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JP4103996B2 - Personal learning support method and program for design or plant operation - Google Patents
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JP4103996B2 - Personal learning support method and program for design or plant operation - Google Patents

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Description

【0001】
【発明が属する技術分野】
本発明は、技術習得を支援する方法に関する。具体的には、鍛造および射出成形用の金型の設計や、原子力プラントの運転をする際に実際に遭遇する問題点を抽出して解決できる能力を明示的あるいは無意識のうちに、受講者に効率よく身につけさせるための方法およびプログラムに関する。
【0002】
【従来の技術】
製造業の競争力の基盤となるものの一つに、工作機械産業や金型産業がある。特に、金型産業は、非常に高度に熟練した技術や技能をもつ技術者の技術によって支えられている。金型の製造に関する熟練した技術者の持つ技術は、設計の詳細とその結果の対応とが複雑で客観的な把握が難しいこと、技能として体得する要素があることといった特徴を有している。
【0003】
このような技術それ自身の特性と、熟練技術者の高齢化が急速に進む一方で若年労働力の確保が難しくなりつつあるという社会的情勢とから、金型製造の技術等の伝承が難しくなりつつあるのが現状である。
【0004】
ここで、金型製造の技術は、個々の最終製品に向けた金型がそれぞれの用途に特化していて、一般的な金型の設計技術と特定の製品にあわせた金型の具体的な設計態様との間に大きな乖離がある。また、その設計の詳細な事項とその結果との対応が複雑なことにより、客観的にそれらの対応関係を把握することが難しいため、実際の状況で役に立つ知識と一般的知識との乖離が激しい。ここで、実際の設計では、設計段階で変更し得るパラメータの数が非常に多く、そのパラメータが相互に依存していることが多い。また、金型のパラメータと生産された製品との間に内挿や外挿といった線形的な予測が困難な場面が多い。さらに、パラメータの僅かな違いが大きな差となって表れることから、複雑なパラメータ空間での非線形での最適化問題に類似した要素(以下、「非線形要素」という)があることとして表れる。また、金型製造の技術は知識としての客観的な把握や伝達が難しく、実際の成形加工工程を通じて体得せざるを得ない要素、言い換えれば、その設計や、それを具体的に製作するといった体験をすることにより身に付けざるをえない要素(以下「技能的要素」という)が含まれている。従来からの一般的な教育(書籍による一般的な知識の習得、集合教育による画一的な教育等)では、この伝達の困難さから、将来のための知識の獲得にとどまり、このような技能的要素を経験により習得するような学習は困難であるという問題点がある。これは、十分に熟練した技術を有する教育者が教育をしても、教育を受ける側が一定程度の経験を有していないと、その教育内容の意義や価値に気が付かず、表面的な知識の獲得に終始しやすいといった問題となっても表れている。
【0005】
また、金型製造等の分野の技術では、非線形要素への対応や、技能的要素の修得といったもの以外にも、さらに別の要素が実際の技術力を支えている。それは、過去の経験のみで必ずしも解決できないような対象に対して、自ら問題を予測してこれを防止したり、あるいは、未経験の問題に遭遇しても適切に問題を解決するという要素(以下、「新課題対応力」という)である。具体的には、技術の進展等に伴って対象とせざるを得ない未経験の対象(例えば新しい種類の加工材料や、全く新しい加工形状、あるいは新しい加工方法等)に対して、発生し得る問題を適切に予測して事前の対策を施したり、あるいは、未経験の問題に実際に遭遇してからであっても適切な対応策を自ら案出したりしながら、その未経験の対象に取り組んで目的を達成することが、意識してあるいは無意識のうちに各技術者により行なわれている。この新課題対応力は、非線形要素への対応や技能的要素の修得と一体となって、新技術や具体的な任務への各技術者の適応力を構成するものである。熟練した技術者の作りだした結果物を模倣等して過去のノウハウや経験を学んで非線形要素や技能的要素を習得するのみでは、特に、技術開発が盛んな分野では技術が陳腐化しやすいが、新課題対応力を習得していれば、状況の変化に対応できて真の意味での技術力となる。これまでも様々な技術開発や状況の変化に対応して、各技術者が自らの技術を適応させ、進化させることが行なわれてきたが、各技術者は一定の経験を有する技術者とOJT(On the Job Training)等によりこの「新課題対応力」を身に付けなくてはならず、長い時間がかかり、通常の教育環境では習得が難しいという問題がある。
【0006】
原子力発電プラントを含む大規模な発電あるいは化学のプラントにおいても、運転の際に監視あるいは制御しなければならないパラメータは多数に及び、効率的かつ安全な運転のための学習は容易ではない。
また、教育分野へのコンピュータの活用方法の一環として、コンピュータを用いた学習支援方法(CBT:Computer Based Training)があり、特に最近e-learningと呼ばれる方法がある(例えば、機械技術の分野について非特許文献1、金融分野について非特許文献2、IT分野について非特許文献3)。この方法では、一般に、コンピュータに予め質問に対する正解が格納されており、コンピュータの質問に受講者が自らの回答を入力等する。コンピュータは、格納されている正解に対してその回答が正しいか否かを判定し、その判定結果を表示すると共に、間違った回答をした受講者に対しては正解を教える。このように、e-learningにおいては、正解を予め定めなくてはならず、その前提として、質問が決められていなくてはならない。言い換えれば、受講者は自らが状況に応じて設定したい問題(設問)を自由に作成することができないという問題がある。このことは、現状知られているe-learningにおいては、どんなに精巧に体験を擬似させるものであったとしても、新課題対応力の獲得には効果が期待できないという問題点となって表れる。
【0007】
また、e-learningにおいては、一般に、受講者が新たな出題に取り組む際に、自分または他人の結果(答え)が参照できない構造になっているため、受講者は受講者本人の記憶に頼らざるを得ないという問題点がある。
【0008】
【非特許文献1】
著者不明、“Webラーニングプラザについて”、[online]、掲載年月日不明、2003年2月3日検索、インターネット<URL :http://murasaki.tokyo.jst.go.jp/cgi-bin/user/information.pl>
【非特許文献2】
著者不明、“くらしの金融 らくらくeラーニング 3.公的年金Webラーニングプラザについて”、[online]、掲載年月日不明、2003年2月3日検索、インターネット<URL: http://www.saveinfo.or.jp/kinyu/elearn/q#nenki.html>
【非特許文献3】
著者不明、文書名不明、[online]、掲載年月日不明、2003年2月3日検索、インターネット<URL: http://www.bizvalley.ne.jp/>
【0009】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上述の問題の少なくともいくつかを解決することを課題とする。
【0010】
【課題を解決するための手段】
本発明は、例えば、塑性力学等に代表される加工プロセス計算理論や、プラントシミュレーション理論等に基づく数値シミュレーション技術を活用し、学習を支援するための新たなステップを加えることにより、成形加工仮想体験環境や、プラント運転体験環境を提供し、受講者の学習を支援するものである。
【0011】
即ち本発明においては、
設定項目に対する回答に基づいてシミュレーションを行うことができる演算手段と、第1記憶手段と、第2記憶手段と、受講者インターフェース手段とを有するコンピュータシステムを用いた学習支援方法であって、
前記第1記憶手段に記憶された学習条件の一部を前記受講者インターフェース手段により受講者に提示する第1提示ステップと、
提示された学習条件に応じて受講者が設定する設問を前記受講者インターフェース手段により受け付ける第1受付ステップと、
該設問に対応した設定項目に対する入力値を前記受講者インターフェース手段により受け付ける第2受付ステップと、
前記入力値に基づいて前記演算手段がシミュレーションを行って今次シミュレーション結果を得るシミュレーションステップと、
前記今次シミュレーション結果を前記受講者インターフェース手段により受講者に提示する第2提示ステップと、
前記今次シミュレーション結果を前記第2記憶手段に保存する保存ステップと、
前記第2記憶手段に保存された過去シミュレーション結果からある条件に基づいて前記今次シミュレーション結果に類似するものを前記演算手段により検索する検索ステップと、
検索された過去の設問とシミュレーション結果と、今次シミュレーションの結果とそれに用いられた設問とを前記受講者インターフェース手段により受講者に提示する第3提示ステップと
を含んでなる学習支援方法が提供される。
【0012】
上記学習支援方法は、技術者が自らの技術や技能を熟練させ、進化させてゆく場面において、一般の技術者が個々の課題の解決にあたって意識してあるいは試行錯誤の中で無意識で行なっている作業や業務のうち、主として技術者自身が体得すべき要素(非線形要素、技能的要素、新課題対応力)を受講者に体験さるための方法であり、これをコンピュータで支援して、システマティックにおこなうことを可能にする方法である。受講者は、この学習支援方法により、非線形要素の存在や、その技能的要素がどのように含まれているかを認識することができ、そのような状況の中で検討課題(設問)を設定し、これに対して自ら回答をして解決することにより、新課題対応力を効率よく簡便に習得できる。
【0013】
設定項目とは、例えば金型を用いて板材から何らかのプレス成形品を作製する場合を想定すると、プレス手順、金型構成(金型の数)、金型の形状、金型の動作圧力、金型でプレスする際のオイルの種類、プレス温度、板材の材質、板取り等の各種の項目や設計事項である。また、発電プラントの運転などでは、発電プラントの運転の操作量(火力発電であれば、燃料投入量等、空気投入量、燃料の種類、発生する蒸気の温度や圧力、タービンの運転の各種パラメータ等)である。いずれにしても、学習の対象について人為的に設定される項目である。なお、このような設定項目は、教育訓練を目的とするときには、通常、その項目の数が余りに多くならないよう適当にこれを制限して教育効果を高めることができるものである。
【0014】
シミュレーションを行なうことができる演算手段とは、加工プロセス、プラント動作その他の対象となるものについての数値計算を、適切な数値モデルによって行なうよう、ソフトウエアによる情報処理をハードウエアを用いて具体的に実現するものである。例えば、有限要素法や境界要素法などの適切な強度計算をベースとした加工プロセスシミュレーションを行なうソフトウエアや、熱モデルシミュレーションを行なうソフトウエアなどを含み、適当な演算手段を用いて数値計算を行なう。これらにより、設定項目から直接または間接的に入力値を得て、対象に対して適切な数値モデルを用いて計算機シミュレーションを行なうことができる。例えば、プレス加工では、金型等の具体的形状や条件等の設定項目を定めれば、材料の塑性変形や弾性変形の詳細をシミュレートすることができ、作製された物がどのような形状、板厚等となるかを高精度に計算することができる。また、発電プラントでは、発電量や、各所における温度、圧力、媒体の流量などがどのようになるか、あるいは、火力発電であれば、ボイラー、タービン、排煙の温度やその状態がどのようになるかが、例えば経過時間ごとのデータとして得られる。このシミュレーションは現実のものを精度良く模擬することから、非線形的な振る舞いや設定項目に対して繊細な振る舞いが実物に表れてくるかを、コンピュータにより効率よく再現することができる。受講者は、このようなシミュレータを一部に含む学習支援方法による支援の下に学習することにより、非線形的要素や技能的要素を習得することが可能となる。
【0015】
第1記憶手段は、学習に供される各種のモデルや、学習条件、受講者が入力可能な設定項目、シミュレーションに必要な素材や加工に必要なデータ等を保持することができる記憶装置であり、RAM、ハードディスク、フラッシュメモリなどの任意の記憶手段である。
第2記憶手段は、第1記憶手段と同様に、コンピュータに用いられる任意の記憶手段である。関連付けを行なったデータの記憶が可能であれば良く、論理的に識別可能な適当なファイル構造、リレーショナルデータベース等のデータファイル構造を有する記憶装置とすることができる。
なお、第1記憶手段と第2記憶手段は、適切なソフトウエア手法を用いることにより、ハードウエアとしては同一のものを用いることもできる。
【0016】
