JP2006031212A - 設計支援方法およびそのシステム - Google Patents

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JP2006031212A JP2004206813A JP2004206813A JP2006031212A JP 2006031212 A JP2006031212 A JP 2006031212A JP 2004206813 A JP2004206813 A JP 2004206813A JP 2004206813 A JP2004206813 A JP 2004206813A JP 2006031212 A JP2006031212 A JP 2006031212A
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Abstract

【課題】
製品開発で問題となる効果に対する最適解決策を決定する設計支援方法及びそのシステムを提供する。
【解決手段】
予め、階層展開される、少なくとも課題、問題効果、解決策及びリスクからなるデータをデータベースとして保存しておく保存ステップと、前記新たな設計事例において不良又は不具合の現象が生じた際、前記データベースから読み出して画面表示した課題リストの中から前記新たな不良又は不具合の現象に適合する課題を選択し、該選択された課題に関連する問題効果、該問題効果に関連する解決策及び該解決策に関連するリスクを前記データベースから抽出して少なくとも解決策及びリスクを画面表示して提示し、さらに提示された解決策の中から、各解決策に対するリスクの評価および各解決策を実行するための制約条件の評価に基づいて最適解決策を抽出して前記画面表示により提示する抽出提示ステップとを有することを特徴とする設計支援方法である。
【選択図】 図3

Description

本発明は、家電品、OA製品などの設計を支援する設計支援方法およびそのシステムに関する。
製品設計において、従来、課題とした不具合の原因である問題となる効果(問題効果)を抽出する方法として、例えば特開2003−281202号公報に記載のように、不具合の原因をストレス(不具合を引き起こす作用、条件)とストレングス(不具合に対する耐性)とに分解し、それぞれの問題効果を抽出する方法が提案されている。
また、問題効果から解決策を創出する方法としては、TRIZ等が提案されている。また、問題効果の特徴を入力することにより、解決策事例を出力するTRIZソフトも開発されている。
また、解決策からリスクを抽出する方法としては、Reviewed Dendrogram等が提案されている。これは、解決策に対して問題点を質問し、それに対する回答を用意し、その回答に対する質問を行うというように、質問・回答の連鎖によりリスクを具体化していく技法である。
また、最適な解決策を決定する方法として、例えば「新・管理者の判断力」(C.H.ケプナー、B.B.トリゴー:産業能率大学出版部)に記載のように、リスクと制約条件から最適解決策を決定する方法が提案されている。
特開2003−281202号公報 「新・管理者の判断力」(C.H.ケプナー、B.B.トリゴー:産業能率大学出版部)
しかしながら、課題から問題効果を抽出する技法、問題効果から解決策を抽出する技法、解決策からリスクを抽出する技法、解決策とリスクから最適な解決策を決定する技法等はそれぞれ独立した技法であり、その結果をデータベース化し、連携して問題解決をすることができないという課題があった。
本発明の目的は、上記課題を解決すべく、製品開発で問題となる効果に対する最適解決策を決定することができる設計支援方法およびそのシステムを提供することにある。
上記目的を達成するために、本発明は、設計支援システムを用いて新たな設計事例において不良又は不具合の現象が生じた際、該不良又は不具合の現象を解決するための解決策を抽出するための設計支援方法であって、予め、過去不良又は不具合の現象が生じた多数の設計事例において決定した課題、該課題の問題効果及び該問題効果の解決策について収集して相互に関連を持たせて階層展開される、少なくとも課題、問題効果及び解決策からなるデータをデータベースとして保存しておく保存ステップと、前記新たな設計事例において不良又は不具合の現象が生じた際、前記データベースから読み出して画面表示した課題リストの中から前記新たな不良又は不具合の現象に適合する課題を選択し、該選択された課題に関連する問題効果及び該問題効果に関連する解決策を前記データベースから抽出して少なくとも解決策を画面表示して提示する抽出提示ステップとを有することを特徴とする。
また、本発明は、前記抽出提示ステップにおいて、前記解決策に関連するリスクを前記データベースから抽出して前記画面表示して提示することを特徴とする。
また、本発明は、前記抽出提示ステップにおいて、さらに、前記抽出された問題効果を前記画面表示して提示することを特徴とする。
また、本発明は、前記抽出提示ステップにおいて、前記抽出された少なくとも解決策及びリスクを画面表示して提示する際、相互の関連も画面表示することを特徴とする。
また、本発明は、前記抽出提示ステップにおいて、さらに、前記抽出された解決策毎に、前記リスクの評価値を入力することによって算出されるリスク指数を前記画面表示して提示することを特徴とする。
また、本発明は、前記抽出提示ステップにおいて、さらに、前記抽出された解決策毎に、該解決策を実行するための制約条件の評価値を入力することによって算出される制約条件指数を前記画面表示して提示することを特徴とする。
また、本発明は、前記抽出提示ステップにおいて、さらに、前記抽出された解決策毎に、該解決策に対するリスクの評価および前記解決策を実行するための制約条件の評価に基づいて算出される総合指数または最終評価値を画面表示して提示することを特徴とする。
