JP2002222220A

JP2002222220A - モジュール性評価方法、モジュール性評価プログラム、モジュール性評価プログラムを記録したコンピュータ読取り可能な記録媒体

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Publication number: JP2002222220A
Application number: JP2001016596A
Authority: JP
Inventors: Sunao Oyoshi; 直大好
Original assignee: Japan Science and Technology Corp
Current assignee: Japan Science and Technology Agency
Priority date: 2001-01-25
Filing date: 2001-01-25
Publication date: 2002-08-09
Anticipated expiration: 2021-01-25
Also published as: JP3865587B2

Abstract

(57)【要約】【課題】部品要素の属性選択や配置選択による得失の
反映できるモジュール性測度及びモジュール性評価値を
用いて、製品設計の定量的客観的評価を行う。【解決手段】ＣＰＵは、部品属性ファイルを読み取り
（Ｓ２０１）、Ｖ_ｋ（ｘ）及び属性の組合わせを求める
（Ｓ２０２）。ＣＰＵ３は、各属性組合せ、識別子ｐに
ついて属性適合率ｍ_ｐを求め、第一モジュール性測度Ｍ
_１を計算する（Ｓ２０３）。次に、ＣＰＵ３は、連結強
度ファイル６３を読取り（Ｓ２０５）、部品要素間の接
合が同一モジュール内にある割合を示す第二モジュール
性測度Ｍ_２を求める（Ｓ２０７）。つぎに、製品レベル
のモジュール性測度は、重みのを記憶した重みαファイ
ル６５から、重みαを読出し（Ｓ２０９）、モジュール
性評価値Ｍを評価し、モジュール性測度ファイルに記憶
する（Ｓ２１１）。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、モジュール性評価
方法、モジュール性評価プログラム、モジュール性評価
プログラムを記録したコンピュータ読取り可能な記録媒
体に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に工業製品はそれぞれの機能を持っ
た部品の複雑な組み合わせであり、使用済み製品をその
まま再使用するのでなければ、分解・解体の過程が必ず
ある。可能な限り分解をしないで後処理できる設計を実
現するため、モジュール性により製品全体から検討する
ことが大切である。製品設計は、必要な分解・解体の深
さや方法による種類が多様であり、当面の手分解の効率
を上げる技術対策も一つの目標として必要ではあるが、
なぜ分解しなければならないのかという原点に立ち返っ
て再検討し、その結果を製品設計に反映させることも必
要である。

【０００３】近年、製品のリサイクルを考えた製品設計
が求められている。環境保全問題は、単に技術だけで解
決できる課題ではないが、資源の循環を適切にコントロ
ールして各種の相反する条件をクリアし、生活レベルを
低下することなくより良い技術的方策を見出す必要があ
ろう。製品や資源の循環型の社会では、工業製品のライ
フサイクル・アセスメントによる評価を改善する手掛か
りとして、特に、リデュース（減量）、リユース（再使
用）、リサイクル（再原料化）の３Ｒがキーワードとな
っている。それらを推進するための技術的な面を掘り下
げてみれば、推奨される製品設計においては、可能な限
り多面的に資源循環上の要求を満足するモジュラー構造
を採用することである。

【０００４】モジュラー構造におけるモジュールとは、
いくつかの部品要素のまとまりであり、ある役割を持た
せるように設計した単位である。複雑な製品であれば、
そのモジュールを単位として一括した処理操作できる。
よって、資源循環が非常に合理的になるので、役割に応
じて、どのような処理操作が必要となっているかを明ら
かにすることがモジュール設計のひとつの鍵になる。製
品に利用されている資源は、製品の生涯にわたって、い
ろいろな過程を経て形を変えていく。したがって、モジ
ュールを考える場合は、原則的に全過程を熟知する必要
があり、製品や部品等の機能に関連する情報をモジュラ
ー構造の属性に反映させて、合理的で調和のとれた統合
設計が実現されなければならない。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】モジュラー構造による
合理化について更に検討すると、モジュールは部品と同
様に一つのまとまりとして扱うことが出来る単位である
から、省エネルギーの視点からは、製作工程の種類、材
料の種類、分解・解体・分別の方法、使用後の処理の方
法など各フェーズにおける操作数が少ないほど、モジュ
ラー構造とする長所が得られる。そして、技術的な対応
もしやすくなる。たとえば機能上から多くの部品からな
る製品であっても、モジュールを構成する部品の素材が
同一であれば、使用後の処理操作を等しく出来る場合が
あり、モジュールの内部まで解体・分解する必要がなく
なる。このように属性が共通な部品をまとめてモジュー
ル化できれば、使用部品の減少と同じ効果を得ることが
出来る。処理方法を合理化するモジュールを作るために
は、モジュール間の相互関係をどのように客観的に表現
するかということを考えなければならない。また、工業
製品の生涯を資源の循環という一つの側面から捕らえれ
ば、各フェーズで必要となる処理に関連して環境調和型
設計に配慮すべき必要がある。

