JP2017146888A - Design support device and method and program - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、設計支援装置及び方法及びプログラムに係り、特に、顧客より注文を受けて、製品を設計する受注生産方式において、顧客の要求仕様を基に作られた複数の設計案の中で、顧客の満足度を満たす設計案(例えば、顧客の満足度を最大化するように最適な設計案)を自動的に生成する設計支援装置及び方法及びプログラムに関する。 The present invention relates to a design support apparatus, method, and program, and more particularly, among a plurality of design proposals made based on customer's required specifications in a build-to-order manufacturing system in which an order is received from a customer and a product is designed. The present invention relates to a design support apparatus, method, and program that automatically generate a design plan that satisfies customer satisfaction (for example, an optimal design plan that maximizes customer satisfaction).
顧客のニーズに従って企業が製品を提供するための支援装置または支援システムが、いくつか提案されている。特開2003−242329号公報(特許文献1)に記載されたシステムは、車両(製品)に対する顧客のニーズに関連付けられたファクターを格納し、車両が顧客のニーズに適合していないと判断された場合は、顧客データベースから顧客のニーズを抽出し、該抽出された顧客のニーズに適合するよう最適化された仕様を該車両について算出する。
特開2001−14021号公報(特許文献2)に記載されたシステムは、企業側が顧客からの要求仕様を受けて生産管理データベースを参照しながら推奨仕様を検索し、推奨仕様と顧客仕様との距離を数値化して顧客満足度を計算する。顧客満足度が予め定めた基準値以上である推奨仕様候補を抽出する。
Several support devices or support systems have been proposed for companies to provide products according to customer needs. The system described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2003-242329 (Patent Document 1) stores factors associated with customer needs for vehicles (products), and it has been determined that the vehicle does not meet customer needs. In this case, the customer needs are extracted from the customer database, and the specifications optimized to meet the extracted customer needs are calculated for the vehicle.
In the system described in Japanese Patent Laid-Open No. 2001-14021 (Patent Document 2), a company searches for a recommended specification while receiving a required specification from a customer while referring to a production management database, and a distance between the recommended specification and the customer specification. To calculate customer satisfaction. Recommended specification candidates whose customer satisfaction is equal to or higher than a predetermined reference value are extracted.
一般に、受注生産品の設計において、設計者は、顧客の要求仕様を必須条件として守る上で、多数の製品パラメータの値を決めなければならない。近年、遺伝的アルゴリズム等の最適化手法を使って最適設計を行う手法が用いられている。しかし、多数の製品パラメータの間にはトレードオフの関係にある場合があるので、最適化の結果から多数のパレート解が得られるが、パレート解の優先順位が分からないため、必ずしも最適な設計案を選択することができない。パレート解とは「優劣が付けられない解」の集合のことであり、「目的関数値の何れかを改善しようとした場合、他の目的関数値が改悪されてしまうような状態」とも言える。 In general, when designing a build-to-order product, a designer must determine the values of a number of product parameters in order to keep the customer's required specifications as essential conditions. In recent years, a method of performing an optimal design using an optimization method such as a genetic algorithm has been used. However, since there may be a trade-off relationship between many product parameters, a large number of Pareto solutions can be obtained from the optimization results. Cannot be selected. The Pareto solution is a set of “solutions that cannot be given superiority or inferiority”, and can be said to be “a state in which other objective function values are altered when trying to improve any of the objective function values”.
図1に、パレート解のイメージについての説明図を示す。この例では、目的関数の数が2個であり、最適化の方向は目的関数の最小化とする場合を示す。図中の黒い点はパレート解であり、白塗りの点はパレート解に比べて劣っている劣解である。複数のパレード解の中から最適な設計案を選択するには、各製品パラメータの重要度を決める必要があるが、従来このような技術が提案されていない。
特許文献1に記載の技術では、顧客のニーズに適合するように車両の仕様の最適化を図っている。しかしながら、仕様を満足するように最適な設計案を生成するという点に関しては、十分に考慮されていない。
特許文献2においては、工場側の都合で作られた推奨仕様と実際の顧客仕様との距離に基づいて顧客満足度を計算するが、算出された満足度が実際に顧客の意向を反映しているかどうかに関しては、十分に検討されていない。
FIG. 1 is an explanatory diagram for an image of a Pareto solution. In this example, the number of objective functions is two, and the optimization direction is a case where the objective function is minimized. Black dots in the figure are Pareto solutions, and white dots are inferior solutions that are inferior to Pareto solutions. In order to select an optimal design plan from a plurality of parade solutions, it is necessary to determine the importance of each product parameter, but no such technique has been proposed.
In the technique described in
In
本発明は、以上の点に鑑み、顧客要求仕様を満足する上で、顧客満足度を満たす設計案(例えば、顧客の満足度を最大化するように最適な設計案)を自動的に生成する設計支援装置及び方法及びプログラムを提供することを目的とする。 In view of the above points, the present invention automatically generates a design plan that satisfies customer satisfaction (e.g., an optimal design plan that maximizes customer satisfaction) in satisfying the customer requirement specifications. It is an object to provide a design support apparatus, method, and program.
本発明の第1の解決手段によると、
設計支援装置であって、
対象製品に関する複数の顧客要求仕様を入力する顧客要求仕様入力部と、
予め設定又は作成された対象製品の解析モデルを用いて、予め定められた複数の製品パラメータの各々に従いシミュレーションを実行することで、複数の製品パラメータに対する複数の顧客要求仕様を含む複数の解析結果を生成するシミュレーション部と、
前記シミュレーション部により生成された複数の解析結果の中から、予め定められたひとつ又は複数の顧客要求仕様を満足する複数の解析結果を抽出することで、複数の設計案候補を生成する設計案候補生成部と、
前記設計案候補生成部により生成された複数の設計案候補の各々に対して、顧客満足度を入力し、顧客満足度を複数の製品パラメータとともに顧客満足度格納部に格納する顧客満足度入力部と、
前記顧客満足度格納部に格納されているデータに対する分散分析により、顧客満足度から各製品パラメータの重要度を推定し、各製品パラメータに対する重要度を製品パラメータ重要度格納部に格納する製品パラメータ重要度推定部と、
対象製品に関する予め設定された、複数の製品パラメータのいずれか複数による複数の目的関数及び複数の顧客要求仕様のいずれか複数による複数の制約条件及び独立変数として機能する複数の製品パラメータのいずれか複数による設計変数に従い、最適化計算を実施することで、目的関数である製品パラメータを複数含む複数のパレート解を得て、複数のパレート解をパレート解格納部に格納する最適設計案探索部と、
前記パレート解格納部に格納された複数のパレート解から、前記製品パラメータ重要度格納部に格納に格納された製品パラメータ重要度を用いてパレート解の優先度を算出し、優先順位が高いパレート解を設計案として決定し、記憶部に記憶する及び/又は出力部に出力する最適設計案決定部と、
を備えた設計支援装置が提供される。
According to the first solution of the present invention,
A design support device,
A customer requirement specification input unit for inputting a plurality of customer requirement specifications for the target product;
By executing a simulation according to each of a plurality of predetermined product parameters using an analysis model of a target product set or created in advance, a plurality of analysis results including a plurality of customer request specifications for a plurality of product parameters can be obtained. A simulation unit to generate,
Design plan candidates for generating a plurality of design plan candidates by extracting a plurality of analysis results satisfying one or more predetermined customer requirement specifications from the plurality of analysis results generated by the simulation unit A generator,
A customer satisfaction input unit that inputs customer satisfaction for each of a plurality of design plan candidates generated by the design plan candidate generation unit and stores the customer satisfaction together with a plurality of product parameters in the customer satisfaction storage unit When,
Importance analysis of the data stored in the customer satisfaction storage unit estimates the importance of each product parameter from customer satisfaction, and stores the importance for each product parameter in the product parameter importance storage unit A degree estimation unit;
Any of a plurality of product parameters that function as a plurality of constraint functions and independent variables according to any of a plurality of objective functions and a plurality of customer requirement specifications that are set in advance for a target product. Optimal design proposal search unit that obtains a plurality of Pareto solutions including a plurality of product parameters that are objective functions and stores a plurality of Pareto solutions in a Pareto solution storage unit by performing optimization calculation according to the design variable by
The priority of the Pareto solution is calculated from the plurality of Pareto solutions stored in the Pareto solution storage unit using the product parameter importance stored in the product parameter importance storage unit, and the Pareto solution having a high priority Is determined as a design plan, stored in the storage unit and / or output to the output unit,
Is provided.