また、本発明は、設計支援システムを用いて新たな設計事例において不良又は不具合の現象が生じた際、該不良又は不具合の現象を解決するための解決策を抽出するための設計支援方法であって、予め、過去不良又は不具合の現象が生じた多数の設計事例において決定した課題、該課題の問題効果、該問題効果の解決策及び該解決策のリスクについて収集して相互に関連を持たせて階層展開される、少なくとも課題、問題効果、解決策及びリスクからなるデータをデータベースとして保存しておく保存ステップと、前記新たな設計事例において不良又は不具合の現象が生じた際、前記データベースから読み出して画面表示した課題リストの中から前記新たな不良又は不具合の現象に適合する課題を選択し、該選択された課題に関連する問題効果、該問題効果に関連する解決策及び該解決策に関連するリスクを前記データベースから抽出して少なくとも解決策及びリスクを画面表示して提示し、さらに提示された解決策の中から、各解決策に対するリスクの評価および各解決策を実行するための制約条件の評価に基づいて最適解決策を抽出して前記画面表示により提示する抽出提示ステップとを有することを特徴とする。
また、本発明は、不良又は不具合の現象を示す決定ステートメントを入力できる決定ステートメント入力部と、課題リストから前記入力された決定ステートメントに適合した課題を選択して入力できる課題入力部と、該課題入力部で入力された課題に関連する問題効果、該問題効果に関連する解決策及び該解決策に関連するリスクを出力できる問題効果/解決策/リスク出力部とを有する画面を表示する表示手段を備えたことを特徴とする設計支援システムである。
また、本発明は、不良又は不具合の現象を示す決定ステートメントを入力できる決定ステートメント入力部と、課題リストから前記入力された決定ステートメントに適合した課題を選択して入力できる課題入力部と、該課題入力部で入力された課題に関連する問題効果、該問題効果に関連する解決策及び該解決策に関連するリスクを出力できる問題効果/解決策/リスク出力部と、各解決策を実行するための制約条件とその評価値を入力できる制約条件入力部と、解決策毎に算出される総合指数または最終評価を表示できる最適解決策決定部とを有する画面を表示する表示手段を備えたことを特徴とする設計支援システムである。
本発明によれば、改善対象製品の課題を入力することにより、解決策とそのリスクが抽出できる。さらに、本発明によれば、制約条件の入力・評価により容易に最適解決策を決定することができる。
本発明に係わる実施の形態について図面を用いて詳細に説明する。
設計において不良又は不具合を改善する最適な解決策を決定するには、設計支援システムを用いて下記のステップを実施する必要がある。
(1)課題とした不良又は不具合の原因である問題となる効果(問題効果)を抽出する。
(2)抽出された問題効果を改善する解決策を立案する。
(3)立案された解決策を実施した場合のリスクを抽出する。
(4)立案された解決策に対するリスク、制約条件充足度を考慮して、最適な解決策を決定する。
[第1の実施の形態]
まず、本発明に係わる設計支援システムの第1の実施の形態(解決策及びリスクを抽出するまで)について説明する。
図1は本発明に係わる設計支援システムの一実施の形態を示す概略構成図である。本発明に係わる設計支援システム1は、入力手段10と、出力手段20と、演算手段30と、データベース部40とから構成される。入力手段10は、キーボード11、マウス12等により構成される。出力手段20は、ディスプレー21、印刷手段22等により構成される。演算手段30は、CPU31とROM32とRAM33と入出力部34により構成される。そして、本発明に係わる抽出提示手段は、演算手段30とディスプレー21と入力手段10とによって構成される。またデータベース部40は、課題データベース41と、課題/問題効果データベース42と、問題効果/解決策データベース43と、解決策/リスクデータベース44と、最適解決策抽出データベース45とにより構成される。なお、最適解決策抽出データベース45は、第1の実施の形態では必要とするものでなく、第2の実施の形態で用いるものである。
ところで、予め、過去例えば不良又は不具合の現象が生じた多数の製品設計事例について収集し、製品設計事例毎に、実際に決めた、解決しようとしたテーマである決定ステートメントである実データ、該実データを基に設計者等が不良又は不具合の原因を究明することによって抽出された問題効果の実データ、および該問題効果の実データを基に設計者等が創出された解決策の実データについて入力手段10を用いて設計支援システム1に入力し、該入力された実データをディスプレー21に画面表示し、該表示された実データを基に例えばKJ法的に3次、2次、1次へとグルーピングして一般化し、それぞれ相互に関連性を持たせて階層展開される課題データベース41、課題/問題効果データベース42、及び問題効果/解決策データベース43を作成して各データベースに保存しておくことが必要である。そして、解決策の実データを基に設計者等が抽出したリスクの実データを入力手段10を用いて設計支援システム1に入力し、該入力された実データをディスプレー21に画面表示し、該表示された実データを基に例えばKJ法的に3次、2次、1次へとグルーピングして一般化し、上記解決策に関連性を持たせて展開される解決策/リスクデータベース44を作成し、該データベースに保存しておくことになる。
次に、予め、各データベース41〜45を作成して保存しておく具体的な方法について、図2に示す設計事例を基に説明する。図2は、改善検討を実施したまたは実施する設計事例である製品の一部分を示す。図2に示すように、ある電機製品の筐体51にレバー52を圧入した際に、レバー52の係合爪53が53aに示すように塑性変形し、このため塑性変形後のレバー52aが脱落した設計事例を想定して以下説明する。
1.課題データベース41
図2に示す製品設計事例の場合、図3に示すように、解決すべきテーマであった課題(例えば不良又は不具合の現象)を決定する決定ステートメントS31において、入力手段10を用いて実データを入力してディスプレー21に表示し、例えばKJ法的に3次、2次、1次へとグルーピングして一般化することによって図4に示すように課題(例えば不良又は不具合の現象)が作成されて課題データベース41に保存しておくことになる(S311)。決定ステートメント1においては、実データから「脱落を防止する」という作用又は動作でグルーピングされ、「レバー」「押し釦」「切り替えSW」を「係合部品」として一般化(共通化)して2次または1次の課題として「係合部品脱落防止」が決定される。即ち、解決すべきテーマを、簡潔かつ一般化した表現(課題)に変換する。本設計事例の場合、解決すべきテーマは「レバーの脱落を防止する」であり、課題は「A1:係合部品脱落防止」となる。
