JP4956779B2 - Optimization support device, optimization support program, optimization support display device, and optimization support method - Google Patents

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本発明は、計算機を使用した最適化支援装置に関する。   The present invention relates to an optimization support apparatus using a computer.

従来、最適化を支援するシステムとして特許文献1に記載の技術が開示されている。この公報には、解析計算部とモデリング部との間にインターフェースを設け、解析結果から構造物の設計パラメータの変更と再モデリングを自動的に行い、反復計算の後に設計仕様を満たす最適モデルを出力することで、最適化を支援している。
特開平3−224063号公報。
Conventionally, a technique described in Patent Document 1 has been disclosed as a system that supports optimization. In this publication, an interface is provided between the analysis calculation unit and the modeling unit, and the design parameters of the structure are automatically changed and remodeled from the analysis results, and the optimal model that satisfies the design specifications is output after iterative calculation. To help with optimization.
Japanese Patent Laid-Open No. 3-224063.

しかしながら、上記従来技術にあっては、反復計算の後に設計仕様を満たすように修正していくものの、基準となる最初の形状を生成する技術に関しては、何ら言及していない。すなわち、初期設計段階で合理的な形状を簡易かつ迅速に生成することができず、適当に設定した形状から最適化処理を実行するため、非合理的な形状から計算を開始した場合、無駄な計算が増加し、計算時間が長くなるという問題があった。   However, although the above-described conventional technique is modified so as to satisfy the design specification after the iterative calculation, no reference is made to a technique for generating a reference initial shape. In other words, a reasonable shape cannot be generated easily and quickly at the initial design stage, and optimization processing is executed from an appropriately set shape. There has been a problem that the calculation time is increased and the calculation time is increased.

本発明は、上記課題に基づいて成されたものであり、無駄な計算を抑制し、計算時間を短縮可能な最適化支援装置を提供することを目的とする。   The present invention has been made based on the above problems, and an object of the present invention is to provide an optimization support apparatus that can suppress useless calculation and can reduce calculation time.

上記目的を達成するため、本発明の最適化支援装置では、複数の制限要素に対応する特性を有するシステムと、該システムの前記制限要素と前記特性との組み合わせであるサンプリングを複数発生させる第1サンプリング発生手段と、前記サンプリングを前記特性の類似度に基づいて階層的にクラスタリングする階層的クラスタリング手段と、前記クラスタリングされた各クラスター内における、前記制限要素の変動と前記特性の変動との相関関係が高い制限要素を、同じ階層間及び/又は異なる階層間で比較する比較手段と、前記比較手段で比較した結果から、前記相関関係が高い制限要素のうち、各クラスター間で共通する制限要素を抽出する抽出手段と、目標特性を設定する目標特性設定手段と、抽出された共通する制限要素を基準としてサンプリングを発生させる第2サンプリング発生手段と、前記第2サンプリング発生手段により発生したサンプリングの特性が前記目標特性を満足する最適サンプリングか否かを判断し、最適と判断したときは該サンプリングを最適サンプリングとして出力するサンプリング評価手段と、を備えたことを特徴とする。

In order to achieve the above object, in the optimization support apparatus of the present invention, a system having characteristics corresponding to a plurality of limiting elements, and a plurality of samplings that are combinations of the limiting elements and the characteristics of the system are generated. Sampling generating means, hierarchical clustering means for hierarchically clustering the sampling based on similarity of the characteristics, and correlation between the variation of the limiting element and the fluctuation of the characteristics in each clustered cluster From the comparison result of the comparison element that compares the high restriction element between the same hierarchy and / or between different hierarchies, and the comparison means, the restriction element that is common among the clusters among the restriction elements with high correlation. Extraction means for extracting, target characteristic setting means for setting target characteristics, and extracted common limiting elements as a reference Second sampling generating means for generating sampling, and whether or not the sampling characteristic generated by the second sampling generating means is the optimal sampling satisfying the target characteristic, and if it is determined to be optimal, the sampling is optimal And sampling evaluation means for outputting as sampling.

よって、少ないサンプリング数から共通する制限要素を抽出することで、初期設計段階で合理的な形状を生成することが可能となり、この合理的な形状に基づいてサンプリングを発生させることで、効率よく解空間を探索することが可能となり、少ない演算で最適化を図ることができる。   Therefore, by extracting common limiting elements from a small number of samplings, it is possible to generate a rational shape at the initial design stage, and by generating sampling based on this rational shape, an efficient solution can be obtained. A space can be searched, and optimization can be achieved with a small number of operations.

以下、本発明の最適化支援装置を実現する最良の形態を、図面に示す実施例に基づいて説明する。   Hereinafter, the best mode for realizing the optimization support apparatus of the present invention will be described based on an embodiment shown in the drawings.

〔実施例1の技術コンセプト〕
まず、「システム」という言葉を定義する。システムとは、ある特定の入力があるときに、ある特定の結果をもたらす入力結果間に存在する処理系あるいは秩序である。ある固有のシステムを、ある値に規定することによって、特定の事象(現象)が実現される(複数の制限要素によって規定されるシステムに相当)。そして、固有のシステムは、あらゆるものの処理、或いは、あらゆるものに秩序を与えるものではなく、数、範囲、性質といった限定された中で機能する。従って、事象の種類が同じものであっても、これら限定が互いに異なる様々なものが存在する場合、それぞれに対応したシステムが存在する。さらに、事象の種類に応じて、これらを統一的に取り扱う上位システムが存在する。
[Technical concept of Example 1]
First, define the word “system”. A system is a processing system or order that exists between input results that produce a specific result when there is a specific input. A specific event (phenomenon) is realized by defining a specific system to a certain value (corresponding to a system defined by a plurality of limiting elements). And the unique system works in a limited number, range, and nature, not processing everything or giving order to everything. Therefore, even if the types of events are the same, if there are various types with different limitations, there is a system corresponding to each. Furthermore, there are host systems that handle these uniformly according to the type of event.

このような特定の事象に関わる層状のシステム構造は、経済、文化、設計、生物などほとんど全ての事象に適用でき、直感的ではあるが何らかの共通性をもとに分類し、最も容易に体系を捕らえやすい分類方法として受け入れられている。   Such a layered system structure related to a specific event can be applied to almost all events such as economy, culture, design, and biology. It is accepted as a classification method that is easy to catch.

例えば、自動車のサスペンションにおいては、抽象システムはサスペンション、個別システムはマルチリンクやトーションビームなど、具象システムは個別システムが取る具体的なジオメトリの値やブッシュ剛性値などによって決まった特定のマルチリンクやトーションビーム等である。   For example, in an automobile suspension, the abstract system is a suspension, the individual system is a multilink or torsion beam, the concrete system is a specific multilink or torsion beam determined by the specific geometry value or bush stiffness value taken by the individual system, etc. It is.

しかしながらこの分類は、同じ階層のシステム同士や上下のシステムを具体的に理解することは目的としていない。最下層システムが示す事象の解析(理解)が進む(成熟する)に従い、新しい取り組みや発見を行うためには、システム間の関係や全体システムを規定している共通性を正確に理解した上で利用しなければならない。ここで、最上層システムを「抽象システム」、中層システムを「形式システム」、最下位システムを「具象システム」と呼ぶことにする。   However, this classification is not intended to specifically understand systems in the same hierarchy or upper and lower systems. As the analysis (understanding) of the events shown by the lowest-level system progresses (matures), in order to make new efforts and discoveries, it is necessary to accurately understand the relationships between systems and the commonality that defines the overall system. Must be used. Here, the top layer system is called an “abstract system”, the middle layer system is called a “formal system”, and the bottom layer system is called a “concrete system”.

本実施例では、全体システムの理解を可能とするために、抽象システムと形式システムの間、具象システムと形式システムの間に、傾向あるいは範囲という限定を加えたシステムとして「傾向システム」を導入することにすること(Clusterによって分類されたシステムのこと)により、全体システムの理解、システム間の特徴の理解、事象のさらなる理解、新しいシステムを作る可能性などを考慮することを可能とした。図1にこれらの関係を示す。   In this embodiment, in order to enable understanding of the entire system, a “trend system” is introduced as a system in which a trend or range is limited between an abstract system and a formal system, and between a concrete system and a formal system. By deciding (systems classified by Cluster), it became possible to consider the understanding of the whole system, the understanding of characteristics between systems, the further understanding of events, the possibility of creating a new system, and so on. FIG. 1 shows these relationships.

3層のシステム構造では、何らかの共通性をもとに分類されていることを述べた。複雑な事象(現象)は、いくつかの事象(現象)の組み合わせの結果実現されていると考える場合、複雑な事象(現象)の特徴は、構成しているある事象(現象)の特徴、あるいは組み合わせの特徴が影響していると考えられる。このような特徴は、先の共通性にかかわるものであり、現象の実現のためのシステムの「共通概念」と定義することができる。   It was stated that the three-layer system structure is classified based on some commonality. When a complex event (phenomenon) is considered to be realized as a result of a combination of several events (phenomena), the characteristic of a complex event (phenomenon) is the characteristic of a certain event (phenomenon) It is thought that the characteristics of the combination have an influence. Such a feature is related to the commonality described above, and can be defined as a “common concept” of the system for realizing the phenomenon.

ある形式システムにおいて、ある具象システムのパラメータを様々に変化させた結果として生じる様々な現象は、その形式システムに特有の共通概念によって支配されており、この概念によって様々な現象の傾向を実現していると考えられる。そして、具象システムが示す現象それぞれの特有な傾向は、共通概念をベースとし、そこから派生する特有の形態を取ることによって実現されている。   In a certain formal system, various phenomena that occur as a result of changing various parameters of a concrete system are governed by a common concept peculiar to that formal system, and this concept realizes the tendency of various phenomena. It is thought that there is. And the specific tendency of each phenomenon shown by the concrete system is realized by taking a specific form derived from it based on a common concept.

ここで、共通概念とは、様々な複雑現象の傾向を最もよく説明できる特定のパラメータの値、特定のパラメータの組合せ、特定のパラメータ間の関係、特定のパラメータの傾向、特定のパラメータの値の範囲のいずれか、或いは、これらの内のいくつかの組合せである。一方、共通概念をベースとしつつ、共通概念以外の特定のパラメータの値、特定のパラメータの組合せ、特定のパラメータ間の関係、特定のパラメータの傾向、特定のパラメータの値の範囲のいずれか、或いは、これらの内のいくつかの組合せは特有な形態と定義できる。   Here, the common concept is the value of specific parameters that can best explain the tendency of various complex phenomena, the combination of specific parameters, the relationship between specific parameters, the tendency of specific parameters, the value of specific parameters. Any of the ranges, or some combination of these. On the other hand, based on the common concept, the value of a specific parameter other than the common concept, the combination of specific parameters, the relationship between specific parameters, the tendency of specific parameters, the range of specific parameter values, or Some combinations of these can be defined as unique forms.

