WO2021024791A1 - 設計支援システム及び設計支援方法 - Google Patents

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WO2021024791A1
WO2021024791A1 PCT/JP2020/028221 JP2020028221W WO2021024791A1 WO 2021024791 A1 WO2021024791 A1 WO 2021024791A1 JP 2020028221 W JP2020028221 W JP 2020028221W WO 2021024791 A1 WO2021024791 A1 WO 2021024791A1
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WO
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model
design
connection
reuse
similarity
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PCT/JP2020/028221
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Inventor
正裕 松原
岡本　拓人
真也 末弘
大貴 竹井
Original Assignee
日立オートモティブシステムズ株式会社
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    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F8/00—Arrangements for software engineering
    • G06F8/20—Software design

Definitions

  • the present invention relates to a design support system, and particularly to a technique for reusing a design model.
  • Patent Document 1 Japanese Unexamined Patent Publication No. 2008-269275
  • UML Unified Modeling Language
  • a software development support system that supports the creation, design, and implementation of specifications, a database that stores UML diagram graphic information created by object-oriented technology and its name and attribute information in association with each other, and a library from the database are targeted.
  • a library processing unit that displays a UML diagram as model information on the display and creates a library of the model information of the specified part by designating a part or all of the model information, and the library processing unit.
  • a software development support system characterized by having a storage unit for assigning a UML diagram type name, file name, etc. to the libraryed model information and storing it as a library in the database is described ( See claim 1).
  • Patent Document 2 Japanese Patent Laid-Open No. 2015-075876 is connected to a database in which connection history information between modules indicating processing is stored, and the modules are connected to create a data flow and perform programming.
  • the information extraction means for extracting the attribute information of the selected module, the attribute information extracted by the information extraction means, and the connection between the modules stored in the database.
  • Design support characterized by comprising a combination candidate generation means for extracting a combination of the selected module and another module in the data flow that satisfies a predetermined condition based on historical information. The device is described (see claim 1).
  • Patent Document 2 describes a technique related to the above-mentioned problems related to connection, and calculates the probability of connection between modules by using history information that matches the specified conditions, and has a high probability.
  • connection candidates are presented, in order to realize the method of Patent Document 2, it is necessary to commonly define attribute information (input / output data type, product category information, etc.) to be given to design model elements between designs. There is. There is no common definition for attribute information, and connection candidates cannot be presented, for example, when different input / output data types are used between products.
  • An object of the present invention is to provide a design support system (design model reuse system) that can be efficiently reused even with design models of different reuse information sources.
  • a typical example of the invention disclosed in the present application is as follows. That is, it is a design support system composed of a calculation device that executes a predetermined calculation process and a storage device that the calculation device can access, and accepts designation of a reused portion in an existing design model.
  • a usage location designation unit a model extraction unit that extracts model elements from the design model in the range designated as the reuse location, a non-reusable model element connected to the extracted model element, and other designs.
  • the similarity calculation unit that calculates the similarity with the model elements of the model, the calculated similarity, the connection information included in the design model in which the reuse location is specified, and the other design model are included. It includes a connection candidate creation unit that creates connection candidates in the model element to be reused from the connection information.
  • the design model can be reused efficiently. Issues, configurations and effects other than those mentioned above will be clarified by the description of the following examples.
  • FIG. 1 It is a block diagram of the design model reuse system realized by this invention. It is a figure which shows the functional structure of a design model reuse program, and the flow of data between functions. It is a flowchart of the process executed by the design model reuse program. It is a figure which shows the example (part) of the design model recorded in the design database. It is a figure which shows the example (part) of another design model recorded in a design database. It is a figure which shows the configuration example of the connection information list. It is a flowchart of the process executed by the element similarity calculation unit. It is a figure which shows the evaluation result of the connection candidate generated by the connection candidate creation part. It is a figure which shows the example of the design model which the model synthesis part synthesized and output.
  • FIG. 1 is a configuration diagram of a design model reuse system realized by the present invention.
  • the design model reuse system 100 is composed of a computer 110.
  • the computer 110 includes a main computing device (CPU) 111, a main storage device (RAM) 112, a storage medium (ROM) 113, an auxiliary storage device (hard disk, non-volatile semiconductor storage device, etc.) 114, and an input device (keyboard, etc.). It has a pointing device (such as) 130 and a display device (display, printer, etc.) 140.
