KR100282609B1 - 동시공학적 제품개발 프로세스 지원을 위한 정성적 설계요소의정량화 변환 시스템 및 추론방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은, 동시공학적 제품개발 프로세스 지원을 위한 정성적 설계요소의 정량화 변환 시스템 및 추론방법에 관한 것으로, 본 발명에 따른 정량화 변환 시스템(100)은, 개발 제품의 정성적인 설계요소들의 정보를 입력 및 처리하는 정성적 설계정보 처리 서브시스템(110)과, 정성적 설계요소와 개발 제품의 부품객체 간 상관도 평가결과에 대한 정보를 처리 및 관리하는 상관도 정보처리 서브시스템(120)과, 상기 정성적 설계정보 처리 서브시스템(110)과 상기 상관도 정보처리 서브시스템(120)에서 생성된 정성적인 설계요소 및 부품객체 간의 상관도 결과값과 부품객체의 속성치를 사용하여 추론에 의해 채택된 제품의 부품객체 조합 정보를 생성하는 추론엔진 서브시스템(130)과, 제품을 구성하는 부품객체에 대한 설계정보를 처리 및 관리하는 정량적 설계정보 처리 서브시스템(140)과, 상기 정량적 설계정보 처리 서브시스템(140)에 의해 처리된 부품객체에 대한 설계정보를 사용하여 제품정보를 생성하는 제품정보 생성 서브시스템(150)을 구비함으로써, 다양한 분야의 비 엔지니어링 전문가 간의 상호 의사소통 및 설계 개념을 공유할 수 있는 환경을 제공함으로써, 동시공학적인 협력설계 환경을 제공할 수 있으며, 특히 계량화가 어려운 개념적인 설계 이미지를 정량적인 설계요소로 변환하는 설계 프로세스를 효율적으로 구현할 수 있다.
Description
본 발명은, 동시공학적 제품개발 프로세스 지원을 위한 정성적 설계요소의 정량화 변환 시스템 및 추론방법에 관한 것으로, 특히, 제품개발 과정에서 고려되어야 할 설계요소 중에서 계량적인 설계요소로의 평가가 어려운 정성적인 요소들을 정량화하여 이를 계량적인 설계요소로 변환하는 변환 시스템 및 추론방법에 관한 것이다.
종래에는, 제품개발 프로세스 지원을 위해, 대부분 단계적인 순차설계 프로세스에서 정량적인 설계요소에 대한 제품의 부품 특성화 기술만을 시스템적으로 다루어 왔다.
최근에는, 보다 효율적인 제품개발 업무의 수행을 위해 제품개발 과정에 동시공학이 도입되는 추세인데, 이와 같은 동시공학적 제품개발 환경에서는, 상호 인접된 분야에 국한하여 협동 설계작업이 이루어지는 종래의 순차적 제품개발 프로세스와는 달리, 제품의 기획에서부터 제품의 설계, 생산, 품질보증 등 제품의 전 라이프사이클에 걸쳐 관련된 다양한 분야의 수많은 관계자가 관여하게 된다.
전술한 동시공학적 환경에서의 설계 프로세스와 관련하여, 현재까지 다양한 연구가 행해져 왔는데, 이에 대해서는 다음과 같은 문헌에 개시되어 있다.
미국특허 제 5,552,995호 "Concurrent engineering design tool and method"에는, 동시공학적 환경하에서 부품설계, 부품의 제조 툴 및 프로세스를 지원하는 컴퓨터 지원 엔지니어링 설계 시스템에 대해 기재되어 있다.
또한, 미국특허 제 5,784,286호 "Design process recording method and a design process"에는, 동시공학적 설계환경에서 협동설계를 지원할 수 있는 설계 프로세스를 생성하는 방법과 생성기에 대해 개시되어 있다.
아울러, 밸드윈(Reid A. Baldwin)의 논문 "A formal approach to managing designing process", IEEE Computer, p 54-62, 1995에는, 전통적인 순차적 설계 프로세스를 프로토타이핑과 연계하여 설계과정을 수행하는 설계프로세스에 대해 제안되어 있다.