本発明の第2の解決手段によると、
設計支援方法であって、
対象製品に関する複数の顧客要求仕様を入力するステップと、
予め設定又は作成された対象製品の解析モデルを用いて、予め定められた複数の製品パラメータの各々に従いシミュレーションを実行することで、複数の製品パラメータに対する複数の顧客要求仕様を含む複数の解析結果を生成するステップと、
生成された複数の解析結果の中から、予め定められたひとつ又は複数の顧客要求仕様を満足する複数の解析結果を抽出することで、複数の設計案候補を生成するステップと、
生成された複数の設計案候補の各々に対して、顧客満足度を入力し、顧客満足度を複数の製品パラメータとともに顧客満足度格納部に格納するステップと、
前記顧客満足度格納部に格納されているデータに対する分散分析により、顧客満足度から各製品パラメータの重要度を推定し、各製品パラメータに対する重要度を製品パラメータ重要度格納部に格納するステップと、
対象製品に関する予め設定された、複数の製品パラメータのいずれか複数による複数の目的関数及び複数の顧客要求仕様のいずれか複数による複数の制約条件及び独立変数として機能する複数の製品パラメータのいずれか複数による設計変数に従い、最適化計算を実施することで、目的関数である製品パラメータを複数含む複数のパレート解を得て、複数のパレート解をパレート解格納部に格納するステップと、
前記パレート解格納部に格納された複数のパレート解から、前記製品パラメータ重要度格納部に格納に格納された製品パラメータ重要度を用いてパレート解の優先度を算出し、優先順位が高いパレート解を設計案として決定し、記憶部に記憶する及び/又は出力部に出力するステップと、
を含む設計支援方法が提供される。
According to the second solution of the present invention,
A design support method,
Entering multiple customer requirement specifications for the target product;
By executing a simulation according to each of a plurality of predetermined product parameters using an analysis model of a target product set or created in advance, a plurality of analysis results including a plurality of customer request specifications for a plurality of product parameters can be obtained. Generating step;
Generating a plurality of design plan candidates by extracting a plurality of analysis results satisfying one or more predetermined customer requirement specifications from the plurality of generated analysis results;
For each of the generated plurality of design plan candidates, inputting customer satisfaction, and storing the customer satisfaction together with a plurality of product parameters in the customer satisfaction storage unit;
Estimating the importance of each product parameter from customer satisfaction by variance analysis for the data stored in the customer satisfaction storage unit, and storing the importance for each product parameter in the product parameter importance storage unit;
Any of a plurality of product parameters that function as a plurality of constraint functions and independent variables according to any of a plurality of objective functions and a plurality of customer requirement specifications that are set in advance for a target product. Obtaining a plurality of Pareto solutions including a plurality of product parameters, which are objective functions, and storing a plurality of Pareto solutions in a Pareto solution storage unit by performing optimization calculation according to the design variables of
The priority of the Pareto solution is calculated from the plurality of Pareto solutions stored in the Pareto solution storage unit using the product parameter importance stored in the product parameter importance storage unit, and the Pareto solution having a high priority Determining as a design plan, storing in the storage unit and / or outputting to the output unit;
A design support method is provided.
本発明の第3の解決手段によると、
設計支援プログラムであって、
処理部が、対象製品に関する複数の顧客要求仕様を入力するステップと、
前記処理部が、予め設定又は作成された対象製品の解析モデルを用いて、予め定められた複数の製品パラメータの各々に従いシミュレーションを実行することで、複数の製品パラメータに対する複数の顧客要求仕様を含む複数の解析結果を生成するステップと、
前記処理部が、生成された複数の解析結果の中から、予め定められたひとつ又は複数の顧客要求仕様を満足する複数の解析結果を抽出することで、複数の設計案候補を生成するステップと、
前記処理部が、生成された複数の設計案候補の各々に対して、顧客満足度を入力し、顧客満足度を複数の製品パラメータとともに顧客満足度格納部に格納するステップと、
前記処理部が、前記顧客満足度格納部に格納されているデータに対する分散分析により、顧客満足度から各製品パラメータの重要度を推定し、各製品パラメータに対する重要度を製品パラメータ重要度格納部に格納するステップと、
前記処理部が、対象製品に関する予め設定された、複数の製品パラメータのいずれか複数による複数の目的関数及び複数の顧客要求仕様のいずれか複数による複数の制約条件及び独立変数として機能する複数の製品パラメータのいずれか複数による設計変数に従い、最適化計算を実施することで、目的関数である製品パラメータを複数含む複数のパレート解を得て、複数のパレート解をパレート解格納部に格納するステップと、
前記処理部が、前記パレート解格納部に格納された複数のパレート解から、前記製品パラメータ重要度格納部に格納に格納された製品パラメータ重要度を用いてパレート解の優先度を算出し、優先順位が高いパレート解を設計案として決定し、記憶部に記憶する及び/又は出力部に出力するステップと、
をコンピュータに実行させるための設計支援プログラムが提供される。
According to the third solution of the present invention,
A design support program,
A processing unit inputting a plurality of customer request specifications related to the target product;
The processing unit includes a plurality of customer requirement specifications for a plurality of product parameters by executing a simulation according to each of a plurality of predetermined product parameters using an analysis model of a target product set or created in advance. Generating multiple analysis results;
A step of generating a plurality of design plan candidates by extracting a plurality of analysis results satisfying one or a plurality of predetermined customer request specifications from the generated plurality of analysis results; ,
The processing unit inputs customer satisfaction for each of the generated plurality of design proposal candidates, and stores the customer satisfaction in a customer satisfaction storage unit together with a plurality of product parameters;
The processing unit estimates the importance of each product parameter from the customer satisfaction by variance analysis for the data stored in the customer satisfaction storage unit, and the importance for each product parameter is stored in the product parameter importance storage unit. Storing, and
A plurality of products in which the processing unit functions as a plurality of objective functions according to any one of a plurality of product parameters and a plurality of constraint conditions and independent variables according to any of a plurality of customer requirement specifications related to the target product. Obtaining a plurality of Pareto solutions including a plurality of product parameters as objective functions by performing an optimization calculation according to the design variable of any one or more of the parameters, and storing the plurality of Pareto solutions in the Pareto solution storage unit; ,
The processing unit calculates the priority of the Pareto solution from the plurality of Pareto solutions stored in the Pareto solution storage unit using the product parameter importance stored in the product parameter importance storage unit, Determining a Pareto solution with a higher rank as a design proposal, storing it in the storage unit and / or outputting it to the output unit;
A design support program for causing a computer to execute is provided.
