JP2924939B2

JP2924939B2 - 制御プログラムモジュ−ルの作成方法およびその装置

Info

Publication number: JP2924939B2
Application number: JP5179560A
Authority: JP
Inventors: カ−ニングハムポ−リック; スミスバリ−
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1992-07-31
Filing date: 1993-07-21
Publication date: 1999-07-26
Anticipated expiration: 2014-07-26
Also published as: US5555199A; DE69330771D1; EP0581723A3; EP0581723B1; EP0581723A2; JPH06168287A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は計算機プログラムの設計
に関連し、特に過去の設計事例のデータを再利用して、
新規の設計仕様に適合する設計結果を生成する制御プロ
グラムモジュール作成方法およびその装置に関するもの
である。

【０００２】

【従来の技術】これまでに多くの物に関する自動設計の
試みがなされている。例えば、欧州特許公報のＥＰ０３
４３６８２Ａ２（三菱）には、設計工程とテスト工程を
合わせることによりテストの効率を改善する自動設計シ
ステムが述べられている。この方式は、計算機プログラ
ムを生成するという観点からは明らかに効率的である。
ところが一方、この方式は、既に存在する設計事例を利
用していない。ここで、設計事例とは、例えば、既に開
発済みの計算機プログラムのうち目標とする計算機プロ
グラムにきわめて類似度が高いもののことをいう。した
がって、前述の方式は、既に存在する事例を利用する方
式とくらべて、よりすぐれているとはいえない。いいか
えると、計算機プログラムを開発する上で、次の様な制
限を受けるため前記方式は利用範囲が狭く有効な方式で
あるとはいえない。この時の制限とは、開発／設計に関
する大量の知識をルールや適用条件の形で全て初めから
作成し蓄える必要があるとういことである。

【０００３】また、英国特許公報のＧＢ２１８７００４
Ｂ（ＳＴＣ）には、既に存在する信号処理のプログラム
モジュールを選択して、目標とするある特定の利用のた
めのシステムを構築する自動検査システムが述べられて
いる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかし、既に存在する
プログラムモジュールはある特定の目標物（設計仕様）
に対し適合するように作成されているために、多くの場
合、既に存在するモジュールをそのまま再利用すること
は困難である。すなわち、これらの場合、既に存在する
モジュールの修正が必要となる。現状ではモジュールの
修正は、直感をたよりにして人間が手作業で行わねばな
らず、このために多大の労力を要するという課題があっ
た。

【０００５】本発明の目的は、専門知識を有する人間と
同じ柔軟な対応が可能で、処理効率の大幅な向上が可能
な自動設計を実現するための処理方式及び装置を提供す
ることにある。すなわち、予め設計に関する多量の知識
を貯える必要がなく、かつ、人間の手作業による修正作
業を極力少なくすることが可能な、既存の設計事例の再
利用による、制御プログラムモジュールの自動作成を電
子計算機で効率的に実行できる制御プログラムモジュー
ルの作成方法およびその装置を提供することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明は、複数の設計段
階を経て作成される設計対象の既作成の設計事例を、上
位の設計事例から順に各設計段階毎の設計仕様と設計結
果を関連付けて記憶手段に格納しておき、作成すべき設
計対象の目標仕様に対し、前記記憶手段に記憶する設計
事例の設計仕様との相違点が最小となる設計事例を前記
記憶手段から抽出し、該抽出された設計事例の設計仕様
と前記作成すべき設計対象における目標仕様との間で仕
様の相違する項目について、設計事例の設計仕様が目標
仕様に適合する様に前記設計仕様と関連づけられた設計
結果に対して修正を行う。そして、該修正した設計結果
を新たな目標仕様として相違点が最小となる次階層の下
位の設計事例を抽出して相違点を修正し、修正した下位
の設計仕様に基づきプログラムモジュールを作成する。

【０００７】また、本発明の作成方法は、より詳細な処
理内容を持つ次のステップからも実現できる。（１）設
計対象の目標仕様を、第1の記憶装置の目標仕様記憶領
域へ書き込む仕様分析ステップ、（２）前記の目標仕様
を読込み、これを元に、第２の記憶装置に保持する設計
事例を抽出するためのアドレスを判定する選択ステッ
プ、（３）前記アドレスを元にして、前記第２の記憶装
置から設計事例を抽出し、該抽出設計事例を前記第1の
記憶装置の抽出設計事例記憶領域へ書き込む抽出ステッ
プ、（４）抽出設計事例を目標仕様に適合するように修
正し、該設計事例の修正結果を設計結果として前記第1
の記憶装置の設計結果記憶領域へ書き込む修正ステッ
プ。

【０００８】本処理は、前記設計事例の選択ステップと
修正ステップからなる処理サイクルを繰返し実行する。
この処理サイクルは、前記第1の記憶装置の目標仕様記
憶領域に対して目標仕様のデータが書き込まれることに
より開始する。

【０００９】また、本方法は、前記第１の記憶装置に、
第2の記憶装置に保持する設計事例の構成情報（設計に
おける目標仕様、中間段階の仕様のいずれかに対応す
る、属性とその属性値の情報及び、中間段階の仕様に対
応する設計結果、及び、これらの仕様に対応する一つ以
上中間段階の仕様あるいは設計結果の関係を示すリンク
情報からなる設計事例の仕様情報）をもつ。この場合、
前記仕様分析ステップにおいて、前記第1の記憶装置の
目標仕様記憶領域に書き込む目標仕様として、前記修正
ステップにて処理した中間段階の仕様を用いる。