決定ステートメント2においては、実データから「剥がれを防止する」という作用又は動作でグルーピングが行なわれ、2次または1次の課題として「A2:粘着部品剥がれ防止」が決定される。決定ステートメント3においては、実データから「溶接部品の位置ずれを防止する」でグルーピングが行なわれ、2次または1次の課題として「A3:溶接部品位置ずれ防止」が決定される。
以上説明したように、予め、演算手段30等は、過去の多数の設計事例を基に、入力された様々なテーマについて変換した「課題」を収集して図7に示す課題リストを作成し、この課題リストを、課題データベース41に保存しておくことになる。
2.課題/問題効果データベース42
次に、ステップS32において、決定ステートメントで決定した解決すべきテーマ(例えば不良現象)の実データを基に、不良又は不具合の発生原因を究明することによって問題効果(例えば不良又は不具合の発生要因)を抽出し、該問題効果を例えばKJ法的に3次、2次、1次へとグルーピングして一般化することによって図5に示すように問題効果が作成されて課題/問題効果データベース42に保存しておくことになる(S321)。決定ステートメント1に対する問題効果1においては、決定ステートメント1の実データを基に究明された不良又は不具合の発生要因の実データから「係合爪」で一般化(共通化)して「塑性変形量」でグルーピングすることによって問題効果1として「B1:係合爪塑性変形量」と決定される。即ち、図8に示す課題リスト中の各「課題」に対して、不良又は不具合が発生した原因を分析し、これを改善する際に問題となる効果(問題効果:不良又は不具合の発生要因)を抽出する。本設計事例の場合、以下のようになる。
(1)現象は「レバーが脱落した」であり、原因は「係合爪が塑性変形した」であり、その結果、問題効果(要因)はB1:「係合爪塑性変形量」となる。
(2)現象は「係合爪が塑性変形した」であり、原因は「レバー組付け時に、係合爪に大きな応力が作用した」であり、その結果、問題効果(要因)は「B2:係合爪組付応力」となる。
(3)現象は「係合爪が塑性変形した」であり、原因は「レバー組付け時にレバーに作用した応力が、係合爪の許容応力を上回った」であり、その結果、問題効果(要因)は「B3:係合爪許容応力」となる。
以上、課題「A1:係合部品脱落防止」に対する「問題効果」は、B1〜B3となる。
決定ステートメント2に対する問題効果2についても、実データから同様に「B4:粘着部剥離強度」が決定される。
決定ステートメント3に対する問題効果3についても、実データから同様に問題効果1と同じ「B1:係合爪塑性変形量」と、問題効果2と同じ「B4:粘着部剥離強度」が決定される。
その結果、図7(a)に示す如く、一般化した「課題」と「問題効果」を関連付けるデータベース42が作成される。
以上説明したように、予め、演算手段30等は、過去の多数の設計事例を基に、入力された様々な「課題」について抽出した「問題効果」を収集して「課題」と共に列挙し、この課題/問題効果リストを、課題/問題効果データベース42に保存しておくことになる。
3.問題効果/解決策データベース43
次に、ステップS33において、問題効果抽出で抽出された問題効果(例えば不良原因)の実データを基に、解決策(例えば不良対策)を創出し、該解決策を例えばKJ法的に3次、2次、1次へとグルーピングして一般化することによって図6に示すように解決策が作成されて問題効果/解決策データベース43に保存しておくことになる(S331)。特に、解決策については、他の対象技術分野でも利用できるように、対象技術分野を特定しないように決定する。解決策1においては、問題効果1の実データを基に創出された対策の実データから対象技術分野である「係合爪」を特定しないで、「断面係数を大きくする」という共通技術でグルーピングすることによって解決策1として「C1:断面係数を大きくする」と決定される。即ち、図8に示す課題/問題効果リスト中の各「問題効果」に対して、これを解決する対策(解決策)を抽出する。本設計事例の場合、以下のようになる。
(1)問題効果は「B1:係合爪塑性変形量」であり、解決策は「C1:断面係数を大きくする『ことにより塑性変形しにくくする』」となる。
(2)問題効果は「B1:係合爪塑性変形量」であり、解決策は「C2:『つまみ部は硬く、係合爪部は柔軟性に富んだ材料で、』二色成形する」となる。
(3)問題効果は「B1:係合爪塑性変形量」であり、解決策は「C3:『レバーの主要機能である動作モード切替スイッチを、』筐体と一体成形する『ことにより押し釦に再配置する』」となる。
(4)問題効果は「B2:係合爪組付応力」であり、解決策は「C4:『レバーを軸方向に組付け後、回転により係合する構造に変更する』係合位置を変更する」となる。
(5)問題効果は「B3:係合爪許容応力」であり、解決策は「C5:『許容応力の大きい』材料に変更する」となる。
問題効果2に対する解決策2についても、実データから同様に「C5:材料を変更する」が決定される。
その結果、図7(b)に示す如く、一般化した「問題効果」と「解決策」を関連付けるデータベース43が作成される。
以上説明したように、予め、演算手段30等は、過去の多数の設計事例を基に、様々な「問題効果」について抽出した「解決策」を収集して、「問題効果」と共に列挙し、この問題効果/解決策リストを、問題効果/解決策データベース43に保存しておくことになる。
さらに、「A3:溶接部品位置ずれ防止」が課題の場合、データベース41〜43から抽出される「課題」に対する「解決策」は、「C1:断面係数を大きくする」、「C2:二色成形する」、「C3:筐体と一体成形する」と「C5:材料を変更する」となる。そして、「電子部品・配線材端子の位置ずれを防止する」が決定ステートメントの場合、実際の解決策の創出例としては、図7(c)に示すように、「電子部品係合爪の断面係数を大きくする」と「配線材の粘着材質を変更する」となる。
4.解決策/リスクデータベース44