또한, 구오(Yang Guo)의 논문 "Design process management in concurrent design environment", 2nd International Workshop on CSCW, p 406-410, 1997에는, 동시공학적인 제품개발을 위해 설계 프로세스의 관리를 위한 프로세스의 분해와 네트워크 그래프 모델 및 관련 개념을 활용하여 설계 프로세스가 이론적으로 정의되어 있으며, 각종 설계 툴과 시스템, 네트워크 및 데이터베이스, 관련 소프트웨어인 제품정보 관리시스템, 사용자 및 미들웨어 등 사이의 구조적인 프레임워크가 제시되어 있다.
한편, 이와 같은 동시공학적인 제품개발 과정에서는, 설계분야의 기술을 습득하고 있는 엔지니어 뿐만 아니라, 고객, 판매자, 생산자, 사후관리자 등과 같이 여러 분야의 많은 관계자가 함께 제품개발 업무를 동시에 수행하게 된다. 이러한 상황에서 설계분야의 전문적인 지식과 설계전용 소프트웨어에 대한 경험이 적은 관련자의 경우에는 대부분 정성적인 설계요소로 제품에 대한 정보를 나타내므로, 제품개발을 주관하는 설계분야의 엔지니어들 간에 사용하는 각종 컴퓨터 지원 설계 툴을 활용한 제품설계로는 한계가 있게 된다. 따라서, 제품개발 단계에서 설계분야 이외의 관계자가 표현하는 정성적인 설계요소를 계량적인 설계 요소로 변환하여 구체적인 제품으로 구현할 필요가 있으며, 이는 최근의 고객 중심의 제품 다양화 추세에도 필수적으로 요구되는 사항이다.
그러나, 전술한 종래의 기술은, 동시공학적 환경에서의 일반적인 설계에는 활용할 수 있지만, 설계분야의 전문지식이 없는 다양한 분야의 관련자가 협동 설계작업을 추진하는데에는 적용이 불가능할 뿐 아니라, 이러한 관계자가 표현하는 정성적인 설계요소를 계량화하여 정량적인 설계요소로 변환하는 것이 불가능하다는 한계를 지니고 있었다.
결국, 본 발명의 목적은, 동시공학적 제품개발 환경하에서 제품개발 분야의 전문가가 아니지만 제품의 품질 및 기능과 판매에 중요한 역할을 하는 고객 및 판매자 등이 제시한 정성적인 설계요소를 정량적인 설계요소의 속성치로 변환하여, 구체적인 제품의 설계요소를 결정할 수 있는 변화 시스템 및 추론방법을 제공함에 있다.
도 1은 본 발명에 따른 동시공학적 제품개발 프로세스를 지원하는 정성적 설계요소의 정량화 변환 시스템에 대한 전체 블록구성도,
도 2는 도 1에 도시된 정성적 설계요소의 정량화 변환 시스템의 구성요소인 추론엔진 서브시스템에 대한 세부 블록구성도,
도 3은 본 발명에 따른 동시공학적 제품개발 프로세스 지원을 위한 정성적 설계요소의 정량화 변환 추론방법에 대한 흐름도.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *
100 : 변환 시스템 110 : 정성적 설계정보 처리 서브시스템
120 : 상관도 정보처리 서브시스템
130 : 추론엔진 서브시스템 140 : 정량적 설계정보 처리 서브시스템
150 : 제품정보 생성 서브시스템
상기한 목적을 달성하는 본 발명에 따른 정량화 변환 시스템은,
동시공학적 제품개발 프로세스 지원을 위한 정성적 설계요소의 정량화 변환 시스템에 있어서,
개발 제품의 정성적인 설계요소들의 정보를 입력 및 처리하는 정성적 설계정보 처리 서브시스템과,
정성적 설계요소와 개발 제품의 부품객체 간 상관도 평가결과에 대한 정보를 처리 및 관리하는 상관도 정보처리 서브시스템과,
상기 정성적 설계정보 처리 서브시스템과 상기 상관도 정보처리 서브시스템에서 생성된 정성적인 설계요소 및 부품객체 간의 상관도 결과값과 부품객체의 속성치를 사용하여 추론에 의해 채택된 제품의 부품객체 조합 정보를 생성하는 추론엔진 서브시스템과,
제품을 구성하는 부품객체에 대한 설계정보를 처리 및 관리하는 정량적 설계정보 처리 서브시스템과,
상기 정량적 설계정보 처리 서브시스템에 의해 처리된 부품객체에 대한 설계정보를 사용하여 제품정보를 생성하는 제품정보 생성 서브시스템을 구비한 것을 특징으로 한다.