学習条件とは、大枠として、受講者に対して設定される目的であったり、従わなければならない条件や要件、学習の題材となる具体的対象の範囲の制限等である。即ち、学習条件とは、学習者が自ら設定できないこれらのものを総称したものである。この学習条件は、一例では、学習条件に学習の制限(時間制限、題材の区分)を伝えるものとすることができる。別の例では、実際の技術者が対象に取り組む際の最低限の要求仕様や外部的に与えられる目標等(具体的な寸法許容量や、品質の合否ライン)とすることができる。また別の例では、システム上の制限(シミュレーションし得る複雑さ、シミュレータが扱えるものがプレス加工のみである場合にそれ以外が選択できないようにする制限等、コンピュータの制約により与えられる制限)をも含むことができる。いずれにおいても、受講者にとっては、その学習条件がその学習において達成される目標となったり、充足すべき要件であったり、拘束される条件となる。また、受講者に対してこの学習条件の全てを提示するものでは必ずしもなく、ある学習条件については、受講者に対して一切明らかにしないものも含まれていることができる。この学習条件は、実際の技術者が、対象がプレス成形の金型の加工形状であってその加工対象物が部品であるときには、プレスされてできる部品が完成品に取り付けられる際の取り付け部分の形状として他者から要求される目標や条件、あるいは、保有設備の種類等により受ける現実的な制約等になぞらえることができる。この学習条件は、本学習方法の受講者が具体的に検討すべき事項からみて何ら制限にならない程度の達成容易なものから、実際には達成不可能であったり極めて困難な学習条件まであり得る。また、より実際的な目標を学習条件に含めることができる(例えば、コスト、加工工数、処理タクト、安全性、耐久性等)。対象がプラント状態であれば、例えば運転効率の合格ラインとすることができるが、その定められ方が様々であることは同様である。本発明が学習支援方法であることから、学習効果を高めるために設定された制限(例えば、プレス加工を学習する際に、プレス加工以外が選択できないようにする制限や、一定時間内に回答をする制限)をこの学習条件とすることができる。第1提示ステップにより学習条件の一部に付いて提示されると、受講者は、その学習条件を達成するために、その学習条件が要件や制約を含むものであればそれらの中で自らの学習を行ない、その学習条件が目標を伝えるものがあればその目標を達成すべく自らの学習を行なう。なお、この学習条件は、受講者の回答についての合否の基準や正誤の基準を必ずしも定めるものではない。様々な正解があり得るような学習条件や、既存の理論では正解が存在し得ない学習条件であってもよい。一の学習条件に対して様々な面から検討できることや、学習条件に不合理な点があることを独力で見抜けることも、様々な任務に対応すべき技術者の能力の一面だからである。なお、学習条件は、準備されて明示的に提示されるもの以外にも、学習途中で何らかの暗黙に存在する条件や提示されないままであった学習条件(例えば、システムやソフトウエアの仕様上の制限)等について、その条件を外れた場合あるいはその条件に一致したときに初めて提示されるようなものも含み得る。学習条件は、受講者にユーザーインターフェースを通じて提示される。この提示は、適当な文字列からなる文章によるものでもよく、設計図のような図形的に示されるものでも良い。
【0017】
ユーザーインターフェース手段とは、CRTやフラットパネルディスプレイ等の出力手段と、キーボード、ポインティングデバイス、タッチパネル、タブレットなどの入力手段を含むものである。
【0018】
ここで、実際の加工や運転の作業において与えられた任務を達成するアプローチには様々なアプローチの仕方があることが多い。熟練した技術者は、自らの過去のノウハウに基づいて、非線形要素や技能的要素を含む技術力を発揮し、知識、保有設備、コスト等その制約の範囲において、最終的にその任務に対して満足し得る解を得る。この際、難しい対象や、経験したことの無い対象であれば、意識しているか無意識であるかは様々であるが、検討課題の抽出を行い、その検討課題に対して最適な解を与えてそれを実行し、その結果を確認して、必要に応じて新課題対応力を発揮させて自らの技術を適応させてゆく。
【0019】
本発明の学習支援方法における受講者から設問を受け付けるステップは、この抽出のステップを明示的に行なうステップである。受講者には、その設問の入力が求められる。受講者は、自らの考え(それまでの知識、経験、直観等)に基づいて、その学習条件に応じて自ら設問を作成する。設問は、設定項目に直接的あるいは間接的に関連して設定される。この設問は、典型的には文字列からなる文章であり、「各指定寸法の製品形状が作製可能であるか」、「A部の寸法の限界値を求めよ」といった問いかけや命令の文章等である。適当な目的や課題を自ら定めて文字列に含めたり、適当な図や数式を含めていても良い。あるいは、第1記憶手段に予め記録したいくつかの設問から選べるようにすることもできる。この設問自体はコンピュータで実行可能な実行ファイル等である必要は無いが、このステップ自体は受講者自身が自らの検討課題を明示して記録する意義を有する。したがって、受講者が設問を設定し得るよう、問いかけの内容や表現に対して柔軟な方法が用いられる。必要であるならば、受講者は自らの言葉で設問を設定できるようにもできる。例えば、テキストエディタによる文字編集や、図形描画ソフトウエアによる線図等の図表作成、画像キャプチャー装置による写真や図形取り込み等を可能にしたり、何らかの3次元モデラにより、立体図形で設問の要点を表現するものであっても良い。設定された設問は、今次の設問として第2記憶手段に記憶される。
【0020】
受講者は、その設問に対して、自ら回答を行なう。この回答は、何らかの数値を入力して設定項目を定めることによって行なう。したがって、直接設問に答えるものでなくとも良い。例えば、「各指定寸法の製品形状が作製可能であるか」との設問にYes/Noで回答するのではなく、実際の指定寸法を自らの判断で決定して回答とする。設問が何らかの動作を含むものであれば、その順序を定めたりしてもよい。この設定項目に対して数値を入力することは、実際の技術者が設計や運転等にかかわる場合に自らの判断で様々な事項を定めることに該当する。本発明においては、ただ一組の設定項目を定めてシミュレーションするだけでなく、適当な範囲で1以上の値が順次変更されて設定項目の複数の組にわたって繰り返しシミュレーションを行なうようなループ処理を含むような入力値とすることもできる。この回答としての入力値は、第2記憶手段に今次の設問と関連付けて記憶されるものとすることができる。
【0021】
また、この入力値は、シミュレーション手段が計算を行なう数値を定めるのに用いられる。入力値が直接その数値とされてもよく、入力値によらないと定まらない数値と予め定められた数値が組み合わせてシミュレーションの数値とされても良い。例えば、プレス加工の金型のオス型の寸法を入力すると、メス型の寸法をそれに応じて決めることができる。また、プレス工程を有限要素法でシミュレーションする例では、メッシュを生成するメッシュジェネレータに回答としてある寸法を入力して、それに応じてメッシュが生成されて、その各座標を数値としてそれに応じて有限要素法の応力や歪みの計算が行われても良い。数値は、シミュレーション手段を動作させるのに必要であるが、高精度な計算が行なえるシミュレーション手段においては、この数値を定めることは、通常の金型形状を定めたり、プラント運転のパラメータを定めたりすることと直接関係のない事項についての数値を多く含むことが多い。従って、入力値に基づいて数値を定めることにより、受講者に不必要な知識を強いないようにすることができる。シミュレーション手段は、この数値に基づいて数値モデルによりその対象の振る舞いのシミュレーションを行なう。
【0022】
このシミュレーション結果は、受講者に提示され、第2記憶手段に記憶される。その際、設問および前記入力値に関連付けられることができる。シミュレーションの結果とは、プレス加工してできた製品の形状や、歪みの分布、残留応力の分布などが代表例であり、プラント運転の場合には、運転状況を示すパラメータなどであり、表示可能なものであれば任意である。ここで、受講者の回答は、設問内での最適な回答となっていることも、そうでないこともあるし、与えられた学習条件に対して設問自体が的確であることも、全く失当であることもある。これにより、受講者は、自ら設定した設問の趣旨と、その詳細な状況を把握することができ、非線形要素への対応に必要な設定項目への入力値とシミュレーション結果との相関を受講者が把握することができる。そして、これらは、受講者の新課題対応力の習得に有効である。
【0023】
そして、検索された類似する過去の設問と、該過去の設問についての回答と、該回答の評価計算に基づく結果とが、前記設問と共に受講者に提示される。この検索によって、過去の設問と現在の設問が比較され、その比較した結果が受講者に示されるために、受講者は、いずれかの特徴が類似した過去の設問についての検討結果を、現在の設問についての検討結果と比較し得る。この比較は、基本的には、受講者は自身の過去の検討結果と比較するものであるが、他の受講者の検討結果が含まれていても良い。受講者は、具体的なシミュレーションを伴って検討した自分自身の検討結果に対してはかなりの期間そのときの検討内容や克服した点などを記憶しているものである。つまり、受講者は、自分で検討した設問とそれに対する回答である入力値を参照すれば、これを鮮明に思い出すことができるため、このような検索によって学習効果の向上が期待できる。なお、あくまで受講者が学習することを支援するのが本発明の方法の本来の目的であり、その学習条件に対して客観的に最適な解を求めること自体は主な目的ではないため、参考として他人の過去の結果を参照することができる。
【0024】
本発明では、さらに、前記第3提示ステップにおいて設問とシミュレーション結果に加えて、設定項目と回答としての入力値を提示することを特徴とする学習支援方法が提供される。
設定項目と回答としての入力値を提示すると、単に設問とシミュレーション結果を示される場合に比べて受講者は用意に自らの過去の検討内容を思い出すことができるために、学習の効果が向上する。
【0025】
本発明では、前記シミュレーションステップに続いて、シミュレーション結果の評価を前記演算手段が行う評価ステップを含み、その評価結果を前記保存ステップにおいて前記第2記憶手段に保存することができる。
【0026】
この評価基準は、設問に関連するものであっても良いし、学習条件に挙げられている目標や制約に関連するものでも良い。例えば、現在の設問が「各指定寸法の製品形状が作製可能であるか」というものであって、その評価として「作製可能」であるかどうかを評価する場合であっても、様々な視点から評価が可能である。例えば、一定の強度に満たないものが作製されても作製可能と判断できないのであれば、その強度を評価基準として強度計算する。また、強度ではなく、作製後の形状精度が問題であれば、その問題となる精度を計算する。学習条件に対してはその学習条件の趣旨に合わせて評価を行い、設問に対してはその設問の趣旨に合わせて評価を行ない、これらを組み合わせても良い。いずれであっても、計算可能なものや数値により判定可能なものを評価対象とすることができる。この評価基準や評価計算についての情報が第1記憶手段に学習条件に合わせて記録されていても良い。
【0027】
該評価計算に基づく結果とは、評価計算した数値そのものや、何らかの基準値との比較結果、あるいは、その比較に基づく判定結果を含むものである。強度が評価基準であれば、強度を示す数値や、基準値に対する比率、あるいは、比較した結果の判定内容として、例えば、「強度不足」、「素材破断」等と適切な文字列を表示しても良い。さらには、画像情報やグラフとして可視化することができる。受講者にはシミュレーション結果とともに、評価計算に基づく結果が表示される。これにより、受講者は、学習条件が達成される前であっても、その達成度や、学習条件についての設定した設問の適切さ、言い換えるなら、検討事項それ自体の適切さについての情報を得ることができる。したがって、受講者は、効率よく学習を進めることができ、また、学習条件や目標に対する意識を強く維持することができる。
【0028】
本発明では、前記検索ステップにおいて、検索の対象として、設問と設定項目と回答のいずれかまたはすべてを含む物とすることができる。
この場合、第2記憶手段からは、学習条件、設問、回答、シミュレーション結果のいずれかに含まれる特徴の点で、現在の設問と類似している過去の設問が検索される。検索に対して設問と設定項目と回答を用いると、例えば、学習条件が異なっているが設問が近いものを検索することができる。学習条件が同じとは限らない場合であっても、自分が行なった過去の検討を見ると、自らの学習した経験を容易に思い出すことがでる。自らが似た検討をしていたことを参考として現在の学習を行なえるため、その過去の検討の経験が強化され、現在の学習との関連や、経験の再利用方法についての自ら知識が得られる。
【0029】
以上説明したように、本発明の学習支援方法では、受講者自らが設問を設定する。このため、本発明の学習支援方法は、受講者のレベルによらずに有効である。初級技術者は、自らが学習等により取得した知識を当該技術者自身の技能的要素として習得することや、初級技術者自身の新課題対応力を身に付けることが、実際の金型の製作や実際のプラントの運転をすることなく短期間・低コストで可能となる。また、初級ではない中級や上級の技術者であっても、自ら設問を設定するために、各技術者なりの観点から学習条件に対して検討を加えることができ、技術者のレベルが限定されることはない。また、特定の分野の専門の技術者であっても、自身の専門の周辺分野の学習を行なうためには、本発明の方法は有効である。
【0030】
本発明の学習支援方法で受講者自らが設問を設定することは、さらに、本質的に非線形であるような対象に対しても、受講者にそのような場合の対処方法を、設問の設定を通じて学習させることができるという利点を有する。
【0031】
また、本発明で与えられる学習条件を工夫することにより、学習効果を高めたり、現実に近い学習条件を与えて精度の高い検討をしたり、様々な学習目的において本発明の方法を用いることができ、人材養成のインフラストラクチャが構築される。
【0032】
本発明では、さらに、シミュレーション手段と記憶手段とを備えたコンピュータシステムに上記いずれかの学習支援方法の各ステップを実行させるためのコンピュータプログラムが提供される。
【0033】
