JP7456837B2 - Design support equipment - Google Patents
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Description
特許法第３０条第２項適用 平成３１年４月２０日関東学院大学金沢八景キャンパスにおいて開催された第６５回構造工学シンポジウムで発表Application of Article 30, Paragraph 2 of the Patent Act Presented at the 65th Structural Engineering Symposium held at Kanto Gakuin University Kanazawa Hakkei Campus on April 20, 2019
特許法第３０条第２項適用 令和１年７月１日一般財団法人日本建築構造技術者協会が発行したｓｔｒｕｃｔｕｒｅ ＮＯ．１５１ ２０１９．７で公開Article 30, Paragraph 2 of the Patent Act applies Structure NO. issued by the Japan Association of Architectural Structural Engineers on July 1, 2020. 151 Published on 2019.7
特許法第３０条第２項適用 令和１年７月１日株式会社日経ＢＰが発行した日経アーキテクチュア ＮＯ．１１４６ ２０１９ ６－２７で公開Article 30, Paragraph 2 of the Patent Act applies Nikkei Architecture No. 1 published by Nikkei BP, Inc. on July 1, 2020. 1146 Published on 2019 6-27
特許法第３０条第２項適用 令和１年１０月１０日東京ビッグサイトにおいて開催された日経ＸＴＥＣＨ ＥＸＰＯ ２０１９で発表Application of Article 30, Paragraph 2 of the Patent Act Announced at Nikkei XTECH EXPO 2019 held at Tokyo Big Sight on October 10, 2020
特許法第３０条第２項適用 令和１年１２月１３日建築会館において開催された日本建築学会 第４２回 情報・システム・利用・技術シンポジウムで発表Application of Article 30, Paragraph 2 of the Patent Act Presented at the 42nd Information, Systems, Utilization, and Technology Symposium of the Architectural Institute of Japan held at the Architectural Institute on December 13, 2020
特許法第３０条第２項適用 令和２年１月１７日ホテルメトロポリタンエドモントにおいて開催されたＪＳＣＡ３０周年記念シンポジウムで発表Application of Article 30, Paragraph 2 of the Patent Act Announced at the JSCA 30th Anniversary Symposium held at Hotel Metropolitan Edmont on January 17, 2020
特許法第３０条第２項適用 令和２年１月２２日広島国際会議場において開催されたＪＳＣＡ広島新春技術発表会で発表Application of Article 30, Paragraph 2 of the Patent Act Presented at the JSCA Hiroshima New Year Technology Presentation held at the Hiroshima International Conference Center on January 22, 2020
本発明は、設計支援装置に関する。 The present invention relates to a design support device.
従来、鉄骨構造物の基本事項データを入力する工程と、前記基本事項データと予め設定された所定の部材配置ルールとに基づいて鉄骨構造物の構造部材データを生成する工程とを備えたことを特徴とする鉄骨構造物の設計支援システムが知られている（例えば、特許文献１）。 Conventionally, there has been proposed a method comprising a step of inputting basic data of a steel frame structure, and a step of generating structural member data of the steel structure based on the basic data and predetermined member arrangement rules set in advance. A design support system for steel structures with features is known (for example, Patent Document 1).
また、意匠設計用ＣＡＤ情報を入力し、意匠設計用ＣＡＤ情報に含まれる複数の柱又は複数の壁の形状、寸法、及び位置を示す情報に基づいて建物の通り芯を示す情報を生成する構造解析用情報生成装置が知られている（例えば、特許文献２）。 In addition, a structure that inputs CAD information for design design and generates information indicating the center line of the building based on information indicating the shape, dimensions, and position of multiple columns or multiple walls included in the CAD information for design design. An analysis information generation device is known (for example, Patent Document 2).
また、強度部材が配設されるべき座標上の基線を特定し、要素部材と基線との位置関係からグループ化する要素部材を識別可能にして、個々の有限要素データに特別な識別タグを付すような手間暇を必要とする入力作業を必要とせず、基線の特定だけでグルーピング作業をコンピュータに実行させる骨組構造最適化設計装置が知られている（例えば、特許文献３）。 In addition, the base line on the coordinates where the strength member should be placed is specified, the element members to be grouped can be identified from the positional relationship between the element member and the base line, and a special identification tag is attached to each finite element data. A frame structure optimization design device is known that allows a computer to perform a grouping operation by simply specifying a baseline without requiring such time-consuming input operations (for example, Patent Document 3).
また、識別情報及び形状情報と関連付けられた構造部材を用いて、架構をモデリングし、モデリングされた架構の構造計算を行う設計システムが知られている（例えば、特許文献４）。 Furthermore, a design system is known that models a frame using structural members associated with identification information and shape information, and performs structural calculations of the modeled frame (for example, Patent Document 4).
