WO2015162711A1 - 設計プロセス決定支援装置 - Google Patents

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WO2015162711A1
WO2015162711A1 PCT/JP2014/061354 JP2014061354W WO2015162711A1 WO 2015162711 A1 WO2015162711 A1 WO 2015162711A1 JP 2014061354 W JP2014061354 W JP 2014061354W WO 2015162711 A1 WO2015162711 A1 WO 2015162711A1
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uncertainty
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Inventor
小野寺　誠
和夫 武藤
Original Assignee
株式会社日立製作所
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    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F30/00—Computer-aided design [CAD]
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06Q—INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGY [ICT] SPECIALLY ADAPTED FOR ADMINISTRATIVE, COMMERCIAL, FINANCIAL, MANAGERIAL OR SUPERVISORY PURPOSES; SYSTEMS OR METHODS SPECIALLY ADAPTED FOR ADMINISTRATIVE, COMMERCIAL, FINANCIAL, MANAGERIAL OR SUPERVISORY PURPOSES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G06Q10/00—Administration; Management
    • G06Q10/06—Resources, workflows, human or project management; Enterprise or organisation planning; Enterprise or organisation modelling

Definitions

  • the present invention relates to a device that supports product design, and more particularly to a device that quantifies ambiguity in the design stage and visualizes the design process in consideration of this.
  • DSM Design Structure Matrix
  • ambiguity is included in various information. For example, the higher the degree of uncertainty, the higher the upstream process, the product operating conditions, usage environment, variations in dimensions and materials, and the unit price of procurement materials and parts. That is, since the designer must design based on uncertain information, there is an ambiguity in the dependency relationship between each design task in the design process. For this reason, it is difficult to standardize and standardize the design work process, and the design is advanced based on experience.
  • the first is an apparatus for deriving an optimal design process by arranging tasks so that the total man-hour is minimized from the standard man-hour of each task, the repetitive occurrence probability, and information on the preceding task (Patent Document 1). .
  • the second method is to visualize the relative magnitude of the design risk that is inherent in the design process and transferred to the product by the design work by quantifying the difference between the ideal and reality of the design process (non-patented). Reference 1).
  • the third is a technique called DSM (Design Structure Matrix) that organizes the flow of work in a matrix format and visualizes and analyzes problems such as rework (Non-Patent Document 2).
  • DSM Design Structure Matrix
  • Patent Document 1 the problem is that the user must input the probability of repeated occurrence of each task. In general design work, the probability of repeated occurrence is rarely clear. For this reason, specialists with special skills must perform business analysis over several months.
  • Non-Patent Document 1 the problem is that the user must input the uncertainty of each task. Evaluation indices such as “maturity”, “diversity of interpretation”, “completeness”, and “measurableness” must be set and scored for the design work.
  • Non-Patent Document 2 since there are few designers who can overlook the entire design process necessary for creating a DSM, task dependencies are often unknown, and specialists with special skills It is necessary to listen and analyze over several months.
  • the present invention has been made in view of the above-described circumstances, and is designed to assist in determining the design process to be adopted by quantifying the uncertainty and deriving an appropriate design process in consideration of the uncertainty.
  • the object is to provide a process decision support device.
  • the design process decision support apparatus of the present invention specifies, for example, input design information and output design information of each task constituting the design process, and stores a history of design information creation / update date and time. Register, calculate the number of updates and the amount of update from the date and time of design information creation / update, register this as uncertainty, associate the uncertainty of the design information corresponding to the output design information of the task, and It is characterized by extracting a predecessor / success relationship from task input / output design information, obtaining a design process, selecting a design process candidate based on the uncertainty, and displaying the design process and the certainty.
  • the present invention it is possible to support the determination of the design process in consideration of the ambiguity (uncertainty) included in various information in the product design stage.
  • FIG. 6 is a diagram illustrating an example of a design process uncertainty calculation unit 106.
  • FIG. 10 is a diagram for explaining an example of design information creation / update history display in a design process candidate display unit 107.
  • the design process decision support device of the present invention specifies, for example, input design information and output design information for each task constituting the design process, registers design information creation / update history, and designs Calculate the number of updates and the amount of update from the date and time of information creation / update, register this as uncertainty, associate the uncertainty of the design information corresponding to the output design information of the task, and input / It is characterized by extracting a preceding / following relationship from the output design information, obtaining a design process, selecting a design process candidate based on the uncertainty, and displaying the design process and the certainty.
  • the design process decision support apparatus of the present invention includes, for example, a task input / output information designating unit for designating input design information and output design information for each task constituting the design process, Based on the design information database that registers the history of update dates and the information from the design information database, calculate at least one of the number of updates and update amount from the date of design information creation / update as the uncertainty
  • a task certainty unit that associates the uncertainties of design information corresponding to the output design information of each task from the task input / output information designating unit based on information from the uncertainty degree calculating unit.
