WO2012053059A1 - 設計支援装置 - Google Patents

設計支援装置 Download PDF

Info

Publication number
WO2012053059A1
WO2012053059A1 PCT/JP2010/068378 JP2010068378W WO2012053059A1 WO 2012053059 A1 WO2012053059 A1 WO 2012053059A1 JP 2010068378 W JP2010068378 W JP 2010068378W WO 2012053059 A1 WO2012053059 A1 WO 2012053059A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
design
objective function
dependency
steps
variable
Prior art date
Application number
PCT/JP2010/068378
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
和夫 武藤
野中　紀彦
昌幸 針谷
Original Assignee
株式会社日立製作所
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 株式会社日立製作所 filed Critical 株式会社日立製作所
Priority to PCT/JP2010/068378 priority Critical patent/WO2012053059A1/ja
Publication of WO2012053059A1 publication Critical patent/WO2012053059A1/ja

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F30/00—Computer-aided design [CAD]

Definitions

  • the present invention relates to a design support apparatus that supports product design using a computer, the Internet, or the like.
  • the design step represents one stage for making a decision based on certain information in the design.
  • the design process represents a series of processes for product design composed of a plurality of design steps.
  • DSM Design Structure Matrix
  • DSM expresses the design steps included in the design process in a matrix format that is arranged in both rows and columns, and the design steps arranged in rows or columns are used as senders of design information, and in the columns or rows.
  • the arranged design steps are used as receivers of design information, and the dependency relationship between the design steps is entered in the corresponding portion of the matrix.
  • DSM can simply express the dependency between design steps even in a complicated design process (see, for example, Non-Patent Document 1).
  • one of the causes of rework in design is a design step that requires information determined by a design process that has not yet been executed.
  • the design step information determined in an unexecuted design process is estimated from past cases and the design proceeds. At this time, if the information is not properly estimated, rework may occur.
  • a design process optimization using DSM a method that can rearrange the design process so as to minimize the number of design steps that require information determined by an unexecuted design process has been proposed (for example, Non-Patent Document 1).
  • Non-Patent Document 2 a method of rearranging design steps that can be expected to have the least amount of rework using a predetermined degree of dependence between design steps has been proposed (for example, see Non-Patent Document 2).
  • an objective value to be maximized or minimized is referred to as an objective function
  • a variable that is adjusted by the designer to maximize or minimize the objective function is referred to as a design variable.
  • the degree to which each design variable contributes to the fluctuation of the objective function is important in making the above decision. So far, various quantitative indicators and how to calculate the indicators that express how much each design variable affects the fluctuation of the objective function using experimental data or analysis data have been proposed (for example, Non-Patent Document 3).
  • An object of the present invention is to provide a design support apparatus that quantitatively calculates the degree of dependence between design steps and presents a design process that can be expected to have the least amount of rework.
  • the present invention provides a design support apparatus for visualizing a design process, an input unit for inputting various commands from the designer to the design support apparatus, and numerical analysis or A design information storage unit that stores design information such as design variable values, experiment results / analysis results, and objective function values input from the designer by the input unit, and management of the design information stored in the design information storage unit Design information management means to perform, objective function calculation means for calculating an objective function corresponding to each design step, and the quantitative dependency between the design steps based on information obtained from the objective function calculation means.
  • An output unit for outputting the design process was, in which as comprising a. With this configuration, it is possible to quantitatively calculate the degree of dependence between design steps and present a design process that can be expected to have the least amount of rework.
  • the design process restructuring means calculates the dependence of the design step on another design step from the contribution ratio of each design variable to the objective function corresponding to each design step.
  • the dependency is associated with the design step and stored in a design information storage unit.
  • the input unit defines a definition of each design step and an objective function that is maximized or minimized in the design step
  • the design information management means includes the input unit
  • the definition of each design step defined by the above and the objective function maximized or minimized in the design step are associated with each other, and the design information storage unit stores the items associated by the design information management means It is.
  • the degree of dependence between design steps can be calculated quantitatively, and a design process that can be expected to have the least rework can be presented.
  • FIG. 1 It is a block diagram which shows the structural example of the design support apparatus of this embodiment. It is the flowchart which showed the process by the design assistance apparatus of this embodiment. It is the flowchart which showed the process of the dependence calculation between design processes by the design support apparatus of this embodiment. It is a figure which shows the design example of the piping system of the power steering system of a motor vehicle. It is a figure which shows the design process of the piping system of the power steering system of a motor vehicle. It is a figure which shows an example of the screen at the time of starting of this design assistance apparatus. It is a figure which shows an example of the screen of this design assistance apparatus which defines the design variable handled by a design step, and the objective function of the said design step comprised from the said design variable.
  • FIG. 6 is a diagram in which the design process represented in FIG.
  • DSM 5 is represented as a DSM by inputting the dependency between the design processes into a corresponding matrix. It is a figure which shows DSM at the time of rearranging a design step so that the sum total of the dependence of a DSM represented by FIG. 13 may become the minimum. It is a figure which shows an example of the design process display by this design assistance apparatus. It is a figure which shows another example of the design process display by this design assistance apparatus. It is a figure which shows another example of the design process display by this design assistance apparatus. It is a figure which shows the example of DSM in which the incorrect dependence degree was entered. It is a figure which shows the example of DSM at the time of rearranging a design step based on an incorrect dependence degree. It is a figure which shows the example of DSM at the time of replacing each dependence of FIG. 19 with the dependence calculated by this design assistance apparatus.
  • FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of a design support apparatus according to an embodiment of the present invention.
  • the design support apparatus of the present embodiment mainly includes an input unit 110, an arithmetic processing unit 120, a design information storage unit 180, and an output unit 130.
  • the input unit 110, the arithmetic processing unit 120, the design information storage unit 180, and the output unit 130 may be connected to each other via a network such as the Internet or an intranet.
  • the input unit 110 is a variety of input devices such as a hard disk drive device, a CD-ROM device, a DVD device, a memory card reader, and a keyboard.
  • the designer inputs various information to the design support device. Used to do.
  • the design information storage unit 180 is specifically various storage devices such as a hard disk drive device.
  • the design information storage unit 180 defines the design information that is the input of the design step and its value, the definition and value of the design variable that is determined in the design step, the design information that is the input, and the design step that is a function of the design variable.
  • the definition of the objective function and its value, and the dependence on other design steps are stored in association with the design step.
  • the output unit 130 is an output device such as a display device or a printer.
  • the output unit 130 displays an input screen for predetermined information on the design support device, displays the degree of dependence between design steps, and displays an optimal design process. Do.
  • the arithmetic processing unit 120 is specifically a CPU (Central Processing Unit) and executes information processing in the present design support apparatus.
  • the arithmetic processing unit 120 includes an objective function calculating unit 140, a dependency degree calculating unit 150, a design process restructuring unit 160, and a design information management unit 170.
  • Objective function calculation means 140 calculates the objective function in the design step defined by the designer. Specifically, the design variable value determined by the designer at the design step and the design variable value determined at the other design step are input, and the calculation of the objective function that is the function of the design variable is performed by fluid analysis, Use a method such as structural analysis.
  • the dependency degree calculation means 150 calculates the contribution rate of each design variable constituting the objective function to the objective function value by using the design variable value and the objective function value in the design step calculated by the objective function calculation means 140, and the contribution The dependence between design steps is calculated using the rate.
  • the contribution rate is a quantitative index indicating how much each design variable has an influence on the fluctuation of the objective function, and is calculated by a method such as analysis of variance or sensitivity analysis.
  • the design process restructuring means 160 models the target design process as a DSM and reconstructs the design process so that rework is minimized.
  • the design information management means 170 outputs, adds, edits, and deletes design information stored in the design information storage unit 180 in accordance with a command from the input unit 110.
  • FIGS. 2 and 3 are flowcharts showing processing contents of the design support apparatus according to the embodiment of the present invention.
  • step S210 first, the designer expresses a design variable whose value is determined in the design step in each design step, a design variable input from another design step, and those design variables.
  • the objective function to be maximized or minimized in the design step is defined, and the defined design variable and the objective function input to the design support apparatus from the input unit 110 are associated with the design step and stored in the design information storage unit 180. Stored.
  • step S220 the objective function calculation means 140 calculates objective function values necessary for calculating the contribution ratio of the design variable to the objective function in each design step.
  • the calculated objective function value is stored in the design information storage unit 180 in association with the design step.
  • the calculation of the objective function value may be performed by analysis such as fluid analysis or structural analysis, or may be measured by experiment.
  • step S230 the dependency calculation unit 150 calculates the dependency of each design step on another design step.
  • the degree of dependence of each design step can be calculated from the contribution rate of each design variable to the objective function of each design step calculated in S220.
  • step S310 the contribution ratio of the design variable to the objective function of the design step A is calculated using the design variable value and the objective function value of each design step stored in the design information storage unit 180.
  • step S320 the sum of the contribution ratios of the design variables whose values are determined in the design step B and input to the design step A among the design variables to the objective function value in the design step A is calculated.
  • step S330 the contribution ratio of the interaction between the design variable input from the design step A other than the design step B and the design variable input from the design step B is calculated.
  • step 340 the contribution ratio of the interaction between the design variable input from other than the design step B and the design variable input from the design step B is compared with the sum of the contribution ratio.
  • the total contribution rate is made dependent on the design step B from the design step A in step S350.
  • the contribution ratio of the interaction is set as the dependency of the design process A on the design process B in step S360.
  • the design support apparatus stores the design process and the dependency in the design information storage unit 180 via the design information management unit 170 in association with each other in step S230.
  • step S240 the design process restructuring means 160 models the input / output relationship of information between design steps as a DSM.
  • the degree of dependence of the design step A calculated in step S230 on the design step B is input to a cell indicating whether information is input / output from the design step A to the design step B.
  • step S250 the design process restructuring means 160 is modeled by DSM in consideration of the dependence between the design steps in a method called partitioning, for example, as disclosed in Non-Patent Document 2. Rearrange design steps.
