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公開番号2025152376
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-10-09
出願番号2024054240
出願日2024-03-28
発明の名称設計支援方法、設計支援装置、プログラム、及び記録媒体
出願人オムロン株式会社
代理人個人,個人
主分類G06F 30/20 20200101AFI20251002BHJP(計算;計数)
要約【課題】最適化によって導出された全体の形状から設計対象物の特徴形状をより容易に抽出可能な設計支援方法、設計支援装置、プログラム、及び記録媒体を提供する。
【解決手段】本開示に係る設計支援方法は、基底関数を含む入力関数が用いられ、基底関数における第1重み係数を最適化する第1トポロジー最適化と、第1トポロジー最適化の過程で生成された第1重み係数から選択重み係数を選択する第1選択と、選択重み係数の主成分分析と、主成分の総数未満の数の主成分を選択主成分として選択する第2選択と、選択主成分と各選択主成分に対応する第2重み係数との積の総和を入力関数とする第2のトポロジー最適化とを含む。
【選択図】図4
特許請求の範囲【請求項１】
基底関数によって設計対象物の形状を表現する入力関数が用いられ、目的関数を最大化又は最小化するように、前記基底関数における複数の第１重み係数を最適化する第１のトポロジー最適化を行うことと、
前記第１のトポロジー最適化の過程で生成された前記複数の第１重み係数の一部を、複数の選択重み係数として選択する第１選択を行うことと、
前記複数の選択重み係数を主成分分析することと、
前記主成分分析によって生成された複数の主成分から、前記複数の主成分の総数未満の数の主成分を選択主成分として選択する第２選択であって、各選択主成分の前記主成分分析における寄与率は、当該選択主成分を除く主成分の寄与率よりも高い第２選択を行うことと、
前記選択主成分と各選択主成分に対応する第２重み係数との積の総和が入力関数として用いられる第２のトポロジー最適化を行うことと、
を含む、設計支援方法。
続きを表示（約 1,500 文字）【請求項２】
前記第１選択において、
前記第１のトポロジー最適化において前記目的関数を最大化するときには、前記目的関数に含まれる選択関数の値が予め決められた閾値以上となったときに生成された前記複数の第１重み係数を前記選択重み係数として選択し、
前記第１のトポロジー最適化において前記目的関数を最小化するときには、前記目的関数に含まれる選択関数の値が予め決められた閾値以下となったときに生成された前記複数の第１重み係数を前記選択重み係数として選択する、
請求項１に記載の設計支援方法。
【請求項３】
前記選択主成分の数は、前記主成分分析における累積寄与率が予め決められた下限値以上となる最少の数である、請求項１又は２に記載の設計支援方法。
【請求項４】
入力部に接続された演算部によって実行され、
前記演算部は、
前記入力部によって、前記第２のトポロジー最適化の結果の出力以後に、当該出力後の前記演算部の動作に関する指示の入力を受け付け、
前記指示に基づいて、設計支援を終了するか、前記選択主成分の数を増やして再び前記第２のトポロジー最適化を実行するか、又は前記選択主成分の数を減らして再び前記第２のトポロジー最適化を実行する、
請求項１又は２に記載の設計支援方法。
【請求項５】
出力部に接続された演算部によって実行され、
前記演算部は、前記出力部によって、前記複数の主成分の少なくとも一部にそれぞれ対応する形状を出力することを含む、
請求項１又は２に記載の設計支援方法。
【請求項６】
前記第１のトポロジー最適化及び前記第２のトポロジー最適化は、ＯＮ／ＯＦＦ法によって行われる、請求項１又は２に記載の設計支援方法。
【請求項７】
前記設計対象物は、非接触給電に用いられる送電コイル部品及び受電コイル部品の少なくとも一方である、請求項１又は２に記載の設計支援方法。
【請求項８】
請求項１又は２に記載の設計支援方法を演算部に実行させるための、プログラム。
【請求項９】
請求項８に記載のプログラムが記録された、記録媒体。
【請求項１０】
入力部と、
出力部と、
前記入力部及び前記出力部に接続され、第１のトポロジー最適化と、主成分分析と、第２のトポロジー最適化とを実行する演算部と、
を備え、
前記演算部は、
前記第１のトポロジー最適化に用いられ、基底関数によって設計対象物の形状を表現する入力関数と、前記第１のトポロジー最適化に用いられる目的関数との入力を、前記入力部によって受け付け、
前記目的関数を最大化又は最小化するように、前記基底関数における複数の第１重み係数を最適化する前記第１のトポロジー最適化を実行し、
前記第１のトポロジー最適化の過程で生成された前記複数の第１重み係数の一部を、複数の選択重み係数として選択する第１選択を実行し、
前記複数の選択重み係数の主成分分析を実行し、
