支持部件设计的设计支持系统

摘要

一种设计支持系统，包括从客户终端中执行的部件设计支持程序获取包括指明被设计部件体积的体积信息的部件设计信息的单元；产生指明对应于所述被设计部件的所述部件类别可用材料的名称列表的列表信息，并向所述客户终端发送所述列表信息的单元；采集单元，从所述材料数据库获取对应于由所述客户终端从所述列表信息中选定的所述材料名称的受控物质信息；计算所述选定材料名称的所述材料应用于所述被设计部件时，所述被设计部件中包括的所述受控物质含量的单元；以及输出计算出的所述受控物质的含量，作为所述被设计部件评价信息的单元。

说明书

技术领域

本发明涉及支持部件设计的设计支持系统，它在客户终端上执行。

背景技术

近年来，已经开发了多种带有3D绘图支持功能的三维CAD(计算机辅助设计)软件。使用3D CAD软件能够精确地设计部件的三维外形，比如机械零件。

此外，已经开发的系统支持在多种产品的设计中考虑对环境的影响。

日本专利申请公开号2002-251416公开了支持产品设计的系统。这个支持产品设计的系统使用例如与产品的生命周期中发生的总成本有关的信息，与产品在生命周期中对环境的影响有关的信息，以及与销售有关的信息。

不过，这个系统没有评价使用3D CAD软件设计的部件所应用的材料选择的功能。

一般说来，材料具有其自身的物理性质值。根据对应用于被设计部件的材料的选择，可能制造出包括禁止使用物质的部件，或者可能制造出包括的受控物质超过允许量的部件。

随着被设计部件的体积变大，被设计部件中包括的受控物质的量增加。

所以必须提供方案以与部件设计支持程序比如3D CAD软件合作，以便支持恰当的材料选择和部件体积设计。

发明内容

根据本发明的实施例，提供了一种设计支持系统，通过网络连接到客户终端并支持在客户终端中执行的部件设计，系统包括：存储设备，存储着材料数据库，用于对每种材料，管理每种材料的材料名称、指明材料中包括的每种受控物质含量的受控物质信息以及指明允许/不允许使用材料的判别信息；设计信息采集单元，被配置为与由客户终端执行的部件设计支持程序合作，通过网络从部件设计支持程序获取部件设计信息，部件设计信息包括指明使用部件设计支持程序设计的部件体积的体积信息；判断单元，被配置为在通过网络从客户终端输入与被设计部件有关的材料选择请求时，根据判别信息和指明部件类别与属于部件类别的部件的可用材料之间关系的信息，判断材料数据库中存储的每种材料是否为对应于被设计部件的部件类别的可用材料；产生单元，被配置为根据判断的结果，产生列表信息，列表信息指明对应于被设计部件的部件类别可用材料的名称列表，并通过网络向客户终端发送列表信息；受控物质信息采集单元，被配置为从材料数据库获取由客户终端从列表信息中选定的对应于材料名称的受控物质信息；计算单元，被配置为根据获取的受控物质信息和获取的部件设计信息中包括的体积信息，计算在选定材料名称的材料应用于被设计部件时，被设计部件中包括的受控物质的含量；以及输出单元，被配置为输出计算出的受控物质的含量，作为被设计部件的评价信息。

