JP2864586B2 - 設計手順支援装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の目的〕 （産業上の利用分野） 本発明は、コンピュータを使用して設計手順を半自動
的に支援する設計手順支援装置に関し、更に詳しくは、
目標指標の設計結果を設計対象の性格に応じて適確に評
価し得る評価値を算出することができる設計手順支援装
置に関する。

（従来の技術） コンピュータを使用した従来の設計手順支援装置にお
いては、設計結果の判定は目標値への達成または未達成
といった２値評価で行われることが多い。また、目標値
と設計値との差異を目標値との相対比較で定量化するこ
とも考えられるが、この場合にも各目標指標等の評価は
可能であっても、異なる目標指標間での設計結果を評価
することは比較的困難である。

更に具体的には、車両の目標指標である最高速度と燃
料消費率が共に例えば95％の目標達成度を得たとして
も、設計対象としている車両の性格、例えば車両が高速
性を重要視する高級スポーツカーであるかまたは経済性
を重要視するファミリカーであるかというような設計対
象の性格によりどちらの目標指標を重視すべきかが異な
り、最高速度と燃料消費率の目標達成度が同じ95％であ
っても、車両が高級スポーツカーの場合には最高速度の
評価値の方が燃料消費率の評価値の方より厳しくなり、
ファミリカーの場合には逆に燃料消費率の評価値の方が
最高速度の評価値よりも厳しいものとなる。すなわち、
高級スポーツカーを設計する場合には、燃料消費率の目
標達成度が多少悪くても最高速度の目標達成を重視すべ
きであるし、ファミリカーの場合には逆の評価になる。

（発明が解決しようとする課題） 従来の手法でこのような設計対象物の分類名称に応じ
た目標指標間の評価を行おうとすると、各分類毎に評価
手法をすべて手続き的に記憶しなければならず、構築が
きわめて困難であり、また設計情報の増減、新たな設計
手法の導入、更には設計対象物の分類方法の変化等に対
してプログラムを書き直すことが必要になり、実用上扱
うことができないという問題がある。

本発明は、上記に鑑みてなされたもので、その目的と
するところは、目標指標の設計結果を設計対象の性格に
応じて適確に評価することができる設計手順支援装置を
提供することにある。

〔発明の構成〕

（課題を解決するための手段） 上記目的を達成するため、本発明の設計手順支援装置
は、第１図に示すように、設計に必要な情報および該情
報を求めるために必要な入力情報、関連情報および関係
式を含む情報をそれぞれ見出し情報および副情報として
組み合わせるとともに、この各組合せの副情報の中の入
力情報を他の組合せの見出し情報から構成している前記
見出し情報と副情報との組合せを複数階層構造的に記憶
している情報記憶手段１と、前記組合せ情報の見出し情
報が目標指標であることを示す目標指標情報および該目
標指標の目標値を該組合せ情報に関連して記憶する目標
指標記憶手段３と、前記目標指標情報でる所望の見出し
情報を指定する指定手段５と、該指定手段で指定された
目標指標である見出し情報と組合せにある副情報の中の
入力情報を構成する他の組合せの見出し情報をすべて前
記情報記憶手段から検索し、更に前記他の組合せの入力
情報を構成する別の組合せの見出し情報をすべて前記情
報記憶手段から順次検索するとともに、この検索した情
報と関係式とから前記指定された見出し情報に対するデ
ータ値を算出する検索手段７と、該検索手段で算出した
前記見出し情報に対するデータ値を該見出し情報に対す
る目標値とを比較し、目標達成度合を算出する目標達成
度合算出手段９と、設計対象物をその属性、性格を基に
分類して分類名称を設定する分類名称設定手段11と、該
分類名称設定手段で設定された分類名称毎に各目標指標
に対する重要視度合を記憶する重要視度合記憶手段13
と、前記目標達成度合算出手段で算出した目標達成度合
と前記重要視度合とから分類名称を考慮した評価値を算
出する評価値算出手段15とを有することを要旨とする。

（作用） 本発明の設計手順支援装置では、設計対象物をその属
性、性格で分類して分類名称を設定し、この分類名称毎
に各目標指標に対する重要視度合を記憶し、目標指標の
目標値に対する目標達成度と重要視度合とから分類名称
を考慮した評価値を算出している。