  • step S260 the rearranged design steps are presented to the designer via the output unit 130.
  • FIG. 4 is an explanatory diagram of a design example of a piping system of an automobile power steering system as a specific example of processing by the design support apparatus according to the embodiment of the present invention.
  • FIG. 5 is an explanatory diagram of a piping system design process of a power steering system of an automobile as a specific example of processing by the design support apparatus according to the embodiment of the present invention.
  • a pump driven by an engine and a tank attached to a vehicle body are connected by a hose. It is necessary to design the hardness, length, thickness, tank height, etc. of this hose.
  • FIG. 5 shows the design process of the power steering system piping system.
  • the design variables are hose length, hardness, thickness and tank height.
  • the tank height is determined by the designer so as to minimize the error between the hose sagging and the ideal state of sagging based on the hose length given in the design step 4.
  • the hose thickness is maximized from the tank height given in design step 1 and the hose hardness given in design step 3 to maximize durability as a function of tank height, hose hardness and hose thickness. Is determined by the designer.
  • design step 3 based on the tank height given from design step 1 and the hose length given from design step 4, noise that is a function of tank height, hose length and hose hardness is minimized.
  • the appropriate hose length is determined by the designer.
  • the hose length is determined based on the hose thickness given in design step 2 so that the cost of the hose is minimized.
  • FIG. 6 is an explanatory diagram of a menu selection screen displayed on the output unit of the design support apparatus according to the embodiment of the present invention.
  • FIG. 7 is an explanatory diagram of a design step registration screen displayed on the output unit of the design support apparatus according to the embodiment of the present invention.
  • FIG. 8 is an explanatory diagram of the durability value as the objective function of design step 2 and the design variable value at that time as an example of the calculation result of the objective function value used in the design support apparatus according to the embodiment of the present invention. is there.
  • the design support system is started by the designer.
  • the design support apparatus displays, for example, a screen as shown in FIG.
  • a design step registration button 610 On the menu selection screen shown in FIG. 6, a design step registration button 610, a process restructuring button 620, a result display button 630, and an end button 640 are displayed.
  • an input screen (design step registration screen) for defining design variables and objective functions for each design step as shown in FIG. 7 is activated.
  • the design variables whose values are determined in the design steps in each design step, the design variables input from other design steps, and the design steps expressed by those design variables are maximized.
  • An objective function to be minimized or minimized is defined and input from the input unit 110 to the design support apparatus.
  • the designer inputs the design step name in the design step name input unit 710, defines the design variable used in the design step in the design variable definition unit 720, and designs the objective function in the design step.
  • the objective function definition unit 730 defines the design variable defined in the variable definition unit.
  • the objective function may be explicitly given as a function of the design variable, or may be a function of the design variable that is calculated from the result of analysis or experiment, but the function expression is not explicitly given. .
  • the defined design variables and objective functions are stored in the design information storage unit 180 in association with the design step by the design information management means 170 when the designer gives an instruction to register to the design support system via the input means. Is done.
  • the objective function calculation unit 140 calculates the objective function value necessary for calculating the contribution ratio of the design variable to the objective function in each design step. Perform the calculation.
  • the calculated objective function value is stored in the design information storage unit 180 in association with the design step.
  • the calculation of the objective function value may be performed by analysis such as fluid analysis or structural analysis, or may be obtained by experiment.
  • the objective function is obtained by numerical calculation.
  • FIG. 8 shows the durability value, which is the objective function of design step 2, and the design variable value at that time as an example of the calculation result of the objective function value.
  • the dependency calculation means 150 calculates the dependency of each design step on the other design steps.
  • the degree of dependence of each design step is calculated from the contribution rate of each design variable to the objective function of each design step input by the designer. Specifically, it is as follows.
  • the contribution ratio of the design variable to the objective function in each design step is calculated using the design variable value and the objective function value of each design step stored in the design information storage unit 180.
  • an example of the contribution rate calculation method will be described by taking the design step 2 as an example.
  • the total variation S T and the data relating to the objective function value of the design step 2 shown in FIG. 8, calculates the variation due to each of the design variables as follows.
  • the total variation S T can be calculated as shown in Equation (1) .
  • CF is called a correction term and is calculated as in (Equation 2).
  • Equation (3) the total variation S T design Step 2 can be calculated as shown in Equation (3).
  • Equation 5 the variation due to the tank height in the design step 2 can be calculated as (Equation 5).
  • the variation in the interaction between the design variables can be calculated using a similar equation. Details are disclosed in Non-Patent Document 3 and the like.
  • the variation S xi ⁇ xj due to the interaction between design variables is calculated as follows: Variation due to interaction between tank height and hose thickness: 3.00 Variation due to interaction between tank height and hose hardness: 0.00 Fluctuation due to interaction between hose thickness and hose hardness: 0.00
  • variation by the interaction of hose thickness and hose hardness are zero, a contribution rate will also be zero. Therefore, in the following, no particular mention is made regarding the calculation of the contribution ratio of the interaction between the tank height and the hose hardness and the contribution ratio of the interaction between the hose thickness and the hose hardness.
  • f xi is the degree of freedom of design variables x i.
  • the variance due to the interaction is calculated by dividing the variation S xi ⁇ xj due to the interaction by the degree of freedom f xi ⁇ xj of the interaction.
  • the variance due to the error is calculated by dividing the error variation Se by the error degree of freedom fe . Therefore, the variance S xi ⁇ xj in the interaction in the design step 2 and the variance V e due to the error can be calculated by (Equation 9) and (Equation 10), respectively. Dispersion due to the interaction between tank height and hose thickness is
  • Net fluctuation is pure fluctuation due to design variables, which excludes chance errors from fluctuation.
  • the pure variation S xi ′ of the design variable X i can be calculated by the following (formula 11).
  • Net fluctuation due to hose thickness 883.50
  • Net fluctuation due to hose hardness 203.63
  • Net variation due to interaction between tank height and hose thickness: 3 Can be calculated.
  • Hose thickness contribution rate 0.40 Contribution rate of hose hardness: 0.09 Contribution rate of interaction between tank height and hose thickness: 0.001 Can be calculated.
  • the above is an example of the contribution rate calculation method.
  • a design step for calculating the contribution rate based on the result of the numerical calculation and a design step for calculating the contribution rate based on the result of the experimental data may be mixed.
  • FIGS. 9 to 12 are explanatory diagrams of the contribution ratio obtained by the design support apparatus according to the embodiment of the present invention.
  • FIG. 9 shows the contribution ratio of the design variable to the objective function of the design process 1.
  • FIG. 10 shows the contribution ratio of the design variable to the objective function of the design process 2.
  • FIG. 11 shows the contribution rate of the design variable to the objective function of the design process 3.
  • FIG. 12 shows the contribution rate of the design variable to the objective function of the design process 4.
  • a ⁇ b represents the interaction between the design variable in the a column and the design variable in the b column.
  • 1 ⁇ 2 in FIG. 9 represents the interaction between the design variables in the first row, the hose length and the design variables in the second row, and the tank height.
  • the dependence between the design processes is calculated according to FIG.
  • the design variable that is given a value from design step 1 is only the tank height
  • the contribution ratio of the tank height is 0.51
  • FIGS. 13 and 14 are explanatory diagrams of the DMS obtained by the design support apparatus according to the embodiment of the present invention.
  • the design process restructuring means 160 models the input / output relationship of the design process information of the piping system of the power steering system as a DSM.
  • FIG. 13 shows the DSM.
  • the design steps arranged in the row direction are used as the sender of design information
  • the design steps arranged in the column direction are used as the receiver of the design information
  • the dependence between the design steps is displayed at the corresponding location in the matrix. Yes.
  • the dependence of design step 2 on design step 1 is 0.51
  • a numerical value of 0.51 is displayed in the matrix corresponding to the first column and the second row.
  • the design steps arranged in the column direction including elements that are not 0 in the upper triangular area represent design steps that require information from design steps that have not yet been executed. .
  • the design process restructuring means 160 rearranges the design steps expressed in DSM using a method called partitioning. That is, the order of steps 1 to 4 shown in FIG.
  • FIG. 14 shows an example of the result of rearranging the design steps. As can be seen by comparing FIG. 14 and FIG. 13, the order of step 3 and step 4 is changed in FIG. 14.
  • FIG. 14 shows the result of rearranging the DSMs shown in FIG. 13 so that the total dependence of the upper triangular area is minimized. In FIG. 14, the total dependence of the upper triangular area is a minimum of 0.26.
  • design steps that require information from design steps that have not yet been executed
  • the design steps have been rearranged so that information from design steps that have not been executed does not have a significant effect on the design steps.
  • the design process is expected to have the least amount of rework.
  • the above operation is automatically executed when, for example, the process reconstruction button 620 in FIG. 6 is pressed.
  • the design support apparatus presents the rearranged design process to the designer via the output unit 130. This may be presented, for example, by pressing a result display button 630 in FIG. 6, or may be automatically performed after process reconstruction is performed.
  • FIGS. 15 to 17 are explanatory diagrams of the result display obtained by the design support apparatus according to the embodiment of the present invention.
  • FIG. 15 shows an example of the display of the optimum process by this design support apparatus.
  • the design process that can be expected to have the least amount of rework is shown in the form of a flow diagram. From FIG. 15, it is understood that the design should be performed in the order of design step 1, design step 2, design step 4, and design step 3.
  • FIG. 16 shows another example of the display of the optimum process by the design support apparatus.
  • the optimum design process is expressed using DSM, and it is understood that the design should be performed in the order of design step 1, design step 2, design step 4, and design step 3, and at the same time, By knowing the degree of dependence, it is possible to quantitatively grasp the influence of the design change.
  • FIG. 17 shows another example of the display of the optimum process by the design support apparatus.
  • the dependency between the design steps is shown at the tip of an arrow input to the design step on which the dependency depends.
  • FIGS. FIG. 18 to FIG. 20 are explanatory diagrams of DSMs when a dependency relationship between design steps is erroneously estimated as a comparative example.
  • FIG. 18 shows a DSM when a dependency between design steps is erroneously estimated for comparison.
  • FIG. 19 shows the DSM when the DSM of FIG. 18 is rearranged so that the total dependence of the upper triangular area is minimized.
  • the design process can be expected to have the least amount of rework if the estimation of the magnitude of the dependency relationship is correct.
  • design step 4 largely depends on information from design step 2 because the dependency is incorrectly estimated (dependency from design step 4 to design step 2 is 0.85). Nevertheless, it turns out that the design process has to proceed with the assumption of information, and it is highly probable that rework will occur. If the estimation of the dependency between the design steps is not accurate, the design process may not be optimized.
  • the strength of dependency between design steps can be quantitatively evaluated, and a design process that can be expected to have the least rework can be constructed.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Evolutionary Computation (AREA)
  • Geometry (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Management, Administration, Business Operations System, And Electronic Commerce (AREA)