이때, 바람직하게는, 상기 추론엔진 서브시스템은,
상기 정성적 설계정보 처리 서브시스템과 상기 상관도 정보처리 서브시스템에서 얻어진 입력 데이터인 정성적 설계요소를 정성적 설계요소 처리과정을 거쳐 입력 설계요소를 추출하고, 추출된 설계요소에 대해 설계요소 간의 상대적 가중치를 부여하며 설계요소별 데이터값을 정규화하는 입력데이터 정규화 처리모듈과,
상기 입력데이터 정규화 처리모듈에서 정규화된 데이터값을 소정 등급으로 분류하여 멤버쉽 함수를 형성하는 멤버쉽 함수 형성모듈과,
상기 멤버쉽 함수를 사용하여 얻어진 입력 데이터에 대해 퍼지추론에 의해 데이터를 처리하는 퍼지 입력데이터 처리모듈과,
상기 퍼지 입력데이터 처리모듈에서 얻어진 퍼지추론의 결과를 MinMax 합성하는 MinMax 합성모듈과,
상기 MinMax 합성모듈을 통해 얻어진 데이터로부터 부품군별 객체의 속성치를 추출하는 부품군별 객체 속성치 추출모듈을 구비한다.
또한, 본 발명에 따른 추론방법은,
동시공학적 제품개발 프로세스 지원을 위한 정성적 설계요소의 정량화 변환 추론방법에 있어서,
개발 제품의 정성적인 설계요소들의 정보를 입력 및 처리하는 정성적 설계정보 처리단계와,
정성적 설계요소와 개발 제품의 부품객체 간 상관도 평가결과에 대한 정보를 처리 및 관리하는 상관도 정보처리 단계와,
상기 정성적 설계정보 처리단계 및 상기 상관도 정보처리 단계에서 생성된 정성적인 설계요소 및 부품객체 간의 상관도 결과값과 부품객체의 속성치를 사용하여 추론에 의해 채택된 제품의 부품객체 조합 정보를 생성하는 추론단계와,
제품을 구성하는 부품객체에 대한 설계정보를 처리 및 관리하는 정량적 설계정보 처리단계와,
상기 정량적 설계정보 처리단계에 의해 처리된 부품객체에 대한 설계정보를 사용하여 제품정보를 생성하는 제품정보 생성단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기한 본 발명의 정량화 변환 추론방법에 있어서, 상기 추론단계는,
상기 정성적 설계정보 처리단계와 상기 상관도 정보처리 단계에서 얻어진 입력 데이터인 정성적 설계요소를 정성적 설계요소 처리과정을 거쳐 입력 설계요소를 추출하고, 추출된 설계요소에 대해 설계요소 간의 상대적 가중치를 부여하며 설계요소별 데이터값을 정규화하는 입력데이터 정규화 처리단계와,
상기 입력데이터 정규화 처리단계에서 정규화된 데이터값을 소정 등급으로 분류하여 멤버쉽 함수를 형성하는 멤버쉽 함수 형성단계와,
상기 멤버쉽 함수를 사용하여 얻어진 입력 데이터에 대해 퍼지추론에 의해 데이터를 처리하는 퍼지 입력데이터 처리단계와,
상기 퍼지 입력데이터 처리단계에서 얻어진 퍼지추론의 결과를 MinMax 합성하는 MinMax 합성단계와,
상기 MinMax 합성단계를 통해 얻어진 데이터로부터 부품군별 객체의 속성치를 추출하는 부품군별 객체 속성치 추출단계를 포함하는 것이 바람직하다.