本発明によると、顧客要求仕様を満足する上で、顧客満足度を満たす設計案(例えば、顧客の満足度を最大化するように最適な設計案)を自動的に生成する設計支援装置及び方法及びプログラムを提供することができる。 According to the present invention, a design support apparatus and method for automatically generating a design plan that satisfies customer satisfaction (for example, an optimal design plan that maximizes customer satisfaction) upon satisfying customer requirement specifications. And programs can be provided.
以下、本発明の実施例を、図面に基づいて詳説する。
1.設計支援装置
以下、本発明の実施例について、図面を用いて説明する。
まず、図2は、本実施例に係る設計支援装置の構成図である。図2の実施例の設計支援装置は、計算機200、処理部21、記憶部22を備える。処理部21は、顧客要求仕様入力部201、シミュレーション部202、設計案候補生成部203、顧客満足度入力部204、製品パラメータ重要度推定部205、最適設計案探索部206、最適設計案決定部207、顧客要求仕様格納部D201を備える。記憶部22は、解析結果格納部D202、設計案候補格納部D203、顧客満足度格納部D204、製品パラメータ重要度格納部D205、パレート解格納部D206を備える。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
1. Design support device
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
First, FIG. 2 is a configuration diagram of the design support apparatus according to the present embodiment. 2 includes a
顧客要求仕様入力部201では、製品についての顧客要求仕様を入力する。
図13は、本実施例に係る顧客要求仕様格納部の説明図の一例である。図13に示しているように、顧客要求仕様は2つの要素からなる。即ち、要求仕様の名称と要求仕様の範囲である。例えば、顧客が製品の重さを900kg以下にしたいという要求がある場合、要求仕様の名称は“重さ”であり、要求仕様の範囲は“900kg以下”である。また、例えば、圧縮機の場合、効率が90%以上であることや、回転数が10000rpmであることなどの顧客要求仕様が挙げられる。顧客要求仕様入力部201は、入力された顧客要求仕様を、顧客要求仕様格納部D201に格納する。
The customer requirement
FIG. 13 is an example of an explanatory diagram of a customer requirement specification storage unit according to the present embodiment. As shown in FIG. 13, the customer requirement specification is composed of two elements. That is, the name of the required specification and the range of the required specification. For example, when there is a request that the customer wants the weight of the product to be 900 kg or less, the name of the required specification is “weight”, and the range of the required specification is “900 kg or less”. Further, for example, in the case of a compressor, there are customer requirement specifications such as efficiency being 90% or more and rotation speed being 10,000 rpm. The customer requirement
シミュレーション部202では、シミュレーションするための解析モデルを生成し、その解析モデルを計算機200を用いてシミュレーションを実行する。シミュレーション部202は、得られた解析結果を、解析結果格納部D202に格納する。
The
図3に、シミュレーション部と設計案候補生成部の構成図の一例を示す。
シミュレーション部202は、解析モデル作成部301と、解析パラメータ範囲自動生成部302と、解析実行部303と、製品情報格納部D301と、を備える。
解析モデル作成部301では、製品について予め記憶された解析モデルを用いて設定したり、製品情報格納部D301に格納されている製品の形状や材料特性などの製品情報に基づいて、製品に関する解析モデルを作成すること等により、解析モデルを作成する。解析パラメータ範囲自動生成部302では、解析モデルについて解析を実行するための予め定められた各解析パラメータ(製品パラメータ)の最大値と最小値から、必要な解析数に応じて、実験計画法やラテン超方格法などのサンプリング手法を使って解析パラメータ(製品パラメータ)の水準(範囲、値等)を自動的に生成する。なお、各解析パラメータ(製品パラメータ)は、例えば、作業者等が適宜の入力手段等により、予め定めらることができる。解析実行部303では、解析モデル作成部301で作成した解析モデルについて、解析パラメータ範囲自動生成部302で生成した解析パラメータ(製品パラメータ)を用いて、解析の実行を行う。解析実行部303は、解析結果304を生成し、解析結果304を解析結果格納部D202に格納する。
FIG. 3 shows an example of a configuration diagram of the simulation unit and the design plan candidate generation unit.
The
The analysis
なお、製品パラメータは、例えば、製品の寸法や材料のような属性データである。また、解析モデルは、例えば、製品を対象として、パソコン上で構築した数理モデルである。製品の形状や材料属性などのデータが解析モデルに反映されている。必要に応じて、様々な詳細度の解析モデルが構築することができる。詳細度の高い解析モデルの解析パラメータは、製品パラメータと同じものになるが、詳細度の低い解析モデルでは、解析パラメータは製品パラメータの近似あるいは一部になる。したがって、解析パラメータは、製品パラメータと略同じものと言える。解析モデルに対する入力は、例えば、製品パラメータとして、製品の形状パラメータ、製品の材料パラメータ、境界条件(例えば、周辺の温度、圧力など)の3つになる。また、解析モデルの作成方法は、例えばFEM(Finite Element Method、有限要素法)などの多くの公知・周知の方法があり、それぞれの教科書等を参照されたい。解析モデルから解析結果を得る詳細も、例えばFEM(Finite Element Method、有限要素法)などの多くの公知・周知の方法があり、それぞれの教科書を参照されたい(例えば、菊地:有限要素法概説(新訂版)」,サイエンス社,1999.)。以上、要するに、製品の支配方程式を解くことで解析結果が得られる。
さらに、製品1つに対して、解析モデルを複数作ることがある。簡単な解析モデルもあれば、複雑な解析モデルもある。製品パラメータは、上述のように、例えば、製品の材料や寸法のようなものであり、また、解析モデルは、例えば、単純に言えば、関数のようなものである。最も簡単な解析モデルのひとつは、数式モデルであって、例えば、y=f(x)、のようなものである。ここで、xは製品パラメータで、yは顧客要求仕様になる。よって、xが与えられれば、yも計算できる。複雑な解析モデルの場合は、簡単な数式では表現できないが、原理は似たようなものとすることができる。また、製品1つに対して、製品パラメータは複数の組合せが複数存在する。これは、設計の段階で製品パラメータがまで決まっていなくて、様々な値をとる可能性があるからである。製品パラメータの決め方は色々あり、例えば、設計者の経験でいくつかの値を設定する場合等がある。また、ランダムに値を振る場合や、最小値と最大値の間に均等に値を取る場合等もある。
The product parameter is, for example, attribute data such as product dimensions and materials. The analysis model is, for example, a mathematical model constructed on a personal computer for a product. Data such as product shape and material attributes are reflected in the analysis model. Analysis models with various levels of detail can be constructed as required. The analysis parameter of the analysis model with a high degree of detail is the same as the product parameter, but in the analysis model with a low degree of detail, the analysis parameter is an approximation or a part of the product parameter. Therefore, it can be said that the analysis parameter is substantially the same as the product parameter. There are three inputs to the analysis model, for example, as product parameters, product shape parameters, product material parameters, and boundary conditions (for example, ambient temperature and pressure). In addition, there are many known and well-known methods for creating an analysis model, such as FEM (Finite Element Method), and refer to the respective textbooks. There are many known and well-known methods such as FEM (Finite Element Method) for details of obtaining analysis results from an analysis model, and refer to each textbook (for example, Kikuchi: Outline of Finite Element Method ( New edition) ”, Science, 1999.). In short, the analysis result can be obtained by solving the governing equation of the product.
Furthermore, a plurality of analysis models may be created for one product. Some analysis models are simple, others are complex analysis models. As described above, the product parameter is, for example, a material or a dimension of the product, and the analysis model is, for example, a function. One of the simplest analysis models is a mathematical model, for example, y = f (x). Here, x is a product parameter, and y is a customer requirement specification. Therefore, if x is given, y can also be calculated. In the case of a complex analysis model, it cannot be expressed by a simple mathematical formula, but the principle can be similar. In addition, there are a plurality of combinations of product parameters for one product. This is because the product parameters are not determined at the design stage and may take various values. There are various ways of determining the product parameters, for example, there are cases where several values are set by the experience of the designer. There are also cases where values are randomly assigned and values are evenly distributed between the minimum value and the maximum value.