尚、共通概念は、ある一つの現象を実現するために存在する異なるシステム間に存在するものであっても構わない。すなわち、形式システム階層に存在する様々なシステムは、ある特定の現象を実現するために存在しているため、形式システムの上位には、(すなわち抽象システムにおける)共通概念が存在し、これによって全ての現象の傾向を実現している。そして現象特有の傾向は、形式システムあるいは具象システムの特有の形態を共通概念に加えることで実現している。   Note that the common concept may exist between different systems that exist to realize a certain phenomenon. That is, various systems that exist in the formal system hierarchy exist in order to realize a specific phenomenon, and therefore there is a common concept (that is, in an abstract system) at the upper level of the formal system. The trend of the phenomenon is realized. And the phenomenon peculiar phenomenon is realized by adding the peculiar form of the formal system or the concrete system to the common concept.

本実施例1では、複雑な現象を理解するため、以上のようなコンセプトに基づいて構成されている。図2に実施例の共通概念抽出コンセプトを示す。図2中、共通概念0は全ての現象を規定する概念であり、共通概念1はハッチング部分の領域のみの現象を規定する概念であり、共通概念2はハッチング部分の領域のみの現象を規定する概念である。共通概念0には共通概念1,2が含まれ、各共通概念に他の共通概念を重ねると、更に領域を規定することとなる。   The first embodiment is configured based on the concept as described above in order to understand complicated phenomena. FIG. 2 shows a common concept extraction concept of the embodiment. In FIG. 2, common concept 0 is a concept that prescribes all phenomena, common concept 1 is a concept that prescribes phenomena only in the hatched area, and common concept 2 prescribes phenomena only in the hatched area. It is a concept. Common concept 0 includes common concepts 1 and 2, and when each common concept is overlapped with another common concept, a region is further defined.

尚、抽象システムや形式システムは、あらゆる階層間で上限関係のみ注意しつつ適宜設定すればよい。よって、抽象システムは再上層等に限定されない。また、適宜設定された抽象システム,形式システム及び具象システムの間を繋ぐ秩序が傾向システムとして定義される。   The abstract system and the format system may be set as appropriate while paying attention only to the upper limit relationship between all layers. Therefore, the abstract system is not limited to the upper layer. Moreover, the order which connects between the abstract system, the formal system, and the concrete system which were set suitably is defined as a tendency system.

図3に実施例1の最適化支援コンセプトを示す。例えば、階層化によって各階層のシステム(形式システム,傾向システム,具象システム等)に分類した後、例えば既存の傾向システムに存在する共通概念を用いて新たなサンプリングを発生し、このサンプリングから最適なシステムを提供することが実施例1の主な目的である。   FIG. 3 shows the optimization support concept of the first embodiment. For example, after categorization into systems of each hierarchy (formal system, trend system, concrete system, etc.) by hierarchization, for example, a new sampling is generated using a common concept existing in the existing trend system, and the optimum is determined from this sampling. Providing a system is the main purpose of the first embodiment.

〔最適化支援フロー〕
実施例1は、複雑な現象を規定する共通概念の抽出を行った後、共通概念を構成するパラメータとそれ以外のパラメータを様々に変化させ、設計者が求める現象に当てはまる構造を抽出する。この共通概念の抽出には、現象(以下、特性)とそれを実現するあるシステムのとるパラメータ(以下、制限要素)の組合せ(以下、サンプリング)をいくつか準備しておく必要がある。そして、これらの特性をいくつかに分類し、制限要素を比較することによって、全ての現象を最もよく説明できる共通概念を抽出する。
[Optimization support flow]
In the first embodiment, after extracting a common concept that defines a complex phenomenon, a parameter that constitutes the common concept and other parameters are changed in various ways to extract a structure that matches a phenomenon desired by the designer. To extract this common concept, it is necessary to prepare several combinations (hereinafter referred to as sampling) of phenomena (hereinafter referred to as characteristics) and parameters (hereinafter referred to as limiting elements) taken by a system that realizes the phenomenon. Then, by classifying these characteristics into some and comparing the limiting elements, a common concept that best explains all phenomena is extracted.

次に、共通概念を構成する制限要素の変更は、共通概念が持つ制限要素同士の傾向を踏襲した上で行う。また、共通概念以外の制限要素の変更は、共通概念を構成する制限要素の変更を行った後、変更された共通概念を基準とし、その他の制限要素を変更する。ここで、求める特性あるいは特性の持つ範囲を予め設計者が決定しておき、該決定された条件に応答が当てはまるか否かを判断する。   Next, the restriction elements constituting the common concept are changed after following the tendency of the restriction elements of the common concept. In addition, the restriction elements other than the common concept are changed by changing the restriction elements constituting the common concept, and then changing the other restriction elements based on the changed common concept. Here, the designer determines a desired characteristic or a range of the characteristic in advance, and determines whether a response is applicable to the determined condition.

ここから、ある特定の特性を実現する構造、あるいはある範囲の間の応答を実現する構造を抽出する。   From here, a structure that realizes a certain characteristic or a structure that realizes a response within a certain range is extracted.

以上から、実施例1では、図4に示すように、
ステップ〔1〕 サンプリングを準備する部位(第1サンプリング発生手段)
ステップ〔2〕 特性を分類する部位(階層的クラスタリング手段)
ステップ〔3〕 制限要素を比較し共通概念を抽出する部位(比較手段及び抽出手段)
ステップ〔4〕 目標特性を設定する部位(目標特性設定手段)
ステップ〔5〕 共通概念を基準としたサンプリングの発生(第2サンプリング発生手段)
ステップ〔6〕 ステップ〔5〕のサンプリングの可否を判断する部位(サンプリング評価手段)
の6つのステップで構成されている。このように、共通概念を用いて効率よくサンプリングを発生することができるため、効率的で抜け漏れが無く、その結果どのような応答になるのかを予測することが可能である。
From the above, in Example 1, as shown in FIG.
Step [1] Site for preparing sampling (first sampling generating means)
Step [2] Parts for classifying characteristics (hierarchical clustering means)
Step [3] A part for comparing the limiting elements and extracting the common concept (comparison means and extraction means)
Step [4] Parts for setting target characteristics (target characteristic setting means)
Step [5] Generation of sampling based on common concept (second sampling generation means)
Step [6] Site for judging whether sampling is possible in step [5] (sampling evaluation means)
It consists of 6 steps. In this way, since sampling can be efficiently generated using the common concept, it is possible to predict what kind of response will be obtained as a result because it is efficient and has no omissions.

(サンプリングの準備)
ステップ〔1〕のサンプリングの準備の段階では、現在までに把握している対象とする現象のサンプリングを用意すればよい。しかしながら、比較の対象となるサンプリングに偏りがある場合、その結果抽出される共通概念は、ある特性に偏ったものとなるため、全ての現象を説明できるとは言えない場合が多い。従って、特性に偏りが生じていないサンプリングを準備する必要がある。これからサンプリングを準備しようとする場合、サンプリングに偏りが生じないように、全通りの制限要素の組合せについて、あるいは直行表などを用いた制限要素の組合せを準備し、これに対する特性の応答を調査すればよい。
(Preparation for sampling)
In the stage of sampling preparation in step [1], it is sufficient to prepare sampling of the target phenomenon that has been grasped so far. However, if there is a bias in the sampling to be compared, the common concept extracted as a result is biased to a certain characteristic, so it cannot often be said that all phenomena can be explained. Therefore, it is necessary to prepare sampling in which characteristics are not biased. When preparing for sampling, prepare all combinations of limiting elements, or combinations of limiting elements using an orthogonal table, and investigate the response of the characteristics to avoid sampling bias. That's fine.

ここで、直行表の例を図4に示す。直行表とは、割り付けられたある制限要素の特定水準に着目した場合、他の制限要素の水準が全て、しかも均等に組み合わされるよう作成された表のことである。従って、制限要素を構成する個々の制限要素の最大値と最小値を設定しておき、選択した直行表の水準数に応じて最大値と最小値間をいくつかに分割、直行表に割り付ければよい。   Here, an example of an orthogonal table is shown in FIG. An orthogonal table is a table created so that all the levels of other limiting elements are combined evenly when focusing on a specific level of an allocated limiting element. Therefore, the maximum value and minimum value of each limiting element that constitutes the limiting element are set, and the maximum and minimum values are divided into several according to the number of levels of the selected orthogonal table, and assigned to the orthogonal table. That's fine.

尚、複数の制限要素によって規定されるシステムをシミュレーションし、入力と出力の関係を表す特性を再現するシミュレーターを備えている場合には、そのシミュレータとリンクさせて、効率よく作業を行うようにすることが望ましい。シミュレータは同一の演算装置内にあってもよいし、他の装置とケーブル等で接続するようにしてもよい。   If you have a simulator that simulates a system defined by multiple limiting elements and reproduces the characteristics that represent the relationship between input and output, link it with the simulator to work efficiently. It is desirable. The simulator may be in the same arithmetic device, or may be connected to another device with a cable or the like.

(特性の分類)
ステップ〔2〕の特性を分類する部位では、階層的クラスタリングを利用する。クラスタリングとは、異なる性質のもの同士が混ざり合っている集団の中から、効率的に意味のある体系に組織立てるために、互いに似たものを集めて集落(以下、クラスター)を作るという、対象を分類する方法の総称である。このうち、階層的クラスタリングは、グループが入れ子を構成するように階層を生成していく方法である。本実施例1では、「似たもの」として、「特性の傾向の類似度」を基準にクラスタリングした。
(Classification of characteristics)
Hierarchical clustering is used in the part for classifying the characteristics of step [2]. Clustering is an object of gathering groups that are similar to each other to create a community (hereinafter referred to as a cluster) in order to efficiently organize a meaningful system from a group of people with different characteristics. It is a general term for the method of classifying. Among these, hierarchical clustering is a method of generating hierarchies so that groups are nested. In the first embodiment, clustering is performed based on “similarity of characteristic tendency” as “similar”.

本実施例1において階層的クラスタリングを採用したのは、〔実施例1の技術コンセプト〕で述べたように、もともと我々の対象とするシステムが階層的な分類を基にしていること(すなわち最も理解可能な体系であること)、各階層のシステムの関係を理解するための傾向システムには、予めいくつの階層及びクラスターが存在するかは予め分からないこと、のためである。例えば、非階層的なクラスタリングを行う場合には、予め閾値等を設定し、この閾値以内のものをクラスタリングするといった作業を行うことになり、この閾値は既成概念の導入につながる虞がある。既成概念が導入されると、この既成概念に縛られた結果しか得られず、システムの分類を正確に行えないからである。階層的クラスタリングの方法を以下に述べる。   Hierarchical clustering was adopted in the first embodiment because, as described in [Technical concept of the first embodiment], the system originally targeted by us is based on a hierarchical classification (i.e., most understood). This is because it is not possible to know in advance how many hierarchies and clusters exist in the trend system for understanding the relationship between the systems of each hierarchy. For example, when non-hierarchical clustering is performed, a threshold value or the like is set in advance, and operations within this threshold value are clustered. This threshold value may lead to the introduction of an existing concept. This is because when an existing concept is introduced, only a result confined to the existing concept is obtained, and the system cannot be classified correctly. The hierarchical clustering method is described below.

