JP2019185591A - Experiment assisting device and experiment assisting method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、実験支援装置及び実験支援方法に関する。 The present invention relates to an experiment support apparatus and an experiment support method.
製品の設計条件は、その設計条件によって製品が所望の性能やコストを満たすように決定される。そのためには、様々な設計条件に応じた試作品による実験、あるいは設計条件に対応する解析条件でのシミュレーションが多数繰り返される。実験とシミュレーションの中にはコスト及び時間を要するものもあり、無駄な試行錯誤を最低限に抑えることが重要である。そこで、設計条件と性能やコストの関係や所望の性能・コストを満たすような設計条件を最小の実験またはシミュレーション回数で明らかにするような実験・シミュレーション条件の計画を行う必要がある。これを実験計画と呼ぶ。設計の初期段階では、まず設計条件と性能やコストの関係を把握するための実験計画を行う。十分関係が把握できれば、性能目標・コスト目標に近づくための実験計画を行うか、把握できている傾向に基づいて最も目標に近い設計案を得ることができる。これら、性能目標やコスト目標に最も近い設計条件を得ること、あるいは目標に最も近い設計条件得るための実験計画を行うことを最適化と呼ぶ。これら実験計画及び最適化をあわせて実験計画・最適化と呼称する。また、以後、実験およびシミュレーションをまとめて実験と呼称する。 The design conditions of the product are determined according to the design conditions so that the product satisfies desired performance and cost. For this purpose, many experiments with prototypes corresponding to various design conditions or simulations under analysis conditions corresponding to the design conditions are repeated. Some experiments and simulations are costly and time consuming, and it is important to minimize wasteful trial and error. Therefore, it is necessary to plan the experiment / simulation conditions so that the relationship between the design conditions and the performance / cost and the design conditions satisfying the desired performance / cost are clarified with the minimum number of experiments or simulations. This is called an experimental design. In the initial stage of design, an experiment plan is first designed to grasp the relationship between design conditions, performance, and cost. If a sufficient relationship can be grasped, an experiment plan for approaching the performance goal / cost goal can be performed, or a design plan closest to the goal can be obtained based on the grasped tendency. Obtaining the design conditions closest to the performance goal and cost goal, or performing an experimental design to obtain the design conditions closest to the goal is called optimization. These experimental design and optimization are collectively referred to as experimental design / optimization. Hereinafter, experiments and simulations are collectively referred to as experiments.
近年多くの実験計画・最適化の手法が活用されている。遺伝的アルゴリズムに代表される大域的最適化を行うヒューリスティックな手法、設計条件と性能との関係を示す応答曲面上で最適な設計条件を決定するベイズ最適化に代表される統計的手法、直交表等を使用した古典的手法等がその例である。これらの手法のそれぞれは、それによって得られる実験計画(最適解)の特徴及び数が異なる。また一般的に、製品の設計は、まず設計条件と性能との関連性の把握、次に得られた関連性に基づく実験による試行錯誤、さらに所望の性能を出力する設計条件の最適化という段階を順に辿る。前記した各手法は、どの段階においても好ましく適用され得るわけではない。各段階において、手法を取捨選択することが必要である。 In recent years, many experimental design and optimization techniques have been used. A heuristic method for global optimization represented by genetic algorithms, a statistical method represented by Bayesian optimization for determining optimal design conditions on the response surface indicating the relationship between design conditions and performance, orthogonal table An example is a classical method using the above. Each of these methods differs in the characteristics and number of experimental designs (optimal solutions) obtained thereby. In general, product design involves the steps of grasping the relationship between design conditions and performance, then trial and error through experiments based on the obtained relationships, and further optimizing the design conditions to output the desired performance. Trace in order. Each method described above cannot be preferably applied at any stage. At each stage, it is necessary to select a method.
特許文献1の実験計画支援方法は、ユーザが実験数、設計項目(因子)の水準数等を入力するのを受け付け、それに適した実験計画を出力する。特許文献2の割り付け方法は、設計項目の水準数及び設計項目間の交互作用をユーザが入力するのを受け付け、それに適した直交表のタイプを出力する。特許文献3のテスト計画作成方法は、テストケースに優先順位を設定したうえでテストケースの工数を予測し、優先順位にしたがって、工数に必要な人的リソースを割り当てる。さらに、当該テスト計画作成方法は、テストケースが所定の期限までに終了しない場合、人的リソースの割り付けを見直す。
The experiment planning support method of
製品の設計者は、取り組んでいる問題に適した実験計画・最適化の手法を、その問題の段階に応じて、多くの候補のなかから的確に選択しなければならない。特に経験の少ない設計者にとって、このような選択は難しい。また、ノウハウが豊富な熟練設計者であっても、逆にそのノウハウが災いし客観的に適切な実験計画・最適化の手法に辿りつかない場合もある。特許文献1の実験計画支援方法及び特許文献2の割り付け方法が出力(提案)する実験計画は、直交表又は多元配置表を使用することを前提としている。これらは、実験初期において設計条件と性能との傾向を知る場合には有効である。しかしながら、既にある程度の実験の実績がある場合、別の手法(例えば統計的手法)が必要となることが多い。特許文献3のテスト計画作成方法は、ソフトウエア開発のテストケースに焦点を絞っており一般的な機械等の設計において実験計画・最適化の手法を決定するには、別途工夫が必要である。
そこで、本発明は、適切な実験計画を効率的に決定することを目的とする。
Product designers must select an appropriate experimental design / optimization method for the problem they are addressing from among many candidates, depending on the stage of the problem. Such a choice is difficult, especially for designers with little experience. In addition, even a skilled designer with abundant know-how may have a problem that the know-how is damaged and the objective experimental design / optimization method cannot be reached. The experimental design output (suggested) by the experimental design support method of
Therefore, an object of the present invention is to efficiently determine an appropriate experiment plan.
本発明の実験支援装置は、製品の設計値及び性能値を含む実績データ、最適化目標、及び、制約を受け付ける入力処理部と、受け付けた実績データの特徴量を算出する特徴量算出部と、算出した特徴量に応じて実験計画又は最適化手法を選択する実験計画・最適化手法選択部と、選択した実験計画又は最適化手法を実行する実験計画・最適化実行部と、実験計画又は最適化手法の実行結果に基づき実験計画又は最適化手法の効果を算出する実験計画・最適化効果算出部と、実験計画又は最適化手法に関連付けて算出した効果を出力する出力処理部と、を備えることを特徴とする。
その他の手段については、発明を実施するための形態のなかで説明する。
The experiment support apparatus of the present invention includes an input processing unit that receives actual data including design values and performance values of products, an optimization target, and a constraint, and a characteristic amount calculation unit that calculates a characteristic amount of the received actual data, An experiment plan / optimization method selection unit that selects an experiment plan or optimization method according to the calculated feature value, an experiment plan / optimization execution unit that executes the selected experiment plan or optimization method, and an experiment plan or optimization An experiment plan / optimization effect calculation unit that calculates the effect of the experiment plan or the optimization method based on the execution result of the optimization method, and an output processing unit that outputs the effect calculated in association with the experiment plan or the optimization method It is characterized by that.
