JP3557717B2 - Design support method and device - Google Patents

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【0001】
【産業上の利用分野】
本発明は、企業や工場等において用いられる製品の設計支援方法および設計支援装置に関し、特に、複数の設計プロセスに分割・分担して設計が進められる製品設計において、プロセス間の連携効率を向上できる設計支援方法および設計支援装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
複数の設計プロセスに分割・分担して進められる製品設計等のプロジェクトを管理するための代表的方式として、PART/CPMが周知である。1959年にペンシルバニア大学のジョン・プレスパー・モークレー(John Presper Mauchley)博士により開発されたCPM(Crotical Path Method)およびポラリス潜水艦プロジェクトのコンサルタントであったウイラード・フレーザー(Williand Frazer)によって発展したPERT(Program Evalutional and Review Technique)は、プロジェクトをタスクの集合と見なし、個々のタスクの先行関係と所要工数、資源の関係から プロジェクト全体の日程に影響を持つクリティカルパスを求め、このクリティカルパスを重点的に管理することで開発期間を遅延ないようにプロジェクトを進め得る手法である。
【0003】
一方、設計対象物のモデルを複数部署で共有し、プロセス間の連携を支援する方式も提唱されている。
【0004】
デニス・バーラー(Dennis Bahler)、ジム・ボウエン(Jim Bowen)等は”コンカレントエンジニアリングのための制約ネットワーク(Constraint Networks For Concurrent Engineering)”と題するASME DE(American Society of Mechanical Engineering ,Design Engineering Div.)1990 vol.29.P.59−67の記事で、設計対象(製品)を規定する属性と、それら属性間に存在する制約条件とによって製品をモデル化し、設計者が入力した属性の値に基づいて、制約条件が起動され未決定の属性の値を逐次決定する制約伝播により、設計案を得たり、複数の設計部門や多観点からの仕様検討を同時に行ったり、仕様変更を関連部署に迅速に連絡したりするシステムを提案している。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
上記従来技術は、以下の点について問題がある。
【0006】
PART/CPMでは、プロジェクトを構成するタスクの先行関係モデルを開発対象製品にあわせて作成する必要がある。また、プロジェクトが正確に管理できるためには、詳細なタスク抽出が要求される。このためプロジェクト管理用のモデル構築に多大な工数がかかる。
【0007】
またPART/CPMでは、製品の設計段階で頻繁に繰り返される試行錯誤に伴う、仕様変更や部分的設計やり直し等の、タスクの先行順序のサイクルを扱うことが出来ない。このため、同時に着手可能な複数のタスクが有った場合、先に行うべきタスク(サイクルの発生に関わるような重大なタスク)を後回しにしてしまい、後になってから問題が発覚し、他部署の設計にまで問題が波及することによる時間ロスや、関連部署における仕様待ち停滞を招いていた。
【0008】
一方、制約ネットワークにより設計対象物をモデル化し、このモデルを複数部署、複数観点からの設計で共有する方式について考える。制約ネットワークは設計属性を制約に従って決定する設計手順モデルと見なすことができ、詳細なタスクの先行関係を表現可能である。ところが、ここで扱われる制約は演算式として定義する方法しかないため、定式化できない部分の多い設計問題には適用できないのが現状である。
【0009】
また、この仕組みは日程的なプロジェクト管理とリンクしたものではない。
【0010】
本発明の第1の目的は、上記従来技術の欠点を解決し、製品の設計対象物のモデルを基に、プロジェクト管理用のモデルを迅速に生成し、このモデルを用いて、設計プロセスあるいは設計部署間の連携効率を向上可能な設計方式を提供することにある。
【0011】
本発明の第2の目的は、そのような設計方式を実施するのに好適とされた設計支援装置を提供することにある。
【0012】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明は、設計プロセス毎の個々のタスクを、入力属性、出力属性および入出力間の関係式あるいはアクティビティとして表現した制約およびその所要工数を予め記憶した状態で、複数の設計プロセスに関する制約を読み込み、個々の制約の入出力属性の対応付けを行うことで全設計プロセスを通した制約グラフを生成する第1のステップと、
上記制約グラフと上記制約所要工数から、制約グラフ中のクリティカルパスを算出するクリティカルパス計算ステップと、
上記制約グラフ中にサイクルが存在するか否か検出するサイクル検出ステップと、
上記制約グラフの中で、同時に起動可能になる制約が複数存在する場合には、クリティカルパスに関連するパス上にある制約の優先度を上げる、あるいは、上記サイクル検出においてサイクルが検出された場合には、サイクル上にある制約の優先度を上げる処理を行う制約優先度決定ステップと、
各設計プロセスにおいて、属性値の入出力を行うステップと、設定済の属性からどの制約が実行可能か判断する実行可能制約抽出ステップと、
上記実行可能制約の抽出において、実行可能な制約が複数検出された場合、上記制約優先度決定ステップにより決定された優先度に従い制約優先順序を判定する制約優先順序判定ステップと、
上記制約優先順序判定により決定された制約を読み出し、制約が関係式(演算式)の場合には、出力属性値を計算し、制約がアクティビティの場合には、作業指示項目としてアクティビティ名称を設計者に対して表示する制約伝播/作業指示ステップと、
上記制約伝播/作業指示の結果、得られた属性値が矛盾していないかチェックする矛盾検出ステップを含むようにして、
複数の設計プロセスにまたがってタスクの先行関係を把握しトータルな設計期間短縮の観点から決定された優先順序に基づき個別設計プロセスのタスクを実行させることで設計プロセス間の連携効率を良好にする。
【0013】
これらの動作を実行する設計支援装置の構成としては、設計プロセス毎の個々のタスクを、入力属性、出力属性および入出力間の関係式あるいはアクティビティとして表現した制約として記憶しておく設計制約記憶手段と、
各制約を実行した場合の所要工数を記憶しておく制約所要工数記憶手段と、
複数の設計プロセスに関する制約を上記設計制約記憶手段から読み込み、個々の制約の入出力属性の対応付けを行うことで全設計プロセスを通した制約グラフを生成する制約グラフ展開手段と、
上記制約グラフと上記制約所要工数から、制約グラフ中のクリティカルパスを算出するクリティカルパス計算手段と、
上記制約グラフ中にサイクルが存在するか否か検出するサイクル検出手段と、上記制約グラフの中で、同時に起動可能になる制約が複数存在する場合には、クリティカルパスに関連するパス上にある制約の優先度を上げる、あるいは、上記サイクル検出手段においてサイクルが検出された場合には、サイクル上にある制約の優先度を上げる制約優先度決定手段と、
各設計プロセスにおいて、属性値の入出力を行う手段と、設定済の属性から上記設計制約記憶手段中のどの制約が実行可能か判断する実行可能制約抽出手段と、
上記実行可能制約抽出手段において、実行可能な制約が複数検出された場合、上記制約優先度決定手段により決定された優先度に従い制約優先順序を判定する制約優先順序判定手段と、
上記制約優先順序判定手段により決定された制約を読み出し、制約が関係式(演算式)の場合には、出力属性値を計算し、制約がアクティビティの場合には
、作業指示項目としてアクティビティ名称を設計者に対して表示する制約伝播/作業指示手段と、
上記制約伝播/作業指示の結果、得られた属性値が矛盾していないかチェックする矛盾検出手段とを有する。さらにLAN構成や通信ネットワークシステムによるEOA(エンジニアリングOA)システム、遠隔通信システム構成も可能であり、以下のような構成が可能である。
【0014】
各設計プロセスに対応して夫々通信制御手段を介して接続したワークステーションもしくはパソコン、該ワークステーション間を結合する信号伝送路、該信号伝送路に接続した少なくとも1つの中心ワークステーションもしくはパソコンからなり、上記設計プロセス毎のワークステーションは夫々少なくとも上記の属性値の入出力を行う手段、設計制約記憶手段、実行可能制約抽出手段、制約優先順序判定手段、制約伝播/作業指示手段および矛盾検出手段を有し、上記中心ワークステーションは少なくとも上記の制約グラフ展開手段、クリティカルパス計算手段、サイクル検出手段および制約優先度決定手段を有する。
【0015】
【作用】
上記設計方式は個々の設計プロセスが実行される前にプロジェクト全体の計画を立てる計画立案段階と計画に基づいて各設計プロセスのタスクを実行する段階の大きく分けて2つの段階からなる。
【0016】
まず計画立案段階の作用について説明する。操作者より入力される計画立案を行う命令に基づき、制約グラフ展開手段は、製品開発に関連する設計プロセスの制約情報を、設計制約記憶手段より読み込む。制約情報は、入力属性と出力属性の関係を、数式、表などの演算式、あるいは出力情報を作成する上で行うべきアクティビティ(例:部品カタログを参照する、強度計算をする、設計計算式を参照する、CADを操作して部品図を作成する等)として表現したものである。次に制約グラフ展開手段は読み込んだ制約の入出力属性名称キーに設計プロセス全体の制約グラフを作成する。制約グラフは全設計プロセスを通したタスクの先行関係を表現している。次にクリティカルパス計算手段が起動し、各制約の所要時間を制約所要工数記憶手段から読み出し、この時間データをもとに制約グラフ中のクリティカルパスを特定する。続いてサイクル検出手段が起動し、制約グラフ中にサイクル発生の可能性がある箇所がないかチェックする。サイクル発生の可能性が有る箇所とは、例えば上位設計プロセスにおいて仮決めされた属性値が、下流の設計プロセスで求められた精密な属性値と大きく異なり、それに伴い仮決め値に基づいて決定された全ての仕様の変更を余儀なくされる場合等のことである。
【0017】
次に制約優先度決定手段は、各制約に対して重要度データを設定する。ここで、クリティカルパスに関連するパス(クリティカルパスに属する制約の入力となるような制約群)に属する制約の優先度を上げる。また、上記サイクル検出手段によりサイクル発生の可能性が検出された場合には、操作者に対してサイクル上にある制約の重要度を上げるか否か問い合わせ、回答に応じて該当制約の優先度を上げる。以上のようにして設定された制約毎の重要度データを各設計プロセス毎の設計制約記憶手段に登録することで計画立案段階は終了する。
【0018】
