JP2000099489A - Method and system for searching product design solution using genetic algorithm - Google Patents

Method and system for searching product design solution using genetic algorithm

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JP2000099489A
JP2000099489A JP10271438A JP27143898A JP2000099489A JP 2000099489 A JP2000099489 A JP 2000099489A JP 10271438 A JP10271438 A JP 10271438A JP 27143898 A JP27143898 A JP 27143898A JP 2000099489 A JP2000099489 A JP 2000099489A
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JP
Japan
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evaluation
value
genetic algorithm
product
individual
Prior art date
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Application number
JP10271438A
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Japanese (ja)
Inventor
Masashi Kuriwaki
真史 栗脇
Tokifumi Kubai
説文 玖波井
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Sekisui Chemical Co Ltd
Original Assignee
Sekisui Chemical Co Ltd
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Publication date
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To cancel the trouble of evaluating the evaluation value of any arbitrary evaluation item lower than real one. SOLUTION: This system is composed of a basic design information input part 1, genetic information generating part 2, expression type converting part 3, individual evaluating part 4, next generation solution candidate generating part 5, circulation processing part 6, in-progress information file picture output part 7 and weight control part 8, and the individual evaluating part 4 respectively executes a genetic algorithm only with the evaluation value based on a single evaluation index and performs processing for selecting and storing a maximum value among plural provided evaluation values at that time concerning respective plural evaluation indexes. Next, the genetic algorithm is executed through the evaluation value based on the plural evaluation indexes, the plural evaluation values provided at that time are normalized by the maximum value, and a value found by adding these normalized evaluation values of respective evaluation indexes with the preset ratio of respective evaluation values is defined as total application degree.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、複数の評価指標に
より求まる評価値の重みに基づき製品の総合適応度を計
算し、その総合適応度を用いて個体の選択、複製を行っ
て次世代解候補の個体を生成するといった処理を所定サ
イクル繰り返すことにより製品の設計解を探索する遺伝
的アルゴリズムを用いた製品設計解探索方法および製品
設計解探索システムに関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for calculating a total fitness of a product based on weights of evaluation values obtained from a plurality of evaluation indices, and selecting and duplicating individuals using the total fitness to generate a next generation solution. The present invention relates to a product design solution search method and a product design solution search system using a genetic algorithm that searches for a product design solution by repeating a process such as generating a candidate individual for a predetermined cycle.

【0002】[0002]

【従来の技術】遺伝的アルゴリズムとは、生物の遺伝に
ならったアルゴリズムであり、広域な解空間において最
適値近似解を求めだすのに使われる探索アルゴリズムの
一つである。
2. Description of the Related Art A genetic algorithm is an algorithm based on the inheritance of living organisms, and is one of search algorithms used for finding an optimal approximate solution in a wide solution space.

【0003】すなわち、乱数により初期解候補(個体)
群を生成し、各々の個体について評価を行い適応度とす
る。そして、その適応度に応じて、交叉(2個体を選択
し組み合わせて新個体を作ること)、突然変異(個体の
1部を乱数で変更すること)、複製(個体と同一の個体
を作ること)を行い、次期(次世代)解候補群を生成す
る。このような操作を繰り返すことにより、解候補群は
最適値若しくはその近似値に近づいていくことになる。
このような遺伝的アルゴリズムを構造物の設計問題に適
用した事例としては、例えば、「多価値規準を考慮する
集団に基づく設計候補生成とそのゆらぎ(構造物を例と
して)」日本機械学会講演論文集No.954−1などが
ある。
That is, an initial solution candidate (individual) is
A group is generated, and each individual is evaluated to obtain a fitness. Then, according to the fitness, crossover (selecting and combining two individuals to create a new individual), mutation (changing a part of the individual with random numbers), duplication (creating the same individual as the individual) ) To generate the next (next generation) solution candidate group. By repeating such an operation, the solution candidate group approaches an optimum value or an approximate value thereof.
An example of applying such a genetic algorithm to a structure design problem is, for example, "Generation of design candidates based on a group considering multi-value criteria and its fluctuations (for structures)" Collection No. 954-1 and the like.

【0004】複数の評価指標(評価項目)を有する製品
設計に遺伝的アルゴリズムを用いる場合、従来は、その
各々の評価項目に優先度を重みとして掛け合わせ加算し
た合計を総合適応度とし、この総合適応度を用いて個体
の選択や複製を行い、遺伝的アルゴリズムを実行して最
適解の近似解(準最適解)を導き出していた。
[0004] When a genetic algorithm is used for product design having a plurality of evaluation indices (evaluation items), conventionally, a total obtained by multiplying each evaluation item by weight with priority is defined as a total fitness, Individuals were selected or duplicated using the fitness, and a genetic algorithm was executed to derive an approximate solution (suboptimal solution) of the optimal solution.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】ところで、総合適応度
を計算するときの各評価項目の評価値の重みは、論理上
の最大値の割合で決まっている。しかしながら、実際に
は、論理上の最大値の半分までしかいかないような評価
項目があった場合、その評価項目の評価値は過小評価さ
れてしまい、オペレータが希望した重み付けによる総合
評価値(総合適応度)が得られない場合がある。そのた
め、希望した探索解が得られないといった問題があっ
た。
The weight of the evaluation value of each evaluation item when calculating the total fitness is determined by the ratio of the logical maximum value. However, in actuality, when there is an evaluation item that can reach only half of the logical maximum value, the evaluation value of the evaluation item is underestimated, and the overall evaluation value (weighting Fitness). Therefore, there is a problem that a desired search solution cannot be obtained.

【0006】具体的に説明すると、例えば3種類の評価
項目(流路、重量、重心)に対する論理上の最大値をそ
れぞれ10点とし、実際に各々単独で(単独の評価項目
で)遺伝的アルゴリズムを実行したときに得られる評価
値の最大値が、流路:8点、重量:5点、重心:10点
であったとすると、重み係数を全て同じ(1:1:1)
にした場合、論理上の総合評価値の最大値は30点(=
10+10+10)となり、この値に近づくように遺伝
的アルゴリズムは動作する。
More specifically, for example, the logical maximum value for three types of evaluation items (flow path, weight, and center of gravity) is set to 10 points, and each of them is actually used individually (in a single evaluation item) by a genetic algorithm. Assuming that the maximum value of the evaluation values obtained when is executed is 8 points for the flow path, 5 points for the weight, and 10 points for the center of gravity, all the weight coefficients are the same (1: 1: 1).
, The maximum logical total evaluation value is 30 points (=
10 + 10 + 10), and the genetic algorithm operates to approach this value.

【0007】このような複数の評価指標(評価項目)が
あるシステムでは、各々の評価が相互に関係し、相反す
る場合が多く、そのようなときには単独の評価値の最大
値の合計である23点(=8×1+5×1+10×1)
より低い値(例えば、20点)が実際の総合評価値の最
高点となる。
In such a system having a plurality of evaluation indices (evaluation items), the respective evaluations are mutually related and often contradictory, and in such a case, the total of the maximum values of the single evaluation values is used. Points (= 8 × 1 + 5 × 1 + 10 × 1)
A lower value (for example, 20 points) is the highest point of the actual overall evaluation value.