附图简要说明

在说明书中加入并构成其一部分的附图，展示了本发明的若干实施例，并且连同上面给出的一般说明和下面给出的实施例的详细说明，用于讲解本发明的原理。

图1是一幅框图，显示了计算机网络系统的整体结构，它构成了根据本发明实施例的设计支持系统；

图2是一幅框图，显示了计算机网络系统的另一个实例，该系统构成了根据实施例的设计支持系统；

图3是一幅框图，显示了设计信息管理系统和材料管理的结构，它们用于根据实施例的设计支持系统中；

图4显示的实例中，在同一服务器计算机中配备了设计信息管理系统和材料管理系统，它们用于根据实施例的设计支持系统中；

图5显示了材料信息屏幕的实例，由根据实施例的设计支持系统中所用的材料管理系统呈现在客户终端上；

图6显示了受控材料信息屏幕的实例，由根据实施例的设计支持系统中所用的材料管理系统呈现在客户终端上；

图7显示了设计信息屏幕的实例，由根据实施例的设计支持系统中所用的设计信息管理系统呈现在客户终端上；

图8显示了详细信息屏幕的实例，由根据实施例的设计支持系统中所用的设计信息管理系统呈现在客户终端上；

图9显示了映射信息结构的实例，用于根据实施例的设计支持系统中；

图10显示了CAD软件工作屏幕的实例，用于根据实施例的设计支持系统中；

图11是一幅流程图，展示了根据实施例的设计支持系统的操作；

图12是一幅流程图，展示了材料缩窄操作，由根据实施例的设计支持系统执行；

图13是一幅流程图，展示了评价信息输出过程，由根据实施例的设计支持系统执行；

图14是一幅框图，显示了根据实施例的设计支持系统的另一种结构。

具体实施方式

现在将参考附图，介绍本发明的实施例。

图1显示了计算机网络系统的结构，它构成了根据本发明实施例的设计支持系统。这个设计支持系统是支持部件设计的系统，由多台客户终端1中的每一台执行。设计支持系统由服务器计算机3和4实现。服务器计算机3和4通过网络2比如因特网或内联网连接到每台客户终端1。

每台客户终端1包括例如个人计算机。客户终端1包括输入设备、运算设备、输出设备、存储设备和通信设备作为硬件。在每台客户终端中安装着部件设计支持程序，比如3D CAD软件11。各个设计者可以使用其本身客户终端中3D CAD软件中配备的设计支持功能(模拟、绘图等)进行部件设计工作。

服务器计算机(A)3加载了程序，其功能为材料管理系统31。服务器计算机(B)4加载了程序，其功能为设计信息管理系统41。服务器计算机3和4中的每一台都包括输入设备、运算设备、输出设备、存储设备和通信设备作为硬件。

材料管理系统31是管理材料数据库的系统，管理着每种材料的名称和相关的物理性质值信息。材料数据库的物理性质值信息包括指明每种材料特征值(如机械特征比如弹性模量)的信息，以及指明每种材料中包括每种受控物质含量的受控物质信息。另外，材料数据库还存储着指明目前例如法律是否允许使用材料中每一种的判别信息。

设计信息管理系统41是管理每种部件设计信息的系统，使用每台客户终端1中的3D CAD软件设计部件。设计信息管理系统41用作PDM(产品管理)系统，管理着每种产品部件的设计信息作为最终结果。

设计信息管理系统41具有协助每台客户终端1的3D CAD软件11和材料管理系统31中材料数据库的功能。设计信息管理系统41使用协助功能，对每台客户终端1支持恰当的材料选择和部件体积设计。

材料管理系统31和设计信息管理系统41可以配备在同一服务器计算机中。图2显示了系统配置的实例，其中材料管理系统31和设计信息管理系统41配备在同一服务器计算机中。

现在参考图3，介绍客户终端1、材料管理系统31和设计信息管理系统41的结构。图3对应于图1所示的系统配置。

客户终端1包括信息发送模块12，以及3D CAD软件11。信息发送模块12是使3D CAD软件11和设计信息管理系统41之间能够协作的程序。信息发送模块12从3D CAD软件11获取由3D CAD软件11设计的部件的设计信息，并且把获取的设计信息通过网络发送到设计信息管理系统41发送到设计信息管理系统41的设计信息包括对应于被设计部件的CAD文件的文件名、指明如被设计部件的类别的属性信息以及指明被设计部件的体积的体积信息。

服务器计算机(A)3包括网络服务器30，以及上述材料管理系统31材料管理系统31包括网络系统311、信息管理单元312、搜索单元313和输出单元314。网络系统311是协助网络服务器30所用的程序。信息管理单元312是数据库管理程序，用于管理上述材料数据库。信息管理单元312管理着服务器计算机(A)3的存储设备中存储的材料数据库。信息管理单元312为每台客户终端1的网络浏览器提供与材料数据库中数据注册有关的以及浏览材料数据库的服务。关于材料数据库中的数据注册，例如可以执行验证过程，以便仅仅允许管理员执行注册过程。信息管理单元312也包括向设计信息管理系统41提供材料数据库中注册的每种材料的名称和每种材料的物理性质值的功能。

搜索单元313是在材料数据库中搜索物理性质值信息的程序，比如受控物质信息，它对应于由设计信息管理系统41指定的材料名称。输出单元314把搜索单元313检索的物理性质值信息传递到设计信息管理系统41。

服务器计算机(B)4包括网络服务器40，以及上述设计信息管理系统41。设计信息管理系统41包括网络系统411、信息管理单元412、CAD信息接收单元413、计算单元414和判断单元415。网络系统411是能够协助网络服务器40的程序。信息管理单元412是管理着各台客户终端1设计的每种部件的设计信息作为设计信息数据库的程序。设计信息数据库存储在服务器计算机(B)4的存储设备中。从每台客户终端1通过网络服务器40向网络系统411输入对设计信息数据库的访问请求。