前記主成分分析によって生成された複数の主成分から、前記複数の主成分の総数未満の数の主成分を選択主成分として選択する第２選択であって、各選択主成分の前記主成分分析における寄与率は、当該選択主成分を除く主成分の寄与率よりも高い第２選択を実行し、
前記選択主成分と各選択主成分に対応する第２重み係数との積の総和が入力関数として用いられる前記第２のトポロジー最適化を実行し、
前記出力部によって、前記第２のトポロジー最適化の結果を出力する、
設計支援装置。
（【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】
本開示は、設計対象物の設計支援方法、設計支援装置、前記設計支援方法を実行するためのプログラム、及び当該プログラムが記録された記録媒体に関する。
続きを表示（約 1,900 文字）【背景技術】
【０００２】
特許文献１は、回転機の回転子設計方法を開示する。特許文献１に記載された設計方法は、磁石と鉄心とを備えた回転子を設計するための方法であって、変数決定ステップと、画像生成ステップと、写像ステップと、最適化ステップとを含む。
【０００３】
変数決定ステップでは、回転子全体の設計領域が定義され、磁石の寸法に関する第１設計変数と、鉄心の形状に関する第２設計変数とが独立に決定される。画像生成ステップでは、第１設計変数及び第２設計変数に応じた回転子のメッシュが生成される。写像ステップでは、前記設計領域において定義された形状がメッシュに写像される。最適化ステップでは、写像された形状の評価に応じて第１設計変数及び第２設計変数が修正されることによって、鉄心の形状の最適化が行われる。最適化の手法としては、例えばトポロジー最適化の一手法である密度法が用いられる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
特開２０２３－１３６９７５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１に記載された設計方法では、最適化によって導出された全体の形状から設計対象物の特徴形状を抽出することが困難である。
【０００６】
本開示の目的は、最適化によって導出された全体の形状から設計対象物の特徴形状をより容易に抽出可能な設計支援方法、設計支援装置、プログラム、及び記録媒体を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本開示に係る設計支援方法は、
基底関数によって設計対象物の形状を表現する入力関数が用いられ、目的関数を最大化又は最小化するように、前記基底関数における複数の第１重み係数を最適化する第１のトポロジー最適化を行うことと、
前記第１のトポロジー最適化の過程で生成された前記複数の第１重み係数の一部を、複数の選択重み係数として選択する第１選択を行うことと、
前記複数の選択重み係数を主成分分析することと、
前記主成分分析によって生成された複数の主成分から、前記複数の主成分の総数未満の数の主成分を選択主成分として選択する第２選択であって、各選択主成分の前記主成分分析における寄与率は、当該選択主成分を除く主成分の寄与率よりも高い第２選択を行うことと、
前記選択主成分と各選択主成分に対応する第２重み係数との積の総和が入力関数として用いられる第２のトポロジー最適化を行うことと、
を含む。
【０００８】
本開示に係るプログラムは、前記設計支援方法を演算部に実行させるためのプログラムである。
【０００９】
本開示に係る記録媒体は、前記プログラムが記録された記録媒体である。
【００１０】
本開示に係る設計支援装置は、
入力部と、
出力部と、
前記入力部及び前記出力部に接続され、第１のトポロジー最適化と、主成分分析と、第２のトポロジー最適化とを実行する演算部と、
を備え、
前記演算部は、
前記第１のトポロジー最適化に用いられ、基底関数によって設計対象物の形状を表現する入力関数と、前記第１のトポロジー最適化に用いられる目的関数との入力を、前記入力部によって受け付け、
前記目的関数を最大化又は最小化するように、前記基底関数における複数の第１重み係数を最適化する前記第１のトポロジー最適化を実行し、
前記第１のトポロジー最適化の過程で生成された前記複数の第１重み係数の一部を、複数の選択重み係数として選択する第１選択を実行し、
前記複数の選択重み係数の主成分分析を実行し、
前記主成分分析によって生成された複数の主成分から、前記複数の主成分の総数未満の数の主成分を選択主成分として選択する第２選択であって、各選択主成分の前記主成分分析における寄与率は、当該選択主成分を除く主成分の寄与率よりも高い第２選択を実行し、
前記選択主成分と各選択主成分に対応する第２重み係数との積の総和が入力関数として用いられる前記第２のトポロジー最適化を実行する、
前記出力部によって、前記第２のトポロジー最適化の結果を出力する、
ように構成されている。
【発明の効果】
（【００１１】以降は省略されています）

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