  • the software that realizes the design model reuse system of this embodiment is stored in the ROM 113 of the computer 110 as the design model reuse program 120, and the CPU 111 of the computer 110 is the process specified by the design model reuse program 120. Is executed while using the RAM 112 as temporary storage. A part of the processing performed by the CPU 111 by executing the program may be executed by another arithmetic unit (for example, hardware such as ASIC or FPGA).
  • the design model information is stored as a file on the hard disk 114 on the computer 110.
  • the user operates the design model reuse program 120 by using an input device 130 such as a keyboard. Operations by the user include direct input of data and specification of a setting file stored in the hard disk 114.
  • the result of the processing by the design model reuse program 120 is output as a display on a display device 140 such as a display or a write in a data file format to the hard disk 114.
  • the output by the design model reuse program 120 may be an output to an external computer (not shown) via a network, or a data file format to an external storage medium such as a CD-ROM.
  • other programs may be treated in the same manner as the design model reuse program 120, and the CPU 111 may execute and output the other programs.
  • the program executed by the CPU 111 is provided to the design model reuse system 100 via a removable medium (CD-ROM, flash memory, etc.) or a network, and is a non-volatile auxiliary storage device, a hard disk 114, which is a non-temporary storage medium.
  • a removable medium CD-ROM, flash memory, etc.
  • a network a network
  • a non-volatile auxiliary storage device a hard disk 114, which is a non-temporary storage medium.
  • the design model reuse system 100 may have an interface for reading data from removable media.
  • the design model reuse system 100 is a computer system composed of physically one computer or a plurality of computers logically or physically configured, and is constructed on a plurality of physical computer resources. It may operate on the virtual computer. For example, even if the design model reuse program 120 is divided into a plurality of components and each component operates on a separate physical or logical computer, the plurality of components are combined on one physical or logical computer. It may work with.
  • FIG. 2 is a diagram showing the functional configuration of the design model reuse program 120 stored in the ROM 113 and the flow of data between the functions.
  • the reuse location designation unit 21 receives the reuse designation information 20 input by the user of the design model reuse system 100 as input.
  • the reuse designation information 20 is information in which elements to be reused are selected from the design model recorded in the design database 26.
  • This design model is composed of a plurality of model elements, and as described later, the model elements include a functional block, a physical block, and a flow connecting the blocks.
  • the design database 26 is built on the hard disk 114 or a server located on the network to which the computer 110 is connected.
  • the model extraction unit 22 receives the reuse condition generated from the reuse designation information 20 by the reuse location designation unit 21, and extracts the model element to be reused from the design database 26 while maintaining the connection information.
  • the element similarity calculation unit 23 receives the model elements from the model extraction unit 22, acquires the model elements not extracted by the model extraction unit 22 from the design database 26, and calculates the similarity between the two elements.
  • the connection candidate creation unit 24 is extracted by the model extraction unit 22 from the similarity between the model elements calculated by the element similarity calculation unit 23 and the connection information recorded in the design database 26 and not extracted by the model extraction unit 22. Generate a connection as a "connection candidate" that is judged to be likely to be necessary between the model elements. This is the work of recreating the connection recorded in the design database 26 into a connection with a different connection destination and connection source in another design model. Hereinafter, this work may be referred to as "reconstruction of connection”.
  • the model synthesis unit 25 synthesizes a set of design models from one or a plurality of model elements extracted by the model extraction unit 22 and the connection candidates generated by the connection candidate creation unit 24, and outputs the design model 27 as a design model 27.
  • the user can perform the design work by making modifications to the design model 27.
  • FIG. 3 is a flowchart of the process executed by the design model reuse program 120.
  • the reuse location designation unit 21 accepts the input of the reuse designation information 20 from the user.
  • the reuse location designation unit 21 converts it into information on reuse conditions.
  • the model extraction unit 22 extracts model elements from the design database 26 based on the reuse conditions.
  • the element similarity calculation unit 23 calculates the similarity between the model element extracted by the model extraction unit 22 and the model element not extracted by the model extraction unit 22.
  • the connection candidate creation unit 24 generates connection candidate information.
  • the model synthesis unit 25 synthesizes a design model from the model elements extracted by the model extraction unit 22 and the connection candidate information generated by the connection candidate creation unit 24, and outputs the design model 27. This completes the process.
  • FIG. 4 is a diagram showing an example (part) of the design model recorded in the design database 26.
  • the design model consists of elements that extend the UML class and connections between the elements.
  • the illustrated design model shows the architecture of a system. This design model is displayed on the display device 140.
  • the functional blocks 41 and 42 indicate the functions to be designed, the functional block 41 is a "control calculation” function, and the functional block 42 is a "current output” function.
