JP2000113009A - 設計支援装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 本発明は、設計作業の段階的な工程を無く
し、設計時間の短縮と設計ミスの削減との同時の実現を
図る。 【解決手段】 入力された所定単位の仕様に応じて推奨
パターンを参照し、最小単位の仕様とハードウェア又は
ソフトウェアの指定とが入力されると、この仕様に相当
する仕様部品ｐｎと同じ組で指定された回路部品ｈｎ又
はソフト部品ｓｎを推奨パターン内の該当する機能部品
ｆｎの位置に組込み、最小単位の仕様の入力が完了した
とき、顧客仕様との整合性を確認した後、入力された全
ての仕様からなる仕様書データを生成し、且つ回路部品
ｐｎ並びにソフト部品の組込まれた推奨パターンに基づ
いて、回路部品並びにソフト部品からなる設計図データ
を生成する設計支援装置。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、制御システム等の
設計時間の短縮と設計ミスの削減とを共に実現し得る設
計支援装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、ハードウェアの制御回路及びソ
フトウェアからなる制御システムの受注製作において
は、始めに顧客により仕様が決定され、次いで、顧客仕
様に沿って設計が依頼され、設計が完成すると、加工、
組立、試験及び出荷が行われる。

【０００３】このような設計段階では、設計者は、種々
の顧客仕様毎に、顧客仕様に合致するように制御システ
ムを設計する。具体的な設計は、顧客仕様に合致した制
御仕様書をまとめる作業から始まる。

【０００４】この種のまとめ作業は、幾通りか用意され
た標準仕様書がハードウェア及びソフトウェア等の指定
により、適宜編集されて行われる。また、制御仕様書の
完成後、制御仕様書に基づいて、制御システムの各部分
毎に、ハードウェアの制御回路又はＰＬＣ(programmabl
e logic controller) ソフトウェアが設計される。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら以上のよ
うな設計作業では、制御仕様書のまとめ作業とその後の
制御回路の設計という段階的な工程からなるため、制御
仕様書と制御回路の内容に不一致が発生する場合があ
る。

【０００６】また、段階的であるために、設計に時間を
要する上、設計途中における設計思想の変化といった人
的要因により設計ミスを誘発させる等の難点があり、コ
スト削減への障害となっている。

【０００７】他にも、このような設計作業は、初心者と
熟練者との間の品質格差が明確に現れてしまう難点があ
る。本発明は上記実情を考慮してなされたもので、設計
作業の段階的な工程を無くし、設計時間の短縮と設計ミ
スの削減とを共に実現し得る設計支援装置を提供するこ
とを目的とする。また、本発明の他の目的は、初心者で
も熟練者と同等の設計品質を実現し得る設計支援装置を
提供することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】請求項１に対応する発明
は、機能的な最小単位毎に夫々部品化され、互いに等価
な仕様部品及びハードウェア回路部品の組を含む複数の
機能部品が記憶された機能部品データベースと、前記最
小単位よりも大きい所定単位の仕様毎に、前記各機能部
品の組合せパターンが記憶されたパターン記憶手段と、
入力された所定単位の仕様に応じて前記パターン記憶手
段内の組合せパターンを参照し、最小単位の仕様が入力
されると、この仕様に相当する仕様部品と同じ組のハー
ドウェア回路部品を前記組合せパターン内の該当する機
能部品の位置に組込む部品組込手段と、前記最小単位の
仕様の入力が完了したとき、前記入力された全ての仕様
からなる仕様書データを生成し、且つ前記部品組込手段
によりハードウェア回路部品の組込まれた組合せパター
ンに基づいて、各ハードウェア回路部品からなる設計図
データを生成する仕様書・設計図一括生成手段とを備え
た設計支援装置である。