階層的クラスタリングにおいて、クラスターの生成は、類似度あるいは非類似度を基準として個体を一組づつ結合し、小さなクラスターから次第に大きなクラスターにしていく。従って、クラスター生成の手続きは、類似度(非類似度)の定義とクラスター生成の二つの段階に分けられる。ここで、個体xi(1≦i≦n)で構成される個体全体の集合X={x1,x2,x3,・・・,xn},個体xi,xj間の類似度d(xi,xj)〔1≦xi,xj≦n,xi≠xj,xi,xj∈X〕を定義する。また個体xiをクラスターGiとするとき,全てのクラスターを含むクラスターgをg={G1,G2,・・・,Gn}とする。このとき、階層的クラスタリングのアルゴリズム(Agglomerative Hierarchal Clustering :以下、AHCと記載する)は以下になる。 In hierarchical clustering, clusters are generated by joining individuals one by one based on similarity or dissimilarity, and gradually increasing from a small cluster to a larger cluster. Therefore, the cluster generation procedure is divided into two stages: definition of similarity (dissimilarity) and cluster generation. Here, the set of individuals x i (1 ≦ i ≦ n), the set of all individuals X = {x 1 , x 2 , x 3 ,..., X n }, the similarity between individuals x i and x j Degrees d (x i , x j ) [1 ≦ x i , x j ≦ n, x i ≠ x j , x i , x j ∈X] are defined. Further, when an individual x i is a cluster G i , a cluster g including all the clusters is g = {G 1 , G 2 ,..., G n }. At this time, the hierarchical clustering algorithm (Agglomerative Hierarchal Clustering: hereinafter referred to as AHC) is as follows.

(I)初期設定n個のクラスター(個体)について以下を定義する。

Figure 0004956779
(I) Define the following for the initial n clusters (individuals).
Figure 0004956779

(II)類似度最大(あるいは類似度最小)のクラスター対を結合する。

Figure 0004956779
ここでGqとGrをgから取り除き、G'=Gq∪Grをgに追加する。この際、クラスター数を一つ減らす。 (II) The cluster pair having the maximum similarity (or the minimum similarity) is combined.
Figure 0004956779
Here, G q and G r are removed from g, and G ′ = G q ∪G r is added to g. At this time, the number of clusters is reduced by one.

(III)すべてのGi∈g,Gi≠G'についてクラスター間の類似度d(G',Gi)を再計算する。 (III) Recalculate the similarity d (G ′, G i ) between clusters for all G i ∈g and G i ≠ G ′.

(IV)以後(II),(III)をクラスター数が1になるまで繰り返す。   (IV) Thereafter, (II) and (III) are repeated until the number of clusters becomes 1.

上記AHCの(II)で取り上げる類似度(非類似度)は様々なものが提案されているが、ここでは、Ward法(Ward's Method)を取り上げる。この方法はユークリッド空間の距離(Euclid Distance)による類似度を前提としている。すなわち、個体xiを構成するp個の要素のうちk番目の要素の値をxi kとすると、個体xi−xj間のWard距離は、式(3.4)で表される。ここで要素とは、個体xiに含まれる値である。

Figure 0004956779
Various similarities (dissimilarities) taken up in (II) of the AHC have been proposed, but here, the Ward's Method is taken up. This method is based on the similarity based on the Euclid distance. That is, assuming that the value of the k-th element among the p elements constituting the individual x i is x i k , the Ward distance between the individuals x i and x j is expressed by Expression (3.4). Here, the element is a value included in the individual x i .
Figure 0004956779

このときクラスターGに対する重心M(G)を式(3.5)のようにおくと、その各構成要素は式(3.6)で表される。

Figure 0004956779
Figure 0004956779
At this time, if the center of gravity M (G) with respect to the cluster G is set as shown in formula (3.5), each component is expressed by formula (3.6).
Figure 0004956779
Figure 0004956779

ここで、クラスターGにおける重心と各個体との距離の差の二乗和E(G)を式(3.7)のように定義すると、異なる2つのクラスターGi,Gj間の距離の差は式(3.8)のように表せる。従って、AHCの(II)のクラスターの結合則は式(3.9)で表されるように、ΔEが最小となるGq,Grを選択することになる。

Figure 0004956779
Figure 0004956779
Figure 0004956779
Here, if the sum of squares E (G) of the difference between the center of gravity and the individual in the cluster G is defined as in the equation (3.7), the difference in distance between the two different clusters G i and G j is expressed by the equation ( It can be expressed as 3.8). Therefore, the coupling rule for the cluster of (II) of AHC selects G q and G r that minimize ΔE, as represented by the equation (3.9).
Figure 0004956779
Figure 0004956779
Figure 0004956779

一方、AHC(III)の類似度d(G',Gi)の再計算は、結合する前のd(Gq,Gi),d(Gr,Gi)を用いて表せる。d(Gi,Gj)=ΔE(Gi,Gj)と定義すると、初期クラスターGi={xi}に対して、式(3.10)のように表せる。

Figure 0004956779
ここで、G'=Gq∈Grのとき
Figure 0004956779
以上のように,AHCの(III)の再計算は、個体間の類似度を参照することなく、クラスター間の類似度のみを用いて再計算がなされる。図5に以上のアルゴリズムに基づくクラスターの生成方法を、図6に階層的クラスタリングの例を示す。 On the other hand, the recalculation of the similarity d (G ′, G i ) of AHC (III) can be expressed using d (G q , G i ) and d (G r , G i ) before combining. If d (G i , G j ) = ΔE (G i , G j ) is defined, the initial cluster G i = {x i } can be expressed as shown in Expression (3.10).
Figure 0004956779
Where G '= G q ∈ G r
Figure 0004956779
As described above, the recalculation of (III) of AHC is performed by using only the similarity between clusters without referring to the similarity between individuals. FIG. 5 shows a cluster generation method based on the above algorithm, and FIG. 6 shows an example of hierarchical clustering.

ここで、上記クラスターの生成方法を図5に基づいてまとめると、以下のようになる。
(A)サンプリングをクラスター化し、クラスターp,q.r・・・を生成する。図5中、小さな円に相当するものである。
(B)各クラスタの重心を計算する。
(C)類似度の小さい(距離の近い)クラスターを結合する。図5中、クラスターpとクラスターqを結合し、新たなクラスターtを生成する。
(D)結合したクラスターtの重心を計算する。
(E)類似度の小さい(距離の近い)クラスターを結合する。
(F)上記(C)〜(E)をクラスターが1つになるまで繰り返す。
尚、上記(A)のステップでは、クラスターでなくとも、クラスタリングする前の点情報でもよく特に限定しない。
Here, the cluster generation method is summarized as follows based on FIG.
(A) Sampling is clustered to generate clusters p, qr. In FIG. 5, it corresponds to a small circle.
(B) Calculate the center of gravity of each cluster.
(C) Combine clusters with small similarity (close distance). In FIG. 5, cluster p and cluster q are combined to generate a new cluster t.
(D) Calculate the center of gravity of the combined cluster t.
(E) Combine clusters with small similarity (close distance).
(F) Repeat (C) to (E) until there is one cluster.
In the step (A), not the cluster but the point information before clustering may be used, and there is no particular limitation.

〔共通概念の抽出〕
ステップ〔3〕に示す、制限要素を比較し共通概念を抽出する部位では、分類された階層ごとに存在する制限要素間の関係と特性との因果関係を抽出した後、全ての階層に共通する因果関係を見つける。ここで見つかった共通する因果関係を共通概念と呼んでいる。
[Extraction of common concepts]
In the part that compares the restriction elements and extracts the common concept shown in Step [3], after extracting the causal relationship between the restriction elements existing in each classified hierarchy and the characteristics, it is common to all the hierarchy. Find causality. The common causality found here is called the common concept.

(分類された階層ごとに存在する制限要素間の関係と特性との因果関係の抽出)
分類された現象階層ごとに存在する制限要素と現象の物理的因果関係を抽出する。現象が示す特徴は、様々な制限要素が関係し合いながら実現されるという獏全とした言い方しかできない。しかしながら、このことは、言い換えると、現象は制限要素同士の関係を変えながら、さまざまな関係形態を経て実現されている。これを、現象の実現に至る制限要素のネットワークとするならば、このネットワークこそが因果関係であると考えることができる。ここで、このネットワークを「因果ネットワーク」と呼ぶことにする。
(Extraction of the causal relationship between the characteristics and the relationship between the restriction elements that exist for each classified hierarchy)
Extract the physical causal relationship between the limiting elements and phenomena that exist for each classified phenomenon hierarchy. The feature that the phenomenon shows can only be said in a complete way that various limiting elements are involved. However, in other words, the phenomenon is realized through various forms of relationships while changing the relationship between the limiting elements. If this is a network of limiting elements leading to the realization of the phenomenon, this network can be considered as a causal relationship. Here, this network is called a “causal network”.

1つの経路を考えたとき、この経路の形成には他の制限要素の影響を受けている場合があり、また、この影響もその他の制限要素の影響を受けている場合があるかもしれない。このような特徴をもつ経路を見つける場合、他の制限要素の影響を廃した上で純粋なつながりから経路を判断するよりは、他の制限要素の影響を持ったままの制限要素の関係による経路を判断したほうがよい。   When one path is considered, the formation of this path may be influenced by other limiting factors, and this influence may also be influenced by other limiting factors. When finding a route with such characteristics, rather than judging the route from pure connections after eliminating the influence of other restrictive elements, the route is based on the relationship of the restrictive elements that have the influence of other restrictive elements. It is better to judge.

すなわち、他の制限要素の影響を廃した純粋なつながりから経路を判断する場合、ある制限要素同士の、或いは、ある制限要素と現象との影響度合いの大きさといった数値の大小による判断が行われることとなる。よって、必ずしも切り捨てが正しいかどうかが分からない状態で、切り捨てられた制限要素と経路との物理的な関係が断ち切られ、全体として因果ネットワークを表しているとは言いがたい。これに対し、他の制限要素の影響を持ったままの経路を判断する場合、既成概念に基づく切り捨て等が成されないため、現象そのものを表記している物理的な全てのつながりを説明できる因果ネットワークを形成していると考えられるからである。   In other words, when a route is determined from a pure connection that eliminates the influence of other limiting elements, a determination is made based on the magnitude of the numerical value of the degree of influence between certain limiting elements or between a certain limiting element and a phenomenon. It will be. Therefore, it is difficult to say that the physical relationship between the cut-off restriction element and the path is cut off, and the whole represents a causal network without knowing whether the cut-off is correct. On the other hand, when judging a route that has the influence of other limiting factors, truncation based on the existing concept is not performed, so a causal network that can explain all the physical connections describing the phenomenon itself This is because it is considered to form.