이하, 첨부도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 동시공학적 제품개발 프로세스 지원을 위한 정성적 설계요소의 정량화 변환 시스템 및 추론방법을 더욱 상세히 설명한다.
본 발명에 있어서, 핵심적인 기술은 위에서 정의한 제품개발 프로세스에 대한 총괄적인 시스템의 구성 및 메커니즘의 정의, 시스템 내부의 서브 시스템 간 상호 연계정보의 정의 및 연계방법의 강구, 정성적 설계요소의 정량화를 위한 추론엔진의 논리와 이의 시스템화에 해당한다.
본 발명에 따른, 동시공학적 제품개발을 지원하는 정성적 설계요소의 정량화 변환 시스템은, 제품개발 과정에서 고려되어야 할 설계요소 중에서 계량적인 설계요소로의 평가가 어려운 정성적인 요소들을 정량화하여 이를 계량적인 설계요소로 변환하는 추론과정을 중심으로, 이와 관련된 전처리 및 후처리 과정을 통합적으로 시스템화한 것으로, 도 1에 도시된 것 같이, 본 발명의 정량화 변환 시스템(110)은, 정성적 설계정보 처리 서브시스템(110), 상관도 정보처리 서브시스템(120), 추론엔진 서브시스템(130), 정량적 설계정보 처리 서브시스템(140) 및 제품정보 생성 서브시스템(150)으로 구성된다.
이때, 정성적 설계정보 처리 서브시스템(110)은 개발제품의 정성적인 설계요소들의 정보를 입력 처리하는 기능을 수행하고 추론엔진 서브시스템(130)의 입력부분에 해당되며, 상관도 정보처리 서브시스템(120)은 정성적 설계요소와 개발제품의 부품객체 간 상관도 평가결과에 대한 정보를 처리하고 관리하는 기능을 수행한다. 이러한 정성적 설계정보 처리 서브시스템(110)과 상관도 정보처리 서브시스템(120)에 의해, 정성적인 설계요소와 부품객체 간의 상관도 결과값과 부품객체의 속성치가 생성된다.
또한, 상기한 추론엔진 서브시스템(130)은, 정성적 설계정보 처리 서브시스템(110)과 상기 상관도 정보처리 서브시스템(120)에서 생성된 정성적인 설계요소 및 부품객체 간의 상관도 결과값과 부품객체의 속성치를 사용하여 추론에 의해 채택된 제품의 부품객체 조합 정보를 생성하는 역할을 한다.
이와 같은 추론엔진 서브시스템(130)은, 도 2에 도시된 것 같이, 상기 정성적 설계정보 처리 서브시스템(110)과 상기 상관도 정보처리 서브시스템(120)에서 얻어진 입력 데이터인 정성적 설계요소를 정성적 설계요소 처리과정을 거쳐 입력 설계요소를 추출하고, 추출된 설계요소에 대해 설계요소 간의 상대적 가중치를 부여하며 설계요소별 데이터값을 정규화하는 입력데이터 정규화 처리모듈(131)과, 상기 입력데이터 정규화 처리모듈(131)에서 정규화된 데이터값을 소정 등급으로 분류하여 멤버쉽 함수를 형성하는 멤버쉽 함수 형성모듈(132)과, 상기 멤버쉽 함수를 사용하여 얻어진 입력 데이터에 대해 퍼지추론에 의해 데이터를 처리하는 퍼지 입력데이터 처리모듈(133)과, 상기 퍼지 입력데이터 처리모듈(133)에서 얻어진 퍼지추론의 결과를 MinMax 합성하는 MinMax 합성모듈(134)과, 상기 MinMax 합성모듈(134)을 통해 얻어진 데이터로부터 부품군별 객체의 속성치를 추출하는 부품군별 객체 속성치 추출모듈(135)을 구비한다. 상기한 추론엔진 서브시스템(130)에서 최종적으로 얻어지는 결과는, 추론에 의해 채택된 제품의 부품객체 조합 정보에 해당한다.
