产品设计支援系统及方法技术方案

本发明专利技术涉及产品设计支援系统。支援产品设计业务，以便能在短时间内进行产品设计开发，特征为：对于已设定的设计参数制作L行正交表，分别对于L组的设计参数集加减各部尺寸的公差，来执行多次虚拟试制，对在该虚拟试制中得到的L组的评价指标的平均值和方差量进行处理，进行响应曲面化来制作响应曲面模型，并且制作每个评价指标的设计参数的因素效应图，调查该因素效应图，制作对于评价指标具有灵敏度的设计参数的任意的组合，把它用于应答曲线模型，由此制作任意组合了能够达到设计目标值的全部设计参数的多个设计解，并且进行从设计解集中提取达到指定的评价指标的限制值的最大似然设计解候补集的过滤，选定最大似然设计解集，并向用户提示。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及例如对于火箭发动机系统那样的高技术产品的。
技术介绍
例如在火箭发动机系统那样的高技术产品的设计中，需要高可靠性的设计，向设计反馈可靠性的评价结果，在设计中加入可靠性指标，另外还要求加入切实地验证其妥当性的技术。于是，作为为此所需要的基础技术，具有系统的风险管理技术、仿真技术、L&L、详 细的FMEA (Failure Mode and Effects Analysis)、各种要素试验、系统试验数据、材料特性数据等系统的数据库、以及可靠性验证试验技术。于是，要求在各设计阶段分别实现以下的目标。在从概念设计到基本设计的阶段，通过进行系统的系统分析、彻底的风险识别、设计办法的制订，能够设定针对子系统、组件的恰当的需求规格。在详细设计及以后的阶段中，通过详细研究基于详细FMEA的整体图、规格信息，能够向子系统、组件的规格需求进行反馈。然后在开发试验阶段，通过验证事先的预测结果，证实可靠性，能够排除预先识别的故障模式的风险。但是，现在的设计方法是单点设计，存在无法满足这样的高可靠性设计的要求的问题。专利文献I :特开2000 - 331035号公报专利文献2 :特开平8 — 166876号公报专利文献3 :特开2006 — 31488号公报专利文献4 :特开平2 — 150972号公报专利文献5 :特开2006 — 11729号公报专利文献6 :特开平10 — 149384号公报
技术实现思路
本专利技术是鉴于这样的现有技术课题而做出的，其目的在于提供一种产品设计支援系统以及方法，其能够在短时间内进行要求高可靠性设计的高技术产品的设计开发。本专利技术的一个特征是，一种产品设计支援系统，其具备用于数据输入操作的输入装置；用于数据显示以及打印输出的输出装置；具有用于分别保存数据以及程序库的程序保存部和数据存储部的数据保存装置；以及取得通过所述输入装置输入的数据、在所述数据保存装置中保存的数据，从在所述数据保存装置中保存的程序库中调出适当的程序来执行的计算机本体，该产品设计支援系统具备参数设定登录部，其接受来自所述输入装置的设计对象的设计参数的输入，并登录在所述数据保存装置中；正交表制作部，其使用在所述数据保存装置中登录的设计参数来执行正交表制作程序，制作与该参数的数目对应的L行的正交表，并登录在所述数据保存装置中；尺寸运算部，其使用所述L行正交表的数据，从所述数据保存装置中调出并执行尺寸决定程序，对于正交表的行数L的设计点，以达到设计目标值的方式决定设计对象的各部的尺寸，并登录在数据存储部中；仿真执行部，其调出在所述数据保存装置中保存的设计对象的仿真程序，对于通过所述尺寸运算部得到的L组的各设计解，加减在所述数据保存装置中登录的各部的尺寸的公差，来执行多次的虚拟试制，把仿真结果登录在该数据保存装置中；评价指标运算部，其调出所述数据保存装置中登录的设计参数、各部尺寸以及仿真结果，并且调出并执行设计对象的评价指标运算程序，由此计算与设定的设计参数对应的评价指标，并登录在所述数据保存装置中；响应曲面模型运算部，其从所述数据保存装置中调出响应曲面化运算程序，对所述仿真执行部得到的L组的评价指标的平均值和方差量进行处理，进行响应曲面化来制作响应曲面模型，并登录在数据保存装置中；因素效应图制作部，其从所述数据保存装置中调出L行正交表以及评价指标，并且调出并执行所述数据保存装置中保存的因素效应图制作程序，制作每个评价指标的设计参数的因素效应图并显示输出，另外还登录在数据保存装置中；设计解集计算部，其针对确定对于所述评价指标具有灵敏度的设计参数的操作输入，执行在所述数据保存装置中保存的设计解探索程序，制作设计参数的任意的组合，将其应用于在所述数据保 存装置中登录的响应曲面模型，由此网罗地制作任意组合了能够达到设计目标值的全部设计参数的多个设计解，并登录在所述数据保存装置中；过滤部，其接受任意数目的评价指标的限制值的指定操作输入，从所述数据保存装置中调出并执行过滤程序，从通过所述设计解集计算部得到的设计解集中提取达到所指定的评价指标的限制值的最大似然设计解候补集，并登录在所述数据保存装置中；以及最大似然设计解集选定部，其针对通过指定一种或多种评价指标而从由所述过滤部过滤后的最大似然设计解候补集中选择最大似然设计解集的指令的输入，从所述最大似然设计解候补集中选择满足指定的评价指标的最大似然设计解集，并登录在所述数据保存装置中。