図14に、解析結果格納部の説明図の一例を示す。各解析結果には、製品パラメータの組と、それにより解析された顧客要求仕様(例えば、重さ、コスト、・・・、効率等)の値が含まれている。解析結果格納部D102では、すべての解析結果を格納する。 FIG. 14 shows an example of an explanatory diagram of the analysis result storage unit. Each analysis result includes a set of product parameters and a customer requirement specification (for example, weight, cost,..., Efficiency, etc.) analyzed thereby. The analysis result storage unit D102 stores all analysis results.
設計案候補生成部203は、顧客要求仕様満足性判断部305を備える。顧客要求仕様満足性判断部305は、シミュレーション部202で生成された複数の解析結果304の中で、顧客要求仕様格納部D201に格納されている顧客要求仕様(例えば、重さ、コスト、・・・、効率等)を満足するものを選択し、設計案候補306とする。顧客要求仕様満足性判断部305は、選択された設計案候補306を、設計案候補格納部D203に格納する。なお、顧客要求仕様を満足するものを選択する際、例えば、全ての顧客要求仕様を満足するものを選択してもよいし、予め定めたひとつ又は複数の顧客要求仕様を満足するものを選択するようにしてもよい。
図15に、設計案候補格納部の説明図の一例を示す。設計案候補格納部D203では、例えば、図13に示したように、顧客要求仕様では重さが900kg以下となる場合、解析結果の中では重さが900kg以下のものは設計案候補とし、900kg以上のものは設計案候補としない。
The design plan
FIG. 15 shows an example of an explanatory diagram of the design plan candidate storage unit. In the design plan candidate storage unit D203, for example, as shown in FIG. 13, if the weight is 900 kg or less in the customer requirement specification, the analysis result having a weight of 900 kg or less is set as a design plan candidate. The above are not candidates for design proposals.
顧客満足度入力部204では、設計案候補格納部D203に格納されている各設計案候補に対して、顧客又は設計者等が、適宜の入力手段によりそれぞれの満足度を数値で入力する。例えば、設計案候補に対して顧客が100%満足した場合は、顧客が100を満足度として入力する。顧客満足度入力部204で入力された顧客満足度情報は、対応する設計案候補の製品パラメータとともに顧客満足度格納部D204に格納する。
図4に、顧客満足度格納部の説明図の一例を示す。図4にある顧客要求仕様(例えば、重さ、コスト、・・・、効率等)の欄は参考のために書いている情報であって、必須項目ではない。顧客が入力した満足度は、対応する製品の製品パラメータとともに顧客満足度格納部D204に格納される。
In the customer
FIG. 4 shows an example of an explanatory diagram of the customer satisfaction storage unit. The column of customer requirement specifications (for example, weight, cost,..., Efficiency, etc.) in FIG. 4 is information written for reference, and is not an essential item. The satisfaction level input by the customer is stored in the customer satisfaction level storage unit D204 together with the product parameters of the corresponding product.
図5に、製品パラメータ重要度推定部の構成図の一例を示す。製品パラメータ重要度推定部205では、分散分析実施部505が、顧客満足度格納部D204より情報を取得し、統計的手法である分散分析を実施することで、顧客満足度に対する各製品パラメータの寄与率を算出することができる。分散分析とは、観測データにおける変動を誤差変動と各要因およびそれらの交互作用による変動に分解することによって、要因および交互作用の効果を判定する、統計的仮説検定の一手法である。分散分析を用いることで各要因の寄与率を計算することができる。ここでは製品パラメータが要因になる。分散分析の詳細なアルゴリズムについては、公知・周知であり、統計学の教科書を参照されたい。寄与率は製品パラメータの重要度そのものを表すものであるので、算出された寄与率を各製品パラメータの重要度とすることができる。製品パラメータ重要度推定部205は、分散分析実施部505により、推定された各製品パラメータの重要度を製品パラメータ重要度格納部D205に格納する。
図6に、製品パラメータ重要度格納部の説明図の一例を示す。
FIG. 5 shows an example of a configuration diagram of the product parameter importance degree estimation unit. In the product parameter importance estimation unit 205, the
FIG. 6 shows an example of an explanatory diagram of the product parameter importance storage unit.
最適設計探索部206では、設計者が対象製品に関する最適化問題を設定し、計算機200を用いて最適化計算を実施する。最適化計算で得られたパレート解は、パレート解格納部D206に格納する。
図7に、最適設計探索部の構成図の一例を示す。最適設計案探索部206は、目的関数決定部701と、制約条件決定部702と、設計変数決定部703と、最適化実行部704と、を備える。最適化問題設定部は、目的関数決定部701と、制約条件決定部702と、設計変数決定部703とを含む。
図8は、本実施例に係る目的関数設定部の説明図の一例である。目的関数設定部701では、設計者等が適宜の入力手段により製品パラメータの中で最大化または最小化にしたいパラメータを目的関数として予め設定する。目的関数設定部の具体的な設定内容について説明すると、目的関数として設定するのが2つの項目がある、即ち、目的関数の名前と最大化か最小化の指定、である。例えば、効率を最大化にしたいと同時にコストを最小化にしたい場合は、効率の最大化とコストの最小化を目的関数として設定する。
図9は、本実施例に係る制約条件設定部の説明図の一例である。制約条件設定部702では、設計者等が適宜の入力手段により顧客要求仕様のパラメータを制約条件として予め設定する。制約条件設定部の具体的な設定内容について説明すると、制約条件として設定するのが2つの項目がある、即ち、制約条件の名前と制約範囲である。例えば、重量を10kgから100kgの間にしたいという顧客要求仕様がある場合は、制約条件の名前は“重量”であり、制約範囲は“10kg〜100kg”である。
図10は、本実施例に係る設計変数設定部の説明図の一例である。設計変数設定部703では、設計者等が適宜の入力手段により製品パラメータの中で独立変数として機能するパラメータを設計変数として予め設定する。設計変数設定部の具体的な設定内容について説明すると、設計変数として設定するのが2つの項目がある、即ち、設計変数の名前と設計変数の範囲である。例えば、回転数の値を5000rpmから6000rpmの間に設計したい場合は、設計変数の名前を“回転数”に設定し、設計変数の範囲を“5000rpm〜6000rpm”に設定する。設計変数の値の変動範囲は製品のデータベースまたは設計者の経験によって設定される。
In the optimum
FIG. 7 shows an example of a configuration diagram of the optimum design search unit. The optimum design
FIG. 8 is an example of an explanatory diagram of an objective function setting unit according to the present embodiment. In the objective
FIG. 9 is an example of an explanatory diagram of a constraint condition setting unit according to the present embodiment. In the constraint
FIG. 10 is an example of an explanatory diagram of the design variable setting unit according to the present embodiment. In a design
最適化実行部704では、最適化問題設定部で設定された最適化問題に対し、遺伝的アルゴリズム等の最適化アルゴリズムを使って、計算機200を用いて最適化計算を実行する。最適化計算では、例えば、図10のような設計変数からなる設計空間において、設計変数の範囲の中でシミュレーションを実行し、制約条件と目的関数の計算を行う。そして、最適化実行部704は、図9のような制約条件を満足しながら図8のように目的関数が進化するようにシミュレーションを更新する。更新のアルゴリズムは最適化アルゴリズムで決められる。最適化計算で得られる結果(目的関数:製品パラメータ)は、多目的最適化の場合、図1に示すように各目的関数の間にトレードオフ関係にあるパレート解が得られる。最適化実行部704は、パレート解をパレート解格納部D206に格納する。
図11は、本実施例に係るパレート解格納部の説明図の一例である。パレート解格納部D206には、パレート解の番号に対して、1番目〜N番目の目的関数(製品パラメータ)の値が記憶される。
The
FIG. 11 is an example of an explanatory diagram of the Pareto solution storage unit according to the present embodiment. The Pareto solution storage unit D206 stores the values of the first to Nth objective functions (product parameters) for the Pareto solution numbers.