次に、ステップS34において、解決策創出で創出された解決策(例えば不良対策)の実データを基に、リスク(例えば実現可能性)を抽出し、該リスクを例えばKJ法的に3次、2次、1次へとグルーピングして一般化することによってリスクが作成されて解決策/リスクデータベース44に保存しておくことになる(S341)。即ち、図7(d)に示す問題効果/解決策リスト中の各「解決策」に対して、これらの解決策を実施した場合に発生が予想されるリスクを抽出する。本設計事例の場合、以下のようになる。
(1)解決策は「C1:断面係数を大きくする」であり、リスクは「剛性が増すため、組付けに必要な圧入力が大きくなる可能性がある」から、「D1:圧入可能か」となる。
(2)解決策は「C2:二色成形する」であり、リスクは「成形金型形状が複雑になる、樹脂温度管理が難しくなる等の可能性がある」から、「D2:成形可能か」となる。
(3)解決策は「C3:筐体と一体成形する」であり、リスクは「筐体強度と釦としての柔軟性の両立が難しくなる可能性がある」から、「D2:成形可能か」となる。
(4)解決策は「C4:係合位置を変更する」であり、リスクは「回転係合に変えた場合、十分な係合強度が得られない可能性がある」から「D3:係合可能か」となる。
(5)解決策は「C5:材料を変更する」であり、リスクは「許容応力の大きい材料に変更した場合、材料費が高くなる可能性がある」から、「D4:材料費アップか」となる。
以上説明したように、予め、演算手段30等は、過去の多数の設計事例を基に、様々な「解決策」について抽出した「リスク」を収集して、「解決策」と共に列挙し、この解決策/リスクリストを、解決策/リスクデータベース44に保存しておくことになる。
ところで、各データベース41〜44は、設計支援システム1で収集する必要はなく、他の設計支援システムで収集し、ネットワークを介して設計支援システム1に送信して保存しても良い。
そして、各データベース41〜44について相互に展開される関係は、図8に示すような関係となり、設計支援システム1はこれらを出力してディスプレー21に表示することも可能である。
また、図9(a)は、図8とは異なる、各データベース41〜44について相互に階層展開される構成を示す図であり、これらをディスプレー21に表示することも可能である。課題データベース41は、例えば、図9(b)に示すように、ラベル付けされた課題A1〜A5…と各課題を決定した決定ステートメント(実データ)とから構成され、表示することも可能である。同様に、問題効果データベースもラベル付けされた問題効果B1〜B5…と各問題効果を決定した実データとから構成され、解決策データベースもラベル付けされた解決策C1〜C5…と各解決策を決定した実データとから構成され、リスクデータベースもラベル付けされたリスクD1〜D5…と各リスクを決定した実データとから構成され、それぞれ表示することも可能である。課題/問題効果データベース42は、問題効果データベースの他、課題Aと問題効果Bとの関連を含むものである。問題効果/解決策データベース43は、解決策データベースの他、問題効果Bと解決策Cとの関連を含むものである。解決策/リスクデータベース44は、リスクデータベースの他、解決策CとリスクDとの関連を含むものである。
また、図9(c)は、設計支援システム1において、課題A1を入力手段10で選択して入力されたとき、各データベース41〜44から抽出される問題効果B1,B2及び解決策C1〜C3と、各解決策C1〜C3におけるリスクD1〜D4とが展開される関係を示したものであり、これらを表示することも可能である。
以上説明したように、各データベース41〜44には過去の製品設計の実績を収集することによって構築されて保存されることになる。即ち、各データベース41〜44には、「課題から問題効果を抽出した結果」、「問題効果から解決策を抽出した結果」、「解決策からリスクを抽出した結果」をそれぞれ一対のデータとして、データベース化しておくことが可能となる。
次に、本発明に係わる設計支援システム1において、解決しようとするテーマ(例えば不良又は不具合の現象)を基に、最適解決策抽出アルゴリズム46に従って、解決策及びその解決策のリスクを抽出し、課題改善設計を行なう第1の実施の形態について説明する。図10は、設計支援システム1における最適解決策抽出アルゴリズム46に基づく設計支援処理フローの第1の実施の形態を示す図である。図11及び図12は、データ入出力画面61の第1の実施例を示す図である。
まず、設計支援処理フローの第1の実施の形態において、データ入出力画面の第1の実施例について、図1、図10〜図12を用いて説明する。図1に示す設計支援システム1を立ち上げると、ディスプレー21には、図11に示すデータ入出力画面61と、図7(a)の左側に示す課題リストとが表示される(S101)。上記データ入出力画面61には、決定ステートメント入力部611と、課題入力部612と、問題効果/解決策/リスク出力部613とがある。問題効果/解決策/リスク出力部613には、設計支援システム1が、入力された課題から自動的に問題効果とその解決策およびリスクを抽出した結果が出力される。
まず、決定ステートメント入力部611に、解決すべきテーマを簡潔な表現として入力する(S102)。本設計事例の場合、「レバーの脱落を防止する」を入力した。次に、課題入力部612に、課題リストから決定ステートメント(不良又は不具合の現象)に近い(適合した)「課題」を選択し、入力する(S102)。本設計事例の場合、「A1:係合部品脱落防止」が決定ステートメントに近いので(適合しているので)、A1を選択して入力した。
次に、「決定ステートメント」「課題」の入力を受けた設計支援システム1は、図7(a)に示す課題/問題効果リスト42から、入力された「課題」と一致する「課題」が探索され(S103)、該探索された課題に関連(対応)した「問題効果」を抽出する(S104)。ここでは、B1、B2、B3が抽出される。
次に、設計支援システム1は、図7(b)に示す問題効果/解決策リスト43から、抽出された「問題効果」と一致する「問題効果」を探索し(S105)、該探索された問題効果に関連(対応)した「解決策」を抽出する(S106)。ここでは、B1に対してはC1〜C3が抽出され、B2に対してはC4が抽出され、B3に対してはC5が抽出される。さらに、設計支援システム1は、図7(d)に示す解決策/リスクリスト44から、抽出された「解決策」と一致する「解決策」を探索され(S107)、該探索された解決策に関連(対応)した「リスク」を抽出する(S108)。そして、図12に示すように、入力した「課題」に関連する「問題効果」を問題効果欄に、「問題効果」に対する「解決策」を解決策欄に、「解決策」に対する「リスク」をリスク欄に表示する(S109)。