Other means will be described in the embodiment for carrying out the invention.
本発明によれば、適切な実験計画を効率的に決定することができる。 According to the present invention, an appropriate experimental design can be determined efficiently.
以降、本発明を実施するための形態(“本実施形態”という)を、図等を参照しながら詳細に説明する。本実施形態は、ある程度蓄積された実験の実績データを有する設計者(本実施形態の実験支援装置のユーザ)が、次の段階の実験計画を作成する例である。 Hereinafter, a mode for carrying out the present invention (referred to as “the present embodiment”) will be described in detail with reference to the drawings. This embodiment is an example in which a designer (experiment support apparatus user of the present embodiment) having experiment result data accumulated to some extent creates an experiment plan for the next stage.
(実験支援装置の構成)
図1に沿って、実験支援装置1の構成を説明する。実験支援装置1は、一般的なコンピュータであり、中央制御装置11、キーボード、タッチパネル等の入力装置12、ディスプレイ等の出力装置13、主記憶装置14及び補助記憶装置15を備える。これらは、バスで相互に接続されている。補助記憶装置15は、設計値管理情報31、特徴量情報32及び実験計画・最適化手法群33(いずれも詳細後記)を格納している。
(Configuration of experiment support device)
The configuration of the
主記憶装置14における、入力処理部21、特徴量算出部22、実験計画・最適化手法選択部23、実験計画・最適化実行部24、実験計画・最適化効果算出部25及び出力処理部26は、プログラムである。以降において、“○○部は”と動作主体を記した場合、それは、中央制御部11が補助記憶装置15から“○○部”を読み出して主記憶装置14にロードしたうえで、後記する処理を実行することを意味する。
In the
(製品)
図2に沿って、製品を説明する。本実施形態における製品は、例えば、回転機械41である。回転機械41は、回転軸42、軸受43及び軸受44を有する。電動機(図示せず)は、回転軸42に対して回転力を与える。いま、ユーザは、回転軸42の振動、電動機の消費電力、軸受43及び軸受43における回転軸42の温度等を最低限に抑えるような設計条件を決定しようとしている。
(Product)
The product will be described with reference to FIG. The product in the present embodiment is, for example, a
(実験、シミュレーション等)
実験とは、製品の試作品を運転環境に置き、設計値(直ちに後記)で試作品を運転し、試作品の性能値(直ちに後記)を様々な種類のセンサ等で取得することである。シミュレーションとは、コンピュータ上でモデルに対して設計値を入力し、モデルに性能値を出力させることである。モデルとは、複数の変数を含む数式の集合である。実験計画・最適化手法とは、所望の性能を出力するような設計条件を、モデル上あるいは応答曲面(詳細後記)上で探索する最適化手法、及び、所望の性能を出力する設計条件を得るための実験を計画する実験計画手法のことである。実験計画・最適化手法を実現する異なる複数のソフトウエアアプリケーションが、図1における実験計画・最適化手法群33である。本実施形態の特徴は、適切な実験計画・最適化手法を選択することにある。
(Experiment, simulation, etc.)
An experiment is to place a prototype of a product in an operating environment, operate the prototype with design values (immediately described later), and obtain performance values (immediately later) of the prototype with various types of sensors. Simulation refers to inputting design values for a model on a computer and outputting performance values to the model. A model is a set of mathematical expressions including a plurality of variables. The experimental design / optimization method refers to an optimization method for searching for a design condition that outputs desired performance on a model or a response surface (detailed later), and a design condition for outputting desired performance. It is an experimental design method for planning an experiment. A plurality of different software applications for realizing the experiment design / optimization technique is the experiment design /
(設計値)
回転軸42の種類及び用途によって、様々な設計値が想定され得る。ここでは、以下の項目が設計値であるとする。
・回転軸42の軸方向の長さ“a”
・軸受43の位置、すなわち、回転軸42の左端からの距離“b”
・軸受44の位置、すなわち、回転軸42の左端からの距離“c”
・回転軸42の回転速度
・回転軸42の任意の箇所で軸の中心に向かって掛けられる力。この力は、想定される負荷の値(タービン羽の重力等)であってもよいし、実験用の加振力であってもよい。
(Design value)
Various design values can be assumed depending on the type and application of the
・ Axial length “a” of the
The position of the
The position of the
The rotational speed of the
(性能値)
回転軸42の種類及び用途によって、様々な性能値が想定され得る。ここでは、以下の項目が性能値であるとする。
・回転軸42の一次モード振動周波数
・回転軸42の二次モード振動周波数
・回転軸42に回転力を与える電動機の消費電力
・軸受43の温度(軸受43における回転軸42の温度に等しい。)
・軸受44の温度(軸受44における回転軸42の温度に等しい。)
(Performance value)
Various performance values can be assumed depending on the type and application of the
The primary mode vibration frequency of the
The temperature of the bearing 44 (equal to the temperature of the
前記よりわかるように、本実施形態の設計値は5次元のベクトルであり、性能値もまた5次元のベクトルである。両者の次数が一致しているのは偶然である。設計値が因果関係の“原因”であり、性能値が因果関係の“結果”であると解釈することも可能である。つまり、設計値Xをある関数Fの入力(説明変数)と解釈し、性能値Yを当該関数Fの出力(目的変数)と解釈することも可能である。F、X及びYの関係を以下に数式で表す。 As can be seen from the above, the design value of this embodiment is a five-dimensional vector, and the performance value is also a five-dimensional vector. It is a coincidence that the orders of both coincide. It is also possible to interpret that the design value is the “cause” of the causal relationship and the performance value is the “result” of the causal relationship. That is, the design value X can be interpreted as an input (explanatory variable) of a certain function F, and the performance value Y can be interpreted as an output (object variable) of the function F. The relationship among F, X, and Y is expressed by mathematical formulas below.
Y=F(X)
X=(x1,x2,x3,x4,x5)
Y=(y1,y2,y3,y4,y5)
Y = F (X)
X = (x 1 , x 2 , x 3 , x 4 , x 5 )
Y = (y 1 , y 2 , y 3 , y 4 , y 5 )
ここで、x1、x2、・・・、x5は、前記した5種類の設計値である。y1、y2、・・・、y5は、前記した5種類の性能値である。関数Fが未知であっても、設計値X及び性能値Yの組合せ(実験の実績データ)が充分多く存在していれば、実績データを学習データとして、関数Fを推定することが可能である。 Here, x 1 , x 2 ,..., X 5 are the above-described five types of design values. y 1 , y 2 ,..., y 5 are the five types of performance values described above. Even if the function F is unknown, if there are a sufficient number of combinations of the design value X and the performance value Y (experimental result data), the function F can be estimated using the actual data as learning data. .
