JP6832236B2

JP6832236B2 - 設計支援システムおよび設計支援方法

Info

Publication number: JP6832236B2
Application number: JP2017100972A
Authority: JP
Inventors: 勝敏高梨; 朋哉塚原
Original assignee: 株式会社日立ソリューションズ東日本
Priority date: 2017-05-22
Filing date: 2017-05-22
Publication date: 2021-02-24
Anticipated expiration: 2037-05-22
Also published as: JP2018195257A

Description

本発明は、設計支援技術に関する。

従来から、プログラム等の設計作業を支援するシステムが提案されている。例えば、特許文献１に記載の設計書データ作成支援プログラム，設計書データ作成支援方法および情報処理装置では、第一の設計書の項目と複数の設計書の項目が一致しない場合に、後者を前者で修正することにより、設計書間の整合性を図ることができる。

特開２０１４−２２２４１４号公報

要求仕様書を入力としてフローチャートやソースコード等を作成する設計作業では、要求者と設計者の解釈の違いから、要求仕様書での要求と設計書でのロジックのずれが生じる場合がある。また、複数の設計者が設計作業を行う場合、設計者によって異なるロジックで設計したり、ロジックが不足していたり、不要なロジックを加えたりする場合がある。

このような整合性のない設計作業の結果、作成したプログラムが要求仕様に合わないものになるという問題がある。また、設計後にプログラムに不具合が生じそれを修正する場合や性能向上を図るための再設計を行う場合、類似箇所や修正の影響範囲等の見直し作業が難しくなるという問題や修正が不十分になったり、修正前の機能に不具合（デグレード）が発生したりする問題がある。

本発明は、設計作業のゆれの発生を防止する支援を行うことを目的とする。また、異なる設計者や異なる時期における設計作業の整合性を向上させることを目的とする。

本発明の一観点によれば、業務クライアント端末と、設計書を管理する設計書管理サーバと、設計書の要素を管理する要素管理サーバと、を有する設計支援システムであって、前記業務クライアント端末は、要求仕様書ファイルと設計書ファイルとを構成する各要素を抽出して前記要素管理サーバが管理する要素データベース内に格納し、前記要素管理サーバは、前記要素データベース内に格納された要素のうち、要求仕様書内又は設計書内の文、段落、ソフトウェアの処理単位、関数、モジュールにおいて同時出現する要素の組、または要求仕様書と設計書の対応箇所で同時出現する要素の組を取得し、前記要素の組を要素間対応データベースに格納し、前記業務クライアント端末の要求に応じて、前記要素管理サーバは、設計作業に対応した要素の集合を前記要素間対応データベースから検索し、対応関係にある要素の組、要素のネットワーク構造のうち少なくともいずれか一方を前記業務クライアント端末の画面に表示することを特徴とする設計支援システムが提供される。取得する要素は、記述されている文そのものでなく、表記を統一し数式で表現した、条件分岐やループなどのロジックであることが望ましい。

提示の仕方は、例えば、要素同士を線で結んで画面に表示する方法が好ましい。

前記要素管理サーバは、前記対応関係にある要素の組、前記要素のネットワーク構造の出現頻度を業務クライアント端末の画面に表示することが好ましい。

前記同時出現と見なす範囲を変更して任意の範囲とすることを特徴とする。

前記要素管理サーバは、前記業務クライアント端末に対して同一の要素を多く含む過去の類似する設計作業、他者の類似する設計作業を提示することを特徴とする。

新たに用いた要素の対応関係及び出現頻度を、前記要素間対応データベースに格納することを特徴とする。

本発明の他の観点によれば、業務クライアント端末と、設計書を管理する設計書管理サーバと、設計書の要素を管理する要素管理サーバと、を有する設計支援システムにおける設計支援方法であって、前記業務クライアント端末は、要求仕様書ファイルと設計書ファイルとを構成する各要素を抽出して前記要素管理サーバが管理する要素データベース内に格納し、前記要素管理サーバは、前記要素データベース内に格納された要素のうち、設計作業において同時出現する要素の組を取得し、前記要素の組を要素間対応データベースに格納し、前記業務クライアント端末の要求に応じて、前記要素管理サーバは、設計作業に対応した要素の集合を前記要素間対応データベースから検索し、対応関係にある要素の組、要素のネットワーク構造のうち少なくともいずれか一方を前記業務クライアント端末の画面に表示することを特徴とする設計支援方法が提供される。