また、建物の部位毎に指定された条件に従ってその部位に使用される構造材の配置を決定し、部位の全ての場所に使用することができる単数または複数の構造材を選択し、選択する構造材が、指定された条件を満たしているかどうかを検定し、選択した構造材のうち接合部を有するものについて、データベースから読み出したデータを比較して、接合部構造が共通するものを候補データに残し、複数の構造材の候補には評価を付し、全ての場所に対して、評価が最高位の構造材を採用し、所定の構造計算をして、その構造計算の結果を出力する構造設計装置が知られている（例えば、特許文献５）。 In addition, the arrangement of structural materials to be used in each part of the building is determined according to the conditions specified for that part, and one or more structural materials that can be used in all parts of the part are selected. Verify whether the material satisfies the specified conditions, compare the data read from the database for the selected structural materials that have joints, and select those with a common joint structure as candidate data. A structure in which multiple structural material candidates are evaluated, the structural material with the highest evaluation is adopted for all locations, a predetermined structural calculation is performed, and the results of the structural calculation are output. A design device is known (for example, Patent Document 5).
複数の構造部材に関する情報に従って、前記構造部材を仮想的に組み上げ、組み上げられた前記構造部材同士が接続される接続点を、接続の態様に応じて分類し、分類された前記接続点に応じて、前記接続点の構成を決定する設計システムが知られている（例えば、特許文献６）。 A design system is known that virtually assembles multiple structural members according to information about the structural members, classifies the connection points at which the assembled structural members are connected according to the connection mode, and determines the configuration of the connection points according to the classified connection points (for example, Patent Document 6).
上記特許文献１に記載の技術では、入力画面における基本事項データの入力完了後に、鉄骨構造物の構造部材データを生成して生成結果を表示する。しかしながら、上記特許文献１には、構造部材のグルーピングを考慮して構造部材データを生成することについては記載されていない。 In the technology described in Patent Document 1, after basic data has been input on the input screen, structural member data for a steel structure is generated and the generated results are displayed. However, Patent Document 1 does not mention generating structural member data taking into account grouping of structural members.
上記特許文献２に記載の技術では、建物のボリュームを含む意匠設計のＣＡＤデータから構造解析用のデータを一連の流れで作成する。しかしながら、上記特許文献２には、構造部材データの組み合わせを生成してスコアリングしたり、構造部材の特定組み合わせについての記載、示唆は無い。 In the technique described in Patent Document 2, data for structural analysis is created in a series of steps from CAD data of a design including the volume of a building. However, in Patent Document 2, there is no description or suggestion about generating and scoring combinations of structural member data or specific combinations of structural members.
上記特許文献３に記載の技術では、要素部材を一定の条件の基でグループ化して骨組構造の最適化設計をする。しかしながら、上記特許文献３には、構造部材のペアについて、グルーピングすべき度合いを算出することについては記載されていない。 In the technique described in Patent Document 3, element members are grouped under certain conditions to optimize the design of the frame structure. However, Patent Document 3 does not describe calculating the degree to which pairs of structural members should be grouped.
上記特許文献４に記載の技術では、設計者が納まりを確認しながら構造部材の組み合わせを可能にする。しかしながら、上記特許文献４には、構造部材のペアについて、グルーピングすべき度合いを算出することについては記載されていない。 The technology described in Patent Document 4 above allows the designer to assemble structural members while checking the fit. However, Patent Document 4 does not describe calculating the degree to which pairs of structural members should be grouped.
上記特許文献５に記載の技術では、構造材の選択を自動化する際に、同一箇所での複数の構造材候補の選択の場合のランク付けを行う。しかしながら、上記特許文献５には、構造部材のペアについて、グルーピングすべき度合いを算出することについては記載されていない。 In the technique described in Patent Document 5, when automating the selection of structural materials, ranking is performed in the case of selecting a plurality of structural material candidates at the same location. However, Patent Document 5 does not describe calculating the degree to which pairs of structural members should be grouped.
上記特許文献６に記載の技術では、複数の構造部材の情報で、構造部材を仮想的に組み上げ、部材の接続点の構成を決定する。しかしながら、上記特許文献６には、構造部材のペアについて、グルーピングすべき度合いを算出することについては記載されていない。 The technology described in Patent Document 6 uses information on multiple structural members to virtually assemble the structural members and determine the configuration of the connection points of the members. However, Patent Document 6 does not describe calculating the degree to which pairs of structural members should be grouped.
本発明は上記事実を考慮して、適切なグループ数の構造部材を用いた建物の構造設計を支援することができることを目的とする。 The present invention takes the above-mentioned facts into account and aims to support the structural design of a building using an appropriate number of groups of structural members.