Abstract

　設計ステップ間の依存度の大きさを定量的に計算し、最も手戻りが少ないと期待できる設計プロセスを提示する設計支援装置を提供することにある。　設計情報記憶部１８０は、数値解析または入力部１１０により設計者から入力された設計変数値、実験結果・解析結果、目的関数の定義などの設計情報を格納する。設計情報管理手段１７０は、設計情報記憶部１８０に記憶された設計情報の管理を行う。目的関数計算手段１４０は、各設計ステップに対応する目的関数を計算する。依存度計算手段１５０は、目的関数計算手段１４０から得られた情報を元に設計ステップ間の定量的な依存度の大きさを計算する。設計プロセス再構築手段１６０は、依存度計算手段１５０によって計算された依存度を用いて設計ステップの順番を入れ換える。

Description

設計支援装置
　本発明は、コンピュータ、インターネットなどを利用して製品設計を支援する設計支援装置に関する。
　近年、設計の対象となる製品の大規模化・複雑化に伴い、多くの設計ステップ間に複雑な依存関係が生まれ、設計プロセスも大規模・複雑化している。なお、本明細書においては、設計ステップとは設計においてある情報を元に意思決定を行う一つの段階を表すものとする。また、設計プロセスとは複数の設計ステップから構成される製品設計の為の一連のプロセスを表すとする。
　複雑な設計ステップ間の依存関係などの相互関係を表すことが可能な方法として、ＤＳＭ（デザイン・ストラクチャ・マトリクス）が提案されている。ＤＳＭは、設計プロセスに含まれる設計ステップを行および列の両方に並べたマトリクス形式で表現するものであり、行あるいは列方向に並べた設計ステップを設計情報の送り手とし、列または行方向に並べた設計ステップを設計情報の受け手とし、各設計ステップ間の依存関係をマトリクスの対応する箇所に記入する。ＤＳＭは複雑な設計プロセスであっても設計ステップ間の依存関係を簡潔に表現できる（例えば、非特許文献１参照）。
　ところで、設計における手戻りの原因の一つとして、まだ実行されていない設計プロセスで決定される情報が必要な設計ステップが挙げられる。設計ステップでは、実行されていない設計プロセスにおいて決定される情報を、過去の事例などから推定して設計を進める。この時、情報の推定が適切でないと、手戻りが発生する可能性がある。ＤＳＭを用いた設計プロセスの最適化として、実行されていない設計プロセスで決定される情報が必要な設計ステップをできるだけ少なくするように設計プロセスを並び換えることが可能な方法が提案されている（例えば、非特許文献１参照）。
　また、予め定義されている設計ステップ間の依存度を使って、手戻りが最も少ないと期待できる設計ステップを並び換える方法が提案されている（例えば、非特許文献２参照）。
　その他、ＤＳＭの設計プロセスへの適用としては、各設計ステップ間の依存度を定量的に表すＤＳＭを予め作成しておき、後戻り期間の長さを依存度に掛け合わせることにより設計プロセスの後戻りの影響度を算出し、そのことによって後戻りの影響度が最も小さくなるように設計ステップを並び換える方法が提案されている（例えば、特許文献１参照）。　
　一方、設計プロセスの各設計ステップでは、制約条件のもと、目的値を最大化もしくは最小化する為に、設計者が任意に決定できる寸法や物性値などの複数の変数の値を決定するという意思決定が行われる。ここでは最大化もしくは最小化すべき目的値を目的関数、その目的関数を最大化または最小化する為に設計者が調節を行う変数を設計変数と呼ぶこととする。目的関数の変動に各設計変数がどの程度寄与しているかについては、上記意思決定を行う上で重要である。これまでに、実験データもしくは解析データを用いて、各設計変数が目的関数の変動にどの程度影響を及ぼしているかを表す定量的な指標および　指標の計算方法が、種々、提案されている（例えば、非特許文献３参照）。
特開２００３－３０３９５号公報
Maria Carrascosa, Steven D. Eppinger, Daniel E. Whitney, Using the design structure matrix to estimation product development time, Proceedings of DETC '98, 1998 ASME Design Engineering Technical Conference, September 13-16, Atlanta, Georgia, USA 野間口大，堤大輔，藤田喜久雄，タスクの依存関係とチーム構成に着目した設計プロセス計画法の構想，日本機械学会２００６年度年次大会講演論文集（４），（２００６），ｐｐ．３６３－３６４． 永田靖，「入門実験計画法」，ＰＰ．３３５～３３９，日科技連出版社，２０００
　従来のＤＳＭを用いた設計プロセスの最適化では、設計の手戻りの原因である、まだ実行されていない設計ステップで決定される情報を必要とする設計ステップの数を最小化することはできる。
　しかし、設計ステップ間の依存度の大きさを考慮していない、あるいは依存度を定量的に計算することができず経験によって依存度の大きさを見積もっていた為、必ずしも最適な設計プロセスを構築できるとは言えなかった。なぜなら、多くの場合、まだ実行されていない設計ステップで決定される情報を必要とする設計ステップの数を０にすることはできない場合が多いが、実行されていない設計ステップで決定される情報を必要とする設計ステップの内、実行されていない設計ステップで決定される情報が設計における意思決定に重要である設計ステップと、実行されていない設計ステップで決定される情報が設計における意思決定に重要でない設計ステップと両方が通常存在する。この場合、実行されていない設計ステップで決定される情報が設計における意思決定に重要である設計ステップを優先してなくすように設計ステップを並び換える必要がある。
　しかし、従来は、設計ステップ間の依存度の大きさが定量的に見積もられていない、もしくは経験的にしか定量的に見積もれず必ずしも正確でなかった為、前記のように並び換えをすることはできない、もしくは前記のように並び換えることができても設計ステップ間の依存度の見積もりが正確でない場合は、最も手戻りが少ないと期待できる設計プロセスを構築することが難しかった。
　本発明の目的は、設計ステップ間の依存度の大きさを定量的に計算し、最も手戻りが少ないと期待できる設計プロセスを提示する設計支援装置を提供することにある。
　（１）上記目的を達成するために、本発明は、設計プロセスを可視化する設計支援装置であって、設計者からの種々の指令を該設計支援装置に入力する入力部と、数値解析または前記入力部により設計者から入力された設計変数値、実験結果・解析結果、目的関数値などの設計情報を格納する設計情報記憶部と、該設計情報記憶部に記憶された前記設計情報の管理を行う設計情報管理手段と、各設計ステップに対応する目的関数を計算する目的関数計算手段と、該目的関数計算手段から得られた情報を元に設計ステップ間の定量的な依存度の大きさを計算する依存度計算手段と、該依存度計算手段によって計算された依存度を用いて設計ステップの順番を入れ換える設計プロセス再構築手段と、該設計プロセス再構築手段によって並び換えられた設計プロセスを出力する出力部と、を備えるようにしたものである。　
　かかる構成により、設計ステップ間の依存度の大きさを定量的に計算し、最も手戻りが少ないと期待できる設計プロセスを提示し得るものとなる。