(応答曲面)
実験やシミュレーションによって得られた設計値X及び性能値Yの離散的なデータを連続的な曲面で近似するとき、この曲面を応答曲面と呼ぶ。この応答曲面を作成するのに用いたデータXおよびYを学習データと呼ぶ。応答曲面の例として、関数Fを以下のように1次関数Gで近似する例を挙げる。
Y=F(X)=G(X)+誤差=a0+a1x1+a2x2+・・・+a5x5+誤差
ここで、a1、a2、a3、・・・は学習によって推定されるパラメータであり、以下の関数Fとの2乗誤差が最小になるように決定される。
(F(X)―G(X))2
このa1、a2、a3、・・・の決定方法は最小2乗法と呼ばれる。
(Response surface)
When discrete data of the design value X and the performance value Y obtained by experiments and simulations are approximated by a continuous curved surface, this curved surface is called a response curved surface. Data X and Y used to create this response surface are called learning data. As an example of the response surface, an example in which the function F is approximated by a linear function G as follows is given.
Y = F (X) = G (X) + error = a 0 + a 1 x 1 + a 2 x 2 +... + A 5 x 5 + error where a 1 , a 2 , a 3 ,. It is a parameter estimated by learning, and is determined so that the square error with the following function F is minimized.
(F (X) -G (X)) 2
This determination method of a 1 , a 2 , a 3 ,... Is called a least square method.
(応答曲面のパラメータ)
学習データの他に必要な応答曲面の位置及び形状を決定するための値を“ハイパーパラメータ”と呼ぶ。ハイパーパラメータは、学習によって決められないパラメータであり、学習によって推定されるパラメータa1、a2、a3、・・・とは区別される。
ハイパーパラメータの例として、最小2乗法を発展させたRidge回帰を挙げる。Ridge回帰では、a1、a2、a3、・・・が過度に大きくならないように、以下の値が最小になるようにa1、a2、a3、・・・を決定する。
(F(X)―G(X))2+λ(a0 2+a1 2+・・・+a5 2)
ここで、新しく導入されたλはハイパーパラメータであり、λの大きさを変えることでa1、a2、a3・・・の大きさをコントロールすることができ、過学習を防ぐことができる。λは学習によって決めることができないため、ハイパーパラメータである。学習されたパラメータ及びハイパーパラメータを含めて応答曲面のパラメータと呼ぶ。
(Response surface parameters)
In addition to the learning data, a value for determining the position and shape of the required response surface is called a “hyper parameter”. Hyper parameters are parameters that are not determined by learning, and are distinguished from parameters a 1 , a 2 , a 3 ,... Estimated by learning.
As an example of a hyperparameter, Ridge regression that is an extension of the least square method is given. In Ridge regression, a 1 , a 2 , a 3 ,... Are determined so that the following values are minimized so that a 1 , a 2 , a 3 ,.
(F (X) −G (X)) 2 + λ (a 0 2 + a 1 2 +... + A 5 2 )
Here, newly introduced λ is a hyper parameter, and by changing the size of λ, the sizes of a 1 , a 2 , a 3 ... Can be controlled, and overlearning can be prevented. . Since λ cannot be determined by learning, it is a hyperparameter. The learned parameters and hyperparameters are called response surface parameters.
本実施形態の実験計画・最適化手法には、以下2つの類型が存在する。 The experiment design / optimization method of the present embodiment has the following two types.
〈類型1:設計値の最適解を求める実験計画・最適化手法〉
類型1の実験計画・最適化手法は、最適化目標として選択された1又は複数の性能値yiが所望の値を取るように、設計値Xを最適化する。したがって、ユーザは、最適化された設計値Xを使用して、試作品による実験を行い、実際に試作品が所望の性能値を出力することを確認することになる。類型1の具体例は、以下の通りである。
<Type 1: Experiment design / optimization method for finding optimal solution of design value>
The
・導関数を使用する“勾配法”
・シンプレックス法等の“線形計画法”
・成績のよい2つの実験点を掛けあわせる“遺伝的アルゴリズム”
・ "Gradient method" using derivatives
・ "Linear programming" such as simplex method
・ "Genetic algorithm" that multiplies two experimental points with good results
〈類型2:設計値の最適解の候補を複数求める実験計画・最適化手法〉
類型2の実験計画・最適化手法は、最適解を1つに決定しないまでも、最適解となりそうな設計値Xの候補を複数決定する。したがって、ユーザは、複数の設計値Xの候補を試行錯誤的に使用して試作品による実験を行い、試作品が所望の性能値を出力するような設計値Xを自ら決定することになる。ユーザに試行錯誤を課する点で、類型2は、類型1に比してやや迂遠である。しかしながら、実験回数を削減できるということが、類型2の存在意義である。類型2の具体例は、以下の通りである。
<Type 2: Experiment design / optimization method for finding multiple candidates for the optimal solution of the design value>
The type 2 experiment design / optimization method determines a plurality of design value X candidates that are likely to be optimal solutions, even if the optimal solution is not determined as one. Therefore, the user uses a plurality of design value X candidates in a trial and error manner, performs an experiment with a prototype, and determines the design value X such that the prototype outputs a desired performance value. Type 2 is slightly more detoured than
・与えられた水準数、因子数(設計値の種類の数)、因子間の交互作用等に基づいて、直交表を作成する“直交表”
・与えられた水準数、因子数等に基づいて、設計値の総当たりの組合せを作成する“多元配置表”
・D−最適計画法、I−最適計画法等の、既存実験点を活用する “最適計画法”
・既存実験点の密度が低い部分に、新たなサンプルとして実験点を追加する“密度による計画法”
・クリギング、ブートストラップサンプリング及び機械学習を使用して応答曲面の予測値及び分散を算出し、EI(Expected Improvement:期待改善量)等の獲得関数を使用する“ベイズ最適化”
・ "Orthogonal table" that creates an orthogonal table based on the given number of levels, number of factors (number of types of design values), interaction between factors, etc.
-“Multiple layout table” that creates brute force combinations of design values based on the number of levels, factors, etc.
・ "Optimum planning" using existing experimental points such as D-optimal programming and I-optimal programming
・ "Design by density" that adds experimental points as a new sample to the part where the density of existing experimental points is low
“Bayesian optimization” that uses kriging, bootstrap sampling and machine learning to calculate the predicted value and variance of the response surface and uses an acquisition function such as EI (Expected Improvement)
例えば、設計値の種類が前記のように5つ存在し、そのそれぞれについて3つの水準が存在する場合、理論的には、35=243回の実験が必要になる。しかしながら直交表を作成する実験計画・最適化手法は、この243回を、例えば27回に削減する。 For example, if there are five types of design values as described above and there are three levels for each of them, theoretically, 3 5 = 243 experiments are required. However, the experimental design / optimization method for creating the orthogonal table reduces this 243 times to 27 times, for example.