本発明に係る設計支援装置は、入力された設計対象の建物のボリューム又は平面形状に対して複数の構造部材を取得する構造部材取得部と、前記複数の構造部材のうちの２つの構造部材からなる構造部材ペアの各々について、前記２つの構造部材の各々の構造部材情報に基づいて、グルーピングすべき度合いを計算するグルーピング度合い計算部と、前記グルーピングすべき度合いに応じて、前記構造部材ペアの２つの構造部材を同一グループとするグルーピングを、指定されたグループ数になるまで繰り返し行うグルーピング処理部と、を含んで構成されている。 The design support device according to the present invention includes a structural member acquisition unit that acquires a plurality of structural members for the input volume or planar shape of a building to be designed; a grouping degree calculation unit that calculates the degree of grouping for each of the structural member pairs based on the structural member information of each of the two structural members; The apparatus includes a grouping processing section that repeatedly performs grouping of two structural members into the same group until a specified number of groups is reached.
本発明に係る設計支援装置によれば、構造部材取得部によって、入力された設計対象の建物のボリューム又は平面形状に対して複数の構造部材を取得する。グルーピング度合い計算部によって、前記複数の構造部材のうちの２つの構造部材からなる構造部材ペアの各々について、前記２つの構造部材の各々の構造部材情報に基づいて、グルーピングすべき度合いを計算する。そして、グルーピング処理部によって、前記グルーピングすべき度合いに応じて、前記構造部材ペアの２つの構造部材を同一グループとするグルーピングを、指定されたグループ数になるまで繰り返し行う。 According to the design support device according to the present invention, the structural member acquisition unit acquires a plurality of structural members for the input volume or planar shape of the building to be designed. The grouping degree calculation unit calculates the degree to which each structural member pair consisting of two structural members among the plurality of structural members should be grouped based on the structural member information of each of the two structural members. Then, the grouping processing unit repeatedly groups two structural members of the structural member pair into the same group according to the degree of grouping until a specified number of groups is reached.
このように、設計対象の建物のボリューム又は平面形状に対して取得された複数の構造部材のうちの２つの構造部材からなる構造部材ペアの各々について、構造部材情報に基づいて、グルーピングすべき度合いを計算し、構造部材ペアの２つの構造部材を同一グループとするグルーピングを、指定されたグループ数になるまで繰り返し行うことにより、適切なグループ数の構造部材を用いた建物の構造設計を支援することができる。 In this way, for each structural member pair consisting of two structural members among the multiple structural members obtained for the volume or planar shape of the building to be designed, the degree of grouping is calculated based on the structural member information, and the grouping of the two structural members of the structural member pair into the same group is repeated until the specified number of groups is reached, thereby supporting the structural design of a building using structural members with an appropriate number of groups.
本発明に係る設計支援装置は、前記グルーピング度合い計算部は、前記構造部材ペアの各々について、前記２つの構造部材の各々の構造部材情報に基づいて、２つの構造部材の各々の構造部材情報を入力とし、前記グルーピングすべき度合いを計算する予め学習された学習済みモデルを用いて、前記グルーピングすべき度合いを計算することができる。これにより、学習済みモデルを用いて、２つの構造部材についてのグルーピングすべき度合いを精度よく計算することができる。 In the design support apparatus according to the present invention, the grouping degree calculation unit calculates structural member information for each of the two structural members based on structural member information for each of the two structural members for each of the structural member pairs. The degree to which the grouping should be performed can be calculated using a trained model that has been trained in advance and calculates the degree to which the grouping should be performed. Thereby, the degree to which two structural members should be grouped can be accurately calculated using the learned model.
本発明に係る設計支援装置は、前記指定されたグループ数は複数種類であり、前記グルーピング処理部は、前記グループ数毎に、前記グルーピングを、前記グループ数になるまで繰り返し行い、前記グループ数毎に、グルーピング結果に基づいて、前記構造部材の数量、重さ、又はコストを計算し、前記グループ数と前記構造部材の数量、重さ、又はコストとの関係を表示部に表示させることができる。これにより、適切なグループ数の決定を支援することができる。 In the design support apparatus according to the present invention, the specified number of groups is of a plurality of types, and the grouping processing unit repeatedly performs the grouping for each number of groups until the number of groups is reached. The quantity, weight, or cost of the structural member may be calculated based on the grouping result, and the relationship between the number of groups and the quantity, weight, or cost of the structural member may be displayed on a display unit. . Thereby, it is possible to support determination of an appropriate number of groups.
以上説明したように、本発明の設計支援装置によれば、設計対象の建物のボリューム又は平面形状に対して取得された複数の構造部材のうちの２つの構造部材からなる構造部材ペアの各々について、構造部材情報に基づいて、グルーピングすべき度合いを計算し、構造部材ペアの２つの構造部材を同一グループとするグルーピングを、指定されたグループ数になるまで繰り返し行うことにより、適切なグループ数の構造部材を用いた建物の構造設計を支援することができる、という効果が得られる。 As explained above, according to the design support apparatus of the present invention, each structural member pair consisting of two structural members among the plurality of structural members acquired for the volume or planar shape of the building to be designed is , calculate the degree of grouping based on the structural member information, and repeatedly group two structural members of a structural member pair into the same group until the specified number of groups is reached. The effect is that the structural design of a building using structural members can be supported.