【００１０】前記第1の記憶装置は、前記設計結果記憶
領域とは別に、設計事例の修正結果を書き込むための修
正結果記憶領域を有し、全ての設計結果についての修正
結果が該修正結果記憶領域に書き込まれた後に、それら
を合成した結果を設計結果記憶領域に書き込む。

【００１１】また、前記第2の記憶装置に保持する設計
事例のデータとして、個々の設計事例に対応する属性お
よびその属性値の対からなる設計事例の仕様情報を保持
し、かつ、該属性情報の一部により、おのおのの設計事
例を属性毎に分類する分類木からなる分類構造データを
保持し、この記憶装置から目的とする設計事例の記憶さ
れる番地を自動的に判定する前記選択ステップは、目的
仕様における前記の分類木に対応する属性情報を参照す
るサブステップを有する。該サブステップにより複数の
設計事例が選択された場合には、目標仕様に最も類似す
る事例を選択するために、前記分類木にて参照されなか
った事例の属性情報（内部項目）を参照するサブステッ
プを有する。

【００１２】前記抽出ステップにおいて選択した設計事
例を抽出して前記第1の記憶装置の抽出事例記憶領域に
書き込む時に、抽出した事例と目的仕様との間の相違点
を自動的に検知し、事例の修正処理で参照するために、
前記第1の記憶装置の別の領域（修正個所記憶領域）に
相違点を書き込むサブステップを有する。さらに、前記
抽出ステップにおいて、目標仕様と抽出事例の間の相違
点に対応し、前記第2の記憶装置に予め保持する目標仕
様と抽出事例の間の相違点に対して設計事例を修正する
処理プログラムすなわち処理機構（Ａｇｅｎｔ：エージ
ェント）を起動するためのリンクを前記第1の記憶装置
の修正個所記憶領域に書き込むサブステップを有する。

【００１３】また、本発明は、前記仕様分析ステップに
おいて、利用者からの入力にしたがい、詳細化または分
解が可能な高次の目標仕様を、前記第1の記憶装置の目
標仕様記憶領域に書き込むサブステップを有する。ま
た、この書込み処理により、前記高次の目標仕様を自動
分解し、結果を詳細目標仕様として前記第1の記憶装置
の別の記憶領域（詳細目標仕様記憶領域）に書き込む処
理ステップを起動する。

【００１４】さらに、他の観点から、本発明は、作成方
法を実現する装置を提供する。本装置は、以下の構成を
もつ。設計対象の既作成の設計事例を、上位の設計事例
から順に各設計段階毎の設計仕様と設計結果を関連付け
て格納する記憶手段と、作成すべき設計対象の目標仕様
に対し、前記記憶手段に記憶する設計事例の設計仕様と
の相違点が最小となる設計事例を前記記憶手段から抽出
する抽出処理手段、該抽出された設計事例の設計仕様と
前記作成すべき設計対象における目標仕様との間で仕様
の相違する項目について、設計事例の設計仕様が目標仕
様に適合する様に前記設計仕様と関連づけられた設計結
果を修正する修正処理手段と、該修正した設計結果を新
たな詳細な目標仕様に変換し該新たな目標仕様に対し相
違点を修正した下位の設計結果に基づきプログラムモジ
ュールを作成する手段。また、上記の装置はより詳しく
は、次のような構成により実現できる。設計対象の既作
成の設計事例を、上位の設計事例から順に各設計段階毎
の設計仕様と設計結果を関連付けて格納する第1の記憶
手段と、以下の処理機構（Ａｇｅｎｔ：エージェント）
により自由に読込みおよび書き込みが可能な第2の記憶
手段と、該第2に記憶手段に対する作成すべき設計対象
の目標仕様の書き込みにより起動し、該目標仕様を読込
んでこれと前記第1の記憶手段に記憶する設計事例の設
計仕様との相違点が最小となる設計事例を前記第1の記
憶手段から抽出し前記第2の記憶手段のあらかじめ定め
られた領域に書き込む抽出エージェント、該抽出された
設計事例の前記記憶領域への書込みにより起動し、該抽
出された設計事例を読込み、この設計事例の設計仕様と
前記作成すべき設計対象における目標仕様との間で仕様
の相違する項目について、設計事例の設計仕様が目標仕
様に適合する様に前記設計仕様と関連づけられた設計結
果を修正し、この結果を前記第2の記憶手段のあらかじ
め定められた別の領域に書き込む修正エージェント、該
修正した設計結果の前記記憶領域への書込みにより起動
し、該設計結果を新たな目標仕様に変換し該第2に記憶
手段に新たな目標仕様として書き込む仕様分解エージェ
ント、及び、前記修正エージェントにて修正した設計結
果が設計の最終目標物である時に、その上位の設計結果
における他の設計結果との関連を維持した上で該他の設
計結果と組合せ前記第2の記憶手段のあらかじめ定めら
れた領域に書き込む設計結果合成エージェント。ここ
で、前記各エージェントは、前記第2の記憶手段に書き
込まれた情報に応じて自立的に動作する処理プログラム
のことである。