　（２）上記（１）において、好ましくは、前記設計プロセス再構築手段は、各設計ステップに対応する目的関数に対する各設計変数の寄与率から前記設計ステップの他設計ステップへの依存度を計算し、前記依存度を前記設計ステップと関連付けて設計情報記憶部に格納するようにしたものである。
　（３）上記（１）において、好ましくは、前記入力部は、各設計ステップの定義と前記設計ステップで最大化もしくは最小化される目的関数を定義し、前記設計情報管理手段は、前記入力部により定義された各設計ステップの定義と前記設計ステップで最大化もしくは最小化される目的関数を関連付け、前記設計情報記憶部は、前記設計情報管理手段により関連づけられたものを保存するようにしたものである。
　本発明によれば、設計ステップ間の依存度の大きさを定量的に計算し、最も手戻りが少ないと期待できる設計プロセスを提示できるものとなる。
本実施形態の設計支援装置の構成例を示すブロック図である。 本実施形態の設計支援装置による処理を示したフローチャートである。 本実施形態の設計支援装置による設計プロセス間の依存度計算の処理を示したフローチャートである。 自動車のパワーステアリングシステムの配管系の設計事例を示す図である。 自動車のパワーステアリングシステムの配管系の設計プロセスを示す図である。 本設計支援装置の起動時の画面の一例を示す図である。 設計ステップで扱われる設計変数と前記設計変数から構成される前記設計ステップの目的関数とを定義する本設計支援装置の画面の一例を示す図である。 設計ステップ２における設計変数と目的関数である耐久性の関係を示す図である。 実施例１における設計ステップ１に対応する目的関数に対する各設計変数の寄与率の一例を表す図である。 実施例１における設計ステップ２に対応する目的関数に対する各設計変数の寄与率の一例を表す図である。 実施例１における設計ステップ３に対応する目的関数に対する各設計変数の寄与率の一例を表す図である。 実施例１における設計ステップ４に対応する目的関数に対する各設計変数の寄与率の一例を表す図である。 図５で表せられる設計プロセスを、設計プロセス間の依存度を対応するマトリックスに入力し、ＤＳＭとして表した図である。 図１３で表せられるＤＳＭを右上三角部分の依存度の合計が最も小さくなるように設計ステップを並び換えた場合のＤＳＭを示す図である。 本設計支援装置による設計プロセス表示の一例を示す図である。 本設計支援装置による設計プロセス表示の別の一例を示す図である。 本設計支援装置による設計プロセス表示の別の一例を示す図である。 誤った依存度が記入されているＤＳＭの例を示す図である。 誤った依存度を元に設計ステップを並び換えた場合のＤＳＭの例を示す図である。 図１９の各依存度を本設計支援装置によって計算された依存度に置き換えた場合のＤＳＭの例を示す図である。
　以下、図１～図２０を用いて、本発明の一実施形態による設計支援装置の構成及び動作について説明する。　
　最初に、図１を用いて、本実施形態による設計支援装置の構成について説明する。　
　図１は、本発明の一実施形態による設計支援装置の構成を示すブロック図である。
　本実施形態の設計支援装置は、主に、入力部１１０と、演算処理部１２０と、設計情報記憶部１８０と、出力部１３０とから成っている。なお、入力部１１０，演算処理部１２０，設計情報記憶部１８０，出力部１３０は、互いにインターネットやイントラネットなどのネットワークを介して接続されていてもよいものである。
　入力部１１０は、具体的には、ハードディスクドライブ装置，ＣＤ－ＲＯＭ装置，ＤＶＤ装置，メモリカード読取り装置，キーボード等の種々の入力装置であり、設計者が本設計支援装置に種々の情報を入力する為に用いられる。
　設計情報記憶部１８０は、具体的には、ハードディスクドライブ装置など種々の記憶装置である。設計情報記憶部１８０は、設計ステップの入力となる設計情報の定義およびその値、設計ステップで決定される設計変数の定義とその値、入力となる設計情報および設計変数の関数である設計ステップの目的関数の定義およびその値、および他設計ステップへの依存度が、設計ステップと関連付けられた形で格納されている。
　出力部１３０は、ディスプレイ装置やプリンタ等の出力デバイスであり、本設計支援装置への所定の情報の入力画面の表示、設計ステップ間の依存度の大きさの表示および最適な設計プロセスの表示を行う。
　演算処理部１２０は、具体的には、ＣＰＵ（Central Processing Unit）であり、本設計支援装置における情報処理を実行する。演算処理部１２０は、目的関数計算手段１４０と、依存度計算手段１５０と、設計プロセス再構築手段１６０と、設計情報管理手段１７０とから成る。
　目的関数計算手段１４０は、設計者によって定義された設計ステップにおける目的関数の計算を行う。具体的には、設計ステップにおいて設計者によって決められる設計変数の値と、他の設計ステップで決定された設計変数の値を入力として、設計変数の関数である目的関数の計算を、流体解析，構造解析などの方法を用いて行う。
　依存度計算手段１５０は、目的関数計算手段１４０で計算された設計ステップにおける設計変数値および目的関数値を用いて、目的関数を構成する各設計変数の目的関数値に対する寄与率を計算し、寄与率を用いて設計ステップ間の依存度を計算する。なお、寄与率とは、目的関数の変動に対して各設計変数がどれだけ影響を及ぼしているかを示す定量的な指標であり、例えば分散分析や感度分析などの手法によって計算される。
　設計プロセス再構築手段１６０は、対象とする設計プロセスをＤＳＭとしてモデル化し、手戻りが最小になるように設計プロセスの再構築を行う。
　設計情報管理手段１７０は、入力部１１０からの指令に従い設計情報記憶部１８０に格納されている設計情報の出力，追加，編集および削除を行う。
　次に、図２及び図３を用いて、本実施形態による設計支援装置の処理内容について説明する。　
　図２及び図３は、本発明の一実施形態による設計支援装置の処理内容を示すフローチャートである。
　図２に示すように、ステップＳ２１０において、まず設計者によって、各設計ステップにおける設計ステップで値が決定される設計変数および他の設計ステップから入力される設計変数、およびそれらの設計変数によって表現される設計ステップにおいて最大化もしくは最小化される目的関数が定義され、入力部１１０より本設計支援装置に入力される定義された設計変数および目的関数は設計ステップと関連付けられて設計情報記憶部１８０に格納される。
　次に、ステップＳ２２０において、目的関数計算手段１４０によって、各設計ステップにおける目的関数に対する設計変数の寄与率を計算するのに必要な目的関数値の計算が行われる。計算された目的関数値は設計ステップと関連付けられて設計情報記憶部１８０に格納される。なお目的関数値の計算は流体解析や構造解析などの解析によって行われても良いし、実験によって計測してもよい。
　次に、ステップＳ２３０において、依存度計算手段１５０により、各設計ステップの他設計ステップに対する依存度の計算が行われる。各設計ステップの依存度は、Ｓ２２０において計算された各設計ステップの目的関数に対する各設計変数の寄与率より算出することができる。
　ここで、図３を用いて、ある設計ステップ（設計ステップＡと称する）からある他の設計ステップ（設計ステップＢと称する）への依存度の計算の内容について説明する。
　まず初めに、ステップＳ３１０において、設計ステップＡの目的関数に対する設計変数の寄与率が、設計情報記憶部１８０に格納されている各設計ステップの設計変数値と目的関数値を用いて計算される。