  • the functional block 41 and the functional block 42 are connected by a flow, and the content of the flow is a "target current".
  • a flow is a line that shows the flow of data, signals, and energy.
  • Physical blocks 43, 44, and 45 indicate physical elements constituting the design target, that is, hardware (electrical / electronic circuits, etc.) or software components, where the physical block 43 is "control software" and the physical block 44 is “circuit”. A ”, the physical block 45 is the“ power module X ”.
  • the physical block 43 to the physical block 44 and the physical block 44 to the physical block 45 are connected by a flow, and the contents of the flow are "circuit control signal” and "element control signal", respectively.
  • the method of designing the system architecture by dividing it into a functional configuration (logical configuration) and a physical configuration is generally adopted.
  • an allocation line is drawn between the functional block 41 and the physical block 43, and between the functional block 42 and the physical blocks 44 and 45.
  • the allocation line is a line indicating that the function is assigned to the physical element and that the physical element realizes the function.
  • FIG. 4 it can be seen that the current output function is assigned to the circuit A and the power module X.
  • FIG. 5 is a diagram showing an example (part) of a design model related to a system different from FIG. 4, and is recorded in the design database 26.
  • the functional blocks 51, 52, and 53 are a "current output” function, a “current measurement” function, and an “overcurrent detection” function, respectively.
  • the functional blocks 52 to 53 are connected by a flow, and the content of the flow is a "current measured value”.
  • the physical blocks 54, 55, 56, and 57 are “circuit B”, “power module Y”, “current measurement software”, and “overcurrent detection software”, respectively.
  • the physical blocks 54 to 55, 55 to 56, and 56 to 57 are connected by a flow, and the contents of the flow are "element control signal”, “current measurement signal”, and “current measurement value”, respectively.
  • the functional block 51 to the physical blocks 54 and 55, the functional block 52 to the physical block 56, and the functional block 53 to the physical block 57 are connected by an allocation line.
  • FIG. 6 is a diagram showing a configuration example of the connection information list 60 of this embodiment.
  • connection information list 60 is a tabular representation of the connection information included in the design model shown in FIG.
  • One line corresponds to one connection. From the left, the column contains the connection ID, the block that is the start point of the connection (connection source), the block that is the end point of the connection (connection destination), the line type, and the contents of the connection line.
  • connection ID the block that is the start point of the connection
  • connection destination the block that is the end point of the connection
  • line type the contents of the connection line.
  • the line type is described here as either "assignment" or "flow”.
  • the content of the connecting line is the content of the flow when the line type is flow, and is empty when the line type is assigned.
  • connection information list 60 the connection information from the functional block 52 to the functional block 53 is described in the first row, and the values in each column are the connection ID of C11 and the connection source of "current measurement”. , The connection destination is "overcurrent detection”, the line type is flow, and the content of the connection line is "current measurement value”.
  • the connection information list 60 may include items other than the columns shown in FIG.
  • the design model of FIG. 4 also has the same data as the connection information list 60.
  • the reuse designation information 20 can be visually selected from the diagram of the design model displayed on the display device 140.
  • the user of the design model reuse system 100 designates the functional blocks 41, 42 and the physical blocks 43, 44, 45 from the design model shown in FIG. 4 as the reuse designation information 20, and the design model shown in FIG. It is assumed that the functional blocks 52 and 53 and the physical blocks 56 and 57 are selected from the above.
  • the reuse condition converted from the reuse designation information 20 is the element ID assigned to the selected block.
  • the model extraction unit 22 extracts information on blocks whose element IDs match from the design database 26 according to the element IDs included in the reuse conditions.
  • the information of the connecting line drawn between the extracted blocks is extracted.
  • the extracted block and connection line information becomes a model element to be reused.
  • FIG. 7 is a flowchart of the process executed by the element similarity calculation unit 23, and shows the details of step 33 in FIG.
  • connection line for evaluating the presence or absence of reconstruction is selected.
  • the connection that may be reconfigured is the connection that the model extraction unit 22 did not extract from the design database 26.
  • Such connections are C12, C13, C14, C17, and C18 in the connection information list 60. Further, here, among these connections, those whose connection destination or connection source elements are extracted by the model extraction unit 22 are left. The remaining connections are C14 and C18.
  • Steps 72 to 73 are carried out for each of the connection information selected in step 71.
  • the model extraction unit 22 is from the design database 26.
  • the similarity of the attributes (for example, name) of the element to be compared with element 2 belonging to another design model is calculated.
  • step 73 the element 2 having the highest degree of similarity is selected from the elements 2 for which the degree of similarity is calculated.