【0008】ここで、例えば、流路、重量、重心のそれ
ぞれの得点が7点、2点、8点(総合17点)の個体A
と、流路、重量、重心のそれぞれの得点が5点、4点、
7点(総合16点)の個体Bとがあった場合、論理上の
最大値の割合で重みを決めた場合の遺伝的アルゴリズム
では、Aの個体が選ばれる確率が高く、このAの個体を
選択して最適化を続けていくと、最終的に例えば、8
点、3点、9点(総合20点)のような結果が準最適解
として現れることになる。
Here, for example, an individual A having a score of 7 points, 2 points, and 8 points (a total of 17 points) for the flow path, weight, and center of gravity, respectively.
And the score of the flow path, weight and center of gravity are 5 points, 4 points,
When there are 7 points (16 points in total) of the individual B, the genetic algorithm in the case where the weight is determined by the ratio of the logical maximum value has a high probability that the individual of the A is selected. If you continue to select and continue to optimize, you end up with, for example, 8
Results such as points, three points, and nine points (a total of 20 points) appear as suboptimal solutions.

【0009】ところが、実際の最大値(流路:8点、重
量:5点、重心:10点)とそれぞれの重み係数とを考
慮した場合には、重量の実際の最大値(5点)に近い4
点を有するB個体が選ばれる確率が高くなければならな
い。つまり、論理上の最大値を用いた場合には、個体B
の重量の評価値が過小評価されてしまうことになる。
However, when the actual maximum values (flow path: 8 points, weight: 5 points, center of gravity: 10 points) and the respective weighting factors are considered, the actual maximum value of the weight (5 points) is considered. Close 4
The probability that a B individual having a point should be selected must be high. That is, when the logical maximum value is used, the individual B
Will be underestimated.

【0010】本発明はこのような問題点を解決すべく創
案されたものであって、その目的は、任意の評価項目の
評価値が実際より過小評価されていまうといった不具合
を解消することのできる遺伝的アルゴリズムを用いた製
品設計解探索方法および探索システムを提供することに
ある。
The present invention has been made in order to solve such a problem, and an object of the present invention is to solve a problem that an evaluation value of an arbitrary evaluation item is underestimated below the actual value. An object of the present invention is to provide a product design solution search method and search system using a genetic algorithm.

【0011】[0011]

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、本発明の請求項1に記載の遺伝的アルゴリズムを用
いた製品設計解探索方法は、集団発生させた複数の個体
の個々について、複数の評価指標に基づき製品の総合適
応度を計算し、その総合適応度を用いて個体の選択、複
製を行って次世代解候補の個体を生成するといった処理
を所定サイクル繰り返すことにより製品の設計解を探索
する遺伝的アルゴリズムを用いた製品設計解探索方法で
あって、単独の評価指標による評価値のみで遺伝的アル
ゴリズムをそれぞれ実行し、そのときに得られた複数の
評価値の中から正規化用評価値を選択して記憶するとい
った処理を複数の評価指標のそれぞれについて行い、次
に複数の評価指標による評価値で遺伝的アルゴリズムを
実行し、そのときに得られた複数の評価値を前記正規化
用評価値で正規化し、この正規化された各評価指標の評
価値を、予め設定された各評価値の割合により加算して
求めた値を前記総合適用度とするものである。
In order to solve the above-mentioned problems, a method for searching for a product design solution using a genetic algorithm according to claim 1 of the present invention comprises the steps of: The product's design fitness is calculated by repeating the process of calculating the total fitness of the product based on the evaluation index of the product, selecting and duplicating individuals using the total fitness to generate individuals of next-generation solution candidates, and repeating it in a predetermined cycle. A product design solution search method that uses a genetic algorithm to search for a product algorithm, in which the genetic algorithm is executed using only the evaluation values based on a single evaluation index, and normalized from among a plurality of evaluation values obtained at that time. Process of selecting and storing evaluation values for each of the plurality of evaluation indices, and then executing the genetic algorithm with the evaluation values of the plurality of evaluation indices. The normalized plurality of evaluation values are normalized by the evaluation values for normalization, and the values obtained by adding the normalized evaluation values of the respective evaluation indices at a predetermined ratio of the respective evaluation values are obtained by the general application. Degree.

【0012】また、本発明の請求項2に記載の遺伝的ア
ルゴリズムを用いた製品設計解探索方法は、集団発生さ
せた複数の個体の個々について、複数の評価指標に基づ
き製品の総合適応度を計算し、その総合適応度を用いて
個体の選択、複製を行って次世代解候補の個体を生成す
るといった処理を所定サイクル繰り返すことにより製品
の設計解を探索する遺伝的アルゴリズムを用いた製品設
計解探索方法であって、単独の評価指標による評価値の
みで遺伝的アルゴリズムを実行し、そのときに得られた
複数の評価値のうちの最大値を記憶するといった処理を
複数の評価指標のそれぞれについて行い、次に複数の評
価指標による評価値で遺伝的アルゴリズムを実行し、そ
のときに得られた複数の評価値を前記最大値で正規化
し、この正規化された各評価指標の評価値を、予め設定
された各評価値の割合により加算して求めた値を前記総
合適用度とするものである。
According to a second aspect of the present invention, there is provided a method for searching for a product design solution using a genetic algorithm, comprising the steps of determining the total fitness of a product based on a plurality of evaluation indices for each of a plurality of individuals generated as a group. Product design using a genetic algorithm that searches for product design solutions by repeating the process of calculating, selecting, and duplicating individuals using their overall fitness to generate individuals for next-generation solution candidates for a predetermined cycle A solution search method, in which the genetic algorithm is executed only with the evaluation value based on a single evaluation index, and processing such as storing the maximum value of the plurality of evaluation values obtained at that time is performed for each of the plurality of evaluation indexes. Is performed, and then a genetic algorithm is executed with evaluation values based on a plurality of evaluation indices, and the plurality of evaluation values obtained at that time are normalized with the maximum value. The evaluation value of each evaluation index is a value obtained by adding the ratio of each evaluation value that is set in advance as to the overall applicability.