本発明では、コンピュータは特に特定のアーキテクチャやハードウエア仕様のものに限定されず、また、スタンドアロンであるかネットワークを通じて接続された分散タイプであるかも問わない。これまでCAD、CAM用途に用いられてきているようなコンピュータ等を用いることができる。
【0034】
また、プログラミングに用いる具体的な技術も、用いるコンピュータの種類や環境、受講者インターフェースの仕様、学習目的等にあわせて様々なプログラミング技術を用いることができる。
【0035】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して説明する。
図1は、本発明のコンピュータシステム100の構成を示す構成図である。受講者は端末コンピュータ1を端末として操作し、システム全体は、通常、複数の端末コンピュータを備えて、ネットワーク環境で実現されている。このシステムには、図示されないコンピュータが含まれていても良く、データサーバーなどの既知の手段が用いられていても良い。勿論、スタンドアロンのコンピュータにより本発明を実施するものともできる。
【0036】
プラットフォーム2は、受講者のログイン/ログアウト情報等の管理を行ったり、シミュレーションツール4の使用許可を管理したりする一般的なシステム管理を行なうようなソフトウエアによる統合作業環境である。このプラットフォーム2は、本発明の学習支援方法を実現する学習支援ツール3についての受講者インターフェースとしての役割も担う。このプラットフォーム2は、本発明の学習支援以外にも、シミュレーションツール4を受講者に使用させる環境としても動作し得る。この場合には、例えば、様々な過去の設計資産を部品として有するコンテンツ群5を備えていて、シミュレーションツール4を設計ツールとして使用する受講者に対して一定程度の設計支援を行なうことができるが、本発明の学習支援方法の実施については、学習支援ツール3を用いる。なお、プラットフォーム2は、ネットワーク環境(図示しない)で実現されており、適当なホストコンピュータ(図示しない)において動作するものである。
【0037】
シミュレーションツール4は、例えば、プレス加工で製品を作る場合の金型の設計形状や動作条件を用いて、その加工プロセスを塑性力学計算によりシミュレートできるシミュレーションソフトウエアや、発電プラントについての熱力学計算を流体力学理論と運転状況を定まる操作量に基づいてシミュレートできるシミュレーションソフトウエアなどである。
【0038】
シミュレーションツール4は、有限要素法、境界要素法などの汎用数値計算モジュールと、加工プロセスや流体計算のための特定の計算を行なうためにその汎用数値計算モジュールを有効に動作させるためのソフトウエアの組み合わせ等のソフトウエアである。この実行は、必要な計算の速度や規模に合わせて、適当な演算手段が十分な主記憶アドレス空間を扱えるように作られている汎用計算機や、特定の数値計算を効率よく行なうための特定目的計算機、あるいは、グリッドコンピュータ等の適当な計算機(図示しない)において負担されるように構成されていても良い。
【0039】
学習支援ツール3は、後述する複数のステップを実行するソフトウエアであり、その実行は、受講者の用いる端末コンピュータ1とすることも、適当なホスト(図示しない)とすることもできる。
【0040】
図2に、学習支援ツール3が実行するフローチャートの概略を示す。なお、以下においては、受講者は端末コンピュータ1に対して操作を行い、コンピュータシステム100と受講者とは、端末コンピュータを通じて、情報の提示や入力等を行なう。
【0041】
学習を開始(S10)する受講者には、まず記憶装置に予め記録した学習条件の一部が提示される(S12)。学習条件は、例えば、「プレス金型設計学習システムへようこそ」という程度のその場面でのシステムの目的を紹介するものでもよい。これのみでも、受講者がその機能を利用する意図が無い場合には終了を促すことができるし、また、受講者に学習しようとする目的の大枠を伝えることができる。また、複数の選択肢を備えるようにあらかじめ定義されたメニュー画面から特定の学習が可能となるように選択させるようにされているものでも良い。さらに、学習条件には、「完成品Aのパーツをプレスで作製する際に用いる金型を設計せよ。」といったより具体性を有する指示を含んでいてもよい。これにより、受講者は具体的な学習条件を意識して、検討を行なうことができる。もちろん、適当な階層構造を有していて、類似した題材に対して様々な検討をさせるようにすることもできる。
【0042】
受講者は、この学習条件に応じて、様々な課題の検討をしようと意識する。この受講者に対して、コンピュータシステム100は受講者自らが定めた設問を入力するよう促し、これを受け付け、記憶手段に記憶する(S14)。
受講者は、自ら設問として定めた設定項目について回答などをする。回答は、模擬する加工プロセス等において人為的に設定される数値に関するものである。回答は、第2記憶手段に設問と関連付けて記憶する(S16)。
【0043】
回答は、必ずしもそれ自身がシミュレーションの入力値として適したものとは限らないので、その場合は回答からシミュレーションに用いる数値を定める。回答それ自体がシミュレーション用の数値とすることができるときはそのままである。このような入力値に基づいて、ハードウエアと図1のシミュレーションツール4によって実現するシミュレーション手段が、数値モデルにより現実の振る舞いをシミュレートして結果を得る(S18)。
【0044】
その結果は、現在の設問または前記学習条件に関連して定められた評価方法について評価計算を行って評価される。この評価結果は、シミュレーション結果とともに、設問および回答に関連付けて第2記憶手段に記憶される(S20)。そして、そのシミュレーション結果と評価結果は、受講者に提示される(S22)。
【0045】
これにより受講者は、自己の設定した設問へのその回答について、どのようなことが実際に起こり得るかを知り、そしてそのときの評価を知ることができる。
【0046】
学習支援ツール3は、さらに、第2記憶手段にある記録より、学習条件、設問の条件、入力値、結果のいずれかに含まれる特徴においてその設問と類似しているそれまでの設問を検索する(S24)。この検索によって、主に自分が設定した過去の設問のうちから、何らかの特徴が類似した設問を呼び出すことができる。
【0047】
呼び出された類似した設問については、その過去の設問、それについての回答、および評価計算の結果やそれに基づく判定値を、そのときの設問、現在の設問についての回答、および回答に基づくシミュレーションの評価計算の結果やそれに基づく判定値と共に受講者に提示するステップ(S26)を有する。
【0048】
受講者は、このような提示を受けると、いずれかの特徴が類似した過去の設問についての検討結果を、現在の設問についての検討結果と比較し得る。この比較は、基本的には、受講者は自身の過去の検討結果と比較するものであるが、他の受講者の検討結果が含まれていても良い。受講者は、具体的なシミュレーションを伴って検討した自分自身の検討結果に対してはかなりの期間そのときの検討内容や克服した点などを記憶しているものであり、自分で検討した設問と回答を参照すれば、これを鮮明に思い出すことができ、学習効果が期待できる。
【0049】
受講者は、その結果を踏まえて、さらに、学習を行なうことができる。即ち、コンピュータシステムは、異なる回答について検討するのか(S30)、異なる設問について検討するのか(S32)、あるいは、異なる学習条件について検討するのか(S34)を選択させ、適当なところから上記ステップを再開する。学習が終了すれば、受講者は自ら終了を選択することもできる(S28)。
【0050】
[実施例]
以下、本発明の学習支援方法を実施するプログラムにおける表示画面を用いて、実施例について説明する。
【0051】
図3に、学習条件の提示画面の例を示す。図3aは、各区画にプレス加工で作製される部品の概略の形状が示しており、6区画のそれぞれは異なる学習条件を表わしている。即ち、M1は円筒側面を有して片側に開口部を有する円筒形状(カップ)を表し、M2は段付きの円筒形状、というように、M1からM6の学習条件が選択可能に示され、それぞれに概略図31〜36が付されている。受講者が図3aの提示画面においてM1をマウス等の入力装置(図示しない)で選択すると、さらに、図3bの画面が提示され文字列37が理解を補助する図面38とともに示されて、M1の内容がより具体的に説明されている。受講者は、この画面によりM1について学習するかどうかを画面上のボタン39により選択する。
【0052】
図4は、このM1を選択した受講者に次に提示される画面である。ここには、受講者により入力された設問が既に入力されて文字列41として表示され、その状況を受講者が描いた図面42が示されている。この画面には、文字列が入力可能であり、また、図形描画機能43も準備されている。この設問により、受講者は、自分が検討しようという課題をその設問に定めたことを明示的に表現することとなる。また、この設問は後から参照される際の検索の手掛りとなる。ボタン44により、設問を設定すると、その設問には固有の設問IDが付されて記憶装置(図示しない)に記憶される。ここで、設問自体は受講者に対して検討課題を認識させるものであれば任意である。
【0053】
図5は、設問が設定された後に受講者に提示される回答入力の画面である。金型の一部の形状である設定項目として、メス金型の底部稜線のRを検討するが、その値のみならず、学習条件を満たすために外径、高さ、オス型とメス型の寸法差等のシミュレーションに必須の項目が受講者により回答される。この際、M1に対して予め変更可能な値が例えば様々な場所に定められており、そのうちいくつかを受講者がテキストボックス51a〜51cにより上書きして変更するようにされる。また、オス型の形状は、寸法差の指定のみで定められるようテキストボックス51dが準備され、その他の必要な項目についても同様にされている。設問内容を確認するためには、設問確認ボタン52を選択し、回答を修正または確定することは、ボタン53で可能である。回答を確定すると、シミュレーション手段へ入力される数値となるより詳細なデータが、回答から生成され、その数値に基づいてシミュレーション手段が動作する。回答には、設問に対して付けられたIDが同様に付けられて、設問と関連付けられて記録される。
【0054】
シミュレーションを行なうと、さらに、その結果について評価計算が行なわれる。この場合、シミュレーションでは、塑性力学に基づく数値計算が行なわれ、回答に従って定められたメス金型およびオス金型により、回答の条件のプレス加工がコンピュータ内で再現される。そして、プレス加工後の製品となるカップの形状や、内部残留応力等が計算により求められる。その計算した形状等に対して、例えばカップの外側面部分の中心軸からの距離の分布を計算により求め、その分布が一定以上のばらつきを持っていれば、側面にシワが発生したものと判定される。このシワは、学習条件や設問には直接表れてはいない条件であるものの、M1に関して予めシワが一定以上発生すると良品としないことが学習条件と関連付けて定められていて、評価計算の対象とされているものである。このシワが評価基準を上回ると、学習条件を達成できないこととなる。シワは分布から判定されても良いし、また、平均の形状からのずれとして判定されてもよい。
【0055】
また、内部残留応力が一定以上となっている部分では、製品であるカップにワレが生じる可能性が高い。この内部残留応力の値とワレの発生確率は、この学習条件にあわせて事前にデータが取得されており、内部残留応力の値から、製品のいずれかの場所でワレ発生の確率が基準値を上回るかが評価計算で求められる。この基準値を上回る内部残留応力が発生すると、やはり、学習条件を達成できないこととなる。
計算した結果は、評価計算による結果と共に、設問と回答と関連付けて記憶装置に記録される。
【0056】
図6aは、このシミュレーションによる計算結果を示す画面であり、計算で求められた製品のカップの形状をあらわす図面61を表示している。シワとワレが同時に発生している場合を示している。シワやワレの部位は、受講者が直観的に理解できるように、テクスチャ63がスーパーインポーズされて表示されている。また、このときの回答の条件の要点が表示されている。学習条件達成についての文字列65は、その学習条件が達成されていないことを示している。受講者は、その結果に対して、次の回答、設問によりさらに検討を行なう場合には、続行し、学習を終了することもできる(ボタン64)。受講者が続行を選択して再度Rを変更して回答してシワやワレが見られない場合には、図6bのように表示され、学習条件達成についての文字列65が達成したことを示す。
【0057】
図6a,bで続行を選ぶと、類似した過去の学習記録が記憶装置から検索される。この検索により、類似したもの、例えば、同じ学習条件であるもの等が検索される。その結果、図7のような比較画面が提示される。これは、図6aの後に受講者に示される画面である。この画面には、現在の設問に対して、同じ学習条件についての過去の設問で比較に意味のある近い条件のものが3つ示されている。これを比較し、受講者は、結果と設定項目の関係を検討する。学習条件によっては、受講者は、非常に微妙な違いで大きく異なる結果となるものや、線形的な関係が見出しにくいもの等に気が付く。図7を確認すると、さらに図8が表示される。
【0058】
図8は、受講者に次にどのようにするかを定めさせる画面であり、他の学習条件による学習したり(81)、同じ学習条件の中で他の設問の設定したり(82)、同じ学習条件、同じ設問での他の回答についてシミュレーションをおこなうこと(83)が選択可能である。また、終了(84)も選択できる。
【0059】
ここで、例えば、図7の画面で過去の設問18の回答2を参考にしてRを35mmから37mmへと変更してシミュレーションしたものが、図6bに示した結果である。
【0060】
【発明の効果】