  • a threshold value may be set for the similarity, and if the element 2 having the highest similarity is equal to or less than the threshold value, it may be determined that the value is not applicable. Further, a method may be used in which a plurality of elements 2 having a higher degree of similarity are presented to the user and the user selects one.
  • connection C14 has the physical block 54 “circuit B” which is the connection destination and the physical block 54 “circuit B” which is the connection source of the connection C18 as element 1.
  • the physical blocks 43, 44, and 45 of the design model shown in FIG. 4 are candidates for the element 2, and the functional block and the physical block of the same type as the element 1 are selected as the element 2.
  • the evaluation result table 80 shown in FIG. 8 shows the data generated by the element similarity calculation unit 23 processing the design model shown in FIGS. 4 and 5 according to the flow of FIG. 7.
  • the control software 43, the circuit A44, and the power module X45, which are physical blocks, are described as the elements to be compared.
  • the circuit A is selected as the connection destination of the connection C14, the circuit A is also selected as the connection source of the C18, and the selection column is checked.
  • connection candidate creation unit 24 creates connection candidate information based on the evaluation result table 80.
  • the connection destination of the connection C14 is changed from the circuit B to the circuit A, and the connection source of the connection C18 is changed from the circuit B to the circuit A to be a connection candidate.
  • connection source and the connection destination may be selected first and the similarity may be calculated for each connection candidate.
  • FIG. 9 is a diagram showing an example of a design model 27 synthesized and output by the model synthesizing unit 25.
  • connection candidate 91 is an allocation line connected from the functional block 52 to the physical block 44, which is a reconstruction of the connection C14.
  • the connection candidate 92 is a flow connected from the physical block 44 to the physical block 56, and the content is a “current measurement signal”. This is a reconstruction of connection C18.
  • the confirmed connection is displayed by a solid line, and the connection candidates 91 and 92 are displayed by a broken line, and are displayed on a display device 140 such as a display so that the two can be visually distinguished.
  • the connection candidates are displayed so that the shape and color of the line can be distinguished in another manner.
  • the internal information of the connection line includes information on whether the line is fixed or a candidate, and the design model reuse program 120 controls the display of the connection candidate using the information. Further, the design model reuse program 120 accepts an operation of the user to confirm the connection candidate (for example, confirming from the context menu of the connection candidate line).
  • connection candidate When the user determines that the connection candidate is necessary, he / she performs a confirmation operation, and when he / she determines that the connection candidate is unnecessary, he / she performs an operation of deleting the connection candidate. If the reconfigured connection does not match the I / O interface, the user may change the interface of the element or the contents of the connection. Further, when there are a plurality of connection candidates between one connection source and a connection destination, it is preferable to display so that when one connection candidate is selected, the other selection candidates disappear.
  • the reused part designation unit 21 that accepts the designation of the reused part in the existing design model and the model element designated as the reused part are existing.
  • the model extraction unit 22 that extracts from the design model, the similarity calculation unit that calculates the similarity between the non-reused model elements connected to the extracted model elements and the model elements of other design models, and the calculation unit were calculated.
  • Connection candidate creation unit 24 that creates connection candidates for the model element to be reused from the similarity, the connection information included in the design model in which the reuse location is specified, and the connection information included in the other design model.
  • connection candidates can be presented even if there is no common definition for the attribute information of the design model elements. As a result, it is possible to efficiently examine whether or not there is a connection between the reused elements and to make a connection, and the design model can be reused efficiently.
  • model synthesizing unit 25 for creating a new design model by synthesizing the extracted model elements and the created connection candidates is provided, a new design model that reuses the design model can be efficiently created. ..
  • the element similarity calculation unit 23 calculates the similarity between the attribute of the connection source or the connection destination and the attribute of the model element of another design model for the connection whose connection source or connection destination is not the extracted model element. Therefore, similar model elements can be accurately selected from other design models, and the design model can be reused efficiently.
  • the unconfirmed connection can be presented to the user in an easy-to-understand manner.
  • connection candidates there are multiple connection candidates in the connection between the connection source and the connection destination, when one connection candidate is selected, the other selection candidates are displayed so that they disappear, so only selectable connection candidates are given to the user. Can be presented in an easy-to-understand manner.
  • the present invention is not limited to the above-described embodiment, but includes various modifications and equivalent configurations within the scope of the attached claims.
  • the above-described examples have been described in detail in order to explain the present invention in an easy-to-understand manner, and the present invention is not necessarily limited to those having all the described configurations.