（実施例） 以下、図面を用いて本発明の実施例を説明する。

第２図は本発明の一実施例に係わる設計手順支援装置
の構成を示すブロック図である。同図に示す設計手順支
援装置は、本装置の利用者が求めたい出力データである
設計に必要な所望の情報およびその他の情報等を入力し
たり指定するキーボード21と、出力データを算出しよう
とする設計支援動作の途中において利用者に更に入力し
てもらって決定しなければならないデータ、パラメー
タ、算出した出力データ等を表示するディスプレイ装置
23と、設計手順に関する知識、具体的には設計に必要な
データ値、関連情報、求値手段である計算式等からなる
副情報と該副情報から引き出される設計情報等の見出し
情報とを組み合わせて複数階層構造的に記憶するととも
に、設計対象物をその属性、性格等に基づいて分類して
設計される分類名称、各分類名称毎に各目標指標に対す
る重要視度合等を記憶する情報記憶部25と、前記キーボ
ード21から入力された所望の出力データ、設計情報等で
ある見出し情報を前記情報記憶部25から検索し、該見出
し情報に対する入力情報を入手するとともに、この入手
した入力情報が未確定であって、他の組合せの見出し情
報となっている時には、この未確定情報がすべて確定す
るまで、該未確定情報を見出し情報として組合せ関係に
ある情報を前記情報記憶部25から検索して入手し、また
前記入手した入力情報が未確定であって、しかも他の組
合せの見出し情報にもなっていない時には、キーボード
21から入力させるように制御し、このようにして入手し
たすべての入力情報および副情報内に記述されている求
値手段を起動し、前記入力された所望の出力データ値を
算出し、設計情報の値を決定する知識制御部27とから構
成されている。

第３図は前記情報記憶部25に記憶されている見出し情
報と副情報との組合せからなるフレームを示している。
同図に示すように、情報記憶部25に組み合わせられて記
憶される見出し情報と該見出し情報に対する副情報とは
フレームという記述に従って示されている。

第３図は一例として見出し情報を「Ａ」として、該見
出し情報Ａに対する副情報としては、input（入力情
報）、equation（計算式）、target（目標値）、catego
ry（性格情報）、achievement（目標達成度／比較評価
値）、importance（重要度＝評価時の重み係数）、eval
uation（評価値）等が定義されている。また、副情報の
中のinput（入力情報）としては、３つの入力パラメー
タB,C,Dが設定され、この３つのパラメータB,C,Dの値b,
c,dをequation（計算式）:a＝f1（b,c,d）に代入するこ
とにより見出し情報Ａの値ａを求めることができること
を示している。なお、これはパラメータ間の関係が算術
式である場合であるが、例えば表引きの場合にも同様に
記述できる。

target（目標値）はVa以上であり、category（性格情
報）はこの見出し情報Ａが設計結果の評価に用いられる
目標指標であることを示している。また、achievement
（目標達成度）は目標値と設計値との比較評価値を示
し、importance（重要度）はこの見出し情報の評価時の
重み係数であり、更にevaluation（評価値）は前記目標
達成度および重要度から算出される値であり、これらの
achievement,importance,evaluationはまだ値が未確定
であり、nilとなっている。

このように構成され、情報記憶部25に見出し情報と副
情報との組合せからなるフレームとして記憶される情報
は、各見出し情報がその組合せ関係にある副情報の中の
入力パラメータおよび計算式から求められるが、この入
力パラメータは他の組合せを構成するフレームの見出し
情報となるものであり、また該他の組合せの見出し情報
はまた別の組合せの入力パラメータであるというように
見出し情報と入力パラメータを含む副情報との組合せか
らなる各情報は階層構造に構成されている。このような
構成とすることにより、任意の順番で設計手順を支援で
き、融通性に富み効率を向上することができる。

第４図はこのような階層構造に構成される設計情報の
関係を示している。同図において、設計情報Ａは情報B,
C,Dから求められ、情報Ｂは情報E,Fから求められ、情報
Ｃは情報G,Hから求められ、情報Ｄは情報H,Iから求めら
れることを示している。

第５図は設計対象物の性格、すなわち車両の場合には
スポーティ車であるか、ファミリーセダンであるかとい
うような性格に応じた目標指標の重要視度合の一例を示
す図である。同図に示すように、スポーティ車の場合に
は、動力性能に関わる０−400m発進加速、40−60km/h区
間加速、最高速度等には重み係数2.5点が与えられ、経
済性に関わる燃費には重み係数0.5点が与えられてい
る。また、ファミリーセダンの場合には、燃費には重み
係数3.0点が与えられ、０−400m発進加速、最高速度等
には重み係数0.3点が与えられていることが示されてい
る。設計対象の分類が設定されると、これらの重み係数
が前記フレームのimportance（重要度）の欄に記入され
ることになる。