  • the predecessor / succession relationship is extracted from the input / output design information of each task, and the design A design process deriving unit for deriving a process, a design process uncertainty calculating unit for selecting a design process candidate based on the uncertainty from the design process deriving unit, and information from the design process uncertainty calculating unit And a design process candidate display unit for displaying the design process and the degree of uncertainty.
  • the input design information and output design information of each design task that constitutes the design process is specified, the matrix that expresses the relationship between the design task and the input design information, and the relationship between the design task and the output design information is expressed. It may be configured to create a matrix that expresses a dependency relationship between design tasks by obtaining a matrix product.
  • FIG. 1 is a block diagram showing an embodiment of a design process decision support apparatus according to the present invention.
  • An input / output device 100 including a keyboard, a pointing device, a display, etc. for inputting and displaying data by a device user, a design information database 101 in which design information creation / update history is registered, design
  • the task input / output information designating unit 102 for designating the input design information and output design information of each task constituting the process, calculating the number of updates and the update amount from the creation / update date and time of the design information, and calculating the design information
  • Uncertainty level calculation unit 103 as uncertainty level
  • task certainty level correlation unit 104 that correlates the uncertainty level of design information corresponding to task output design information, and extraction of predecessor / successor relationships from input / output design information of each task
  • the design process deriving unit 105 for obtaining the design process, and selecting the design process candidate based on the uncertainty.
  • Design information database 101 In the design information database 101, the history of the creation / update date and time of design information for each design item is registered, for example, according to the data structure 201 shown in FIG.
  • Design information includes name, update date / time, project name, design task, and values 1 to n (n is variable according to the number of data included in the design information).
  • An example of data registered based on this is shown at 202 in FIG.
  • the name of the design information information for identifying the type of the design information is registered.
  • the example 202 in FIG. 2 an example in which the rising temperature is registered is shown.
  • the update date and time the date and time when this information was created / updated is registered.
  • the date and time when each design information was created and updated is shown.
  • the name of the design project (design project) in which the design information is registered is registered.
  • the design information is registered in the design projects “AA” and “BB”. Is shown.
  • the design task information for identifying the design task executed when the design information was recorded is registered.
  • the example 202 in FIG. 2 indicates that the design information is registered in the design tasks “E”, “F”, and “G”.
  • design information values are registered, and the example 202 in FIG. 2 shows an example in which the rising temperature amount is registered. In this example, since the design information value of the rising temperature is shown, a real value is registered.
  • the design information is the number of fans, an integer is registered, and if it is a fan type, text information, There are various data types such as file paths are registered for drawing data and circuit diagram data. It is also possible to register a plurality of values as a set. For example, in the case of an electronic chip, values such as a vertical dimension, a horizontal dimension, a height dimension, and a calorific value are registered as values 1 to n.
  • the task input / output information designating unit 102 designates input design information and output design information for each design task constituting the design process. For example, it designates according to the input screen shown in FIG. A design task name is input in 301 of FIG. In this example, it is shown that the name of the design task “calculate the temperature rise amount by thermal fluid analysis” is designated. Design information necessary for performing this design task is designated in 302 of FIG. In this example, “electric resistance”, “input current”, and “3DCAD” are designated. In FIG. 3, 303 designates design information obtained by performing this design task. This example shows that “rising temperature” is designated. These input design information and output design information can be selected from a pre-defined design information list, and design information that is not in the list is preferably configured so that the operator can input the design information.
  • the design task specified by the task input / output information specifying unit 102 is preferably configured to be reusable by recording it in a database or the like.
  • Uncertainty calculator 103 calculates the number of updates and the update amount from the date / time of creation / update of the design information, and sets this as the uncertainty. In the present invention, a value obtained by quantifying uncertainty is expressed as uncertainty. An example of an uncertainty calculation method will be described below.
  • ⁇ Calculate the difference from the final value of each design project for each design project in units of design tasks.
  • any expression such as a maximum value, a minimum value, an average value, a standard deviation, or a histogram distribution of values obtained by normalizing the difference with the final value may be used.
  • a method of calculating the degree of uncertainty from the update history of the rising temperature in the design projects “AA” and “BB” shown at 202 in FIG. 2 will be described.
  • the final values in the design projects “AA” and “BB” are “17.5” and “16.9”, respectively.
  • the design task “E” outputs “17.2”, “16.9”, “17.8” in the design project “AA”, and “17.5”, “17.8” in the design project “BB”. From this data, the difference (normalized) can be calculated as “0.053” at the maximum, “0.017” at the minimum, and “0.031” on the average (standard deviation and histogram distribution can be calculated in the same way). This indicates that in design task “E”, the temperature rise has a maximum difference of 5.3%, a minimum of 1.7%, and an average of 3.1%.
  • the design task “F” has a difference of 0% in the maximum, minimum, and average
  • the design task “G” has a difference of 11.8% in the maximum, 2.3% in the minimum, and 7.9% in the average. That is, it can be seen that the uncertainties of design tasks increase in the order of “G”, “E”, and “F”.
  • design information is not represented by real or integer numerical data, but may be non-numeric data such as text information or file paths.