  • a part of the configuration of one embodiment may be replaced with the configuration of another embodiment.
  • the configuration of another embodiment may be added to the configuration of one embodiment.
  • other configurations may be added / deleted / replaced with respect to a part of the configurations of each embodiment.
  • each of the above-described configurations, functions, processing units, processing means, etc. may be realized by hardware by designing a part or all of them by, for example, an integrated circuit, and the processor realizes each function. It may be realized by software by interpreting and executing the program to be executed.
  • the hardware or software that realizes each function may be implemented separately, or a plurality of implemented hardware or software may be used in a time-multiplexed manner. Processing may be performed. Further, even if it is a single function in terms of configuration, distributed processing may be performed using a plurality of hardware or software having the same function.
  • Information such as programs, tables, and files that realize each function can be stored in a memory, a hard disk, a storage device such as an SSD (Solid State Drive), or a recording medium such as an IC card, an SD card, or a DVD.
  • SSD Solid State Drive
  • a recording medium such as an IC card, an SD card, or a DVD.
  • control lines and information lines indicate those that are considered necessary for explanation, and do not necessarily indicate all the control lines and information lines that are necessary for implementation. In practice, it can be considered that almost all configurations are interconnected.
  • Design model 100 Design model reuse system , 110 computer, 111 main computing device (CPU), 112 main memory device (RAM), 113 storage medium (ROM), 114 auxiliary storage device (hard disk), 120 design model reuse program, 130 input device, 140 display device

Abstract

設計モデルを効率的に再利用する。所定の演算処理を実行する演算装置と、前記演算装置がアクセス可能な記憶装置とを有する計算機によって構成される設計支援システムであって、既存の設計モデルにおいて再利用箇所の指定を受け付ける再利用箇所指定部と、前記再利用箇所として指定された範囲の前記設計モデルからモデル要素を抽出するモデル抽出部と、前記抽出されたモデル要素と接続される再利用されないモデル要素と、他の設計モデルのモデル要素との類似性を計算する類似性計算部と、前記計算された類似度と、前記再利用箇所が指定された設計モデルに含まれる接続情報と、前記他の設計モデルに含まれる接続情報とから、再利用されるモデル要素における接続候補を作成する接続候補作成部とを備える。

Description

設計支援システム及び設計支援方法