但し、煩雑になりやすいので、制限要素間の経路に数値的な指標を設ける必要がある。ここでは、他の制限要素の影響を持ったままの2つの制限要素間のつながりの強さを測る尺度として、ピアソンの積率相関係数を取り上げた。制限要素が現象に至るまでの因果ネットワークを抽出するために、個々の制限要素と現象は同次元に考える。同次元に置いた個々の制限要素と現象を、因果ネットワークを構成する経路の支点と呼ぶことにする。   However, since it tends to be complicated, it is necessary to provide a numerical index in the path between the limiting elements. Here, Pearson's product-moment correlation coefficient is taken up as a measure for measuring the strength of the connection between two limiting elements that have the influence of other limiting elements. In order to extract the causal network from the limiting element to the phenomenon, each limiting element and the phenomenon are considered in the same dimension. Each limiting element and phenomenon placed in the same dimension will be called the fulcrum of the path that makes up the causal network.

1つの支点がもつデータの数をn,1つの支点をx,支点xの平均をx-,他の支点をy,支点yの平均をy-とすると、ある2つの支点x,y間のつながりの強さを表す相関係数r(xy)は、式(5.2)で表される。

Figure 0004956779
The number of data one fulcrum with n, 1 single fulcrum x, average x fulcrum x -, the other fulcrum y, the mean of the fulcrum y y - if that, the are two fulcrums x, between y A correlation coefficient r (xy) representing the strength of connection is expressed by equation (5.2).
Figure 0004956779

式(5.2)を全ての支点間に適用させることにより、現象に至るまでの全ての因果ネットワークを、他の制限要素の影響を含んだつながりの強さと共に抽出することができる(図7参照)。これを、全ての階層の現象クラスターに適用させることで、複雑な現象から徐々に簡単な現象に階層化される現象過程を、因果ネットワークの変化と共に把握することが可能となる。   By applying the formula (5.2) between all the fulcrums, all the causal networks up to the phenomenon can be extracted together with the strength of connection including the influence of other limiting factors (see Fig. 7). . By applying this to a phenomenon cluster of all layers, it becomes possible to grasp a phenomenon process that is gradually hierarchized from a complicated phenomenon to a simple phenomenon together with a change in the causal network.

(共通概念の抽出)
複雑な現象は、物理的特徴を基準としながら徐々に単純な現象に分割されていくという階層構造を成している。従って、これに伴い因果ネットワークも階層を追って変化していくと考えられる。ある階層における単体の現象を決定付ける要因と、その複雑さを決定付ける要因とは、階層をたどることによって、それぞれ全ての階層の単体の現象に共通する因果ネットワークと、対象の現象とその上下階層の現象との間に存在する異質な因果ネットワークであると定義できる。
(Extraction of common concepts)
Complex phenomena have a hierarchical structure in which they are gradually divided into simple phenomena based on physical characteristics. Therefore, it is considered that the causal network changes along the hierarchy accordingly. The factors that determine a single phenomenon in a hierarchy and the factors that determine its complexity are: a causal network that is common to single phenomena in all hierarchies, the target phenomenon, and its upper and lower hierarchies. It can be defined as a heterogeneous causal network that exists between these phenomena.

階層的クラスタリングを応用した複雑な現象の特徴分化を伴う階層化の場合、最下層は1つのサンプルで構成されるクラスターである。最下層に行くほど現象の複雑性を強調する階層となるため、共通性は薄れていってしまうという特徴がある。一方、最上層に行くほど多くのサンプルで構成されるクラスターとなるが、階層に含まれるクラスターの数が少なくなるため、ノイズを含んだ多くの共通性が存在するという特徴がある。   In the case of hierarchization accompanied by feature differentiation of complex phenomena using hierarchical clustering, the lowest layer is a cluster composed of one sample. Since it becomes a hierarchy which emphasizes the complexity of a phenomenon as it goes to the lowest layer, there is a feature that commonality fades. On the other hand, the cluster is composed of more samples as it goes to the top layer, but since the number of clusters included in the hierarchy is reduced, there is a feature that there is a lot of commonness including noise.

従って、この関係から共通概念を抽出する最も適した階層が存在することが考えられる。ここでは、共通概念を抽出できる階層を特定し、ここから共通概念を抽出する方法を述べる。   Therefore, it can be considered that there is a most suitable hierarchy for extracting a common concept from this relationship. Here, the hierarchy which can extract a common concept is specified, and the method of extracting a common concept from here is described.

まず、共通概念の抽出に適当な階層の特定を行う。ここでは、ある経路pの相関係数の感度SとSN比ηを利用する。対象とする階層をi,階層に含まれるクラスターの数をn,階層に含まれるm番目のクラスターの経路pにおける相関係数をripmとすると、重ね合わせた相関係数rip -は式(5.3)のように表される.

Figure 0004956779
First, the hierarchy suitable for the extraction of the common concept is specified. Here, the sensitivity S and SN ratio η of the correlation coefficient of a certain path p are used. The hierarchy of interest i, when the number of clusters included in the layer n, the correlation coefficient in the path p in the m-th cluster included in the layer and r ipm, the correlation coefficient superposed r ip - in the formula ( It is expressed as 5.3).
Figure 0004956779

この階層の共通な因果ネットワークの1つが経路pだとすると、その相関係数の感度Sは、式(5.3)から式(5.4)のように表せる.
(5.4)

Figure 0004956779
If one of the common causal networks in this hierarchy is the path p, the sensitivity S of the correlation coefficient can be expressed as in equations (5.3) to (5.4).
(5.4)
Figure 0004956779

また、階層iに含まれる各クラスターの経路pにおける相関係数の全変動Stは式(5.5)で表せる。

Figure 0004956779
Further, the total variation S t of the correlation coefficient in the path p for each cluster included in the layer i is expressed by equation (5.5).
Figure 0004956779

また、この経路pの相関係数の変動Sβは、各クラスターを分割するユークリッド距離dim,平均ユークリド距離をdi-とすると、式(5.6)で表される。

Figure 0004956779
Further, the correlation coefficient variation S β of the path p is expressed by Expression (5.6), where Euclidean distance d im for dividing each cluster and average Euclidean distance are di .
Figure 0004956779

従って、経路pにおける誤差分散Veは式(5.7)で表せる。

Figure 0004956779
Therefore, the error variance V e in the path p can be expressed by Equation (5.7).
Figure 0004956779

従って、階層iに含まれる各クラスターの経路pにおける相関係数のSN比ηは式(5.8)で表せる。

Figure 0004956779
Therefore, the SN ratio η of the correlation coefficient in the path p of each cluster included in the hierarchy i can be expressed by Expression (5.8).
Figure 0004956779

共通概念は全ての現象を説明できる共通の因果ネットワークであるため、全ての共通の経路において式(5.4)で表される感度Sが大きく、かつ式(5.8)で表されるSN比ηが大きい階層が共通概念の抽出に適した階層となる。ただし、共通概念抽出の階層は、樹形図の最上層から下層に向けて探索したとき、分岐を起こす最大ユークリッド距離以下で構成される階層で検討を行わなければならない。   Since the common concept is a common causal network that can explain all phenomena, the sensitivity S expressed by equation (5.4) is large and the SN ratio η expressed by equation (5.8) is large in all common paths. The hierarchy is suitable for extracting common concepts. However, the hierarchy of common concept extraction must be examined in a hierarchy that is less than or equal to the maximum Euclidean distance that causes a branch when searching from the top layer to the bottom layer of the tree diagram.

以上のようにして得られた共通概念抽出に適した階層において、共通概念となる共通の因果ネットワークは、式(5.4)で表される相関係数の感度が大きい経路pがそれに該当する。図8にネットワークの表示方法の一例、及び、これらネットワークに共通する共通概念の表示方法に一例を示す。各クラスターにおいて共通して強い因果関係を表す線が共通概念に相当する。   In the hierarchy suitable for common concept extraction obtained as described above, the common causal network that becomes the common concept corresponds to the path p having a high correlation coefficient sensitivity expressed by the equation (5.4). FIG. 8 shows an example of a network display method and a common concept display method common to these networks. A line representing a strong causal relationship common to each cluster corresponds to a common concept.

尚、制限要素の表記方法は、ここで示したように、各制限要素を円周上に配置し、制限要素間を直線で結ぶことで因果ネットワークを表記したが、円周上以外の配置でもよい。また、因果関係の強さを表す手段として線種を変更する方法の他に、線に色をつける方法や、線の太さなどで表記する方法などが考えられる。図8の共通概念、すなわち共通のネットワークは、当然図8の個々のクラスターのネットワーク中に必ず含まれている。また、因果関係が強い制限要素が目視可能に表現されていればよく、立体的形状に表記するようにしてもよい。   In addition, as shown here, the notation method of the limiting element is that each limiting element is arranged on the circumference, and the causal network is described by connecting the limiting elements with a straight line. Good. In addition to the method of changing the line type as a means for expressing the causal relationship, a method of coloring a line, a method of expressing by a line thickness, or the like can be considered. The common concept of FIG. 8, that is, the common network is naturally included in the network of individual clusters of FIG. Further, it is only necessary that the limiting element having a strong causal relationship is expressed so as to be visible, and may be described in a three-dimensional shape.

(特性の値或いは範囲の設定)
ステップ〔4〕に示す特性の値あるいは範囲の設定では、共通概念を用いて導出される構造が満たすべき特性の値、あるいは満たすべき特性の範囲を設計者が予め決定しておく。ここで、特性は1つ以上であってもよい。この場合、設定された特性に最適な構造の抽出となる。後者の場合、特性の範囲あるいはその組み合わせに対して、個々の制限要素がある範囲を持った形で構造が抽出される。この場合、構造が存在する設計空間の抽出となるが、この後、特性が最適になる構造を導き出す最適化を行う。但し、ここでは、設計者の目的に応じて適宜設定可能であり、最適化以外にも適用可能である。
(Setting of characteristic value or range)
In the setting of the characteristic value or range shown in step [4], the designer previously determines the characteristic value to be satisfied by the structure derived using the common concept or the characteristic range to be satisfied. Here, the characteristic may be one or more. In this case, the optimum structure is extracted for the set characteristic. In the latter case, the structure is extracted in a form having a certain range with respect to a range of characteristics or a combination thereof. In this case, the design space in which the structure exists is extracted. After that, optimization for deriving the structure having the optimum characteristics is performed. However, here, it can be appropriately set according to the purpose of the designer, and can be applied to other than optimization.