本発明により、非線形的な振る舞いや設定項目に対して繊細な振る舞いが製品あるいは運転走査の結果に表れてくるかを、コンピュータにより効率よく再現することができ、受講者は、このようなシミュレータを一部に含む学習支援方法による支援の下に学習することにより、非線形的要素や技能的要素を習得することが可能となる。
受講者は、自らの考え(それまでの知識、経験、直観等)に基づいて、その学習条件に応じて自ら設問を作成し、その設問に対して、自ら回答を行なう。これにより受講者は検討事項それ自体の適切さを自ら把握することができる。そして、これらは、受講者の新課題対応力の習得に有効である。また学習支援方法は、受講者のレベルによらずに有効である。また、本質的に非線形であるような対象に対しても、受講者にそのような場合の対処方法を、設問の設定を通じて学習させることができるという利点を有する。
受講者は、自分で検討した設問と回答を参照することができるので鮮明に思い出すことができ、高い学習効果が期待できる。
本発明により、学習効果の高い人材養成のインフラストラクチャが構築される。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の形態にかかるコンピュータシステムの構成を示す構成図である。
【図2】本発明の実施の形態にかかる学習支援方法の各ステップを示すフローチャートである。
【図3】本発明の実施例にかかる学習支援方法を実現するプログラムの画面表示を示す図である。
【図4】本発明の実施例にかかる学習支援方法を実現するプログラムの画面表示を示す図である。
【図5】本発明の実施例にかかる学習支援方法を実現するプログラムの画面表示を示す図である。
【図6】本発明の実施例にかかる学習支援方法を実現するプログラムの画面表示を示す図である。
【図7】本発明の実施例にかかる学習支援方法を実現するプログラムの画面表示を示す図である。
【図8】本発明の実施例にかかる学習支援方法を実現するプログラムの画面表示を示す図である。
【符号の説明】
100 コンピュータシステム
3 学習支援ツール
4 シミュレーションツール
[0001]
[Technical field to which the invention belongs]
The present invention relates to a method for supporting technical acquisition. Specifically, the ability to identify and solve the problems encountered during the design of forging and injection molds and the operation of a nuclear power plant, either explicitly or unconsciously. The present invention relates to a method and a program for efficiently learning.
[0002]
[Prior art]
One of the foundations of manufacturing competitiveness is the machine tool industry and the mold industry. In particular, the mold industry is supported by the skills of highly skilled and skilled engineers. The technology possessed by skilled engineers related to the manufacture of molds is characterized in that the details of the design and the correspondence between the results are complex and difficult to grasp objectively, and that there are elements that can be acquired as skills.
[0003]
Due to the characteristics of this technology itself and the social situation that it is difficult to secure a young workforce while the aging of skilled engineers is rapidly progressing, it is difficult to pass on mold manufacturing technology, etc. The current situation is on the way.
[0004]
Here, the mold manufacturing technology is that the molds for each final product are specialized for each application, and the general mold design technology and the specific mold for a specific product. There is a big divergence from the design aspect. In addition, because the correspondence between the detailed items of the design and the results is complicated, it is difficult to grasp the correspondence relationship objectively, so there is a great discrepancy between knowledge useful in actual situations and general knowledge . Here, in actual design, the number of parameters that can be changed at the design stage is very large, and the parameters often depend on each other. In many cases, linear prediction such as interpolation and extrapolation is difficult between the parameters of the mold and the produced product. Furthermore, since a slight difference in parameters appears as a large difference, it appears that there is an element similar to a nonlinear optimization problem in a complex parameter space (hereinafter referred to as “nonlinear element”). Also, mold manufacturing technology is difficult to objectively grasp and communicate as knowledge, and it is an element that must be obtained through the actual molding process, in other words, its design and experience of making it concretely It contains elements that must be worn by doing (hereinafter referred to as “skilled elements”). In conventional general education (acquisition of general knowledge through books, uniform education through collective education, etc.), it is difficult to convey this knowledge because of this difficulty in communication. There is a problem that learning is difficult to learn through the experience. This is because even if an educator with sufficiently skilled technology educates, if the person receiving the education does not have a certain level of experience, he will not be aware of the significance and value of the content of the education, Even if it becomes a problem that it is easy to acquire all the time, it appears.
[0005]
In addition, in the technology in the field of mold manufacturing and the like, in addition to dealing with non-linear elements and acquiring technical elements, other elements support actual technical capabilities. It is an element that predicts a problem for a subject that cannot always be solved by past experience alone, or prevents the problem by itself, or solves the problem appropriately even if an unexperienced problem is encountered (hereinafter, It is called “New issue response capability”). Specifically, problems that may occur for inexperienced objects (for example, new types of processing materials, completely new processing shapes, or new processing methods) that must be included as technology advances. Appropriately predict and take proactive measures, or even come up with inexperienced problems, devise appropriate countermeasures by themselves, and work on those inexperienced targets to achieve their objectives This is done by each engineer consciously or unconsciously. This ability to respond to new issues forms the adaptability of each engineer to new technologies and specific missions together with the response to nonlinear elements and the acquisition of technical elements. The technology tends to become obsolete, especially in fields where technological development is thriving, only by learning past know-how and experience by imitating the results produced by skilled engineers and learning non-linear elements and technical elements. If you have mastered the ability to deal with new issues, you will be able to respond to changes in the situation and become true technical skills. In the past, each engineer has adapted and evolved his / her own technology in response to various technological developments and changes in the situation, but each engineer has a certain experience and OJT. (On the Job Training) etc., you have to acquire this “new problem response capability”, which takes a long time and is difficult to learn in a normal educational environment.