次に、各設計プロセスのタスクを実行する段階の作用について説明する。設計者は上位設計プロセスで決定された属性情報を基に、入力すべき属性が有ればその入力を属性入力手段を用いて行い、設計をスタートする。まず、実行可能制約抽出手段が、設定済みの属性から設計制約記憶手段内のどの制約が実行可能か判定し、起動可能な制約の抽出を行う。実行可能な制約が複数検出された場合には制約優先順序判定手段が起動し、制約の重要度データを比較し、重要度が大なものを起動すべき制約と判断する。次に制約を起動して出力属性の値を算出するわけであるが、制約の内容が演算式の場合、局所制約伝播手段が起動し、演算式に従った出力属性を自動的に算出する。また、制約の内容がアクティビティの場合には、作業指示手段が起動し、出力属性を生成する上で行うべきアクティビティを作業指示項目として設計者に表示する(例:1:部品カタログを参照せよ、2:強度計算をせよ、3:設計計算式を参照せよ、4:CADを操作して部品図を作成せよ等)。設計者はこの指示に従い設計操作を行い出力属性値を設定する。設定された属性値に基づき矛盾検出手段が起動し、属性値が矛盾していないかチェックする。以下同様にして、未決定の属性がなくなるまで各手段が起動し、該当設計プロセスが終了する。また、この過程で他設計プロセスに関連する属性値が得られた時点で即座に、関連プロセスへの属性値伝達がなされるようになっている。
【0019】
【実施例】
以下に本発明の一実施例を図1から図10により説明する。図2および図1は夫々本発明の設計方式を有する装置構成の一例およびソフトウエア等機能上の構成の一例を示す図である。図2においてバス制御装置12による制御下におかれるマルチバス11には、中央処理装置13の他、ディスク制御装置17により制御されるディスク装置18が接続されており、中央処理装置13にはまた主記憶装置14、ディスプレイ装置16およびキーボード15が収容されている。これにより、キーボード15より入力されたデータは、中央処理装置13によって主記憶装置14に格納されると同時に、ディスプレイ装置16に表示されたり、主記憶装置14上のデータは、中央処理装置13によってマルチバス11、ディスク制御装置17を介しディスク装置17に格納されるなど、データの授受転送が行われる。
【0020】
さらに上記図2のワークステーション(あるいはパソコン)を複数接続したネットワークシステムとして、上記同様にバス、バス制御装置、中央処理装置、ディスク制御装置、主記憶装置、ディスプレイ装置、キーボード、ディスク、通信制御装置、およびモデムから構成されるワークステーションを、上記モデムを介して複数接続したLAN構成が可能である。図3にその構成を示す。各ワークステーション1〜6はWS1〜6(301〜306)で示す通り、この例では上記のワークステーションが6個であり、LANネットワーク310はループ上ラインを示すがネットワーク一般について同様の構成でよい。
【0021】
また、分散型の場合は図3の各WS1〜6は同様構成でよいが集中型の場合少なくとも中心となるワークステーションがあり、その場合は中心となるワークステーションが複数の設計プロセスを統合したプロジェクト全体の計画立案を、他のワークステーションが各設計プロセスのタスクを実行し設計を成し遂げるように機能分担される。
【0022】
本発明の機能構成は図1に示すように、中心ワークステーションでの計画立案制御部21のもとにデータ入力手段22、データ出力手段23、プロジェクト管理部24から構成されている。また、プロジェクト管理部24は制約グラフ展開手段25、クリティカルパス計算手段27、サイクル検出手段27、制約優先度決定手段28から構成されている。また、各設計プロセスに対応したワークステーションは、プロセス支援制御部31のもとに、データ入力手段32、データ出力手段33、設計手順誘導部34、制約伝播/作業指示部37および設計制約記憶手段41、制約所要工数記憶手段42から構成され、設計手順誘導部34は実行可能制約抽出手段35、制約優先順序判定手段36から構成される。また、制約伝播/作業指示部37は局所制約伝播手段38、作業指示手段39、矛盾検出手段40から構成されている。
【0023】
これについて、図4のフローチャートを併用し、処理過程をより具体的に示す。まず計画立案段階について説明する。データ入力手段22を用いて操作者より入力される計画立案を行う命令に基づき、計画立案制御手段21は、制約グラフ展開手段25を起動する(400)。制約グラフ展開手段25は、製品開発に関連する設計プロセスの制約情報を、設計制約記憶手段41より読み込む(401)。制約情報は、入力属性と出力属性の関係を、数式、表などの演算式、あるいは出力情報を作成する上で行うべきアクティビティ(例:部品カタログを参照する、強度計算をする、設計計算式を参照する、CADを操作して部品図を作成する等)として表現したものである。次に制約グラフ展開手段25は読み込んだ制約の入出力属性名称キーに設計プロセス全体の制約グラフを作成する(402)。制約グラフは全設計プロセスを通したタスクの先行関係を表現している。次にクリティカルパス計算手段26が起動し、各制約の所要時間を制約所要工数記憶手段42から読み出し、この時間データをもとに制約グラフ中のクリティカルパスを特定する(403)。続いてサイクル検出手段27が起動し、制約グラフ中にサイクル発生の可能性がある箇所がないかチェックする(404)。サイクル発生の可能性が有る箇所とは、例えば上位設計プロセスにおいて仮決めされた属性値が、下流の設計プロセスで求められた精密な属性値と大きく異なり、それに伴い仮決め値に基づいて決定された全ての仕様の変更を余儀なくされる場合等のことである。次に制約優先度決定手段28は、各制約に対して重要度データを設定する(405)。ここで、クリティカルパスに関連するパス(クリティカルパスに属する制約の入力となるような制約群)に属する制約の優先度を上げる。また、上記サイクル検出(404)においてサイクル発生の可能性が検出された場合には、計画立案制御部21、データ出力手段23を介して、操作者に対してサイクル上にある制約の重要度を上げるか否か問い合わせ、データ入力手段22を介した操作者の回答入力の値に応じて該当制約の優先度を上げる。以上のようにして設定された制約毎の重要度データを各設計プロセス毎の設計制約記憶手段41に登録することで計画立案段階は終了する(406)。
【0024】
次に、各設計プロセスのタスクを実行する段階について説明する。設計者は上位設計プロセスで決定された属性情報を基に、入力すべき属性が有ればその入力を属性入力手段32を用いて行い、設計をスタートする(410)。まず、プロセス支援制御部31が実行可能制約抽出手段35を起動し、設定済みの属性から設計制約記憶手段41内のどの制約が実行可能か判定し、起動可能な制約の抽出を行う(420〜430)。実行可能な制約が複数検出された場合には制約優先順序判定手段36が起動し、制約の重要度データを比較し(440)、重要度が大なものを起動すべき制約と判断する(450)。次にプロセス支援制御部31は制約伝播/作業指示部37に対して、制約を起動して出力属性の値を算出せよとの命令を送る。制約伝播/作業指示部37は制約の内容が演算式の場合、局所制約伝播手段38を起動し、演算式に従った出力属性を自動的に算出する(480)。また、制約の内容がアクティビティの場合には、作業指示手段39を起動し、出力属性を生成する上で行うべきアクティビティを作業指示項目として設計者に表示する(490)(例:1:部品カタログを参照せよ、2:強度計算をせよ、3:設計計算式を参照せよ、4:CADを操作して部品図を作成せよ等)。設計者はこの指示に従い設計操作を行い出力属性値を設定する(500)。設定された属性値に基づき矛盾検出手段40が起動し、属性値が矛盾していないかチェックする(510)。矛盾が検出された場合、プロセス支援制御部はデータ出力手段33を介して、操作者にたいし警告を表示する(530)。以下同様にして、未決定の属性がなくなるまで各手段が起動し(520)、該当設計プロセスが終了する。また、この過程で他設計プロセスに関連する属性値が得られた時点でプロセス支援制御部31は、関連プロセスへの属性値伝達を行う。
【0025】
本発明による設計支援方法を、計画設計(P1)、機械設計(p2)、電気設計(P3)、製品試作(p4)の4つのプロセスからなる電気機械製品Xの設計プロジェクトに応用した場合を例にとって説明する。図5に本実施例に関わる設計支援装置の構成を示す。計画立案用ワークステーション501、計画設計用ワークステーション502および計画設計用制約知識を格納するディスク503、機械設計用ワークステーション504および機械設計用制約知識を格納するディスク505、電気設計用ワークステーション506および電気設計用制約知識を格納するディスク507、製品試作用ワークステーション508および計画設計用制約知識を格納するディスク509が夫々ネットワークで接続されているものとし、各設計プロセスのディスク503、505、507、509には予め図6に示す制約知識が設計制約記憶手段41により登録されているものとする。例えば機械設計用制約知識C3は属性Bを入力とし属性Dおよび属性Eを出力とする演算式であり、Bの値を基に演算f3およびf4を実行することでD、Eの値を得る制約で、その所要時間は1時間である。また、C5は属性Eを入力とし属性Hを出力とするアクティビティであり、Eの値を基にACT1,ACT2の設計操作(例えばACT1:部品カタログを参照せよ、ACT2:強度計算をせよ)を実行することでHの値を得る手続き的な制約で、その所要時間は5時間である。
【0026】
以上の様な前提で本発明の設計支援方法の実施する場合について以下に説明する。まず、プロジェクト管理者が製品Xについての計画立案を行うとの指示を計画立案用ワークステーション501のデータ入力手段22を用いて入力する。計画立案制御手段21は、制約グラフ展開手段25を起動する(400)。制約グラフ展開手段25は、製品開発に関連する設計プロセス、即ち計画設計502、機械設計504、電気設計506、製品試作508の制約情報を、各設計プロセスの設計制約記憶手段503、505、507、509より読み込む(401)。次に計画立案用ワークステーション501の制約グラフ展開手段25は読み込んだ制約の入出力属性名称キーに設計プロセス全体の制約グラフを作成する(402)。図7に展開された制約グラフを示す。次にクリティカルパス計算手段26が起動し、各制約の所要時間を制約所要工数記憶手段42から読み出し、この時間データをもとに制約グラフ中のクリティカルパスを特定する(403)。C1の着手時点を時刻0とし、各制約の着手可能時刻をグラフ上の制約先行関係とその所要時間をたよりに算出すると、図8に示すC1→C2→C6→C7→C9のパスがクリティカルパスとして抽出される。続いてサイクル検出手段27が起動し、制約グラフ中にサイクル発生の可能性がある箇所がないかチェックする(404)。制約C10において計画設計で決定された属性Bと機械設計で決定された属性Hが比較され、B>Hになっていない、即ち制約に矛盾を発生した場合は、計画設計における制約C1のやり直しの可能性がある。そこでサイクル検出手段27はC1→C3→C5→C10のパスをサイクル発生の可能性のあるパスとして主記憶上に記憶する。次に制約優先度決定手段28は、プロセスが平行に進む区間においてクリティカルパスに関連するパス、即ち図8における(C1→)C3→C4→C6のパスに属する各制約に対しての優先度を上げるような重要度データを設定する(405)。また、上記サイクル検出(404)においてサイクル発生の可能性が検出されているので、計画立案制御部21、データ出力手段23を介して、操作者に対してサイクル上にある制約の重要度を上げるか否かを問い合わせる。即ちC1→C3→C5→C10のパス上にある制約の重要度を上げるべきか(サイクル発生の確認を最優先で行うべきか)問い合わせる。制約優先度決定手段28はデータ入力手段22を介した操作者の回答入力の値に応じて該当制約の優先度を上げる。図9に上述の質問に対して操作者が”重要度を上げない”と答えた場合の制約重要度データを、図10に”重要度を上げる”と答えた場合の制約重要度データを、夫々示す。