(共通概念を基準としたサンプリングの発生)
ステップ〔5〕に示す共通概念を基準としたサンプリングの発生では、共通概念に基づく構造のサンプリングを求める部位である。まず、共通概念を構成する制限要素の変更を行う。ここでは、抽出された共通概念の持つ制限要素の値、あるいは範囲、制限要素同士の関係の傾向など、共通概念の因果関係を踏襲した上で、制限要素の変更を行う。これにより、結果として得られるシステムの特性の性質(傾向)が補償される。
(Sampling based on common concepts)
In the generation of sampling based on the common concept shown in step [5], it is a part for which sampling of the structure based on the common concept is sought. First, the restriction elements constituting the common concept are changed. Here, the restriction element is changed after following the causal relationship of the common concept such as the value or range of the restriction element of the extracted common concept, the tendency of the relationship between the restriction elements, and the like. This compensates for the nature (trend) of the resulting system characteristics.

次に、共通概念以外の制限要素の変更を行う。ここでは、共通概念以外の制限要素にあらゆる変更を加えてよい。ここで得られた共通概念及びそれ以外の制限要素の組み合わせに基づき計算を行い、この構造の特性を求める。すなわち、サンプリングを行う。ここでは、変更された制限要素の基準とした距離モデルによる生成が効率的である。また、共通概念以外の制限要素の変更は、直交表あるいは乱数等、一般的なモデル生成方法でよい。尚、上述したように、共通概念以外の制限要素は、その制限要素の数自体を増減させることで、新たな制限要素の導出を試みてもよい。   Next, the restriction elements other than the common concept are changed. Here, any changes may be made to the limiting elements other than the common concept. Calculation is performed based on the combination of the common concept obtained here and other limiting elements, and the characteristics of this structure are obtained. That is, sampling is performed. Here, it is efficient to generate a distance model based on the changed limiting element. Further, the restriction elements other than the common concept may be changed by a general model generation method such as an orthogonal table or a random number. As described above, the limiting elements other than the common concept may try to derive a new limiting element by increasing or decreasing the number of limiting elements.

(距離モデル生成方法)
抽出された共通概念は、特性に対する因果関係を表す制限要素の値の組み合わせ、或いは範囲の組み合わせ、制限要素同士の関係の傾向、及びこれらの組み合わせなどで表されている。共通概念が制限要素の値のみによる組み合わせの場合、これを変更することはできない。また、共通概念が制限要素の範囲で表現されている場合、この範囲内で例えば直交表や乱数を用いてモデル生成を行えばよい。
(Distance model generation method)
The extracted common concept is represented by a combination of limit element values representing a causal relationship with a characteristic, a combination of ranges, a tendency of a relationship between the limit elements, and a combination thereof. If the common concept is a combination based only on the value of the limiting element, this cannot be changed. Further, when the common concept is expressed in the range of the limiting element, model generation may be performed using, for example, an orthogonal table or a random number within this range.

一方、これ以外の表現による共通概念の場合、共通概念を踏襲した制限要素の変更が必要になる。ここでは、効率的に共通概念を踏襲したモデルを生成するために、距離モデル生成法を提案する。   On the other hand, in the case of a common concept with other expressions, it is necessary to change the limiting element following the common concept. Here, a distance model generation method is proposed to generate a model that follows the common concept efficiently.

距離モデル生成法は、共通概念を構成する制限要素に似たモデルを新しく生成する方法である。この方法では、クラスタリングのグループ化のアルゴリズムに用いられている個体間の尺度を利用している。クラスタリングのグループ化のアルゴリズムにおいて、個体間の距離とは個体間の類似度(非類似度)を図る尺度として用いられている。このような尺度は、様々なものが提案されているが、ここでは個体間の類似度の想像が容易で、取り扱いやすいユークリッド距離を取り上げた。   The distance model generation method is a method for newly generating a model similar to the limiting elements constituting the common concept. This method uses a measure between individuals used in a clustering grouping algorithm. In the clustering grouping algorithm, the distance between individuals is used as a measure for the degree of similarity (dissimilarity) between individuals. Various types of scales have been proposed. Here, the Euclidean distance, which makes it easy to imagine the similarity between individuals and is easy to handle, is taken up.

ユークリッド距離は、個体xiを構成するp個の要素のうちk番目の要素の値をxi kとすると、個体(xi−xj)間の距離dを式(4.1)のように定義する。ここで要素とは、個体xiに含まれる値である。

Figure 0004956779
The Euclidean distance defines the distance d between individuals (x i −x j ), where x i k is the value of the kth element among the p elements that make up the individual x i To do. Here, the element is a value included in the individual x i .
Figure 0004956779

モデルの生成は一様乱数を用いて行う。従って、一様乱数によって生成したモデルをdrand、共通概念を構成する制限要素で表現されたモデルをxc、閾値を満たさないモデルをxoとすると、新しく生成したモデルとこれらの距離は式(4.2)で表される。

Figure 0004956779
The model is generated using uniform random numbers. Therefore, if the model generated by uniform random numbers is d rand , the model expressed by the limiting elements constituting the common concept is x c , and the model that does not satisfy the threshold is x o , the newly generated model and these distances are It is expressed by (4.2).
Figure 0004956779

次に、共通概念を構成する制限要素のモデルxcに極端に似たモデルを採用しない制限則を適用させる。例えば、ユークリッド距離が0.01以下のとき、2つの個体はほぼ同一であるという認識をさせたい場合、共通概念モデルxc対し、新しく生成されたモデルxrandは式(4.3)の制限則に従うものを採用する。ここで採用する新しいモデルは、式(4.3)を満たす最小距離のモデルを1つ採用する。尚、制限則の値を変更することで、モデルの生成を大きく変更することができるため、目的に応じて設計者が決定することができる。また、共通概念モデルがいくつかある場合、同じモデルの生成を防ぐために、その他の共通概念モデルと生成されたモデルを用い、式(4.3)を計算し、適合しない場合は採用しない。

Figure 0004956779
Next, a restriction rule that does not employ a model extremely similar to the model x c of the restriction element constituting the common concept is applied. For example, when the Euclidean distance is 0.01 or less and you want to recognize that two individuals are almost the same, the newly generated model x rand must comply with the restriction law of Equation (4.3) for the common conceptual model x c. adopt. The new model adopted here adopts one model of the minimum distance that satisfies the equation (4.3). In addition, since the generation of the model can be greatly changed by changing the value of the restriction rule, the designer can decide according to the purpose. In addition, when there are several common concept models, the formula (4.3) is calculated using other common concept models and the generated model in order to prevent the generation of the same model.
Figure 0004956779

以下に、モデル生成のアルゴリズムを説明する。また、モデル生成のイメージ図を図9に示す。
(i)共通概念を構成する制限要素のモデルを用意する。
(ii)乱数を用いてモデルを生成させ、式(4.2)で距離を計算し、式(4.3)を満たすモデルを選択する。またこのとき生成されたモデルと共通概念モデルとの距離を記憶しておく。
(iii)再度、共通概念を基準に乱数を用いてモデル生成させ、式(4.2)で距離を計算する。式(4.3)の制限則とする最小距離を(ii)の距離に置き換え、これを満たすモデルを選択する。ここで、選択されたモデルと共通概念モデルとの距離を記憶しておく。
(iv)以後、上記(i)〜(iii)を繰り返す。
In the following, a model generation algorithm will be described. An image of model generation is shown in FIG.
(i) Prepare a model of the limiting elements that make up the common concept.
(ii) A model is generated using random numbers, the distance is calculated according to equation (4.2), and a model satisfying equation (4.3) is selected. The distance between the model generated at this time and the common conceptual model is stored.
(iii) Again, generate a model using random numbers based on the common concept, and calculate the distance using equation (4.2). Replace the minimum distance, which is the restriction law of equation (4.3), with the distance of (ii), and select a model that satisfies this. Here, the distance between the selected model and the common conceptual model is stored.
(iv) Thereafter, the above (i) to (iii) are repeated.

(構造の可否判断)
ステップ〔6〕に示す構造の可否判断では、ステップ〔4〕で設定した特性の値に一致しているかどうか、すなわち、目標とする最適値か否かを判断する。ここで、最適値となっている場合はその構造を採用し、最適値以外のときは再度ステップ〔5〕を繰り返す。
(Judgment of structure availability)
In determining whether the structure shown in step [6] is acceptable, it is determined whether or not the value matches the characteristic value set in step [4], that is, whether or not the target optimum value is reached. Here, when the value is the optimum value, the structure is adopted. When the value is not the optimum value, the step [5] is repeated again.

(具体例)
以下、上記実施例1に基づいて、具体的な態様に適用した例を示す。ここでは、壁面から複数の梁を設けて軽量、かつ、先端の変位量が少ない構造を最適化する梁問題を取り上げる。図9に梁の構造の一例を示す。ここで、取り扱う特性とは、先端P5に荷重が作用した際における、先端P5の荷重方向への変位量であり、制限要素とは、節点P1〜P9の間に設けた梁の太さである。
(Concrete example)
Hereinafter, an example applied to a specific mode based on the first embodiment will be described. Here, we will discuss the beam problem of optimizing a light-weight structure with a small amount of tip displacement by providing a plurality of beams from the wall surface. FIG. 9 shows an example of a beam structure. Here, the characteristic to be handled is the amount of displacement in the load direction of the tip P5 when a load acts on the tip P5, and the limiting element is the thickness of the beam provided between the nodes P1 to P9. .

(サンプリングの準備)
図10に示した節点P1〜P9の間に設ける梁構造は、図11に示す組み合わせの中から有無を含めた太さが適宜選択されることとなる。よって、制限要素は、節点間に設けられる梁B1〜B29となり、その制限要素の値は0からある太さまでの間(範囲)で設定される。ここで、太さについては直交表等を用いて均等に割り付けた値を選択し、これらの制限要素の全ての組み合わせのうち、均等に抽出した組み合わせに従って機構計算を行い、先端P5に荷重が作用したときの変位量を算出し、サンプリングを用意する。図12は制限要素の距離モデルを表す概略図、図13に上記サンプリングの全ての変位量と重量との関係を表す特性を示す。
(Preparation for sampling)
For the beam structure provided between the nodes P1 to P9 shown in FIG. 10, the thickness including presence or absence is appropriately selected from the combinations shown in FIG. Therefore, the limiting elements are beams B1 to B29 provided between the nodes, and the values of the limiting elements are set between 0 and a certain thickness (range). Here, for the thickness, select an evenly assigned value using an orthogonal table, etc., perform mechanism calculation according to the uniformly extracted combination among all the combinations of these limiting elements, and the load acts on the tip P5 The amount of displacement is calculated, and sampling is prepared. FIG. 12 is a schematic view showing a distance model of the limiting element, and FIG. 13 shows characteristics showing the relationship between all the displacement amounts and weights of the sampling.