[0006]
Even in large-scale power generation or chemical plants including nuclear power plants, there are a large number of parameters that must be monitored or controlled during operation, and learning for efficient and safe operation is not easy.
In addition, as a part of the method of utilizing computers in the education field, there is a computer-based learning support method (CBT: Computer Based Training), and there is a method called e-learning in recent years (for example, in the field of mechanical technology). Patent document 1, Non-patent document 2 for financial field, Non-patent document 3 for IT field. In this method, a correct answer to a question is generally stored in advance in a computer, and a student inputs his / her own answer to the question in the computer. The computer determines whether or not the answer is correct with respect to the stored correct answer, displays the determination result, and teaches the correct answer to the student who makes an incorrect answer. As described above, in e-learning, a correct answer must be determined in advance, and as a premise, a question must be determined. In other words, there is a problem that the student cannot freely create a problem (question) that the student wants to set according to the situation. This appears to be a problem that the e-learning currently known cannot be expected to be effective in acquiring the ability to deal with new issues, no matter how elaborately the experience is simulated.
[0007]
Also, in e-learning, students are generally structured not to be able to refer to the results (answers) of themselves or others when a student tackles a new question, so the student does not rely on the memory of the student himself / herself. There is a problem of not getting.
[0008]
[Non-Patent Document 1]
Author unknown, “About Web Learning Plaza”, [online], date of publication unknown, search February 3, 2003, Internet <URL: http://murasaki.tokyo.jst.go.jp/cgi-bin/ user / information.pl>
[Non-Patent Document 2]
Author unknown, “Karashino Financial Easy Learning 3. Public Pension Web Learning Plaza”, [online], date unknown, February 3, 2003 search, Internet <URL: http: //www.saveinfo .or.jp / kinyu / elearn / q # nenki.html>
[Non-Patent Document 3]
Unknown author, unknown document name, [online], date of publication unknown, search February 3, 2003, Internet <URL: http://www.bizvalley.ne.jp/>
[0009]
[Problems to be solved by the invention]
The present invention aims to solve at least some of the problems described above.
[0010]
[Means for Solving the Problems]
The present invention uses, for example, a machining process calculation theory represented by plastic mechanics and the like, a numerical simulation technology based on a plant simulation theory, etc. It provides environment and plant operation experience environment, and supports student learning.
[0011]
That is, in the present invention,
A learning support method using a computer system having a computing unit capable of performing a simulation based on an answer to a setting item, a first storage unit, a second storage unit, and a student interface unit,
A first presentation step of presenting a part of the learning conditions stored in the first storage means to a student by the student interface means;
A first receiving step for receiving, by the student interface means, a question set by the student according to the presented learning condition;
A second accepting step of accepting an input value for a setting item corresponding to the question by the student interface means;
A simulation step in which the computing means performs a simulation based on the input value to obtain a current simulation result;
A second presentation step of presenting the simulation result to the student by the student interface means;
A storage step of storing the current simulation result in the second storage means;
A search step of searching for a thing similar to the current simulation result based on a certain condition from a past simulation result stored in the second storage means by the computing means;
A third presenting step of presenting the retrieved past questions and simulation results, the results of the current simulation, and the questions used therefor to the student by means of the student interface means;
A learning support method is provided.
[0012]
The above learning support method is performed by general engineers who are conscious of solving individual problems or unconsciously in trial and error in the situation where engineers develop and improve their skills and skills. This is a method for students to experience the elements (nonlinear elements, skill elements, ability to deal with new issues) that the engineer must acquire, among the work and work, which is systematically supported by a computer. It is a method that makes it possible to do. With this learning support method, students can recognize the existence of non-linear elements and how their skill elements are included, and set a study question (question) in such a situation. By answering this problem and solving it, you can learn the ability to respond to new issues efficiently and simply.
[0013]
For example, assuming that a certain press-molded product is produced from a plate material using a mold, the setting items include the pressing procedure, mold configuration (number of molds), mold shape, mold operating pressure, mold These are various items and design items such as the type of oil when pressing with a mold, the pressing temperature, the material of the plate material, and the plate cutting. In power plant operation, etc., the operation amount of power plant operation (for thermal power generation, fuel input amount, air input amount, fuel type, generated steam temperature and pressure, various parameters of turbine operation, etc.) Etc.). In any case, it is an item that is artificially set for the learning target. It should be noted that such setting items are usually intended to increase the educational effect by appropriately limiting the number of items so that the number of the items does not become too large for the purpose of education and training.
[0014]
The computing means that can perform simulation is to specifically process information by software using hardware so that numerical calculations of machining processes, plant operations, and other objects are performed using an appropriate numerical model. It is realized. For example, software that performs machining process simulation based on appropriate strength calculation, such as finite element method and boundary element method, and software that performs thermal model simulation, etc., perform numerical calculation using appropriate arithmetic means . Thus, an input value can be obtained directly or indirectly from the setting item, and a computer simulation can be performed using an appropriate numerical model for the object. For example, in the press work, if the setting items such as the specific shape and conditions of the mold etc. are defined, the details of the plastic deformation and elastic deformation of the material can be simulated, and the shape of the manufactured object It is possible to calculate with high accuracy whether the thickness is equal. In addition, in the power plant, what happens to the amount of power generation, temperature, pressure, medium flow rate, etc. in each place, or in the case of thermal power generation, how is the temperature and state of the boiler, turbine, and flue gas For example, it is obtained as data for each elapsed time. Since this simulation simulates an actual thing with high accuracy, it can be efficiently reproduced by a computer whether a non-linear behavior or a delicate behavior with respect to setting items appears in the real thing. A student can learn a non-linear element and a skill element by learning with the support by the learning support method which includes such a simulator in part.
[0015]
The first storage means is a storage device that can hold various models used for learning, learning conditions, setting items that can be input by students, materials necessary for simulation, data necessary for processing, etc. , RAM, hard disk, flash memory, etc.
Similar to the first storage unit, the second storage unit is an arbitrary storage unit used in the computer. It is only necessary to be able to store the associated data, and a storage device having an appropriate file structure that can be logically identified and a data file structure such as a relational database can be obtained.
The first storage means and the second storage means can be the same hardware by using an appropriate software method.
[0016]
The learning conditions generally include the purpose set for the student, the conditions and requirements that must be followed, the limitation of the range of specific objects that are the subject of learning, and the like. That is, the learning condition is a collective term for those that cannot be set by the learner. As an example, the learning condition may convey a learning restriction (time restriction, subject classification) to the learning condition. In another example, it may be a minimum required specification when an actual engineer works on a target, a target given externally, or the like (specific dimensional tolerance or quality pass / fail line). In another example, there are restrictions on the system (complexity that can be simulated, restrictions that prevent other options from being selected when the simulator can handle only press work, etc.). Can be included. In any case, for the student, the learning condition becomes a goal achieved in the learning, a requirement to be satisfied, or a constrained condition. In addition, not all of the learning conditions are presented to the student, and some learning conditions may be included that are not clarified to the student at all. This learning condition is that, when the actual engineer is processing the shape of a press mold and the processing object is a part, the part to be pressed is attached to the finished product. The shape can be compared with a target or condition required by others, or a realistic restriction imposed by the type of equipment owned. These learning conditions can range from those that are easy to achieve to the extent that there are no restrictions in view of the matters that students of this learning method should specifically consider, to those that are actually impossible to achieve or extremely difficult . Further, more practical goals can be included in the learning conditions (for example, cost, processing man-hours, processing tact, safety, durability, etc.). If the target is a plant state, for example, it can be a passing line of operating efficiency, but the method of determining the same is the same. Since the present invention is a learning support method, there are restrictions set to enhance the learning effect (for example, a restriction that prevents selection other than press work when learning press work, and answers within a certain period of time. Restriction) can be used as the learning condition. When presented with a part of the learning conditions in the first presentation step, the learner can use his / her own learning conditions if they include requirements or restrictions in order to achieve the learning conditions. Learning is performed, and if there are things whose learning conditions convey the goal, the student learns to achieve the goal. This learning condition does not necessarily define a pass / fail criterion or a correct / incorrect criterion for the responses of the students. It may be a learning condition in which there are various correct answers or a learning condition in which there is no correct answer in the existing theory. This is because it is one aspect of an engineer's ability to deal with various missions. In addition to learning conditions that are prepared and explicitly presented, learning conditions that exist implicitly in the middle of learning or learning conditions that were left unpresented (for example, system or software restrictions) ) And the like may also be presented for the first time when the condition is not met or when the condition is met. The learning conditions are presented to the student through the user interface. This presentation may be in a sentence composed of an appropriate character string or may be shown in a graphic form such as a design drawing.
[0017]
The user interface means includes output means such as a CRT or a flat panel display, and input means such as a keyboard, a pointing device, a touch panel, and a tablet.
[0018]
Here, in many cases, there are various approaches to achieving a given task in actual processing and operation. Skilled engineers demonstrate their technical capabilities, including nonlinear and technical elements, based on their past know-how, and ultimately fulfill their duties within the limits of knowledge, possessed equipment, costs, etc. Get a satisfactory solution. At this time, if it is a difficult object or an object that has never been experienced, it is various whether it is conscious or unconscious, but the examination problem is extracted and the optimal solution is given to the examination problem. We will implement it, confirm the results, and adapt our technology as needed to demonstrate our ability to respond to new issues.
[0019]
The step of accepting a question from a student in the learning support method of the present invention is as follows. Lottery This is an explicit step. Students are required to enter their questions. Participants create their own questions according to their learning conditions based on their own ideas (knowledge, experience, intuition, etc.). The questions are set directly or indirectly in relation to the setting items. This question is typically a text consisting of a character string, such as a question such as “Can a product shape of each specified dimension be produced?” Or “Find the limit value of the dimension of part A” or a command sentence, etc. is there. An appropriate purpose or problem may be determined by itself and included in the character string, or an appropriate figure or formula may be included. Alternatively, it is possible to select from several questions recorded in advance in the first storage means. Although this question itself does not have to be an executable file that can be executed by a computer, this step itself has the significance of clearly recording the subject of the study by the student. Therefore, a flexible method is used for the content and expression of the question so that the student can set the question. If necessary, students can also set questions in their own language. For example, text editing by a text editor, diagram creation such as a diagram by graphic drawing software, photography and graphic capture by an image capture device, etc. can be made possible, or the key points of a question can be expressed by a three-dimensional modeler as a solid figure It may be a thing. The set question is stored in the second storage means as the next question.