【0027】
以上のようにして設定された制約毎の重要度データを503、505、507、509の各設計プロセス毎の設計制約記憶手段41に登録することで計画立案段階は終了する(406)。
【0028】
次に、各設計プロセスのタスクを実行する段階について機械設計プロセス504を例にとって説明する。尚、制約の重要度は図9記載のものを使用するケースについて以下では述べる。機械設計者は上位設計プロセス即ち計画設計で決定された属性情報である属性Bを基に設計をスタートする(410)。まず、機械設計用ワークステーション504内のプロセス支援制御部31が実行可能制約抽出手段35を起動し、設定済みの属性から設計制約記憶手段41内のどの制約が実行可能か判定し、起動可能な制約の抽出を行う(420〜430)。実行可能な制約はC8とC3が検出されるので制約優先順序判定手段36が起動し、制約の重要度データを比較する(440)。制約C3重要度は0.6、制約C8の重要度は0.3であるので、重要度が大である制約C3を起動すべき制約と判断する(450)。次にプロセス支援制御部31は制約伝播/作業指示部37に対して、制約C3を起動して出力属性の値を算出せよとの命令を送る。制約伝播/作業指示部37は制約C3の内容が演算式であるので、局所制約伝播手段38を起動し、演算D=f3(B),E=f4(B)に従った出力属性を自動的に算出する(480)。設定された属性値に基づき矛盾検出手段40が起動し、属性値が矛盾していないかチェックする(510)。属性DおよびEの設定に伴い、関連属性が全て設定済みの制約は新規には出現しないので矛盾は検出されない。この時点で未決定の属性F、H、Kが存在するので(520)、同様の処理を繰り返す。まず、制約C4、C5、C8が起動可能制約としてリストアップされ、このうち、重要度が最大のC4が実行制約として選択され実行される。この結果、電気設計の入力属性である属性Fの値が算出されるので、プロセス支援制御部31は、電気設計用ワークステーション506のプロセス支援制御部31に、属性Fの値を転送する。次にC5が起動され属性Hの値が決定されるわけであるが、制約C5は制約の内容がアクティビティのため制約伝播/作業指示部37は作業指示手段39を起動し、出力属性Hを生成する上で行うべきアクティビティACT1,ACT2を作業指示項目として機械設計者にデータ出力手段33を介して表示する(490)。設計者はこの指示に従い設計操作を行い出力属性Hの値を設定する(500)。設定された属性値に基づき矛盾検出手段40が起動し、属性値が矛盾していないかチェックする(510)。属性HとBが設定済であるため、制約C10が起動可能になりB>Hになっているか検証が行われる。矛盾が検出された場合、プロセス支援制御部はデータ出力手段33を介して、操作者に対して警告を表示する(530)。最後に制約C8が起動され、属性Kの値が決定されれば、機械設計プロセスに関する全ての属性が決定されたことになり機械設計プロセスは終了する。
【0029】
同様にして、電気設計プロセスも機械設計プロセスと平行して作業を行い、最後に製品試作プロセスが完了することで、全設計プロセスが終了する。
【0030】
本実施例によれば、クリティカルパスである電気設計の入力属性Fの値を最優先で決定するように機械設計プロセスの制約伝播順序、即ち設計手順が誘導されるので、制約C3、C4よりもC8等を先に着手してしまうことにより発生する電気設計C6での仕様待ち時間を最短にでき、トータルな設計期間の短縮が図れることがわかる。
【0031】
また、計画立案機能は任意のタイミングで起動することができるので、各設計プロセスの進捗に合わせて、逐次詳細な計画(制約重要度の設定)を立て直すことが可能である。
【0032】
さらに、個々の設計作業を行う際の作業手順をアクティビティとして表示・指示可能であるので設計者の熟練度が低い場合でも設計効率を保証することができる。例えば各アクティビティの要参照情報をリンク可能にしておき、設計プロセス用ワークステーションから検索させる等の仕組みを与えることで実現できる。
【0033】
【発明の効果】
以上説明したように複数の設計プロセスに分割・分担して設計が進められる製品設計プロジェクトにおいて、個々の設計プロセスが持つ設計対象物のモデルを基に、プロジェクト管理用のモデルを迅速に生成することが出来る。また、このモデルを用いて、個々の設計プロセスに対して、設計の後戻り(サイクル)や設計部署間の仕様連絡待ち時間を短縮できる、即ち連携効率を向上するような設計手順を誘導することが出来る。
【0034】
また、設計プロジェクトの進行に応じて逐次詳細な計画を立てることが出来るので、プロジェクトの状況変化に柔軟に対応可能なプロジェクト管理を行うことが出来る。
【0035】
さらに設計者の熟練度が低い場合でも、着実な作業指示を行うことができ設計期間を短縮可能である。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係わる設計支援装置のソフトウエア上の構成を示す図である。
【図2】本発明に係わる設計支援装置のハードウエア上の構成を示す図である。
【図3】本発明に係わる設計支援装置のネットワーク構成を示す図である。
【図4】本発明の処理手順を示すフローチャートである。
【図5】本発明の実施例におけるネットワーク構成を示す図である。
【図6】本発明の実施例における設計プロセス毎の制約知識データを示す図である。
【図7】本発明の実施例における制約グラフを示す図である。
【図8】本発明の実施例におけるクリティカルパス計算結果を示す図である。
【図9】本発明の実施例における制約重要度の算出結果(1)を示す図である。
【図10】本発明の実施例における制約重要度の算出結果(2)を示す図である。
【符号の説明】
11…マルチバス、
12…バス制御装置、
13…中央処理装置、
14…主記憶装置、
15…キーボード、
16…ディスプレイ装置、
17…ディスク制御装置、
18…ディスク、
21…計画立案制御部、
22…データ入力手段、
23…データ出力手段、
24…プロジェクト管理部、
25…制約グラフ展開手段、
26…クリティカルパス計算手段、
27…サイクル検出手段、
28…制約優先度決定手段、
31…プロセス支援制御部、
32…データ入力手段、
33…データ出力手段、
34…設計手順誘導部、
35…実行可能制約抽出手段、
36…制約優先順序判定手段、
37…制約伝播/作業指示部、
38…局所制約伝播手段、
39…作業指示手段、
40…矛盾検出手段、
41…設計制約記憶手段、
42…制約所要工数記憶手段。
[0001]
[Industrial applications]
The present invention relates to a design support method and a design support device for a product used in a company, a factory, and the like. In particular, in a product design in which design is divided and shared among a plurality of design processes, design efficiency can be improved. The present invention relates to a design support method and a design support device.
[0002]
[Prior art]
PART / CPM is well known as a typical method for managing a project such as a product design which is divided and shared among a plurality of design processes. CRT (Cropical Path Method), developed by Dr. John Presper Macheley of the University of Pennsylvania in 1959, and PERT (EgoltProv), developed by William Frazer, a consultant of the Polaris Submarine Project, developed by William Frazer. and Review Technique) regards a project as a set of tasks, finds a critical path that has an effect on the schedule of the entire project from the relationship between the predecessor relation of each task, required man-hours, and resources, and manages this critical path with priority. In this way, the project can be advanced without delaying the development period.
[0003]
On the other hand, a method has been proposed in which a model of a design object is shared by a plurality of departments to support cooperation between processes.
[0004]