【００１５】また、さらに、本発明は、他の観点から、
次の様な構成による装置である。（１）複数の記憶領域
に分割された記憶装置。分割された領域のうち一つは、
設計事例を保持する設計事例記憶装置から、特定の設計
事例を取り出すために使用する番地の情報を保持する
（設計事例の仕様情報領域）。

【００１６】（２）設計事例を保持する設計事例記憶装
置から、特定の設計事例を抽出する変数（属性およびそ
の値）を決定し、この変数により前記記憶装置の設計事
例記憶領域を参照し設計事例記憶装置に保持する設計事
例を検索する機能を持つ抽出エージェント（設計事例抽
出処理機構）。抽出エージェントは、さらに抽出した設
計事例を前記記憶装置の別の記憶領域である抽出事例記
憶領域に書き込む機能を持つ。

【００１７】（３）抽出された設計事例を読み込み、こ
の設計事例を自動的に修正し、設計事例の修正結果を前
記記憶装置の修正結果記憶領域に書き込む機能を持つ修
正エージェント（設計事例修正機構）。

【００１８】また、この装置は、修正した設計事例を読
み込み、すでに前記記憶装置の修正結果記憶領域に書き
込まれている設計事例の修正結果とを合成しこの結果を
前記記憶装置の別の記憶領域である設計結果記憶領域に
書き込む機能を有する合成エージェント（合成処理機
構）をもつ場合もある。

【００１９】また、この装置は、前記記憶装置の修正結
果保持領域において保持する設計事例の修正結果の一部
分を読み込んで、前記記憶装置の別の記憶領域である目
標仕様保持領域に読み込んだ結果を書き込む機能を有す
る分解エージェント（仕様分解処理機構）を持つことに
より実現される場合もある。これにより、前記の
（２）、（３）からなる新たな設計事例の抽出・修正の
サイクルを開始する。

【００２０】また、この装置は、詳細目標仕様を生成す
るために分解可能な高次の目標仕様を読み込む機能及
び、詳細目標仕様を前記記憶装置の目標仕様記憶領域に
書き込む機能を有する分析エージェント（仕様分析処理
機構）を持つことによっても実現できる。

【００２１】

【作用】本発明による作成方法は、複数の設計の段階に
おける設計仕様とその設計結果を関連付けて記憶手段に
格納し、設計の各段階毎に目標仕様と事例の設計仕様と
の間の相違点を逐次修正することにより、修正が発生す
るたびに修正後の設計仕様に適合する設計事例の抽出が
可能である。これにより、設計の各段階における微少な
設計仕様の置換えなどの単純な処理を行うだけで、設計
の目標仕様に一致する設計結果を作成することが可能で
ある。これは言い換えると、従来のような設計結果に対
する大幅な修正を行うことなく、さらに、より多様な設
計仕様に対して設計結果を自動的に作成することができ
るということである。また、本発明は、この様な段階的
な設計事例の再利用を実現する場合に、大きな障害とな
る各処理の制御を、エージェント化した処理プログラム
を用いることにより、単純な構成で実現することを可能
としている。また、本方法は、前記（１）設計対象の目
標仕様の、記憶装置の目標仕様記憶領域への書き込み、
（２）目標仕様の参照による、設計事例記憶装置に保持
する設計事例の番地の自動判定、（３）設計事例記憶装
置からの設計事例の抽出、および、該抽出設計事例の記
憶装置の抽出設計事例記憶領域への書き込み、（４）抽
出設計事例の目標仕様への修正、および、該設計事例の
修正結果の目標仕様としての記憶装置の目標仕様記憶領
域への書き込み、の処理ステップを持つことにより、目
標仕様に類似する、過去に設計した設計事例を抽出し、
かつ、該設計事例を目標仕様に適合するように修正する
ことが可能となる。

【００２２】また、本方法は、前記設計事例の選択処理
と修正処理を繰返し実行し、該繰返し処理は、記憶装置
の目標仕様記憶領域への目標仕様の書き込みにより開始
することにより、再帰的な処理が可能となる。

【００２３】また、本方法は、設計事例記憶装置の、保
持する設計事例の構成情報をもつ構造と、目標仕様の書
き込み処理のステップは、事例の抽出、修正結果の詳細
化あるいは分解が可能な目標仕様の設計事例としての書
き込みを実行することにより、再帰的かつ段階的な処理
が可能となる。

【００２４】また、本方法は、設計事例の修正結果を、
記憶装置の修正結果記憶領域に保持し、設計事例の修正
結果は目標仕様の他の部分に対する修正結果と合成され
た後に、記憶装置の合成結果記憶領域に書き込むことに
より、再帰的に詳細化した設計結果を合成することが可
能となる。

【００２５】また、本方法は、設計事例記憶装置に前記
の分類構造を持たせ、設計事例記憶装置における目的と
する設計事例の記憶される番地を自動的に判定するステ
ップに、目的仕様の分類項目を参照するサブステップを
含み、さらに、この場合、設計事例記憶装置に保持され
る事例は、前記構成情報をもつ構造により関係づけ、そ
して、設計事例の選択において目的仕様に最も類似度が
高い設計事例の判定用の内部項目を参照するサブステッ
プをもつことにより、目的仕様に最も類似度が高い設計
事例を選択することが可能となる。