【0013】また、本発明の請求項3に記載の遺伝的ア
ルゴリズムを用いた製品設計解探索システムは、集団発
生させた複数の個体の個々について、複数の評価指標に
基づき製品の総合適応度を計算する総合適応度計算手段
と、計算した総合適応度を用いて個体の選択、複製を行
って次世代解候補の個体を生成する次世代解候補生成手
段と、これら総合適応度計算手段と次世代解候補生成手
段とを所定サイクル繰り返し行う循環処理手段とを備え
た遺伝的アルゴリズムを用いた製品設計解探索システム
であって、単独の評価指標による評価値のみで遺伝的ア
ルゴリズムをそれぞれ実行し、そのときに得られた複数
の評価値の中から正規化用評価値を選択して記憶手段に
記憶するといった処理を複数の評価指標のそれぞれにつ
いて行う単独評価処理手段を備え、前記総合適応度計算
手段は、複数の評価指標による評価値で遺伝的アルゴリ
ズムを実行したときに得られた複数の評価値を前記記憶
手段に記憶されている正規化用評価値で正規化し、この
正規化された各評価指標の評価値を、予め設定された各
評価値の割合により加算して求めた値を総合適用度とし
て計算するものである。
[0013] A product design solution search system using a genetic algorithm according to claim 3 of the present invention determines the overall fitness of a product based on a plurality of evaluation indices for each of a plurality of individuals generated as a group. A total fitness calculating means for calculating, a next generation solution candidate generating means for selecting and duplicating an individual using the calculated total fitness to generate an individual for a next generation solution candidate, and A product design solution search system using a genetic algorithm comprising a generation solution candidate generating means and a cyclic processing means for repeating a predetermined cycle repeatedly, each executing the genetic algorithm only with an evaluation value by a single evaluation index, Single evaluation in which a process of selecting a normalization evaluation value from a plurality of evaluation values obtained at that time and storing it in a storage unit is performed for each of a plurality of evaluation indices. A total evaluation value calculation unit, a plurality of evaluation values obtained when the genetic algorithm is executed with the evaluation values based on the plurality of evaluation indices, the plurality of evaluation values obtained by the normalization evaluation value stored in the storage unit. , And a value obtained by adding the normalized evaluation value of each evaluation index by a predetermined ratio of each evaluation value is calculated as a total applicability.

【0014】また、本発明の請求項4に記載の遺伝的ア
ルゴリズムを用いた製品設計解探索システムは、集団発
生させた複数の個体の個々について、複数の評価指標に
基づき製品の総合適応度を計算する総合適応度計算手段
と、計算した総合適応度を用いて個体の選択、複製を行
って次世代解候補の個体を生成する次世代解候補生成手
段と、これら総合適応度計算手段と次世代解候補生成手
段とを所定サイクル繰り返し行う循環処理手段とを備え
た遺伝的アルゴリズムを用いた製品設計解探索システム
であって、単独の評価指標による評価値のみで遺伝的ア
ルゴリズムを実行し、そのときに得られた複数の評価値
のうちの最大値を記憶手段に記憶するといった処理を複
数の評価指標のそれぞれについて行う単独評価処理手段
を備え、前記総合適応度計算手段は、複数の評価指標に
よる評価値で遺伝的アルゴリズムを実行したときに得ら
れた複数の評価値を前記記憶手段に記憶されている最大
値で正規化し、この正規化された各評価指標の評価値
を、予め設定された各評価値の割合により加算して求め
た値を総合適用度として計算するものである。
According to a fourth aspect of the present invention, there is provided a product design solution search system using a genetic algorithm, wherein a total fitness of a product is determined based on a plurality of evaluation indices for each of a plurality of individuals generated as a group. A total fitness calculating means for calculating, a next generation solution candidate generating means for selecting and duplicating an individual using the calculated total fitness to generate an individual for a next generation solution candidate, and A product design solution search system using a genetic algorithm comprising a generation solution candidate generating means and a cyclic processing means for repeating a predetermined cycle repeatedly, wherein the genetic algorithm is executed only with an evaluation value by a single evaluation index, and A single evaluation processing means for performing a process of storing the maximum value of the plurality of evaluation values obtained in the storage means for each of the plurality of evaluation indices; The sensitivity calculation unit normalizes a plurality of evaluation values obtained when the genetic algorithm is executed with the evaluation values based on the plurality of evaluation indices, using a maximum value stored in the storage unit. The value obtained by adding the evaluation values of the evaluation indices based on a predetermined ratio of each evaluation value is calculated as the overall applicability.

【0015】[0015]

【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。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.

【0016】図1は、本発明の遺伝的アルゴリズムを用
いた製品設計解探索システムの全体構成を示すブロック
図である。
FIG. 1 is a block diagram showing the overall configuration of a product design solution search system using a genetic algorithm according to the present invention.

【0017】この製品設計解探索システムは、大別する
と、設計基本情報入力部1、遺伝子型情報発生部2、表
現型変換部3、個体評価部4、次世代解候補生成部5、
循環処理部6、途中経過情報ファイル画面出力部7、お
よび重みコントロール部8によって構成されている。
This product design solution search system is roughly divided into a basic design information input unit 1, a genotype information generation unit 2, a phenotype conversion unit 3, an individual evaluation unit 4, a next generation solution candidate generation unit 5,
It comprises a circulation processing unit 6, an intermediate progress information file screen output unit 7, and a weight control unit 8.

【0018】設計基本情報入力部1は、製品設計の制約
条件、品質評価指標の基準となる要求品質、および重み
コントロール部8によってコントロールされる各評価指
標の評価値の重み係数(例えば、流路:重量:重心=
1:1:1等)などの基本情報を入力する。
The basic design information input unit 1 includes a constraint condition for product design, a required quality serving as a reference of a quality evaluation index, and a weight coefficient (e.g., a flow path) of an evaluation value of each evaluation index controlled by the weight control unit 8. : Weight: Center of gravity =
Basic information such as 1: 1: 1) is input.

【0019】遺伝子型情報発生部2は、製品の設計課題
を、パラメータとして扱える情報と、組み合わせ的に選
択肢として扱える情報とに分類するとともに、分類した
個々の情報にその情報の意味を示すラベルを付けてラベ
ル付き遺伝子とし、この遺伝子型情報を、設計基本情報
入力部1より入力された制約条件に基づいて複数個体生
成する。遺伝子型情報発生部2において生成されるラベ
ル付き遺伝子型情報は、図3に示すように、ラベル(小
文字のアルファベット)と数値とがセットになって1つ
の情報を構成し、これが必要個数配列されて1個体(1
製品構成の全体)を表現する形で生成される。つまり、
ラベルが遺伝子の役割を果たしており、複数ある製品構
成要素を1つの遺伝子配列として扱うことができる。な
お、ラベル付き遺伝子型情報に関しては、本出願人にお
いてすでに別途出願(特願平10−212896号公
報)しており、また本発明では必須の構成要件ではない
ので、説明上必要な内容のみを記載し、その他の詳細な
説明は省略する。
The genotype information generator 2 classifies product design issues into information that can be handled as parameters and information that can be handled as options in combination, and labels each of the classified information to indicate the meaning of the information. The gene is attached to the gene, and a plurality of individuals are generated based on the constraint conditions input from the design basic information input unit 1. As shown in FIG. 3, the labeled genotype information generated by the genotype information generation unit 2 is a set of a label (lowercase alphabet) and a numerical value, and forms one piece of information. One individual (1
Product configuration). That is,
The label plays the role of a gene, and a plurality of product components can be treated as one gene sequence. As for the labeled genotype information, the applicant has already filed a separate application (Japanese Patent Application No. 10-212896) and is not an essential component in the present invention. Described, and other detailed descriptions are omitted.

【0020】表現型変換部3は、遺伝子型情報発生部2
により生成された各個体の遺伝子型情報を、製品の品質
評価指標および製品形状に変換する。
The phenotype conversion unit 3 includes a genotype information generation unit 2
Is converted into a product quality evaluation index and a product shape.