　次に、ステップＳ３２０において、設計変数の内、設計ステップＢで値が決定されて設計ステップＡへの入力となっている設計変数の設計ステップＡの目的関数値に対する寄与率の総和を計算する。
　次に、ステップＳ３３０において、設計ステップＡに設計ステップＢ以外から入力されている設計変数と設計ステップＢから入力されている設計変数の相互作用の寄与率を計算する。そして、ステップ３４０において、前記設計ステップＢ以外から入力されている設計変数と設計ステップＢから入力されている設計変数の相互作用の寄与率と寄与率の総和を比較する。
　そして、比較の結果、寄与率の総和が相互作用の寄与率よりも大きい場合は、ステップＳ３５０において、寄与率の総和を設計ステップＡの設計ステップＢへの依存度する。
　一方、寄与率の総和が相互作用の寄与率よりも小さい場合は、ステップＳ３６０において、相互作用の寄与率を設計プロセスＡの設計プロセスＢへの依存度とする。
　そして、図２に戻り、本設計支援装置は、ステップＳ２３０において、設計プロセスと依存度を関連づけて設計情報管理手段１７０を介して設計情報記憶部１８０に保存する。
　次に、ステップＳ２４０において、設計プロセス再構築手段１６０によって、設計ステップ間の情報の入出力関係がＤＳＭとしてモデル化される。この際、設計ステップＡから設計ステップＢへの情報の入出力の有無を表すセルには、ステップＳ２３０で計算をした設計ステップＡの設計ステップＢへの依存度を入力する。
　次に、ステップＳ２５０において、設計プロセス再構築手段１６０は、パーティショニングと呼ばれる、例えば非特許文献２で開示されているような方法で、設計ステップ間の依存度を考慮しながらＤＳＭでモデル化された設計ステップを並び換える。
　最後に、ステップＳ２６０において、並び換えられた設計ステップを、出力部１３０を介して、設計者に提示する。
　次に、図４～図２０を用いて、本実施形態による設計支援装置による処理の具体例として、自動車のパワーステアリングシステムの配管系の設計を行う場合の動作例について説明する。
　最初に、図４及び図５を用いて、本実施形態による設計支援装置による処理の具体例として、自動車のパワーステアリングシステムの配管系の設計事例に付いて説明する。　
　図４は、本発明の一実施形態による設計支援装置による処理の具体例として、自動車のパワーステアリングシステムの配管系の設計事例の説明図である。図５は、本発明の一実施形態による設計支援装置による処理の具体例として、自動車のパワーステアリングシステムの配管系の設計プロセスの説明図である。
　図４に示すように、自動車のパワーステアリングシステムの配管系としては、エンジンにより駆動されるポンプと、車体に取り付けられたタンクとが、ホースによって接続されている。このホースの硬さ，長さ，厚み，タンクの高さ等を設計する必要がある。
　図５は、パワーステアリングシステムの配管系の設計プロセスを示している。この設計事例において、設計変数は、ホース長さ，硬さ，厚さおよびタンクの高さである。
　設計ステップ１では、設計ステップ４から与えられるホース長さをもとに、ホースのたるみとたるみの理想の状態との誤差をできるだけ小さくするようにタンク高さが設計者によって決定される。
　設計ステップ２では、設計ステップ１から与えられるタンク高さおよび設計ステップ３から与えられるホース硬さから、タンク高さ，ホース硬さ，ホース厚みの関数である耐久性を最大にするようにホース厚みが設計者によって決定される。
　設計ステップ３では、設計ステップ１から与えられるタンク高さ、設計ステップ４から与えられるホース長さをもとに、タンク高さ，ホース長さおよびホース硬さの関数である騒音を最小化するようなホース長さが設計者によって決定される。
　設計ステップ４では、設計ステップ２から与えられるホース厚みを元に、ホースのコストが最小になるように、ホース長さを決定する。
　次に、図６～図２０を用いて、本実施形態による設計支援装置による処理の具体例について説明する。
　図６は、本発明の一実施形態による設計支援装置の出力部に表示されるメニュー選択画面の説明図である。図７は、本発明の一実施形態による設計支援装置の出力部に表示される設計ステップ登録画面の説明図である。図８は、本発明の一実施形態による設計支援装置にて用いられる目的関数値の計算結果の一例として、設計ステップ２の目的関数である耐久性の値とその時の設計変数値の説明図である。
　まず、設計者によって、本設計支援システムが起動される。この際、本設計支援装置は、出力部１３０に、例えば、図６のような画面を表示する。図６に示すメニュー選択画面には、設計ステップ登録ボタン６１０，プロセス再構築ボタン６２０，結果表示ボタン６３０，終了ボタン６４０が表示される。
　次に、例えば、図６において設計ステップ登録ボタン６１０を押すと、図７のような各設計ステップの設計変数の定義と目的関数の定義を行う際の入力画面（設計ステップ登録画面）が起動される。
　図７の設計ステップ登録画面を用いて、各設計ステップにおける設計ステップで値が決定される設計変数および他の設計ステップから入力される設計変数、およびそれらの設計変数によって表現される設計ステップにおいて最大化もしくは最小化される目的関数が定義され、入力部１１０より本設計支援装置に入力される。
　設計ステップ登録画面を用いて、設計者は設計ステップ名入力部７１０で設計ステップ名を入力し、設計ステップで使われる設計変数を設計変数定義部７２０で定義を行い、設計ステップにおける目的関数を設計変数定義部で定義された設計変数を用いて目的関数定義部７３０で定義する。
　なお、目的関数は設計変数の関数として明示的に与えても良いし、解析や実験の結果から計算される、設計変数の関数であるが関数の式が明示的に与えられていないものでも良い。
　定義された設計変数および目的関数は、設計者が入力手段を介して本設計支援システムに登録の指示を出すと、設計情報管理手段１７０により、設計ステップと関連付けられて設計情報記憶部１８０に格納される。
　次に、設計者によって、例えば図６におけるプロセス再構築ボタン６２０押されると、目的関数計算手段１４０は、各設計ステップにおける目的関数に対する設計変数の寄与率を計算するのに必要な目的関数値の計算を行う。計算された目的関数値は、設計ステップと関連付けられて設計情報記憶部１８０に格納される。
　なお、目的関数値の計算は流体解析や構造解析などの解析によって行われても良いし、実験によって求めてもよい。ここでは、目的関数が数値計算によって得られるものとする。図８は、目的関数値の計算結果の一例として設計ステップ２の目的関数である耐久性の値とその時の設計変数値を示している。
　次に、依存度計算手段１５０は、各設計ステップの他設計ステップに対する依存度の計算を行う。各設計ステップの依存度は、設計者によって入力された各設計ステップの目的関数に対する、各設計変数の寄与率より算出される。具体的には、下記の通りである。
　まず初めに、各設計ステップにおける目的関数に対する設計変数の寄与率が、設計情報記憶部１８０に格納されている各設計ステップの設計変数値と目的関数値を用いて計算される。ここでは、寄与率計算方法の一例を、設計ステップ２を例にとって説明する。
　まず、図８に示されている設計ステップ２の目的関数値に関するデータから全変動ＳＴおよび、それぞれの設計変数による変動を下記のように計算する。設計ステップ２での目的関数である耐久性の値のｉ番目のデータをｙｉとし、耐久性の値のデータの個数ｎをとすると、全変動ＳＴは（式１）のように計算できる。　
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000001