(特性の分類)
上記(サンプリングの準備)において用意したサンプリングを特性、すなわち重量と変位の関係で分類する。図14に、分類の結果得られる特性の樹形図を示す。また、図15に、分類されたある階層におけるグループ(以下、クラスター)の特性を示す。
(Classification of characteristics)
The sampling prepared in the above (preparation for sampling) is classified according to characteristics, that is, the relationship between weight and displacement. FIG. 14 shows a tree diagram of characteristics obtained as a result of classification. FIG. 15 shows the characteristics of groups (hereinafter referred to as clusters) in a certain classified hierarchy.

(共通概念の抽出)
上記(特性の分類)で得られた分類結果から、上述の共通概念の抽出の方法に従い、共通概念を抽出する階層を特定する。特定された階層に存在するそれぞれのクラスターの制限要素同士の因果ネットワークを上述の共通概念の抽出の方法に従い抽出する。この結果得られた制限要素同士の因果ネットワークを、制限要素表記手段を用い表記する。
(Extraction of common concepts)
From the classification result obtained in the above (classification of characteristics), the hierarchy from which the common concept is extracted is specified according to the method for extracting the common concept. A causal network between the restriction elements of each cluster existing in the identified hierarchy is extracted according to the above-described common concept extraction method. The causal network between the limiting elements obtained as a result is expressed using limiting element notation means.

図16に制限要素同士の因果ネットワークのいくつかの例を示す。この表記方法では、そのクラスターが示す特性の特徴を実現するのに非常に影響力の高い制限要素が実線で示してあり、点線は、次に影響力の高い制限要素を示している。ここで、共通概念はすべてのクラスターに存在する共通の制限要素同士の因果ネットワークである。従って、共通概念の抽出とは、ここで得られたクラスターの制限要素の表記を比較し、共通する因果ネットワークを見つけることが、それにあたる。図17に得られた共通概念の表記を示す。   FIG. 16 shows some examples of the causal network between the limiting elements. In this notation method, the limiting element that has the greatest influence on the characteristics of the characteristics indicated by the cluster is indicated by a solid line, and the dotted line indicates the limiting element that has the next highest influence. Here, the common concept is a causal network of common limiting elements existing in all clusters. Therefore, the extraction of the common concept is equivalent to finding the common causal network by comparing the notation of the restriction elements of the clusters obtained here. FIG. 17 shows the notation of the common concept obtained.

ここで得られた共通概念は、梁の太さの先端P5の変位の関係を決める要素である。すなわち、所望の重量と変位量を実現するためには、共通概念となる梁の関係(傾向)を重視し設計することで、最低限保障できる。   The common concept obtained here is an element that determines the relationship of the displacement of the tip P5 of the beam thickness. That is, in order to realize the desired weight and displacement, it is possible to guarantee at least by designing with an emphasis on the relationship (trend) of the beam, which is a common concept.

(特性の値の設定)
目指す重量と変位量の関係を図18に示すように設定した。上記共通概念の抽出で説明したように、図18に示す特性は図15に示すクラスタ2の特性と類似した範囲となる。よって、図18に示す特性の傾向を達成するための共通概念を構成する制限要素の関係は、図16のクラスタ2に示すように、太い梁の間に細い梁を設ける関係を踏襲すればよいこととなる。
(Set characteristic value)
The relationship between the target weight and the amount of displacement was set as shown in FIG. As described in the extraction of the common concept, the characteristics shown in FIG. 18 have a range similar to the characteristics of the cluster 2 shown in FIG. Therefore, the relationship of the limiting elements constituting the common concept for achieving the characteristic tendency shown in FIG. 18 may follow the relationship of providing a thin beam between thick beams as shown in cluster 2 of FIG. It will be.

(共通概念とそれ以外の制限要素の変更とそのシステム特性の抽出)
図19に共通概念を基準とした距離モデルの一例を示す。ここでは、実線が共通概念である梁の太さの関係を示し、点線が距離モデル生成方法を用いて生成された距離モデルである。
(Change of common concept and other restriction elements and extraction of system characteristics)
FIG. 19 shows an example of a distance model based on the common concept. Here, a solid line indicates the relationship between beam thicknesses, which is a common concept, and a dotted line is a distance model generated using the distance model generation method.

(構造の可否判断)
上記距離モデルに、上記特性の値の設定において設定した図18の値に一致しする梁構造を抽出した。抽出した構造を図20に示す。このように、全ての梁の太さの関係に基づいて最適化演算する場合に比べて、共通概念に基づくサンプリングのみ発生させることで効率よく最適化を図ることができる。この方法によれば、従来の計算時間の1/3以下の計算時間で最適値の演算が可能になった。
(Judgment of structure availability)
A beam structure that matches the value of FIG. 18 set in the setting of the value of the characteristic was extracted from the distance model. The extracted structure is shown in FIG. As described above, optimization can be efficiently performed by generating only the sampling based on the common concept, compared with the case of performing the optimization calculation based on the relationship between the thicknesses of all the beams. According to this method, the optimum value can be calculated with a calculation time of 1/3 or less of the conventional calculation time.

以上説明したように、上記実施例1にあっては、下記に列挙する作用効果を得ることができる。   As described above, in the first embodiment, the following effects can be obtained.

(1)複数の制限要素に対応する特性を有するシステムと、該システムの前記制限要素と前記特性との組み合わせであるサンプリングを複数発生させる第1サンプリング発生手段と、前記サンプリングを前記特性の類似度に基づいて階層的にクラスタリングする階層的クラスタリング手段と、前記クラスタリングされた各クラスターの制限要素を、同じ階層間及び/又は異なる階層間で比較する比較手段と、前記比較手段で比較した結果から、前記制限要素のうち、各クラスター間で共通する制限要素を抽出する抽出手段と、目標特性を設定する目標特性設定手段と、抽出された共通する制限要素を基準としてサンプリングを発生させる第2サンプリング発生手段と、前記第2サンプリング発生手段により発生したサンプリングの特性が前記目標特性を満足する最適サンプリングか否かを判断し、最適と判断したときは該サンプリングを最適サンプリングとして出力するサンプリング評価手段と、を備えた。   (1) A system having characteristics corresponding to a plurality of limiting elements, first sampling generating means for generating a plurality of samplings that are combinations of the limiting elements and the characteristics of the system, and the similarity of the sampling to the characteristics From the result of the comparison by the hierarchical clustering means for hierarchically clustering based on the above, the comparison means for comparing the restriction elements of each clustered cluster between the same hierarchy and / or between different hierarchies, and the comparison means, Out of the limiting elements, an extracting unit that extracts a limiting element that is common among the clusters, a target characteristic setting unit that sets a target characteristic, and a second sampling that generates sampling based on the extracted common limiting element And the characteristics of the sampling generated by the second sampling generating means are the target Determine the optimal sampling or not to satisfy the sex, when it is determined that the optimum has and a sampling evaluating means for outputting as the optimum sampling the sampling.

よって、少ないサンプリング数から共通する制限要素を抽出することで、初期設計段階で合理的な形状を生成することが可能となり、この合理的な形状に基づいてサンプリングを発生させることで、効率よく解空間を探索することが可能となり、少ない演算で最適化を図ることができる。   Therefore, by extracting common limiting elements from a small number of samplings, it is possible to generate a rational shape at the initial design stage, and by generating sampling based on this rational shape, an efficient solution can be obtained. A space can be searched, and optimization can be achieved with a small number of operations.

(2)共通する制限要素を共通範囲内で変更することとした。これにより、新たなサンプリングの持つ傾向や特性は、既存のサンプリングの持つ傾向や特性を踏襲することが可能となり、新たなサンプリングでありながら、既存の特性を補償することができる。尚、新たなサンプリングを発生する際、共通する制限要素の傾向を維持して変更するようにしても、同様の作用効果を得ることができる。   (2) We decided to change the common restriction elements within the common range. As a result, the tendency and characteristics of the new sampling can follow the tendency and characteristics of the existing sampling, and the existing characteristics can be compensated for while being a new sampling. Note that when a new sampling is generated, the same effect can be obtained even if the tendency of the common limiting element is maintained and changed.

(3)抽出された共通する制限要素以外の制限要素の値を任意に変更し、新たなサンプリングを発生させることとした。具体的には、距離モデル生成によって共通概念を踏襲したサンプリングを発生することとした。   (3) The values of limiting elements other than the extracted common limiting elements are arbitrarily changed to generate new sampling. Specifically, sampling that follows the common concept is generated by generating a distance model.

よって、共通概念を踏襲した新たなサンプリングを容易に発生させることができる。   Therefore, new sampling that follows the common concept can be easily generated.

尚、上記した作用は、全て演算装置が読み込み可能なプログラム等に記載した状態で提供してもよい。具体的には、複数の制限要素に対応する特性を有するシステムの前記制限要素と前記特性との組み合わせであるサンプリングを複数発生させる指令を出力するサンプリング発生指令部と、前記サンプリングを前記特性の類似度に基づいて階層的にクラスタリングする指令を出力する階層的クラスタリング指令部と、前記クラスタリングされた各クラスターの制限要素を、同じ階層間及び/又は異なる階層間で比較する指令を出力する比較指令部と、前記比較手段で比較した結果から、前記制限要素のうち、各クラスター間で共通する制限要素を抽出する抽出部と、目標特性の設定を要求する目標特性設定部と、抽出された共通する制限要素を基準としてサンプリングを発生させる指令を出力する第2サンプリング発生部と、前記第2サンプリング発生部により発生したサンプリングの特性が前記目標特性を満足する最適サンプリングか否かを判断し、最適と判断したときは該サンプリングを最適サンプリングとして出力するサンプリング評価部と、を備えたことを特徴とする最適化支援プログラムが記録された媒体とすることで、頒布性の向上を図ることができる。   Note that all of the above-described actions may be provided in a state described in a program or the like that can be read by the arithmetic device. Specifically, a sampling generation command unit that outputs a command for generating a plurality of samplings, which is a combination of the limiting element and the characteristic of a system having characteristics corresponding to a plurality of limiting elements, and the sampling similar to the characteristic Hierarchical clustering command unit for outputting a command for hierarchical clustering based on degree, and a comparison command unit for outputting a command for comparing the restriction elements of each clustered cluster between the same hierarchies and / or between different hierarchies From the result of comparison by the comparison means, an extraction unit that extracts a restriction element that is common among the clusters among the restriction elements, and a target characteristic setting unit that requests setting of the target characteristic are extracted and shared A second sampling generator for outputting a command to generate sampling with reference to the limiting element; and the second sample A sampling evaluation unit that determines whether or not the sampling characteristic generated by the generation unit is an optimal sampling that satisfies the target characteristic, and outputs the sampling as an optimal sampling when it is determined to be optimal. By using the medium on which the optimization support program is recorded, it is possible to improve distribution.