Dennis Bahler, Jim Bowen, et al., ASME DE (American Society of Medicine, D.Eng.), Entitled "Constrained Networks For Current Engineering". vol. 29. P. In the article 59-67, a product is modeled by attributes that specify a design object (product) and constraints existing between the attributes, and constraints are activated based on the values of the attributes input by the designer. A system for obtaining design proposals, simultaneously examining specifications from multiple design departments and multiple viewpoints, and promptly communicating specification changes to related departments by constraint propagation that sequentially determines the value of undetermined attributes. is suggesting.
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
The above prior art has the following problems.
[0006]
In PART / CPM, it is necessary to create a preceding relational model of a task constituting a project according to a product to be developed. In addition, in order to be able to manage a project accurately, detailed task extraction is required. Therefore, it takes a lot of man-hours to build a model for project management.
[0007]
In addition, PART / CPM cannot deal with a cycle in which tasks are preceded, such as a specification change or a partial design redo due to trial and error frequently repeated in a product design stage. For this reason, if there are multiple tasks that can be started at the same time, the task to be performed first (a serious task related to the occurrence of a cycle) is postponed, and a problem is discovered later, This caused a time loss due to the spread of problems up to the design of the product, and a delay in specifications in related departments.
[0008]
On the other hand, a method of modeling a design object using a constraint network and sharing the model in a design from a plurality of departments and a plurality of viewpoints will be considered. The constraint network can be regarded as a design procedure model that determines design attributes according to constraints, and can express detailed task precedence. However, since the constraints dealt with here can only be defined as arithmetic expressions, at present, they cannot be applied to design problems in which there are many parts that cannot be formulated.
[0009]
Also, this mechanism is not linked to scheduled project management.
[0010]
A first object of the present invention is to solve the above-mentioned drawbacks of the prior art, quickly generate a model for project management based on a model of a product design object, and use the model to execute a design process or a design process. An object of the present invention is to provide a design method capable of improving the cooperation efficiency between departments.
[0011]
A second object of the present invention is to provide a design support device suitable for implementing such a design method.
[0012]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, the present invention provides a method for storing individual tasks for each design process in a state in which constraints expressed as relational expressions or activities between input attributes, output attributes and inputs and outputs, and required man-hours are stored in advance. A first step of reading constraints related to the design process of each of the above, and generating a constraint graph through the entire design process by associating input / output attributes of the individual constraints;
A critical path calculation step of calculating a critical path in the constraint graph from the constraint graph and the required constraint man-hours;
A cycle detection step of detecting whether or not a cycle exists in the constraint graph;
In the above constraint graph, if there are a plurality of constraints that can be activated at the same time, raise the priority of the constraint on the path related to the critical path, or if a cycle is detected in the cycle detection Is a constraint priority determining step of performing a process of raising the priority of the constraint on the cycle,
In each design process, a step of inputting / outputting an attribute value, an executable constraint extracting step of determining which constraint can be executed from the set attribute,
In the extraction of the executable constraint, when a plurality of executable constraints are detected, a constraint priority order determining step of determining a constraint priority order according to the priority determined by the constraint priority determining step,
The constraint determined by the constraint priority order determination is read, and if the constraint is a relational expression (arithmetic expression), the output attribute value is calculated. If the constraint is an activity, the activity name is specified as a work instruction item by the designer. A constraint propagation / work order step to be displayed for
As a result of the constraint propagation / work instruction, a contradiction detecting step for checking whether or not the attribute values obtained are contradictory is included.