  • the number of times of updating is regarded as the degree of uncertainty.
  • the large number of updates is considered to be due to the inherent uncertainty. Therefore, the degree of uncertainty is calculated so that the greater the number of updates, the higher the degree of uncertainty.
  • the task certainty degree associating unit 104 associates the certainty degree of the design information corresponding to the output design information of the task.
  • the task input / output information specifying unit 102 represents the certainty of the output design information for each specified design task in a matrix format.
  • the certainty level 1.0 ⁇ uncertainty level.
  • a total of seven design tasks from A to G shown in the second column of the matrix shown in 401 of FIG. 4 are specified, and seven design information from a to g shown in the third to ninth rows are defined.
  • Each design task indicates that the design information in which “ ⁇ ” is entered is output. Specifically, the design task “A.
  • Design process deriving unit 105 extracts the predecessor / success relationship from the input / output design information of each task input by the task input / output information specifying unit 102 to obtain a design process.
  • the task input / output information designating unit 102 represents input design information for each designated design task in a matrix format, and the intersecting matrix element is 1.0, and the others are 0.0. An example of this will be described with reference to FIG. Assuming that the design task shown in the second column of the matrix shown in 501 of FIG. 5 is specified, the design information shown in the 3rd to 9th rows is defined, and the design information written as 1.0 respectively. Indicates that you are typing. Specifically, the design task “C. Obtaining input current and resistance of conductive parts” is that “b. Circuit diagram”, “e. Layout”, “f. Show.
  • the product of the matrix of this design task and the input design information and the transposed matrix of the design task created by the task certainty association unit 104 and the certainty matrix of the output design information is obtained.
  • the matrix indicated by 502 in FIG. 5 is obtained.
  • This matrix is a DSM, and the elements of each matrix indicate the certainty between design tasks.
  • the design tasks “D. Examine the layout of the conductive parts” are the design tasks “C. Determine the input current and resistance of the conductive parts”, “E. ”Measure temperature rise by experiment” and “G.
  • Design process uncertainty calculation unit 106 selects a design process candidate based on the uncertainty.
  • the results are shown as 601 to 603 in FIG.
  • Reference numeral 601 denotes a design task “E”
  • reference numeral 602 denotes a design task “F”
  • reference numeral 603 denotes a DSM in which the design task “G” is enabled.
  • the man-hours for each design task are calculated using the standard man-hours specified by the task input / output information specifying unit 102.
  • Total man-hours can be calculated using a project management tool such as Microsoft Project (TM) sold by Microsoft.
  • TM Microsoft Project
  • the man-hours and certainty of each design task are often in a trade-off relationship.
  • the man-hour increases when trying to increase the certainty of the design information, and the certainty decreases when trying to reduce the man-hour. Therefore, in each derived DSM, a Pareto front (a solution that is not inferior to other solutions) is obtained using man-hours and certainty as indices, and only the DSM that becomes the Pareto front is set as a candidate for the design process.
  • Design process candidate display unit 107 The design process candidate display unit 107 displays the design process and the degree of uncertainty.
  • Design process uncertainty calculation unit 106 displays candidate design processes. An example of the display method is shown in FIG.
  • the predecessor / subsequent relationship of each design task is displayed with an arrow.
  • the certainty level is also displayed near the arrow.
  • the total man-hours obtained by the design process uncertainty calculation unit 106 are also displayed.
  • the design processes to be displayed are 701 to 703, respectively.
  • this display screen there is a means to display the history of creation / update of design information used for calculation of certainty by clicking the certainty number. For example, when a numerical value of an arrow pointing from “E” to “C” shown in 701 of FIG. 7 is clicked, output design information of the design task “E” is obtained.
  • the design information creation / update history of the design information “f. Rise temperature” is displayed as shown in FIG.

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Abstract

　設計者は不確かな情報を元に設計を行わなければならず、この結果、設計の成果物には必然的に不確かさが内在する。この不確かさを考慮した設計プロセスの決定を支援する装置を提供するため、本発明の設計プロセス決定支援装置は、設計プロセスを構成する各タスクの入力設計情報と出力設計情報を指定する手段と、設計情報の作成・更新の日時の履歴を登録する手段と、設計情報の作成・更新の日時から更新された回数や更新量を計算し、これを不確実度とする手段と、タスクの出力設計情報に該当する設計情報の不確実度を関連付ける手段と、各タスクの入力・出力設計情報から先行・後続関係を抽出し、設計プロセスを求める手段と、不確実度に基づいて設計プロセスの候補を選択する手段と、設計プロセスと不確実度を表示する手段を備えることを特徴とする。

Description

設計プロセス決定支援装置
　本発明は、製品設計を支援する装置に関わり、特に設計段階における曖昧さを定量化し、これを考慮して設計プロセスを可視化する装置に関する。
　従来、製品設計段階における様々な情報に含まれる曖昧さ(不確かさ)を考慮して設計業務プロセスを標準化する技術として、各タスクの標準工数と繰返し発生確率、先行タスクの情報から、総工数が最小になるように、タスクを並べることで最適な設計プロセスを導出するものがあった（例えば、特許文献１参照）。
　また、従来、上記の不確かさを考慮した設計業務プロセスを標準化する他の技術として、設計プロセスの理想と現実の差を定量化することによって、設計プロセスに内在し、設計作業によって製品に転写される設計リスクの相対的な大小を可視化するものがあった（例えば、非特許文献１参照）。
　また、従来、上記の不確かさを考慮した設計業務プロセスを標準化する他の技術として、ＤＳＭ(Design Structure Matrix)と呼ばれる、業務の流れをマトリクス形式に整理し、手戻りなどの問題を可視化・分析するものがあった（例えば、非特許文献２参照）。
特開２００８－１９８０９６号公報
中沢俊彦, 増田宏, "設計プロセスの不確かさの可視化に関する研究", デザインシンポジウム 2008 Tyson R. Browning, "Applying the Design Structure Matrix to System Decomposition and Integration Problems: A Review and New Directions", IEEE TRANSACTIONS ON ENGINEERING MANAGEMENT, VOL. 48, NO. 3(2001), pp292-306.