【００２６】また、本方法は、選択した設計事例を抽出
して記憶装置の設計事例記憶領域に書き込むステップに
おいて、抽出した事例と目的仕様との間の相違点を自動
的に検知するサブステップを含み、そして、事例の修正
処理で参照するため、記憶装置に相違点を修正処理呼出
し情報として書き込むことにより、効率的に設計事例の
修正処理を実行可能となる。

【００２７】また、本発明は、目標仕様を記憶装置の目
標仕様記憶領域に書き込むステップにおいて、利用者が
入力する詳細化または分解が可能な高次の目標仕様を、
記憶装置の目標仕様記憶領域に書き込むサブステップが
含み、このステップにつづいて、前記高次の目標仕様を
自動分析し、結果として得られる詳細目標仕様を記憶装
置の別の目標仕様記憶領域に書き込み、そして、この詳
細目標仕様を、以降の設計処理において利用することに
より、段階的でかつ再帰的な処理が可能となる。

【００２８】さらに、本発明は、前記の（１）複数の記
憶領域に分割された記憶装置、（２）設計事例記憶装置
に保持される設計事例を検索する変数を決定し、記憶装
置の設計事例記憶領域を参照し設計事例記憶装置を検索
する機能を持つ抽出エージェント（設計事例抽出処理機
構）、（３）抽出された設計事例を読み込み、この設計
事例を自動的に修正し、設計事例の修正結果を記憶装置
の修正結果記憶領域に書き込む機能を持つ修正エージェ
ント（設計事例修正処理機構）、を持つことにより、過
去の設計事例を利用する処理を実行する装置の提供を可
能とする。

【００２９】また、この装置は、修正した設計事例を読
み込み、すでに記憶装置の修正結果記憶領域にに書き込
まれている設計事例の修正結果と合成するために修正さ
れた結果を記憶装置に書き込む機能を有する合成エージ
ェント（結果合成機構）をもつことにより、再帰的な処
理を実現可能とする。

【００３０】また、この装置は、設計事例の抽出と修正
とから成る新たな繰返し処理を開始するために、記憶装
置の修正結果保持領域において保持する設計事例の修正
結果の一部分を読み込んで、前記記憶装置の目標仕様保
持領域に読み込んだ結果を書き込む機能を有する分解エ
ージェント（仕様分解処理機構）を持つことにより、段
階的な処理を可能とする。

【００３１】また、この装置は、目標仕様を読み込む機
能と、詳細目標仕様を記憶装置の目標仕様記憶領域に書
き込む機能を有する分析エージェント（仕様分析処理機
構）を持つことにより段階的な処理を可能とできる。

【００３２】本発明は、以上に説明した処理方法あるい
は装置により、既に特定の目標物に対し適合するように
作成された設計事例を利用し、それらを修正することに
より、目的とする設計結果を自動的に生成することが可
能となる。

【００３３】すなわち、本発明は、人間の専門知識の応
用自在性を備え、かつ処理効率の大幅な向上が可能な自
動設計や製品開発の処理方法及び装置を提供することが
可能とする。

【００３４】

【実施例】以下本発明の一実施例を図１乃至図９を用い
て説明する。

【００３５】図１は、本発明の一実施例に係る制御プロ
グラムモジュールの作成装置の構成を示す図である。図
１において、参照番号１は、本発明の処理を実行する装
置を示している。ここで目的とする設計作業は、運搬装
置などに関する制御を実行するためのソフトウェアの設
計作業である。以下、多様な作業を実現するソフトウェ
アの自動生成を対象とした実施例を説明する。なお、本
発明は他の分野（別の操作対象を制御するプログラム）
における設計問題に対しても適用可能である。

【００３６】装置１は、記憶装置２、記憶装置３および
相互に接続された複数の処理装置または処理プログラム
（エージェント）４で構成される。５は自動設計処理の
結果の出力を示す。

【００３７】さらに、記憶装置２は、設計対象に関する
情報（設計対象モデル）を保持する領域６と、処理プロ
セスにおける作業情報を保持する複数のパネルからなる
領域７とに分割される。設計対象モデル６は、自動設計
装置１において、参照する情報を保持する。領域７を構
成する複数のパネルのうち、パネル８は設計事例記憶装
置３に保持する設計事例を参照するための番地等の設計
事例の仕様情報をもつ。設計事例記憶装置３は、過去に
目標仕様が異なる複数の対象に対して設計を行った結果
を多量の設計事例として保持する。