[0020]
Students will answer the questions themselves. This answer is made by inputting a certain numerical value and determining a setting item. Therefore, it is not necessary to answer the questions directly. For example, instead of answering “Yes / No” to the question “whether the product shape of each specified dimension can be produced”, the actual specified dimension is determined by its own judgment. If the question includes some action, the order may be determined. Entering a numerical value for this setting item corresponds to determining various matters by an own engineer when an actual engineer is involved in design or operation. In the present invention, not only a set of setting items is set for simulation but also a loop process in which one or more values are sequentially changed within an appropriate range and a simulation is repeatedly performed over a plurality of sets of setting items. An input value such as this can also be used. The input value as the answer may be stored in the second storage means in association with the next question.
[0021]
Further, this input value is used to determine a numerical value to be calculated by the simulation means. The input value may be directly set as the numerical value, or a numerical value that cannot be determined unless it depends on the input value and a predetermined numerical value may be combined into a numerical value for simulation. For example, if the male dimensions of a press mold are entered, the female dimensions can be determined accordingly. Also, in the example of simulating the pressing process by the finite element method, a certain dimension is input as a response to the mesh generator that generates the mesh, and the mesh is generated accordingly, and each coordinate is a numerical value and the finite element accordingly Method stress and strain calculations Done May be. The numerical value is necessary to operate the simulation means. However, in the simulation means capable of performing high-precision calculations, determining this numerical value determines the normal mold shape and the plant operation parameters. It often includes a lot of figures about matters that are not directly related to what to do. Therefore, by determining a numerical value based on the input value, it is possible to prevent the student from having unnecessary knowledge. The simulation means simulates the behavior of the target by a numerical model based on this numerical value.
[0022]
This simulation result is presented to the student and stored in the second storage means. In doing so, it can be associated with the question and the input value. The simulation results are representative examples of the product shape, strain distribution, and residual stress distribution produced by pressing. In the case of plant operation, parameters that indicate the operating status can be displayed. It is optional if it is anything. Here, the student's answer may or may not be the best answer in the question, and the question itself may be accurate for the given learning conditions. Sometimes there are. As a result, the student can grasp the purpose of the question set by himself / her and the detailed situation, and the student can correlate the input value to the setting item necessary for dealing with the nonlinear element and the simulation result. I can grasp it. These are effective in acquiring the ability of students to deal with new issues.
[0023]
The retrieved similar past questions, answers to the past questions, and results based on the evaluation calculation of the answers are presented to the student together with the questions. This search compares the past question with the current question and presents the comparison result to the student. Therefore, the student can review the results of the past question with similar characteristics. It can be compared with the results of the study on the questions. In this comparison, the student basically compares with the result of his / her past examination, but the examination result of other students may be included. Participants memorize the contents of their studies and the points that they have overcome for a considerable period of time for their own examination results studied with a specific simulation. That is, the student can clearly remember this by referring to the question studied by himself and the input value which is the answer to the question, so that such a search can be expected to improve the learning effect. It should be noted that the original purpose of the method of the present invention is to support the learner to the last, and finding the objectively optimal solution for the learning condition itself is not the main purpose. You can refer to other people's past results.
[0024]
The present invention further provides a learning support method characterized in that, in the third presentation step, a setting item and an input value as an answer are presented in addition to the question and the simulation result.
Presenting the setting item and the input value as an answer improves the learning effect because the student can easily remember his / her past examination contents compared to the case where the question and the simulation result are simply shown.
[0025]
In the present invention, it is possible to include an evaluation step in which the calculation means evaluates the simulation result subsequent to the simulation step, and the evaluation result can be stored in the second storage means in the storage step.
[0026]
This evaluation criterion may be related to a question, or may be related to a target or a restriction listed in a learning condition. For example, even if the current question is “whether the product shape of each specified dimension can be manufactured” and when evaluating whether it is “manufacturable”, from various viewpoints Evaluation is possible. For example, if it is not possible to determine that a product that does not satisfy a certain strength can be produced, the strength is calculated using the strength as an evaluation criterion. In addition, if not the strength but the shape accuracy after fabrication is a problem, the accuracy in question is calculated. The learning conditions may be evaluated according to the purpose of the learning conditions, the questions may be evaluated according to the purpose of the questions, and these may be combined. In any case, an object to be evaluated can be calculated or can be determined by a numerical value. Information about the evaluation criteria and the evaluation calculation may be recorded in the first storage unit according to the learning conditions.
[0027]
The result based on the evaluation calculation includes the evaluation numerical value itself, a comparison result with some reference value, or a determination result based on the comparison. If the strength is an evaluation criterion, an appropriate character string such as “Insufficient strength” or “Material breakage” is displayed as the numerical value indicating the strength, the ratio to the reference value, or the determination content of the comparison result, for example. Also good. Furthermore, it can be visualized as image information or a graph. The student displays the result based on the evaluation calculation together with the simulation result. Thereby, even before the learning condition is achieved, the student obtains information on the degree of achievement, the appropriateness of the set question about the learning condition, in other words, the appropriateness of the examination item itself. be able to. Therefore, the student can advance the learning efficiently and can strongly maintain the consciousness for the learning condition and the goal.
[0028]
In the present invention, in the search step, the search object may include any or all of questions, setting items, and answers.
In this case, a past question similar to the current question is searched from the second storage means in terms of features included in any of the learning conditions, questions, answers, and simulation results. If a question, a setting item, and an answer are used for the search, for example, it is possible to search for items with different learning conditions but similar questions. Even if the learning conditions are not always the same, you can easily remember the experiences you have learned by looking at your past reviews. Since the current study can be performed with reference to the fact that the study was similar, the experience of the past study was strengthened, and the knowledge of the relationship with the current study and how to reuse the experience was acquired. It is done.
[0029]
As described above, in the learning support method of the present invention, the student himself / herself sets a question. For this reason, the learning support method of the present invention is effective regardless of the level of the student. Beginner engineers can acquire the knowledge they acquired through learning, etc. as the technical elements of the engineers themselves, and acquire the ability to deal with new issues of the beginner engineers themselves. It can be done in a short period of time and at a low cost without operating the actual plant. In addition, even intermediate and advanced engineers who are not beginners can consider the learning conditions from the perspective of each engineer in order to set their own questions, and the level of engineers is limited. Never happen. In addition, the method of the present invention is effective even for an expert engineer in a specific field in order to learn his / her specialized peripheral field.
[0030]
In the learning support method of the present invention, the student himself / herself sets a question, and even for a subject that is essentially non-linear, the student is instructed how to deal with such a case through the question setting. It has the advantage of being able to learn.
[0031]
Also, by devising the learning conditions given in the present invention, it is possible to enhance the learning effect, to give learning conditions that are close to reality, and to study with high accuracy, or to use the method of the present invention for various learning purposes. And the human resource development infrastructure is established.
[0032]
The present invention further provides a computer program for causing a computer system comprising simulation means and storage means to execute each step of any of the above learning support methods.
[0033]
In the present invention, the computer is not particularly limited to a specific architecture or hardware specification, and may be a stand-alone type or a distributed type connected through a network. Computers that have been used for CAD and CAM applications can be used.
[0034]
In addition, as a specific technique used for programming, various programming techniques can be used according to the type and environment of the computer to be used, the specification of the student interface, the learning purpose, and the like.
[0035]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
FIG. 1 is a configuration diagram showing a configuration of a computer system 100 of the present invention. The student operates the terminal computer 1 as a terminal, and the entire system is usually provided with a plurality of terminal computers and realized in a network environment. This system may include a computer (not shown) and may use known means such as a data server. Of course, the present invention can be implemented by a stand-alone computer.
[0036]
The platform 2 is an integrated work environment by software that performs general system management such as management of student login / logout information and management of permission to use the simulation tool 4. The platform 2 also serves as a student interface for the learning support tool 3 for realizing the learning support method of the present invention. In addition to the learning support of the present invention, the platform 2 can also operate as an environment that allows the student to use the simulation tool 4. In this case, for example, a content group 5 having various past design assets as parts can be provided, and a certain degree of design support can be provided to a student who uses the simulation tool 4 as a design tool. The learning support tool 3 is used to implement the learning support method of the present invention. The platform 2 is realized in a network environment (not shown) and operates on an appropriate host computer (not shown).
[0037]
The simulation tool 4 uses, for example, simulation software capable of simulating the machining process by plastic mechanics calculation using the design shape and operating conditions of a mold when a product is produced by press working, and thermodynamic calculation for a power plant. Simulation software that can simulate the fluid dynamics theory and the amount of operation that determines the operating conditions.
[0038]
The simulation tool 4 includes a general-purpose numerical calculation module such as a finite element method and a boundary element method, and software for effectively operating the general-purpose numerical calculation module for performing a specific calculation for a machining process or a fluid calculation. Software such as a combination. This execution is based on a general-purpose computer that is designed so that appropriate calculation means can handle a sufficient main memory address space according to the speed and scale of the required calculation, and a specific purpose for efficiently performing specific numerical calculations. You may be comprised so that it may bear in suitable computers (not shown), such as a computer or a grid computer.
[0039]
The learning support tool 3 is software that executes a plurality of steps to be described later. The execution can be performed by the terminal computer 1 used by the student or by an appropriate host (not shown).
[0040]
FIG. 2 shows an outline of a flowchart executed by the learning support tool 3. In the following, the student operates the terminal computer 1, and the computer system 100 and the student present information, input information, and the like through the terminal computer.
[0041]
Participants who start learning (S10) are first presented with a part of the learning conditions recorded in advance in the storage device (S12). The learning condition may be, for example, an introduction of the purpose of the system in such a scene as “Welcome to the press die design learning system”. This alone can prompt the end if the student does not intend to use the function, and can inform the student of the outline of the purpose of learning. Alternatively, a menu screen that is defined in advance so as to have a plurality of options may be selected so that specific learning is possible. Further, the learning condition may include a more specific instruction such as “Design the mold used when producing the parts of the finished product A by pressing.” As a result, the student can consider the specific learning conditions. Of course, it has an appropriate hierarchical structure, and various studies can be made on similar subjects.
[0042]
Participants are conscious of considering various issues according to these learning conditions. The computer system 100 prompts the student to input a question determined by the student himself, accepts it, and stores it in the storage means (S14).
Participants give answers on the set items that they have set as their own questions. The answer relates to a numerical value set artificially in the machining process to be simulated. The answer is stored in the second storage means in association with the question (S16).
[0043]
The answer itself is not necessarily suitable as an input value for the simulation. In that case, a numerical value used for the simulation is determined from the answer. When the answer itself can be a numerical value for simulation, it remains as it is. Based on such input values, the simulation means realized by the hardware and the simulation tool 4 of FIG. 1 simulates actual behavior by a numerical model and obtains a result (S18).