【０００９】また、請求項２に対応する発明は、機能的
な最小単位毎に夫々部品化され、互いに等価な仕様部
品、ハードウェア回路部品及びソフトウェア部品の組か
らなる複数の機能部品が記憶された機能部品データベー
スと、前記最小単位よりも大きい所定単位の仕様に対応
して前記各機能部品の組合せパターンが記憶されたパタ
ーン記憶手段と、入力された所定単位の仕様に応じて前
記パターン記憶手段内の組合せパターンを参照し、最小
単位の仕様とハードウェア又はソフトウェアの指定とが
入力されると、この仕様及び指定内容に対応するハード
ウェア回路部品又はソフトウェア部品を前記組合せパタ
ーン内の該当する機能部品の位置に組込む部品組込手段
と、前記最小単位の仕様の入力が完了したとき、前記入
力された全ての仕様からなる仕様書データを生成し、且
つ前記部品組込手段によりハードウェア回路部品並びに
ソフトウェア部品の組込まれた組合せパターンに基づい
て、ハードウェア回路部品並びにソフトウェア部品から
なる設計図データを生成する仕様書・設計図一括生成手
段とを備えた設計支援装置である。（作用）従って、請
求項１に対応する発明は以上のような手段を講じたこと
により、機能的な最小単位毎に夫々部品化され、互いに
等価な仕様部品及びハードウェア回路部品の組を含む複
数の機能部品が記憶された機能部品データベースと、最
小単位よりも大きい所定単位の仕様毎に、各機能部品の
組合せパターンが記憶されたパターン記憶手段とを設
け、部品組込手段が、入力された所定単位の仕様に応じ
てパターン記憶手段内の組合せパターンを参照し、最小
単位の仕様が入力されると、この仕様に相当する仕様部
品と同じ組のハードウェア回路部品を組合せパターン内
の該当する機能部品の位置に組込み、仕様書・設計図一
括生成手段が、最小単位の仕様の入力が完了したとき、
入力された全ての仕様からなる仕様書データを生成し、
且つ部品組込手段によりハードウェア回路部品の組込ま
れた組合せパターンに基づいて、各ハードウェア回路部
品からなる設計図データを生成するので、設計作業の段
階的な工程を無くし、設計時間の短縮と設計ミスの削減
とを共に実現でき、また、初心者でも熟練者と同等の設
計品質を実現することができる。

【００１０】また、請求項２に対応する発明は、各機能
部品が、仕様部品及びハードウェア部品に加え、両者と
等価なソフトウェア部品をも含むので、請求項１に対応
する作用に加え、仕様を指定する際にハードウェア又は
ソフトウェアとする旨の選択が可能となるので、仕様並
びに設計の自由度を向上させることができる。

【００１１】

【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施形態につい
て図面を参照して説明する。図１は本発明の一実施形態
に係る設計支援装置としての選択編集設計装置の構成を
示す模式図である。この選択編集設計装置は、標準部品
データベース（以下、標準部品ＤＢという）１が、選択
編集画面ツール２を有する端末機器３に接続された構成
となっている。

【００１２】ここで、標準部品ＤＢ１は、図２に示すよ
うに、制御システムが機能的な最小単位毎に部品化され
てなる複数の機能部品ｆ１〜ｆｎ（ｎは任意の自然数）
と、各機能部品ｆ１〜ｆｎの推奨される組合せパターン
（以下、推奨パターンという）と、各機能部品を発注す
るための後述する商品データとが記憶されている。

【００１３】各機能部品ｆ１〜ｆｎとしては、図２に示
したように、制御仕様を示す仕様部品ｐ１〜ｐｎ、ハー
ドウェアの制御回路を示す回路部品ｈ１〜ｈｎ及びＰＬ
Ｃソフトウェアを示すソフト部品ｓ１〜ｓｎからなる組
が設定されている。なお、“機能部品ｆ”は、互いに等
価な仕様部品ｐ、回路部品ｈ及びソフト部品ｓからなる
組の総称である。また、各機能部品ｆ１〜ｆｎは、予め
登録されるが、要求される仕様の内容に基づき、その都
度、仕様部品ｐ１〜ｐｎ、回路部品ｈ１〜ｈｎ及びソフ
ト部品ｓ１〜ｓｎなどを適宜改造して使用可能である。