　製品システムの大規模化、複雑化に伴い、多くの経験を有する設計者であっても、全ての利用シナリオを考慮することができずに、リスク源が残ってしまい、後工程からの手戻りや設計期間の長期化をまねいている。
　また、製品設計段階では、様々な情報に曖昧さ(不確かさ)が含まれている。例えば、製品の稼働条件や、利用環境、寸法や材料のばらつき、調達材料や部品の単価などは、上流工程であるほど不確かさの度合いが高い。すなわち、設計者は不確かな情報を元に設計を行わなければならないため、設計プロセスにおける各設計タスク間の依存関係に曖昧さがある。このため、設計業務プロセスを定型化・標準化することは難しく、経験に基づいて設計が進められている。
　このような不確かさを考慮した設計業務プロセスの標準化に関し、従来、次のような技術があった。一つ目は、各タスクの標準工数と繰返し発生確率、先行タスクの情報から、総工数が最小になるように、タスクを並べることで最適な設計プロセスを導出する装置である（特許文献１）。二つ目は、設計プロセスの理想と現実の差を定量化することによって、設計プロセスに内在し、設計作業によって製品に転写される設計リスクの相対的な大小を可視化する方法である（非特許文献１）。三つ目は、ＤＳＭ(Design Structure Matrix)と呼ばれる、業務の流れをマトリクス形式に整理し、手戻りなどの問題を可視化・分析する手法である（非特許文献２）。
　しかしながら、上記の技術には、それぞれ、次の課題がある。
　特許文献１においては、利用者が各タスクの繰返し発生確率を入力しなければいけない点が課題である。一般的な設計業務において繰返し発生確率が明確になっていることは少ない。このため、特別なスキルを持った専門家が数カ月かけて業務分析を行わなければならない。
　また、非特許文献１においては、利用者が各タスクの不確かさを入力しなければいけない点が課題である。設計作業に対して、「成熟度」や「解釈の多様性」、「網羅性」、「測定可能性」などの評価指標を設定し、これを点数化しなければならない。
　また、非特許文献２においては、ＤＳＭを作成するために必要な、設計プロセス全体を俯瞰できる設計者が少ないため、タスクの依存関係は、わからないことが多く、特別なスキルを有する専門家が、数カ月かけてヒアリング・分析する必要がある。
　本発明は上述の事情を鑑みてなされたものであり、不確かさを定量化し、この不確かさを考慮した上で、適正な設計プロセスを導出することで、採用する設計プロセスの決定を支援する設計プロセス決定支援装置を提供することを目的としている。
　上記課題を解決するために、本発明の設計プロセス決定支援装置は、例えば、設計プロセスを構成する各タスクの入力設計情報と出力設計情報を指定し、設計情報の作成・更新の日時の履歴を登録し、設計情報の作成・更新の日時から更新された回数や更新量を計算し、これを不確実度として登録し、タスクの出力設計情報に該当する設計情報の不確実度を関連付け、各タスクの入力・出力設計情報から先行・後続関係を抽出し、設計プロセスを求め、不確実度に基づいて設計プロセスの候補を選択し、設計プロセスと確実度を表示することを特徴とする。
　本発明によれば、製品設計段階における様々な情報に含まれる曖昧さ(不確かさ)を考慮した設計プロセスの決定を支援することが可能となる。
本設計プロセス決定支援装置の構成図の一例を示す図である。 設計情報データベースのデータ構造の一例を示す図である。 設計タスク入出力情報指定画面の一例を示す図である。 タスク確実度関連付け部１０４の一例を説明する図である。 設計プロセス導出部１０５の一例を説明する図である。 設計プロセス不確実度計算部１０６の一例を説明する図である。 設計プロセス候補表示部１０７における設計プロセスの表示の一例を説明する図である。 設計プロセス候補表示部１０７における設計情報作成・更新履歴の表示の一例を説明する図である。
　上記の通り、本発明の設計プロセス決定支援装置は、例えば、設計プロセスを構成する各タスクの入力設計情報と出力設計情報を指定し、設計情報の作成・更新の日時の履歴を登録し、設計情報の作成・更新の日時から更新された回数や更新量を計算し、これを不確実度として登録し、タスクの出力設計情報に該当する設計情報の不確実度を関連付け、各タスクの入力・出力設計情報から先行・後続関係を抽出し、設計プロセスを求め、不確実度に基づいて設計プロセスの候補を選択し、設計プロセスと確実度を表示することを特徴とする。