(実験計画・最適化手法の効果)
実験支援装置1は、実験計画・最適化手法を実行した結果に対する効果を算出する。効果として使用される具体的な指標の例は、以下に定義する、性能改善度A(式(1))、予測精度改善度I(式(2))、スクリーニング達成度D(式(3))、信頼度C(式(4))及び必要実験回数の5つである。
(Effects of experimental design and optimization methods)
The
性能改善度Aは、式(1)によって定義される。ここで、“xc”は、実験計画・最適化手法で提案される設計値である。白抜き太字のEは、確率変数の期待値である。“〜”は、確率変数が確率分布に従うことを示す。性能改善度Aは、追加する実験点におけるyの期待改善量(EI値)である。 The performance improvement degree A is defined by equation (1). Here, “x c ” is a design value proposed by the experiment design / optimization method. E in open bold is the expected value of the random variable. “˜” indicates that the random variable follows a probability distribution. The performance improvement degree A is an expected improvement amount (EI value) of y at the experimental point to be added.
予測精度改善度Iは、式(2)によって定義される。ここで、“L1”は、L1ノルムである。“μ”及び“σ”は、それぞれ線形回帰、クリギング等によって得られる性能値yの予想値の平均及び分散である。“μ’”及び“σ’”は、応答曲面を学習する際の学習データに(xc,μ(xc))を追加した場合のyの予測値の平均及び分散である。予測精度改善度Iが減少することは、探索領域(xの定義域)全体で性能値yの予測精度が改善されていることを示す。 The prediction accuracy improvement degree I is defined by equation (2). Here, “L1” is the L1 norm. “Μ” and “σ” are the mean and variance of the expected values of the performance value y obtained by linear regression, kriging or the like, respectively. “Μ ′” and “σ ′” are the mean and variance of the predicted value of y when (x c , μ (x c )) is added to the learning data when learning the response surface. The decrease in the prediction accuracy improvement degree I indicates that the prediction accuracy of the performance value y is improved in the entire search region (x definition region).
スクリーニング達成度Dは、式(3)によって定義される。ここで、“L∞”は、L∞ノルムである。スクリーニング達成度Dが減少することは、線形回帰等を行った場合の応答曲面のパラメータがよく予測できていることを示す。 Screening achievement degree D is defined by equation (3). Here, “L∞” is an L∞ norm. The decrease in the screening achievement degree D indicates that the parameters of the response surface can be well predicted when linear regression or the like is performed.
信頼度Cは、式(4)によって定義される。ここで、“p(x)”は、実験点密度である。“α”は、定数である。 The reliability C is defined by equation (4). Here, “p (x)” is the experimental point density. “Α” is a constant.
必要実験回数とは、例えば直交表を用いて実験をする場合の、直交表の行数である。 The required number of experiments is, for example, the number of rows in the orthogonal table when an experiment is performed using the orthogonal table.
(設計値管理情報)
図3に沿って、設計値管理情報31を説明する。設計値管理情報31においては、実験ID欄101に記憶された実験IDに関連付けて、性能値欄102には性能値が、設計値欄103には設計値が、取得時点欄104には取得時点が、実績/計画欄105には実績/計画フラグが、実験計画・最適化手法欄106には実験計画・最適化手法が、効果欄107には効果が、提案欄108には提案フラグが記憶されている。
(Design value management information)
The design
実験ID欄101の実験IDは、実績データ、又は、実験計画・最適化手法による実験計画案若しくは最適化案を一意に特定する識別子である。
性能値欄102の性能値は、前記した性能値である。ここでは、前記した5種類の性能値が小欄102a〜102eに記憶されている。
設計値欄103の設計値は、前記した設計値である。ここでは、前記した5種類の設計値が小欄103a〜103eに記憶されている。
取得時点欄104の取得時点は、実験によって性能値が実際に取得された時点の年月日である。
The experiment ID in the
The performance value in the
The design value in the
The acquisition time point in the
実績/計画欄105の実績/計画フラグは、“実績”又は“計画”のうちのいずれかである。“実績”は、その設計値を使用した実験が行われ、実験結果としての性能値が既に取得されていることを示す。“計画”は、その設計値を使用した実験が未だ行われていないことを示す。
実験計画・最適化手法欄106の実験計画・最適化手法は、実験計画・最適化手法の名称である。
効果欄107の効果は、前記した実験計画・最適化手法の効果を示す指標値(A、I、D、C、又は、必要実験回数)に対して所定の閾値を適用した結果であり、ここでは、“大”又は“小”のいずれかである。前記した5種類の効果のうちには、その指標値が大きくなるほど、ここでの効果が“大”となるものもあり、その指標値が小さくなるほど、ここでの効果が“大”となるものもある。
The actual / plan flag in the actual /
The experiment plan / optimization technique in the experiment plan /
The effect in the
提案欄108の提案フラグは、“採用”、“棄却”又は“追加”のうちのいずれかである。“棄却”は、その実験計画・最適化手法がユーザに対して出力(提案)されるべきものとして一旦決定されたが、見直しの結果、最終的に出力されなかったことを示す。“採用”は、その実験計画・最適化手法がユーザに対して出力されるべきものとして一旦決定され、予定通り最終的に出力されたことを示す。“追加”は、その実験計画・最適化手法がユーザに対して出力されるべきではないものとして一旦決定されたが、見直しの結果、最終的に出力されたことを示す。
図3の設計値管理情報31において、“#”は異なる設計値を省略的に表している。“♭”は、異なる性能値を省略的に表している。
The proposal flag in the
In the design
図3において、二重線109より上のレコードは、実績データに関するレコードである。したがって、実験ID欄101〜実績/計画欄105にデータが記憶されている一方、実験計画・最適化手法欄106〜提案欄108は空欄である。
In FIG. 3, the record above the
二重線109より下のレコードは、実験支援装置1がユーザに対して提案する内容に関するレコードである。したがって、取得時点欄104は空欄である。性能値欄102は、データを記憶していてもよいし、空欄であってもよい。実験計画・最適化手法が類型1に属するもの(例えば勾配法)である場合、性能値欄102a〜102eに5つの“♭”が記憶されている。なお、そのうちの1又は複数は、最適化目標として所望の値になっている。実験計画・最適化手法が類型2に属するもの(例えば直交表L4)である場合、性能値欄102は空欄でもよい。なぜならば、類型2は、所望の性能値を出力させることが期待される設計値の候補を提案するに過ぎないからである。
A record below the
(特徴量情報)
図4に沿って、特徴量情報32を説明する。特徴量情報32においては、実績データ特徴量欄111に記憶された実績データ特徴量に関連付けて、実験計画・最適化手法欄112には実験計画・最適化手法が記憶されている。実験支援装置1は、実績データの特徴量に応じて実験計画・最適化手法を選択するとき、図4の特徴量情報32を使用してもよいし、図6で後記する実験計画・最適化手法決定処理手順を使用してもよい。特徴量情報32によれば、実験支援装置1は、実績データの特徴量が与えられれば、特徴量に相応しい1又は複数の実験計画・最適化手法を決定することができる。
(Feature information)
The
実績データ特徴量欄111は、小欄111a〜111gを有する。これらの小欄には、実績データの複数の特徴量が記憶されている。特徴量とは、ユーザが既に取得している(図3の二重線109より上のレコードの)設計値及び性能値に基づき、実験支援装置1が任意の方法で演算できる値である。“・・・”は、異なる特徴量を省略的に表している。
The actual data feature
実験点分布(欄111e)は、例えば、自己符号化器等によって次元圧縮された変数などの分布に関する情報である。応答曲面に関する情報(欄111f)は、例えば、線形回帰、カーネル回帰、グリギング、又は、アンサンブル学習、深層学習等の機械学習によって得られる、応答曲面に関する情報である。応答曲面から得られる情報(欄111g)は、例えば、グリギング又はブートストラップサンプリングを使用して推定できる予測値等の、応答曲面から得られる情報である。応答曲面に関する情報及び応答曲面から得られる情報は、応答曲面の学習時に推定されたパラメータを含む。
The experimental point distribution (
(全体処理手順)
図5に沿って、全体処理手順を説明する。その説明のなかで、適宜図9、図10等を参照する。
ステップS201において、実験支援装置1の入力処理部21は、入力画面51(図9)を表示する。具体的には、入力処理部21は、入力画面51を出力装置13に表示する。
(Overall procedure)
The overall processing procedure will be described with reference to FIG. In the description, FIGS. 9 and 10 are referred to as appropriate.