次に、第６図に示すフローチャートを参照して作用を
説明する。

まず、設計しようとする車両の性格等に基づいて分類
名称（設計コンセプト）を決定する（ステップ110）。
すなわち、第５図に示したような車両の分類名称をディ
スプレイ装置23に表示し、これを設計者が選択すること
により、設計しようとする車両の性格を決定する。この
時、第５図に示した各目標指標に対する重要度である重
み係数、すなわち重要視度合が該当するフレームのimpo
rtance（重要度）欄に記入される。

それから、この時点において利用者が次に行うべき操
作を選択する（ステップ120）。この操作としては、
（１）目標値設定、（２）入力値設定、（３）値算出の
３つがあり、この中から次に行うべき操作が選択され
る。なお、実際には関連情報を参照するなどの付帯的な
操作が選択可能となる。

まず、操作として、入力値設定が選択された場合に
は、処理はステップ130に進み、どのパラメータの入力
値を設定するのかを選択する。パラメータＩが選択され
たとすると、その選択したパラメータに対する入力値を
利用者が入力する（ステップ140）。それから、この利
用者が入力した値を選択されたパラメータに対応するフ
レームＩのimportance（重要度）欄に記入し（ステップ
150）、ステップ120に戻る。

次に、目標値設定を選択した場合には、ステップ160
に進み、どのパラメータの目標値を設定するかを選択す
る。パラメータＫが選択されたとすると、この選択した
パラメータＫに対する目標値を利用者が入力する（ステ
ップ170）。この入力された目標値を選択されたパラメ
ータＫに対応するフレームのtarget（目標値）欄に大小
関係（以上、以下等）とともに記入する（ステップ18
0）。それから、このフレームＫの値が求まっているか
否かをチェックし（ステップ190）、未確定の場合に
は、ステップ120に戻る。また、確定している場合に
は、ステップ230以降に進み、後述するように評価を開
始する。

次に、値算出を選択した場合について説明する。この
場合には、ステップ200に進み、どのパラメータの値を
計算するのかを選択する。パラメータＪを選択したとす
ると、このパラメータＪに対して値を求める手続きを起
動する（ステップ210）。なお、このパラメータの値を
求める手続きについては、第７図を参照して詳細に後述
する。

それから、このフレームＪの目標値が設定済みである
か否かチェックし（ステップ220）、未設定の場合に
は、ステップ120に戻る。目標値が設定されている場合
には、ステップ230以降に進み、評価を開始する。

ステップ230以降の評価においては、目標指標の値Ｖ
が求まる度に、フレームに記述された目標値Vtに対する
目標達成度Ｔが次の計算式から目標指標毎に計算され
る。

Ｔ＝sign table（target）^＊（Vt−Ｖ）/Vt ここで、sign tableは次に示すような符号を決定するた
めの関数である。

すなわち、「目標値Vt以上」の時には、Vt以上のＶに
対して正の符号を与え、Vt未満のＶに対して負の符号を
与えるためである。

ステップ230で求める目標値と設計予測値との差がこ
の目標達成度Ｔであり、この算出した値をフレームＪの
achieve（目標達成度）欄に記入する（ステップ240）。
なお、この説明では、単純な相対比較を用いたが、例え
ばFuzzy等の他の評価法を使用してもよい。

フレームＪのimportance（重要度）欄には、ステップ
110で設定した分類名称に基づいて重要視度合が記述さ
れているので、この重要視度合とステップ230で算出し
た目標達成度とから例えば両者の積を求めることにより
パラメータＪの評価値を計算する（ステップ250）。こ
の算出した評価値をフレームＪのevaluation（評価値）
欄に記入し（ステップ260）、ステップ120に戻る。

次に、前記ステップ210で行われるパラメータの値を
求める手法について第７図のフローチャートを参照して
説明する。

まず、値を算出すべきパラメータＸに対応するフレー
ムＸを探索する（ステップ310）。それから、この探索
したフレームＸのoutput（出力）欄に値があるか否かチ
ェックする（ステップ320）。値が存在する場合には、
以降の手続きを行うことなく終了する。値が存在しない
場合には、最下層パラメータであるか否かチェックする
（ステップ330）。最下層パラメータである場合には、
利用者に値を問い合わせて入力させ（ステップ340）、
ステップ390に進む。

一方、ステップ330のチェックにおいて、最下層パラ
メータでない場合には、フレームＸのinput（入力）欄
に記述されているパラメータをすべて探索し、集合Ｌに
代入する（ステップ350）。それから、集合Ｌから要素
パラメータを１つ取り出し、再帰的にこのルーチンに引
き渡し、集合Ｌのすべての要素パラメータの値が求まる
までステップ360,370を繰り返す。集合Ｌの要素パラメ
ータのすべての値が求まると、計算実行可能になるの
で、フレームＸのif neededに記述されたequation（計
算式）等の求値手段を実行し（ステップ380）、この結
果求まった値をフレームのoutput（出力）、欄に記入し
（ステップ390）、パラメータの値を求めるルーチンを
終了する。