　本発明は設計支援システムに関し、特に、設計モデルを再利用する技術に関する。
　情報システムや制御システム、及びそれらのソフトウェアの設計をモデリング言語で視覚的に行う方法がある。モデリング言語としては、ＵＭＬ（Unified Modeling Language)やＳｙｓＭＬ（System Modeling Language）などが利用されている。またモデリング言語を用いたシステムの開発方法として、ＭＢＳＥ（Model-Based Systems Engineering）が提唱されている。設計、解析、計画、評価など開発に関わる検討や活動結果をモデリング言語で表現すると、その内容が視覚的に理解しやすく、関係者間で情報の伝達や共有が容易になると言われている。
　一方、開発を効率的に行うためには設計情報を再利用できることが望ましく、ＳＰＬＥ（Software Product Line Engineering）などの方法が実践されている。本願での「再利用」は設計情報に修正変更を加えて利用することを含むとする。前述したモデリング言語を用いた設計についても、再利用のための技術が検討されている。
　本技術分野の背景技術として、以下の先行技術がある。特許文献１（特開２００８－２６９２７５号）には、統一モデリング言語（ＵＭＬ）に定める画面部品と文字を組み合わせ、オブジェクト指向技術によるＵＭＬ図を作成し、このＵＭＬ図を基に開発対象となるシステムの仕様作成、設計、実装を支援するソフトウェア開発支援システムにおいて、オブジェクト指向技術によって作成されたＵＭＬ図の図形情報およびその名称や属性情報を関連付けて保存するデータベースと、前記データベースからライブラリ化対象とするＵＭＬ図をモデル情報としてディスプレイ上に表示させ、このモデル情報の一部または全部が指定されることで指定された部分のモデル情報をライブラリ化処理するライブラリ化処理部と、前記ライブラリ化処理部でライブラリ化したモデル情報にＵＭＬ図の種類名、ファイル名等を付与して前記データベースにライブラリとして保存しておく保存部と、を備えたことを特徴とするソフトウェア開発支援システムが記載されている（請求項１参照）。
　また、特許文献２（特開２０１５－０７５８７６号）には、処理を示すモジュール間の接続履歴情報が格納されたデータベースと接続され、前記モジュールを接続してデータフローを作成しプログラミングを行う図形プログラミングに係る設計支援装置であって、選択された前記モジュールの属性情報を抽出する情報抽出手段と、前記情報抽出手段により抽出された前記属性情報と、前記データベースに格納されている前記モジュール間の接続履歴情報とに基づいて、予め定めた条件を満たす、前記選択されたモジュールと前記データフローの内の他の前記モジュールとの組み合わせを抽出する組み合わせ候補生成手段とを備えることを特徴とする設計支援装置が記載されている（請求項１参照）。
特開２００８－２６９２７５号公報 特開２０１５－０７５８７６号公報
　しかし、特許文献１に記載されたソフトウェア開発支援システムでは、過去に作成したＵＭＬ図を、データをまとめるパッケージや、名前空間の単位で再利用可能なライブラリに変換してデータベースへの保存によって、パッケージや名前空間が異なる要素（ＵＭＬのクラスなど）間の接続情報が失われる恐れがある。このため、パッケージや名前空間が異なる要素を同時に再利用する際には、接続を作成する必要が生じる。また、異なるライブラリから複数の要素を再利用する際にも、それら要素の間に接続が必要な場合には、改めて接続を作成する必要が生じる。異なるライブラリから要素を再利用する場面の例としては、製品ごとに設計をライブラリ化して、再利用したい要素が複数製品の設計情報に分散しているとき、が考えられる。ここでのライブラリは、再利用情報源と言い換えることができる。
　また、特許文献２は、前述の接続に関する課題に対して関連する技術が説明されており、指定された条件に合致する履歴情報を用いて、モジュール間で接続する確率を計算し、確率の高い接続候補を提示するが、特許文献２の方法を実現するためには、設計モデル要素に付与する属性情報（入出力データの型や、製品カテゴリ情報など）を、設計間で共通に定義する必要がある。属性情報について共通の定義がなく、例えば製品間で異なる入出力データの型を用いるときには、接続候補を提示できない。
　本発明は、異なる再利用情報源の設計モデルでも効率的に再利用できる設計支援システム（設計モデル再利用システム）の提供を目的とする。
　本願において開示される発明の代表的な一例を示せば以下の通りである。すなわち、所定の演算処理を実行する演算装置と、前記演算装置がアクセス可能な記憶装置とを有する計算機によって構成される設計支援システムであって、既存の設計モデルにおいて再利用箇所の指定を受け付ける再利用箇所指定部と、前記再利用箇所として指定された範囲の前記設計モデルからモデル要素を抽出するモデル抽出部と、前記抽出されたモデル要素と接続される再利用されないモデル要素と、他の設計モデルのモデル要素との類似性を計算する類似性計算部と、前記計算された類似度と、前記再利用箇所が指定された設計モデルに含まれる接続情報と、前記他の設計モデルに含まれる接続情報とから、再利用されるモデル要素における接続候補を作成する接続候補作成部とを備える。