以下、図面を参照して本発明の実施の形態を詳細に説明する。 Embodiments of the present invention will be described in detail below with reference to the drawings.
＜本発明の形態の学習装置の構成＞
図１に示すように、本発明の実施の形態に係る学習装置１００は、ＣＰＵ１２、グラフィックカード１３、ＧＰＵ１４、ＲＡＭ１６、ＨＤＤ１８、通信インタフェース２１、及びこれらを相互に接続するためのバス２３を備えている。
<Configuration of learning device according to the present invention>
As shown in FIG. 1, a learning device 100 according to an embodiment of the present invention includes a CPU 12, a graphic card 13, a GPU 14, a RAM 16, an HDD 18, a communication interface 21, and a bus 23 for interconnecting these. There is.
ＣＰＵ１２、ＧＰＵ１４は、各種プログラムを実行する。ＲＡＭ１６は、ＣＰＵ１２による各種プログラムの実行時におけるワークエリア等として用いられる。記録媒体としてのＨＤＤ１８には、後述する学習処理ルーチンを実行するためのプログラムを含む各種プログラムや各種データが記憶されている。 The CPU 12 and GPU 14 execute various programs. The RAM 16 is used as a work area etc. when the CPU 12 executes various programs. The HDD 18 as a recording medium stores various programs and data including a program for executing a learning processing routine to be described later.
本実施の形態における学習装置１００を、学習処理ルーチンを実行するためのプログラムに沿って、機能ブロックで表すと、図２に示すようになる。学習装置１００は、入力部１０、演算部２０、及び出力部５０を備えている。 The learning device 100 according to the present embodiment is shown in FIG. 2 when expressed in functional blocks along with a program for executing a learning processing routine. The learning device 100 includes an input section 10, a calculation section 20, and an output section 50.
入力部１０は、建物の実績情報から構造部材について得られる、すべての構造部材のうちの２つの構造部材からなる構造部材ペアの各々についての、２つの構造部材の各々の構造部材情報に基づいてグルーピングされているか否かを判断した判断結果と、２つの構造部材の各々の構造部材情報と、を含む学習用データを入力として受け付ける。 The input unit 10 is configured to perform structural member information based on the structural member information of each of the two structural members for each structural member pair consisting of two structural members among all the structural members, which is obtained about the structural members from the building performance information. Learning data including a determination result of determining whether or not the two structural members are grouped and structural member information for each of the two structural members is received as input.
具体的には、建物の実績情報から、すべての構造部材のうちの２つの構造部材からなる構造部材ペアについて、２つの構造部材の部材情報（図３の長さＬ、角度θ、建物内の位置（高さ方向の位置、平面上の位置）、階高、部材密度（スパン）、負担面積、その他部材を特徴付ける情報（図３の部材幅Ｄ、部材成Ｂ、部材厚ｔなど））と、２つの構造部材の各々の構造部材情報に基づいてグルーピングされているか否かを判断した判断結果とを含む学習用データを作成しておく。そして、構造部材ペア毎に、２つの構造部材の部材情報とグルーピングされているか否かの判断結果との組み合わせを含む学習用データを受け付ける。 Specifically, from the building performance information, for a structural member pair consisting of two structural members out of all the structural members, member information of the two structural members (length L, angle θ in Figure 3, position (position in the height direction, position on the plane), floor height, member density (span), burden area, and other information characterizing the member (member width D, member composition B, member thickness t, etc. in Figure 3)) , and the determination result of determining whether or not the two structural members are grouped based on the structural member information of each of the two structural members. Then, for each structural member pair, learning data including a combination of member information of two structural members and a determination result as to whether or not they are grouped is received.
本実施の形態では、この学習用データを、構造部材の種類（柱、梁、壁、ブレース等）毎に受け付ける。 In this embodiment, this learning data is received for each type of structural member (column, beam, wall, brace, etc.).
演算部２０は、学習部２２を備えている。 The calculation section 20 includes a learning section 22.
学習部２２は、入力部１０により受け付けた複数の学習用データに基づいて、構造部材の種類毎に、学習済みモデルを得る。 The learning unit 22 obtains a learned model for each type of structural member based on the plurality of learning data received by the input unit 10.
具体的には、学習済みモデルは、２つの構造部材の部材情報（長さ、角度、建物内の位置（高さ方向の位置、平面上の位置）、階高、部材密度（スパン）、負担面積、その他部材を特徴付ける情報）を入力データとし、当該２つの構造部材をグルーピングすべき度合いを出力データとする（図４参照）。例えば、図４に示されるように、モデルの一例としてニューラルネットワークを用いることができ、学習アルゴリズムの一例としてディープラーニングを用いることができ、学習用データの２つの構造部材の部材情報を入力したときに、当該学習用データの判断結果が出力されるように、学習済みモデルが学習される。 Specifically, the trained model takes as input data the component information of two structural members (length, angle, position within the building (height position, position on the plane), floor height, component density (span), load area, and other information characterizing the components), and outputs as data the degree to which the two structural members should be grouped (see Figure 4). For example, as shown in Figure 4, a neural network can be used as an example of a model, and deep learning can be used as an example of a learning algorithm, and the trained model is trained so that when component information of two structural members of training data is input, a judgment result for the training data is output.