【００１４】また、仕様部品ｐ１〜ｐｎは、入力される
仕様毎に設定され、同じ組の回路部品ｈ１〜ｈｎ及びソ
フト部品ｓ１〜ｓｎの識別子として機能するものであ
り、例えば、設備、機能及びユニット等の名称やＩＤ番
号等の組合せが適用可能となっている。また、仕様ｐ１
ａが入力されると、仕様部品ｐ１が特定され同じ組１の
回路部品ｈ１及びソフト部品ｓ１が特定され、更にハー
ドウェア（Ｈ）又はソフトウェア（Ｓ）が指定される
と、回路部品ｈ１又はソフト部品ｓ１が特定される。

【００１５】回路部品ｈ１〜ｈｎは、図３に幾つかのMC
CB(miniature circuit breaker；小形サーキットブレー
カ) ユニットの例を示すように、夫々ハードウェア回路
を示す図として表示される。

【００１６】ソフト部品ｓ１〜ｓｎは、図４に幾つかの
タイマー動作やポンプ運転等の例を示すように、夫々フ
ローチャートを部分的に示す図として表示されるが、自
己の部分のフローチャートを実行するためのプログラム
をも含んでいる。

【００１７】推奨パターンａ１〜ａｋ（ｋは任意の自然
数）は、標準設計のガイド又はナビゲーションとして機
能するものであり、図５に一例としてパターンａ１１を
示すように、主にハードウェア回路からなるパターン
と、図６に一例としてパターンａ２１を示すように、主
にＰＬＣソフトウェアからなるパターンとがあり、夫々
仕様（＝仕様部品ｐ１〜ｐｎの識別子）がデフォルト値
として割付けられており、所定単位の仕様を満たす標準
的な設計を示している。

【００１８】端末機器３は、通常のパーソナルコンピュ
ータのように、データ入出力機能と、プログラム実行機
能と、画面表示機能とを有する端末であり、特に、標準
部品ＤＢ１内の各機能部品ｆ１〜ｆｎを画面上で選択編
集可能な選択編集画面ツール２を備えたものである。

【００１９】選択編集画面ツール２は、操作者の操作並
びに顧客仕様に応じて標準部品ＤＢ１内の機能部品ｆ１
〜ｆｎを組合せて設計を実行する機能と、実行結果を図
面データ、試験組立用データ及び用品の自動発注データ
として夫々出力する機能とを備えている。

【００２０】ここで、選択編集画面ツール２による設計
実行機能としては、仕様入力画面を表示するための機能
と、入力された仕様に対応して推奨パターンａ１〜ａｋ
のいずれかを選択する機能と、推奨パターンａｉ内で、
入力された仕様に対応して機能部品ｆｊを確定する機能
とからなり、機能部品ｆの確定した推奨パターンａを操
作者の操作に応じて修正する機能を有している。

【００２１】図面データは、回路部品ｈ１〜ｈｎやソフ
ト部品ｓ１〜ｓｎが組込まれた推奨パターンａ１〜ａｋ
に相当するものである。試験組立用データは、入力され
た仕様のうち、組立に必要な仕様のみが抽出されたもの
であり、例えば筐体、配線、端子などの型、サイズ、材
質及び塗装（筐体）や、計器、表示灯の種類などがあ
る。

【００２２】自動発注データは、入力された仕様のう
ち、発注に必要なデータが抽出されたものであり、個々
の回路部品ｈ１〜ｈｎやソフト部品ｓ１〜ｓｎが組込ま
れた推奨パターンａ１〜ａｋ内に用いられる各種部材の
商品データに個数を付加したものであって、例えば、発
注先の識別情報（会社名、担当部門名、（担当者名）、
住所、電話番号及びファックス番号等）、部材名称、型
番、単価及び個数などがある。自動発注データを得るに
は、別途、回路部品ｈ１〜ｈｎ等の機能部品ｆ１〜ｆｎ
毎に商品データが登録されている必要があり、本実施形
態では、標準部品ＤＢ１にこのような商品データが登録
されている。

【００２３】次に、このような選択編集設計装置の動作
を図７のフローチャートを用いて説明する。始めに、端
末機器３では、操作者の操作により、選択編集画面ツー
ル２が起動され、仕様入力画面を特定して表示するため
の基本データが入力され（ＳＴ１）、図８に示すよう
に、仕様入力画面４が表示される。