【0021】個体評価部4は、表現型変換部3により変
換された個々の製品の評価値を、品質評価指標に与えら
れた重み付けに従い総合適応度として計算するととも
に、この総合適応度に基づいて個体の選択確率を計算す
る。
The individual evaluation unit 4 calculates the evaluation value of each product converted by the phenotype conversion unit 3 as an overall fitness in accordance with the weight given to the quality evaluation index, and based on the overall fitness. Calculate the selection probability of the individual.

【0022】より具体的に説明すると、個体評価部4
は、図2に示すように、適応度計算手段41と、スケー
リング手段42と、選択確率計算手段43とを備えてい
る。適応度計算手段41は、表現型変換部3により変換
された個々の製品について、品質評価指標の値(製品品
質を表す値)を計算するとともに、この計算した値が要
求品質(目標値、基準値)に対してどのぐらい達成して
いるかを、品質評価項目(評価指標)ごとに計算して個
別適応度(個別評価値)とする。そして、この個別適応
度(個別評価値)を、本発明の特徴である方法によって
正規化(これについては後述する)した後、設計基本情
報入力部1から予め入力されている重み係数(例えば、
流路:重量:重心=1:1:1等)を加味して、総合適
応度(総合評価値)を計算する。スケーリング手段42
は、この適応度計算手段41によって計算された各個体
の総合適応度(総合評価値)を、個体間の差が大きくな
るようにスケーリングする。スケーリングは、計算した
総合適応度の個体差を変えて、選択時の確率に反映させ
るものであり、種々の方法(例えば、各個体の総合適応
度をそれぞれ2乗するといった簡単な方法等)がある
が、ここでは詳細な説明を省略する。また、選択確率に
ついては、本実施の形態では、期待値の部分合計を選択
確率としている。選択確率計算手段43は、スケーリン
グ後の総合適応度(総合評価値)に基づいて各個体の選
択確率を計算する。
More specifically, the individual evaluation unit 4
Has a fitness calculating means 41, a scaling means 42, and a selection probability calculating means 43, as shown in FIG. The fitness calculating means 41 calculates the value of the quality evaluation index (value indicating the product quality) for each product converted by the phenotype conversion unit 3, and calculates the required quality (target value, reference value, standard value). Value) is calculated for each quality evaluation item (evaluation index) and used as an individual fitness (individual evaluation value). Then, after the individual fitness (individual evaluation value) is normalized by a method which is a feature of the present invention (this will be described later), a weight coefficient (for example,
The overall fitness (comprehensive evaluation value) is calculated in consideration of the flow path: weight: center of gravity = 1: 1: 1, etc.). Scaling means 42
Scales the total fitness (comprehensive evaluation value) of each individual calculated by the fitness calculating means 41 so that the difference between the individuals increases. Scaling is to change the individual difference of the calculated overall fitness and reflect it on the probability at the time of selection, and various methods (for example, a simple method of squaring the overall fitness of each individual, etc.) are available. However, detailed description is omitted here. In the present embodiment, the selection probability is a partial total of the expected values. The selection probability calculation means 43 calculates the selection probability of each individual based on the total fitness (comprehensive evaluation value) after scaling.

【0023】次世代解候補生成部5は、個体評価部4に
より計算された個々の製品の選択確率に基づいて次世代
の親となる個体を選択し、その個体の遺伝子型情報の交
叉点数および交叉位置を選択確率に基づいて決定して交
叉を行って、次世代解候補の個体を生成し、この生成し
た次世代解候補の個体の遺伝子型情報を表現型変換部3
に供給する。また、交叉に加え、選択した個体の遺伝子
型情報の突然変異位置を選択確率に基づいて決定して突
然変異を行って、次世代解候補の個体を生成し、この生
成した次世代解候補の個体の遺伝子型情報を表現型変換
部3に供給する。
The next-generation solution candidate generation unit 5 selects an individual to be a parent of the next generation based on the selection probabilities of the individual products calculated by the individual evaluation unit 4, and calculates the number of intersections of the genotype information of the individual and A crossover position is determined based on the selection probability and crossover is performed to generate a next-generation solution candidate individual, and the generated genotype information of the next-generation solution candidate individual is converted to a phenotype conversion unit 3.
To supply. In addition, in addition to the crossover, the mutation position of the genotype information of the selected individual is determined based on the selection probability and the mutation is performed to generate an individual of the next generation solution candidate. The genotype information of the individual is supplied to the phenotype conversion unit 3.

【0024】循環処理部6は、これら表現型変換部3、
個体評価部4、および次世代解候補生成部5による循環
処理を、予め設定された一定数(例えば、300世代
等)に次世代解候補生成部5により生成される個体の世
代数が達するまで、または集団中に良い解がある程度広
がるまで繰り返し行う。例えば、集団中の個体のうち、
総合適応度が80%を超える個体が、40%以上ある場
合といったように、ある程度の解が見つかったと判断す
るまで、繰り返し行う。
The circulation processing unit 6 includes these phenotype conversion units 3,
The circulation processing by the individual evaluation unit 4 and the next-generation solution candidate generation unit 5 is repeated until the number of generations of the individuals generated by the next-generation solution candidate generation unit 5 reaches a preset fixed number (for example, 300 generations). Or until a good solution spreads to some extent in the group. For example, among individuals in a population,
This is repeated until it is determined that a certain degree of solution has been found, such as a case where the total fitness exceeds 80% of the individuals is 40% or more.

【0025】途中経過情報ファイル画面出力部7は、遺
伝子型情報発生部2、表現型変換部3、および個体評価
部4において計算された結果である各個体の「遺伝子型
情報」、「製品の各品質評価指標および形状」、「品質
評価指標ごとの適応度」、「総合適応度」、「スケーリ
ング後の品質評価指標ごとの適応度」、「スケーリング
後の総合適応度」、および「選択確率」を各世代情報と
してファイルに出力するとともに、各個体の総合適応度
に基づいて、「集団全体の分散」、「集団の平均適応
度」、「集団中での最高適応度の個体番号および最高適
応度」、「集団中での最小適応度の個体番号および最小
適応度」をそれぞれ計算し、各世代情報としてファイル
に出力する。また、途中経過情報ファイル画面出力部7
は、循環処理部6により生成される個体の世代数が予め
設定された一定数(例えば、300世代等)に達する
と、この時点で生成されている個体情報を、製品設計結
果として出力する。個体情報は、必要に応じ、人が見て
分かるように(例えば、数値や図形等の形で)表示され
る。
The progress information file screen output unit 7 outputs “genotype information” and “product information” for each individual, which are the results calculated by the genotype information generation unit 2, phenotype conversion unit 3, and individual evaluation unit 4. "Each quality evaluation index and shape", "Fitness for each quality evaluation index", "Overall fitness", "Fitness for each quality evaluation index after scaling", "Overall fitness after scaling", and "Selection probability" Is output to the file as each generation information, and based on the total fitness of each individual, the variance of the entire population, the average fitness of the population, the individual number of the highest fitness in the population and the highest "Fitness" and "minimum fitness individual number and minimum fitness in the group" are calculated and output to the file as generation information. Also, the progress information file screen output unit 7
When the number of generations of individuals generated by the circulation processing unit 6 reaches a predetermined fixed number (for example, 300 generations), the individual information generated at this time is output as a product design result. The individual information is displayed as needed (for example, in the form of a numerical value, a figure, or the like) so that a person can see it.

