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公開番号2025084291
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-06-03
出願番号2023198076
出願日2023-11-22
発明の名称設計支援装置および設計支援方法
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 30/10 20200101AFI20250527BHJP(計算;計数)
要約【課題】
設計変更等を行う際に、設計支援装置のユーザが設計のリスクを容易に確認することを可能とし、設計変更方針の検討期間の短縮、及び、設計変更による製品の不具合を回避する。
【解決手段】
設計支援装置は、既存の類似機種の設計データを用いて別途に設計する機種の設計リスクを評価するものであって、類似機種の設計データを用いて別途に設計する機種の変更後設計パラメータに対する性能パラメータの予測値と解析値とを算出し、両者の誤差に基づいて設計リスクを評価する演算処理部を有することとした。
【選択図】図1B
特許請求の範囲【請求項１】
既存の類似機種の設計データを用いて別途に設計する機種の設計リスクを評価する設計支援装置であって、
前記類似機種の設計データを用いて前記別途に設計する機種の変更後設計パラメータに対する性能パラメータの予測値と解析値とを算出し、両者の誤差に基づいて設計リスクを評価する演算処理部を有することを特徴とする設計支援装置。
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であって、
前記類似機種の設計データに含まれる設計パラメータを解析して得られた性能パラメータを記憶する解析結果データベースと、
前記解析結果データベースに記憶された前記設計パラメータと前記性能パラメータとの関係を近似した近似関数を生成する近似関数生成部と、
前記変更後設計パラメータに対する性能パラメータの解析値を算出する解析実行部と、
前記近似関数を用いて前記変更後設計パラメータに対する性能パラメータの予測値を算出し、前記変更後設計パラメータに対する性能パラメータの解析値との誤差を算出する誤差分析部と、
を有し、
前記演算処理部は、前記誤差分析部によって算出した誤差に基づいて設計リスクを評価することを特徴とする設計支援装置。
【請求項３】
請求項２に記載の設計支援装置であって、
前記類似機種の設計パラメータの変更履歴を記憶する設計変更履歴データベースと、
前記類似機種に対する顧客ニーズを記憶する顧客ニーズデータベースと、
前記設計変更履歴データベースと前記顧客ニーズデータベースに記憶された情報を用いて、前記変更後設計パラメータの種別とその値を予測する設計変更分析部と、
を有し、
前記解析実行部と前記誤差分析部とは、前記設計変更分析部にて予測された前記変更後設計パラメータを使用することを特徴とする設計支援装置。
【請求項４】
請求項３に記載の設計支援装置であって、
前記類似機種の性能パラメータの予測値と解析値との誤差に対して、過去製品における事例に基づいて規定した閾値が記憶された誤差の閾値データベースを有し、
前記演算処理部は、前記誤差の閾値データベースに記憶された閾値と、前記誤差分析部によって算出した誤差とを比較して設計リスクを推定する設計空間成立性分析部を有することを特徴とする設計支援装置。
【請求項５】
請求項４に記載の設計支援装置であって、
前記設計空間成立性分析部にて推定した設計リスクを出力装置に表示する可視化部を有することを特徴とする設計支援装置。
【請求項６】
請求項５に記載の設計支援装置であって、
前記可視化部は、
前記類似機種の設計パラメータと、設計リスクが高いと推定された前記変更後設計パラメータとをプロットし、両者の間に設計リスクの高さが同一確率となる前記変更後設計パラメータの境界線を生成して前記出力装置に表示することを特徴とする設計支援装置。
【請求項７】
請求項５に記載の設計支援装置であって、
前記可視化部は、
前記類似機種の設計パラメータと、前記性能パラメータの前記予測値と前記解析値との誤差が同一となる前記変更後設計パラメータの境界線を生成して前記出力装置に表示することを特徴とする設計支援装置。
【請求項８】
請求項６に記載の設計支援装置であって、
前記可視化部は、
前記閾値を変更可能なスライダを表示し、
前記スライダで変更された前記閾値を用いて前記境界線を生成することを特徴とする設計支援装置。
【請求項９】
既存の類似機種の設計データを用いて別途に設計する機種の設計リスクを評価する設計支援方法であって、
前記類似機種の設計データを用いて前記別途に設計する機種の変更後設計パラメータに対する性能パラメータの予測値と解析値とを算出し、両者の誤差に基づいて設計リスクを評価することを特徴とする設計支援方法。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、設計空間における設計リスクを可視化することによって、設計を支援する設計支援装置および設計支援方法に関する。
続きを表示（約 1,200 文字）【背景技術】
【０００２】
製造業では市場調査の結果から設定した製品仕様や、顧客からの要求に基づいて設定した製品仕様を満足するように製品が設計される。この際、全く新たな製品を設計することは少なく、既存の製品を設計変更することにより、新たな製品とすることが多い。既存の製品が複数ある場合、設計変更の方針を検討した上で、ベースとなる既存の製品を選定する。
【０００３】
設計変更の方針検討において、設計変更の影響を評価するために、解析が用いられることが多い。特に近年は応力解析や流体解析などのソフトウェアの普及とともに、設計期間短縮の観点から、設計変更の影響評価だけではなく、試作前に解析により製品が仕様を満足するかどうか評価されることも多い。
【０００４】
しかしながら、設計変更するパラメータが多い場合は、解析数が膨大となり解析に多大な時間を要することがある。また、３Ｄ解析の場合は、解析１ケースあたりの計算時間が長く、設計に使える限られた時間内で多くの解析を実施するのは困難である。
【０００５】
そこで、少ない解析結果から多項式近似、応答曲面法、機械学習などを用いて近似関数を作成し、未解析条件の解析結果を推定する技術が開発されている。
【０００６】
従来、この種の発明としては、特許文献１に記載のものがあった。特許文献１には、多目的設計空間における各不良モード間の相関と、各設計変数との間に潜む因果・相関関係の分析を行うことを支援する信頼性解析方法が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
特開２００５－２０２５１５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
特許文献１では、応答曲面の範囲内にて寸法のばらつきなどの設計の不確実性を考慮し、信頼性の高い設計案を選択する。しかしながら、応答曲面から目的関数が仕様を満たすパレート解を取得し、その中でより信頼性が高い設計案を選択する手法であり、信頼性が低い、すなわち設計のリスクが高い設計案の分布については評価することができなかった。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上述課題を解決するために本願発明の設計支援装置は、既存の類似機種の設計データを用いて別途に設計する機種の設計リスクを評価するものであって、類似機種の設計データを用いて別途に設計する機種の変更後設計パラメータに対する性能パラメータの予測値と解析値とを算出し、両者の誤差に基づいて設計リスクを評価する演算処理部を有することとした。
【発明の効果】
【００１０】
設計変更等を行う際に、設計支援装置のユーザが設計のリスクを容易に確認することが可能となり、設計変更方針の検討期間の短縮、及び、設計変更による製品の不具合を回避することができる。
（【００１１】以降は省略されています）

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