【００２４】続いて、端末機器３では、操作者の操作に
より、仕様入力画面４に仕様が入力される（ＳＴ２）。
この仕様入力画面４は、仕様を入力するための項目欄
Ａ，Ｂ，…があり、各項目欄Ａ，Ｂ，…は、入力される
仕様の候補をリスト形式で表示可能となっている。

【００２５】ここで、図９に示すように、操作者の操作
により、最初の項目欄ＡにてリストＬ１内の仕様を選択
して入力すると、この仕様に相当する推奨パターンａ１
が選択される。すなわち、仕様入力画面４の下層に、画
面表示しないが、仕様に応じた推奨パターンａ１が位置
される。

【００２６】次いで同様に、各項目Ｂ，Ｃ，…毎に仕様
ｐ２，ｐ６，…と、ハードウェア（Ｈ）又はソフトウェ
ア（Ｓ）の指定とを入力すると、順次、推奨パターンａ
１内に仕様ｐ２，ｐ６，…及び指定内容Ｈ，Ｈ，…に相
当する回路部品ｈ２，ｈ６，…又はソフト部品が組込ま
れる。

【００２７】このとき、入力される仕様は、仕様部品ｐ
２，ｐ６，…の識別子として機能し、ハードウェアＨ又
はソフトウェアＳの指定は、その仕様部品ｐ２，ｐ６，
…と同じ組の回路部品ｈ２，ｈ６，…又はソフト部品ｓ
２，ｓ６，…の属性キーとして機能している。すなわ
ち、仕様ｐとハードウェア／ソフトウエアの指定Ｈ／Ｓ
との入力は、画面表示される仕様書を作成する作業と、
画面表示されないが推奨パターンａ１内の各位置の部品
ｈ２，ｈ６，…を確定する作業（設計図を作成する作
業）とを同時に行うことに相当している。

【００２８】また、全ての仕様の入力が完了すると、操
作者の操作により、入力された全ての仕様を示す画面が
表示され（ＳＴ３）、操作者が、表示中の仕様に対して
顧客仕様と合致したか否かを判定し（ＳＴ４）、否のと
きにはステップＳＴ２に戻って仕様入力をし直す。

【００２９】一方、ステップＳＴ４にて、全ての仕様に
ついて顧客仕様に合致したと判定したとき、操作者の操
作により、入力された仕様をまとめた仕様書データと、
回路部品の組込まれた推奨パターンからなる制御回路図
データと、ソフト部品の組込まれた推奨パターンからな
るＰＬＣソフトウェアとを一括で自動展開して生成し、
これら仕様書データ、制御回路図データ及びＰＬＣソフ
トウェアを出力し（ＳＴ５）、仕様レベルでの設計を完
了する。

【００３０】但し、この段階では半完成データである。
以後は顧客仕様に現れない未完成部分や細かい部分など
に対し、操作者の操作により、適宜、回路部品又はソフ
ト部品を選択編集し、もって、設計を完成させる。

【００３１】例えば、図１０に示す送配水ポンプのＶＶ
ＶＦ(variable voltage variable frequency) 方式によ
る制御システムの推奨パターンａ２１において、ソフト
部品ｓ２１を省略し、またソフト部品ｓ２２に代えてソ
フト部品ｓ２３を入れ、さらに、ソフト部品ｓ２４を任
意の箇所ｅ１に入れるといった選択編集を行う。

【００３２】また、このようにして設計が完成した後、
制御回路図が自動生成されると、その制御回路図に基づ
いて自動発注データを表示し、操作者による確認の後、
自動発注データを経理部門等に転送して組立・配線材料
を自動手配する一方、製作者に渡す試験組立用データを
作成・出力する。

【００３３】上述したように本実施形態によれば、入力
された所定単位の仕様に応じて推奨パターンａ１を参照
し、最小単位の仕様ｐ２，ｐ６，…とハードウェアＨ
（又はソフトウェアＳ）の指定とが入力されると、この
仕様に相当する仕様部品ｐ２，ｐ６，…と同じ組で指定
された回路部品ｈ２，ｈ６，…（又はソフト部品ｓ２，
ｓ６，…）を推奨パターンａ１内の該当する機能部品の
位置に組込み、最小単位の仕様の入力が完了したとき、
顧客仕様との整合性を確認した後、入力された全ての仕
様からなる仕様書データを生成し、且つ回路部品ｈ１〜
ｈｎ並びにソフト部品ｓ１〜ｓｎの組込まれた推奨パタ
ーンａ１〜ａｋに基づいて、回路部品並びにソフト部品
からなる設計図データを生成するので、設計作業の段階
的な工程を無くし、設計時間の短縮と設計ミスの削減と
を共に実現することができる。