【００３８】図２は、前記パネル８に保持する設計事例
の仕様情報を詳細に示したものである。この事例の仕様
情報１０は、分類項目（選択基準）に基づき相互接続さ
れた分類（”ｉｓａ”）構造の分類節点（ノード）を
もつ。これらの分類節点は事例を選択するための基準を
与える。（図2左部分に示すように、この分類木の末端
の節点には、記憶装置３に保持する設計事例を抽出する
ためのアドレスの情報が保持される。つまり、分類節点
間のパスにしたがい、目標とする事例が持つ属性と一致
する分類節点をたどることにより、類似する事例のアド
レスを得ることができる。また、図2右部分に示すよう
に、各事例には選択基準を与える属性とその値、およ
び、選択基準以外に補助的に使用する属性とその値の情
報が付与してある。つまり、設計事例の仕様情報１０に
おける分類節点は、この事例を選択基準属性毎にまとめ
た結果を表している。）ここで、事例とは、ある特定の
目標仕様に対してあらかじめ作成された具体的な部分ソ
フトウェアのデータのことである。また、新規に設計し
た設計事例を追加する場合には、その設計事例は、新規
の末端節点として加えられる。図２右部は、設計事例
「アンロード＊１」に対するそれぞれの分類項目つまり
事例の属性およびその値を示している。本実施例におい
て設計事例に対応する末端の節点は、設計の上位の段階
における設計結果、つまり分解可能な設計事例（上位仕
様事例）とその上位仕様を詳細化した結果である詳細事
例の二種類が存在する。しかし、もし必要であれば、こ
の二種類以外に設計の中間段階に対する事例を含ませる
ことも可能である。

【００３９】図３は、設計の上位仕様事例の例１１を示
している。この例は、図2の右部に示した設計事例「ア
ンロード＊１」に対応しており、図2の右下に黒丸とし
て示してある「設計結果」の各節点の部分を詳細に示し
たものである。設計の上位仕様事例１１は直接的に詳細
事例を抽出する情報、すなわち、設計事例記憶装置３に
格納する、上位仕様に直接対応した設計結果、つまり、
プログラムを抽出するためのアドレスを持たない。しか
し、詳細事例を定義する変数の関係情報、つまり、詳細
事例の特徴情報、すなわち、下位の詳細事例を選択する
ための属性とその値の情報を持っている。これらの関係
情報の利用により、目標仕様に最も相似する事例を多量
の詳細事例の中から選択することが可能となり、自動設
計処理の過程において大幅な柔軟性を持たせるができ
る。すなわち、本発明では、自動設計プロセスにおい
て、設計の上位仕様事例に対する修正が、詳細事例の抽
出で使用する属性値の修正を含むことにより自動設計の
実現が可能となっている。以下では、自動設計プロセス
における処理の制御方法について説明する。なお、図3
において、各節点の上部に記述した「下降＊１」や「移
動＊１」は、以下の説明で用いるための設計事例の対し
て付与した名称である。

【００４０】次に、制御プログラムモジュールの作成装
置１における処理プロセスを図４を用いてより詳細に説
明する。図４においてエージェント２５〜２９と表示パ
ネル８、２０、２２〜２４の間を結ぶ矢印は、本実施例
における自動設計プロセスのにおける各エージェントと
パネルとの間のデータの授受の関係を示している。ここ
で、図４における参照番号は、前述の図における参照番
号と同一のものを用いている。記憶装置７は、処理の開
始時において空（何も書き込まれていない状態）である
結果用パネル２０を含む。ここで、結果用パネルとは、
単に記憶装置 7上の特定の領域をさすものである。結果
用パネル２０と事例用パネル８のほかに、抽出事例用補
助パネル２２（ａ）と、選択用補助パネル２２（ｂ）
と、修正結果用補助パネル２２（ｃ）からなる修正パネ
ル２２を用いる。これらの補助パネルは、いずれも処理
の開始時には空（何も書き込まれていない状態）であ
る。また、これらの補助パネルも単に記憶装置上の特定
の領域をさすものである。記憶装置７の他の領域には、
詳細仕様用パネル２３と目標仕様用パネル２４用の一時
データ記憶領域を持つ。

【００４１】自動設計装置１のエージェント４は、分析
エージェント（分析処理機構）２５と、抽出エージェン
ト（抽出処理機構）２６と、修正エージェント（修正処
理機構）２７と、合成エージェント（合成処理機構）２
８と、分解エージェント（分解処理機構）２９とからな
る。それぞれのエージェントにおける処理の内容を以下
で説明する。

【００４２】事例用パネル８は、自動設計プロセスの開
始時に初期化される。つまり、事例用パネル８には、設
計事例の仕様情報１０が記憶され、この設計事例の番地
管理機能を参照することにより、処理装置各エージェン
ト２５〜２９は事例を抽出することができる。本実施例
における自動設計プロセスは、目標仕様用パネル２４に
高次の目標仕様を書き込むことにより開始する。

【００４３】まず、分析エージェント２５が、目標仕様
用パネル２４に書き込まれた高次の目標仕様を読みだし
て、これをより詳細なフレーム型の記述形式に変換す
る。すなわち、この変換処理では、目標仕様を仕様の種
類毎に予め定義した属性とその値からなるフレーム形式
のデータに変換し、また、その属性値が目標仕様から直
接得られないものについて、その値を設計対象情報６か
ら抽出しデータをセットする。この結果として選られる
詳細仕様は、詳細仕様用パネル２３に書き込まれる。具
体的な処理は後で例を用いて説明する。

【００４４】次に、抽出エージェント２６は、詳細仕様
を読み込み、この詳細仕様の分類項目データ、すなわ
ち、事例を選択するための属性およびその値をもとに設
計事例の仕様情報１０を参照して事例の候補の検索を行
う。次に、抽出エージェント２６は、パネル２３の属性
値データを用い、相違点が最少となる設計事例を判定す
る。この処理により、設計事例が抽出される。詳細仕様
と抽出した設計事例との間で属性値の相違する属性と一
致する属性の情報を持つ関係データが生成される。抽出
された設計事例は、修正用パネル２２の抽出事例用パネ
ル２２（ａ）に、また、前記の値が相違する属性の関係
データは関係情報用パネル２２（ｂ）にそれぞれ書き込
まれる。