The coordination efficiency between the design processes is improved by grasping the precedence of the tasks over a plurality of design processes and executing the tasks of the individual design processes based on the priority order determined from the viewpoint of reducing the total design time.
[0013]
As a configuration of the design support apparatus that executes these operations, a design constraint storage means for storing individual tasks for each design process as constraints expressed as a relational expression between input attributes, output attributes and input / output, or activities. When,
Constraint required man-hour storage means for storing required man-hours when each constraint is executed;
Constraint graph expanding means for reading constraints related to a plurality of design processes from the design constraint storage means, and generating a constraint graph throughout the entire design process by associating input / output attributes of the individual constraints,
Critical path calculation means for calculating a critical path in the constraint graph from the constraint graph and the required constraint man-hours;
A cycle detecting means for detecting whether or not a cycle exists in the constraint graph; and a constraint on a path related to a critical path when there are a plurality of constraints which can be activated simultaneously in the constraint graph. Or, if a cycle is detected by the cycle detecting means, a constraint priority determining means for increasing the priority of the constraint on the cycle,
Means for inputting and outputting attribute values in each design process; executable constraint extracting means for determining which constraints in the design constraint storage means are executable from the set attributes;
In the executable constraint extraction unit, when a plurality of executable constraints are detected, a constraint priority order determination unit that determines a constraint priority order according to the priority determined by the constraint priority determination unit,
The constraint determined by the constraint priority order determination means is read, and if the constraint is a relational expression (arithmetic expression), an output attribute value is calculated. If the constraint is an activity,
A constraint propagation / work instruction means for displaying an activity name to a designer as a work instruction item,
A contradiction detecting means for checking whether or not the attribute values obtained as a result of the constraint propagation / work instruction are contradictory. Furthermore, an EOA (engineering OA) system and a remote communication system configuration using a LAN configuration and a communication network system are also possible, and the following configurations are possible.
[0014]
A workstation or personal computer connected via communication control means corresponding to each design process, a signal transmission path connecting the workstations, and at least one central workstation or personal computer connected to the signal transmission path; Each workstation for each of the design processes has at least means for inputting and outputting the attribute values, design constraint storage means, executable constraint extraction means, constraint priority order determination means, constraint propagation / work instruction means, and inconsistency detection means. The central workstation has at least the constraint graph expanding means, critical path calculating means, cycle detecting means, and constraint priority determining means.
[0015]
[Action]
The above-mentioned design method is roughly divided into two stages: a planning stage in which the entire project is planned before each design process is executed, and a stage in which the tasks of each design process are executed based on the plan.
[0016]
First, the operation at the planning stage will be described. The constraint graph developing means reads, from the design constraint storage means, constraint information of a design process related to product development based on a command for planning, which is input by the operator. Constraint information indicates the relationship between input attributes and output attributes, such as formulas, tables, and other arithmetic expressions, or activities to be performed in creating output information (eg, referencing parts catalogs, calculating strength, designing calculation formulas). Reference, operation of CAD to create a part drawing, etc.). Next, the constraint graph developing means creates a constraint graph of the entire design process based on the input / output attribute name key of the read constraint. The constraint graph expresses the precedence of tasks throughout the entire design process. Next, the critical path calculation means is activated, reads the required time of each constraint from the required constraint man-hour storage means, and specifies a critical path in the constraint graph based on the time data. Subsequently, the cycle detecting means is activated, and checks whether there is a place where a cycle may occur in the constraint graph. The location where there is a possibility of occurrence of a cycle means that, for example, the attribute value provisionally determined in the higher-level design process is significantly different from the precise attribute value obtained in the downstream design process, and is accordingly determined based on the provisionally determined value. And all specifications must be changed.
[0017]
Next, the constraint priority determining means sets importance data for each constraint. Here, the priority of a constraint belonging to a path related to the critical path (a constraint group that becomes an input of a constraint belonging to the critical path) is raised. Further, when the possibility of occurrence of a cycle is detected by the cycle detection means, the operator is inquired whether to raise the importance of the constraint on the cycle, and the priority of the corresponding constraint is determined according to the answer. increase. By registering the importance data set for each constraint as described above in the design constraint storage means for each design process, the planning step ends.
[0018]
Next, the operation at the stage of executing the task of each design process will be described. Based on the attribute information determined in the higher-level design process, the designer, if there is an attribute to be input, performs the input using the attribute input means, and starts the design. First, the executable constraint extraction unit determines which constraint in the design constraint storage unit is executable from the set attributes, and extracts a startable constraint. When a plurality of executable constraints are detected, the constraint priority order determination unit is activated, compares the importance data of the constraints, and determines the one having the greater importance as the constraint to be activated. Next, the constraint is activated to calculate the value of the output attribute. When the content of the constraint is an arithmetic expression, the local constraint propagation means is activated and automatically calculates the output attribute according to the arithmetic expression. If the content of the constraint is an activity, the work instructing means is activated, and the activity to be performed in generating the output attribute is displayed to the designer as a work instruction item (eg, refer to the parts catalog, 2: Calculate strength; 3: Refer to design calculation formula; 4: Operate CAD to create component drawing). The designer performs a design operation according to the instruction and sets an output attribute value. The inconsistency detecting means is activated based on the set attribute values, and checks whether the attribute values are inconsistent. In the same manner, each means is activated until there is no undetermined attribute, and the corresponding design process is completed. Further, in this process, the attribute value is immediately transmitted to the related process when the attribute value related to the other design process is obtained.
[0019]
【Example】
An embodiment of the present invention will be described below with reference to FIGS. FIGS. 2 and 1 are diagrams respectively showing an example of a device configuration having the design method of the present invention and an example of a functional configuration such as software. In FIG. 2, the multi-bus 11 under the control of the bus control unit 12 is connected to a disk unit 18 controlled by a disk control unit 17 in addition to the central processing unit 13. A main storage device 14, a display device 16 and a keyboard 15 are accommodated. As a result, the data input from the keyboard 15 is stored in the main storage device 14 by the central processing unit 13 and simultaneously displayed on the display device 16 or the data on the main storage device 14 is Data transfer is performed, for example, data is stored in the disk device 17 via the multi-bus 11 and the disk controller 17.
[0020]
Further, as a network system in which a plurality of workstations (or personal computers) of FIG. 2 are connected, a bus, a bus control unit, a central processing unit, a disk control unit, a main storage unit, a display device, a keyboard, a disk, a communication control unit are also provided as described above. , And a plurality of workstations including a modem are connected via the modem. FIG. 3 shows the configuration. As shown by WS1-6 (301-306), each of the workstations 1-6 has six workstations in this example, and the LAN network 310 shows a line on a loop. .
[0021]
Further, in the case of the distributed type, each of the WS 1 to 6 in FIG. 3 may have the same configuration, but in the case of the centralized type, there is at least a central workstation, in which case the central workstation is a project in which a plurality of design processes are integrated. The overall planning is delegated so that other workstations perform the tasks of each design process to achieve the design.
[0022]
As shown in FIG. 1, the functional configuration of the present invention comprises a data input unit 22, a data output unit 23, and a project management unit 24 under a planning control unit 21 at a central workstation. The project management unit 24 includes a constraint graph developing unit 25, a critical path calculating unit 27, a cycle detecting unit 27, and a constraint priority determining unit 28. Further, a workstation corresponding to each design process includes a data input unit 32, a data output unit 33, a design procedure guiding unit 34, a constraint propagation / work instruction unit 37, and a design constraint storage unit under the process support control unit 31. The design procedure guiding unit 34 includes an executable constraint extracting unit 35 and a constraint priority order determining unit 36. The constraint propagation / work instructing unit 37 includes a local constraint propagation means 38, a work instructing means 39, and a contradiction detecting means 40.