本実施の形態では、構造部材の種類（柱、梁、壁、ブレース等）毎に、学習済みモデルを生成する。 In this embodiment, a trained model is generated for each type of structural member (column, beam, wall, brace, etc.).
＜本発明の形態の設計支援装置の構成＞
上記図１に示すように、本発明の実施の形態に係る設計支援装置２００は、学習装置１００と同様に、ＣＰＵ１２、グラフィックカード１３、ＧＰＵ１４、ＲＡＭ１６、ＨＤＤ１８、通信インタフェース２１、及びこれらを相互に接続するためのバス２３を備えている。
<Configuration of design support device according to the present invention>
As shown in FIG. 1 above, the design support device 200 according to the embodiment of the present invention, like the learning device 100, includes a CPU 12, a graphic card 13, a GPU 14, a RAM 16, an HDD 18, a communication interface 21, and a communication interface between them. A bus 23 for connection is provided.
ＣＰＵ１２、ＧＰＵ１４は、各種プログラムを実行する。ＲＡＭ１６は、ＣＰＵ１２による各種プログラムの実行時におけるワークエリア等として用いられる。記録媒体としてのＨＤＤ１８には、後述する設計支援処理ルーチンを実行するためのプログラムを含む各種プログラムや各種データが記憶されている。 The CPU 12 and GPU 14 execute various programs. The RAM 16 is used as a work area etc. when the CPU 12 executes various programs. The HDD 18 as a recording medium stores various programs and data including a program for executing a design support processing routine to be described later.
本実施の形態における設計支援装置２００を、設計支援処理ルーチンを実行するためのプログラムに沿って、機能ブロックで表すと、図５に示すようになる。設計支援装置２００は、入力部１１０、演算部１２０、及び出力部１５０を備えている。 The design support apparatus 200 according to the present embodiment is shown in FIG. 5 when expressed in functional blocks along with a program for executing a design support processing routine. The design support device 200 includes an input section 110, a calculation section 120, and an output section 150.
入力部１１０は、設計対象の建物のボリューム又は平面形状を入力として受け付ける。また、入力部１１０は、設計条件に関する値を入力として受け付ける。例えば、設計条件に関する値として、階数、部材密度（スパン）、負担面積、荷重条件、フレームのせん断力負担率、等を受け付ける。 The input unit 110 accepts as input the volume or planar shape of the building to be designed. The input unit 110 also accepts as input values related to the design conditions. For example, the input unit 110 accepts values related to the design conditions such as the number of floors, component density (span), load area, loading conditions, and shear force load rate of the frame.
演算部１２０は、構造部材生成部１２２、グルーピング度計算部１２４、モデル記憶部１２６、グルーピング処理部１２８、及び構造部材情報計算部１３０を備えている。 The calculation unit 120 includes a structural member generation unit 122, a grouping degree calculation unit 124, a model storage unit 126, a grouping processing unit 128, and a structural member information calculation unit 130.
構造部材生成部１２２は、構造部材の種類（柱、梁、壁、ブレース等）毎に、入力された設計対象の建物のボリューム又は平面形状に対して、入力部１１０で受け付けた設計条件に関する値に基づいて、複数の構造部材を生成する。例えば、構造部材の種類毎に、建物のボリューム又は平面形状に対して、設計条件に関する値に基づいて複数の構造部材を生成するための予め学習された生成モデルを用いて、複数の構造部材を生成する。なお、設計対象の建物の構造種別（例えば、ＳＲＣ）、構造部材生成案数（例えば、１２）、使用する生成モデル（例えば、ジェネレータＡ）、生成モデルパラメータ（例えば、１２３）が、予め設定されているものとする。 The structural member generation unit 122 generates values related to the design conditions received by the input unit 110 for the input volume or planar shape of the building to be designed for each type of structural member (column, beam, wall, brace, etc.). Generate a plurality of structural members based on. For example, for each type of structural member, a pre-trained generative model is used to generate multiple structural members based on values related to design conditions for the volume or planar shape of the building. generate. Note that the structure type (for example, SRC) of the building to be designed, the number of structural member generation options (for example, 12), the generation model to be used (for example, generator A), and the generation model parameters (for example, 123) are set in advance. It is assumed that
本実施の形態では、構造部材の種類毎に、複数の構造部材生成案を生成する。 In this embodiment, multiple structural component generation plans are generated for each type of structural component.