한편, 상기한 정량적 설계정보 처리 서브시스템(140)은 제품을 구성하는 부품객체에 대한 설계정보를 처리하고 관리하는 기능을 수행하며, 제품정보 생성 서브시스템(150)은, 정성적 설계요소의 정량적 변환 결과에 따른 제품의 정보를 생성하여 제시하는 기능을 수행한다.
결국, 본 발명의 정량화 변환 시스템(100)에 있어서 주 구성요소는 추론엔진 서브시스템(130)이며, 정성적 설계정보 처리 서브시스템(110), 상관도 정보처리 서브시스템(120), 정량적 설계정보 처리 서브시스템(140) 및 제품정보 생성 서브시스템(150)은 추론엔진 서브시스템(130)의 기능을 지원하는 전처리 및 후처리 기능을 수행한다.
동시공학적 제품개발 프로세스 지원을 위해, 전술한 구성을 갖는 시스템(100)을 사용하여 정성적 설계요소를 정량화된 설계요소로 변환하는 본 발명에 따른 추론방법은, 도 3에 도시된 것과 같은 단계를 거쳐 수행된다.
즉, 개발 제품의 정성적인 설계요소들의 정보를 입력 및 처리하고(S10), 정성적 설계요소와 개발 제품의 부품객체 간 상관도 평가결과에 대한 정보를 처리하여(S20), 상기 정성적 설계정보 처리단계(S10) 및 상기 상관도 정보처리 단계(S20)에서 생성된 정성적인 설계요소 및 부품객체 간의 상관도 결과값과 부품객체의 속성치를 사용하여 추론에 의해 채택된 제품의 부품객체 조합 정보를 생성한다(S30) 다음에, 제품을 구성하는 부품객체에 대한 설계정보를 처리 및 관리하고(S40), 상기 정량적 설계정보 처리단계(S40)에 의해 처리된 부품객체에 대한 설계정보를 사용하여 제품정보를 생성한다(S50).
이때, 상기한 추론단계(S30)에서는, 먼저 상기 정성적 설계정보 처리단계(S10)와 상기 상관도 정보처리 단계(S20)에서 얻어진 입력 데이터인 정성적 설계요소를 정성적 설계요소 처리과정을 거쳐 입력 설계요소를 추출하고, 추출된 설계요소에 대해 설계요소 간의 상대적 가중치를 부여하며 설계요소별 데이터값을 정규화한다(S31). 그후, 상기한 입력데이터 정규화 처리단계(S31)에서 정규화된 데이터값을 NR(Non Relation), FR(Few Relation), M(Medium), SR(Small Relation), LR(Large Relation) 등과 같은 등급으로 멤버쉽 함수를 형성하고(S32), 상기 멤버쉽 함수를 사용하여 얻어진 입력 데이터에 대해 퍼지추론에 의해 데이터를 처리하여(S33), 퍼지추론의 결과를 MinMax 합성한 다음(S34), 이 MinMax 합성단계(S34)를 통해 얻어진 데이터로부터 부품군별 객체의 속성치를 추출한다(S35).
이상에서 상세히 설명한 것 같이, 본 발명에 따르면, 다양한 분야의 비 엔지니어링 전문가 간의 상호 의사소통 및 설계 개념을 공유할 수 있는 환경을 제공함으로써, 동시공학적인 협력설계 환경을 제공할 수 있으며, 특히 계량화가 어려운 개념적인 설계 이미지를 정량적인 설계요소로 변환하는 설계 프로세스를 효율적으로 구현할 수 있다. 이에 따라, 제품의 개발 프로세스를 향상시킬 수 있으며, 설계 라이프사이클을 획기적으로 줄일 수 있는 부수적인 효과를 얻을 수 있다.