[0023]
In this regard, the processing steps will be described more specifically using the flowchart of FIG. First, the planning stage will be described. The planning control unit 21 activates the constraint graph developing unit 25 based on a command for performing a planning input from the operator using the data input unit 22 (400). The constraint graph developing means 25 reads the constraint information of the design process related to product development from the design constraint storage means 41 (401). Constraint information indicates the relationship between input attributes and output attributes, such as formulas, tables, and other arithmetic expressions, or activities to be performed in creating output information (eg, referencing parts catalogs, calculating strength, designing calculation formulas). Reference, operation of CAD to create a part drawing, etc.). Next, the constraint graph developing means 25 creates a constraint graph of the entire design process using the input / output attribute name key of the read constraint (402). The constraint graph expresses the precedence of tasks throughout the entire design process. Next, the critical path calculation means 26 is activated, reads the required time of each constraint from the required constraint man-hour storage means 42, and specifies the critical path in the constraint graph based on the time data (403). Subsequently, the cycle detection means 27 is activated, and checks whether there is a possibility of occurrence of a cycle in the constraint graph (404). The location where there is a possibility of occurrence of a cycle means that, for example, the attribute value provisionally determined in the higher-level design process is significantly different from the precise attribute value obtained in the downstream design process, and is accordingly determined based on the provisionally determined value. And all specifications must be changed. Next, the constraint priority determining means 28 sets importance data for each constraint (405). Here, the priority of a constraint belonging to a path related to the critical path (a constraint group that becomes an input of a constraint belonging to the critical path) is raised. When the possibility of occurrence of a cycle is detected in the cycle detection (404), the importance of the constraint on the cycle is notified to the operator via the planning control unit 21 and the data output unit 23. An inquiry is made as to whether or not to raise the priority, and the priority of the corresponding constraint is raised in accordance with the value of the answer input by the operator via the data input means 22. By registering the importance data for each constraint set as described above in the design constraint storage means 41 for each design process, the planning step is completed (406).
[0024]
Next, the stage of executing the task of each design process will be described. If there is an attribute to be input based on the attribute information determined in the higher-level design process, the designer performs the input using the attribute input means 32 and starts the design (410). First, the process support control unit 31 activates the executable constraint extraction unit 35, determines which constraint in the design constraint storage unit 41 is executable from the set attributes, and extracts the executable constraint (420 to 420). 430). When a plurality of executable constraints are detected, the constraint priority order judging means 36 starts up, compares the importance data of the constraints (440), and determines the one with the higher importance as the constraint to be activated (450). ). Next, the process support control unit 31 sends an instruction to the constraint propagation / work instruction unit 37 to activate the constraint and calculate the value of the output attribute. If the content of the constraint is an arithmetic expression, the constraint propagation / work instructing section 37 activates the local constraint propagation means 38 and automatically calculates an output attribute according to the arithmetic expression (480). If the content of the constraint is an activity, the work instructing means 39 is activated, and the activity to be performed in generating the output attribute is displayed to the designer as a work instruction item (490) (Example: Part catalogue) 2: Strength calculation 3: Design calculation formula 4: Manipulate CAD to create parts drawing etc.). The designer performs a design operation according to the instruction and sets an output attribute value (500). The inconsistency detecting means 40 is activated based on the set attribute values, and checks whether the attribute values are inconsistent (510). If inconsistency is detected, the process support control unit displays a warning to the operator via the data output unit 33 (530). In the same manner, each unit is activated until there are no more undetermined attributes (520), and the corresponding design process ends. In addition, when the attribute value related to the other design process is obtained in this process, the process support control unit 31 transmits the attribute value to the related process.
[0025]
An example in which the design support method according to the present invention is applied to a design project of an electromechanical product X including four processes of a plan design (P1), a mechanical design (p2), an electrical design (P3), and a product prototype (p4). To explain. FIG. 5 shows the configuration of the design support apparatus according to the present embodiment. A planning workstation 501, a planning design workstation 502, a disk 503 for storing planning design constraint knowledge, a machine design workstation 504, a disk 505 for storing machine design constraint knowledge, an electrical design workstation 506, and It is assumed that a disk 507 for storing constraint knowledge for electrical design, a product trial workstation 508, and a disk 509 for storing constraint knowledge for planning design are connected to each other via a network, and disks 503, 505, 507 for each design process. In 509, it is assumed that the constraint knowledge shown in FIG. For example, the mechanical design constraint knowledge C3 is an arithmetic expression that inputs the attribute B and outputs the attribute D and the attribute E. The constraint that obtains the values of D and E by executing the operations f3 and f4 based on the value of B The required time is one hour. C5 is an activity in which the attribute E is input and the attribute H is output, and the design operation of ACT1 and ACT2 is executed based on the value of E (for example, ACT1: refer to the parts catalog, ACT2: calculate the strength). , The required time is 5 hours.
[0026]
The case where the design support method of the present invention is implemented on the premise as described above will be described below. First, the project manager inputs an instruction to perform planning for the product X using the data input unit 22 of the planning workstation 501. The planning control unit 21 activates the constraint graph developing unit 25 (400). The constraint graph developing means 25 stores the constraint information of the design processes related to product development, that is, the plan design 502, the mechanical design 504, the electrical design 506, and the product prototype 508, into the design constraint storage means 503, 505, 507 of each design process. Read from 509 (401). Next, the constraint graph developing means 25 of the planning workstation 501 creates a constraint graph of the entire design process using the input / output attribute name key of the read constraint (402). FIG. 7 shows the developed constraint graph. Next, the critical path calculation means 26 is activated, reads the required time of each constraint from the required constraint man-hour storage means 42, and specifies the critical path in the constraint graph based on the time data (403). When the start time of C1 is set to time 0 and the possible start time of each constraint is calculated based on the constraint precedence relation and the required time on the graph, the path of C1, C2, C6, C7, and C9 shown in FIG. Is extracted as Subsequently, the cycle detection means 27 is activated, and checks whether there is a possibility of occurrence of a cycle in the constraint graph (404). In the constraint C10, the attribute B determined in the plan design and the attribute H determined in the machine design are compared. If B> H is not satisfied, that is, if there is a contradiction in the constraint, the constraint C1 in the plan design is redone. there is a possibility. Therefore, the cycle detecting means 27 stores the path of C1, C3, C5, and C10 on the main storage as a path in which a cycle may occur. Next, the constraint priority determining means 28 determines the priority for each constraint belonging to the path related to the critical path, that is, the path of (C1 →) C3 → C4 → C6 in FIG. The importance data to be raised is set (405). Also, since the possibility of occurrence of a cycle is detected in the cycle detection (404), the importance of the constraint on the cycle is raised to the operator via the planning control unit 21 and the data output unit 23. Inquire whether or not. That is, an inquiry is made as to whether the importance of the constraint on the path of C1, C3, C5, and C10 should be increased (whether the occurrence of a cycle should be checked with the highest priority). The constraint priority determining means 28 raises the priority of the corresponding constraint according to the value of the operator's answer input via the data input means 22. FIG. 9 shows constraint importance data when the operator answers "do not increase importance" to the above-mentioned question, and FIG. 10 shows constraint importance data when the operator answers "increase importance". Shown respectively.
[0027]
By registering the importance data for each constraint set as described above in the design constraint storage means 41 for each of the design processes 503, 505, 507, and 509, the planning step ends (406).