ここで、ＣＦは修正項と呼ばれ、（式２）のように計算される。　
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000002

　したがって、設計ステップ２の全変動ＳＴは、（式３）のように計算できる。　
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000003

　また、各設計変数ｘｉの変動Ｓｉは、（式４）のように計算できる。　
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000004

ここで、Ｘｉ，ｊは設計変数ｘｉが水準ｊである時の目的関数値の総和であり、ｒｉ，ｊは設計変数ｘｉが水準ｉの目的関数値のデータ数を表している。したがって、設計ステップ２におけるタンク高さによる変動は、（式５）のように計算できる。　
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000005

他の設計変数による変動も同様に、
　ホース厚みによる変動：８８３．５０
　ホース硬さによる変動：２０３．６３
と計算できる。
　また、各設計変数間の交互作用の変動も同様な式を用いて計算することができる。詳細は非特許文献３等に開示されている。設計変数間の交互作用による変動Ｓｘｉ×ｘｊは下記のように計算される。　
　タンク高さとホース厚みの交互作用による変動：３．００
　タンク高さとホース硬さの交互作用による変動：０．００
　ホース厚みとホース硬さの交互作用による変動：０．００
　なお、タンク高さとホース硬さの交互作用による変動、ホース厚みとホース硬さの交互作用による変動は０なので寄与率も０になる。したがって、以下、タンク高さとホース硬さの交互作用の寄与率およびホース厚みとホース硬さの交互作用の寄与率の計算に関しては特に言及しない。
　誤差による変動は、全変動から各設計変数による変動の総和を除く事によって計算され、設計ステップ２の場合、（式６）のように計算できる。　
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000006

　なお、今回は数値計算によって目的関数値を計算しているので誤差は０となる。
　次に、設計変数Ｘｉによる分散Ｖｘｉを求める。設計変数による分散は、（式７）のように計算することができる。　
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000007

ここで、ｆｘｉは設計変数ｘｉの自由度である。
　（式７）を使うと、設計ステップ２におけるタンク高さによる分散は、（式８）のように計算できる。　
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000008

他の設計変数による分散も同様に、
　ホース厚みによる分散：４４１．７５
　ホース硬さによる分散：１０１．８３
と計算できる。
　交互作用による分散も同様に交互作用による変動Ｓｘｉ×ｘｊを交互作用の自由度ｆｘｉ×ｘｊを除すことによって計算される。誤差による分散も同様に、誤差による変動Ｓｅを誤差の自由度ｆｅで除することによって計算される。したがって、設計ステップ２における交互作用における分散Ｓｘｉ×ｘｊおよび誤差による分散Ｖｅは、それぞれ（式９）、（式１０）によって、計算できる。　

　タンク高さとホース厚みの交互作用による分散は、
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000009

　誤差による分散は、
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000010

と計算できる。
　次に、各設計変数の純変動を計算する。純変動とは変動から偶然誤差を除いた設計変数による純粋な変動である。設計変数Ｘｉの純変動Ｓｘｉ’は、下記のような（式１１）で計算できる。　
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000011