上述专利技术的产品设计支援系统可以具有推荐设计解制作部，其对于推荐设计解的设计参数的指定输入，使用指定的设计参数执行仿真程序以及评价指标运算程序来计算推荐设计解的评价指标，并在所述输出装置上进行显示，而且登录在所述数据保存装置中。另外，上述专利技术的产品设计支援系统可以具有参数理解度登录部，其在所述输出装置上显示用户对于所述尺寸决定程序以及仿真程序的各参数的理解度的设定画面，接受使用该设定画面设定输入的所述用户的理解度，并登录在所述数据保存装置中保存的风险数据库中；参数影响度登录部，其在所述输出装置上显示所述尺寸决定程序以及仿真程序的各参数的模糊度对于设计对象的设计解造成的影响度的设定画面，接受通过该设定画面设定输入的对所述设计对象的设计解造成的影响度，并登录在所述数据保存装置中保存的风险数据库中；风险程度计算部，其使用每个所述参数的用户的理解度和影响度计算设计对象的设计解的风险程度；以及风险数据库管理部，其把所述各参数的参数名、设定登录的用户的理解度、对设计对象的设计解造成的影响度以及计算出的风险程度作成一览表，将其输出给所述输出装置来进行显示。并且，在上述专利技术的产品设计支援系统中，所述风险数据库管理部把所述各参数的参数名、设定登录的用户的理解度、对设计对象的设计解造成的影响度以及计算出的风险程度作成与输入以及运算日期时间对应的风险程度的推移一览表，将其输出给所述输出装置来进行显示。另外，本专利技术的另外的特征是一种产品设计支援方法，其具有参数登录步骤，接受设计对象的设计参数的输入，登录在数据保存装置中；正交表制作步骤，使用在所述参数登录步骤中在所述数据保存装置中登录的设计参数，并且执行正交表制作程序，由此来制作与该参数的数目对应的L行的正交表；尺寸运算步骤，使用所述L行正交表的数据，另外从所述数据保存装置中调出并执行尺寸决定程序，对于正交表的行数L的设计点，以达到设计目标值的方式来决定设计对象的各部的尺寸，并登录在所述数据保存装置中；仿真步骤，调出在所述数据保存装置中保存的设计对象的仿真程序，对于在所述尺寸运算步骤中得到的L组的各个设计解，加减在所述数据保存装置中登录的各部的尺寸的公差，来执行多次虚拟试制，把仿真结果登录在数据保存装置中；评价指标运算步骤，调出在所述数据保存装置中登录的设计参数、各部的尺寸以及仿真结果、并且调出并执行设计对象的评价指标运算程序，由此来计算与设定的设计参数对应的评价指标，并登录在数据保存装置中；响应曲面模型运算步骤，从所述数据保存装置中调出响应曲面化运算程序，对在所述仿真步骤中得到的L组的评价指标的平均值和方差量进行处理，进行响应曲面化来制作响应曲面 模型，并登录在所述数据保存装置中；因素效应图制作步骤，调出在所述数据保存装置中登录的L行正交表以及在所述评价指标运算步本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种产品设计支援系统，其具备：用于数据输入操作的输入装置（3）；具有用于分别保存数据以及程序库的程序保存部（1）和数据存储部（2）的数据保存装置（1、2）；以及取得通过所述输入装置（3）输入的数据、在所述数据保存装置（1、2）中保存的数据，从在所述数据保存装置（1、2）中保存的程序库中调出适当的程序来执行的计算机本体（5），该产品设计支援系统的特征在于，具备：参数设定登录部（11），其接受来自所述输入装置（3）的、在设计对象的设计中所需要的设计目标值、多种设计参数和各设计参数的设计范围的设定输入，并登录在所述数据保存装置（1、2）中；试制仿真执行部（12、13、14、16、17、18），其调出在所述数据保存装置（1、2）中保存的设计对象的试制仿真程序，使用所述设计对象的所述设计目标值和所述多种设计参数和各设计参数的设计范围的数据，将所述多种设计参数中的各个设计参数的设计范围内的任意的值作为设计点，分别使用该多种设计参数中的各个设计参数的设计点的网罗的组合，执行试制达成所述设计目标值的虚拟试制品的试制仿真，将得到的多个虚拟试制品作为设计解集，登录在所述数据保存装置（1、2）中；评价指标运算部（15），其调出所述数据保存装置（1、2）中保存的评价指标运算程序，对所述设计解集的多个虚拟试制品中的各个虚拟试制品计算出多种评价指标中的每一评价指标的评价值，与所述多个虚拟试制品分别对应起来登录在所述数据保存装置（1、2）中；过滤部（19），其接受评价所述设计对象产品的特性的所述多种评价指标或其一部分的评价指标中的每个评价指标的限制值的指定操作输入，从所述数据保存装置（1、2）中调出并执行过滤程序，从通过所述试制仿真执行部（12、13、14）得到的所述设计解集中提取同时达成所述设定的所述多种评价指标的全部或一部分评价指标中的各个评价指标的限制值的虚拟试制品集来作为最大似然设计解候补集，并登录在所述数据保存装置（1、2）中。...