最適設計案決定部208では、パレート解格納部D206に格納されたパレート解を取得し、製品パラメータ重要度格納部D205に記憶された製品パラメータ重要度を使って以下の式(1)に示すように各パレート解の優先度を算出し、パレート解の優先順位を決定する。 The optimum design plan determining unit 208 acquires the Pareto solution stored in the Pareto solution storage unit D206, and uses the product parameter importance stored in the product parameter importance storage unit D205 as shown in the following equation (1). The priority of each Pareto solution is calculated and the priority of the Pareto solution is determined.
Ak: k番目のパレート解の優先度
NOF:目的関数の数。これは目的関数設定部701で設定した目的関数の数である。
yk,i: k番目のパレート解におけるi番目の目的関数の値。これはパレート解格納部D206より取得する。
yi,min: i番目の目的関数の最小値。これはすべての目的関数の値を比較し、最小とする値を計算することで取得することができる。
yi,max: i番目の目的関数の最大値。これはすべての目的関数の値を比較し、最大とする値を計算することで取得することができる。
wi: i番目の目的関数の重要度。目的関数は製品パラメータの中から選出されるのでwiは製品パラメータ重要度格納部D205から取得することができる。
A k : k-th Pareto solution priority NOF: number of objective functions. This is the number of objective functions set by the objective
y k, i : The value of the i th objective function in the k th Pareto solution. This is acquired from the Pareto solution storage unit D206.
y i, min : The minimum value of the i-th objective function. This can be obtained by comparing the values of all objective functions and calculating the minimum value.
y i, max : Maximum value of the i-th objective function. This can be obtained by comparing the values of all objective functions and calculating the maximum value.
w i : importance of the i-th objective function. Since the objective function is selected from the product parameters, w i can be acquired from the product parameter importance storage unit D205.
設計案決定部208は、各パレート解の優先度Akを算出した後、優先度の高い順番でパレート解の優先順位を決定し、適宜の記憶部に記憶する及び/又は出力部(表示部)に出力することができる。 After calculating the priority Ak of each Pareto solution, the design plan determining unit 208 determines the priority order of the Pareto solutions in the order of higher priority, and stores them in an appropriate storage unit and / or an output unit (display unit) Can be output.
2.設計支援処理
以上のように構成される実施形態の一連の処理手順について、図12を参照しながら説明する。
図12は、図2〜図14に示す設計支援装置における処理手順を示すフローチャートの一例である。このフローチャートに基づく動作を以下に示す。
ステップS1201:処理部21は、顧客要求仕様入力部201により、上述のように、顧客が製品に対する要求仕様を入力し、顧客要求仕様を顧客要求仕様格納部D201に格納する(図13)。
ステップS1202:処理部21は、シミュレーション部202により、上述のように、設計者側が製品に関する複数のシミュレーションを実行し、複数の解析結果を解析結果格納部D202に格納する(図14)。
ステップS1203:処理部21は、設計案候補生成部203により、上述のように、設計者が、解析結果格納部D202に格納されている解析結果の中から顧客要求仕様を満足したものを選択し設計案候補とし、設計案候補格納部D203に格納する(図15)。
ステップS1204:処理部21は、顧客満足度入力部204により、上述のように、顧客が、設計案候補格納部D203に格納されている各設計案候補に対して、顧客要求仕様の値が顧客の要望に合っているかどうかを吟味して満足度を入力し、顧客満足度を製品パラメータとともに顧客満足度格納部D204に格納する(図4)。
ステップS1205:処理部21は、製品パラメータ重要度推定部205により、上述のように、顧客満足度格納部D204に格納されているデータについて分散分析を実施し、各製品パラメータの顧客満足度に対する寄与率を算出し、寄与率を重要度として製品パラメータ重要度格納部D205に格納する(図6)。
ステップS1206:処理部21は、最適設計案探索部206により、上述のように、設計者が対象製品に関する最適化問題を設定し、最適化アルゴリズムを使って最適化計算を実施する。最適化問題の設定手順は図7に示したように、目的関数の設定と、制約条件の設定と、設計変数の設定との少なくとも3つの部分を含むことができる。それぞれに設定については、上述のように、図8、図9、図10に示している。処理部21は、最適設計案探索部206により、最適化計算で得られたパレート解を、パレート解格納部D206に格納する(図11)。
ステップS1207:処理部21は、最適設計案決定部207により、上述のように、パレート解格納部D206に記憶された各パレート解について、前述の式(1)を用いて、製品パラメータ重要度格納部D205に記憶された製品パラメータ重要度を使ってパレート解の優先度を算出し、パレート解の優先順位を決定する。そして、処理部21は、最適設計案決定部207により、優先順位が最も高いパレート解を最適な設計案として選出する。処理部21は、選出された設計案を適宜の記憶部22内のメモリに記憶する、又は、パレート解記憶部D206のレコードに選出されたことを示すマークを記憶する。
2. Design support processing
A series of processing procedures of the embodiment configured as described above will be described with reference to FIG.
FIG. 12 is an example of a flowchart showing a processing procedure in the design support apparatus shown in FIGS. The operation based on this flowchart is shown below.
Step S1201: The processing
Step S1202: The processing
Step S1203: The processing
Step S1204: The processing
Step S1205: The processing
Step S1206: The processing
Step S1207: The processing
3.変形例
[変形例1]
本実施例では、設計支援装置の構築および実行を同一の計算機で実施しているように記載しているが、ネットワーク環境を利用することにより、異なる計算機において実施することも可能である。
3. Modified example
[Modification 1]
In the present embodiment, it is described that the construction and execution of the design support apparatus are performed by the same computer. However, the design support apparatus can be performed by a different computer by using the network environment.
[変形例2]
本実施例は、実施例1における装置のうち、顧客要求仕様を有線または無線のネットワーク通信を通して取得するものである。
[Modification 2]
In the present embodiment, the customer request specification is acquired from the apparatus in the first embodiment through wired or wireless network communication.
[変形例3]
本実施例は、実施例1または実施例2における装置のうち、顧客満足度を有線または無線のネットワーク通信を通して取得するものである。
[Modification 3]
In the present embodiment, the customer satisfaction is acquired through wired or wireless network communication among the devices in the first or second embodiment.
[変形例4]
本実施例は、実施例1〜実施例3における装置のうち、顧客満足度は数値ではなく、アンケート形式を用いて定性的に入力されるものである。例えば、設計案候補に対して、“大変満足”、“やや満足”、“なんとも言えない”、“やや不満”、“大変不満”といったいくつかの満足度レベルから1つを選択する。そして、満足度レベルを数値に変換する。例えば、以下のような変換フォーミュラを利用する。
大変満足:90点
やや満足:70点
なんとも言えない:50点
やや不満:30点
大変不満:10点
[Modification 4]
In this embodiment, among the devices in
Very satisfied: 90 points Somewhat satisfied: 70 points Cannot say anything: 50 points Somewhat dissatisfied: 30 points Very dissatisfied: 10 points
[変形例5]
本実施例は、実施例1〜実施例3における装置のうち、顧客が満足度を直接に入力するのではなく、設計者側の人間が、顧客との会話に応じて、ある設計案候補に対する顧客の満足度を推定するものである。
[Modification 5]
In the present embodiment, among the devices in the first to third embodiments, the customer does not directly input the satisfaction level, but the person on the designer side responds to a certain design plan candidate according to the conversation with the customer. Estimate customer satisfaction.