　したがって、設計ステップ２の目的関数である耐久性に対するタンク高さの純変動は、（式１２）のように計算することができる。　
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000012

　他の設計変数および設計変数間の交互作用の純変動も同様に、
　　ホース厚みによる純変動：８８３．５０
　　ホース硬さによる純変動：２０３．６３
　　タンク高さとホース厚みの交互作用による純変動：３
と計算できる。
　最後に、設計変数Ｘｉの寄与率ρｘｉを求める。設計変数Ｘｉの寄与率ρｘｉは、（式１３）で計算することができる。　
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000013

　したがって、タンク高さの寄与率は、（式１４）のように計算できる。　
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000014

　他の設計変数および設計変数間の交互作用の寄与率も同様に、
　　ホース厚さの寄与率：０．４０
　　ホース硬さの寄与率：０．０９
　　タンク高さとホース厚みの交互作用の寄与率：０．００１
と計算できる。
　以上が寄与率計算方法の一例である。なお、寄与率の計算には、他に感度解析などの方法を用いてもよい。また、数値計算の結果によって寄与率を計算する設計ステップと実験データの結果によって寄与率を計算する設計ステップが混在していても良い。
　寄与率の計算は全ての設計ステップに対して行う。
　ここで、図９～図１２を用いて、本実施形態による設計支援装置で求められた寄与率の一例について説明する。　
　図９～図１２は、本発明の一実施形態による設計支援装置で求められた寄与率の説明図である。
　図９は、設計プロセス１の目的関数に対する設計変数の寄与率を示している。図１０は、設計プロセス２の目的関数に対する設計変数の寄与率を示している。図１１は、設計プロセス３の目的関数に対する設計変数の寄与率を示している。図１２は、設計プロセス４の目的関数に対する設計変数の寄与率を示している。
　なお、ａ×ｂはａ列目の設計変数とｂ列目の設計変数の交互作用を表している。例えば、図９の１×２は１列目の設計変数、ホース長さと２列目の設計変数、タンク高さの交互作用を表している。
　次に、寄与率を用いて、図３に沿って設計プロセス間の依存度を計算する。例えば、設計ステップ２に注目すると、設計ステップ１から値が与えられる設計変数はタンク高さのみで、タンク高さの寄与率は０．５１で、かつ設計ステップ３から値が与えられる設計変数ホース硬さとの相互作用は０．００１とタンク高さの寄与率よりも小さいので、設計ステップ２から設計ステップ１への依存度は０．５１と計算される。
　以上により、設計ステップ間の依存度が自動的に算出される。
　次に、図１３及び図１４を用いて、本実施形態による設計支援装置で求められたＤＳＭの一例について説明する。　
　図１３及び図１４は、本発明の一実施形態による設計支援装置で求められたＤＭＳの説明図である。
　次に、設計プロセス再構築手段１６０は、パワーステアリングシステムの配管系の設計プロセスの情報の入出力関係がＤＳＭとしてモデル化する。
　図１３は、ＤＳＭを示している。図１３では、行方向に並べた設計ステップを設計情報の送り手とし、列方向に並べた設計ステップを設計情報の受け手とし、各設計ステップ間の依存度をマトリクスの対応する箇所に表示している。例えば、設計ステップ２の設計ステップ１への依存度は０．５１なので、１列目２行目に対応するマトリクスには０．５１の数値が表示されている。
　なお、図１３に示されているＤＳＭにおいて、上三角領域に０でない要素を含む列方向に並んでいる設計ステップは、まだ実行されていない設計ステップからの情報が必要な設計ステップを表している。
　次に、設計プロセス再構築手段１６０は、パーティショニングと言われる方法を用いて、ＤＳＭで表現された設計ステップを並び換える。すなわち、図１３に示したステップ１～ステップ４の順番を一通り並び換える。
　図１４は、設計ステップを並び換えた結果の一例を示している。図１４と図１３を比較するとわかるように、図１４では、ステップ３とステップ４の順番が変わっている。図１４では、図１３で示されるＤＳＭを、上三角領域の依存度の合計が最小となるように並び換えていた結果である。図１４では、上三角領域の依存度の合計が最小の０．２６となっている。
　この事により、まだ実行されていない設計ステップからの情報が必要な設計ステップはあるものの、実行されていない設計ステップからの情報が設計ステップにおいて大きな影響を及ぼさないように設計ステップが並び換えられており、最も手戻りが少ないと期待できる設計プロセスになっていると考えられる。
　以上の操作が、例えば、図６のプロセス再構築ボタン６２０を押すと自動的に実行される。
　最後に、本設計支援装置は、並び換えられた設計プロセスを、出力部１３０を介して設計者に提示する。これは、例えば図６において結果表示ボタン６３０を押すことによって提示されても良いし、プロセス再構築が行われた後自動的に行われても良い。
　次に、図１５～図１７を用いて、本実施形態による設計支援装置により求められた結果表示の一例について説明する。　
　図１５～図１７は、本発明の一実施形態による設計支援装置で求められた結果表示の説明図である。
　図１５は、本設計支援装置による、最適なプロセスの表示の一例を示している。この例では、最も手戻りが少ないと期待できる設計プロセスがフロー図の形で示されている。図１５より、設計ステップ１、設計ステップ２、設計ステップ４、設計ステップ３の順に設計を行えば良いことが分かる。
　図１６は、本設計支援装置による、最適なプロセスの表示の別の一例を示している。この例では、最適な設計プロセスを、ＤＳＭを用いて表しており、設計ステップ１、設計ステップ２、設計ステップ４、設計ステップ３の順に設計を行えば良いことが分かると同時に、各設計ステップの依存度が分かることにより設計変更の影響も定量的に把握することができる。
　図１７は、本設計支援装置による、最適なプロセスの表示の別の一例を示している。この表示の例では設計ステップ間の依存度が依存する設計ステップに入力される矢印の先端に示されている。
　次に、図１８～図２０を用いて、比較例として、設計ステップ間の依存関係を誤って見積もった場合のＤＳＭについて説明する。　
　図１８～図２０は、比較例として、設計ステップ間の依存関係を誤って見積もった場合のＤＳＭの説明図である。
　図１８は、比較の為に、設計ステップ間の依存関係を誤って見積もった場合のＤＳＭを示している。図１９は、図１８のＤＳＭを、上三角領域の依存度の合計が最も小さくなるように並び換えた場合のＤＳＭを示している。図１９を見ると、依存関係の大きさの見積もりが正しければ最も手戻りが少ないと期待できる設計プロセスになったと言える。
　しかし、図１９の依存度を、解析データを用いて計算された本設計支援装置による依存度の定量的な予測に置き換えてみると、図２０のようになり、上三角領域の依存度の合計は０．９４になり、本設計支援装置によって並び換えられた設計プロセスと比較して、手戻りが起こりやすいプロセスだと言える。具体的に言うと、依存度の見積もりを誤った為に、設計ステップ４は設計ステップ２からの情報に大きく依存している（設計ステップ４から設計ステップ２への依存度が０．８５）のにも関わらず、情報を仮定して設計プロセスを進めなければいけないことが分かり、手戻りが起こる可能性が高いことが分かる。このように設計ステップ間の依存度の見積もりが正確でないと、設計プロセスが最適化されない場合がある。
　以上の説明から、本実施形態によれば、設計ステップ間の依存関係の大きさを定量的に計算することができる為、従来と比較して確実に最も手戻りが少ないと期待できる設計プロセスを構築できる。
　なお、実施形態は、本発明を実施するために好適のものであるが、その実施形式はこれらに限定されるものでなく、本発明の要旨を変更しない範囲内において種々変形することが可能である。
　以上説明したように、本実施形態によれば、設計ステップ間の依存関係の強さを定量的に評価し、最も手戻りが少ないと期待できる設計プロセスを構築できるものとなる。　
１１０…入力部
１２０…演算処理部
１３０…出力部
１４０…目的関数計算手段
１５０…依存度計算手段
１６０…設計プロセス再構築手段
１７０…設計情報管理手段
１８０…設計情報記憶部
６１０…設計ステップ登録ボタン
６２０…プロセス再構築ボタン
６３０…結果表示ボタン
６４０…終了ボタン
７１０…設計ステップ名入力部
７２０…設計変数定義部
７３０…目的関数定義部