本発明は、上記設計支援方法をコンピュータに実行させるためのプログラムであっても良く、当該プログラムを格納するコンピュータ読み取り可能な記憶媒体であっても良い。

本発明によれば、設計作業のゆれの発生を防止することができる。また設計作業の整合性を向上させることができる。

本実施の形態による設計支援システムの一構成例を示す機能ブロック図である。設計書・要求仕様書データベース内に設計書（フローチャートなど）を登録する設計書登録処理の流れの一例を示すフローチャート図である。設計書・要求仕様書データベース内に要求仕様書を登録する要求仕様書登録処理の流れの一例を示すフローチャート図である。要素間の関係抽出処理の流れを示すフローチャート図である。設計者が設計したフローチャートの整合性チェック処理の流れの一例を示すフローチャート図である。要求仕様書をベースとした整合性チェック処理の流れの一例を示す図である。（ａ）はフローチャートをベースとした整合性チェック処理の流れの一例を示すフローチャート図であり、（ｂ）は、フローチャートのデータのファイルに格納されているデータの一例を示す図である。要素の対応関係を示し、同時に出現することの多い要素間を線で結んだ図である。要素の対応関係に基づいて修正した図５Ｂのフローチャートの一例を示す図である。

以下に、本発明の一実施の形態による設計支援システムについて、図面を参照しながら詳細に説明する。

図１は、本実施の形態による設計支援システムの一構成例を示す機能ブロック図である。図１に示すように、設計支援システムＡは、例えば、パーソナルコンピュータなどの業務クライアント端末１と、業務クライアント端末１とそれぞれネットワーク接続される、設計書管理サーバ３と要素管理サーバ５とを有する。

業務クライアント端末１は、例えば、一般的なパーソナルコンピュータ（ＰＣ）やスマートフォンなどであり、設計作業の整合性をチェックする整合性チェック処理部１−１を有する。

尚、業務クライアント端末１の利用者は、設計者、設計作業の発注者および発注・設計業務を管理・チェックする者である。

設計書管理サーバ３は、設計書、例えば、設計書や要求仕様書を格納する設計書・要求仕様書データベース１１と関連付けされている。設計書・要求仕様書データベース１１には、例えば、設計の依頼者が作成した設計処理の概要等を記載した設計依頼書等の要求仕様書と、要求仕様書に基づいて実際の設計者が作成したフローチャートやソースコードなどの実際の設計書と、が格納されている。

要素管理サーバ５は、要求仕様書と設計書とのそれぞれの処理の要素（以下、「要素」と称する。「処理単位」、「処理要素」と呼んでも良い。）を格納する要素データベース１５と、要求仕様書と設計書とのそれぞれの要素間の対応関係を格納する要素間対応データベース１７とに関連付けされている。設計書管理サーバ３及び要素管理サーバ５には、処理部３ａ、５ａがそれぞれ設けられている。

尚、図１の構成は例示であり、例えば、全ての構成を、業務クライアント端末１内に設けても良い。

図２Ａは、設計書・要求仕様書データベース１１内に設計書（フローチャートなど）を登録する設計書登録処理の流れの一例を示すフローチャート図である。

処理が開始されると（Ｓｔａｒｔ）、業務クライアント端末１の要求に応じて、設計書管理サーバ３の処理部３ａは、ステップＳ１において、例えば、設計者が作成した設計書（フローチャートＡ）を設計書・要求仕様書データベース１１から取得し、業務クライアント端末１に送る。

ステップＳ２において、業務クライアント端末１の整合性チェック処理部１−１は、フローチャートＡを構成する各要素、例えば、「通常の処理」、「分岐処理」、「ループ処理」などに要素分解して要素を抽出する。

ステップＳ３において、業務クライアント端末１は、ステップＳ２で抽出した各要素を、要素管理サーバ５に送る。要素管理サーバ５の処理部５ａは、要素データベース１５内にフローチャートのＩＤ（例えば、「Ａ」）と対応付けて、抽出された各要素を格納する。

上記の処理（Ｓ２−Ｓ３）を、処理が終了するまで（ステップＳ４でＮｏ）継続する。処理が終了すると（ステップＳ４でＹｅｓ）、設計書登録処理を終了する。

要素とは、例えば、図２Ａに示すフローチャートであれば、Ｓｔａｒｔ、ステップＳ１、ステップＳ２，ステップＳ３のそれぞれの処理、ステップＳ４の条件文、ステップＳ４からステップＳ２に至るループ処理、Ｅｎｄなどを含む。

図２Ｂは、設計書・要求仕様書データベース１１内に要求仕様書を登録する要求仕様書登録処理の流れの一例を示すフローチャート図である。

処理が開始されると（Ｓｔａｒｔ）、業務クライアント端末１の要求に応じて、設計書管理サーバ３の処理部３ａは、ステップＳ１ａにおいて、例えば、設計作業の発注者が作成した１個の要求仕様書（要求仕様書Ｂ）を設計書・要求仕様書データベース１１から取得し、業務クライアント端末１に送る。