【技术特征摘要】
2007.10.04 JP 2007-2609741.一种产品设计支援系统，其具备用于数据输入操作的输入装置(3);具有用于分别保存数据以及程序库的程序保存部(I)和数据存储部(2 )的数据保存装置(I、2 );以及取得通过所述输入装置(3 )输入的数据、在所述数据保存装置(I、2 )中保存的数据，从在所述数据保存装置(1、2)中保存的程序库中调出适当的程序来执行的计算机本体(5)，该产品设计支援系统的特征在于， 具备 参数设定登录部(11)，其接受来自所述输入装置(3)的、在设计对象的设计中所需要的设计目标值、多种设计参数和各设计参数的设计范围的设定输入，并登录在所述数据保存装置(1、2)中； 试制仿真执行部(12、13、14、16、17、18)，其调出在所述数据保存装置(1、2)中保存的设计对象的试制仿真程序，使用所述设计对象的所述设计目标值和所述多种设计参数和各设计参数的设计范围的数据，将所述多种设计参数中的各个设计参数的设计范围内的任意的值作为设计点，分别使用该多种设计参数中的各个设计参数的设计点的网罗的组合，执行试制达成所述设计目标值的虚拟试制品的试制仿真，将得到的多个虚拟试制品作为设计解集，登录在所述数据保存装置(1、2)中； 评价指标运算部(15)，其调出所述数据保存装置(1、2)中保存的评价指标运算程序，对所述设计解集的多个虚拟试制品中的各个虚拟试制品计算出多种评价指标中的每一评价指标的评价值，与所述多个虚拟试制品分别对应起来登录在所述数据保存装置(1、2)中； 过滤部(19)，其接受评价所述设计对象产品的特性的所述多种评价指标或其一部分的评价指标中的每个评价指标的限制值的指定操作输入，从所述数据保存装置(1、2)中调出并执行过滤程序，从通过所述试制仿真执行部(12、13、14)得到的所述设计解集中提取同时达成所述设定的所述多种评价指标的全部或一部分评价指标中的各个评价指标的限制值的虚拟试制品集来作为最大似然设计解候补集，并登录在所述数据保存装置(1、2)中。2.根据权利要求I所述的产品设计支援系统，其特征在于， 所述试制仿真执行部(12、13、14、16、17、18)使用在所述数据保存装置(I、2)中登录的设计参数执行正交表制作程序，由此制作与该参数的数量对应的L行正交表，调出在所述数据保存装置中保存的设计对象的试制仿真程序，使用所述L行正交表的数据，对于每一所述多种设计参数的设计点的任意的组合，执行试制仿真来执行多个虚拟试制，将得到的多个虚拟试制品作为所述设计解集来登录在所述数据保存装置中。3.根据权利要求I或2所述的产品设计支援系统，其特征在于， 具备 最大似然设计解集选定部(20),其针对选定最大似然设计解集指令的输入,选定同时满足从所述最大似然设计解候补集中指定的限制值的最大似然设计解集，并登录在所述数据保存装置(1、2)中，其中所述最大似然设计解集指定了针对通过所述过滤部(19)过滤后的所述最大似然设计解候补集的所述多种评价指标的全部或其一部分的评价指标中的各个评价指标的限制值。4.根据权利要求I 3中的任意一项所述的产品设计支援系统，其特征在于， 具备参数理解度登录部(22)，其在输出装置(4)上显示用户对于所述试制仿真程序的各参数的理解度的设定画面，接受通过该设定画面设定输入的所述用户的理解度，并登录在所述数据保存装置中保存的风险数据库中； 参数影响度登录部(22)，其在所述输出装置上显示所述多种参数的模糊度对于设计对象的设计解造成的影响度的设定画面，接受通过该设定画面设定输入的、对所述设计对象的设计解造成的影响度，并登录在所述数据保存装置中保存的风险数据库中； 风险程度计算部(23)，其使用每个所述参数的用户的理解度和影响度计算设计对象的设计解的风险程度；以及 风险数据库管理部(24)，其把所述各参数的参数名、设定登录的用户的理解度、对设计对象的设计解造成的影响度以及计算出的风险程度作成一览表，将其输出给所述输出装置来进行显示。5.根据权利要求4所述的产品设计支援系统，其特征在于， 所...

【专利技术属性】
技术研发人员：森初男，吴宏尧，
申请(专利权)人：株式会社IHI，
类型：发明
国别省市：