【０００６】そこで、本発明は、以上の点に鑑み、部品
要素の属性選択や配置選択による得失の反映できるモジ
ュール性測度及びモジュール性評価値を用いて、製品設
計の定量的客観的評価を行うことを目的とする。本発明
は、モジュールの属性及びモジュール間の関連性に基づ
き、資源循環のうえで合理的な製品設計を実現すること
を目的とする。また、本発明は、モジュール構成による
合理化によって、簡易解体と部品のリユースや転用を可
能にするために、資源循環を考慮した設計を実現するこ
とを目的とする。本発明は、各部品の機能を維持し、使
用材のリデュースを行おうとする設計を実現することを
目的とする。また、本発明は、資源循環に対処し、資源
素材の有効活用を可能とする設計を実現することを目的
とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明の解決手段による
と、処理部が、部品名に対応した属性を記憶したデータ
を部品属性ファイルから、部品名及び属性を読み取るス
テップと、処理部が、部品属性ファイルから読取られた
部品名及び属性に基づき、各属性に該当する部品の集
合、及び、複数の属性の組み合わせを求めるステップ
と、処理部が、求められた属性の組み合わせ毎に、その
組み合わせに含まれる部品の重なりの割合を表す適合率
を求めるステップと、処理部が、求められた適合率に、
各属性の組み合わせに対する重みをつけた値を総和する
ことより、第１モジュール性測度を求めるステップと、
処理部が、求められた第１モジュール性測度をモジュー
ル性測度ファイルに記憶するステップとを含むモジュー
ル性評価方法、モジュール性評価プログラム、モジュー
ル性評価プログラムを記録したコンピュータ読取り可能
な記録媒体を提供する。

【０００８】

【発明の実施の形態】１．モジュラー構造生成とモジュ
ール性測度環境保全のためには、製品の本来の目的とすべき機能を
保った上で、いくつかの要件を満たすようにしなければ
ならない。そこで、本発明では、「属性」という概念を
取り入れて、環境保全への対応を検討する。まず、モジ
ュールの生成と構成法を説明し、つぎに、その良否を定
量的に評価する方法を説明する。

【０００９】まず、製品を構成する部品（要素）の集合
｛ｘ_１，ｘ_２，…，ｘ_ｍ｝をＳで表現する。そして、属
性ｋという観点から部品（要素）ｘ_ｉと部品（要素）ｘ
_ｊが同一視できれば（ｘ_ｉ〜ｘ_ｊ）_ｋと表わし、同値で
あると呼ぶ。属性（属性の種類）ｋとは、特に設計得失
に関連するものであり、予め適宜のものを適宜の数任意
に設定することができる。例えば、材料種、後処理方
法、製作（又は部品）コストのランク、体積、重量、製
作の難易度、毒性、製品（又は部品）寿命、消耗部品又
は耐久部品の区別、等である。さらに属性ｋという観点
から同値である要素の集合はＳの部分集合Ｖ_ｋ（ｘ）を
形成する。ここで、ｘとは、製品を構成する部分につい
ての部品（要素）の集合である。なお、ここで、部品間
の関係は、同値に限らず予め決められた類似範囲を含む
ようにしてもよい。

【００１０】たとえば「属性」として材料（material）
を選べば、要素の同値関係は（ｘ_ｉ〜ｘ_ｊ）_ｍａｔ、そ
の同値要素からなる集合はＶ_ｍａｔ（ｘ）と表現するこ
とができる。この他に使用後の処理の観点、保守管理性
の観点、価格価値の観点など、いろいろな属性に関して
同値関係を定めることが出来る。実際には主要ないくつ
かの属性（観点）において同値性を同時に満たすような
要素の集合を抽出し、モジュールを構成する候補と考え
る。一般には次のようにＶ_ｋ（ｘ）の積集合を考える。