　より具体的には、本発明の設計プロセス決定支援装置は、例えば、設計プロセスを構成する各タスクの入力設計情報と出力設計情報とを指定するタスク入出力情報指定部と、設計情報の作成・更新の日時の履歴を登録する設計情報データベースと、前記設計情報データベースからの情報に基づき、設計情報の作成・更新の日時から更新された回数または更新量の少なくともいずれか一方を不確実度として算出する不確実度計算部と、前記タスク入出力情報指定部からの前記各タスクの出力設計情報に該当する設計情報の不確実度を、前記不確実度計算部からの情報に基づいて関連付けるタスク確実度関連付け部と、前記タスク確実度関連付け部からの情報に基づき、前記各タスクの入力・出力設計情報から先行・後続関係を抽出し、設計プロセスを導出する設計プロセス導出部と、前記設計プロセス導出部からの不確実度に基づいて設計プロセスの候補を選択する設計プロセス不確実度計算部と、前記設計プロセス不確実度計算部からの情報に基づき、設計プロセスおよび不確実度を表示する設計プロセス候補表示部とを備えることを特徴とする。
　上記の構成において、設計プロセスを構成する各設計タスクの入力設計情報と出力設計情報を指定し、設計タスクと入力設計情報の関連を表現した行列と、設計タスクと出力設計情報の関連を表現した行列の積を求めることで、設計タスク間の依存関係を表現する行列を作成する構成としてもよい。
　また、上記の構成において、表示された設計プロセスと確実度に対して、入出力装置を用いて確実度を指定し、この確実度の計算根拠として該当する設計情報の作成・更新の履歴を表示する構成としてもよい。
　以下、本発明の設計プロセス決定支援装置の実施形態の一例を、図面を用いて詳細に説明する。
　＜設計プロセス決定支援装置の構成例＞
　図１は、本発明による設計プロセス決定支援装置の一実施例を示す構成図である。装置使用者がデータを入力したり表示したりするためのキーボード、ポインティングデバイス、ディスプレイ等からなる入出力装置１００、設計情報の作成・更新の日時の履歴が登録されている設計情報データベース１０１、設計プロセスを構成する各タスクの入力設計情報と出力設計情報を指定するタスク入出力情報指定部１０２、設計情報の作成・更新の日時から更新された回数や更新量を計算し、これを設計情報の不確実度とする不確実度計算部１０３、タスクの出力設計情報に該当する設計情報の不確実度を関連付けるタスク確実度関連付け部１０４、各タスクの入力・出力設計情報から先行・後続関係を抽出し、設計プロセスを求める設計プロセス導出部１０５、不確実度に基づいて設計プロセスの候補を選択する設計プロセス不確実度計算部１０６、設計プロセスと不確実度を表示する設計プロセス候補表示部１０７を有することを特徴とする。
　以下、本発明による処理手順の一例を説明する。
　（１）設計情報データベース１０１
　設計情報データベース１０１には、設計案件毎の設計情報の作成・更新の日時の履歴が、例えば、図２の２０１に示すデータ構造に従って登録される。設計情報の名称、更新日時、プロジェクト名、設計タスク、値１～ｎ（nは設計情報に含まれるデータ数に応じて可変）から構成される。これに基づいて登録されるデータの一例を図２の２０２に示す。設計情報の名称には、設計情報の種類を識別するための情報が登録され、図２の２０２の例では上昇温度が登録された例を示している。更新日時には、この情報が作成・更新された日時が登録され、図２の２０２の例ではそれぞれの設計情報の作成・更新された日時が登録された例を示している。プロジェクト名には、この設計情報が登録された設計プロジェクト(設計案件)の名称が登録され、図２の２０２の例では「ＡＡ」、「ＢＢ」という設計プロジェクトで登録された設計情報であることを示している。設計タスクには、この設計情報が記録された時に実行していた設計タスクを識別するための情報が登録される。図２の２０２の例では設計タスク「Ｅ」、「Ｆ」、「Ｇ」で登録された設計情報であることを示している。値１～ｎには設計情報の値が登録され、図２の２０２の例では、上昇温度量が登録された例を示している。本例では上昇温度の設計情報値を示しているので、実数値が登録されているが、例えば、設計情報がファンの個数であれば整数が登録されるし、ファン型式であればテキスト情報、図面データや回路図データであればファイルパスが登録されるなど、データ型式は多様である。また、複数の値をセットで登録することも可能であり、例えば、電子チップの場合は、縦寸法、横寸法、高さ寸法、発熱量などの値が値１～ｎに登録される。
　これは、例えば特開2003-10650号に記載の方法で実現できる。この発明では、設計プロセスを構成する単位設計プロセス（本発明では設計タスクと呼んでいる）の成果物を管理する手法が記載されている。これにより、設計プロジェクト、設計タスク、設計情報の関連を管理することができ、図２に示したデータ構造で表現することが可能となる。
　（２）タスク入出力情報指定部１０２