　本発明の一態様によれば、設計モデルを効率的に再利用できる。前述した以外の課題、構成及び効果は、以下の実施例の説明によって明らかにされる。
本発明で実現する設計モデル再利用システムの構成図である。 設計モデル再利用プログラムの機能構成、及び機能間のデータの流れを示す図である。 設計モデル再利用プログラムが実行する処理のフローチャートである。 設計データベースに記録された設計モデルの例（一部）を示す図である。 設計データベースに記録された別の設計モデルの例（一部）を示す図である。 接続情報一覧の構成例を示す図である。 要素類似性計算部が実行する処理のフローチャートである。 接続候補作成部が生成する接続候補の評価結果を示す図である。 モデル合成部が合成して出力した設計モデルの例を示す図である。
　以下、添付図面を参照して本発明の実施例として、モデリング言語で記述された設計を再利用する方法、及びその方法をソフトウェアツールとして実現した設計支援システムの一例である設計モデル再利用システムについて説明する。なお、添付図面は本発明の原理に則った具体的な実施例を示しているが、これらは本発明の理解のためのものであり、決して本発明を限定的に解釈するために用いられるものではない。また、各図において共通の構成については同一の参照番号が付されている。
　図１は、本発明で実現する設計モデル再利用システムの構成図である。
　設計モデル再利用システム１００は、コンピュータ１１０によって構成される。コンピュータ１１０は、主演算装置（ＣＰＵ）１１１と、主記憶装置（ＲＡＭ）１１２と、記憶媒体（ＲＯＭ）１１３と、補助記憶装置（ハードディスク、不揮発半導体記憶装置など）１１４と、入力装置（キーボードやポインティングデバイスなど）１３０と、表示装置（ディスプレイ、プリンタなど）１４０とを有する。
　本実施例の設計モデル再利用システムを実現するソフトウェアは、設計モデル再利用プログラム１２０として、コンピュータ１１０のＲＯＭ１１３に格納されており、コンピュータ１１０のＣＰＵ１１１は、設計モデル再利用プログラム１２０によって規定された処理を、ＲＡＭ１１２を一時記憶として利用しながら実行する。なお、ＣＰＵ１１１がプログラムを実行して行う処理の一部を、他の演算装置（例えば、ＡＳＩＣ、ＦＰＧＡ等のハードウェア）で実行してもよい。
　設計モデルの情報は、コンピュータ１１０上のハードディスク１１４にファイルとして格納されている。ユーザは、キーボードなどの入力装置１３０を使って、設計モデル再利用プログラム１２０を操作する。ユーザによる操作は、データの直接入力や、ハードディスク１１４に格納された設定ファイルの指定などがある。設計モデル再利用プログラム１２０による処理の結果は、ディスプレイなどの表示装置１４０への表示や、ハードディスク１１４へのデータファイル形式での書き込みとして出力される。別の例として、設計モデル再利用プログラム１２０による出力は、図示しない外部コンピュータへのネットワークを介した出力、ＣＤ－ＲＯＭなどの外部記憶媒体へのデータファイル形式での書き込みでもよい。また、他のプログラムも設計モデル再利用プログラム１２０と同様に扱われ、ＣＰＵ１１１がその他のプログラム実行し、出力してもよい。
　ＣＰＵ１１１が実行するプログラムは、リムーバブルメディア（ＣＤ－ＲＯＭ、フラッシュメモリなど）又はネットワークを介して設計モデル再利用システム１００に提供され、非一時的記憶媒体である不揮発性の補助記憶装置であるハードディスク１１４に格納される。このため、設計モデル再利用システム１００は、リムーバブルメディアからデータを読み込むインターフェースを有するとよい。
　設計モデル再利用システム１００は、物理的に一つの計算機上で、又は、論理的又は物理的に構成された複数の計算機上で構成される計算機システムであり、複数の物理的計算機資源上に構築された仮想計算機上で動作してもよい。例えば、設計モデル再利用プログラム１２０を複数の構成部分に分けて、各構成部分が別個の物理的又は論理的計算機上で動作するものでも、複数が組み合わされて一つの物理的又は論理的計算機上で動作するものでもよい。
　図２は、ＲＯＭ１１３に格納された設計モデル再利用プログラム１２０の機能構成、及び機能間のデータの流れを示す図である。
　再利用箇所指定部２１は、設計モデル再利用システム１００のユーザが入力した再利用指定情報２０を入力として受け取る。再利用指定情報２０は、設計データベース２６に記録された設計モデルから、再利用する要素が選択された情報である。この設計モデルは複数のモデル要素から構成されており、後述するように、モデル要素は、機能ブロックと物理ブロックとブロック間を接続するフローを含む。設計データベース２６は、ハードディスク１１４、又はコンピュータ１１０が接続されたネットワーク上に配置されたサーバに構築される。モデル抽出部２２は、再利用箇所指定部２１が再利用指定情報２０から生成した再利用条件を受け取り、設計データベース２６から再利用するモデル要素を、接続情報を保ったまま抽出する。要素類似性計算部２３は、モデル抽出部２２からモデル要素を受け取り、また設計データベース２６からモデル抽出部２２が抽出しなかったモデル要素を取得し、両者の要素間で類似性を計算する。接続候補作成部２４は、要素類似性計算部２３が計算したモデル要素間の類似性と、設計データベース２６に記録されモデル抽出部２２が抽出していない接続情報とから、モデル抽出部２２が抽出したモデル要素間で必要な可能性が高いと判断した接続を「接続候補」として生成する。これは設計データベース２６に記録された接続を別の設計モデルで、接続先や接続元が異なる接続に作り変える作業である。以降ではこの作業を「接続の再構成」と表現する場合がある。モデル合成部２５は、モデル抽出部２２が抽出した１ないし複数のモデル要素と、接続候補作成部２４が生成した接続候補とから、一式の設計モデルを合成して、設計モデル２７として出力する。ユーザは、この設計モデル２７に修正変更を加えて、設計作業を行うことができる。