【００１１】Ｖ_ｉ（ｘ）∩Ｖ_ｊ（ｘ）∩Ｖ_ｋ（ｘ）∩・・・（１）ここで、説明のために一つの観点ｋから製品構造を分割
し、モジュールの可能性を探ってみる。

【００１２】図１に、製品構造を表すデザイン・ストラ
クチャ・マトリックス（ＤＳＭ）の説明図を示す。欄外
のアルファベットは部品名をあらわし、行も列も同一の
正方行列である。各元の数値はその行の部品と列の部品
の一致する程度を示す。ここでは、例えば、部品Ａ，
Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅの相互について、属性ｋが完全に一致す
るときの関連度「１」から、まったく関連がない関連度
「４」まで関連度をランク付けすることが出来る。な
お、このようなランク付けの階数は自由に選べる。部品
間の属性のランク付けに基づいて製品の構成に従ってモ
ジュールとして一つになりうる部品をまとまりとして順
序付ければ（行と列を入れ替えれば）対角上にいくつか
のブロックマトリックスになる。例えば、「１」の値に
基づき部品Ａ〜Ｅを隣り合うように配列することで、
「１」のブロックマトリックス１０１〜１０３等が求ま
る。この例では、ブロックマトリックス１０２に示され
る部品ＢとＣが、属性ｋについて同一であるかが示され
る。同様にブロックマトリックス１０３に示される部品
ＤとＥが属性ｋについて同一であるかが示される。モジ
ュールとしてひとつになり得る部品をまとめる方法とし
ては、例えば、次のように実行すればよい。一例とし
て、部品Ｂの行を例にとると、部品Ａが「３」、Ｂが
「１」、Ｃが「１」、Ｄが「４」、Ｅが「４」であり、
一致する度合いの高い「１」を示すものは、自己の部品
Ｂ以外に、部品Ｃであると判断される。よって、部品Ｂ
とＣとが連続して順序づけられる。このブロックマトリ
ックスを構成する部品群（以下クラスターと記す）は一
つのモジュールを構成する候補となる。

【００１３】このような操作をいくつかの観点からＤＳ
Ｍで検討し、各クラスター間に共通して属する部品群
（積集合）が多ければ多いほど、その製品はモジュール
性が高いことになる。一般には共通部分は限定されるた
め少ない部品によるモジュラー構造となるが、設計変更
などにより部品属性をそろえてモジュール性を改善する
検討の機会を得ることができる。

【００１４】なお、各部品はそれぞれに役割が与えられ
ているので、それを果たすため、製品又は部品の機能上
から各部品の配置関係を定めなければならない。したが
って、同一属性を有する部品群はモジュール候補である
が、それをそのままモジュールとすることは出来ない場
合がある。その場合は部品群（クラスター）をそれぞれ
の機能に支障ないところまで分割し、新たにクラスター
を再構成する。この再構成された部品群をＶ_ｋ（ｘ）と
する。なお、上述の例えば、ｘ＝｛Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ、
Ｅ｝となる。

【００１５】以上のような準備をしてから、つぎに、ク
ラスター間属性適合率ｍ_ｐを次式で定義する。ただし、
ｐは各属性の組合せの識別子（番号）、また、記号｜
｜は部品数である。

【００１６】ｍ_ｐ＝|Ｖ_ｉ(x)∩Ｖ_j(x)|／|Ｖ_ｉ(x)∪Ｖ_j(x)| （２）上式は同値関係演算子（・〜・）_ｉと（・〜・）_ｊに対
して得られるクラスターを基に与えられ、共に満足する
部品の割合が多くなれば、この例では関連度「１」に近
づく。部品群Ｖ_ｋ（ｘ）の組み合わせによって様々なｍ
_ｐ値が得られるので、本発明では、製品の主要な属性適
合率の総和もって設計特性を評価する。それが第一モジ
ュール性測度Ｍ_１である。すなわち

【００１７】ここに、Σは、ｐについての総和である。また、ｗ
_ｐは、属性配慮の価値判断によって重みをつけるパラメ
ータである。重みｗ_ｐの使い方によっては、たとえば部
品の大きさや価格などのほか、毒性など環境へのインパ
クトがある場合の軽重を、このパラメータを介して配慮
することができる。具体的には、製品ごとに固有なパラ
メータとなるはずであり、生産現場でのデータや、使用
者からのフィードバック情報により、重みｗ_ｐを経験的
に判断して付与する道を探ることになる。

【００１８】次に評価法の一貫性を図るため、部品の空
間配置の観点からも第二モジュール性測度Ｍ_２を導入し
て評価する。すなわち、製品を構成する部品はその機能
を果たすため空間的に適切に配置する必要があり、その
ような制限下では、構成部品の属性が等しいクラスター
であっても、それを分割してモジュールを設計しなけれ
ばならない。そこでモジュール数が増える得失も評価し
なければならない。この評価は、分割しないで済むモジ
ュール内接合の得点総数の割合によって定める。部品間
の接合には色々なレベルのものが考えられるので、点数
でランク付けを行う。たとえば、分離の対象としなくて
済めば、後処理のために分解・解体・分離するための負
担がなくなるので、その割合を第２モジュール性測度Ｍ
_２として評価する。これは、環境調和型製品の設計上非
常に重要である。そこで、次の様に第二モジュール性測
度Ｍ_２を導入する。