In step S201, the
ステップS202において、入力処理部21は、実績データ等を受け付ける。具体的には、第1に、入力処理部21は、ユーザが入力画面51の実績データ欄52のファイル選択ボタン52a及び52bを操作して、それぞれ、設計値の実績データ及び性能値の実績データを選択するのを受け付ける。ここでは、図3の設計値管理情報31の二重線109より上のレコードの設計値及び性能値が、任意の外部サーバ(図1では図示せず)等に事前に格納されていることが前提となっている。その後、入力処理部21は、外部サーバ等から設計値及び性能値を取得し、取得した設計値及び性能値を使用して、設計値管理情報31を作成し、補助記憶装置15に記憶する。
In step S202, the
第2に、入力処理部21は、ユーザが最適化目標欄53のドロップダウンメニュー53aを操作して最適化目標とする性能値を選択するのを受け付ける。選択すべき性能値の候補は、図3の一次モード振動周波数、二次モード振動周波数、・・・、軸受44の温度である。さらに、入力処理部21は、ユーザがドロップダウンメニュー53bを操作して、“最大化”、“最小化”又は“特定の値”を選択するのを受け付ける。ユーザが“特定の値”を選択した場合、ユーザは、その値(又は値が取る範囲)を入力するものとする。さらに、入力処理部21は、ユーザが必要に応じて、最適化目標を追加するボタン53d又は最適化目標を削除するボタン53cを押下するのを受け付ける。
Secondly, the
第3に、入力処理部21は、ユーザが制約欄54に設計値の制約を入力するのを受け付ける。ユーザは、設計値ごとに、下限テキストボックス54aに設計値の下限を入力し、上限テキストボックス54bに設計値の上限を入力する。ユーザは、必要に応じて、下限及び上限を入力するべき設計値を追加するボタン54d又は削除するボタン54cを押下する。ユーザは、不等式テキストボックス54eに、複数の設計値間の制約条件を定義する数式を入力する。ユーザは、必要に応じて、制約条件を追加するボタン54g又は削除するボタン54fを押下する。
Third, the
第4に、入力処理部21は、ユーザが実験可能回数テキストボックス55に、実験可能回数を入力するのを受け付ける。ここでの実験可能回数は、例えば、出力画面61(図10)において表示される直交表63bの最大行数である。
第5に、入力処理部21は、ユーザが実行ボタン56を押下するのを受け付ける。
Fourth, the
Fifth, the
ステップS203において、実験支援装置1の特徴量算出部22は、特徴量を算出する。具体的には、特徴量算出部22は、ステップS202において受け付けたデータに基づいて任意の方法で任意の特徴量を算出する。図4で前記したように、特徴量の例は、応答曲面に関する情報及び応答曲面から得られる情報を含む。そこで、特徴量算出部22は、実績データを学習データとして関数Fを学習する。例えば、特徴量算出部22は、多変数空間において重回帰分析を行い、関数Fを近似する曲面(応答曲面)を学習する。
In step S203, the feature
ステップS204において、実験支援装置1の実験計画・最適化手法選択部23は、実験計画・最適化手法を選択する。具体的には、第1に、実験計画・最適化手法選択部23は、特徴量情報32(図4)を使用して、又は、図6の実験計画・最適化手法決定処理手順(詳細後記)にしたがって、1又は複数の実験計画・最適化手法を選択する。なお、請求項の“実験計画又は最適化手法を選択する”ことは、ここで実験計画・最適化手法を選択することに相当する。このうち、“実験計画を選択する”ことには、例えば直交表のように、設計値の組合せを複数示す実験計画・最適化手法を選択することに相当する。“最適化手法を選択する”ことには、例えば勾配法のように、最適解であることが理論的に保証された設計値の組合せを示す実験計画・最適化手法を選択することに相当する。
In step S204, the experiment plan / optimization
第2に、実験計画・最適化手法選択部23は、設計値管理情報31(図3)の新たなレコードを作成する。そして、実験計画・最適化手法選択部23は、新たなレコードの実験/計画欄105、実験計画・最適化手法欄106及び提案欄108に、それぞれ“計画”、ステップS204の“第1”において選択した実験計画・最適化手法、及び、“採用”を記憶する。
Second, the experiment design / optimization
ステップS205において、実験支援装置1の実験計画・最適化実行部24は、実験計画・最適化手法を実行する。具体的には、実験計画・最適化実行部24は、ステップS204の“第1”において選択された実験計画・最適化手法を、実験計画・最適化手法群33に記憶されているプログラムで実行する。
In step S205, the experiment plan /
実験計画・最適化実行部24は、設計値管理情報31のうち対応するレコードの設計値欄103に、ステップS205の実験計画・最適化の実行結果である実験案・設計値案を記憶する。
The experiment plan /
実験計画・最適化実行部24は、ステップS205の処理をステップS204の“第1”において選択されたすべての実験計画・最適化手法について繰り返す。
The experiment plan /
ステップS206において、実験支援装置1の実験計画・最適化効果算出部25は、効果を算出する。具体的には、第1に、実験計画・最適化効果算出部25は、それぞれの実験計画・最適化手法が出力した結果に基づいて、前記した性能改善度A、予測精度改善度I、スクリーニング達成度D、信頼度C及び必要実験回数のうちの少なくとも1つを算出する。
第2に、実験計画・最適化効果算出部25は、ステップS206の“第1”において取得した値に対して所定の閾値を適用し、効果として“大”又は“小”を取得する。
第3に、実験計画・最適化効果算出部25は、ステップS204の“第2”において作成したレコードの効果欄107に、“大”又は“小”を記憶する。
In step S206, the experiment plan / optimization
Second, the experiment design / optimization
Third, the experiment design / optimization
ステップS207において、実験計画・最適化効果算出部25は、実験計画・最適化手法の削除を試みる。ステップS207の詳細は、図7の削除試行処理手順として後記する。結果的に、実験計画・最適化効果算出部25は、ステップS204の“第1”で選択された実験計画・最適化手法のうち、効果が“小”であるものに対して、提案フラグ“棄却”を立てる。例えば、既存実験点との距離が短いもの等に対して、提案フラグ“棄却”が立つことになる。もちろん、提案フラグ“棄却”を立てるべき実験計画・最適化手法が存在しない場合もある。
In step S207, the experiment plan / optimization
ステップS208において、実験計画・最適化効果算出部25は、実験計画・最適化手法の追加を試みる。ステップS208の詳細は、図8の追加試行処理手順として後記する。結果的に、実験計画・最適化効果算出部25は、ステップS204の“第1”で選択された実験計画・最適化手法のすべてに提案フラグ“棄却”が立てられるのを防ぐ。
In step S208, the experiment design / optimization