その結果、設計者は、図12に示すように、データ入出力画面61に表示された「解決策」および「リスク」を参照することにより、効率良く具体的な設計を進めることができる(S110)。
また、過去に解決したテーマを一般化した表現である「課題」に変換し、「課題」に対する原因究明に基づいた「問題効果」を抽出し、「問題効果」に対する「解決策」を抽出し、「解決策」に対する「リスク」を抽出すると共に、これらのデータを一対のデータベース41〜44として保存しておくことにより、新しいテーマに対する改善指針を多くの視点から得ることができる。
次に、設計支援処理フローの第1の実施の形態において、データ入出力画面の第2の実施例について、図1、図10、図13及び図14を用いて説明する。なお、該第2の実施例は第1の実施例と同様の設計支援システム1を用い、同様の製品を対象として説明する。よって、問題効果/解決策/リスク出力部623以外は、第1の実施例と同様である。即ち、図13は決定ステートメント、課題入力後のデータ入出力画面62、図14は抽出した解決策及びリスクの表示画面例である。
図1の設計支援システム1を立上げると、出力手段20のディスプレー21に、図13に示すデータ入出力画面62を表示する。第1の実施例と同様に、データ入出力画面の決定ステートメント入力部621に、「レバーの脱落を防止する」を記載する(S102)。また、課題入力部622に、「A1:係合部品脱落防止」を転記する(S102)。
図10に示すように、「課題」の入力を受けた設計支援システム1は、図7(a)に示す課題/問題効果リスト42から、入力された「課題」に関連する「問題効果」を抽出する(S104)。次に、図7(b)に示す問題効果/解決策リスト43から、抽出された「問題効果」に対する「解決策」を抽出する(S106)。さらに、図7(d)に示す解決策/リスクリスト44から、抽出された「解決策」に対する「リスク」を抽出する(S108)。
第2の実施例の場合は、図14に示すように、入力した「課題」に関連した「問題効果」を問題効果欄に表示する。また、「問題効果」に対する「解決策」を解決策欄に表示する。さらに、これらの関連する部分に記号「◎」を記載する。次に、抽出した「解決策」に対する「リスク」をリスク欄に表示する。さらに、これらの関連する部分に記号「◎」を記載する。
設計者は、データ入出力画面62に表示された「解決策」と「リスク」を参照にしながら、効率よく具体的な設計を進めることができる(S110)。
以上説明したように、第2の実施例によれば、問題効果と解決策、解決策とリスクの関連がマトリックス表記されるので、QFDやKT法等の他の技法への展開を容易にすることができる。
[第2の実施の形態]
次に、本発明に係わる設計支援システムの第2の実施の形態(最適解決策まで決定又は抽出する)について説明する。
第2の実施の形態において、第1の実施の形態と相違する点は、設計支援システム1において、図1に示す最適解決策抽出データベース45に基づく図3に示す最適解決策抽出アルゴリズム46によりリスク・制約条件の評価を基に最適解決策を決定又は抽出することにある。なお、解決策を実行するための制約条件には、解決策が満足しなければならない必須制約条件と、解決策が満足することが望ましい希望制約条件とがある。
図15は第2の実施の形態における設計支援処理フローを示す図である。図16は決定ステートメント、課題入力後のデータ入出力画面を示す図であり、図17は問題効果/解決策/リスクおよびそれらの関連付け表示画面の一実施例を示す図であり、図18はリスク評価値、必須制約条件/情報/評価値、希望制約条件/情報/評価値を入力後の画面を示す図であり、図19はリスク指数、必須制約条件指数、希望制約条件指数、総合指数、最終評価の表示画面の一実施例を示す図である。
第2の実施の形態の設計支援処理フローは、第1の実施の形態の設計支援処理フローに、リスク評価値の入力ステップS201、必須制約条件/情報/評価値の入力ステップS202、及び希望制約条件/情報/評価値の入力ステップS203と、リスク指数算出ステップS204、必須制約条件指数算出ステップS205、希望制約条件指数算出ステップS206、総合指数算出ステップS207、及び最終評価決定ステップS208と、該最終評価決定に基づく「問題効果」、「解決策」、「リスク」の表示ステップS209とを追加したものである。従って、第2の実施の形態の設計支援処理フローにおいて、「問題効果」、「解決策」、「リスク」の表示ステップS109までは第1の実施の形態と同様である。
また、図16〜図19に示すディスプレー21上のデータ入出力画面63には決定ステートメント入力部631と、課題入力部632と、問題効果/解決策出力部633と、解決策/リスク入出力部634と、必須制約条件入力部635と、希望制約条件入力部636と、最適解決策決定部637とがある。
表示ステップS109の後、図18に示すように、「決定ステートメント」「課題」「問題効果」「解決策」「問題効果と解決策の関連」「リスク」「解決策とリスクの関連」を表示したデータ入出力画面63に、以下のデータについて入力手段10を用いて入力する。
(1)解決策/リスク入出力部(リスク評価欄)634
「解決策とリスクとの関連」ありとして◎を付されたリスク項目の隣のリスク評価欄に、リスクの評価値rijを入力する(S201)。リスク評価値rijは、そのリスクが実際に発生した場合の損失金額の期待値に相当する値である。よって、リスク評価値rijは、次の(1)式により算出する。
ij=pij×sij (1)
ここで、
ij:その解決策を実施した場合に発生が予想されるリスクの発生確率(10段階評価)
ij:そのリスクが実際に発生した場合の重大性(10段階評価)
勿論、リスク評価値rijは、リスクの発生確率pij、及び重大性sijを入力することによって演算手段30が上記(1)式に基づいて算出されてもよい。
(2)必須制約条件入出力部635