　タスク入出力情報指定部１０２では、設計プロセスを構成する各設計タスクの入力設計情報と出力設計情報を指定する。例えば、図３に示す入力画面に従って指定する。図３の３０１には設計タスク名称を入力する。本例では「熱流体解析で温度上昇量を計算する」という設計タスクの名称が指定されていることを示している。図３の３０２には、この設計タスクを遂行するために必要となる設計情報を指定する。本例では「電気抵抗」、「入力電流」、「３ＤＣＡＤ」が指定されていることを示している。図３の３０３には、この設計タスクを遂行することによって得られる設計情報を指定する。本例では「上昇温度」が指定されていることを示している。これらの入力設計情報、出力設計情報はあらかじめ定義されている設計情報リストから選択することができ、かつリストには無い設計情報は、操作者がその設計情報を入力できるようにすることが望ましい。
　また、図３の３０４には、この設計タスクを遂行するために必要な標準工数を指定する。
　尚、タスク入出力情報指定部１０２で指定された設計タスクは、データベース等に記録することで、再利用できるようにすることが望ましい構成である。
　（３）不確実度計算部１０３
　不確実度計算部１０３では、設計情報の作成・更新の日時から更新された回数や更新量を計算し、これを不確実度とする。本発明では、不確かさを定量化した値のことを不確実度と表現する。不確実度の計算方法の一例を以下で説明する。
　設計タスク単位で各設計情報の設計プロジェクト毎の最終値からの差を求める。この差の表現方法としては、差を最終値で正規化した値の最大値や最小値、平均値、標準偏差、ヒストグラム分布など、いずれの表現でも良い。図２の２０２に示した、設計プロジェクト「ＡＡ」と「ＢＢ」における上昇温度の更新履歴から不確実度を計算する方法を説明する。設計プロジェクト「ＡＡ」、「ＢＢ」における最終値はそれぞれ「17.5」、「16.9」である。これに対して、設計タスク「Ｅ」は設計プロジェクト「ＡＡ」では「17.2」、「16.9」、「17.8」、設計プロジェクト「ＢＢ」では「17.5」、「17.8」という値を出力している。このデータから、差(正規化済み)は最大で「0.053」、最小で「0.017」、平均で「0.031」と計算できる(標準偏差やヒストグラム分布も同様に計算できる)。これは、設計タスク「Ｅ」において上昇温度は、最大5.3%、最小1.7%、平均3.1%の差が生じしていることを示している。同様に設計タスク「Ｆ」は最大、最小、平均のいずれも0%、設計タスク「Ｇ」は最大11.8%、最小2.3%、平均7.9%の差が生じていることが計算できる。すなわち、設計タスクは「Ｇ」、「Ｅ」、「Ｆ」の順で不確実度が高くなっていることがわかる。
　また、設計情報は実数や整数の数値データで表現されているわけではなく、テキスト情報やファイルパスなどの非数値データの場合もある。この場合は、更新された回数を不確実度とする。更新された回数が多いということは、不確かさが内在しているためであると考えられる。そこで、更新された回数が多いほど、不確実度が高くなるように不確実度を計算する。
　（４）タスク確実度関連付け部１０４
　タスク確実度関連付け部１０４では、タスクの出力設計情報に該当する設計情報の確実度を関連付ける。タスク入出力情報指定部１０２にて、指定された設計タスク毎の出力設計情報の確実度を行列形式で表現する。本例では確実度＝1.0－不確実度とする。図４を用いて、この一例を説明する。ここでは、図４の４０１に示した行列の２列目に示したＡからＧの計７つの設計タスクが指定され、３～９行目に示したａからｇの7つの設計情報が定義されてているとする。各設計タスクにおいては、それぞれ「○」が記入されている設計情報を出力していることを示している。具体的には、設計タスク「Ａ．要求仕様を入手し類似先行機を決定する」は設計情報として「a.要求仕様」、「g.類似先行機」を出力していることを示している。この「○」がついている設計タスクにおける設計情報の不確実度を不確実度計算部１０３にて求め、確実度＝1.0－不確実度として、「○」を確実度に置き換える。また、「○」以外の行列要素は0.0とする。その結果、図４の４０１に示した行列となる。尚、設計タスク「Ｅ」、「Ｆ」、「Ｇ」に関しては、上記の不確実度計算部１０３で記した差の最大値を不確実度とした。
　（５）設計プロセス導出部１０５
　設計プロセス導出部１０５では、タスク入出力情報指定部１０２で入力された各タスクの入力・出力設計情報から先行・後続関係を抽出し、設計プロセスを求める。タスク入出力情報指定部１０２にて、指定された設計タスク毎の入力設計情報を行列形式で表現し、交差する行列要素は1.0、それ以外は0.0とする。図５を用いて、この一例を説明する。図５の５０１に示した行列の２列目に示した設計タスクが指定されたものとし、３～９行目に示した設計情報が定義されており、それぞれ1.0と記入されている設計情報を入力していることを示している。具体的には、設計タスク「Ｃ．導電部品の入力電流と抵抗を求める」は設計情報として「b.回路図」、「e.レイアウト」、「f.上昇温度」を入力していることを示している。