Claims (4)
- 동시공학적 제품개발 프로세스 지원을 위한 정성적 설계요소의 정량화 변환 시스템에 있어서,개발 제품의 정성적인 설계요소들의 정보를 입력 및 처리하는 정성적 설계정보 처리 서브시스템과,정성적 설계요소와 개발 제품의 부품객체 간 상관도 평가결과에 대한 정보를 처리 및 관리하는 상관도 정보처리 서브시스템과,상기 정성적 설계정보 처리 서브시스템과 상기 상관도 정보처리 서브시스템에서 생성된 정성적인 설계요소 및 부품객체 간의 상관도 결과값과 부품객체의 속성치를 사용하여 추론에 의해 채택된 제품의 부품객체 조합 정보를 생성하는 추론엔진 서브시스템과,제품을 구성하는 부품객체에 대한 설계정보를 처리 및 관리하는 정량적 설계정보 처리 서브시스템과,상기 정량적 설계정보 처리 서브시스템에 의해 처리된 부품객체에 대한 설계정보를 사용하여 제품정보를 생성하는 제품정보 생성 서브시스템을 구비한 것을 특징으로 하는 정량화 변환 시스템.
- 제 1 항에 있어서,상기 추론엔진 서브시스템은,상기 정성적 설계정보 처리 서브시스템과 상기 상관도 정보처리 서브시스템에서 얻어진 입력 데이터인 정성적 설계요소를 정성적 설계요소 처리과정을 거쳐 입력 설계요소를 추출하고, 추출된 설계요소에 대해 설계요소 간의 상대적 가중치를 부여하며 설계요소별 데이터값을 정규화하는 입력데이터 정규화 처리모듈과,상기 입력데이터 정규화 처리모듈에서 정규화된 데이터값을 소정 등급으로 분류하여 멤버쉽 함수를 형성하는 멤버쉽 함수 형성모듈과,상기 멤버쉽 함수를 사용하여 얻어진 입력 데이터에 대해 퍼지추론에 의해 데이터를 처리하는 퍼지 입력데이터 처리모듈과,상기 퍼지 입력데이터 처리모듈에서 얻어진 퍼지추론의 결과를 MinMax 합성하는 MinMax 합성모듈과,상기 MinMax 합성모듈을 통해 얻어진 데이터로부터 부품군별 객체의 속성치를 추출하는 부품군별 객체 속성치 추출모듈을 구비한 것을 특징으로 하는 정량화 변환 시스템.
- 동시공학적 제품개발 프로세스 지원을 위한 정성적 설계요소의 정량화 변환 추론방법에 있어서,개발 제품의 정성적인 설계요소들의 정보를 입력 및 처리하는 정성적 설계정보 처리단계와,정성적 설계요소와 개발 제품의 부품객체 간 상관도 평가결과에 대한 정보를 처리 및 관리하는 상관도 정보처리 단계와,상기 정성적 설계정보 처리단계 및 상기 상관도 정보처리 단계에서 생성된 정성적인 설계요소 및 부품객체 간의 상관도 결과값과 부품객체의 속성치를 사용하여 추론에 의해 채택된 제품의 부품객체 조합 정보를 생성하는 추론단계와,제품을 구성하는 부품객체에 대한 설계정보를 처리 및 관리하는 정량적 설계정보 처리단계와,상기 정량적 설계정보 처리단계에 의해 처리된 부품객체에 대한 설계정보를 사용하여 제품정보를 생성하는 제품정보 생성단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 추론방법.
- 제 3 항에 있어서,상기 추론단계는,상기 정성적 설계정보 처리단계와 상기 상관도 정보처리 단계에서 얻어진 입력 데이터인 정성적 설계요소를 정성적 설계요소 처리과정을 거쳐 입력 설계요소를 추출하고, 추출된 설계요소에 대해 설계요소 간의 상대적 가중치를 부여하며 설계요소별 데이터값을 정규화하는 입력데이터 정규화 처리단계와,상기 입력데이터 정규화 처리단계에서 정규화된 데이터값을 소정 등급으로 분류하여 멤버쉽 함수를 형성하는 멤버쉽 함수 형성단계와,상기 멤버쉽 함수를 사용하여 얻어진 입력 데이터에 대해 퍼지추론에 의해 데이터를 처리하는 퍼지 입력데이터 처리단계와,상기 퍼지 입력데이터 처리단계에서 얻어진 퍼지추론의 결과를 MinMax 합성하는 MinMax 합성단계와,상기 MinMax 합성단계를 통해 얻어진 데이터로부터 부품군별 객체의 속성치를 추출하는 부품군별 객체 속성치 추출단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 추론방법.
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