[0044]
The result is evaluated by performing an evaluation calculation on an evaluation method defined in relation to the current question or the learning condition. The evaluation result is stored in the second storage means in association with the question and the answer together with the simulation result (S20). Then, the simulation result and the evaluation result are presented to the student (S22).
[0045]
Thereby, the student can know what can actually happen with respect to the answer to the question set by the student and can know the evaluation at that time.
[0046]
The learning support tool 3 further retrieves the previous question similar to the question in the characteristics included in any of the learning condition, the question condition, the input value, and the result from the record in the second storage unit. (S24). By this search, it is possible to call a question having some similar characteristics from among past questions set by the user.
[0047]
For similar questions that have been called, the past questions, their answers, and the results of evaluation calculations and judgment values based on them, the questions at that time, the answers to the current questions, and the evaluation of the simulation based on the answers A step (S26) of presenting to the student together with the result of the calculation and the judgment value based thereon.
[0048]
Upon receiving such a presentation, the student can compare the result of the examination for a past question with similar characteristics to the result of examination for the current question. In this comparison, the student basically compares with the result of his / her past examination, but the examination result of other students may be included. Participants memorize the contents of their studies and the points they have overcome for a considerable period of time for their own examination results studied with specific simulations. If you refer to the answers, you can clearly remember this and expect a learning effect.
[0049]
The student can further learn based on the result. That is, the computer system selects whether to consider different answers (S30), whether to consider different questions (S32), or whether to consider different learning conditions (S34), and restarts the above steps from an appropriate place. To do. When the learning is completed, the student can also select the end (S28).
[0050]
[Example]
Hereinafter, an Example is described using the display screen in the program which implements the learning assistance method of this invention.
[0051]
FIG. 3 shows an example of a learning condition presentation screen. Figure 3a shows the approximate shape of the parts produced by pressing in each compartment. And Each of the six sections represents a different learning condition. That is, M1 has a cylindrical shape (cup) having a cylindrical side surface and an opening on one side. M 2 is a stepped cylindrical shape, so that learning conditions from M1 to M6 can be selected, and schematic diagrams 31 to 36 are respectively attached. When the student selects M1 on the presentation screen of FIG. 3a with an input device (not shown) such as a mouse, the screen of FIG. 3b is further presented, and the character string 37 is shown together with the drawing 38 for assisting understanding. The contents are explained more specifically. The student uses the button 39 on the screen to select whether or not to learn about M1 on this screen.
[0052]
FIG. 4 shows a screen presented next to the student who has selected M1. Here, a question 42 inputted by the student is already inputted and displayed as a character string 41, and a drawing 42 depicting the situation by the student is shown. On this screen, a character string can be input, and a graphic drawing function 43 is also prepared. With this question, the student expresses clearly that the question he / she wants to consider is defined in the question. In addition, this question is a clue to search when it is referred to later. When a question is set by the button 44, a unique question ID is attached to the question and stored in a storage device (not shown). Here, the question itself is arbitrary as long as it allows the student to recognize the examination subject.
[0053]
FIG. 5 is an answer input screen presented to the student after the question is set. As a setting item that is the shape of a part of the mold, consider R of the bottom ridge line of the female mold, but not only the value but also the outer diameter, height, male type and female type to meet the learning conditions Students must answer items that are essential for simulation, such as dimensional differences. At this time, values that can be changed in advance with respect to M1 are determined in various places, for example, and some of them are overwritten by the text boxes 51a to 51c. In addition, a text box 51d is prepared so that the male shape can be determined only by specifying a dimensional difference, and the other necessary items are similarly set. In order to confirm the contents of the question, it is possible to select the question confirmation button 52 and correct or confirm the answer with the button 53. When the answer is confirmed, more detailed data, which is a numerical value input to the simulation means, is generated from the answer, and the simulation means operates based on the numerical value. An ID assigned to the question is similarly attached to the answer, and is recorded in association with the question.
[0054]
When the simulation is performed, an evaluation calculation is further performed on the result. In this case, in the simulation, numerical calculation based on plastic mechanics is performed, and the press working under the answer condition is reproduced in the computer by the female die and the male die determined according to the answer. And the shape of the cup used as the product after press work, an internal residual stress, etc. are calculated | required by calculation. For the calculated shape etc., for example, the distribution of the distance from the central axis of the outer surface portion of the cup is obtained by calculation, and if the distribution has a certain variation or more, it is determined that wrinkles have occurred on the side surface. Is done. Although this wrinkle is a condition that does not appear directly in the learning conditions or questions, it has been determined in advance that M1 will not be a good product if wrinkles occur above a certain level in relation to the learning condition, and is subject to evaluation calculation. It is what. If this wrinkle exceeds the evaluation standard, the learning condition cannot be achieved. The wrinkles may be determined from the distribution or may be determined as a deviation from the average shape.
[0055]
Further, in the portion where the internal residual stress is a certain level or more, there is a high possibility that the product cup will be cracked. The internal residual stress value and crack occurrence probability are acquired in advance according to this learning condition, and the crack occurrence probability at any location of the product is determined from the internal residual stress value. It is calculated by evaluation calculation whether it exceeds. If an internal residual stress exceeding this reference value occurs, the learning condition cannot be achieved.
The calculated result is recorded in the storage device in association with the question and the answer together with the result of the evaluation calculation.
[0056]
FIG. 6A is a screen showing the calculation result by this simulation, and displays a drawing 61 representing the shape of the cup of the product obtained by the calculation. The case where wrinkles and cracks occur simultaneously is shown. The wrinkles and cracks are displayed with the texture 63 superimposed so that the student can intuitively understand. Also, the main points of the answer conditions at this time are displayed. The character string 65 for learning condition achievement indicates that the learning condition is not achieved. The student can continue and end the learning (button 64) when he / she further examines the result by the next answer or question. If the student selects continue and changes R again to answer and no wrinkles or cracks are seen, it is displayed as shown in FIG. 6b, indicating that the character string 65 for achievement of the learning condition has been achieved. .
[0057]
When Continue is selected in FIGS. 6a and 6b, similar past learning records are retrieved from the storage device. By this search, a similar one, for example, one having the same learning condition is searched. As a result, a comparison screen as shown in FIG. 7 is presented. This is the screen shown to the student after FIG. 6a. In this screen, three of the current questions with similar conditions that are meaningful for comparison among past questions about the same learning conditions are shown. By comparing this, the student examines the relationship between the result and the setting item. Depending on the learning conditions, the student will be aware of things that result in very subtle differences and results that are very different, or that are difficult to find a linear relationship. When FIG. 7 is confirmed, FIG. 8 is further displayed.
[0058]
FIG. 8 is a screen for letting the student decide what to do next, learning with other learning conditions (81), setting other questions within the same learning conditions (82), A simulation (83) can be selected for other answers with the same learning condition and the same question. The end (84) can also be selected.
[0059]
Here, for example, the result shown in FIG. 6B is a simulation of changing R from 35 mm to 37 mm with reference to the answer 2 of the past question 18 on the screen of FIG.
[0060]
【The invention's effect】
According to the present invention, it is possible to efficiently reproduce by a computer whether a non-linear behavior or a delicate behavior with respect to setting items appears in the product or the operation scan result. It is possible to acquire non-linear elements and skill elements by learning with support by a learning support method included in a part.
Participants create their own questions according to their learning conditions based on their own thoughts (knowledge, experience, intuition, etc.) and respond to the questions themselves. As a result, the student can grasp the appropriateness of the examination item itself. These are effective in acquiring the ability of students to deal with new issues. The learning support method is effective regardless of the level of the student. Further, even for an object that is essentially non-linear, there is an advantage that the student can learn a coping method in such a case by setting a question.
Participants can refer to the questions and answers they have studied, so they can remember clearly and expect high learning effects.
According to the present invention, an infrastructure for human resource development with a high learning effect is constructed.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a configuration diagram showing a configuration of a computer system according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a flowchart showing each step of the learning support method according to the embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a diagram showing a screen display of a program for realizing a learning support method according to an embodiment of the present invention.
FIG. 4 is a diagram showing a screen display of a program for realizing a learning support method according to an embodiment of the present invention.
FIG. 5 is a diagram showing a screen display of a program for realizing a learning support method according to an embodiment of the present invention.
FIG. 6 is a diagram showing a screen display of a program for realizing the learning support method according to the embodiment of the present invention.
FIG. 7 is a diagram showing a screen display of a program for realizing the learning support method according to the embodiment of the present invention.
FIG. 8 is a diagram showing a screen display of a program for realizing a learning support method according to an embodiment of the present invention.