【００１９】Ｍ_２＝（モジュール内の接合強度の総和）／（製品内の接合強度の総和）（４）

【００２０】ここに、接合強度とは、部品間の接合状態
を数値化して表現した重みＧ_ｎである。たとえば、溶接
の時「１５」、ボルトナット締めの時「２」、スナップ
フットの時「１」、結合していない時「０」などのラン
ク付けである。式（４）は各種類の接合数に重みを掛け
て和をとり、その比を計算すればよい。

【００２１】特別な場合として、第二モジュール性測度
Ｍ_２が最大値「１」となり、このときＤＳＭ上では全て
の接合を示す要素が１つの対角ブロック（「１」の行列
部分）内に含まれる場合、製品は単一モジュールそのも
のとなり使用後に分解・解体無用となる。現実的には単
一モジュールにはならない場合がほとんどであるので０
≦Ｍ_２≦１の値である。

【００２２】最後に、製品レベルの評価を行うために、
２つのモジュール性測度Ｍ_１及びＭ _２から評価するとす
れば、モジュール性評価値Ｍは、次のようになる。

【００２３】Ｍ＝αＭ_１＋（１−α）Ｍ_２（５）ここにαは、２つの測度の軽重を付けて評価するための
パラメータである。（０≦α≦１）

【００２４】２．モジュール性測度評価装置及び方法図２に、本発明のモジュール性測度評価装置の構成図を
示す。このモジュール性測定装置は、表示部１、入出力
部２、処理部（ＣＰＵ）３、プログラム記憶部４、画像
処理部５、記憶部６、バス７を備える。記憶部６は、製
品構造ファイル６１、部品属性ファイル６２、連結強度
ファイル６３、属性適合率の重みｗ_ｐ予め記憶した重み
ｗ_ｐファイル６４、Ｍ_１−Ｍ_２間比率の重みαを予め記
憶した重みαファイル６５、属性適合率ｍ_ｐファイル６
６、モジュール性測度ファイル６７等を含む。

【００２５】表示部１は、中間結果、最終結果等の出力
情報、各ファイルに記憶された設定値、初期値等の入力
情報を、操作者の指示により又は自動的に適宜表示す
る。入出力部２は、各ファイルに対して予め設定値又は
初期値等の情報の入力、モジュール性測定プログラムの
入力、出力情報や入力情報を他の装置又は媒体に出力等
を行う。ＣＰＵ３は、装置全体のファイル読出し／書込
み処理、データ転送処理等の各種処理及び制御を行うと
共に、モジュール性測定プログラムを実行する。プログ
ラム記憶部４は、モジュール性測定プログラムが記憶さ
れ、ＣＰＵ３によりロードされる。画像処理部５は、中
間結果や最終結果等を画像処理して、表示部１に表示す
る。記憶部６は、後述するように各種データを記憶す
る。バス７は、各部を接続しデータを伝送する手段であ
り、内部バス等が使用される。

【００２６】図３に、本発明のモジュール性測度評価方
法についてのフローチャートを示す。以下に、具体的に
モジュール性測度の値を算出し、それにより製品の構造
依存性を実証する。部品数に制限は無いが、説明の便宜
のため、一例として、５つの部品（または下位のモジュ
ール）からなる製品を例にして、可能となるモジュール
構成を示し、それに対するモジュール性測度を求める方
法を示す。ここで、部品名をＡ，Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅとす
る。また、属性ｋとしては、一例として、材料属性とし
て材料１及び２に、後処理属性としてリサイクル及び焼
却を定める。

【００２７】モジュール性測度プログラムがスタートす
ると、ＣＰＵ３は、モジュール性測度ファイル６７に記
憶されたＭ初期値を０にセットする（Ｓ１０１）。ここ
で、モジュール性測度ファイル６７には、第１及び第２
モジュール性測度Ｍ_１及びＭ _２、モジュール性評価値Ｍ
が記憶される。つぎに、操作者は、入出力部２により、
評価製品の設計状態を入力する（Ｓ１０３）。ここで
は、例えば、使用部品、その属性、連結状態、評価のた
めの各種重み等を設定する。

【００２８】図４に、部品名に対応して属性（材料種及
び後処理）を記憶した部品属性ファイル６２の説明図を
示す。この例では、部品Ａ，Ｄ，Ｅが材料１で、部品
Ｂ，Ｃが材料２とする。また、使用後の処理として、部
品Ａ，Ｂ，Ｃはマテリアル・リサイクル（リサイク
ル）、部品Ｄ，Ｅはサーマル・リサイクル（焼却）とさ
れるものとする。

【００２９】次に、図５に、部品の空間配置をトポロジ
カルに表現した説明図を示す。図５（ａ）のように、こ
の例では、部品属性テーブル６２に基づき属性（材料種
と後処理）が一致する部品をひとつのモジュールとして
まとめることにより、破線で囲ったような３つのモジュ
ラー構造になる。図５（ｂ）のように製品構造ファイル
６１は、このモジュール番号に対応して、モジュールに
含まれる部品を記憶する。なお、上述した図１のような
ＤＳＭを製品構造ファイル６１として記憶してもよい。
また、部品属性ファイル６２で示した各属性の一致度に
応じて関連度を求め、それによって製品構造ファイル６
１を作成するようにしてもよい。