【００３４】すなわち、制御仕様書の完成後に制御回
路、ＰＬＣソフトウェアを作成し始める従来技術とは異
なり、本実施形態では、仕様とハードウェア回路とソフ
トウェアを対応させることにより、仕様の入力完了後
に、制御仕様、制御回路及びＰＬＣソフトウェアを一括
生成するので、設計時間を飛躍的に短縮できる。

【００３５】また、作成途中の制御システムを画面で確
認しながら設計作業を進行できるので、設計ミスを低減
させることができる。さらに、制御回路図が自動生成さ
れた段階にて、操作者による確認を行うことにより、用
品を自動発注でき、製作者に渡す試験組立用データの作
成を開始するので、リードタイムの短縮を図ることがで
きる。

【００３６】また、推奨パターンａ１〜ａｋ内に機能部
品ｆ１〜ｆｎを組込む構成により、少なくとも推奨パタ
ーンａ１〜ａｋ（や個々の機能部品ｆ１〜ｆｎ）よりも
低品質の設計にはならないので、初心者でも熟練者と同
等の設計品質を実現することができる。

【００３７】さらに、各機能部品ｆ１〜ｆｎが、仕様部
品ｐ１〜ｐｎ、回路部品ｈ１〜ｈｎ及びソフト部品ｓ１
〜ｓｎを有することにより、仕様を入力する際にハード
ウェアＨ又はソフトウェアＳのいずれでも実現手段を指
定できるので、仕様並びに設計の自由度を向上させるこ
とができる。

【００３８】なお、上記実施形態では、機能的な最小単
位を機能部品ｆ１〜ｆｎとした場合を説明したが、この
ような最小単位の機能部品ｆ１〜ｆｎに加え、最小単位
の機能部品ｆ１〜ｆｎの組合せからなる所定単位の機能
部品Ｆ１〜Ｆｍを有する構成としても、本発明を同様に
実施して同様の効果を得ることができる。

【００３９】また、上記実施形態では、１つの仕様入力
画面４に全ての仕様を入力する場合を説明したが、これ
に限らず、互いに階層構造を有する複数の仕様入力画面
４ａ〜４ｎを用い、上位の仕様入力画面４ａに所定単位
の仕様を入力して推奨パターンａを選択し、下位の仕様
入力画面４ｂに最小単位の仕様を入力して推奨パターン
ａ内の機能部品を確定する構成としても、本発明を同様
に実施して同様の効果を得ることができる。

【００４０】さらに、上記実施形態では、個々の仕様を
入力する際に、個々にハードウェア又はソフトウェアを
指定する場合を説明したが、これに限らず、仕様入力画
面４毎や、配置場所毎などの任意の単位でハードウェア
又はソフトウェアを一括して指定する構成としても、本
発明を同様に実施して同様の効果を得ることができる。

【００４１】また、上記実施形態では、半完成データに
対して選択編集を行うときの機能部品ｆ１〜ｆｎの選択
方式については特に述べなかったが、例えば各機能部品
ｆ１〜ｆｎを使用目的や適用設備などの任意のグループ
に分類しておき、各機能部品ｆ１〜ｆｎのグループｇ１
（ｆ１〜ｆ４），ｇ２（ｆ５〜ｆ７），…，ｇｉ（ｆｎ
−３〜ｆｎ）を選択した後、個々の機能部品ｆ１〜ｆｎ
を選択する構成としても、本発明を同様に実施して同様
の効果を得ることができ、さらに、選択編集作業の容易
化を図ることができる。

【００４２】また、上記実施形態では、自動発注データ
により、用品を自動手配する場合を述べたが、これに限
らず、自動発注データにより、自動手配の前に用品の原
価計算を実行可能な構成としても、本発明を同様に実施
して同様の効果を得ることができ、さらに、原価管理作
業や見積り作業の容易化を図ることができる。