　この設計タスクと入力設計情報の行列と、タスク確実度関連付け部１０４で作成した設計タスクと出力設計情報の確実度の行列の転置行列の積を求める。図５の５０１に示した行列と図４の４０２に示した行列の転置行列の積を求めると、図５の５０２に示す行列になる。そして、この行列はＤＳＭとなっており、各行列の要素は設計タスク間の確実度を示している。具体的には設計タスク「Ｄ．導電部品のレイアウトを検討する」は設計タスク「Ｃ．導電部品の入力電流と抵抗を求める」、「Ｅ．熱流体解析で温度上昇量を求める」、「Ｆ．実験で温度上昇量を計測する」、「Ｇ．類似先行機から温度上昇量を見積る」と依存関係があり、設計タスク「Ｃ」、「Ｆ」の出力設計情報は100%の確実度であるが、「Ｅ」の出力設計情報は94.7%の確実度、「Ｇ」の出力設計情報は88.2%の確実度であることを示している。すなわち、設計タスク「Ｃ」、「Ｆ」の出力設計情報は100%信用して良いが、「Ｅ」の出力設計情報は5.3%の差が、「Ｇ」の出力設計情報は11.8%の差が生じる可能性があることを示している。
　（６）設計プロセス不確実度計算部１０６
　設計プロセス不確実度計算部１０６では、不確実度に基づいて設計プロセスの候補を選択する。
　まず、出力設計情報が同じタスクの有効/無効を切り替えた複数のＤＳＭを作成する。これは、同じ設計情報を出力しているということは、それぞれを代替できる可能性を持っていると考えられるためである。先に示した例においては、設計タスク「Ｅ．熱流体解析で温度上昇量を求める」、「Ｆ．実験で温度上昇量を計測する」、「Ｇ．類似先行機から温度上昇量を見積る」が同一の設計情報「f.上昇温度」を出力しているので、この有効/無効を切り替えた複数のＤＳＭを作成する。この結果を図６の６０１～６０３に示す。６０１は設計タスク「Ｅ」、６０２は設計タスク「Ｆ」、６０３は設計タスク「Ｇ」を有効にしたＤＳＭである。
　次に各ＤＳＭにおける総工数を計算する。各設計タスクの工数はタスク入出力情報指定部１０２で指定された標準工数を用いて計算する。総工数の計算はMicrosoft社が販売しているMicrosoft Project(TM)等のプロジェクトマネージメントツールで計算できる。
　ここで、各設計タスクの工数と確実度はトレードオフの関係にあることが多い。設計情報の確実度を高くしようとすると工数が増え、工数を減らそうとすると確実度は低くなることが多い。そこで、導出した各ＤＳＭにおいて、工数と確実度を指標としたパレートフロント(他の解よりも劣っていない解)を求め、パレートフロントとなったＤＳＭのみを設計プロセスの候補とする。
　（７）設計プロセス候補表示部１０７
　設計プロセス候補表示部１０７では、設計プロセスと不確実度を表示する。設計プロセス不確実度計算部１０６にて候補となった設計プロセスを表示する。表示方法の一例を図７に示す。
　設計プロセスとなったＤＳＭに基づいて、各設計タスクの先行・後続関係を矢印にて表示する。また、矢印近傍に確実度も表示する。さらに、設計プロセス不確実度計算部１０６で求めた総工数も合わせて表示する。図６の６０１～６０３に示したＤＳＭに対して、表示する設計プロセスは、それぞれ７０１～７０３となる。
　このような可視化をすることで、不確実性を考慮した複数種類の設計プロセスを比較して、適切な設計プロセスを合理的に判断・決定できる。
　また、この表示画面において、確実度の数字をクリックすることで、確実度の計算に利用した設計情報の作成・更新の履歴を表示する手段も備える。例えば、図７の７０１に示した設計タスク「Ｅ」から「Ｃ」を指している矢印の数値をクリックすると、設計タスク「Ｅ」の出力設計情報であり、設計タスク「Ｃ」の入力情報となっている設計情報「f.上昇温度」の設計情報の作成・更新の履歴を図８のように表示する。
　以上に述べた本実施例によれば、製品設計段階における様々な情報に含まれる曖昧さ(不確かさ)を考慮した設計プロセスの決定を支援することが可能となる。
　１００　入出力装置
　１０１　設計情報データベース
　１０２　タスク入出力情報指定部
　１０３　不確実度計算部
　１０４　タスク確実度関連付け部
　１０５　設計プロセス導出部
　１０６　設計プロセス不確実度計算部
　１０７　設計プロセス候補表示部
　２０１　設計情報データベースのデータ構造の一例
　２０２　設計情報データベースに登録されたデータの一例
　３０１　タスク入出力情報指定部で指定するタスク名称入力フィールド
　３０２　タスク入出力情報指定部で指定する入力設計情報入力フィールド