A.必須制約条件入力欄:目標性能、改善費用、改善期限等のような、解決策が満足しなければならない制約条件を、「必須制約条件」として入力する(S202)。本設計事例では、「改善費用」「改善日時」「脱落不良率」を入力した。
B.必須制約条件情報欄:必須制約条件評価の根拠となる必須制約条件の充足状況に関する情報を、解決策毎に入力する(S202)。
C.必須制約条件評価欄:必須制約条件の評価値を、解決策毎に入力する。必須制約条件評価値mijは、必須制約条件が達成されているか、未達であるかを評価するものである。達成されている場合は例えばGOを、未達の場合は例えばNGを入力する(S202)。
(3)希望制約条件入力部636
A.希望制約条件入力欄:必須ではないが望ましい制約条件を、「希望制約条件」として解決策毎に入力する(S203)。本設計事例では、「高級品イメージを損なわない」「できるだけ従来技術を利用」「類似製品への展開が可能」を入力した。
B.希望制約条件情報欄:希望制約条件評価の根拠となる希望制約条件の充足状況に関する情報を、解決策毎に入力する(S203)。
C.希望制約条件評価欄:希望制約条件の評価値を、解決策毎に入力する(S203)。該希望制約条件評価値wijは、その制約条件が充足された場合の、技術的、経済的利益の期待値に相当する値である。
よって、希望制約条件評価値wijは、次の(2)式により算出することができる。
ij=iij×fij (2)
ここで、
ij:希望制約条件の重要度(10段階評価)
ij:解決策毎の希望制約条件充足度(10段階評価)
図19に示すように、「リスク評価値rij」「必須制約条件評価値mij」「希望制約条件評価値hij」の入力を受けた設計支援システム1における演算手段30は、最適解決策抽出データベース45から必要な関数を抽出し、「リスク指数R」「必須制約条件指数M」「希望制約条件指数W」を算出する。次に、演算手段30は、これらの指数から「総合指数T」を算出する。さらに、演算手段30は、総合指数から「最終評価」を決定し、入出力画面に表示する。
(1)リスク指数Rの算出
解決策毎に、その解決策を実施した場合に発生が予想される損失金額の期待値に相当する値を指数化する。リスク指数Rを、次の(3)式により算出する(S204)。
Figure 2006031212
上記算出結果を、リスク指数欄に自動表示する。
(2)必須制約条件指数Mの算出
解決策毎に、全ての必須条件が達成されているか、未達であるかを指数化する。
必須制約条件指数Mを、次の(4)式により算出する(S205)。
=mi1×mi2×mi3・・・ (4)
ここで、GO=1、NG=0として計算し、M=1のときGO、M=0のときNGとする。
上記算出結果を、必須制約条件指数欄に自動表示する。
(3)希望制約条件指数Wの算出
解決策毎に、その解決策が実施された場合の技術的、経済的利益の期待値に相当する値を指数化する。希望制約条件指数Wを、次の(5)式により算出する(S206)。
Figure 2006031212
上記算出結果を、希望制約条件指数欄に自動表示する。
(4)総合指数Tの算出
解決策毎に、その解決策が実施された場合の得失を、リスク指数R、必須制約条件指数M、希望制約条件指数Wの算出結果を元に、下記により指数化する。
A.必須制約条件指数M=0(NG)の場合、総合指数T=0(NG)
B.希望制約条件の充足による利益とリスクによる損失の差、すなわち(希望制約条件指数W−リスク指数R)を総合指数とした場合、指数値が同じであるにも拘わらず、次のような問題が発生する。
(i)W=100、R=50:W−R=50
(ii)W=50、 R=0: W−R=50
実際には、希望制約条件指数が大きいほどメリットは大きく、リスク指数が大きいほどデメリットが大きくなる。そこで、希望制約条件指数Wとリスク指数Rとの差に、希望制約条件指数Wとリスク指数Rの合計値を重み付けとして積算した値を得失差として用いる。
C.総合指数Tの最大値が100になるように、補正する。
以上により、総合指数Tを次の(6)式により算出する(S207)。
=1の場合:T=(W −R )×M×100/MAX((W −R )×M
=0の場合:T=NG (6)
上記計算結果を、総合指数欄に自動表示することによって最適解決策が抽出することになる(図3に示すS361)。
(5)総合評価637
最終評価欄に、下記により評価記号を付すことによって最終評価の決定がなされ、最適解決策を決定できる(S208(図3に示すS36))。
総合指数Tが90以上の解決策に、例えば「◎」を付す。
総合指数Tが50以上90未満の解決策に、例えば「○」を付す。
総合指数Tが0以上50未満の解決策に、例えば「△」を付す。
総合指数Tが負の解決策に、例えば「×」を付す。
総合指数TがNGの解決策に、「NG」を付す。
以上により、ステップS209において、最終評価決定結果も含めて問題効果、解決策、リスクが表示され、ステップS110において課題改善設計ができることになる。
以上説明したように、本発明に係わる実施の形態によれば、各種データベースを有する設計支援システムを用いることによって、設計対象とした製品の課題を入力することにより、最適解決策抽出アルゴリズムに基づいて、解決策とそのリスクが抽出でき、さらに、リスクの評価及び制約条件の入力・評価により容易に最適解決策を決定することができる。