実際には、設計書・要求仕様書に基づいてフローチャート等が設計されるのが一般的な作業の流れである。

ステップＳ２ａにおいて、業務クライアント端末１の整合性チェック処理部１−１は、要求仕様書Ｂを構成する各要素、例えば、「通常の処理」、「イフ文による条件処理」、「繰り返し処理」などに分解して要素を抽出する。

例えば図２Ａのフローチャートを要素分解の対象例とする。また図２Ａのフローチャートに対応する要求仕様書は、例えば以下の通りである。
処理１）処理開始
処理２）設計者が作成した１個の設計書（フローチャートＡ）を設計書・要求仕様書データベース１１から取得し、業務クライアント端末１に送る。
処理３）業務クライアント端末１の整合性チェック処理部１−１は、フローチャートＡを構成する各要素、例えば、「通常の処理」、「分岐処理」、「ループ処理」などに要素分解して要素を抽出する。
処理４）上記の処理（２−３）を、処理が終了するまで（ステップＳ４でＮｏ）継続する。
処理５）処理が終了すると（ステップＳ４でＹｅｓ）、設計書登録処理を終了する。

このように、要求仕様書の各要素は、例えば、処理１）、処理２）、処理３）、処理４）、処理５）である。

尚、処理４）に関しては、処理が終了するかどうかを判定する処理と、処理が終了するまで上記の処理（２−３）を行う処理とを抽出することもできる。

ステップＳ３ａにおいて、業務クライアント端末１は、ステップＳ２ａで抽出した各要素を、要素管理サーバ５に送る。要素管理サーバ５の処理部５ａは、要素データベース１５内に要求仕様書のＩＤ（例えば、Ｂ）と対応付けて、抽出された各要素を格納する。

上記の処理（Ｓ２ａ−Ｓ３ａ）を、処理が終了するまで（ステップＳ４ａでＮｏ）継続する。処理が終了すると（ステップＳ４ａでＹｅｓ）、要求仕様書登録処理を終了する。

図３は、要素間の関係抽出処理の流れを示すフローチャート図である。要素データベース１５内に保存されている各要素をループする。

処理が開始されると（Ｓｔａｒｔ）、要素データベース１５内に保存されている各要素について、以下の処理を行う。

まず、ステップＳ１１において、要素管理サーバ５の処理部５ａは、同時出現する要素の組を取得する。同時出現する要素の組とは、例えば、要求仕様書と要求仕様書に基づくフローチャートの作成作業とにおいて同時出現するという意味で有り、同様の処理の要素と見なせる対応関係にある要素などである。また、同時出現する要素の組には、例示的であるが、要求仕様書内又は設計書内の文、段落、ソフトウェアの処理単位、関数、複数の関数を一つの部品にまとめたモジュールにおいて同時出現する要素の組が存在する。

次いで、ステップＳ１２において、１個の要素の組を要素間対応データベース１７に保存する。

上記の処理（Ｓ１１−Ｓ１２）を、処理が終了するまで（ステップＳ１３でＮｏ）継続する。処理が終了すると（ステップＳ１３でＹｅｓ）、全データでの関係抽出処理を終了する。

図４は、設計者が設計したフローチャートの整合性チェック処理の流れの一例を示すフローチャート図である。設計者が作成したフローチャートとその基になる要求仕様書について整合性をチェックする。

処理が開始されると（Ｓｔａｒｔ）、ステップＳ２１において、業務クライアント端末１の要求に応じて、設計者が設計中のフローチャートのチェック処理を開始する。

ステップＳ２２において、設計中のフローチャートに対応した要素の集合（ステップＳ３，Ｓ３ａで保存したもの）を要素データベース１５において検索、抽出する。ステップＳ２３において、要素管理サーバ５の処理部５ａは、１個の設計作業に対応した要素の組（集合）（ステップＳ１２で保存したもの）を要素間対応データベース１７から検索する。

ステップＳ２４において、要素の組、要素のネットワーク構造および出現頻度を業務クライアント端末１に提示する。提示方法としては、処理の要素のネットワーク構造等をクライアント端末の画面に表示するようにすれば良い。

ステップＳ２５において、処理が終了しない場合には（Ｎｏ）、ステップＳ２１に戻る。処理が終了すると（Ｙｅｓ）、整合性チェック処理を終了する。

例えば、設計者が新しい設計作業をしたとき、同一の要素を多く含む過去の類似するフローチャート、他者の類似するフローチャートを提示するようにすると良い。

さらに、要求仕様書と設計書の対応関係を提示するとよい。

まず、要求仕様書の要素（通常の処理、分岐処理、ループ処理など）で関連性が高い要素同士を線で結ぶ。このとき、要素を処理順に並べると関連と処理順がわかるので便利である。