ステップS209において、実験計画・最適化効果算出部25は、追加された実験計画・最適化手法があったか否かを判断する。具体的には、実験計画・最適化効果算出部25は、ステップS208において追加された実験計画・最適化手法があった場合(ステップS209“Yes”)、ステップS205に戻る。実験計画・最適化効果算出部25は、それ以外の場合(ステップS209“No”)、ステップS210に進む。
In step S209, the experiment plan / optimization
ステップS210において、実験支援装置1の出力処理部26は、出力画面61(図10)を表示する。具体的には、第1に、出力処理部26は、出力画面61を出力装置13に表示する。
第2に、出力処理部26は、出力画面61の実験計画・最適化手法欄62bに、ユーザに提案する実験計画・最適化手法を表示する。設計値管理情報31(図3)のレコード(二重線109より下)のうち、提案フラグが“採用”又は“追加”であるレコードの実験計画・最適化手法が、実験計画手法欄62bに表示されることになる。
In step S210, the
Secondly, the
第3に、出力処理部26は、効果欄62cに、ステップS206の“第1”において算出した値のうちの4つ(性能改善度A、予測精度改善度I、スクリーニング達成度D、信頼度C)を表示する。これらの4つの値は、相互に比較しやすいように正規化されることが好ましい。
なお、出力処理部26は、図10に示した他にも、主成分分析、t−SNE等によって次元圧縮されたグラフ(例えば、設計値の散布図)を表示してもよい。
Third, the
Note that the
第4に、出力処理部26は、実験条件欄62aに、設計値を表示する。ここで表示される設計値は、多くの場合、最適化目標である所望の性能値を出力させることが理論的に保証されている設計値である(符号63a)。しかしながら、実験計画・最適化手法が類型2に属する直交表等である場合、ここで表示される設計値は、所望の性能値を出力させることが期待される複数の候補である(符号63b)。符号63bを見ると、設計値1として2つの水準(“10”及び“30”)並びに設計値2として2つの水準(“0”及び“0.1”)が、各列に2回ずつ表示されている(直交している)。因みに、符号63bの行数“4”は、必要実験回数として、“直交表(L4)”の効果の判定に使用されている。その後、全体処理手順を終了する。
Fourth, the
(実験計画・最適化手法決定処理手順)
図6に沿って、実験計画・最適化手法決定処理手順を説明する。実験計画・最適化手法決定処理手順は、ステップS204(図5)の詳細である。
ステップS301において、実験支援装置1の実験計画・最適化手法選択部23は、特徴量を取得する。具体的には、実験計画・最適化手法選択部23は、ステップS203において算出された特徴量を取得する。
(Experimental design / optimization method decision process)
The experimental design / optimization method decision processing procedure will be described with reference to FIG. The experimental design / optimization technique determination processing procedure is the details of step S204 (FIG. 5).
In step S301, the experiment plan / optimization
ステップS302において、実験計画・最適化手法選択部23は、実験点数が閾値以上であるか否かを判断する。実験点数とは、実績データの数、すなわち、図3の設計値管理情報31における二重線109より上のレコードの数である。実験計画・最適化手法選択部23は、実験点数が所定の閾値以上である場合(ステップS302“Yes”)、ステップS304に進み、それ以外の場合(ステップS302“No”)、ステップS303に進む。
In step S302, the experiment plan / optimization
ステップS303において、実験計画・最適化手法選択部23は、直交表、最適計画法及び多元配置表を候補に追加する。具体的には、実験計画・最適化手法選択部23は、適当な設計値(引数)を与えたうえで、直交表、最適計画法及び多元配置表を実験計画・最適化手法の候補に追加する。その後、実験計画・最適化手法決定処理手順を終了する。
In step S303, the experiment design / optimization
ステップS304において、実験計画・最適化手法選択部23は、実験点密度が低い領域が閾値以上あるか否かを判断する。実験点密度とは、設計値の所定の領域における、実績データとなっている設計値の数である。実験計画・最適化手法選択部23は、実験点密度が低い領域が所定の閾値以上ある場合(ステップS304“Yes”)、ステップS305に進み、それ以外の場合(ステップS304“No”)、ステップS306に進む。
In step S304, the experiment design / optimization
ステップS305において、実験計画・最適化手法選択部23は、直交表、最適計画法及び多元配置表を候補に追加する。具体的には、実験計画・最適化手法選択部23は、実験点密度が低い領域に対して、直交表、最適計画法及び多元配置表を実験計画・最適化手法の候補に追加する。その後、実験計画・最適化手法選択部23は、ステップS306に進む。
In step S305, the experiment design / optimization
ステップS306において、実験計画・最適化手法選択部23は、応答曲面のパラメータが正常であるか否かを判断する。具体的には、実験計画・最適化手法選択部23は、特徴量として算出された応答曲面のパラメータが所定の正常範囲にある場合(ステップS306“Yes”)、ステップS308に進み、それ以外の場合(ステップS306“No”)、ステップS307に進む。
In step S306, the experiment design / optimization
ステップS307において、実験計画・最適化手法選択部23は、最適計画法及び密度による計画法を実験計画・最適化手法の候補に追加する。その後、実験計画・最適化手法決定処理手順を終了する。
なお、“密度による計画法”は、特徴量として算出された対数実験点密度(logp)が最も小さい点に設計値のサンプルを追加する手法である。対数実験点密度は、式(5)によって定義される。式(5)の右辺の“2”は、ユークリッドノルムを示し、“t”は、ユーザが任意にその値を設定する正の定数である。
In step S307, the experiment design / optimization
The “planning method by density” is a method of adding a sample of design values to the point where the logarithmic experimental point density (logp) calculated as the feature quantity is the smallest. The log experimental point density is defined by equation (5). “2” on the right side of Expression (5) represents the Euclidean norm, and “t” is a positive constant that is arbitrarily set by the user.