グルーピング度計算部１２４は、構造部材の種類（柱、梁、壁、ブレース等）毎に、各構造部材生成案に対して、生成したすべての構造部材のうちの２つの構造部材からなる構造部材ペアの各々について、２つの構造部材の各々の構造部材情報と当該構造部材の種類の学習済みモデルとに基づいて、グルーピングすべき度合いを計算する。 The grouping degree calculation unit 124 calculates a structural member consisting of two structural members from among all generated structural members for each structural member generation plan for each type of structural member (column, beam, wall, brace, etc.). For each pair, the degree to which they should be grouped is calculated based on the structural member information of each of the two structural members and the learned model of the type of the structural member.
例えば、構造部材ペア毎に、２つの構造部材の部材情報（長さ、角度、建物内の位置（高さ方向の位置、平面上の位置）、階高、部材密度（スパン）、負担面積、その他部材を特徴付ける情報）を学習済みモデルに入力して、グルーピングすべき度合いを求める。 For example, for each structural member pair, member information of the two structural members (length, angle, position within the building (position in the height direction, position on the plane), floor height, member density (span), burden area, Other information characterizing the parts) is input into the learned model to find the degree to which they should be grouped.
モデル記憶部１２６には、学習装置１００によって構造部材の種類毎に学習された学習済みモデルが記憶されている。 The model storage unit 126 stores learned models learned for each type of structural member by the learning device 100.
グルーピング処理部１２８は、構造部材の種類（柱、梁、壁、ブレース等）毎に、各構造部材生成案に対して、以下のグルーピング処理を行う。 The grouping processing unit 128 performs the following grouping processing on each structural member generation plan for each type of structural member (column, beam, wall, brace, etc.).
グルーピング処理では、指定されたグループ数になるように、グルーピングすべき度合いの降順に、構造部材ペアの２つの構造部材を同一グループとすることを繰り返す。これにより、指定されたグループ数のグルーピング結果が得られる。また、グルーピングの数の指定を順に変更して、同様に、構造部材ペアをグルーピングする。これにより、グループ数毎に、グルーピング結果が得られる。 In the grouping process, two structural members of a structural member pair are repeatedly grouped into the same group in descending order of the degree to which they should be grouped so that a specified number of groups is achieved. As a result, grouping results for the specified number of groups can be obtained. Furthermore, the designation of the number of groupings is sequentially changed, and structural member pairs are similarly grouped. As a result, grouping results can be obtained for each number of groups.
構造部材情報計算部１３０は、構造部材の種類（柱、梁、壁、ブレース等）毎に、各構造部材生成案に対して、以下の構造部材情報の計算を行う。 The structural member information calculation unit 130 calculates the following structural member information for each structural member generation plan for each type of structural member (column, beam, wall, brace, etc.).
構造部材情報の計算では、グループ数毎に、グルーピング結果に基づいて、構造部材の数量、重さ、コストを計算し、グループ数と計算結果との関係をプロットしたグラフ（図６）を出力部１５０により表示する。 In calculating structural member information, the quantity, weight, and cost of structural members are calculated for each group number based on the grouping results, and a graph (Figure 6) plotting the relationship between the number of groups and the calculation results is output. 150.
図６では、柱についての構造部材生成案に対し、グループ数と構造部材の数量との関係をプロットしたグラフの例を示している。この例では、プロットした点をクリックすると、構造部材のグルーピング結果に応じて色分けした構造部材生成案が表示されると共に、推奨されるグループ数のプロット点が強調表示されている。設計担当者は、このグラフを参照して、適切なグループ数を決定することができる。 FIG. 6 shows an example of a graph plotting the relationship between the number of groups and the quantity of structural members for structural member generation plans for columns. In this example, when a plotted point is clicked, structural member generation plans are displayed that are color-coded according to the grouping results of the structural members, and the plotted points of the recommended number of groups are highlighted. A designer can refer to this graph to determine the appropriate number of groups.
＜学習装置の動作＞
次に、本発明の実施の形態に係る学習装置１００の動作について説明する。
<Operation of learning device>
Next, the operation of the learning device 100 according to the embodiment of the present invention will be described.
入力部１０によって、建物の実績情報から構造部材について得られる、すべての構造部材のうちの２つの構造部材からなる構造部材ペアについての、２つの構造部材の各々の構造部材情報に基づいてグルーピングされているか否かを判断した判断結果と、２つの構造部材の各々の構造部材情報と、を含む学習用データを入力として受け付ける。そして、学習部２２は、入力部１０により受け付けた複数の学習用データに基づいて、構造部材の種類毎に、学習済みモデルを得る。 The input unit 10 performs grouping based on the structural member information of each of the two structural members for a structural member pair consisting of two structural members among all the structural members, which is obtained about the structural members from the building track record information. Learning data including a judgment result of whether or not the structure is present and structural member information of each of the two structural members is received as input. Then, the learning unit 22 obtains a learned model for each type of structural member based on the plurality of learning data received by the input unit 10.