Claims (3)

  1. 　設計プロセスを可視化する設計支援装置であって、
    　設計者からの種々の指令を該設計支援装置に入力する入力部と、
    　数値解析または前記入力部により設計者から入力された設計変数値、実験結果・解析結果、目的関数値の定義などの設計情報を格納する設計情報記憶部と、
    　該設計情報記憶部に記憶された前記設計情報の管理を行う設計情報管理手段と、
    　各設計ステップに対応する目的関数を計算する目的関数計算手段と、
    　該目的関数計算手段から得られた情報を元に設計ステップ間の定量的な依存度の大きさを計算する依存度計算手段と、
    　該依存度計算手段によって計算された依存度を用いて設計ステップの順番を入れ換える設計プロセス再構築手段と、
    　該設計プロセス再構築手段によって並び換えられた設計プロセスを出力する出力部と、
    を備えることを特徴とする設計支援装置。
  2. 　請求項１記載の設計支援装置において、
    　前記設計プロセス再構築手段は、各設計ステップに対応する目的関数に対する各設計変数の寄与率から前記設計ステップの他設計ステップへの依存度を計算し、前記依存度を前記設計ステップと関連付けて設計情報記憶部に格納することを特徴とする設計支援装置。
  3. 　請求項１記載の設計支援装置において、
    　前記入力部は、各設計ステップの定義と前記設計ステップで最大化もしくは最小化される目的関数を定義し、
    　前記設計情報管理手段は、前記入力部により定義された各設計ステップの定義と前記設計ステップで最大化もしくは最小化される目的関数を関連付け、
    　前記設計情報記憶部は、前記設計情報管理手段により関連づけられたものを保存することを特徴とする設計支援装置。
PCT/JP2010/068378 2010-10-19 2010-10-19 設計支援装置 WO2012053059A1 (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PCT/JP2010/068378 WO2012053059A1 (ja) 2010-10-19 2010-10-19 設計支援装置

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PCT/JP2010/068378 WO2012053059A1 (ja) 2010-10-19 2010-10-19 設計支援装置

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2012053059A1 true WO2012053059A1 (ja) 2012-04-26

Family

ID=45974796

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/JP2010/068378 WO2012053059A1 (ja) 2010-10-19 2010-10-19 設計支援装置

Country Status (1)

Country Link
WO (1) WO2012053059A1 (ja)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2014045454A1 (ja) * 2012-09-24 2014-03-27 株式会社日立製作所 設計支援システム及びその処理方法、プログラム
CN104657528A (zh) * 2013-11-22 2015-05-27 广州汽车集团股份有限公司 一种建立管柱式电动助力转向系统的多体模型的方法
JP2016042214A (ja) * 2014-08-13 2016-03-31 株式会社電通国際情報サービス 設計支援システム、設計支援方法、及び設計支援プログラム
WO2022264486A1 (ja) * 2021-06-16 2022-12-22 日立Astemo株式会社 設計支援方法、設計支援システム

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003030395A (ja) * 2001-07-10 2003-01-31 Toshiba Corp プロジェクト管理方法及び装置及びプログラム及び記録媒体
JP2008299531A (ja) * 2007-05-30 2008-12-11 Internatl Business Mach Corp <Ibm> 工程の処理順序を決定する技術

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003030395A (ja) * 2001-07-10 2003-01-31 Toshiba Corp プロジェクト管理方法及び装置及びプログラム及び記録媒体
JP2008299531A (ja) * 2007-05-30 2008-12-11 Internatl Business Mach Corp <Ibm> 工程の処理順序を決定する技術

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
ROGERS J. L. ET AL.: "Ordering Design Tasks Based on Coupling Strengths", AIAA PAPER, NO. 94-4326, 1994, Retrieved from the Internet <URL:http://citeseerx.ist.psu.edu/viewdoc/download?doi=10.1.1.45.4156&rep=repl&type=pdf> [retrieved on 20101209] *

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2014045454A1 (ja) * 2012-09-24 2014-03-27 株式会社日立製作所 設計支援システム及びその処理方法、プログラム
JP5876580B2 (ja) * 2012-09-24 2016-03-02 株式会社日立製作所 設計支援システム及びその処理方法、プログラム
JPWO2014045454A1 (ja) * 2012-09-24 2016-08-18 株式会社日立製作所 設計支援システム及びその処理方法、プログラム
CN104657528A (zh) * 2013-11-22 2015-05-27 广州汽车集团股份有限公司 一种建立管柱式电动助力转向系统的多体模型的方法
CN104657528B (zh) * 2013-11-22 2017-12-08 广州汽车集团股份有限公司 一种建立管柱式电动助力转向系统的多体模型的方法
JP2016042214A (ja) * 2014-08-13 2016-03-31 株式会社電通国際情報サービス 設計支援システム、設計支援方法、及び設計支援プログラム
WO2022264486A1 (ja) * 2021-06-16 2022-12-22 日立Astemo株式会社 設計支援方法、設計支援システム

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US11003805B2 (en) Cognitive system for computer aided design
US8930337B2 (en) Mapping dataset elements
Hatherley et al. PRIMO: An interactive homology modeling pipeline
Mitra et al. PyBioNetFit and the biological property specification language
Thiem et al. Algorithmic bias in social research: A meta-analysis
WO2012053059A1 (ja) 設計支援装置
US20210158891A1 (en) Structure search method and structure search apparatus
US20210166194A1 (en) Product design and materials development integration using a machine learning generated capability map
WO2021049365A1 (ja) 情報処理装置、情報処理方法、及びプログラム
Ullah et al. Cost-effective propagation paths for multiple change requirements in the product design
Ansari et al. Performance prediction of construction projects based on the causes of claims: A system dynamics approach
JP7151281B2 (ja) 工程設計の支援装置、支援方法および支援プログラム
Berges et al. Automated identification of valid model networks using model-based systems engineering
Srivastava et al. An evolutionary based Bayesian design optimization approach under incomplete information
Damij et al. Ranking of business process simulation software tools with DEX/QQ hierarchical decision model
JP2011191121A (ja) 転動疲労寿命打切り試験の設計・解釈方法，装置，プログラム
US20150363513A1 (en) Method and system for designing products
WO2023287795A1 (en) Artificial intelligence approach to solving industrial data transformation problems
JP2010108078A (ja) 需要予測装置
Weaver et al. A Bayesian approach to the analysis of industrial experiments: An illustration with binomial count data
Hueber et al. Uncertainty propagation and sensitivity analysis in composite manufacturing cost estimation: ALPHA-framework and cost tool development
JP2011191120A (ja) 打切り寿命または打切り強度の試験における試験の設計・解釈方法，装置，プログラム
Bailis et al. Infrastructure for usable machine learning: The stanford dawn project
Hasidi et al. Anticipatory troubleshooting
JP2008140036A (ja) 作業支援装置および方法

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 10858615

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 10858615

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: JP