次に、フローチャートの要素で関連性が高い要素同士も処理順に線で結ぶ。

最後に、要求仕様書の要素とフローチャートの要素で関連性が高い要素同士を線で結ぶ。

以上の処理に基づいて、線で結んだ要素集合を表示画面に表示する。

さらに、同時出現する頻度も算出し利用者に提示するようにすると、線で結ばれた要素間の関連性の強さもわかる。

これにより、要求仕様書を見ながらフローチャートを作成する設計作業の支援を受けることができるため設計作業を正確に行うことができる。また、設計作業のゆれの発生を防止することができる。

以下において、設計支援処理の内容をより具体的な例について説明する。

[実施例１]
図５Ａから図７までは、本実施例１による処理の概要を示す具体例である。
例えば、要求仕様書の記述が、図５Ａ（ａ）に示すように、以下の通りであったとする。
「画面初期化処理では以下を処理する。」
「データクリア、データベース接続、データ取得、画面表示」

一方、図５Ａ（ｂ）に示すように、過去の設計作業において、以下のような例があったとする。
（ａ）「画面初期化」に関する現在の設計以前の設計書から「サブ画面から遷移した場合」について以下の提示がなされる。
提示例：「１）サブ画面から遷移、２）データクリア、３）サブ画面からデータ取得、４）画面表示」

図５Ｂ（ａ）は、整合性チェック処理の流れの一例を示すフローチャートの画面表示の一例を示す図である。図５Ｂ（ｂ）はフローチャートの属性情報に格納されているデータの一例を示す図である。属性情報には、画面に表示されない内部形式が格納されている。文書作成用のソフトウェアでフローチャートを作成すると、当該属性情報がテキスト形式でファイルに格納される場合もある。文書作成ソフトウェアがフローチャートをテキスト形式でファイルに保存していない場合は、画面表示されているフローチャート図などを図５Ｂ（ｂ）のようなデータに変換するために、既存の公知技術である図形認識技術や文字認識技術を用いれば良い。

尚、図２ＢのステップＳ２ａでは図５Ｂ（ａ）ではなく図５Ｂ（ｂ）を処理対象とすることもできる。従って、図形認識処理をする必要がなく、図５Ａと同様にテキストを解析して要素を抽出することができる。
・ｓｔａｒｔ
処理１）データクリア
処理２）データベース接続
処理３）データ取得
処理４）データを画面表示
・ｅｎｄ

図６は、要素間対応データベース１７に格納される要素間の関係に基づいて設計者に提示される画面表示の一例を示す図である。

図６に示すように、データクリア、データベース接続、データ取得、データを画面表示という一連の処理において、「１）サブ画面から遷移、２）データクリア、３）サブ画面からデータ取得、４）画面表示」が関連性の高い要素として要素間対応データベース１７から抽出され、図６のように処理要素間が線で結ばれた画面が表示される。

設計者は、図６に示す要素間の関係を参照することで、図５Ｂに示すような未完成のフローチャートを図７に示すようなフローチャート図として完成することができる。

図７に示すように、まず処理が開始され（Ｓｔａｒｔ）、ステップＳ３１においてデータクリアされる。ステップＳ３２において、サブ画面から遷移された場合の条件文を、図６に示す関係図に基づいてステップＳ３２に当てはめることができる。

そして、ステップＳ３２の判定結果がＹｅｓの場合とＮｏの場合とで、図６の要素間の関係に基づいて、Ｙｅｓの場合には、ステップＳ３６に進み、サブ画面からデータを取得し、ステップＳ３５に進み、データを画面表示する。

一方、ステップＳ３２でＮｏの場合、すなわち、サブ画面から遷移したのでなければ、図６の関係図を参照して、ステップＳ３３に進み、データベース接続を行い、ステップＳ３４において、データベースからデータを取得する。次いで、ステップＳ３５において、データを画面表示し、処理を終了する（Ｅｎｄ）。このように、図５Ａに示すような要求仕様書に合った整合性のあるフローチャートを作成することができる。

以上のように、業務クライアント端末１の利用者は、正しい設計作業の支援を受けることができる。また、業務クライアント端末１の利用者は、過去の作業・同種作業と整合性があるように設計作業を修正できる。複数の設計者の作業においても整合性を良くすることができる。