また、上記最適化支援を実行する際には、設計者に対する表示手段として、複数の制限要素に対応する特性を有するシステムの前記制限要素と前記特性との組み合わせであるサンプリングを前記特性の類似度に基づいて階層的にクラスタリングした結果を表示する階層的クラスタリング表示手段と、前記クラスタリングされた各クラスターの制限要素を、同じ階層間及び/又は異なる階層間で比較可能に表示する比較表示手段と、前記比較表示手段で比較した結果から、前記制限要素のうち、各クラスター間で共通する制限要素を抽出した結果を表示する抽出結果表示手段と、目標特性を入力可能な目標特性設定表示手段と、抽出された共通する制限要素を基準として発生したサンプリングの特性が前記目標特性を満足する最適サンプリングか否かを判断し、最適と判断したときは該サンプリングを最適サンプリングとして表示するサンプリング評価結果表示手段と、を備えたことを特徴とする最適化支援表示装置を提供することで、設計者の設計容易性を更に向上することができる。   Further, when executing the optimization support, as a display means for the designer, sampling that is a combination of the limiting element and the characteristic of the system having characteristics corresponding to a plurality of limiting elements is used. A hierarchical clustering display means for displaying the result of hierarchical clustering based on the above, a comparison display means for displaying the restriction elements of each clustered cluster in a comparable manner between the same hierarchy and / or between different hierarchies, From the result of comparison by the comparison display means, an extraction result display means for displaying a result of extracting a restriction element common among the clusters among the restriction elements, a target characteristic setting display means capable of inputting a target characteristic, Optimal sampling in which the sampling characteristics generated based on the extracted common limiting elements satisfy the target characteristics And providing an optimization support display device characterized by comprising a sampling evaluation result display means for displaying the sampling as an optimal sampling when it is determined to be optimal. The ease can be further improved.

以下、上記実施例から把握しうる技術的思想について列挙する。
(4)複数の制限要素によって規定されるシステムに対し、入力と出力の関係を表す特性の集合があるとき、前記集合を特性の傾向に基づいて分類し、分類された特性に対応する制限要素を表記し、表記されたある分類に対する制限要素を、表記された他の分類に対する制限要素と比較することとした。すなわち、傾向に基づいて分類された特性を、この特性を規定する制限要素間で比較することで、傾向を規定する制限要素を把握することが可能となり、分類の技術的意味を把握することができる。
The technical ideas that can be grasped from the above embodiments will be listed below.
(4) When there is a set of characteristics indicating the relationship between input and output for a system defined by a plurality of limiting elements, the set is classified based on the tendency of the characteristics, and the limiting elements corresponding to the classified characteristics The restriction element for a given classification is compared with the restriction element for the other classification. In other words, by comparing the characteristics classified based on the tendency between the limiting elements that define this characteristic, it becomes possible to grasp the limiting elements that define the tendency, and to understand the technical meaning of the classification. it can.

(5)各分類間で共通する制限要素に基づいて共通概念を抽出することとした。よって、複雑現象から共通概念を抽出することができる。   (5) We decided to extract common concepts based on the limiting elements common to each category. Therefore, a common concept can be extracted from a complex phenomenon.

(6)傾向に基づいて階層的にクラスタリングする階層的クラスタリング手法を用いた。すなわち、もともと我々の対象とするシステムが階層的な分類を基にしていることを考慮すると、階層的にクラスタリングすることで最も理解可能な体系を得ることができる。また、システムには予めいくつの階層が存在するかは予め分からないことを考慮すると、予め閾値等を設定する必要が無く、既成概念に縛られない結果を得ることができる。   (6) We used a hierarchical clustering method that clustered hierarchically based on trends. In other words, considering the fact that our target system is based on hierarchical classification, the most understandable system can be obtained by hierarchical clustering. Further, considering that the number of layers existing in the system is not known in advance, it is not necessary to set a threshold or the like in advance, and a result that is not bound by an existing concept can be obtained.

(7)各階層の間で共通する制限要素に基づいて共通概念を抽出することとした。よって、階層間を規定する共通概念を抽出することができる。   (7) We decided to extract common concepts based on the limiting elements common to each level. Therefore, it is possible to extract a common concept that defines between hierarchies.

(8)ある階層のみに共通する制限要素に基づいて共通概念を抽出することとした。よって、ある階層を規定する共通概念を抽出することができる。   (8) We decided to extract common concepts based on restrictive elements common to only certain hierarchies. Therefore, a common concept that defines a certain hierarchy can be extracted.

(9)システムのサンプリングを行う際、制限要素の組み合わせに偏り無くサンプリングすることとした。よって、特性に偏りを生じることなく制限要素を比較することができる。また、特性に偏りを生じることなく共通概念を抽出することができる。   (9) When sampling the system, it was decided to sample without limitation on the combination of limiting elements. Therefore, the limiting elements can be compared without causing a bias in the characteristics. Moreover, a common concept can be extracted without causing a bias in characteristics.

(10)サンプリングを行う際、直交表を用いることとした。よって、割り付けられたある制限要素の特定水準に着目した場合、他の制限要素の水準が全て、しかも均等に組み合わされるよう作成されるため、特性に偏りを生じることなく制限要素を比較することができる。また、特性に偏りを生じることなく共通概念を抽出することができる。   (10) When performing sampling, an orthogonal table is used. Therefore, when focusing on the specific level of an assigned limiting element, all the levels of other limiting elements are created so that they are combined evenly. it can. Moreover, a common concept can be extracted without causing a bias in characteristics.

(11)特性をユークリッド空間の距離による類似度に基づいて分類することとした。よって、多次元の制限要素を類似度に基づいて直交座標系に表現することが可能となり、人間が理解可能な形で容易に比較することができる。   (11) The characteristics are classified based on the similarity according to the distance in the Euclidean space. Therefore, it becomes possible to express a multidimensional restriction element in an orthogonal coordinate system based on the similarity, and it is possible to easily compare in a form that can be understood by humans.

(12)ある分類の重心と各特性との距離による類似度に基づいて分類することとした。よって、複雑現象を距離という尺度で観察することが可能となり、より人間が理解可能な形で比較することができる。   (12) The classification is based on the similarity based on the distance between the center of gravity of a certain classification and each characteristic. Therefore, it becomes possible to observe complex phenomena on a scale of distance, and to compare in a form that can be understood by humans.

(13)制限要素表記手段は、制限要素を2次元平面上に配置することとした。よって、より人間が理解可能な形で容易に比較することができる。   (13) The limiting element notation means arranges limiting elements on a two-dimensional plane. Therefore, it is possible to easily compare in a form that can be understood by humans.

(14)制限要素表記手段は、各制限要素を多角形上に配置することとした。よって、制限要素間を因果ネットワークで接続する際、直線で接続することが可能となり、因果ネットワークを容易に理解することができる。   (14) The limiting element notation means arranges each limiting element on a polygon. Therefore, when connecting between the limiting elements with a causal network, it becomes possible to connect with a straight line, and the causal network can be easily understood.

(15)制限要素表記手段は、全ての制限要素を表記することとした。よって、既成概念に基づく切り捨て等が成されないため、現象そのものを表記している物理的つながりを正確に説明することができる。   (15) The restriction element notation means expresses all restriction elements. Therefore, since the truncation based on the existing concept is not performed, the physical connection describing the phenomenon itself can be accurately described.

(16)制限要素表記手段は、制限要素と特性とを同次元に配置し、制限要素と特性とのつながりを表す因果ネットワークを構成することとした。よって、制限要素と特性との物理的つながりを人間が理解可能な形で表現することができる。   (16) The limiting element notation means arranges the limiting element and the characteristic in the same dimension, and configures a causal network representing the connection between the limiting element and the characteristic. Therefore, the physical connection between the limiting element and the characteristic can be expressed in a form that can be understood by humans.

(17)因果ネットワーク上の制限要素及び特性を支点と定義したとき、各支点間のつながりの強さを表す相関係数を全ての支点間で算出し、この相関係数の大きな因果ネットワークを抽出することとした。よって、複雑な現象から徐々に簡単な現象に階層化される現象過程を、因果ネットワークの変化と共に把握することができる。   (17) When limiting elements and characteristics on the causal network are defined as fulcrums, a correlation coefficient representing the strength of the connection between each fulcrum is calculated between all fulcrums, and a causal network with a large correlation coefficient is extracted. It was decided to. Therefore, it is possible to grasp a phenomenon process that is gradually hierarchized from a complicated phenomenon to a simple phenomenon together with a change in the causal network.

(18)因果ネットワークの分散領域の大きさを表す誤差分散を算出し、相関係数が大きく、かつ、誤差分散が小さい階層において共通概念を抽出することとした。よって、制限要素間の経路に数値的な指標を設けることが可能となり、全ての制限要素を比較したとしても、煩雑になることなく容易に因果ネットワークを形成することができる。   (18) The error variance representing the size of the variance area of the causal network is calculated, and the common concept is extracted in a hierarchy having a large correlation coefficient and a small error variance. Therefore, a numerical index can be provided in the path between the limiting elements, and even if all the limiting elements are compared, a causal network can be easily formed without complication.

また、上記実施例1では具体的に示さなかったが、上記論理構成に基づく情報処理技術を、コンピュータ等による処理が可能なようにプログラム媒体としておくことは産業上有効である。このプログラム媒体には、CDや、DVDといった媒体でもよいし、サーバー等にプログラムを保存し、適宜ダウンロードすることで処理する構成としてもよい。また、予めFlashメモリやROMの中に書き込んだ装置を提供するようにしてもよい。   Although not specifically shown in the first embodiment, it is industrially effective to use an information processing technique based on the logical configuration as a program medium that can be processed by a computer or the like. The program medium may be a medium such as a CD or a DVD, or may be configured to store the program in a server or the like and download the program as appropriate. Also, a device written in advance in a Flash memory or ROM may be provided.