【0026】重みコントロール部8は、後述する遺伝的
アルゴリズムの実行後に得られる各個体の評価値の統計
値(最大値)を記憶するとともに、遺伝的アルゴリズム
の実行時の評価項目の重みを適宜設定する。
The weight control unit 8 stores the statistical value (maximum value) of the evaluation value of each individual obtained after the execution of the genetic algorithm described later, and appropriately sets the weight of the evaluation item at the time of execution of the genetic algorithm. I do.

【0027】以上が、製品設計解探索システムによる遺
伝的アルゴリズム実行時の一連の処理であるが、本発明
では、このような遺伝的アルゴリズムを、重みコントロ
ール部8を使って、まず各評価項目単独で実行し、その
各世代の各個体の評価値から統計値(最大値)Mnを求
め、これを各評価項目ごとに記憶する。ただし、このと
きの遺伝的アルゴリズムでは、単独の評価項目であるた
め、当然であるが、個体評価部4において評価項目ごと
に計算した個別適応度(個別評価値)を正規化すること
はしない。すなわち、各評価項目を単独で実行したとき
に実際に得られる統計値(最大値)Mnを、重みコント
ロール部8に記憶する。
The above is a series of processing at the time of execution of the genetic algorithm by the product design solution search system. In the present invention, such a genetic algorithm is first used by the weight control unit 8 to independently evaluate each evaluation item. And a statistical value (maximum value) Mn is obtained from the evaluation value of each individual in each generation, and this is stored for each evaluation item. However, since the genetic algorithm at this time is a single evaluation item, it is natural that the individual fitness (individual evaluation value) calculated by the individual evaluation unit 4 for each evaluation item is not normalized. That is, the statistical value (maximum value) Mn actually obtained when each evaluation item is executed independently is stored in the weight control unit 8.

【0028】このようにして全ての評価項目での評価を
終了した後、次に、再度重みコントロール部8を使っ
て、各評価項目に重みを付け、遺伝的アルゴリズムを実
行する。このとき、総合適応度(総合評価値)として、
下式(1) Σ((各評価項目の評価値/Mn)×αn) ・・・(1) を用い、これを選択基準とする。ただし、αnは各評価
項目の重み係数である。
After the evaluation for all the evaluation items is completed in this way, next, each evaluation item is weighted again using the weight control unit 8, and the genetic algorithm is executed. At this time, the overall fitness (overall evaluation value)
The following formula (1) Σ ((Evaluation value of each evaluation item / Mn) × αn) (1) is used as a selection criterion. Here, αn is a weight coefficient of each evaluation item.

【0029】すなわち、(1)式の中の「(各評価項目
の評価値/Mn)」によって各評価値は正規化されるた
め、αnは純粋な重み(オペレータが希望した重み)に
なる。
That is, since each evaluation value is normalized by “(Evaluation value of each evaluation item / Mn)” in the expression (1), αn is a pure weight (weight desired by the operator).

【0030】[発明が解決しようとする課題]のところ
で取り上げた個体Aと個体Bを用いて具体的に説明する
と、評価項目を単独で実行したときに得られた各評価項
目の最大値Mnは、流路8点、重量5点、重心10点と
なっている。従って、上記(1)式を用いると、個体A
の総合適応度(総合評価値)は、流路の最大値が7点、
重量の最大値が2点、重心の最大値が8点であるから、 (7/8)×1+(2/5)×1+(8/10)×1=
2.075点 となる。
Specifically, using the individual A and the individual B taken up in [Problems to be Solved by the Invention], the maximum value Mn of each evaluation item obtained when the evaluation item is executed alone is: , 8 points for the flow path, 5 points for the weight, and 10 points for the center of gravity. Therefore, using the above equation (1), the individual A
The total fitness (comprehensive evaluation value) of the maximum value of the channel is 7 points,
Since the maximum value of the weight is 2 points and the maximum value of the center of gravity is 8 points, (7/8) × 1 + (2/5) × 1 + (8/10) × 1 =
2.075 points.

【0031】一方、個体Bの総合適応度(総合評価値)
は、流路の最大値が5点、重量の最大値が4点、重心の
最大値が7点であるから、 (5/8)×1+(4/5)×1+(7/10)×1=
2.125点 となる。
On the other hand, the overall fitness of individual B (overall evaluation value)
Since the maximum value of the flow path is 5 points, the maximum value of the weight is 4 points, and the maximum value of the center of gravity is 7 points, (5/8) × 1 + (4/5) × 1 + (7/10) × 1 =
2.125 points.

【0032】従って、この場合には、重量の実際の最大
値(5点)に近い4点を有する固定Bが選ばれやすくな
り、オペレータの希望した重みの形状が得られる確率が
高くなることになる。つまり、オペレータは、評価値の
点数を気にすることなく、各評価値の割合だけを考え
て、重み係数を入力すればよいことになる。
Therefore, in this case, the fixed B having four points close to the actual maximum value (5 points) of the weight is easily selected, and the probability of obtaining the shape of the weight desired by the operator is increased. Become. That is, the operator only has to consider the ratio of each evaluation value and input the weighting factor without worrying about the score of the evaluation value.

【0033】[0033]

【実施例】次に、上記構成の遺伝的アルゴリズムを用い
た製品設計解探索システムにおいて、排水管の分離、合
流部分であるマスマンホールを実際に設計する実施例に
ついて説明する。
Next, a description will be given of an embodiment in which a mass manhole, which is a part where a drain pipe is separated and merged, is actually designed in a product design solution search system using a genetic algorithm having the above configuration.

【0034】図4は、基本的なマスマンホールの構成を
示している。このマスマンホールは、立ち上がり管の側
壁に、流入口と流出口とを設けた構成となっており、図
中の各記号の意味は、 Rmain:立ち上がり管の径の大きさ FuH:立ち上がり管形状 (Pox,Poy):立ち上がり管位置 FuEin1:流入口1の形状 FuEout:流出口の形状 P0〜P5:流路をベジェ曲線で表すための座標(遺伝
子t11〜t41により計算する) である。
FIG. 4 shows the structure of a basic mass manhole. This mass manhole has a configuration in which an inlet and an outlet are provided on the side wall of a riser. The meaning of each symbol in the figure is as follows: Rmain: the size of the diameter of the riser FuH: the riser shape ( Pox, Poy): riser position FuEin1: shape of inflow port 1 FuEout: shape of outflow port P0 to P5: coordinates (calculated by genes t11 to t41) for expressing the flow path by a Bezier curve.