＜設計支援装置の動作＞
次に、本発明の実施の形態に係る設計支援装置２００の動作について説明する。
<Operation of design support device>
Next, the operation of the design support apparatus 200 according to the embodiment of the present invention will be explained.
まず、学習装置１００によって学習された構造部材の種類毎の学習済みモデルに関するデータが、モデル記憶部１２６に格納される。 First, data regarding learned models for each type of structural member learned by the learning device 100 is stored in the model storage unit 126.
そして、入力部１１０によって、設計対象の建物のボリューム又は平面形状を入力として受け付けると共に、設計条件に関する値を受け付けると、設計支援装置２００によって、図７に示す設計支援処理ルーチンが実行される。 When the input unit 110 receives the volume or planar shape of the building to be designed as input, as well as the values related to the design conditions, the design support apparatus 200 executes the design support processing routine shown in FIG. 7 .
まず、ステップＳ１００において、構造部材生成部１２２は、入力された設計対象の建物のボリューム又は平面形状と、入力部１１０で受け付けた設計条件に関する値とを取得する。 First, in step S<b>100 , the structural member generation unit 122 obtains the input volume or planar shape of the building to be designed and the values related to the design conditions received by the input unit 110 .
ステップＳ１０２では、構造部材生成部１２２は、構造部材の種類（柱、梁、壁、ブレース等）毎に、入力された設計対象の建物のボリューム又は平面形状に対して、入力部１１０で受け付けた設計条件に関する値に基づいて、複数の構造部材を生成する。このとき、複数の構造部材生成案を生成する。 In step S102, the structural member generation unit 122 generates data received by the input unit 110 for the input volume or planar shape of the building to be designed for each type of structural member (column, beam, wall, brace, etc.). Generate a plurality of structural members based on values related to design conditions. At this time, a plurality of structural member generation plans are generated.
ステップＳ１０４では、グルーピング度計算部１２４は、構造部材の種類（柱、梁、壁、ブレース等）毎に、各構造部材生成案に対して、生成したすべての構造部材のうちの２つの構造部材からなる構造部材ペアの各々について、２つの構造部材の各々の構造部材情報と当該構造部材の種類の学習済みモデルとに基づいて、グルーピングすべき度合いを計算する。 In step S104, the grouping degree calculation unit 124 selects two structural members from among all generated structural members for each structural member generation plan for each type of structural member (column, beam, wall, brace, etc.). For each structural member pair consisting of , the degree of grouping is calculated based on the structural member information of each of the two structural members and the learned model of the type of the structural member.
ステップＳ１０６では、グルーピング処理部１２８は、構造部材の種類（柱、梁、壁、ブレース等）毎に、各構造部材生成案に対して、以下のグルーピング処理を行う。 In step S106, the grouping processing unit 128 performs the following grouping process on each structural member generation plan for each type of structural member (column, beam, wall, brace, etc.).
グルーピング処理では、指定されたグループ数になるように、グルーピングすべき度合いの降順に、構造部材ペアをグルーピングすることを繰り返す。グルーピングの数の指定を順に変更して、同様に、構造部材ペアをグルーピングする。これにより、グループ数毎に、グルーピング結果を得る。 In the grouping process, structural member pairs are repeatedly grouped in descending order of the degree of grouping so that a specified number of groups is achieved. Structural member pairs are similarly grouped by changing the number of groupings in order. As a result, grouping results are obtained for each number of groups.
ステップＳ１０８では、構造部材情報計算部１３０は、構造部材の種類（柱、梁、壁、ブレース等）毎に、各構造部材生成案に対して、構造部材情報の計算を行う。構造部材情報の計算では、グループ数毎に、グルーピング結果に基づいて、構造部材の数量、重さ、コストを計算する。 In step S108, the structural member information calculation unit 130 calculates structural member information for each structural member generation plan for each type of structural member (column, beam, wall, brace, etc.). In calculating structural member information, the quantity, weight, and cost of structural members are calculated for each group based on the grouping results.
ステップＳ１１０では、構造部材情報計算部１３０は、構造部材の種類（柱、梁、壁、ブレース等）毎に、各構造部材生成案に対して、グループ数と計算結果との関係をプロットしたグラフ（図６）を出力部１５０により表示し、設計支援処理ルーチンを終了する。 In step S110, the structural member information calculation unit 130 generates a graph plotting the relationship between the number of groups and calculation results for each structural member generation plan for each type of structural member (column, beam, wall, brace, etc.). (FIG. 6) is displayed on the output unit 150, and the design support processing routine is ended.