CAD信息接收单元413是在与客户终端1的信息发送模块12的协作中能够协助每台客户终端1的CAD软件11的程序。CAD信息接收单元413通过网络2从CAD软件11处获取部件设计信息，它包括指明由CAD软件11设计的部件的体积的体积信息。CAD信息接收单元413接收从客户终端1的信息发送模块12发送的设计信息。CAD信息接收单元413接收的部件设计信息存储在设计信息数据库中，它由信息管理单元412管理。

信息管理单元412也包括对每台客户终端1支持材料选择的功能。为了实现对材料选择的支持功能，信息管理单元412管理着映射信息作为类别/材料对应表，它指明了部件类别与属于类别的部件可用材料之间的关系。如果网络系统411收到了从客户终端1发送的材料选择请求，信息管理单元412就执行材料选择支持过程。

在材料选择支持过程中，信息管理单元412通过网络系统411从材料管理系统31的材料数据库获取材料信息(如材料名称和与每种材料相关联的判别信息)。信息管理单元412根据映射信息和获取的判别信息，辨别材料数据库中注册的每种材料是否可用于对其请求材料选择的部件对应的部件类别。信息管理单元412根据辨别结果，产生材料名称列表信息，它表示可用材料的名称列表，并且通过网络系统411和网络服务器40向客户终端1发送材料名称列表信息。

如果客户终端1从材料名称列表信息中选定了一种材料名称，就从客户终端1把指明选定材料名称的信息发送到网络服务器40。信息管理单元412通过网络系统411接收指明选定材料名称的信息，并且通过网络系统411把选定材料名称发送到材料管理系统31，从而从材料数据库获取物理性质值信息，其中包括选定材料名称对应的受控物质信息。

当选定材料名称的材料应用于被设计部件时，计算单元414根据从材料数据库获取的受控物质信息和CAD信息接收单元413获取的设计信息中包括的体积信息，计算被设计部件中包括的受控物质的含量。计算出的受控物质的含量存储在设计信息数据库中作为被设计部件的评价信息，或者作为评价信息通过服务器计算机(B)4的输出设备或通信设备输出到外部系统。

此外，计算出的受控物质的含量也可以发送到客户终端1。在这种情况下，计算出的受控物质的含量的数值本身可以发送到客户终端1作为评价信息。不过，只有在受控物质的含量为预定数值或更多时，才需要把这个事实发送到客户终端1。在这种情况下，判断单元415判断计算出的受控物质的含量是否为预定数值或更多。如果受控物质的含量为预定数值或更多，判断单元415就向客户终端1发送消息告知该项后果，从而提示客户终端1执行部件的重新设计或者材料的重新选择。

图4显示了材料管理系统31和设计信息管理系统41的结构，它们对应于图2所示的系统配置。服务器计算机5包括网络服务器50、材料管理系统31和设计信息管理系统41。材料管理系统31和设计信息管理系统41的结构与图3所示的结构相同。

下一步参考图5，介绍由材料管理系统31管理的材料数据库的结构。

图5显示了由材料管理系统31呈现在客户终端1上的屏幕实例。在材料数据库中，定义了各种材料的记录。每个记录都定义了“MATERIAL USE PERMISSION/NON-PERMISSION”字段、“KIND”字段、“TRADE NAME”字段、“GRADE”字段、“MAKERINFORMATION”字段和“PHYSICAL PROPERTY VALUE”字段。

“MATERIAL USE PERMISSION/NON-PERMISSION”字段是存储上述判别信息的字段。标记“○”指明目前允许使用这个记录中的材料，标记“×”指明目前不允许使用这个记录中的材料。管理员在必要时按照法律规定等的变化更新“MATERIAL USEPERMISSION/NON-PERMISSION”字段。因此，管理员能够以集中化方式管理着全部材料的允许/不允许使用。“KIND”字段是指明记录中材料种类的字段(如铝、铜、镁或聚碳酸脂)。

“TRADE NAME”字段和“GRADE”字段是指明材料商品名称和等级的字段。这些字段中的数值用作唯一识别材料的材料名称。

“PHYSICAL PROPERTY VALUE”字段是记录材料的物理性质值的字段。“PHYSICAL PROPERTY VALUE”字段包括“MECHANICAL CHARACTERISTIC”字段、“CONTROLLEDSUBSTANCE CONTENT”字段、“USE/NON-USE OFCONTROLLED SUBSTANCE IN MANUFACTURING PROCESS”字段和“COLOR INFORMATION”字段。