[Explanation of symbols]
100 computer system
3 learning support tools
4 Simulation tools

Claims (5)

設定項目に対する回答としての入力値に基づく計算条件においてある対象の振る舞いのシミュレーションを数値計算によって行うことができる演算手段と、第1記憶手段と、第2記憶手段と、受講者インターフェース手段とを有するコンピュータシステムを用いて、前記対象の前記振る舞いに関連した学習を受講者に受けさせて当該学習に対応して受講者自らが定める検討課題の的確さを受講者に認識させることにより、受講者が新課題対応力を習得することを支援するための新課題対応力習得支援方法であって、
前記第1記憶手段に記憶され、前記学習に関連する目標、要件、条件および制約からなる群から選ばれるいずれかを含み、受講者自らは設定できないものである学習条件の一部を前記受講者インターフェース手段により文字列または図形によって受講者に提示する第1提示ステップと、
提示された学習条件に応じて該学習条件の下での前記学習の検討課題を受講者自らが設定するために、前記振る舞いのシミュレーションを数値計算により行う際に受講者自らが入力する設問であって、前記学習条件に応じて受講者自らが抽出した検討課題の的確さを認識することができるような文字列によって表現される設問を前記受講者インターフェース手段により受け付ける第1受付ステップと、
前記振る舞いのシミュレーションを実行するための計算条件を定める数値のうちの少なくとも一部を設定するための項目であって、前記振る舞いのシミュレーションを実行する計算条件に含めることを受講者が選択することができるようにされている項目のうち、前記設問に応じたシミュレーションが実行されると受講者が判断した項目である前記設定項目に対して当該受講者が計算条件を設定するために回答として入力する入力値を前記受講者インターフェース手段により受け付ける第2受付ステップと、
前記設定項目に対する回答としての前記入力値に基づいて設定された前記計算条件において前記演算手段がシミュレーションを行って今次シミュレーション結果を得るシミュレーションステップと、
前記今次シミュレーション結果を前記受講者インターフェース手段により受講者に提示する第2提示ステップと
今次のシミュレーションが行われた学習条件に対応付けて、今次のシミュレーションを実行する際に設定された前記設問と、該設問に対応する設定項目への回答と、前記今次シミュレーション結果とを前記第2記憶手段に保存する保存ステップと
を含んでなり、当該受講者または他の受講者の過去のシミュレーションについて上記各ステップを実行して前記第2記憶手段に記録が保存されている場合に、
今次のシミュレーションにおいて前記受講者により設定された設問と、該設問に対応する設定項目についての前記受講者による回答と、該回答に基づくシミュレーション結果とのいずれかまたはすべてを含む検索対象事項から、該検索対象事項に類似する検索対象事項を持つ前記第2記憶手段に保存された過去のシミュレーションを前記演算手段により検索する検索ステップと、
検索された該過去のシミュレーションにおける設問である過去の設問と、該過去の設問に対応する設定項目への回答に基づいて行った過去のシミュレーションのシミュレーション結果と、今次のシミュレーションにおいて用いられた設問と、今次シミュレーション結果とを前記受講者インターフェース手段により受講者に提示する第3提示ステップと
をさらに含み、これにより、今次のシミュレーションにおいて用いられた設問と、今次シミュレーション結果と、今次のシミュレーションに類似する過去のシミュレーションにおける過去の設問と、過去のシミュレーション結果との間での比較を受講者が行えるようにして、今次のシミュレーションにおいて学習条件に応じて自ら抽出した検討課題の的確さを受講者が認識することを容易にする新課題対応力習得支援方法。
Calculating means for the simulation of the behavior of a subject in the input values are have you in based rather calculation conditions as a reply to the setting item can be performed by a numerical calculation, a first storage means, second storage means, the student interface Using a computer system having means to allow the student to receive learning related to the behavior of the target, and to allow the student to recognize the accuracy of the examination subject determined by the student himself corresponding to the learning , A new problem response ability acquisition support method for supporting students to acquire new problem response ability ,
Part of the learning conditions stored in the first storage means and including any one selected from the group consisting of goals, requirements, conditions, and constraints related to the learning that cannot be set by the students themselves A first presenting step of presenting to the student by a character string or graphic by the interface means;
This is a question that the student himself / herself inputs when performing the simulation of the behavior by numerical calculation in order for the student himself / herself to set the study subject of the learning under the learning condition according to the presented learning condition. A first receiving step for receiving, by the student interface means, a question expressed by a character string that can recognize the accuracy of the examination subject extracted by the student himself according to the learning condition ;
It is an item for setting at least a part of numerical values that define the calculation conditions for executing the behavior simulation, and the student can select to be included in the calculation conditions for executing the behavior simulation. of the items that are to be input said against the setting item simulation is an item student determines that is executed depending on questions as an answer to the students to set the calculation conditions A second receiving step for receiving an input value to be received by the student interface means;
A simulation step in which the calculation means performs a simulation under the calculation condition set based on the input value as an answer to the setting item to obtain a current simulation result;
A second presentation step of presenting the simulation result to the student by the student interface means ;
Corresponding to the learning conditions in which the next simulation is performed, the question set when the next simulation is executed, the answer to the setting item corresponding to the question, and the result of the current simulation Ri Na and a storage step of storing in the second storage means, if the past simulation of the student or other students perform the above steps recorded in the second storage means is stored In addition,
From the search target item including any or all of the questions set by the student in the next simulation, the answer by the student regarding the setting item corresponding to the question, and the simulation result based on the answer, A search step of searching for a past simulation stored in the second storage unit having a search target item similar to the search target item by the calculation unit;
The past question that is the question in the past simulation that was searched, the simulation result of the past simulation based on the answer to the setting item corresponding to the past question, and the question that was used in the next simulation And a third presentation step of presenting the current simulation result to the student by the student interface means;
To compare the questions used in this simulation, the results of this simulation, past questions in previous simulations similar to this simulation, and the results of previous simulations. A new problem response ability acquisition support method that makes it easy for the student to recognize the accuracy of the examination subject extracted by himself / herself according to the learning conditions in the next simulation .
前記第3提示ステップにおいて、過去のシミュレーションと今次のシミュレーションのそれぞれについて、設定項目と回答としての入力値さらに提示することを特徴とする請求項2に記載の新課題対応力習得支援方法。In the third providing step, for each of the past simulation and Imatsugi simulation, new challenges responsiveness learning support method according to claim 2, characterized in that it further presents an input value as a setting item and answers . 前記シミュレーションステップに続いて、シミュレーション結果の評価を前記演算手段が行う評価ステップを含み、その評価結果を前記保存ステップにおいて前記第2記憶手段に保存することを特徴とする請求項1又は2に記載の新課題対応力習得支援方法。The simulation Following step, simulating the evaluation results include the evaluation steps performed by the arithmetic unit, according to claim 1 or 2, characterized in that to store the evaluation results in the second storage means in said storage step New problem response skills acquisition support method. シミュレーションを行うことができる前記演算手段と、前記第1記憶手段および前記第2記憶手段となりうる記憶手段と、前記受講者インターフェース手段とを備えたコンピュータシステムに請求項1からのいずれかに記載の新課題対応力習得支援方法の各ステップを実行させるためのコンピュータプログラム。 Said calculating means the simulation can be performed, a storage unit that can be the first storage means and the second storing means, according to any of claims 1 to 3 in a computer system comprising a said student interface means Computer program for executing each step of the new problem response ability acquisition support method. 設定項目に対する回答としての入力値に基づく計算条件においてある対象の振る舞いのシミュレーションを数値計算によって行うことができる演算手段と、第1記憶手段と、第2記憶手段と、受講者インターフェース手段とを有し、前記対象の前記振る舞いに関連した学習を受講者に受けさせて当該学習に対応して受講者自らが定める検討課題の的確さを受講者に認識させることにより、受講者が新課題対応力を習得することを支援するための新課題対応力習得支援コンピュータシステムであって、
前記第1記憶手段に記憶され、前記学習に関連する目標、要件、条件および制約からなる群から選ばれるいずれかを含み、受講者自らは設定できないものである学習条件の一部を前記受講者インターフェース手段により文字列または図形によって受講者に提示する第1提示手段と、
提示された学習条件に応じて該学習条件の下での前記学習の検討課題を受講者自らが設定するために、前記振る舞いのシミュレーションを数値計算により行う際に受講者自らが入力する設問であって、前記学習条件に応じて受講者自らが抽出した検討課題の的確さを認識することができるような文字列によって表現される設問を前記受講者インターフェース手段により受け付ける第1受付手段と、
前記振る舞いのシミュレーションを実行するための計算条件を定める数値のうちの少なくとも一部を設定するための項目であって、前記振る舞いのシミュレーションを実行する計算条件に含めることを受講者が選択することができるようにされている項目のうち、前記設問に応じたシミュレーションが実行されると受講者が判断した項目である前記設定項目に対して当該受講者が計算条件を設定するために回答として入力する入力値を前記受講者インターフェース手段により受け付ける第2受付手段と、
前記設定項目に対する回答としての前記入力値に基づいて設定された前記計算条件において前記演算手段がシミュレーションを行って今次シミュレーション結果を得るためのシミュレーション手段と、
前記今次シミュレーション結果を前記受講者インターフェース手段により受講者に提示する第2提示手段
今次のシミュレーションが行われた学習条件に対応付けて、今次のシミュレーションを実行する際に設定された前記設問と、該設問に対応する設定項目への回答と、前記今次シミュレーション結果とを前記第2記憶手段に保存する保存手段と
を含んでなり、前記第2記憶手段が、当該受講者または他の受講者の過去のシミュレーションについての上記各手段による記録を保存しており、
今次のシミュレーションにおいて前記受講者により設定された設問と、該設問に対応する設定項目についての前記受講者による回答と、該回答に基づくシミュレーション結果とのいずれかまたはすべてを含む検索対象事項から、該検索対象事項に類似する検索対象事項を持つ前記第2記憶手段に保存された過去のシミュレーションを前記演算手段により検索する検索手段と、
検索された該過去のシミュレーションにおける設問である過去の設問と、該過去の設問に対応する設定項目への回答に基づいて行った過去のシミュレーションのシミュレーション結果と、今次のシミュレーションにおいて用いられた設問と、今次シミュレーション結果とを前記受講者インターフェース手段により受講者に提示する第3提示手段と
をさらに含み、これにより、今次のシミュレーションにおいて用いられた設問と、今次シミュレーション結果と、今次のシミュレーションに類似する過去のシミュレーションにおける過去の設問と、過去のシミュレーション結果との間での比較を受講者が行えるよう にして、今次のシミュレーションにおいて学習条件に応じて自ら抽出した検討課題の的確さを受講者が認識することを容易にする新課題対応力習得支援コンピュータシステム。
Calculating means for the simulation of the behavior of a subject in the input values are have you in based rather calculation conditions as a reply to the setting item can be performed by a numerical calculation, a first storage means, second storage means, the student interface have a means by which to recognize the student the correct of study challenges himself student with a learning related to the behavior of the target subjected to students in response to the learned stipulated, student A new problem response capability acquisition support computer system for supporting acquisition of new issue response capability ,
Part of the learning conditions stored in the first storage means and including any one selected from the group consisting of goals, requirements, conditions, and constraints related to the learning that cannot be set by the students themselves A first presentation means for presenting to the student by a character string or a graphic by the interface means;
This is a question that the student himself / herself inputs when performing the simulation of the behavior by numerical calculation so that the student himself / herself can set the study subject of the learning under the learning condition according to the presented learning condition. First accepting means for accepting, by the student interface means, a question expressed by a character string capable of recognizing the accuracy of the examination subject extracted by the student according to the learning conditions ;
It is an item for setting at least a part of numerical values that define the calculation conditions for executing the behavior simulation, and the student can select to be included in the calculation conditions for executing the behavior simulation. of the items that are to be input said against the setting item simulation is an item student determines that is executed depending on questions as an answer to the students to set the calculation conditions Second receiving means for receiving an input value to be received by the student interface means;
And simulation means for obtaining Imatsugi simulation results wherein the calculating means performs a simulation in the calculation condition set based on the input value as answer to said setting parameters,
A second presenting means for presenting the current simulation result to a student through the student interface means ;
Corresponding to the learning conditions in which the next simulation is performed, the question set when the next simulation is executed, the answer to the setting item corresponding to the question, and the result of the current simulation wherein Ri Na and a storage means for storing in the second storage means, said second storage means, and keeps a record by the means described above for previous simulations of the student or other students,
From the search target item including any or all of the questions set by the student in the next simulation, the answer by the student regarding the setting item corresponding to the question, and the simulation result based on the answer, Search means for searching past simulations stored in the second storage means having search target items similar to the search target items by the calculation unit;
The past question that is the question in the past simulation that was searched, the simulation result of the past simulation based on the answer to the setting item corresponding to the past question, and the question that was used in the next simulation And a third presenting means for presenting the present simulation result to the student through the student interface means;
To compare the questions used in this simulation, the results of this simulation, past questions in previous simulations similar to this simulation, and the results of previous simulations. the and to allow the students, new challenges corresponding force learning support computer system that makes it easy to recognize the students the correct of the agenda, which was extracted himself in accordance with the learning conditions in Imatsugi of simulation.
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