【００４５】多くの場合、抽出された設計事例は、目標
とする仕様を満たさないため、引き続き修正処理が必要
となる。本実施例では、修正処理は、自動処理と対話型
処理の両方を考慮している。

【００４６】修正エージェント２７は、まず、抽出され
た設計事例に対する目標仕様との相違点を最少とする修
正処理を実行する。修正エージェント２７は、設計対象
情報６に保持する設計対象知識を用いて、抽出された設
計事例に対して詳細な修正を自動的に施す複数のサブプ
ロセスを含む。これらの処理の結果、設計事例の修正結
果が生成される。ここで、設計事例の自動修正結果が目
標仕様と一致しない場合には、自動設計装置の利用者と
の対話的修正処理を行う。多くの場合、設計事例は自動
的に修正され、利用者との対話処理を必要なときだけに
限定する本実施例における制御プログラムモジュールの
作成装置は、このような設計の中間段階における修正を
行うことにより大きな柔軟性を持つことができる。

【００４７】分解エージェント２９における処理は、修
正した上位仕様事例にに対応する詳細事例の仕様を読み
こみ、これを目標仕様用パネル２４に順に書き込む処理
を含む。この処理により、新たな分析エージェント、抽
出エージェントと、修正エージェントによる処理プロセ
スが開始する。合成エージェント２８は、結果用パネル
２０の結果部品を合成する処理を行う。

【００４８】以下、本発明の一実施例に関する自動設計
プロセスの過程を図５乃至図９に示す具体例を用いて説
明する。説明に用いる例は、図５に示す鉄鋼圧延設備に
おいて鉄板をロール状に巻いた材料コイルを運搬装置を
操作して圧延機の払出装置に取付けまたは取り外しする
際に制御装置で実行するソフトウェアの生成を対象とし
た自動設計に関するものである。以下では、目的とする
ソフトウェアの仕様を、速度切替器を有する運搬装置を
用いて払出装置（リール）にあるスプールの材料待機位
置（スキッド）までの運搬を実現するものとして説明す
る。また、このときセンサ１とセンサ２の二つの検出器
を用いるものとする。前記操作は、運搬装置の台車の払
出装置への移動と、スプールの高さへの台車（リフタ
ー）高さ調整操作を含む。これらの操作の結果、スプー
ルは台車の上に乗せられる。ここで、台車は運搬物を材
料待機位置までの運搬に用いる。この運搬装置の制御は
検出器の信号を参照して実行する。たとえば、運搬装置
を払出装置まで移動するため操作は以下のようになる。
まず、台車を前進させる。次に、払出装置にある検出器
が運搬装置の到着を検知する。最後に検出器の信号をト
リガとして台車を停止される。この一連の動作を実現す
るプログラムは設計事例「前進＊１」として蓄えられ
る。

【００４９】本実施例の自動設計プロセスにおける、第
1段階の処理プロセスでの記憶装置２の状態、つまり、
記憶するデータの概要を、図６に示す。この処理プロセ
スは目標仕様が初めにパネル２４に書き込まれることに
より開始する。この目標仕様は、分析エージェント２５
にり詳細仕様用パネル２３に例を示すようなフレーム構
造を持った内部データに変換する。これにより起動する
抽出エージェント２６の処理により、事例「アンロード
＊１」が選択され（図２および図３を参照）、抽出事例
用補助パネル２２（ａ）に抽出した事例が書き込みされ
る。この抽出設計事例は、制御プログラムの操作の対象
とする台車、の仕様がそれぞれ「台車＊１」、「リフタ
ー＊１」である点を除いて目標仕様と一致する設計事例
である。ただし、「台車＊１」は、速度変速機なしの台
車であり、「台車＊２」は速度変速機ありの台車であ
る。リフターについても同様に速度変速機の有無が相違
する。この相違点は、抽出エージェント２６により検知
され、関係情報用補助パネル２２（ｂ）に書き込まれ
る。この書込み処理により、修正エージェント２７が、
関係情報用補助パネル２２（ｂ）のデータを読み込み、
この情報を修正結果用補助パネル２２（ｃ）に示すよう
に「アンロード＊１」の関係情報の変更に利用する。修
正された上位の設計事例は、合成エージェント２８によ
り取り出され結果用パネル２０に書き込まれる。

【００５０】分解可能な上位仕様事例作成、つまり、事
例の抽出・修正の完了により、この上位仕様に対する下
位の詳細事例を抽出、修正する新たな処理プロセスが開
始する。この上位仕様事例は、この処理プロセスにおけ
る分解／合成用のひな型として利用する。

【００５１】図７は、前述の第１段階における処理プロ
セスに続く第２の処理プロセスにおける記憶装置２の状
態を示す。この処理プロセスにおいては、結果分解エー
ジェント２９が、目標仕様用パネル２４に第一番目の詳
細設計事例を抽出するための目標仕様を書き込む。この
処理をきっかけにして、事例記憶装置１０から適切な設
計事例の分析、抽出、修正エージェントが起動される。
この第２の処理プロセスで取り扱うのは詳細事例であ
る。したがって、合成エージェント２８は、設計事例の
修正結果を合成して、上位の設計事例の対応する位置に
代入する。すなわち、この処理は図７に示すように、パ
ネル２２（ｃ）に示す設計事例の修正結果の結果用パネ
ル２０への書き込みをおこなう。