“MECHANICAL CHARACTERISTIC”字段存储着指明材料机械特征的物理性质值(纵向弹性模量、横向弹性模量、抗挠刚度等)。“CONTROLLED SUBSTANCE CONTENT”字段存储着材料中包括的每种受控物质的含量(mg/mm³)作为受控物质信息。在图5所示的屏幕上，如果点击某个记录的“CONTROLLED SUBSTANCECONTENT”字段，就在客户终端1的屏幕上显示记录的材料中包括的受控物质有关的受控物质信息，如图6所示。

下一步参考图7，对设计信息管理系统41管理的设计信息数据库的实例给出说明。

图7显示了由设计信息管理系统41呈现在客户终端1上的屏幕实例。设计信息数据库为每种部件都定义了一个记录。客户终端1的CAD软件每次为部件设计创建新文件时，都把一个记录加入设计信息数据库。每个记录都包括“COMPONENT CODE”字段、“NAME”字段、“CLASSIFICATION”字段、“FILE NAME”字段、“MATERIAL”字段、“VOLUME”字段和“WEIGHT”字段。

“COMPONENT CODE”字段和“NAME”字段是注册记录的部件分配之部件代码和部件名称的字段。“CLASSIFICATION”字段是注册部件所属之部件类别(形成方法的种类、部件的种类等)有关信息的字段。“FILE NAME”字段注册部件对应的CAD数据之文件名的字段。“MATERIAL”字段是注册设计者选为应用于部件的材料的材料名称的字段。“VOLUME”字段是注册部件体积的字段，“WEIGHT”字段是注册部件重量的字段。

设计信息数据库中的每个记录都配备了“DETAIL”按钮。

“DETAIL”按钮用于使客户终端1向设计信息管理系统41输入材料选择请求。如果点击“DETAIL”按钮，设计信息管理系统41就向客户终端1呈现部件的详细信息屏幕，如图8所示，它对应于被点击之“DETAIL”按钮所在的记录。详细信息屏幕配备了下拉菜单，以便选择“MATERIAL”。下拉菜单显示了部件可用之材料的列表。设计者可以通过引用下拉菜单而选择将要使用的材料。

图9显示了上述映射信息的实例。

如上，映射信息是类别/材料对应表，它定义了部件的部件类别与属于类别的部件的可用材料之间的对应关系。表格存储着对于A、B、C...每种部件类别可用材料的列表。必要时映射信息可以由例如管理员进行编辑。

图10显示了由CAD软件11显示在客户终端1上的工作屏幕实例。屏幕包括“VOLUME TRANSMISSION”按钮701和绘制3D部件外形的3D绘图窗口702。如果在3D绘图窗口702上绘制了部件的后，点击“VOLUME TRANSMISSION”按钮701，信息发送模块12就从CAD软件11获取包括体积信息的设计信息。信息发送模块12把获取的设计信息发送到设计信息管理系统41。

现在参考图11，介绍图3所示系统的操作。

如果客户终端1中的CAD软件11创建了新文件(步骤S1)，新文件的文件名就由信息发送模块12通过网络2发送到设计信息管理系统41。

设计信息管理系统41收到文件名后，把一个记录(设计信息管理记录)增加到设计信息数据库(步骤S11)。从客户终端1发送的文件名自动注册在增加的设计信息管理记录的“FILE NAME”字段中。因而在客户终端1中设计的部件以一一对应关系与设计信息数据库中的记录相关联。

在客户终端1中，使用CAD软件11进行部件设计工作(步骤S2)。如果设计者在部件设计完成后点击“VOLUMETRANSMISSION”按钮701，CAD软件11就根据被设计部件的外形和尺寸计算部件的体积(步骤S3)。信息发送模块12从CAD软件11获取部件设计信息，部件设计信息包括指明算出之体积的体积信息和指明被设计部件的类别的类别信息。信息发送模块12把获取的部件设计信息通过网络发送到设计信息管理系统41(步骤S4)。

在设计信息管理系统41中，CAD信息接收单元413从信息发送模块12接收部件设计信息。CAD信息接收单元413把收到的部件设计信息输入到信息管理单元412。在信息管理单元412中，在“VOLUME”字段中，自动注册部件设计信息中包括的体积信息。在类别信息包括在部件设计信息中的情况下，在“CLASSIFICATION”字段中自动注册类别信息(步骤S12)。设计者可以通过网络浏览器，把类别信息输入到图7所示的屏幕。

客户终端1通过网络浏览器访问设计信息管理系统41，以便选择被设计部件的材料。如果点击图7的屏幕上的“DETAIL”按钮，客户终端1就把与被设计部件有关的材料选择请求发送到设计信息管理系统41(步骤S5)。