4.実施例の効果
本実施例によれば、顧客の要求仕様を満足する上で、顧客満足度に基づいて多数の製品パラメータの重要度を定量的に決めることが可能となる。また、本実施例によれば、顧客満足度を最大化になるように最適な設計案を自動的に生成することが可能となる。
4). Effects of the embodiment
According to the present embodiment, it is possible to quantitatively determine the importance of a large number of product parameters based on customer satisfaction when satisfying the customer's required specifications. Further, according to the present embodiment, it is possible to automatically generate an optimal design plan so as to maximize customer satisfaction.
5.付記
なお、本発明は上記した実施例に限定されるものではなく、様々な変形例が含まれている。例えば、上記した実施例は本発明を分かりやすく説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。また、ある実施例の構成の一部を他の実施例の構成に置き換えることが可能であり、また、ある実施例の構成に他の実施例の構成を加えることも可能である。また、各実施例の構成の一部について、他の構成の追加・削除・置換をすることが可能である。
また、上記の各構成、機能、処理部、処理手段等は、それらの一部又は全部を、例えば集積回路で設計する等によりハードウェアで実現してもよい。また、上記の各構成、機能等は、プロセッサがそれぞれの機能を実現するプログラムを解釈し、実行することによりソフトウェアで実現してもよい。各機能を実現するプログラム、テーブル、ファイル等の情報は、メモリや、ハードディスク、SSD(Solid State Drive)等の記録装置、または、ICカード、SDカード、DVD等の記録媒体に置くことができる。
また、制御線や情報線は説明上必要と考えられるものを示しており、製品上必ずしも全ての制御線や情報線を示しているとは限らない。実際には殆ど全ての構成が相互に接続されていると考えてもよい。
5. Appendix
In addition, this invention is not limited to an above-described Example, Various modifications are included. For example, the above-described embodiments have been described in detail for easy understanding of the present invention, and are not necessarily limited to those having all the configurations described. Further, a part of the configuration of one embodiment can be replaced with the configuration of another embodiment, and the configuration of another embodiment can be added to the configuration of one embodiment. Further, it is possible to add, delete, and replace other configurations for a part of the configuration of each embodiment.
Each of the above-described configurations, functions, processing units, processing means, and the like may be realized by hardware by designing a part or all of them with, for example, an integrated circuit. Each of the above-described configurations, functions, and the like may be realized by software by interpreting and executing a program that realizes each function by the processor. Information such as programs, tables, and files for realizing each function can be stored in a memory, a hard disk, a recording device such as an SSD (Solid State Drive), or a recording medium such as an IC card, an SD card, or a DVD.
Further, the control lines and information lines indicate what is considered necessary for the explanation, and not all the control lines and information lines on the product are necessarily shown. Actually, it may be considered that almost all the components are connected to each other.
本発明の設計支援方法又は設計支援装置・システムは、その各手順をコンピュータに実行させるための設計支援プログラム、設計支援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、設計支援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製品、そのプログラムを含むサーバ等のコンピュータ、等により提供されることができる。 A design support method or a design support apparatus / system of the present invention includes a design support program for causing a computer to execute each procedure, a computer-readable recording medium recording the design support program, and an internal memory of the computer including the design support program Can be provided by a program product that can be loaded on the computer, a computer such as a server including the program, and the like.
200 計算機
201 顧客要求仕様入力部
202 シミュレーション部
203 設計案候補生成部
204 顧客満足度入力部
205 製品パラメータ重要度推定部
206 最適設計案探索部
207 最適設計案決定部
D201 顧客仕様格納部
D202 解析結果格納部
D203 設計案候補格納部
D204 顧客満足度格納部
D205 製品パラメータ重要度格納部
D206 パレート解格納部
200
Claims (15)
対象製品に関する複数の顧客要求仕様を入力する顧客要求仕様入力部と、
予め設定又は作成された対象製品の解析モデルを用いて、予め定められた複数の製品パラメータの各々に従いシミュレーションを実行することで、複数の製品パラメータに対する複数の顧客要求仕様を含む複数の解析結果を生成するシミュレーション部と、
前記シミュレーション部により生成された複数の解析結果の中から、予め定められたひとつ又は複数の顧客要求仕様を満足する複数の解析結果を抽出することで、複数の設計案候補を生成する設計案候補生成部と、
前記設計案候補生成部により生成された複数の設計案候補の各々に対して、顧客満足度を入力し、顧客満足度を複数の製品パラメータとともに顧客満足度格納部に格納する顧客満足度入力部と、
前記顧客満足度格納部に格納されているデータに対する分散分析により、顧客満足度から各製品パラメータの重要度を推定し、各製品パラメータに対する重要度を製品パラメータ重要度格納部に格納する製品パラメータ重要度推定部と、
対象製品に関する予め設定された、複数の製品パラメータのいずれか複数による複数の目的関数及び複数の顧客要求仕様のいずれか複数による複数の制約条件及び独立変数として機能する複数の製品パラメータのいずれか複数による設計変数に従い、最適化計算を実施することで、目的関数である製品パラメータを複数含む複数のパレート解を得て、複数のパレート解をパレート解格納部に格納する最適設計案探索部と、
前記パレート解格納部に格納された複数のパレート解から、前記製品パラメータ重要度格納部に格納に格納された製品パラメータ重要度を用いてパレート解の優先度を算出し、優先順位が高いパレート解を設計案として決定し、記憶部に記憶する及び/又は出力部に出力する最適設計案決定部と、
を備えた設計支援装置。
A design support device,
A customer requirement specification input unit for inputting a plurality of customer requirement specifications related to the target product;
By executing a simulation according to each of a plurality of predetermined product parameters using an analysis model of a target product set or created in advance, a plurality of analysis results including a plurality of customer request specifications for a plurality of product parameters can be obtained. A simulation unit to generate,
Design plan candidates for generating a plurality of design plan candidates by extracting a plurality of analysis results satisfying one or more predetermined customer requirement specifications from the plurality of analysis results generated by the simulation unit A generator,
A customer satisfaction input unit that inputs customer satisfaction for each of a plurality of design plan candidates generated by the design plan candidate generation unit and stores the customer satisfaction together with a plurality of product parameters in the customer satisfaction storage unit When,
Importance analysis of the data stored in the customer satisfaction storage unit estimates the importance of each product parameter from customer satisfaction, and stores the importance for each product parameter in the product parameter importance storage unit A degree estimation unit;
Any of a plurality of product parameters that function as a plurality of constraint functions and independent variables according to any of a plurality of objective functions and a plurality of customer requirement specifications that are set in advance for a target product. Optimal design proposal search unit that obtains a plurality of Pareto solutions including a plurality of product parameters that are objective functions and stores a plurality of Pareto solutions in a Pareto solution storage unit by performing optimization calculation according to the design variable by
The priority of the Pareto solution is calculated from the plurality of Pareto solutions stored in the Pareto solution storage unit using the product parameter importance stored in the product parameter importance storage unit, and the Pareto solution having a high priority Is determined as a design plan, stored in the storage unit and / or output to the output unit,
Design support device with
前記顧客要求仕様入力部は、
要求仕様の名称に対する要求仕様の範囲又は値を含む複数の顧客要求仕様を、顧客要求仕様格納部に格納することを特徴とする設計支援装置。
The design support apparatus according to claim 1,
The customer requirement specification input unit is:
A design support apparatus for storing a plurality of customer requirement specifications including a range or value of a requirement specification for a requirement specification name in a customer requirement specification storage unit.