【0035】設計基本情報入力部1は、上記のマスマン
ホールに接続する流入管の流入位置(P0)、流入方
向、流出管の流出位置(P5)、管の大きさ、要求品質
(流路、重量、重心)、要求品質の重み係数(例えば、
流路:重量:重心=10:10:10)などの各種パラ
メータを入力する。また、一般的遺伝的アルゴリズムの
パラメータとして、限界(最大)世代数、交叉率、突然
変異率、戦略(SGA、ER、MGG等)を入力する。
The design basic information input unit 1 includes an inflow position (P0), an inflow direction, an outflow position (P5) of an inflow pipe, a pipe size, a required quality (flow path, Weight, center of gravity), required quality weighting factors (e.g.,
Various parameters such as flow path: weight: center of gravity = 10: 10: 10) are input. Further, as parameters of a general genetic algorithm, a limit (maximum) number of generations, a crossover rate, a mutation rate, and a strategy (SGA, ER, MGG, etc.) are input.

【0036】設計基本情報入力部1より入力された条件
で生成される遺伝子型情報の遺伝子配列は、ラベルと数
値とがセットになった配列であり、「(t1i,t)
(t2i,t)(t2θi,θ)(t3i,t)(t3
θi,t)(t4i,t)・・・(FuH,H)(Fu
Eini,Ein)(FuEout,Eout)(Ty
pe,Type)」となる。ここで、iは流入口数であ
り、上記のマスマンホールではi=1となる。
The gene sequence of the genotype information generated under the conditions input from the design basic information input unit 1 is a sequence in which a label and a numerical value are set, and "(t1i, t)
(T2i, t) (t2θi, θ) (t3i, t) (t3
θi, t) (t4i, t) (FuH, H) (Fu
Eini, Ein) (FuEout, Eout) (Ty
pe, Type) ". Here, i is the number of inflow ports, and i = 1 in the above-mentioned mass manhole.

【0037】また、遺伝子型情報を格納する配列は、以
下の通りである。 p[個体No][ラベルNo][0] ・・・(ラベル) p[個体No][ラベルNo][1] ・・・(数値) 従って、例えばp[i][j][0]は、個体iのj番
目のラベルNoを示し、p[i][j][1]は、個体i
のj番目の数値を示している。
The sequence for storing the genotype information is as follows. p [individual No] [label No] [0] (label) p [individual No] [label No] [1] (numeric value) Therefore, for example, p [i] [j] [0] is , Indicates the j-th label No of the individual i, and p [i] [j] [1] indicates the individual i
Shows the j-th numerical value of.

【0038】図5は、流入口が2個の場合の遺伝子型情
報を分かりやすく説明するために、表形式に分けて示し
た図である。ここで、図4に示す流入口が1個のマスマ
ンホールの場合の遺伝子型情報は、左端のラベルNo1〜
10のみとなる。つまり、図4に示す形状のマスマンホ
ールは、10個の遺伝子型情報によって表現されること
になる。
FIG. 5 is a diagram showing the genotype information in a case where there are two inflow ports in a table format for easy understanding. Here, the genotype information when the inflow port shown in FIG.
10 only. That is, the massman hole having the shape shown in FIG. 4 is represented by ten pieces of genotype information.

【0039】ここで、図5に示す流入口が2個(流入管
が2本)の場合の各流入口P0,P0′のX−Y座標値
をそれぞれ、P0(0,700)、P0′(700,
0)とし、流出口P5のX−Y座標値を、P5(120
0,1200)に設定して、遺伝的アルゴリズムを実行
し、途中の点P1〜P4と、立ち管の位置(中心)およ
び大きさRとを求め、その求めた点をベジェ曲線でつな
ぐ。ここで、P1〜P4のX−Y座標値は、以下の式に
よって求められる。
Here, the X-Y coordinate values of each of the inlets P0 and P0 'in the case where there are two inlets (two inflow pipes) shown in FIG. 5 are P0 (0, 700) and P0', respectively. (700,
0), and the XY coordinate value of the outlet P5 is P5 (120
0, 1200), the genetic algorithm is executed, and the intermediate points P1 to P4, the position (center) and the size R of the standing pipe are obtained, and the obtained points are connected by a Bezier curve. Here, the XY coordinate values of P1 to P4 are obtained by the following equations.

【0040】[0040]

【数1】 (Equation 1)

【0041】ただし、δ,δ′はそれぞれP1,P4の
なす角度である。このようにして求めた各点P0〜P5
に基づき、流路、重量、重心の3つの評価項目の評価値
を求め、これらを点数化し、重み付け加算したものを総
合評価値とする。流路については、P0〜P5のベクト
ルの変化量の最大値を求め、この最大値を用いて評価値
を求める。つまり、流路に急な変化があるほど水の流れ
が悪くなるので、ベクトルの変化量の最大値が大きいほ
ど、評価値は低くなる。また、重量については、材料が
少なくなるように軽い方が良い(すなわち、長さが短い
ほど重量は軽いので良い)とする評価を行う。また、重
心については、経路P0−P1−P2−P3−P4−P
5の重心を立ち管の位置とし、そこから経路への最短距
離を評価基準とし、近い方が重心が安定していて良いと
する評価を行う。
Here, δ and δ ′ are angles formed by P1 and P4, respectively. Each point P0 to P5 obtained in this way
Based on the above, the evaluation values of the three evaluation items of the flow path, the weight, and the center of gravity are obtained, these are scored, and the weighted sum is used as the total evaluation value. For the flow path, the maximum value of the amount of change of the vectors P0 to P5 is determined, and the evaluation value is determined using this maximum value. In other words, the more suddenly the flow path changes, the worse the flow of water becomes. Therefore, the larger the maximum value of the vector change, the lower the evaluation value. In addition, regarding the weight, an evaluation is made that the lighter the better, the less the material is (ie, the shorter the length, the lighter the better). Also, regarding the center of gravity, the route P0-P1-P2-P3-P4-P
The center of gravity of 5 is set as the position of the standing pipe, and the shortest distance from the path to the path is used as an evaluation criterion.

【0042】この結果、論理上の各評価値はそれぞれ、
流路:3.14、重量:1、重心:1000の理想最大
値を持つ。
As a result, each of the logical evaluation values is
The flow path has an ideal maximum value of 3.14, a weight of 1, and a center of gravity of 1000.

【0043】ここで、論理上の最大値で正規化した場
合、各評価値の重み係数を(流路:重量:重心=10:
10:10)としたときの係数は、重み係数を理想最大
値で割った値、すなわち、(流路:重量:重心=3.1
8:10:0.01)となり、この係数を用いて遺伝的
アルゴリズムを実行したときの最良個体の点数は、 8.320119( 流路) +9.113703( 重量) +9.192446( 重
心) =26.62627( 総合評価値) であった。
Here, when normalized by the logical maximum value, the weighting coefficient of each evaluation value is calculated as follows: (flow path: weight: center of gravity = 10:
10:10) is a value obtained by dividing the weighting coefficient by the ideal maximum value, that is, (flow path: weight: center of gravity = 3.1).
8: 10: 0.01). When the genetic algorithm is executed using this coefficient, the score of the best individual is 8.320119 (channel) +9.113703 (weight) +9.192446 (center of gravity) = 26.62627 (total (Evaluation value).