　３０３　タスク入出力情報指定部で指定する出力設計情報入力フィールド
　３０４　タスク入出力情報指定部で指定する標準工数入力フィールド
　４０１　タスク入出力情報指定部で指定された設計タスクと出力設計情報の関連性の一例
　４０２　タスク入出力情報指定部で指定された設計タスクと出力設計情報の確実度の一例
　５０１　タスク入出力情報指定部で指定された設計タスクと入力設計情報の関連性の一例
　５０２　設計プロセス導出部１０５にて求めた設計プロセスのＤＳＭの一例
　６０１　設計プロセス不確実度計算部１０６で求めた設計プロセスのＤＳＭの一例
　６０２　設計プロセス不確実度計算部１０６で求めた設計プロセスのＤＳＭの一例
　６０３　設計プロセス不確実度計算部１０６で求めた設計プロセスのＤＳＭの一例
　７０１　設計プロセス候補表示部１０７で表示する設計プロセスと確実度、工数の一例
　７０２　設計プロセス候補表示部１０７で表示する設計プロセスと確実度、工数の一例

Claims (6)

  1. 　設計プロセスを構成する各タスクの入力設計情報と出力設計情報を指定し、設計情報の作成・更新の日時の履歴を登録し、設計情報の作成・更新の日時から更新された回数や更新量を計算し、これを不確実度として登録し、タスクの出力設計情報に該当する設計情報の不確実度を関連付け、各タスクの入力・出力設計情報から先行・後続関係を抽出し、設計プロセスを求め、不確実度に基づいて設計プロセスの候補を選択し、設計プロセスと確実度を表示する
    ことを特徴とする設計プロセス決定支援装置。
  2. 　請求項１に記載の設計プロセス決定支援装置において、
    　設計プロセスを構成する各設計タスクの入力設計情報と出力設計情報を指定し、設計タスクと入力設計情報の関連を表現した行列と、設計タスクと出力設計情報の関連を表現した行列の積を求めることで、設計タスク間の依存関係を表現する行列を作成する
    ことを特徴とする設計プロセス決定支援装置。
  3. 　請求項１に記載の設計プロセス決定支援装置において、
    　表示された設計プロセスと確実度に対して、入出力装置を用いて確実度を指定し、この確実度の計算根拠として該当する設計情報の作成・更新の履歴を表示する
    ことを特徴とする設計プロセス決定支援装置。
  4. 　設計プロセスを構成する各タスクの入力設計情報と出力設計情報とを指定するタスク入出力情報指定部と、
    　設計情報の作成・更新の日時の履歴を登録する設計情報データベースと、
    　前記設計情報データベースからの情報に基づき、設計情報の作成・更新の日時から更新された回数または更新量の少なくともいずれか一方を不確実度として算出する不確実度計算部と、
    　前記タスク入出力情報指定部からの前記各タスクの出力設計情報に該当する設計情報の不確実度を、前記不確実度計算部からの情報に基づいて関連付けるタスク確実度関連付け部と、
    　前記タスク確実度関連付け部からの情報に基づき、前記各タスクの入力・出力設計情報から先行・後続関係を抽出し、設計プロセスを導出する設計プロセス導出部と、
    　前記設計プロセス導出部からの不確実度に基づいて設計プロセスの候補を選択する設計プロセス不確実度計算部と、
    　前記設計プロセス不確実度計算部からの情報に基づき、設計プロセスおよび不確実度を表示する設計プロセス候補表示部と
    を備える
    ことを特徴とする設計プロセス決定支援装置。
  5. 　請求項４に記載の設計プロセス決定支援装置において、
    　設計プロセスを構成する各設計タスクの入力設計情報と出力設計情報を指定し、設計タスクと入力設計情報の関連を表現した行列と、設計タスクと出力設計情報の関連を表現した行列の積を求めることで、設計タスク間の依存関係を表現する行列を作成する
    ことを特徴とする設計プロセス決定支援装置。
  6. 　請求項４に記載の設計プロセス決定支援装置において、
    　表示された設計プロセスと確実度に対して、入出力装置を用いて確実度を指定し、この確実度の計算根拠として該当する設計情報の作成・更新の履歴を表示する
    ことを特徴とする設計プロセス決定支援装置。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2007310642A (ja) * 2006-05-18 2007-11-29 Toyota Motor Corp 影響度解析装置と方法とコンピュータプログラム
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

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