前記シミュレーション部は、
対象製品について製品形状及び材料を含む製品情報を予め定め記憶した製品情報格納部を参照し、対象製品に関する解析モデルを作成し、
作成された解析モデルについて、予め定められた各製品パラメータの最小値及び最大値に従い、製品パラメータを複数生成し、
解析モデルに対して各々の複数の製品パラメータを用いて解析を実行し、複数の顧客要求仕様を、解析結果として生成し、
解析結果毎の、複数の製品パラメータに対する複数の顧客要求仕様を含む解析結果を解析結果格納部に格納する、
ことを特徴とする設計支援装置。
The design support apparatus according to claim 1,
The simulation unit
Refer to the product information storage unit that stores product information including product shape and material in advance for the target product, create an analysis model for the target product,
For the created analysis model, a plurality of product parameters are generated according to the predetermined minimum and maximum values of each product parameter,
Analyze the analysis model using each of multiple product parameters, generate multiple customer requirements specifications as analysis results,
For each analysis result, store an analysis result including a plurality of customer request specifications for a plurality of product parameters in the analysis result storage unit.
A design support apparatus characterized by that.
前記設計案候補生成部は、
前記解析結果格納部に格納された複数の解析結果の中から、ひとつ又は複数の顧客要求仕様を満足する複数の解析結果を抽出することで、複数の設計案候補を生成し、設計案候補毎の複数の製品パラメータに対する複数の顧客要求仕様を設計案候補格納部に格納することを特徴とする設計支援装置。
The design support apparatus according to claim 3,
The design plan candidate generation unit
By extracting a plurality of analysis results satisfying one or a plurality of customer requirement specifications from a plurality of analysis results stored in the analysis result storage unit, a plurality of design plan candidates are generated, and each design plan candidate is generated. A design support apparatus for storing a plurality of customer requirement specifications for a plurality of product parameters in a design plan candidate storage unit.
前記顧客満足度入力部は、
前記設計案候補格納部に格納された複数の設計案候補の各々に対して、顧客満足度を入力し、顧客満足度を複数の製品パラメータとともに前記顧客満足度格納部に格納することを特徴とする設計支援装置。
The design support apparatus according to claim 4,
The customer satisfaction input part is:
For each of a plurality of design plan candidates stored in the design plan candidate storage unit, customer satisfaction is input, and customer satisfaction is stored in the customer satisfaction storage unit together with a plurality of product parameters. Design support device.
前記製品パラメータ重要度推定部は、
前記顧客満足度格納部に格納された情報に基づき、統計的手法である分散分析を実施することで、顧客満足度に対する各製品パラメータの寄与率を計算し、寄与率により重要度を推定し、推定された各製品パラメータの重要度を前記製品パラメータ重要度格納部に格納することを特徴とする設計支援装置。
The design support apparatus according to claim 5,
The product parameter importance estimation unit includes:
Based on the information stored in the customer satisfaction storage unit, by performing an analysis of variance that is a statistical method, the contribution rate of each product parameter to the customer satisfaction is calculated, the importance is estimated by the contribution rate, A design support apparatus, wherein the estimated importance of each product parameter is stored in the product parameter importance storage unit.
前記最適設計探索部は、
複数の製品パラメータの中のいずれか複数の目的関数と各目的関数が最大化か最小化の指定を設定し、複数の顧客要求仕様の中のいずれか複数の制約条件と各制約条件の範囲を設定し、複数の製品パラメータの中で独立変数として機能するいずれか複数の設計変数と各設計変数の範囲を設定することにより、最適化問題を設定する最適化問題設定部と、
前記最適化問題設定部で設定された最適化問題に対し、予め定められた最適化アルゴリズムを使って最適化計算を実行することで、各目的関数の間にトレードオフ関係にあるパレート解を得て、各目的関数を含む複数のパレート解を前記パレート解格納部に格納する最適化実行部と、
を備えたことを特徴とする設計支援装置。
The design support apparatus according to claim 1,
The optimum design search unit includes:
Set multiple objective functions in multiple product parameters and each objective function to specify maximization or minimization, and set any multiple constraints in each customer requirement specification and the range of each constraint. An optimization problem setting unit that sets an optimization problem by setting and setting any one of a plurality of design variables that function as independent variables among a plurality of product parameters and a range of each design variable,
A Pareto solution that has a trade-off relationship between each objective function is obtained by executing optimization calculation using a predetermined optimization algorithm for the optimization problem set by the optimization problem setting unit. An optimization execution unit that stores a plurality of Pareto solutions including each objective function in the Pareto solution storage unit,
A design support apparatus characterized by comprising:
前記最適化実行部は、
前記最適化問題設定部で設定された最適化問題に対し、遺伝的アルゴリズム又は他の最適化アルゴリズムを使って最適化計算を実行し、
前記最適化計算では、設定された複数の設計変数を含む設計空間において、各設計変数の範囲の中でシミュレーションを実行し、制約条件と目的関数の計算を行い、設定された複数の制約条件を満足しながら、設定された目的関数の最大値又は最小値になるよう目的関数が進化するようにシミュレーションを更新することで、複数の目的関数を含むパレート解を得る、
ことを特徴とする設計支援装置。
In the design support device according to claim 7,
The optimization execution unit
The optimization problem set in the optimization problem setting unit is subjected to optimization calculation using a genetic algorithm or other optimization algorithm,
In the optimization calculation, in a design space including a plurality of set design variables, a simulation is executed within the range of each design variable, the constraint condition and the objective function are calculated, and the plurality of set constraint conditions are determined. A Pareto solution including a plurality of objective functions is obtained by updating the simulation so that the objective function evolves to be the maximum value or the minimum value of the set objective function while being satisfied.
A design support apparatus characterized by that.
前記最適設計案決定部は、
以下の式(1)に従い、各パレート解の優先度Akを算出し、パレート解の優先順位を決定することを特徴とする設計支援装置。
式(1)に各符号の意味は以下の通りである。
Ak: k番目のパレート解の優先度
NOF: 前記最適設計探索部で設定した、目的関数の数。
yk,i: 前記パレート解格納部より取得した、k番目のパレート解におけるi番目の目的関数の値。
yi,min: i番目の目的関数の最小値。
yi,max: i番目の目的関数の最大値。
wi: 前記製品パラメータ重要度格納部から取得した、i番目の目的関数である製品パラメータの重要度。
The design support apparatus according to claim 1,
The optimum design plan determining unit
According to the following equation (1), the design support apparatus calculates the priority A k for each Pareto solutions, and determines the priority of the Pareto solutions.
The meaning of each symbol in the formula (1) is as follows.
A k : k-th Pareto solution priority NOF: the number of objective functions set by the optimum design search unit.
y k, i : The value of the i-th objective function in the k-th Pareto solution obtained from the Pareto solution storage unit.
y i, min : The minimum value of the i-th objective function.
y i, max : Maximum value of the i-th objective function.
w i : Importance of the product parameter, which is the i-th objective function, obtained from the product parameter importance storage unit.