【００３０】つぎに、図６に、ＤＳＭを利用する部品要
素間の連結強度ファイル６３の説明図を示す。図のよう
なＤＳＭで表現すれば、太い実線の四角３０１〜３０３
がモジュールを構成する部品関係を示し、また、各マト
リックス中に記入した数値が対応する部品間の連結強度
を示す。連結強度ファイル６３には、このような情報が
マトリックス状に適宜記憶される。また、この数値と連
結種との関係は、部品間連結強度ファイルとして記憶す
ることができる。この例では便宜のため、接合は全てス
ナップフィット（接合強度１）とした。そのうち、太
い実線枠によると、部品Ｂ−Ｃ間の接合はモジュール内
接合であるが、部品Ａ−Ｂ間の接合はモジュール外接合
となっている。

【００３１】以上のような各種設計状態が準備される
と、ＣＰＵ３は表示部１により、モジュールを構成を変
更する否かを表示し、操作者によりそれが判断する（Ｓ
１０５）。なお、モジュール構成では、例えば、部品属
性の相互参照により、共通する部品毎にクラスターを構
成してから、製品として機能する単位まで分けてモジュ
ールとする。ステップＳ１０５でモジュール構成を変更
する場合には、操作者は入出力部２を用いてその旨入力
し、ＣＰＵ３は、モジュールの再構成を実行する（Ｓ１
０７）。モジュール再構成では、各部品（要素）連結関
係を操作者が入出力部２により適宜設定する。設定され
たデータは、記憶部６の所定のファイルに記憶される。
つぎに、ステップＳ１０５でモジュール構成を変更しな
い場合、又は、ステップＳ１０７でモジュールを再構成
した場合、ＣＰＵ３は、記憶部６を参照して、モジュー
ル性評価値Ｍを計算する（Ｓ１０９）。すなわち、モジ
ュール構成の与えられた製品に対し、上述の式にしたが
って、記憶部６の部品属性データ、連結強度データ、各
種重みデータ等を用いて、モジュール性評価値Ｍを計算
する。

【００３２】図７に、モジュール性評価値を計算するた
めのフローチャートを示す。まず、ＣＰＵ３は、部品属
性ファイル６２を読み取り（Ｓ２０１）、Ｖ_ｋ（ｘ）及
び属性の組合わせを求める（Ｓ２０２）。ここでは、Ｖ_ｍａｔ１（ｘ）＝｛Ａ，Ｄ，Ｅ｝Ｖ_ｍａｔ２（ｘ）＝｛Ｂ，Ｃ｝Ｖ_{ｒｃｙｃｌｅ}（ｘ）＝｛Ａ，Ｂ，Ｃ｝Ｖ_{ｉｎｃｉｎ}（ｘ）＝｛Ｄ，Ｅ｝となる。よって、属性の組合わせの識別子ｐは、材料属
性（ｍａｔ１又はｍａｔ２）と後処理属性（ｒｃｙｃｌ
ｅ又はｉｎｃｉｎ）との組み合わせの数だけ定められ
る。

【００３３】つぎに、ＣＰＵ３は、各属性組合せ、識別
子ｐについて属性適合率ｍ_ｐを求める。ｍ_１＝｜Ｖ_ｍａｔ１（ｘ）∩Ｖ_{ｒｃｙｃｌｅ}（ｘ）｜／｜Ｖ_ｍａｔ１（ｘ）∪ Ｖ_{ｒｃｙｃｌｅ}（ｘ）｜＝１／５ｍ_２＝｜Ｖ_ｍａｔ１（ｘ）∩Ｖ_{ｉｎｃｉｎ}（ｘ）｜／｜Ｖ_ｍａｔ１（ｘ）∪ Ｖ_{ｉｎｓｉｎ}（ｘ）｜＝２／３ｍ_３＝｜Ｖ_ｍａｔ２（ｘ）∩Ｖ_{ｒｃｙｃｌｅ}（ｘ）｜／｜Ｖ_ｍａｔ２（ｘ） ∪Ｖ_{ｒｃｙｃｌｅ}（ｘ）｜＝２／３ｍ_４＝｜Ｖ_ｍａｔ２（ｘ）∩Ｖ_{ｉｎｃｉｎ}（ｘ）｜／｜Ｖ_ｍａｔ２（ｘ）∪ Ｖ_{ｉｎｓｉｎ}（ｘ）｜＝０／４＝０