[0028]
Next, the stage of executing the task of each design process will be described using the machine design process 504 as an example. The importance of the constraint will be described below in a case where the one shown in FIG. 9 is used. The machine designer starts the design based on the attribute B, which is the attribute information determined in the higher-level design process, that is, the plan design (410). First, the process support control unit 31 in the machine design workstation 504 activates the executable constraint extraction unit 35, determines which constraint in the design constraint storage unit 41 is executable from the set attributes, and starts the executable constraint extraction unit 35. The restriction is extracted (420 to 430). Executable constraints C8 and C3 are detected, so the constraint priority order judging means 36 is activated to compare the constraint importance data (440). Since the importance of the constraint C3 is 0.6 and the importance of the constraint C8 is 0.3, it is determined that the constraint C3 having the higher importance is to be activated (450). Next, the process support control unit 31 sends a command to the constraint propagation / work instruction unit 37 to activate the constraint C3 and calculate the value of the output attribute. The constraint propagation / work instructing unit 37 activates the local constraint propagation means 38 because the content of the constraint C3 is an arithmetic expression, and automatically outputs output attributes according to the operations D = f3 (B) and E = f4 (B). (480). The inconsistency detecting means 40 is activated based on the set attribute values, and checks whether the attribute values are inconsistent (510). Along with the setting of the attributes D and E, a constraint in which all related attributes have already been set does not appear newly, and contradiction is not detected. At this point, there are undetermined attributes F, H, and K (520), and the same processing is repeated. First, constraints C4, C5, and C8 are listed as startable constraints, and among them, C4 having the highest importance is selected and executed as an execution constraint. As a result, the value of the attribute F, which is an input attribute of the electric design, is calculated, and the process support control unit 31 transfers the value of the attribute F to the process support control unit 31 of the electric design workstation 506. Next, C5 is activated to determine the value of the attribute H. Since the content of the constraint C5 is an activity, the constraint propagation / work instructing unit 37 activates the work instructing unit 39 to generate the output attribute H. The activities ACT1 and ACT2 to be performed are displayed as work instruction items to the machine designer via the data output means 33 (490). The designer performs a design operation according to the instruction and sets the value of the output attribute H (500). The inconsistency detecting means 40 is activated based on the set attribute values, and checks whether the attribute values are inconsistent (510). Since the attributes H and B have been set, the constraint C10 can be activated, and it is verified whether B> H. When inconsistency is detected, the process support control unit displays a warning to the operator via the data output unit 33 (530). Finally, when the constraint C8 is activated and the value of the attribute K is determined, all the attributes related to the machine design process are determined, and the machine design process ends.
[0029]
Similarly, the electrical design process is performed in parallel with the mechanical design process, and finally the product prototype process is completed, thereby completing the entire design process.
[0030]
According to the present embodiment, the constraint propagation order of the mechanical design process, that is, the design procedure is guided so that the value of the input attribute F of the electrical design which is the critical path is determined with the highest priority. It can be seen that the specification waiting time in the electrical design C6, which is generated by starting C8 and the like first, can be minimized, and the total design period can be shortened.
[0031]
Further, since the planning function can be started at an arbitrary timing, a detailed plan (setting of the degree of constraint importance) can be successively reestablished in accordance with the progress of each design process.
[0032]
Furthermore, since the work procedure for performing each design work can be displayed and instructed as an activity, design efficiency can be guaranteed even when the skill level of the designer is low. For example, it can be realized by providing a linkable reference information of each activity, and providing a mechanism for searching from a design process workstation.
[0033]
【The invention's effect】
As described above, in a product design project in which the design is divided and shared among multiple design processes, the project management model is quickly generated based on the model of the design object in each design process. Can be done. In addition, using this model, it is possible to guide a design procedure that can reduce the design regression (cycle) and the waiting time for specification communication between design departments for each design process, that is, improve the cooperation efficiency. I can do it.
[0034]
In addition, since a detailed plan can be made sequentially according to the progress of the design project, it is possible to perform project management that can flexibly respond to changes in the project status.
[0035]
Furthermore, even when the skill level of the designer is low, a steady work instruction can be given, and the design period can be shortened.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a diagram showing a software configuration of a design support apparatus according to the present invention.
FIG. 2 is a diagram showing a hardware configuration of a design support apparatus according to the present invention.
FIG. 3 is a diagram showing a network configuration of a design support apparatus according to the present invention.
FIG. 4 is a flowchart showing a processing procedure of the present invention.
FIG. 5 is a diagram illustrating a network configuration according to an embodiment of the present invention.
FIG. 6 is a diagram showing constraint knowledge data for each design process in the embodiment of the present invention.
FIG. 7 is a diagram showing a constraint graph according to the embodiment of the present invention.
FIG. 8 is a diagram illustrating a critical path calculation result according to the embodiment of the present invention.
FIG. 9 is a diagram illustrating a calculation result (1) of the constraint importance in the embodiment of the present invention.
FIG. 10 is a diagram illustrating a calculation result (2) of the constraint importance in the embodiment of the present invention.
[Explanation of symbols]
11 Multibus,
12. Bus control device,
13. Central processing unit,
14: Main storage device,
15 ... Keyboard,
16 display devices,
17: Disk control device,
18 ... disk,
21: Planning control unit,
22 ... data input means,
23 ... data output means,
24 ... Project Management Department,
25 ... Constraint graph expansion means
26 ... Critical path calculation means,
27: cycle detection means,
28 ... constraint priority determining means,
31 ... Process support control unit,
32 ... data input means,
33 ... data output means,
34 ... design procedure guiding section,
35 ... executable constraint extraction means,
36 ... constraint priority order determination means
37 ... constraint propagation / work instruction section
38 ... local constraint propagation means
39 ... work instruction means,
40 ... contradiction detecting means
41 ... design constraint storage means
42 ... Required man-hour storage means.

Claims (4)

製品の設計プロジェクトの計画立案段階における該製品設計プロジェクト全体の計画立案を支援する設計支援方法であって、
前記製品設計プロジェクトは複数の設計プロセスを含み、
前記設計支援方法は、データ入力手段とデータ出力手段と主記憶装置と中央処理装置と記憶手段とを備えたコンピュータを用いて実現されるものであり、
前記設計プロセス毎のタスクを、入力属性と出力属性と前記入力属性と前記出力属性の関係とで表現し、前記入力属性と前記出力属性と前記関係とそのタスクの所要時間とを制約知識データとして前記記憶手段に記憶しておき、
前記中央処理装置は、
前記データ入力手段より製品設計プロジェクトの計画立案を行う命令の入力を受け付けると、
前記記憶手段より製品設計プロジェクトに関連する設計プロセスの制約知識データを読込み、
読込んだ前記制約知識データの入力属性および出力属性をキーとして該設計プロセスに含まれるタスクの先行関係を求め、
前記制約知識データに記憶されている各タスクの所要時間と前記先行関係とに基づいて前記先行関係の中から前記プロセスにおけるクリティカルパスを計算し、
前記制約知識データに記憶された属性が仮決めされたものである場合には、上位の設計プロセスにおいて仮決めされた属性値が、下流の設計プロセスで求められた精密な属性値と大きく大きく異なり、それに伴い仮決め値に基づいて決定された全ての仕様の変更を余儀なくされるサイクル発生の可能性をチェックし、
前記クリティカルパスの特定結果と前記属性の違いによりサイクルが発生する可能性のチェック結果に基づいて前記設計プロセス毎の各タスクに重要度を設定し、
前記設定した重要度を前記主記憶装置上に記憶しておき、
前記制約知識データとして前記記憶手段に記憶される入力属性と出力属性の関係としては、入力属性から出力属性を得るための演算式または入力属性から出力属性を得るための作業手順が規定されていることを特徴とする設計支援方法。
A design support method for supporting planning of an entire product design project at a planning stage of a product design project,
The product design project includes a plurality of design processes,
The design support method is realized using a computer including a data input unit, a data output unit, a main storage device, a central processing unit, and a storage unit,
The task of each design process, represented by the input attribute value and the output attribute value and the input attribute value and the relationship of the output attribute value, the input attribute value and the output attribute value and the relationship between the time required for the task Are stored in the storage means as constraint knowledge data,
The central processing unit,
When receiving input of an instruction for planning a product design project from the data input means,
Reading constraint knowledge data of a design process related to a product design project from the storage means ,
The input attribute value and the output attribute value of the read constraint knowledge data as a key to determine the precedence relationship of the tasks included in the design process,
Calculating a critical path in the process from the preceding relationship based on the required time of each task stored in the constraint knowledge data and the preceding relationship,
When the attribute value stored in the constraint knowledge data is provisionally determined, the attribute value provisionally determined in the upper-level design process is significantly larger than the precise attribute value obtained in the downstream design process. Differently, we checked the possibility of a cycle that would require changing all specifications determined based on the provisional value ,
Setting the importance to each task for each of the design processes based on the result of checking the possibility of a cycle due to the difference between the attribute result and the attribute value of the critical path,
The set importance is stored in the main storage device ,
Examples of the relationship between the input attribute value stored in the storage means and the output attribute value as a constraint knowledge data, work for obtaining the output attribute value from an arithmetic expression or input attribute values for obtaining an output attribute values from the input attribute value A design support method characterized in that a procedure is specified.