実施例1の抽象システムと形式システムの間、具象システムと形式システムの間に、傾向あるいは範囲という限定を加えた傾向システムを導入する概念を表す図である。It is a figure showing the concept which introduce | transduces the tendency system which added the limitation of a tendency or a range between the abstract system of Example 1, and a format system, and between a concrete system and a format system. 実施例1のクラスターと共通概念との関係を表す概念図である。It is a conceptual diagram showing the relationship between the cluster of Example 1, and a common concept. 実施例1の最適化支援フローを表す図である。It is a figure showing the optimization assistance flow of Example 1. FIG. 実施例1のサンプリングを準備する直行表の例を表す図である。It is a figure showing the example of the direct table which prepares the sampling of Example 1. FIG. 実施例1のクラスタリングの具体例を表す図である。FIG. 6 is a diagram illustrating a specific example of clustering according to the first exemplary embodiment. 実施例1の階層的クラスタリングの具体例を表す図である。3 is a diagram illustrating a specific example of hierarchical clustering according to Embodiment 1. FIG. 実施例1の因果ネットワークを表す図である。It is a figure showing the causal network of Example 1. FIG. 実施例1の因果ネットワークに共通する共通概念の表示方法に一例を示す。An example is shown in the common concept display method common to the causal network of the first embodiment. 実施例1の距離モデル生成のイメージを表す概略図である。It is the schematic showing the image of the distance model production | generation of Example 1. FIG. 具体例における梁の構造を示す図である。It is a figure which shows the structure of the beam in a specific example. 具体例における梁(制限要素)を節点との関係で表す図である。It is a figure showing the beam (restriction element) in a specific example with the relationship with a node. 具体例における梁と梁の太さの関係を表すサンプリングである。It is sampling showing the relationship between the beam and the thickness of a beam in a specific example. 具体例における梁の太さを直行表に従って作成した全てのサンプリングの特性を表す図である。It is a figure showing the characteristic of all the sampling created according to the orthogonal table | surface with the thickness of the beam in a specific example. 具体例におけるクラスタリングの結果得られる特性の樹形図を表す図である。It is a figure showing the dendrogram of the characteristic obtained as a result of the clustering in a specific example. 分類されたある階層におけるクラスターの特性を表す図である。It is a figure showing the characteristic of the cluster in a classified hierarchy. 具体例におけるあるクラスタにおける制限要素の因果ネットワークのいくつかの例を表す図である。It is a figure showing some examples of the causal network of the limiting element in a certain cluster in a specific example. 具体例における共通する因果ネットワークにおける共通概念を表す図である。It is a figure showing the common concept in the common causal network in a specific example. 具体例の目標特性を表す図である。It is a figure showing the target characteristic of a specific example. 具体例の共通概念を基準とした距離モデルを表す図である。It is a figure showing the distance model on the basis of the common concept of a specific example. 具体例の最適梁構造を表す図である。It is a figure showing the optimal beam structure of a specific example.

符号の説明Explanation of symbols

p,q,r クラスター
t クラスター(クラスターp+クラスターq)
p, q, r cluster
t cluster (cluster p + cluster q)

Claims (6)

複数の制限要素に対応する特性を有するシステムと、
該システムの前記制限要素と前記特性との組み合わせであるサンプリングを複数発生させる第1サンプリング発生手段と、
前記サンプリングを前記特性の類似度に基づいて階層的にクラスタリングする階層的クラスタリング手段と、
前記クラスタリングされた各クラスター内における、前記制限要素の変動と前記特性の変動との相関関係が高い制限要素を、同じ階層間及び/又は異なる階層間で比較する比較手段と、
前記比較手段で比較した結果から、前記相関関係が高い制限要素のうち、各クラスター間で共通する制限要素を抽出する抽出手段と、
目標特性を設定する目標特性設定手段と、
抽出された共通する制限要素を基準としてサンプリングを発生させる第2サンプリング発生手段と、
前記第2サンプリング発生手段により発生したサンプリングの特性が前記目標特性を満足する最適サンプリングか否かを判断し、最適と判断したときは該サンプリングを最適サンプリングとして出力するサンプリング評価手段と、
を備えたことを特徴とする最適化支援装置。
A system having characteristics corresponding to a plurality of limiting elements;
First sampling generating means for generating a plurality of samplings that are combinations of the limiting element and the characteristic of the system;
Hierarchical clustering means for hierarchically clustering the sampling based on the similarity of the characteristics;
Comparing means for comparing limiting elements having a high correlation between the variation of the limiting element and the variation of the characteristics in each clustered cluster between the same hierarchy and / or between different hierarchies;
From the result of comparison by the comparison means, an extraction means for extracting a restriction element that is common among the clusters, among the restriction elements having a high correlation , and
Target characteristic setting means for setting the target characteristic;
Second sampling generating means for generating sampling based on the extracted common limiting element;
Sampling evaluation means for determining whether or not the sampling characteristic generated by the second sampling generation means is optimal sampling that satisfies the target characteristic, and when determining that the sampling is optimal, sampling evaluation means for outputting the sampling as optimal sampling;
An optimization support apparatus characterized by comprising:
請求項1に記載の最適化支援装置において、
前記第2サンプリング発生手段は、前記共通する制限要素を共通範囲内で変更することを特徴とする最適化支援装置。
The optimization support apparatus according to claim 1,
The second sampling generating means changes the common limiting element within a common range.
請求項1または2に記載の最適化支援装置において、
前記第2サンプリング発生手段は、前記共通する制限要素の傾向を維持して変更することを特徴とする最適化支援装置。
The optimization support apparatus according to claim 1 or 2,
The optimization support apparatus characterized in that the second sampling generation means changes the common limiting factor while maintaining the tendency.
複数の制限要素に対応する特性を有するシステムがあるとき、
コンピュータを、
前記制限要素と前記特性との組み合わせであるサンプリングを複数発生させるサンプリング発生部と、
前記サンプリングを前記特性の類似度に基づいて階層的にクラスタリングする階層的クラスタリング部と、
前記クラスタリングされた各クラスター内における、前記制限要素の変動と前記特性の変動との相関関係が高い制限要素を、同じ階層間及び/又は異なる階層間で比較する比較部と、
前記比較で比較した結果から、前記相関関係が高い制限要素のうち、各クラスター間で共通する制限要素を抽出する抽出部と、
目標特性の設定する目標特性設定部と、
抽出された共通する制限要素を基準としてサンプリングを発生させる第2サンプリング発生部と、
前記第2サンプリング発生部により発生したサンプリングの特性が前記目標特性を満足する最適サンプリングか否かを判断し、最適と判断したときは該サンプリングを最適サンプリングとして出力するサンプリング評価部と、
として機能させることを特徴とする最適化支援プログラム。
When there is a system with characteristics corresponding to multiple limiting elements ,
Computer
And Lusa sampling onset producing unit is generating multiple combinations at which sampling of the characteristics and the limiting element,
And hierarchically Kurasutaringusu Ru hierarchical manner clustering unit based on the sampling of the similarity of the characteristics,
In each cluster is the cluster, a comparator the variation of the limiting element and a correlation between high limiting element and variations in the properties, you compare between the same inter-layer and / or different layers,
From the result of comparison in the comparison unit , an extraction unit that extracts a restriction factor that is common between the clusters, among the restriction factors having a high correlation , and
And the target characteristic setting unit Ru set Teisu of target characteristics,
A second sampling generator which Ru generates sampling the extracted common restriction element as a reference,
A sampling evaluation unit that determines whether the sampling characteristic generated by the second sampling generation unit is an optimal sampling that satisfies the target characteristic, and outputs the sampling as an optimal sampling when it is determined to be optimal;
Optimization support program for causing to function as.
複数の制限要素に対応する特性を有するシステムの前記制限要素と前記特性との組み合わせであるサンプリングを前記特性の類似度に基づいて階層的にクラスタリングした結果を表示する階層的クラスタリング表示手段と、
前記クラスタリングされた各クラスター内における、前記制限要素の変動と前記特性の変動との相関関係が高い制限要素を、同じ階層間及び/又は異なる階層間で比較可能に表示する比較表示手段と、
前記比較表示手段で比較した結果から、前記相関関係が高い制限要素のうち、各クラスター間で共通する制限要素を抽出した結果を表示する抽出結果表示手段と、
目標特性を入力可能な目標特性設定表示手段と、
抽出された共通する制限要素を基準として発生したサンプリングの特性が前記目標特性を満足する最適サンプリングか否かを判断し、最適と判断したときは該サンプリングを最適サンプリングとして表示するサンプリング評価結果表示手段と、
を備えたことを特徴とする最適化支援表示装置。
A hierarchical clustering display means for displaying a result of hierarchically clustering sampling, which is a combination of the limiting element and the characteristic of a system having characteristics corresponding to a plurality of limiting elements, based on the similarity of the characteristics;
Comparison display means for displaying a restriction element having a high correlation between the fluctuation of the restriction element and the fluctuation of the characteristic in each clustered cluster so as to be comparable between the same hierarchy and / or between different hierarchies;
From the result of comparison by the comparison display means, an extraction result display means for displaying a result of extracting a restriction element common among the clusters among the restriction elements having a high correlation , and
A target characteristic setting display means capable of inputting a target characteristic;
Sampling evaluation result display means for determining whether or not the sampling characteristic generated based on the extracted common limiting element is the optimal sampling satisfying the target characteristic, and displaying the sampling as the optimal sampling when it is determined to be optimal When,
An optimization support display device characterized by comprising:
複数の制限要素に対応する特性を有するシステムがあるとき、
コンピュータが、
前記制限要素と前記特性との組み合わせであるサンプリングを複数発生るステップと、
前記サンプリングを前記特性の類似度に基づいて階層的にクラスタリングするステップと、
前記クラスタリングされた各クラスター内における、前記制限要素の変動と前記特性の変動との相関関係が高い制限要素を、同じ階層間及び/又は異なる階層間で比較するステップと、
前記比較手段で比較した結果から、前記相関関係が高い制限要素のうち、各クラスター間で共通する制限要素を抽出するステップと、
目標特性を設定するステップと、
抽出された共通する制限要素を基準としてサンプリングを発生るステップと、
前記抽出された共通する制限要素を基準として発生たサンプリングの特性が前記目標特性を満足する最適サンプリングか否かを判断し、最適と判断したときは該サンプリングを最適サンプリングとして出力するステップと、
を実行することを特徴とする最適化支援方法。
When there is a system with characteristics corresponding to multiple limiting elements ,
Computer
A step be multiple generating sampling is a combination of the characteristics and the limiting element,
Clustering the sampling hierarchically based on the similarity of the characteristics;
Comparing the limiting elements having a high correlation between the variation of the limiting element and the variation of the characteristics in each clustered cluster between the same hierarchy and / or between different hierarchies;
From the result of comparison by the comparison means, a step of extracting a restriction element that is common among the clusters among restriction elements having a high correlation ; and
Setting target characteristics;
A step that occur sampling the extracted common restriction element as a reference,
Determining whether or not the sampling characteristic generated based on the extracted common limiting element is the optimal sampling that satisfies the target characteristic, and outputting the sampling as the optimal sampling when it is determined optimal;
The optimization support method characterized by performing .
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