设计信息管理系统41收到材料选择请求后，从材料管理系统31的材料数据库获取各种材料的判别信息和指明材料名称的材料信息(步骤S13)。设计信息管理系统41缩窄材料选择请求指定之部件对应的部件类别所属之可用材料的材料名称，并产生材料列表，指明部件对应的部件类别所属的可用材料名称。设计信息管理系统41把产生的材料列表发送到客户终端1(步骤S14、S15)。材料列表显示在图8的详细信息屏幕上作为下拉菜单。

如果在客户终端1的下拉菜单上选定了材料名称，设计信息管理系统41就把选定的材料名称注册在设计信息数据库中，并且把选定的材料名称发送到材料管理系统31，以便从材料数据库获取受控物质信息(步骤S16)。设计信息管理系统41从材料管理系统31收到与选定的材料名称相关联的受控物质信息后，就把获取的受控物质信息中指定的每种受控物质的含量乘以体积信息。从而一种物质一种物质地计算被设计部件中包括的每种受控物质的含量(步骤S17)。随后，设计信息管理系统41输出算出的受控物质含量，作为被设计部件的评价信息(步骤S18)。

如上，在这个实施例的设计支持系统中，自动产生由客户终端1设计的部件可用的材料的材料名称列表。产生的列表提供给客户终端1。所以，设计者可以容易选择材料。此外，如果材料名称由客户终端1选定，就使用从客户终端1的CAD软件11获取的设计信息中包括的体积信息和材料数据库中注册的受控物质信息，自动计算选定之材料名称的材料应用时部件中包括的受控物质的含量，作为部件的评价信息。因此，在本实施例的设计支持系统中，能够在考虑到若干受控物质含量的情况下，恰当地评价被设计部件的体积和部件应用的材料的选择。所以，在每台客户终端1中都能够支持恰当材料的选择和部件体积的设计。

现在参考图12的流程图，介绍从材料数据库缩窄可用材料名称的处理过程。

一开始，设计信息管理系统41参考“MATERIAL USEPERMISSION/NON-PERMISSION”字段中的判别信息，从材料数据库选择允许使用之材料的名称(步骤S101)。然后，设计信息管理系统41根据映射信息(类别/材料名称对应表)，从允许使用之材料名称列表中选择请求选择材料之部件对应的材料名称(步骤S102)。在步骤S102中，首先从设计信息数据库获取请求选择材料之部件对应的类别信息，再参考映射信息(类别/材料名称对应表)，确定部件对应的部件类别所属可用材料的名称。对于允许使用之材料的每种材料名称，判断材料是否可用于部件对应的部件类别。因此，从允许使用之材料的名称列表中选择部件对应的部件类别可用材料的名称。随后，设计信息管理系统41向客户终端1提供可用材料名称的列表(步骤S103)。

下一步参考图13的流程图，介绍设计信息管理系统41的判断单元415执行的处理过程。

判断单元415判断由计算单元414算出之受控物质的含量之和是否为预定数值或更多，或者指定受控物质的含量是否为对指定受控物质设定的预定数值或更多(步骤S111)。如果受控物质的含量之和为预定数值或更多，或者如果指定受控物质的含量为对指定受控物质设定的预定数值或更多，判断单元415就向客户终端1发送消息告知该项后果作为警报。判断单元415从而提示客户终端1执行部件的重新设计或者材料的重新选择(步骤S112)。

通过向客户终端1反馈受控物质含量的评价信息，设计者能够重新设计部件以便缩小部件的体积，也能够重新选择要使用的材料。

图14显示了客户终端1和材料管理系统31之结构的另一个实例。

在图14所示的系统中，材料管理系统31中增加了材料属性发送单元315，客户终端1中增加了材料属性接收单元13。材料属性发送单元315通过网络向客户终端1发送材料数据库中注册的材料属性信息(材料名称、物理性质值)。材料属性接收单元13从材料属性发送单元315接收材料属性信息并把它写入CAD软件11。通过把材料数据库中注册的材料属性信息(材料名称、物理性质值)写入客户终端1的CAD软件11，就为CAD软件11本身提供了向设计者呈现各种材料之物理性质值的功能。

材料管理系统31和设计信息管理系统41的功能由计算机程序实现。所以，只有利用存储着这些计算机程序的计算机可读存储介质，在可与客户终端1通信的计算机中通过安装计算机程序，才能获得与本实施例相同的优越效果。

对于本领域的技术人员，不难设想出其他的优点和修改。所以，从广义上来说，本发明并不限于本文所示和介绍的特定细节和代表性实施例。因此，对于附带的权利要求书及其相当内容定义的一般发明概念，在不脱离其实质和范围的情况下，可以作出多种修改。