以上のようにして、目標指標毎に目標値を相対比較し
た目標達成度と設計対象の性格等を考慮し、他の目標指
標との比較も可能とする評価値を算出することができ
る。

第８図はスポーティカーの場合において目標指標を評
価値の大小で順番に並べ変えて表示したものである。同
図において、負の評価値は目標未達成のものであり、絶
対値が大きい程評価が悪いことになる。評価値が正のも
のは目標値を達成しており、絶対値が大きい程余裕が大
きいことになる。目標値との単純な相対比較である目標
達成度では、60km/hの定地燃費が−9.6％と最も成績が
悪いが、スポーティカーの設計においてはこの60km/hの
定地燃費の評価値は−4.8であり、−4.3％の目標達成度
を有するロードノイズの方が評価値が−7.74と悪いこと
がわかる。このような評価結果をもとに利用者である設
計者は設計対象の性格を反映した評価を考慮しながら、
最も適切な設計変更手段を考えることができる。

また、これらの評価値の例えば和を計算することによ
り、設計パターンの総合評価を行うことも可能になる。
この場合には、単純な和でもよいし、評価値が負の値だ
けを対象にした和であってもよい。

〔発明の効果〕

以上説明したように、本発明によれば、設計対象物を
その属性、性格で分類して分類名称を設定し、この分類
名称毎に各目標指標に対する重要視度合を記憶し、目標
指標の目標値に対する目標達成度と重要視度合とから分
類名称を考慮した評価値を算出しているので、目標指標
の設計結果を設計対象の性格に応じて評価することがで
き、異なる目標指標間における設計結果を直接比較評価
することができる。そして、設計結果に対してどの目標
指標から改善すべきかという設計変更の手順を適確に把
握することができるとともに、また複数の設計パターン
の中でどのパターンが望ましい設計であるかを比較評価
することもできる。

【図面の簡単な説明】 第１図は本発明のクレーム対応図、第２図は本発明の一
実施例に係わる設計手順支援装置の構成を示すブロック
図、第３図は第２図の設計手順支援装置に使用される見
出し情報と副情報とからなるフレームを示す図、第４図
は第２図の設計手順支援装置の知識情報の階層構造を示
す図、第５図は車両の性格に応じた目標指標の重要視度
合を示す図、第６図および第７図は第１図の設計手順支
援装置の作用を示すフローチャート、第８図はスポーテ
ィーカーの設計予測結果を車両の性格を考慮して評価し
た評価結果を示す図である。 21……キーボード、 23……ディスプレイ装置、 25……情報記憶部、 27……知識制御部。

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】設計に必要な情報および該情報を求めるた
   めに必要な入力情報、関連情報および関係式を含む情報
   をそれぞれ見出し情報および副情報として組み合わせる
   とともに、この各組合せの副情報の中の入力情報を他の
   組合せの見出し情報から構成している前記見出し情報と
   副情報との組合せを複数階層構造的に記憶している情報
   記憶手段と、前記組合せ情報の見出し情報が目標指標で
   あることを示す目標指標情報および該目標指標の目標値
   を該組合せ情報に関連して記憶する目標指標記憶手段
   と、前記目標指標情報である所望の見出し情報を指定す
   る指定手段と、該指定手段で指定された目標指標である
   見出し情報と組合せにある副情報の中の入力情報を構成
   する他の組合せの見出し情報をすべて前記情報記憶手段
   から検索し、更に前記他の組合せの入力情報を構成する
   別の組合せの見出し情報をすべて前記情報記憶手段から
   順次検索するとともに、この検索した情報と関係式とか
   ら前記指定された見出し情報に対するデータ値を算出す
   る検索手段と、該検索手段で算出した前記見出し情報に
   対するデータ値を該見出し情報に対する目標値とを比較
   し、目標達成度合を算出する目標達成度合算出手段と、
   設計対象物をその属性、性格を基に分類して分類名称を
   設定する分類名称設定手段と、該分類名称設定手段で設
   定された分類名称毎に各目標指標に対する重要視度合を
   記憶する重要視度合記憶手段と、前記目標達成度合算出
   手段で算出した目標達成度合と前記重要視度合とから分
   類名称を考慮した評価値を算出する評価値算出手段とを
   有することを特徴とする設計手順支援装置。