尚、同時出現と見なす範囲は、任意の範囲を用いていれば良い。例えば、作業の範囲は、設計作業では、１つの処理単位、１つの条件処理単位、複数の連続処理単位などを用いることもできる。異なるいくつかの範囲で同時出現する場合には、より高い頻度を付与するようにすると良い。また、要求仕様書や過去の設計書に存在しなかった要素も、対応関係及び出現頻度を、前記要素間対応データベースに格納するようにすると良い。

本実施の形態によれば、設計・開発作業において、以下のような効果を得ることができる。
１）設計、実装の各工程間で仕様がより正確に伝わる。
２）顧客要件（要求仕様書）から基本設計書（フローチャートなど）を書きやすい。
３）基本設計書から詳細設計書（機械言語）を書きやすい。
４）詳細設計書から、フローチャート等に間違いがないかどうかを確認するためのチェックリストを作成しやすい。
５）詳細設計書とチェックリストとから実装のための指示書を書きやすい。

画面単位・機能単位に開発を分担しても、各開発者に共通仕様が伝わりやすい。従って、個人毎のゆれがより少ない均質の設計ができる。また、個人毎のゆれがより少ない，均質の開発の実施を支援できる。

処理および制御は、ＣＰＵ（ＣｅｎｔｒａｌＰｒｏｃｅｓｓｉｎｇＵｎｉｔ）やＧＰＵ（ＧｒａｐｈｉｃｓＰｒｏｃｅｓｓｉｎｇＵｎｉｔ）によるソフトウェア処理、ＡＳＩＣ（ＡｐｐｌｉｃａｔｉｏｎＳｐｅｃｉｆｉｃＩｎｔｅｇｒａｔｅｄＣｉｒｃｕｉｔ）やＦＰＧＡ（ＦｉｅｌｄＰｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅＧａｔｅＡｒｒａｙ）によるハードウェア処理によって実現することができる。

また、上記の実施の形態において、添付図面に図示されている構成等については、これらに限定されるものではなく、本発明の効果を発揮する範囲内で適宜変更することが可能である。その他、本発明の目的の範囲を逸脱しない限りにおいて適宜変更して実施することが可能である。

また、本発明の各構成要素は、任意に取捨選択することができ、取捨選択した構成を具備する発明も本発明に含まれるものである。

本発明は、設計支援システムに利用することができる。

Ａ…設計支援システム、１…業務クライアント端末、３…設計書管理サーバ、３ａ、５ａ…処理部、５…要素管理サーバ、１１…設計書・要求仕様書データベース、１５…要素データベース、１７…要素間対応データベース。

Claims

業務クライアント端末と、設計書を管理する設計書管理サーバと、設計書の要素を管理する要素管理サーバと、を有する設計支援システムであって、
前記業務クライアント端末は、
要求仕様書ファイルと設計書ファイルとを構成する各要素を抽出して前記要素管理サーバが管理する要素データベース内に格納し、
前記要素管理サーバは、前記要素データベース内に格納された要素のうち、設計作業において同時出現する要素の組を取得し、前記要素の組を要素間対応データベースに格納し、
前記業務クライアント端末の要求に応じて、前記要素管理サーバは、設計作業に対応した要素の集合を前記要素間対応データベースから検索し、対応関係にある要素の組、要素のネットワーク構造のうち少なくともいずれか一方を前記業務クライアント端末の画面に表示することを特徴とする設計支援システム。
前記要素管理サーバは、
前記対応関係にある要素の組、前記要素のネットワーク構造の出現頻度を業務クライアント端末の画面に表示する請求項１に記載の設計支援システム。
前記同時出現と見なす範囲を変更して任意の範囲とすることを特徴とする請求項１又は２に記載の設計支援システム。
新たに用いた要素の対応関係及び出現頻度を、前記要素間対応データベースに格納する
ことを特徴とする請求項１から３までのいずれか１項に記載の設計支援システム。
業務クライアント端末と、設計書を管理する設計書管理サーバと、設計書の要素を管理する要素管理サーバと、を有する設計支援システムにおける設計支援方法であって、
前記業務クライアント端末は、
要求仕様書ファイルと設計書ファイルとを構成する各要素を抽出して前記要素管理サーバが管理する要素データベース内に格納し、
前記要素管理サーバは、前記要素データベース内に格納された要素のうち、設計作業において同時出現する要素の組を取得し、前記要素の組を要素間対応データベースに格納し、
前記業務クライアント端末の要求に応じて、前記要素管理サーバは、設計作業に対応した要素の集合を前記要素間対応データベースから検索し、対応関係にある要素の組、要素のネットワーク構造のうち少なくともいずれか一方を前記業務クライアント端末の画面に表示することを特徴とする設計支援方法。