以上説明したように、本発明の実施の形態に係る設計支援装置によれば、設計対象の建物のボリュームに対して取得された複数の構造部材のうちの２つの構造部材からなる構造部材ペアの各々について、構造部材情報に基づいて、グルーピングすべき度合いを計算し、構造部材ペアの２つの構造部材を同一グループとするグルーピングを、指定されたグループ数になるまで繰り返し行うことにより、適切なグループ数の構造部材を用いた建物の構造設計を支援することができる。 As described above, the design support device according to an embodiment of the present invention calculates the degree of grouping for each structural member pair consisting of two structural members among the multiple structural members obtained for the volume of the building to be designed based on the structural member information, and repeats grouping the two structural members of a structural member pair into the same group until the specified number of groups is reached, thereby supporting the structural design of a building using structural members with an appropriate number of groups.
なお、本発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲内で様々な変形や応用が可能である。 The present invention is not limited to the above-described embodiment, and various modifications and applications are possible without departing from the spirit of the invention.
例えば、上述した実施形態では、学習済みモデルを用いて構造部材をグルーピングする場合を例に説明したが、これに限定されるものではない。例えば、部材情報の分布に応じた教師なし学習を用いて、構造部材をグルーピングするようにしてもよい。この教師なし学習の場合には、学習用データに基づかずに、グルーピングさせるべき構造部材群の部材情報の分布に基づいて、グルーピングすべき度合いを出力データとする。教師なし学習のアルゴリズムの一例として、クラスタリング手法を用いることができる。また、グルーピング度計算部は、教師なし学習のアルゴリズムにより、グルーピングすべき度合いを計算する。 For example, in the embodiment described above, the case where structural members are grouped using a learned model is described as an example, but the present invention is not limited to this. For example, structural members may be grouped using unsupervised learning according to the distribution of member information. In the case of this unsupervised learning, the degree of grouping is determined as output data based on the distribution of member information of the structural members to be grouped, not on the learning data. A clustering method can be used as an example of an unsupervised learning algorithm. Furthermore, the grouping degree calculation unit calculates the degree to which grouping should be performed using an unsupervised learning algorithm.
また、上述した実施形態では、学習装置と設計支援装置とが別々の装置として構成されている場合を例に説明したが、これに限定されるものではなく、学習装置と設計支援装置とを一つの装置として構成してもよい。 Further, in the above-described embodiment, the learning device and the design support device are configured as separate devices, but the learning device and the design support device are configured as separate devices. It may be configured as one device.
また、本発明のプログラムは、記憶媒体に格納して提供するようにしてもよい。 The program of the present invention may also be provided by storing it on a storage medium.
１０、１１０ 入力部
２０、１２０ 演算部
２２ 学習部
５０、１５０ 出力部
１００ 学習装置
１２２ 構造部材生成部
１２４ グルーピング度計算部
１２６ モデル記憶部
１２８ グルーピング処理部
１３０ 構造部材情報計算部
２００ 設計支援装置
10, 110 Input units 20, 120 Computing unit 22 Learning units 50, 150 Output unit 100 Learning device 122 Structural member generation unit 124 Grouping degree calculation unit 126 Model storage unit 128 Grouping processing unit 130 Structural member information calculation unit 200 Design support device
Claims (3)
前記複数の構造部材のうちの２つの構造部材からなる構造部材ペアの各々について、前記２つの構造部材の各々の構造部材情報に基づいて、グルーピングすべき度合いを計算するグルーピング度合い計算部と、
前記グルーピングすべき度合いに応じて、前記構造部材ペアの２つの構造部材を同一グループとするグルーピングを、指定されたグループ数になるまで繰り返し行うグルーピング処理部と、
を含む設計支援装置。 a structural member acquisition unit that acquires a plurality of structural members for the input volume or planar shape of the building to be designed;
a grouping degree calculation unit that calculates a degree to which each structural member pair consisting of two structural members among the plurality of structural members should be grouped based on structural member information of each of the two structural members;
a grouping processing unit that repeatedly groups two structural members of the structural member pair into the same group according to the degree of grouping until a specified number of groups is reached;
Design support equipment including.
前記グルーピング処理部は、前記グループ数毎に、前記グルーピングを、前記グループ数になるまで繰り返し行い、
前記グループ数毎に、グルーピング結果に基づいて、前記構造部材の数量、重さ、又はコストを計算し、
前記グループ数と前記構造部材の数量、重さ、又はコストとの関係を表示部に表示させる請求項１又は２記載の設計支援装置。 The specified number of groups is multiple types,
The grouping processing unit repeatedly performs the grouping for each number of groups until the number of groups is reached,
For each number of groups, calculate the quantity, weight, or cost of the structural member based on the grouping result,
The design support apparatus according to claim 1 or 2, wherein a relationship between the number of groups and the quantity, weight, or cost of the structural members is displayed on a display unit.
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| 中村壮志 ほか，部材グルーピングを用いた構造断面最適化の試み ，人工知能学会全国大会（第３０回）論文集，日本，一般社団法人 人工知能学会，2016年06月06日，pages 1-4 |
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