請求項1に記載の設計支援方法により立案された製品設計プロジェクトの複数の設計プロセスに含まれるタスクを実行する段階において、前記製品設計プロジェクト管理を行って設計を支援する設計支援方法であって、
決定された属性が入力情報として前記データ入力手段より入力されると、
前記中央処理装置は、
前記記憶手段に記憶しておいた制約知識データを参照してその属性を入力属性として起動可能なタスクを抽出し、
前記抽出されたタスクが複数の場合には、前記主記憶装置に記憶しておいた重要度を比較し、該重要度に従ってタスクを起動し、
起動したタスクについて前記記憶手段に記憶しておいた制約知識データを参照し、入力属性と出力属性との関係が演算式の場合には該演算式に従って出力属性を算出し、入力属性と出力属性との関係が作業手順の場合には該作業手順を作業指示項目として前記データ出力手段に出力するよう制御し、
前記データ出力手段に出力した作業指示に従った結果の出力属性値を前記データ入力手段より受け付けて前記記憶手段に設定し、
前記算出された出力属性または前記受け付けた出力属性に基づいてタスク起動と矛盾のチェックを行っていくことにより前記製品設計プロジェクトの実行段階における設計支援を行う設計支援方法。
A design support method for performing a task included in a plurality of design processes of a product design project drafted by the design support method according to claim 1, wherein the product design project management is performed to support design.
When the determined attribute value is input from the data input unit as input information,
The central processing unit,
Referring to the constraint knowledge data which have been stored in the storage unit to extract the tasks that can run the attribute value as the input attribute value,
If there are a plurality of extracted tasks, compare the importance stored in the main storage device, start the task according to the importance,
For the activated task, reference is made to the constraint knowledge data stored in the storage means, and if the relationship between the input attribute value and the output attribute value is an arithmetic expression, the output attribute value is calculated according to the arithmetic expression. When the relationship between the value and the output attribute value is a work procedure, the work procedure is controlled to be output to the data output means as a work instruction item,
An output attribute value of a result according to the work instruction output to the data output unit is received from the data input unit and set in the storage unit,
Design support method for designing assistance in the execution stage of the product design projects by is intended to make checks consistent with activation of tasks based on the calculated output attribute value or the output attribute value received.
製品の設計プロジェクトの計画立案段階における該製品設計プロジェクト全体の計画立案を支援する設計支援装置であって、
前記製品設計プロジェクトは複数の設計プロセスを含むものであり、
該設計支援装置は、
前記設計プロセス毎のタスクを、入力属性と出力属性と前記入力属性と前記出力属性の関係とで表現し、前記入力属性と前記出力属性と前記関係とそのタスクの所要時間とを制約知識データとして記憶しておく記憶手段と、
前記記憶手段より前記製品設計プロジェクトに関連する設計プロセスの前記制約知識データを読込み、読込んだ前記制約知識データの入出力属性をキーとして該設計プロセスに含まれるタスクの先行関係である制約グラフを求める制約グラフ展開手段と、
前記制約知識データに記憶された各タスクの所要時間と前記先行関係とに基づいて前記先行関係の中から前記プロセスにおけるクリティカルパスを計算するクリティカルパス計算手段と、
前記制約知識データに記憶された属性が仮決めされたものである場合、上位の設計プロセスにおいて仮決めされた属性値が、下流の設計プロセスで求められた精密な属性値と大きく大きく異なり、それに伴い仮決め値に基づいて決定された全ての仕様の変更を余儀なくされるサイクル発生の可能性をチェックするサイクル検出手段と、
前記クリティカルパスの特定結果と前記属性の違いによりサイクルが発生する可能性のチェック結果に基づいて前記設計プロセス毎の各タスクに優先度を設定し、前記記憶手段に記憶する制約優先度決定手段とを有し、
前記制約知識データに記憶される入力属性と出力属性の関係としては、入力属性から出力属性を得るための演算式または入力属性から出力属性を得るための作業手順が規定されていることを特徴とする設計支援装置。
A design support device for supporting planning of the entire product design project in a planning stage of a product design project,
The product design project includes a plurality of design processes,
The design support device includes:
The task of each design process, represented by the input attribute value and the output attribute value and the input attribute value and the relationship of the output attribute value, the input attribute value and the output attribute value and the relationship between the time required for the task And storage means for storing as constraint knowledge data
The constraint knowledge data of the design process related to the product design project is read from the storage unit, and a constraint graph which is a precedence relation of a task included in the design process, using an input / output attribute value of the read constraint knowledge data as a key Constraint graph expansion means for obtaining
Critical path calculation means for calculating a critical path in the process from the preceding relationship based on the required time of each task stored in the constraint knowledge data and the preceding relationship,
If the attribute value stored in the constraint knowledge data is provisionally determined, the attribute value provisionally determined in the higher-level design process is significantly different from the precise attribute value obtained in the downstream design process, A cycle detecting means for checking the possibility of a cycle occurrence in which all the specifications determined based on the provisionally determined value have to be changed accordingly ,
Constraint priority determining means for setting a priority for each task for each of the design processes based on a result of checking the possibility of a cycle due to a difference between the result of identifying the critical path and the attribute value , and storing the priority in the storage means And having
The relationship between the input attribute value and the output attribute value stored in the constraint knowledge data, work procedures for the arithmetic expression or input attribute values for obtaining an output attribute values from the input attribute value obtaining output attribute value is defined A design support device characterized by:
前記請求項3に記載の設計支援装置であって、製品設計プロジェクトの複数の設計プロセスに含まれるタスクを実行する段階において動作する構成として、
決定された属性が入力情報として入力手段よりされると、前記制約知識データを参照してその属性を入力属性として起動可能なタスクを抽出する実行可能制約抽出手段と、
抽出されたタスクが複数の場合には、前記記憶しておいた重要度を比較し、該重要度に従ってタスクを起動する制約優先順序判定手段と、
前記制約知識データを参照して前記起動したタスクの入出力属性の関係が演算式の場合には該演算式に従って出力属性を算出する局所制約伝播手段と、
入出力属性の関係が作業手順の場合には該作業手順を作業指示項目として出力し、指示に従った結果の出力属性の設定を受ける作業指示手段と、
前記算出された出力属性または前記設定された出力属性に基づいて矛盾のチェックを行う矛盾検出手段とを有することを特徴とする設計支援装置。
4. The design support apparatus according to claim 3, wherein the configuration operates at a stage of executing a task included in a plurality of design processes of a product design project,
When the determined attribute value is the input means as the input information, and executable constraint extracting means for extracting a bootable tasks that attribute value as an input attribute values with reference to the constraint knowledge data,
When there are a plurality of extracted tasks, the stored priorities are compared, and a constraint priority order determining unit that starts the tasks according to the priorities;
When the relationship between the input and output attribute values of the activated task with reference to the constraint knowledge data is an arithmetic expression, a local constraint propagation unit that calculates an output attribute value according to the arithmetic expression,
A work instructing means for outputting the work procedure as a work instruction item when the relationship between the input and output attribute values is a work procedure, and receiving setting of an output attribute value as a result according to the instruction;
A design inconsistency detecting means for checking for inconsistencies based on the calculated output attribute values or the set output attribute values .
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