【0044】一方、単独評価項目で実行したときに得ら
れた各評価項目の最大値で正規化した場合、各評価値の
重み係数を(流路:重量:重心=10:10:10)と
したときの係数は、(流路:重量:重心=3.727 :10.0
0756:0.01081 )と変化し、この係数を用いて遺伝的ア
ルゴリズムを実行したときの最良個体の点数は、 8.330579( 流路) +9.126039( 重量) +9.177536( 重
心) =26.63415( 総合評価値) となった。つまり、各評価値の割合が良くなり、総合評
価値も上がっていることが分かる。
On the other hand, when normalization is performed using the maximum value of each evaluation item obtained when the evaluation is performed for a single evaluation item, the weight coefficient of each evaluation value is expressed as (flow path: weight: gravity center = 10: 10: 10). When the coefficient is calculated as follows: (flow path: weight: center of gravity = 3.727: 10.0
0756: 0.01081), and when the genetic algorithm is executed using this coefficient, the score of the best individual is 8.330579 (flow path) +9.126039 (weight) +9.177536 (centroid) = 26.63415 (overall evaluation value) ). That is, it can be seen that the ratio of each evaluation value is improved and the overall evaluation value is also increased.

【0045】因みに、論理上の最大値で正規化した場合
に得られた最良個体の各点P1〜P5のX−Y座標値
と、その求めた点P1〜P5をベジェ曲線でつないだグ
ラフを図6に示し、単独評価項目で実行したときに得ら
れた各評価項目の最大値で正規化した場合に得られた最
良個体の各点P1〜P5のX−Y座標値と、その求めた
点P1〜P5をベジェ曲線でつないだグラフを図7に示
す。
By the way, a graph obtained by connecting the XY coordinate values of the points P1 to P5 of the best individual obtained when normalized by the logical maximum value and the obtained points P1 to P5 by a Bezier curve is shown. The X-Y coordinate values of the points P1 to P5 of the best individual obtained when normalized by the maximum value of each evaluation item obtained by executing the single evaluation item shown in FIG. 6 and obtained. FIG. 7 shows a graph in which the points P1 to P5 are connected by a Bezier curve.

【0046】なお、上記実施の形態では、本出願人が先
に特許出願したラベル付き遺伝子型情報を用いた遺伝的
アルゴリズムによって製品の設計解を探索しているが、
遺伝的アルゴリズム自体はラベル付きのものに限らず、
従来から提案されている種々のものが適用可能である。
In the above embodiment, the applicant searches for a product design solution by a genetic algorithm using the labeled genotype information, which was previously filed by the applicant.
Genetic algorithms are not limited to those with labels,
Various types proposed in the past are applicable.

【0047】[0047]

【発明の効果】本発明の遺伝的アルゴリズムを用いた製
品設計解探索方法および探索システムは、単独の評価指
標による評価値のみで遺伝的アルゴリズムをそれぞれ実
行し、そのときに得られた複数の評価値の中から正規化
用評価値(例えば、最大値)を選択して記憶するといっ
た処理を複数の評価指標のそれぞれについて行い、次に
複数の評価指標による評価値で遺伝的アルゴリズムを実
行し、そのときに得られた複数の評価値を正規化用評価
値で正規化し、この正規化された各評価指標の評価値
を、予め設定された各評価値の割合により加算して求め
た値を総合適用度とするようにしている。そのため、論
理上の最大値で正規化を行った場合には過小評価されて
しまうような評価項目に対して、重み付け入力通りの重
みで評価することができ、探索解としてよりオペレータ
の希望したものを得ることができる。
The method and system for searching for a product design solution using a genetic algorithm according to the present invention execute a genetic algorithm only with an evaluation value by a single evaluation index, and provide a plurality of evaluations obtained at that time. A process of selecting and storing an evaluation value for normalization (for example, the maximum value) from the values is performed for each of the plurality of evaluation indices, and then the genetic algorithm is executed with the evaluation values based on the plurality of evaluation indices, The plurality of evaluation values obtained at that time are normalized by the evaluation value for normalization, and the value obtained by adding the normalized evaluation value of each evaluation index by the ratio of each evaluation value set in advance is calculated. The overall applicability is set. For this reason, evaluation items that would be underestimated if normalization was performed with the logical maximum value can be evaluated with the weights as input by weighting, and the search solution that the operator desires more Can be obtained.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の遺伝的アルゴリズムを用いた製品設計
解探索システムの全体構成を示すブロック図である。
FIG. 1 is a block diagram showing the overall configuration of a product design solution search system using a genetic algorithm according to the present invention.

【図2】個体評価部の具体的構成を示すブロック図であ
る。
FIG. 2 is a block diagram illustrating a specific configuration of an individual evaluation unit.

【図3】ラベル付き遺伝子型情報の構造と交叉例とを示
す説明図である。
FIG. 3 is an explanatory diagram showing the structure of labeled genotype information and an example of crossover.

【図4】基本的なマスマンホールの構成を示す説明図で
ある。
FIG. 4 is an explanatory diagram showing a basic configuration of a mass manhole.

【図5】流入口が2個の場合の遺伝子型情報を分かりや
すく説明するために、表形式に分けて示した図である。
FIG. 5 is a diagram divided into tables for easy understanding of genotype information when there are two inflow ports.

【図6】論理上の最大値で正規化した場合に得られた最
良個体の各点のX−Y座標値と、その求めた点をベジェ
曲線でつないだグラフを示す説明図である。
FIG. 6 is an explanatory diagram showing an XY coordinate value of each point of the best individual obtained when normalized by a logical maximum value, and a graph connecting the obtained points with a Bezier curve.

【図7】単独評価項目で実行したときに得られた各評価
項目の最大値で正規化した場合に得られた最良個体の各
点のX−Y座標値と、その求めた点をベジェ曲線でつな
いだグラフを示す説明図である。
FIG. 7 shows the XY coordinate values of each point of the best individual obtained when normalized by the maximum value of each evaluation item obtained when the single evaluation item is executed, and the obtained points are Bezier curves. It is explanatory drawing which shows the graph connected.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 設計基本情報入力部 2 遺伝子型情報発生部 3 表現型変換部 4 個体評価部 5 次世代解候補生成部 6 循環処理部 7 途中経過情報ファイル画面出力部 8 重みコントロール部 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Design basic information input part 2 Genotype information generation part 3 Phenotype conversion part 4 Individual evaluation part 5 Next generation solution candidate generation part 6 Circulation processing part 7 Intermediate progress information file screen output part 8 Weight control part