【００５２】設計事例「アンロード＊１」は、もとも
と、その詳細事例として「下降＊１」との関係情報を持
っていた（図３参照）。しかし、処理プロセスにおける
抽出操作は、「下降＊１」よりも目標に対する仕様の一
致点が多いために、詳細事例「下降＊４」を選択する。
すなわち、「下降＊１」の仕様、つまり、属性値が「リ
フター＊１」、「下降限」である（図３参照）に対し、
事例「下降＊４」のそれは、「リフター＊２」、「下降
限」（図7 ２２a参照）であり、「リフター＊１」の部
分が仕様と相違する事例「下降＊１」よりも、全ての属
性値が一致する「下降＊４」の方がより類似度が高い事
例として選択する。したがって、本処理のように、関係
情報項目を用いた設計事例の表現形式持つことにより、
修正問題等に対する柔軟性が向上できる。上位の設計事
例に対して詳細事例を直接的に結び付ける方式と比較す
ることにより、本実施例による方式の優位性を理解する
ことができる。

【００５３】第１段階における処理プロセスの場合と同
様に適切な詳細事例を修正する第ｋ番目の繰返し処理プ
ロセスにおける記憶装置２の状態を図８に示す。これ
は、目標仕様に一致する設計事例が存在しないため、詳
細事例の修正を実行する必要がある場合の例である。初
めの分解可能な上位の目標仕様の修正の場合と同様に、
抽出した設計事例と目標仕様との間の相違点を修正する
ため、属性値の単純な置換えによる事例修正を実行す
る。つまり、動作の目標地点（移動先属性の値）を、
「スプールスタンド」から「スキッド＊１」に変更す
る。修正結果は、結果用パネル２０で合成される。図９
に設計の最終結果の例を示す。このようにして生成され
た設計結果は、目標仕様として定義したような操作の実
行に最適なものである。

【００５４】

【発明の効果】本発明による制御プログラムモジュール
の作成方法は、人間が行うのと同様に既存の設計事例を
利用することにより達成されている。また、プロセスの
過程の段階的な詳細化を行う繰返し処理によっても達成
される。さらに、既存の設計事例を利用する方法は、以
下の理由から非常に有効である。まず第１に、設計事例
が「設計事例抽出のための分類構造」と「設計事例の詳
細化のための設計事例の構成情報」を持つように構築さ
れている点にある。つまり、「設計事例抽出のための分
類構造」な構造を持つことにより設計事例の効率的な抽
出が可能となる。また、「設計事例の詳細化のための設
計事例の構成情報」をもつ構造により、上位の設計事例
と詳細事例との関係づけにおける柔軟性が実現され、目
標仕様の適合のために必要となる設計事例の修正を最小
限おさえることができる。利用者が対話的な処理に参加
するのは、設計事例の修正のプロセスだけである。そし
て、「設計事例の詳細化のための設計事例の構成情報」
をもつ構造により設計事例の情報を最少にすることが可
能である。また、繰返しに含まれる処理は、可変であ
る。たとえば、上位の階層の設計事例と詳細の階層の設
計事例に対し、別の階層が追加される場合、次の上位の
階層の設計事例を目標仕様として入力する処理がなされ
る前に、ある上位の事例に対してすべての詳細事例が抽
出される。同様に、すべての他の設計事例が同一の階層
となるまで、各エージェントはそれより下の階層の処理
を実行しない。

【００５５】互いに独立なエージェント（処理機構）を
用いることにより、段階的な詳細化の繰返し処理の制御
が可能となる。また、本発明では、これらの繰返しにお
ける処理間の情報伝達は記憶装置を介して実現してい
る。このような単純化により、効率的な処理が可能とな
る。

【００５６】本発明において、その構成や詳細な処理あ
るいはプロセスは、前記実施例だけに限定されず、可変
である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の１実施例に係る制御プログラムモジ
ュールの作成装置の構成を示す図である。

【図２】本発明に係る設計事例記憶装置における設計
事例の格納方法を示す図である。

【図３】本発明に係る設計事例記憶装置に格納される
設計事例の一例を示す図である。

【図４】本発明に係る詳細な装置の構成と、自動設計
処理の実行の過程における装置の操作を示す図である。

【図５】制御ソフトウェアの設計の対象となる運搬装
置を説明する図である。

【図６】本実施例の処理操作の過程における記憶装置
の内容を示す図である。

【図７】本実施例の処理操作の過程における記憶装置
の内容を示す図である。

【図８】本実施例の処理操作の過程における記憶装置
の内容を示す図である。

【図９】本実施例で説明する装置による処理の結果生
成される設計結果を示す図である。

【符号の説明】

１…制御プログラムモジュールの作成装置、２、３…
記憶装置、５…自動設計結果、６…設計対
象モデル情報保持領域、７…パネル領域、８、２０、
２２〜２４…表示パネル、１０…設計事例の例、１１
…上位設計事例の例、４、２５〜２９…処理機構