【００３４】ここで、図８に、部品の属性の重なりの割
合である属性適合率ｍ_ｐを記憶した属性適合率ファイル
６６の説明図を示す。属性適合率ｍ_ｐファイル６６に
は、上述の各ｍ_ｐ値が記憶される。

【００３５】ＣＰＵ３は、以上のように求めた属性適合
率ｍ_ｐにより、式（３）を用いて第一モジュール性測度
Ｍ_１を計算する（Ｓ２０３）。ただし、それぞれの部品
の体積や重さの違いや、その他の価値や寿命などの違い
によって重みｗ_ｉを考えることも出来るが、製品固有の
データは現場からのフィードバックにより与えるべきも
のとし、ここでは便宜上、重みは考えず均等とする。よ
って、次式のようになる。Ｍ_１＝（１／３）（１／５＋２／３＋２／３）＝２３／
４５また、ＣＰＵ３は、求められた第１モジュール性測度Ｍ
_１をモジュール性測度ファイル６７に記憶する。

【００３６】次に、ＣＰＵ３は、部品要素間の接合が同
一モジュール内にある割合を示す第二モジュール性測度
Ｍ_２を調べる。まず、ＣＰＵ３は、連結強度ファイル６
３を読取る（Ｓ２０５）。次にＣＰＵ３は、全接合（Ａ
−Ｂ，Ｂ−Ｃ，Ｃ−Ｄ，Ｄ−Ｅ間）のうち、モジュール
内接合（Ｂ−Ｃ，Ｄ−Ｅ間）の割合を、式（４）により
求める（Ｓ２０７）。この場合、２／４となる。また、
ＣＰＵ３は、求められた第２モジュール性測度Ｍ_２をモ
ジュール性測度ファイル６７に記憶する。

【００３７】つぎに、製品レベルのモジュール性測度
は、重みのを記憶した重みαファイル６５から、重みα
を読出す（Ｓ２０９）。次に、ＣＰＵ３は、モジュール
性評価値Ｍを式（５）により評価する（Ｓ２１１）。た
とえばαを０．５として（Ｍ_１とＭ_２の平均値）定めら
れていれば、この例では、次のようになる。Ｍ＝（１／２）（２３／４５＋２／４）＝０．５０６また、ＣＰＵ３は、求められたモジュール性評価値Ｍを
モジュール性測度ファイル６７に記憶する。

【００３８】このようにして、モジュール性評価値Ｍが
求まり、先のフローチャートに戻る。つぎに、ＣＰＵ３
は、使用部品、その配置、連続状態、属性を、モジュー
ル性評価値Ｍ、第１及びモジュール性測度Ｍ_１及びＭ_２
等とともに又はこれらのうち適宜のデータを表示部１の
画面に表示する（Ｓ１１１）。ＣＰＵ３は、モジュール
性評価値Ｍが既にモジュール性測度ファイル６７に記憶
されている値より大きくなったか（Ｓ１１３）、又は、
設計変更回数が予め定められた上限回数に達したか（Ｓ
１１５）を判断し、いずれかに該当する場合は、今回ス
テップＳ１０３又はＳ１０７で設定された設計状態を改
良された設計状態として、表示部１に出力する（Ｓ１１
９）。設計者（操作者）の再計算の要求が入出力部２か
ら入力された場合、又は、ステップＳ１１３及びＳ１１
５のいずれにも該当しない場合は、設計者は、表示部１
を用いて部品属性、連続状態、各種重み等の変更を入力
し（Ｓ１１７）、ＣＰＵ３は、記憶部６の各ファイルに
入力データを記憶し、ステップＳ１０３に戻り、処理を
繰り返す。

【００３９】３．部品配置とモジュール性測度つぎに、部品の配置によってモジュール性測度がどのよ
うな値を示すかを説明する。図９は、単一の材料から作
られた製品において、複数通りの後処理パターンを想定
した場合の説明図を示す。図９（ａ）は、後処理とし
て、部品Ａ〜Ｃをリサイクルし、部品Ｄ，Ｅを焼却とし
たものである。図９（ｂ）と図９（ｃ）は、後処理の配
置を変えたバリエィションである。

【００４０】前述のモジュール性測度の計算方法になら
って求めれば、それぞれＭ値が０．６２５，０．４１
７，０．１００となる。このように値が異なる最大の誘
因は部品配置によって、製品を分解するときに解放しな
ければならない接合個所の数による。モジュール間の接
合数は、後処理の違いにより、図９（ａ）では接合Ｃ−
Ｄの１つ、図９（ｂ）ではＢ−ＣとＤ−Ｅの２つ、そし
て図９（ｃ）では全ての接合の４つである。この例では
後処理上、もっとも優れた設計は、Ｍ値に基づき値が大
きい図９（ａ）と判断できる。