本発明に係わる設計支援システムの一実施の形態を示す概略構成図である。 本発明に係わる製品設計の一事例である電機製品のレバー係合部を示す断面図である。 本発明に係わる各種データベース化を含めて設計支援システムの処理フローおよびその構成の一実施の形態を示す図である。 図2に示す製品事例の決定ステートメント1〜3において実データから課題が決定されてデータベース化される過程の一実施例を説明するための図である。 図2に示す製品事例の問題効果1〜2において実データから問題効果が決定されてデータベース化される過程の一実施例を説明するための図である。 図2に示す製品事例の解決策1〜2において実データから解決策が決定されてデータベース化される過程の一実施例を説明するための図である。 (a)は課題リストと課題/問題効果データベースの一実施例を示す図であり、(b)は問題効果/解決策データベースの一実施例を示す図、(c)は決定ステートメントと実際の問題効果と実際の解決策との関連を説明するための図であり、(d)は解決策/リスクデータベースの一実施例を示す図である。 本発明に係わる「課題」「問題効果」「解決策」「リスク」と階層展開されるデータベース構造を示す図である。 (a)は図8とは異なるデータベース構造を示す図であり、(b)は課題A1について決定ステートメントに対するラベル付けを説明する図であり、(c)は課題A1を選択して入力したとき、抽出される問題効果B1〜B2、解決策C1〜C3、リクスD1〜D4のデータの関連を示す図である。 本発明に係わる設計支援処理フローの第1の実施の形態を示す図である。 図10に示す第1の実施の形態における課題入力後のデータ入出力画面の第1の実施例を示す図である。 図10に示す第1の実施の形態における解決策・リスクの表示画面の第1の実施例を示す図である。 図10に示す第1の実施の形態における課題入力後のデータ入出力画面の第2の実施例を示す図である。 図10に示す第1の実施の形態における解決策・リスクの表示画面の第2の実施例を示す図である。 本発明に係わる設計支援処理フローの第2の実施の形態を示す図である。 図15に示す第2の実施の形態における課題入力後のデータ入出力画面の一実施例を示す図である。 図15に示す第2の実施の形態における解決策・リスクの表示画面の一実施例を示す図である。 図15に示す第2の実施の形態における制約条件入力後の画面の一実施例を示す図である。 図15に示す第2の実施の形態における解決策評価画面の一実施例を示す図である。
符号の説明
1…設計支援システム、10…入力手段、11…キーボード、12…マウス、20…出力手段、21…ディスプレー、30…演算手段、31…CPU、32…ROM、33…RAM、40…データベース、41…課題データベース、42…課題/問題効果データベース、43…問題効果/解決策データベース、44…解決策/リスクデータベース、45…最適解決策データベース、46…最適解決策抽出アリゴリズム、51…筐体、52…レバー、53…係合爪、61、62、63…データ入出力画面、611、621、631…決定ステートメント入力部、612、622、632…課題入力部。613、623…問題効果/解決策/リスク出力部、632…問題効果/解決策出力部、634…解決策/リスク入力部、635…必須制約条件入力部、636…希望制約条件入力部、637…最適解決策決定部。

Claims (18)

  1. 設計支援システムを用いて新たな設計事例において不良又は不具合の現象が生じた際、該不良又は不具合の現象を解決するための解決策を抽出するための設計支援方法であって、
    予め、過去不良又は不具合の現象が生じた多数の設計事例において決定した課題、該課題の問題効果及び該問題効果の解決策について収集して相互に関連を持たせて階層展開される、少なくとも課題、問題効果及び解決策からなるデータをデータベースとして保存しておく保存ステップと、
    前記新たな設計事例において不良又は不具合の現象が生じた際、前記データベースから読み出して画面表示した課題リストの中から前記新たな不良又は不具合の現象に適合する課題を選択し、該選択された課題に関連する問題効果及び該問題効果に関連する解決策を前記データベースから抽出して少なくとも解決策を画面表示して提示する抽出提示ステップとを有することを特徴とする設計支援方法。
  2. 設計支援システムを用いて新たな設計事例において不良又は不具合の現象が生じた際、該不良又は不具合の現象を解決するための解決策を抽出するための設計支援方法であって、
    予め、過去不良又は不具合の現象が生じた多数の設計事例において決定した課題、該課題の問題効果、該問題効果の解決策及び該解決策のリスクについて収集して相互に関連を持たせて階層展開される、少なくとも課題、問題効果、解決策及びリスクからなるデータをデータベースとして保存しておく保存ステップと、
    前記新たな設計事例において不良又は不具合の現象が生じた際、前記データベースから読み出して画面表示した課題リストの中から前記新たな不良又は不具合の現象に適合する課題を選択し、該選択された課題に関連する問題効果、該問題効果に関連する解決策及び該解決策に関連するリスクを前記データベースから抽出して少なくとも解決策及びリスクを画面表示して提示する抽出提示ステップとを有することを特徴とする設計支援方法。
  3. 前記抽出提示ステップにおいて、さらに、前記抽出された問題効果を前記画面表示して提示することを特徴とする請求項1又は2記載の設計支援方法。
  4. 前記抽出提示ステップにおいて、前記抽出された少なくとも解決策及びリスクを画面表示して提示する際、相互の関連も画面表示することを特徴とする請求項2記載の設計支援方法。
  5. 前記抽出提示ステップにおいて、さらに、前記抽出された解決策毎に、前記リスクの評価値を入力することによって算出されるリスク指数を前記画面表示して提示することを特徴とする請求項2記載の設計支援方法。
  6. 前記抽出提示ステップにおいて、さらに、前記抽出された解決策毎に、該解決策を実行するための制約条件の評価値を入力することによって算出される制約条件指数を前記画面表示して提示することを特徴とする請求項1又は2記載の設計支援方法。
  7. 前記抽出提示ステップにおいて、さらに、前記抽出された解決策毎に、該解決策に対するリスクの評価および前記解決策を実行するための制約条件の評価に基づいて算出される総合指数または最終評価値を画面表示して提示することを特徴とする請求項1又は2記載の設計支援方法。
  8. 設計支援システムを用いて新たな設計事例において不良又は不具合の現象が生じた際、該不良又は不具合の現象を解決するための解決策を抽出するための設計支援方法であって、
    予め、過去不良又は不具合の現象が生じた多数の設計事例において決定した課題、該課題の問題効果、該問題効果の解決策及び該解決策のリスクについて収集して相互に関連を持たせて階層展開される、少なくとも課題、問題効果、解決策及びリスクからなるデータをデータベースとして保存しておく保存ステップと、