フロントページの続き (56)参考文献ＡｒｔｉｆｉｃｉａｌＩｎｔｅｌｌｉｇｅｎｃｅｉｎＤｅｓｉｇｎ ’ 91，ｐ137−150，Ｍ．Ｌ．Ｍａｈｅｒｅｔａｌ．，”ＣＡＤＳＹＮ：ｕｓｉｎｇｃａｓｅａｎｄｄｅｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎｋｎｏｗｌｏｄｇｅｆｏｒｄｅｓｉｇｎｓｙｎｔｈｅｓｉｓ" 人工知能学会知識ベースシステム研究会資料 17 39−48頁服部雅一ほか「事例ベース推論による機械設計モータ設計支援システム」人工知能学会知識ベースシステム研究会資料 17 49−58頁森下太朗ほか「構造写像を利用した事例ベース推論システム」 (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) G06F 17/50 G06F 9/06 530 G06F 9/44 550 ＪＩＣＳＴファイル（ＪＯＩＳ)

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】複数の手順からなる設計対象の既作成の
設計事例を上位の設計事例から段階的に詳細化して階層
化された既作成の設計事例を記憶手段に格納しておき、
作成すべき設計対象の目標仕様に対し相違点が最小とな
る上位の設計事例を抽出し、抽出された設計事例の設計
仕様と目標仕様の相違点の修正を行い、修正した修正目
標仕様の詳細仕様に対し相違点が最小となる次階層の下
位の設計事例を抽出して相違点を修正し、修正した下位
のに基づきプログラムモジュールを作成するようにした
ことを特徴とする制御プログラムモジュールの作成方
法。
【請求項２】請求項１において、修正した上位あるい
は下位の設計仕様を前記記憶手段に記憶して設計事例と
して用いるようにしたことを特徴とする制御プログラム
モジュールの作成方法。
【請求項３】複数の手順からなる設計対象であって、
かつ、複数の設計段階を経て作成される設計対象の既作
成の設計事例を、上位の設計事例から順に各設計段階毎
の設計仕様と設計結果を関連付けて記憶手段に格納して
おき、作成すべき設計対象の目標仕様に対し、前記記憶
手段に記憶する設計事例の設計仕様との相違点が最小と
なる設計事例を前記記憶手段から抽出する抽出ステッ
プ、該抽出された設計事例の設計仕様と前記作成すべき
設計対象における目標仕様との間で仕様の相違する項目
について、設計事例の設計仕様が目標仕様に適合する様
に前記設計仕様と関連づけられた設計結果を修正する修
正ステップ、該修正した設計結果を新たな目標仕様に変
換する仕様分解ステップ、及び、前記修正ステップにて
修正する設計結果が設計の最終目標物である時に、その
上位の設計結果における他の設計結果との関連を維持し
た上で該他の設計結果と組合せる設計結果合成ステップ
とで構成することを特徴とする制御プログラムモジュー
ルの作成方法。
【請求項４】複数の手順からなる設計対象の既作成の
設計事例を上位の設計事例から段階的に詳細化して階層
化された既作成の設計事例を格納する記憶手段と、作成
すべき設計対象の目標仕様に対して相違点が最小となる
設計事例を抽出する抽出処理手段と、抽出された設計事
例と目標仕様の相違点の修正を行い、前記記憶手段に記
憶される修正処理手段と、前記修正処理手段によって修
正された修正目標仕様の詳細仕様に対し相違点を修正し
た下位の設計仕様に基づきプログラムモジュールを作成
する手段を具備することを特徴とする制御プログラムモ
ジュールの作成装置。
【請求項５】複数の手順からなる設計対象であって、
かつ、複数の設計段階を経て作成される設計対象の既作
成の設計事例を、上位の設計事例から順に各設計段階毎
の設計仕様と設計結果を関連付けて格納する第1の記憶
手段と、下記の処理エージェントにより自由に読込みお
よび書き込みが可能な第2の記憶手段と、該第2に記憶手
段に対する作成すべき設計対象の目標仕様の書き込みに
より起動し、該目標仕様を読込んでこれと前記第1の記
憶手段に記憶する設計事例の設計仕様との相違点が最小
となる設計事例を前記第1の記憶手段から抽出し前記第2
の記憶手段のあらかじめ定められた領域に書き込む抽出
エージェントと、前記抽出エージェントによって抽出さ
れた設計事例の前記記憶領域への書込みにより起動し
て、抽出された設計事例を読込み、この設計事例の設計
仕様と前記作成すべき設計対象における目標仕様との間
で仕様の相違する項目について、設計事例の設計仕様が
目標仕様に適合する様に前記設計仕様と関連づけられた
設計結果を修正し、この結果を前記第2の記憶手段のあ
らかじめ定められた別の記憶領域に書き込む修正エージ
ェントと、前記修正エージェントによって修正された設
計結果の前記記憶領域への書込みにより起動して、前記
修正設計事例を新たな目標仕様に変換し該第2の記憶手
段に新たな目標仕様として書き込む仕様分解エージェン
トと、前記修正エージェントにて修正した修正設計事例
と他の設計事例とを組合せて前記第2の記憶手段のあら
かじめ定められた記憶領域に書き込む設計事例合成エー
ジェントとを具備することを特徴とする制御プログラム
モジュールの作成装置。