【００４１】次に、図１０は、ある２つのモジュール間
の接合が複数になる場合にＭ値がどのように変化するか
を示す説明図である。一例として、第１のモジュールは
部品Ａ〜Ｃ、第２のモジュールは部品Ｄ，Ｅを含む。モ
ジュール間の接合数は、図１０（ａ）〜（ｄ）に示され
るように、それぞれ１〜４となっている。接合数が１か
ら４まで増えるにしたがって、Ｍ値は、上述と同様に求
めると、順に０．６２５、０．５５０、０．５００、
０．４６４と減っていく。Ｍ値は、ある部品を取り付け
るとき、接合個所が少なくなれば分解しやすいという一
般的な常識にも一致する。

【００４２】つぎに、図１１は、直列の接合状態で、材
料属性のパターンを変化されたときの説明図である。単
一材料の場合の図９や図１０と比較すれば、図１１
（ａ）のように、材料属性と後処理属性が順序よく配置
された時のＭ＝０．８７５を除けば、図１１（ｂ）、
（ｃ）のＭ値は、材料種が増えたために低下（悪化）し
ている。逆に考えれば、製品の機能上から部品配置に制
約があれば、まず材料の種類を減らすことにより、Ｍ値
を改善することができることが分かる。

【００４３】以上の例から、本発明のモジュール性測度
評価装置及び方法は、資源循環を容易にするモジュラー
構造製品を定量的に評価できる一つの指針となる。ここ
で注意しなければならないことは、Ｍ値は、相対的な評
価により同種製品の設計改善に利用する目的で提案され
たものである。絶対的評価は製品の機能目的が異なれ
ば、属性や重みの与え方のみならず経験的データの解釈
も異なり、統一的な基準設定に研究の余地が残っている
ためである。

【００４４】本発明のモジュール性評価方法は、モジュ
ール性評価（処理）プログラムを記録したコンピュータ
読み取り可能な記録媒体、モジュール性評価（処理）プ
ログラムを含みコンピュータの内部メモリにロード可能
なプログラム又はプログラム製品、モジュール性評価
（処理）プログラムを含みコンピュータが使用可能な記
録媒体にストアされたプログラム又はプログラム製品等
により提供されることができる。

【００４５】

【発明の効果】本発明によると、以上のように、部品要
素の属性選択や配置選択による得失の反映できるモジュ
ール性測度及びモジュール性評価値を用いて、製品設計
の定量的客観的評価を行うことができる。本発明による
と、モジュールの属性及びモジュール間の関連性に基づ
き、資源循環のうえで合理的な製品設計を実現すること
ができる。また、本発明によると、モジュール構成によ
る合理化によって、簡易解体と部品のリユースや転用を
可能にするために、資源循環を考慮した設計を実現する
ことができる。本発明によると、各部品の機能を維持
し、使用材のリデュースを行おうとする設計を実現する
ことができる。また、本発明によると、資源循環に対処
し、資源素材の有効活用を可能とする設計を実現するこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】製品構造を表すデザイン・ストラクチャ・マト
リックス（ＤＳＭ）の説明図。

【図２】本発明のモジュール性測度評価装置の構成図。

【図３】本発明のモジュール性測度評価方法についての
フローチャート。

【図４】部品名に対応して属性（材料種及び後処理）を
記憶した部品属性ファイル６２の説明図。

【図５】部品の空間配置をトポロジカルに表現した説明
図。

【図６】ＤＳＭを利用する部品要素間の連結強度ファイ
ル６３の説明図。

【図７】モジュール性評価値を計算するためのフローチ
ャート。

【図８】部品の属性の重なりの割合である属性適合率ｍ
_ｐを記憶した属性適合率ファイル６６の説明図。

【図９】単一の材料から作られた製品において、複数通
りの後処理パターンを想定した場合の説明図。

【図１０】ある２つのモジュール間の接合が複数になる
場合にＭ値がどのように変化するかを示す説明図。

【図１１】直列の接合状態で、材料属性のパターンを変
化されたときの説明図。

【符号の説明】

１表示部２入出力部３ＣＰＵ４プログラム記憶部５画像処理部６記憶部７バス６１製品構造ファイル６２部品属性ファイル６３連結強度ファイル６４属性適合率の重みｗ_ｐファイル６５Ｍ_１−Ｍ_２間比率の重みαファイル６６属性適合率ｍ_ｐファイル６７モジュール性測度ファイル