ステップS308において、実験計画・最適化手法選択部23は、密度による計画法及びベイズ最適化を実験計画・最適化手法の候補に追加する。
In step S308, the experiment design / optimization
ステップS309において、実験計画・最適化手法選択部23は、応答曲面の分散が閾値以下であるか否かを判断する。具体的には、実験計画・最適化手法選択部23は、応答曲面の性能値yの分散が所定の閾値以下である場合(ステップS309“Yes”)、ステップS310に進み、それ以外の場合(ステップS309“No”)、実験計画・最適化手法決定処理手順を終了する。
In step S309, the experiment design / optimization
ステップS310において、実験計画・最適化手法選択部23は、最適化目標が1つであるか否かを判断する。具体的には、実験計画・最適化手法選択部23は、最適化目標の設計値が1種類である場合(ステップS310“Yes”)、ステップS311に進み、それ以外の場合(ステップS310“No”)、ステップS312に進む。
In step S310, the experiment design / optimization
ステップS311において、実験計画・最適化手法選択部23は、勾配法を実験計画・最適化手法の候補に追加する。その後、実験計画・最適化手法決定処理手順を終了する。
In step S311, the experiment design / optimization
ステップS312において、実験計画・最適化手法選択部23は、線形計画法及び遺伝的アルゴリズムを実験計画・最適化手法の候補に追加する。線形計画法の例として、シンプレックス法が存在する。その後、実験計画・最適化手法決定処理手順を終了する。
In step S312, the experiment design / optimization
実験計画・最適化手法決定処理手順において、実験計画・最適化手法を選択する基準は、実績データの特徴量である。しかしながら、より適切な実験計画・最適化手法を選択するためには、選択された実験計画・最適化手法の効果を検証する必要がある。実験支援装置1は、後記する削除試行処理手順において、効果が所定の基準に達しない実験計画・最適化手法を削除し、後記する追加試行処理手順において、効果が増加する可能性のある実験計画・最適化手法を追加する。
In the experiment planning / optimization technique determination processing procedure, the criterion for selecting the experiment planning / optimization technique is the feature value of the actual data. However, in order to select a more appropriate experiment design / optimization technique, it is necessary to verify the effect of the selected experiment design / optimization technique. The
(削除試行処理手順)
図7に沿って、削除試行処理手順を説明する。削除試行処理手順は、ステップS207(図5)の詳細である。
ステップS401において、実験支援装置1の実験計画・最適化効果算出部25は、処理対象となる実験計画・最適化手法を取得する。具体的には、実験計画・最適化効果算出部25は、ステップS204の“第1”において選択された実験計画・最適化手法のうち未処理の1つを取得する。
(Deletion trial processing procedure)
The deletion trial processing procedure will be described with reference to FIG. The deletion trial processing procedure is the details of step S207 (FIG. 5).
In step S401, the experiment plan / optimization
ステップS402において、実験計画・最適化効果算出部25は、追加された実験計画・最適化手法であるか否かを判断する。具体的には、第1に、実験計画・最適化効果算出部25は、処理対象となっている実験計画・最適化手法が、後記するステップS502(図8)によって追加されたものであるか否かを調べる。
第2に、実験計画・最適化効果算出部25は、実験計画・最適化手法が追加されたものでない場合(ステップS402“No”)、ステップS403に進み、それ以外の場合(ステップS402“Yes”)、削除試行処理手順を終了する。
In step S402, the experiment plan / optimization
Second, the experiment plan / optimization
ステップS403において、実験計画・最適化効果算出部25は、既存実験点との距離が閾値以下であるか否かを判断する。具体的には、実験計画・最適化効果算出部25は、処理対象となっている実験計画・最適化手法において設定した設計値の代表値(例えば、平均値)と実績データの設計値との距離を算出する。そして、実験計画・最適化効果算出部25は、距離が所定の閾値以下である場合(ステップS403“Yes”)、ステップS405に進み、それ以外の場合(ステップS403“No”)、ステップS404に進む。
In step S403, the experiment plan / optimization
ステップS404において、実験計画・最適化効果算出部25は、効果が閾値以下であるか否かを判断する。具体的には、実験計画・最適化効果算出部25は、処理対象となっている実験計画・最適化手法の効果が所定の閾値以下である場合(ステップS404“Yes”)、ステップS405に進み、それ以外の場合(ステップS404“No”)、削除試行処理手順を終了する。
In step S404, the experiment plan / optimization
ステップS405において、実験計画・最適化効果算出部25は、実験計画・最適化手法を削除する。具体的には、実験計画・最適化効果算出部25は、処理対象の実験計画・最適化手法に提案フラグ“棄却”を立てる。その後、削除試行処理手順を終了する。なお、実験計画・最適化効果算出部25は、削除試行処理手順を、未処理の実験計画・最適化手法ごとに繰り返す。
In step S405, the experiment plan / optimization
(追加試行処理手順)
図8に沿って、追加試行処理手順を説明する。追加試行処理手順は、ステップS208(図5)の詳細である。
ステップS501において、実験支援装置1の実験計画・最適化効果算出部25は、実験計画・最適化手法の候補が空であるか否かを判断する。“空である”とは、ステップS204の“第1”において実験計画・最適化手法が全く選択されなかった、又は、選択されたすべての実験計画・最適化手法に提案フラグ“棄却”が立てられたことを意味する。実験計画・最適化効果算出部25は、空である場合(ステップS501“Yes”)、ステップS502に進み、それ以外の場合(ステップS501“No”)、ステップS503に進む。
(Additional trial processing procedure)
The additional trial processing procedure will be described with reference to FIG. The additional trial processing procedure is the details of step S208 (FIG. 5).
In step S501, the experiment plan / optimization
ステップS502において、実験計画・最適化効果算出部25は、密度による計画法及びベイズ最適化を実験計画・最適化手法の候補に追加する。ここで、ベイズ最適化を実験計画・最適化手法の候補に追加するのは、応答曲面のパラメータが正常範囲内にある場合である。ここで、実験計画・最適化効果算出部25は、設計値管理情報31(図3)の末尾に、提案フラグが“追加”であるレコードを記憶することになる。
In step S502, the experiment plan / optimization
ステップS503において、実験計画・最適化効果算出部25は、処理対象となる実験計画・最適化手法を取得する。具体的には、実験計画・最適化効果算出部25は、ステップS204の“第1”において選択された、又は、ステップS502において追加された実験計画・最適化手法のうち未処理の1つを取得する。
In step S503, the experiment plan / optimization
ステップS504において、実験計画・最適化効果算出部25は、設計値等を調整する必要があるか否かを判断する。具体的には、第1に、実験計画・最適化効果算出部25は、ステップS205において使用された実験計画・最適化手法と、ステップS206において算出された効果との関係を、大小比較又は線形回帰やクリギングをはじめとする回帰により分析する。
第2に、実験計画・最適化効果算出部25は、分析の結果に基づき、設計値及び/又はパラメータを変更することによって効果が改善される可能性があるか否かを判断する。
第3に、実験計画・最適化効果算出部25は、可能性がある場合(ステップS504“Yes”)、ステップS505に進み、それ以外の場合(ステップS504“No”)、追加試行処理手順を終了する。
In step S504, the experiment design / optimization
Second, the experiment design / optimization
Third, the experiment plan / optimization
ステップS505において、実験計画・最適化効果算出部25は、設計値等を調整する。具体的には、実験計画・最適化効果算出部25は、ステップS502において記憶された設計値管理情報31のレコードの設計値欄103を、ステップS504の“第2”における変更後の設計値で更新する。さらに、実験計画・最適化効果算出部25は、関数F(応答曲面)のパラメータをステップS504の“第2”における変更後のパラメータで更新する。
実験計画・最適化効果算出部25は、ステップS503〜S505の処理を未処理の実験計画・最適化手法ごとに繰り返す。その後、追加試行処理手順を終了する。
In step S505, the experiment plan / optimization
The experiment plan / optimization
(本実施形態の効果)
本実施形態の実験支援装置の効果は以下の通りである。
(1)実験支援装置は、実験の実績データに基づき、適切な実験計画・最適化手法を効率的に出力できる。
(2)実験支援装置は、出力するべき実験計画・最適化手法を、その効果に応じて、削除又は追加することができる。
(3)実験支援装置は、実績データと実験計画・最適化手法との関係を予め決定しておくことができる。
(4)実験支援装置は、条件が整えば、最適化された設計値を出力することもでき、そうでなくても、直交表のように設計者の負担を軽減する実験計画を出力することができる。
(Effect of this embodiment)
The effects of the experiment support apparatus of this embodiment are as follows.