【００４３】さらに、上記実施形態では、工数指定（何
時間で作るという指定）については特に述べなかった
が、これに限らず、最終的な制御回路図内の部品数と電
線本数とに基づいて作成時間を算出することにより、工
数指定を実行可能な構成としても、本発明を同様に実施
して同様の効果を得ることができ、さらに、工数指定作
業の容易化を図ることができる。その他、本発明はその
要旨を逸脱しない範囲で種々変形して実施できる。

【００４４】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、設
計作業の段階的な工程を無くし、設計時間の短縮と設計
ミスの削減とを共に実現できる設計支援装置を提供でき
る。また、初心者でも熟練者と同等の設計品質を実現で
きる設計支援装置を提供できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態に係る設計支援装置として
の選択編集設計装置の構成を示す模式図

【図２】同実施形態における機能部品の構成を示す模式
図

【図３】同実施形態における回路部品の例を示す模式図

【図４】同実施形態におけるソフト部品の例を示す模式
図

【図５】同実施形態における推奨パターンの例を示す模
式図

【図６】同実施形態における推奨パターンの例を示す模
式図

【図７】同実施形態における動作を説明するためのフロ
ーチャート

【図８】同実施形態における仕様入力画面を示す模式図

【図９】同実施形態における動作を説明するための模式
図

【図１０】同実施形態における選択編集作業を説明する
ための模式図

【符号の説明】

１…標準部品ＤＢ ２…選択編集画面ツール ３…端末機器 ４…仕様入力画面 ｆ１〜ｆｎ…機能部品 ｐ１〜ｐｎ…仕様部品 ｈ１〜ｈｎ…回路部品 ｓ１〜ｓｎ…ソフト部品 ａ１〜ａｋ…推奨パターン

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 機能的な最小単位毎に夫々部品化され、
   互いに等価な仕様部品及びハードウェア回路部品の組を
   含む複数の機能部品が記憶された機能部品データベース
   と、 前記最小単位よりも大きい所定単位の仕様毎に、前記各
   機能部品の組合せパターンが記憶されたパターン記憶手
   段と、 入力された所定単位の仕様に応じて前記パターン記憶手
   段内の組合せパターンを参照し、最小単位の仕様が入力
   されると、この仕様に相当する仕様部品と同じ組のハー
   ドウェア回路部品を前記組合せパターン内の該当する機
   能部品の位置に組込む部品組込手段と、 前記最小単位の仕様の入力が完了したとき、前記入力さ
   れた全ての仕様からなる仕様書データを生成し、且つ前
   記部品組込手段によりハードウェア回路部品の組込まれ
   た組合せパターンに基づいて、各ハードウェア回路部品
   からなる設計図データを生成する仕様書・設計図一括生
   成手段とを備えたことを特徴とする設計支援装置。
2. 【請求項２】 機能的な最小単位毎に夫々部品化され、
   互いに等価な仕様部品、ハードウェア回路部品及びソフ
   トウェア部品の組からなる複数の機能部品が記憶された
   機能部品データベースと、 前記最小単位よりも大きい所定単位の仕様に対応して前
   記各機能部品の組合せパターンが記憶されたパターン記
   憶手段と、 入力された所定単位の仕様に応じて前記パターン記憶手
   段内の組合せパターンを参照し、最小単位の仕様とハー
   ドウェア又はソフトウェアの指定とが入力されると、こ
   の仕様及び指定内容に対応するハードウェア回路部品又
   はソフトウェア部品を前記組合せパターン内の該当する
   機能部品の位置に組込む部品組込手段と、 前記最小単位の仕様の入力が完了したとき、前記入力さ
   れた全ての仕様からなる仕様書データを生成し、且つ前
   記部品組込手段によりハードウェア回路部品並びにソフ
   トウェア部品の組込まれた組合せパターンに基づいて、
   ハードウェア回路部品並びにソフトウェア部品からなる
   設計図データを生成する仕様書・設計図一括生成手段と
   を備えたことを特徴とする設計支援装置。