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】処理部が、部品名に対応した属性を記憶し
たデータを部品属性ファイルから、部品名及び属性を読
み取るステップと、処理部が、部品属性ファイルから読取られた部品名及び
属性に基づき、各属性に該当する部品の集合、及び、複
数の属性の組み合わせを求めるステップと、処理部が、求められた属性の組み合わせ毎に、その組み
合わせに含まれる部品の重なりの割合を表す適合率を求
めるステップと、処理部が、求められた適合率に、各属性の組み合わせに
対する重みをつけた値を総和することより、第１モジュ
ール性測度を求めるステップと、処理部が、求められた第１モジュール性測度をモジュー
ル性測度ファイルに記憶するステップとを含むモジュー
ル性評価方法。
【請求項２】前記適合率は、第１の属性に該当する部品
集合と、第２の属性に該当する部品集合との、交わりと
結びとの割合により求めることを特徴とする請求項１に
記載のモジュール性評価方法。
【請求項３】処理部が、各部品間の接合強度を記憶した
連結強度ファイルから接合強度を読み取り、前記連結強
度ファイル又はモジュールの連結関係を表すモジュール
構造を記憶した製品構造ファイルからモジュール内接合
又はモジュール外接合を表すデータを読み取るステップ
と、処理部が、前記連結強度ファイル又は前記製品構造ファ
イルから読み取られた接合強度とモジュール内接合又は
モジュール外接合を表すデータとに基づき、製品内の各
部品の接合強度の総和に対するモジュール内接合の接合
強度の総和を計算し、第２モジュール性測度を求めるス
テップと、処理部が、求められた第２モジュール性測度をモジュー
ル性測度ファイルに記憶するステップとをさらに含む請
求項１又は２に記載のモジュール性評価方法。
【請求項４】処理部が、第１及び第２モジュール性測度
を重みをつけて加算することで、モジュール性評価値を
求めるステップと、処理部が、求めたモジュール性評価値をモジュール性測
度ファイルに記憶するステップとをさらに含む請求項１
乃至３のいずれかに記載のモジュール性評価方法。
【請求項５】部品名に対応した属性を部品属性ファイル
に記憶すること、属性が同一の部品をまとめたモジュールを表すデータを
製品構造ファイル又は連結強度ファイルに記憶するこ
と、モジュール内接合又はモジュール外接合を識別するため
の情報と、各部品間の連結強度情報を連結強度ファイル
に記憶することのいずれか又は複数を行うことにより設
計状態を入力するステップをさらに含むことを特徴とす
る請求項１乃至４のいずれかに記載のモジュール性評価
方法。
【請求項６】第１及び第２モジュール性測度、モジュー
ル性評価値、モジュール構造及び属性情報のいずれか又
は複数を、モジュール性測度ファイル、部品属性ファイ
ル、製品構造ファイル又は連結強度ファイルから読取
り、表示装置に表示するステップをさらに含むことを特
徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載のモジュール
性評価方法。
【請求項７】求められたモジュール性評価値と、既にモ
ジュール性測度ファイルに記憶されているそれとを比較
することで、モジュール性評価値が大きいモジュール構
造を改良されたものとして求めることを特徴とする請求
項１乃至６のいずれかに記載のモジュール性評価方法。
【請求項８】部品属性、モジュール構造、連結強度、各
種重みのいずれか又は複数を入力してモジュール構成を
変更又は再構成するステップと、変更又は再構成された情報により第１又は第２モジュー
ル性測度、又は、モジュール性評価値を求めることを特
徴とする請求項１乃至７のいずれかに記載のモジュール
性測度評価方法。
【請求項９】処理部が、部品名に対応した属性を記憶し
たデータを部品属性ファイルから、部品名及び属性を読
み取る手順と、処理部が、部品属性ファイルから読取られた部品名及び
属性に基づき、各属性に該当する部品の集合、及び、複
数の属性の組み合わせを求める手順と、処理部が、求められた属性の組み合わせ毎に、その組み
合わせに含まれる部品の重なりの割合を表す適合率を求
める手順と、処理部が、求められた適合率に、各属性の組み合わせに
対する重みをつけた値を総和することより、第１モジュ
ール性測度を求める手順と、処理部が、求められた第１モジュール性測度をモジュー
ル性測度ファイルに記憶する手順とをコンピュータに実
行させるためのモジュール性評価プログラム。
【請求項１０】処理部が、部品名に対応した属性を記憶
したデータを部品属性ファイルから、部品名及び属性を
読み取る手順と、処理部が、部品属性ファイルから読取られた部品名及び
属性に基づき、各属性に該当する部品の集合、及び、複
数の属性の組み合わせを求める手順と、処理部が、求められた属性の組み合わせ毎に、その組み
合わせに含まれる部品の重なりの割合を表す適合率を求
める手順と、処理部が、求められた適合率に、各属性の組み合わせに
対する重みをつけた値を総和することより、第１モジュ
ール性測度を求める手順と、処理部が、求められた第１モジュール性測度をモジュー
ル性測度ファイルに記憶する手順とをコンピュータに実
行させるためのモジュール性評価プログラムを記録した
コンピュータ読取り可能な記録媒体。