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 集団発生させた複数の個体の個々につい
て、複数の評価指標に基づき製品の総合適応度を計算
し、その総合適応度を用いて個体の選択、複製を行って
次世代解候補の個体を生成するといった処理を所定サイ
クル繰り返すことにより製品の設計解を探索する遺伝的
アルゴリズムを用いた製品設計解探索方法であって、 単独の評価指標による評価値のみで遺伝的アルゴリズム
をそれぞれ実行し、そのときに得られた複数の評価値の
中から正規化用評価値を選択して記憶するといった処理
を複数の評価指標のそれぞれについて行い、次に複数の
評価指標による評価値で遺伝的アルゴリズムを実行し、
そのときに得られた複数の評価値を前記正規化用評価値
で正規化し、この正規化された各評価指標の評価値を、
予め設定された各評価値の割合により加算して求めた値
を前記総合適用度とすることを特徴とする遺伝的アルゴ
リズムを用いた製品設計解探索方法。
1. A method for calculating a total fitness of a product based on a plurality of evaluation indices for each of a plurality of individuals generated as a group, selecting and duplicating the individual using the total fitness, and generating a next-generation solution candidate. A product design solution search method that uses a genetic algorithm to search for a product design solution by repeating a process such as generating individual individuals for a predetermined cycle. Each of the genetic algorithms is executed using only an evaluation value based on a single evaluation index Then, a process of selecting and storing an evaluation value for normalization from a plurality of evaluation values obtained at that time is performed for each of the plurality of evaluation indices, and then the genetic value is evaluated using the evaluation values based on the plurality of evaluation indices. Run the algorithm,
The plurality of evaluation values obtained at that time are normalized by the normalization evaluation value, and the normalized evaluation value of each evaluation index is
A method of searching for a product design solution using a genetic algorithm, wherein a value obtained by adding a predetermined ratio of each evaluation value is used as the overall applicability.
【請求項2】 集団発生させた複数の個体の個々につい
て、複数の評価指標に基づき製品の総合適応度を計算
し、その総合適応度を用いて個体の選択、複製を行って
次世代解候補の個体を生成するといった処理を所定サイ
クル繰り返すことにより製品の設計解を探索する遺伝的
アルゴリズムを用いた製品設計解探索方法であって、 単独の評価指標による評価値のみで遺伝的アルゴリズム
を実行し、そのときに得られた複数の評価値のうちの最
大値を記憶するといった処理を複数の評価指標のそれぞ
れについて行い、次に複数の評価指標による評価値で遺
伝的アルゴリズムを実行し、そのときに得られた複数の
評価値を前記最大値で正規化し、この正規化された各評
価指標の評価値を、予め設定された各評価値の割合によ
り加算して求めた値を前記総合適用度とすることを特徴
とする遺伝的アルゴリズムを用いた製品設計解探索方
法。
2. For each of a plurality of individuals generated as a group, a total fitness of a product is calculated based on a plurality of evaluation indices, and the individual is selected and copied using the total fitness to generate a next-generation solution candidate. A product design solution search method using a genetic algorithm that searches for a product design solution by repeating a process such as generating individual individuals for a predetermined cycle, wherein the genetic algorithm is executed using only evaluation values based on a single evaluation index. , A process of storing the maximum value of the plurality of evaluation values obtained at that time is performed for each of the plurality of evaluation indices, and then the genetic algorithm is executed with the evaluation values based on the plurality of evaluation indices, Are normalized by the maximum value, the normalized evaluation value of each evaluation index, the value obtained by adding at a predetermined ratio of each evaluation value, Product design solution search method using a genetic algorithm, characterized in that a serial overall applicability.
【請求項3】 集団発生させた複数の個体の個々につい
て、複数の評価指標に基づき製品の総合適応度を計算す
る総合適応度計算手段と、計算した総合適応度を用いて
個体の選択、複製を行って次世代解候補の個体を生成す
る次世代解候補生成手段と、これら総合適応度計算手段
と次世代解候補生成手段とを所定サイクル繰り返し行う
循環処理手段とを備えた遺伝的アルゴリズムを用いた製
品設計解探索システムであって、 単独の評価指標による評価値のみで遺伝的アルゴリズム
をそれぞれ実行し、そのときに得られた複数の評価値の
中から正規化用評価値を選択して記憶手段に記憶すると
いった処理を複数の評価指標のそれぞれについて行う単
独評価処理手段を備え、 前記総合適応度計算手段は、複数の評価指標による評価
値で遺伝的アルゴリズムを実行したときに得られた複数
の評価値を前記記憶手段に記憶されている正規化用評価
値で正規化し、この正規化された各評価指標の評価値
を、予め設定された各評価値の割合により加算して求め
た値を総合適用度として計算することを特徴とする遺伝
的アルゴリズムを用いた製品設計解探索システム。
3. A total fitness calculating means for calculating a total fitness of a product based on a plurality of evaluation indices for each of a plurality of individuals generated as a group, and selecting and duplicating the individual using the calculated total fitness. And a genetic algorithm comprising a next-generation solution candidate generating means for generating an individual of a next-generation solution candidate, and a cyclic processing means for repeating these integrated fitness calculating means and the next-generation solution candidate generating means in a predetermined cycle. The product design solution search system used, the genetic algorithm is executed using only the evaluation value by a single evaluation index, and a normalization evaluation value is selected from a plurality of evaluation values obtained at that time. A single evaluation processing unit for performing processing such as storing in a storage unit for each of a plurality of evaluation indices; A plurality of evaluation values obtained when the rhythm is executed are normalized by the evaluation values for normalization stored in the storage means, and the evaluation values of the normalized evaluation indices are converted into the evaluation values set in advance. A product design solution search system using a genetic algorithm, wherein a value obtained by adding values according to a ratio of values is calculated as a total applicability.
【請求項4】 集団発生させた複数の個体の個々につい
て、複数の評価指標に基づき製品の総合適応度を計算す
る総合適応度計算手段と、計算した総合適応度を用いて
個体の選択、複製を行って次世代解候補の個体を生成す
る次世代解候補生成手段と、これら総合適応度計算手段
と次世代解候補生成手段とを所定サイクル繰り返し行う
循環処理手段とを備えた遺伝的アルゴリズムを用いた製
品設計解探索システムであって、 単独の評価指標による評価値のみで遺伝的アルゴリズム
を実行し、そのときに得られた複数の評価値のうちの最
大値を記憶手段に記憶するといった処理を複数の評価指
標のそれぞれについて行う単独評価処理手段を備え、 前記総合適応度計算手段は、複数の評価指標による評価
値で遺伝的アルゴリズムを実行したときに得られた複数
の評価値を前記記憶手段に記憶されている最大値で正規
化し、この正規化された各評価指標の評価値を、予め設
定された各評価値の割合により加算して求めた値を総合
適用度として計算することを特徴とする遺伝的アルゴリ
ズムを用いた製品設計解探索システム。
4. A total fitness calculating means for calculating a total fitness of a product based on a plurality of evaluation indices for each of a plurality of individuals generated as a group, and selecting and duplicating individuals using the calculated total fitness. And a genetic algorithm comprising a next-generation solution candidate generating means for generating an individual of a next-generation solution candidate, and a cyclic processing means for repeating these integrated fitness calculating means and the next-generation solution candidate generating means in a predetermined cycle. A product design solution search system used, in which a genetic algorithm is executed using only evaluation values based on a single evaluation index, and the maximum value of a plurality of evaluation values obtained at that time is stored in a storage unit. Is provided for each of the plurality of evaluation indices, wherein the overall fitness calculation means is configured to execute a genetic algorithm with evaluation values by the plurality of evaluation indices. A value obtained by normalizing the obtained plurality of evaluation values with the maximum value stored in the storage means, and adding the normalized evaluation values of the respective evaluation indices according to a preset ratio of the respective evaluation values. A product design solution search system using a genetic algorithm characterized by calculating the total applicability.
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