    前記新たな設計事例において不良又は不具合の現象が生じた際、前記データベースから読み出して画面表示した課題リストの中から前記新たな不良又は不具合の現象に適合する課題を選択し、該選択された課題に関連する問題効果、該問題効果に関連する解決策及び該解決策に関連するリスクを前記データベースから抽出して少なくとも解決策及びリスクを画面表示して提示し、さらに提示された解決策の中から、各解決策に対するリスクの評価および各解決策を実行するための制約条件の評価に基づいて最適解決策を抽出して前記画面表示により提示する抽出提示ステップとを有することを特徴とする設計支援方法。
  9. 新たな設計事例において不良又は不具合の現象が生じた際、該不良又は不具合の現象を解決するための解決策を抽出するための設計支援システムであって、
    過去不良又は不具合の現象が生じた多数の設計事例において決定した課題、該課題の問題効果及び該問題効果の解決策について収集して相互に関連を持たせて階層展開される、少なくとも課題、問題効果及び解決策からなるデータが保存されたデータベースと、
    前記新たな設計事例において不良又は不具合の現象が生じた際、前記データベースから読み出して画面表示した課題リストの中から前記新たな不良又は不具合の現象に適合する課題を選択し、該選択された課題に関連する問題効果及び該問題効果に関連する解決策を前記データベースから抽出して少なくとも解決策を画面表示して提示する抽出提示手段とを備えたことを特徴とする設計支援システム。
  10. 新たな設計事例において不良又は不具合の現象が生じた際、該不良又は不具合の現象を解決するための解決策を抽出するための設計支援システムであって、
    過去不良又は不具合の現象が生じた多数の設計事例において決定した課題、該課題の問題効果、該問題効果の解決策及び該解決策のリスクについて収集して相互に関連を持たせて階層展開される、少なくとも課題、問題効果、解決策及びリスクからなるデータが保存されたデータベースと、
    前記新たな設計事例において不良又は不具合の現象が生じた際、前記データベースから読み出して画面表示した課題リストの中から前記新たな不良又は不具合の現象に適合する課題を選択し、該選択された課題に関連する問題効果、該問題効果に関連する解決策及び該解決策に関連するリスクを前記データベースから抽出して少なくとも解決策及びリスクを画面表示して提示する抽出提示手段とを備えたことを特徴とする設計支援システム。
  11. 前記抽出提示手段において、さらに、前記抽出された問題効果を前記画面表示して提示することを特徴とする請求項9又は10記載の設計支援システム。
  12. 前記抽出提示手段において、前記抽出された少なくとも解決策及びリスクを画面表示して提示する際、相互の関連も画面表示することを特徴とする請求項10記載の設計支援システム。
  13. 前記抽出提示手段において、さらに、前記抽出された解決策毎に、前記リスクの評価値を入力することによって算出されるリスク指数を前記画面表示して提示することを特徴とする請求項10記載の設計支援システム。
  14. 前記抽出提示手段において、さらに、前記抽出された解決策毎に、該解決策を実行するための制約条件の評価値を入力することによって算出される制約条件指数を前記画面表示して提示することを特徴とする請求項9又は10記載の設計支援システム。
  15. 前記抽出提示手段において、さらに、前記抽出された解決策毎に、該解決策に対するリスクの評価および前記解決策を実行するための制約条件の評価に基づいて算出される総合指数または最終評価値を画面表示して提示することを特徴とする請求項9又は10記載の設計支援システム。
  16. 新たな設計事例において不良又は不具合の現象が生じた際、該不良又は不具合の現象を解決するための解決策を抽出するための設計支援システムであって、
    過去不良又は不具合の現象が生じた多数の設計事例において決定した課題、該課題の問題効果、該問題効果の解決策及び該解決策のリスクについて収集して相互に関連を持たせて階層展開される、少なくとも課題、問題効果、解決策及びリスクからなるデータが保存されたデータベースと、
    前記新たな設計事例において不良又は不具合の現象が生じた際、前記データベースから読み出して画面表示した課題リストの中から前記新たな不良又は不具合の現象に相応する課題を選択し、該選択された課題に関連する問題効果、該問題効果に関連する解決策及び該解決策に関連するリスクを前記データベースから抽出して少なくとも解決策及びリスクを画面表示して提示し、さらに提示された解決策の中から、各解決策に対するリスクの評価および各解決策を実行するための制約条件の評価に基づいて最適解決策を抽出して前記画面表示により提示する抽出提示手段とを備えたことを特徴とする設計支援システム。
  17. 新たな設計事例において不良又は不具合の現象が生じた際、該不良又は不具合の現象を解決するための解決策を抽出するための設計支援システムであって、
    前記不良又は不具合の現象を示す決定ステートメントを入力できる決定ステートメント入力部と、課題リストから前記入力された決定ステートメントに適合した課題を選択して入力できる課題入力部と、該課題入力部で入力された課題に関連する問題効果、該問題効果に関連する解決策及び該解決策に関連するリスクを出力できる問題効果/解決策/リスク出力部とを有する画面を表示する表示手段を備えたことを特徴とする設計支援システム。
  18. さらに、新たな設計事例において不良又は不具合の現象が生じた際、該不良又は不具合の現象を解決するための解決策を抽出するための設計支援システムであって、
    前記不良又は不具合の現象を示す決定ステートメントを入力できる決定ステートメント入力部と、課題リストから前記入力された決定ステートメントに適合した課題を選択して入力できる課題入力部と、該課題入力部で入力された課題に関連する問題効果、該問題効果に関連する解決策及び該解決策に関連するリスクを出力できる問題効果/解決策/リスク出力部と、各解決策を実行するための制約条件とその評価値を入力できる制約条件入力部と、解決策毎に算出される総合指数または最終評価を表示できる最適解決策決定部とを有する画面を表示する表示手段を備えたことを特徴とする設計支援システム。




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