記解体パスに基づき、選択された前記部品の解体手順を含むドキュメントを生成するドキュメント生成部を有し、
前記出力部は、前記ドキュメントを出力し、
前記設計支援装置のユーザーに前記ドキュメントを提示可能とする設計支援装置。
【請求項５】
請求項１に記載の設計支援装置において、
さらに、締結形状モデルごとに、組み立て順序および解体手順順序を示す順序情報を記憶する記憶部を有し、
前記パス生成部は、前記締結形状モデルが示す形状と前記順序情報の関係を学習した学習モデルを用いて、選択された部品の組み立て順序を含む前記解体パスおよび解体順序を含む組み立てパスを生成する設計支援装置。
【請求項６】
請求項１に記載の設計支援装置において、
前記パス生成部は、選択された部品の解体目的および解体主体の少なくとも一方に応じて、前記解体パスを生成する設計支援装置。
【請求項７】
設計対象の設計を支援するための設計支援装置による設計支援方法において、
入力部により、前記設計対象の3DCADモデルを受け付け、
認識部により、前記3DCADモデルに含まれる形状情報から、前記設計対象を構成する部品の締結部の形状、当該締結部の属性および前記部品と他の部品の締結関係を含む締結形状を認識し、
部品選択部により、前記設計対象を構成する部品から、分析対象とする部品を選択し、
パス生成部により、前記締結関係を用いて、選択された前記部品の解体方法を含む解体パスを生成し、
評価値算出部により、前記締結部の属性を用いて、前記解体パスに含まれる解体方法についての評価を示す評価値を算出し、
出力部により、前記解体パスおよび前記評価値の少なくとも一方を出力する設計支援方法。
【請求項８】
請求項７に記載の設計支援方法において、
前記設計支援方法は、さらに、締結形状における属性を示す締結属性情報を記憶する記憶部を有し、
前記認識部により、前記締結形状および締結属性情報の関係を統計的に処理した学習モデルを用いて、前記締結関係を認識する設計支援方法。
【請求項９】
請求項７に記載の設計支援方法において、
前記部品選択部により、前記設計対象を構成する部品の故障率および故障影響度のうち少なくとも一方を含む故障確率DBに基づいて、前記分析対象とする部品を選択する設計支援方法。
【請求項１０】
請求項７に記載の設計支援方法において、
さらに、ドキュメント生成部により、前記解体パスに基づき、選択された前記部品の解体手順を含むドキュメントを生成し、
前記出力部は、前記ドキュメントを出力し、
前記設計支援装置のユーザーに前記ドキュメントを提示可能とする設計支援方法。
（【請求項１１】以降は省略されています）
発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、製品、アセンブリなどと称される設計対象の設計を支援するための技術に関する。
続きを表示（約 1,700 文字）【背景技術】
【０００２】
近年、製品の温室効果ガス排出量や資源廃棄量を削減するため、製品の保守、修理性、リサイクル性の改善やその情報開示を求める動きがある。保守性、修理性、リサイクル性を向上するためには、対象となる部品やサブアセンブリへのアクセスの容易性である、易解体性を把握し、より望ましくはこれを向上する必要がある。易解体性は、設計時に定義される部品やモジュールの構成や締結方法によって決まる。そのため、易解体性の向上には設計段階での易解体性を把握することが求められる。
【０００３】
ここで、現在、設計技術として普及している3次元コンピューター支援設計(以降3次元CAD(Computer Aided Design)と呼ぶ）では、設計者がソリッドモデリングやパラメトリックモデリングを含む技法によって、製品の3次元形状をコンピューター上に作成する。多くの3次元CADソフトウェアではその3次元形状は、形状のソリッド、面、辺、点とそのトポロジ情報を記述したBREP(Boundary REPresentation)により表現される。以下、前述の3次元CADソフトウェアによって作成される3次元形状をCADモデルと呼ぶ。
【０００４】
また、3次元CADでは、3次元アノテーションが用いられている。この3次元アノテーションは、CADモデル中のソリッド、面、辺、点等を含む形状に対して付与される、公差、溶接、表面仕上げなどの情報を含む注釈、あるいは部品の種類、仕様を含む様々な形式の情報が付与される属性情報である。そして、3次元アノテーションは、主に、製品要件、製造要件、製造指示を記載するために使用される。さらに、これらの属性情報をBOP(Bill of Process)に含まれているような、製造、組み立て、解体手順等の作業指示と関連付けることで、後流での製造や保守に活用可能である。また、指示された組み立て、解体手順を元に、作業の成立性や工数、難易度等を設計段階で評価することができる。
【０００５】
一方、設計段階で解体性等を評価するためには、CAD形状を様々な角度から詳細に確認する、解体手順と照らし合わせて、工数等を見積もる必要があり、一定の労力を必要とする。
【０００６】
そこで、特許文献１では、あらかじめ部品種類ごとに作業内容（組付け、締結、配線等）の情報を定義しておき、入力されたCADデータから製品を構成する部品データを抽出し、各部品に対応する作業内容をユーザーが並び替えている。このことで、特許文献１では、作業内容の全体を定義し、工数や難易度を算出する装置が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
特開2005-275945号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、特許文献1に記載の技術には次の4つの課題がある。まず、特許文献１では、あらかじめすべての部品種のパターンについて手順を定義する必要があり、この定義に工数がかかる。また、部品種ごとに手順を紐づけているため、新しい部品や、設計変更があった部品について対応することができず、新しくパターンを定義する必要がある。
【０００９】
特許文献１に記載の技術ではスナップフィットなどの締結方法のように、部品に含まれている部分形状によって、作業性が大きく変わることがある。このため、特許文献１の部品ベースで情報を取得する方法では、このように部分形状に応じて組み立て、解体性が変化する場合に対応することができない。
【００１０】
また、特許文献１に記載の技術では、組み立て、解体手順を手動で並び替えて定義しているが、組み立て解体の順番によって、部品の干渉、使用できる工具等も異なってくる。このため、特許文献１では、手動での定義では解体用の工具がアクセスしにくい解体順番を定義した際にその間違いに気づきにくい。また、手順自体が複雑であるか、ステップが多い場合、並び替えそれ自体にも工数がかかる。
（【００１１】以降は省略されています）

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