前記シミュレーション部は、解析モデルについて計算機を用いてシミュレーションを実行すること、
及び/又は、
前記最適設計探索部は、設計者により設定された対象製品に関する最適化問題について、計算機を用いて最適化計算を実施すること、
を特徴とする設計支援装置。
The design support apparatus according to claim 1,
The simulation unit performs a simulation on the analysis model using a computer;
And / or
The optimal design search unit performs an optimization calculation using a computer for an optimization problem related to a target product set by a designer,
Design support device characterized by
前記顧客要求仕様入力部は、
有線または無線のネットワーク通信手段によって複数の顧客要求仕様を受信することを特徴とする設計支援装置。
The design support apparatus according to claim 1,
The customer requirement specification input unit is:
A design support apparatus for receiving a plurality of customer request specifications by means of wired or wireless network communication means.
前記顧客満足度入力部は、
顧客満足度を有線または無線のネットワーク通信を通して取得するものであることを特徴とする設計支援装置。
The design support apparatus according to claim 1,
The customer satisfaction input part is:
A design support apparatus that acquires customer satisfaction through wired or wireless network communication.
前記顧客満足度入力部は、
顧客満足度を、定性的な複数の満足度レベルから1つを選択し、前記満足度レベルを数値に変換することで入力することを特徴とする設計支援装置。
The design support apparatus according to claim 1,
The customer satisfaction input part is:
A design support apparatus for inputting customer satisfaction by selecting one from a plurality of qualitative satisfaction levels and converting the satisfaction level into a numerical value.
対象製品に関する複数の顧客要求仕様を入力するステップと、
予め設定又は作成された対象製品の解析モデルを用いて、予め定められた複数の製品パラメータの各々に従いシミュレーションを実行することで、複数の製品パラメータに対する複数の顧客要求仕様を含む複数の解析結果を生成するステップと、
生成された複数の解析結果の中から、予め定められたひとつ又は複数の顧客要求仕様を満足する複数の解析結果を抽出することで、複数の設計案候補を生成するステップと、
生成された複数の設計案候補の各々に対して、顧客満足度を入力し、顧客満足度を複数の製品パラメータとともに顧客満足度格納部に格納するステップと、
前記顧客満足度格納部に格納されているデータに対する分散分析により、顧客満足度から各製品パラメータの重要度を推定し、各製品パラメータに対する重要度を製品パラメータ重要度格納部に格納するステップと、
対象製品に関する予め設定された、複数の製品パラメータのいずれか複数による複数の目的関数及び複数の顧客要求仕様のいずれか複数による複数の制約条件及び独立変数として機能する複数の製品パラメータのいずれか複数による設計変数に従い、最適化計算を実施することで、目的関数である製品パラメータを複数含む複数のパレート解を得て、複数のパレート解をパレート解格納部に格納するステップと、
前記パレート解格納部に格納された複数のパレート解から、前記製品パラメータ重要度格納部に格納に格納された製品パラメータ重要度を用いてパレート解の優先度を算出し、優先順位が高いパレート解を設計案として決定し、記憶部に記憶する及び/又は出力部に出力するステップと、
を含む設計支援方法。
A design support method,
Entering multiple customer requirement specifications for the target product;
By executing a simulation according to each of a plurality of predetermined product parameters using an analysis model of a target product set or created in advance, a plurality of analysis results including a plurality of customer request specifications for a plurality of product parameters can be obtained. Generating step;
Generating a plurality of design plan candidates by extracting a plurality of analysis results satisfying one or more predetermined customer requirement specifications from the plurality of generated analysis results;
For each of the generated plurality of design plan candidates, inputting customer satisfaction, and storing the customer satisfaction together with a plurality of product parameters in the customer satisfaction storage unit;
Estimating the importance of each product parameter from customer satisfaction by variance analysis for the data stored in the customer satisfaction storage unit, and storing the importance for each product parameter in the product parameter importance storage unit;
Any of a plurality of product parameters that function as a plurality of constraint functions and independent variables according to any of a plurality of objective functions and a plurality of customer requirement specifications that are set in advance for a target product. Obtaining a plurality of Pareto solutions including a plurality of product parameters, which are objective functions, and storing a plurality of Pareto solutions in a Pareto solution storage unit by performing optimization calculation according to the design variables of
The priority of the Pareto solution is calculated from the plurality of Pareto solutions stored in the Pareto solution storage unit using the product parameter importance stored in the product parameter importance storage unit, and the Pareto solution having a high priority Determining as a design plan, storing in the storage unit and / or outputting to the output unit;
Design support method including
処理部が、対象製品に関する複数の顧客要求仕様を入力するステップと、
前記処理部が、予め設定又は作成された対象製品の解析モデルを用いて、予め定められた複数の製品パラメータの各々に従いシミュレーションを実行することで、複数の製品パラメータに対する複数の顧客要求仕様を含む複数の解析結果を生成するステップと、
前記処理部が、生成された複数の解析結果の中から、予め定められたひとつ又は複数の顧客要求仕様を満足する複数の解析結果を抽出することで、複数の設計案候補を生成するステップと、
前記処理部が、生成された複数の設計案候補の各々に対して、顧客満足度を入力し、顧客満足度を複数の製品パラメータとともに顧客満足度格納部に格納するステップと、
前記処理部が、前記顧客満足度格納部に格納されているデータに対する分散分析により、顧客満足度から各製品パラメータの重要度を推定し、各製品パラメータに対する重要度を製品パラメータ重要度格納部に格納するステップと、
前記処理部が、対象製品に関する予め設定された、複数の製品パラメータのいずれか複数による複数の目的関数及び複数の顧客要求仕様のいずれか複数による複数の制約条件及び独立変数として機能する複数の製品パラメータのいずれか複数による設計変数に従い、最適化計算を実施することで、目的関数である製品パラメータを複数含む複数のパレート解を得て、複数のパレート解をパレート解格納部に格納するステップと、
前記処理部が、前記パレート解格納部に格納された複数のパレート解から、前記製品パラメータ重要度格納部に格納に格納された製品パラメータ重要度を用いてパレート解の優先度を算出し、優先順位が高いパレート解を設計案として決定し、記憶部に記憶する及び/又は出力部に出力するステップと、
をコンピュータに実行させるための設計支援プログラム。 A design support program,
A processing unit inputting a plurality of customer request specifications related to the target product;
The processing unit includes a plurality of customer requirement specifications for a plurality of product parameters by executing a simulation according to each of a plurality of predetermined product parameters using an analysis model of a target product set or created in advance. Generating multiple analysis results;
A step of generating a plurality of design plan candidates by extracting a plurality of analysis results satisfying one or a plurality of predetermined customer request specifications from the generated plurality of analysis results; ,
The processing unit inputs customer satisfaction for each of the generated plurality of design proposal candidates, and stores the customer satisfaction in a customer satisfaction storage unit together with a plurality of product parameters;
The processing unit estimates the importance of each product parameter from the customer satisfaction by variance analysis for the data stored in the customer satisfaction storage unit, and the importance for each product parameter is stored in the product parameter importance storage unit. Storing, and
A plurality of products in which the processing unit functions as a plurality of objective functions according to any one of a plurality of product parameters and a plurality of constraint conditions and independent variables according to any of a plurality of customer requirement specifications related to the target product. Obtaining a plurality of Pareto solutions including a plurality of product parameters as objective functions by performing an optimization calculation according to the design variable of any one or more of the parameters, and storing the plurality of Pareto solutions in the Pareto solution storage unit; ,
The processing unit calculates the priority of the Pareto solution from the plurality of Pareto solutions stored in the Pareto solution storage unit using the product parameter importance stored in the product parameter importance storage unit, Determining a Pareto solution with a higher rank as a design proposal, storing it in the storage unit and / or outputting it to the output unit;
Design support program to make computer execute.
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