(1) The experiment support apparatus can efficiently output an appropriate experiment plan / optimization method based on the experiment result data.
(2) The experiment support apparatus can delete or add the experiment plan / optimization technique to be output according to the effect.
(3) The experiment support apparatus can determine in advance the relationship between the actual data and the experiment plan / optimization technique.
(4) The experiment support device can output an optimized design value if the conditions are met, or otherwise output an experiment plan that reduces the burden on the designer like an orthogonal table. Can do.
なお、本発明は前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る。例えば、前記した実施例は、本発明を分かり易く説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明したすべ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。 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.
また、前記の各構成、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エアで実現してもよい。また、前記の各構成、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エ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、又は、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、製品上必ずしもすべての制御線や情報線を示しているとは限らない。実際には殆どすべての構成が相互に接続されていると考えてもよい。
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 that realize each function can be stored in a recording device such as a memory, a hard disk, or an SSD (Solid State Drive), or a recording medium such as an IC card, an SD card, or a DVD.
In addition, the control lines and information lines are those that are considered necessary for the explanation, and not all the control lines and information lines on the product are necessarily shown. In practice, it may be considered that almost all the components are connected to each other.
1 実験支援装置
11 中央制御装置
12 入力装置
13 出力装置
14 主記憶装置
15 補助記憶装置
21 入力処理部
22 特徴量算出部
23 実験計画・最適化手法選択部
24 実験計画・最適化実行部
25 実験計画・最適化効果算出部
26 出力処理部
31 設計値管理情報
32 特徴量情報
33 実験計画・最適化手法群
DESCRIPTION OF
Claims (5)
前記受け付けた実績データの特徴量を算出する特徴量算出部と、
前記算出した特徴量に応じて実験計画又は最適化手法を選択する実験計画・最適化手法選択部と、
前記選択した実験計画又は前記最適化手法を実行する実験計画・最適化実行部と、
前記実験計画又は前記最適化手法の実行結果に基づき前記実験計画又は前記最適化手法の効果を算出する実験計画・最適化効果算出部と、
前記実験計画又は前記最適化手法に関連付けて前記算出した効果を出力する出力処理部と、
を備えることを特徴とする実験支援装置。 An input processing unit that accepts performance data including product design values and performance values, optimization targets, and constraints;
A feature amount calculation unit for calculating a feature amount of the received record data;
An experiment plan / optimization method selection unit for selecting an experiment plan or an optimization method according to the calculated feature amount;
An experiment plan / optimization execution unit for executing the selected experiment plan or the optimization method;
An experiment plan / optimization effect calculation unit for calculating an effect of the experiment plan or the optimization method based on an execution result of the experiment plan or the optimization method;
An output processing unit for outputting the calculated effect in association with the experimental design or the optimization method;
An experiment support apparatus comprising:
前記効果が所定の基準に達しない実験計画又は最適化手法を削除し、
前記効果が増加する可能性のある実験計画又は最適化手法を追加すること、
を特徴とする請求項1に記載の実験支援装置。 The experiment design / optimization effect calculation unit
Delete experimental designs or optimization methods where the effect does not reach a predetermined standard,
Adding experimental designs or optimization techniques that may increase the effect,
The experiment support apparatus according to claim 1.
前記実績データと前記実験計画又は前記最適化手法との関係を予め定義した情報にしたがって、前記実験計画又は前記最適化手法を選択すること、
を特徴とする請求項2に記載の実験支援装置。 The experiment design / optimization method selection unit
Selecting the experiment plan or the optimization method according to information that defines in advance the relationship between the actual data and the experiment plan or the optimization method;
The experiment support apparatus according to claim 2.
最適計画法、密度による計画法、ベイズ最適化、勾配法、線形計画法、遺伝的アルゴリズム、直交表及び多元配置表のうちから前記実験計画又は前記最適化手法を選択すること、
を特徴とする請求項3に記載の実験支援装置。 The experiment design / optimization method selection unit
Selecting the experimental design or the optimization method from among optimal programming, density programming, Bayesian optimization, gradient method, linear programming, genetic algorithm, orthogonal table and multi-way table,
The experiment support apparatus according to claim 3.
製品の設計値及び性能値を含む実績データ、最適化目標、及び、制約を受け付け、
前記実験支援装置の特徴量算出部は、
前記受け付けた実績データの特徴量を算出し、
前記実験支援装置の実験計画・最適化手法選択部は、
前記算出した特徴量に応じて実験計画又は最適化手法を選択し、
前記実験支援装置の実験計画・最適化実行部は、
前記選択した実験計画又は前記最適化手法を実行し、
前記実験支援装置の実験計画・最適化効果算出部は、
前記実験計画又は前記最適化手法の実行結果に基づき前記実験計画又は前記最適化手法の効果を算出し、
前記実験支援装置の出力処理部は、
前記実験計画又は前記最適化手法に関連付けて前記算出した効果を出力すること、
を特徴とする実験支援装置の実験支援方法。 The input processor of the experiment support device
Accept actual data including product design and performance values, optimization targets, and constraints,
The feature amount calculation unit of the experiment support apparatus includes:
Calculating a feature amount of the received performance data;
The experiment planning / optimization method selection unit of the experiment support device is:
Select an experiment plan or an optimization method according to the calculated feature amount,
The experiment plan / optimization execution unit of the experiment support apparatus is:
Performing the selected experimental design or the optimization technique;
The experiment plan / optimization effect calculation unit of the experiment support device
Calculate the effect of the experiment plan or the optimization method based on the execution result of the experiment plan or the optimization method,
The output processing unit of the experiment support apparatus includes:
Outputting the calculated effect in association with the experimental design or the optimization method;
The experiment support method of the experiment support apparatus characterized by this.
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