　図３は、設計モデル再利用プログラム１２０が実行する処理のフローチャートである。
　処理を開始後、ステップ３１にて、再利用箇所指定部２１はユーザからの再利用指定情報２０の入力を受け付ける。再利用箇所指定部２１は、再利用指定情報２０が入力されると、再利用条件の情報に変換する。次にステップ３２にて、モデル抽出部２２は、再利用条件に基づき設計データベース２６からモデル要素を抽出する。次にステップ３３にて、要素類似性計算部２３は、モデル抽出部２２が抽出したモデル要素に対して、モデル抽出部２２が抽出しなかったモデル要素との類似性を計算する。次にステップ３４にて、接続候補作成部２４は、接続候補の情報を生成する。次にステップ３５にて、モデル合成部２５は、モデル抽出部２２が抽出したモデル要素と、接続候補作成部２４が生成した接続候補情報とから設計モデルを合成し、設計モデル２７として出力する。以上で処理を終了する。
　以下では設計モデルの例を用いて、設計モデル再利用システム１００の働きを示す。
　図４は、設計データベース２６に記録された設計モデルの例（一部）を示す図である。
　設計モデルはＵＭＬのクラスを拡張した要素と当該要素の間の接続で構成される。図示した設計モデルは、あるシステムのアーキテクチャを示す。この設計モデルは、表示装置１４０に表示される。
　機能ブロック４１、４２は設計対象の機能を示しており、機能ブロック４１が「制御演算」機能であり、機能ブロック４２が「電流出力」機能である。機能ブロック４１から機能ブロック４２の間はフローで接続されており、フローの内容は「目標電流」である。フローはデータや信号、エネルギーの流れを示す線である。
　物理ブロック４３、４４、４５は設計対象を構成する物理要素、すなわちハードウェア（電気・電子回路など）又はソフトウェアの部品を示しており、物理ブロック４３が「制御ソフトウェア」、物理ブロック４４が「回路Ａ」、物理ブロック４５が「パワーモジュールＸ」である。物理ブロック４３から物理ブロック４４の間、及び物理ブロック４４から物理ブロック４５の間はフローで接続されており、フローの内容はそれぞれ「回路制御信号」「素子制御信号」である。
　前述したように、システムのアーキテクチャを機能構成（論理構成）と物理構成に分けて設計する方法は一般的に採用されている。
　また、機能ブロック４１から物理ブロック４３、及び機能ブロック４２から物理ブロック４４、４５の間には、割当て線が引かれている。割当て線は、機能が物理要素に割り当てられること、物理要素が機能を実現していることを示す線である。図４では、電流出力機能は、回路ＡとパワーモジュールＸに割り当てられていることが分かる。
　図５は、図４とは別のシステムに関する設計モデルの例（一部）を示す図であり、設計データベース２６に記録されるものである。
　機能ブロック５１、５２、５３は、それぞれ「電流出力」機能、「電流計測」機能、「過電流検出」機能である。機能ブロック５２から５３の間はフローで接続されており、フローの内容は「電流計測値」である。
　物理ブロック５４、５５、５６、５７はそれぞれ「回路Ｂ」「パワーモジュールＹ」「電流計測ソフトウェア」「過電流検出ソフトウェア」である。物理ブロック５４から５５、５５から５６、及び５６から５７の間はフローで接続されており、フローの内容はそれぞれ「素子制御信号」「電流計測信号」「電流計測値」である。
　機能ブロック５１から物理ブロック５４、５５の間、機能ブロック５２から物理ブロック５６の間、及び機能ブロック５３から物理ブロック５７の間は、割当て線で接続されている。
　図６は、本実施例の接続情報一覧６０の構成例を示す図である。
　接続情報一覧６０は、図５に示す設計モデルに含まれる接続情報を表形式で表したものである。１行が一つの接続に対応している。列は左から、接続ＩＤ、接続の起点となるブロック（接続元）、接続の終点となるブロック（接続先）、線種、接続線の内容を含む。接続元と接続先とは要素の名前が記述されるが、ブロックに割り当てられた要素ＩＤ（図に未記載）を記述してもよい。線種は、ここでは「割当て」と「フロー」のどちらかが記述される。接続線の内容は、線種がフローのときはフローの内容であり、線種が割当てのときは空である。接続情報一覧６０の内容を説明すると、１行目には機能ブロック５２から機能ブロック５３への接続の情報が記述されており、各列の値は、接続ＩＤはＣ１１、接続元は「電流計測」、接続先は「過電流検出」、線種はフローで、接続線の内容は「電流計測値」である。接続情報一覧６０は、図６に記載の列以外の項目を含んでもよい。図４の設計モデルについても、接続情報一覧６０と同様のデータが存在する。
　設計モデル再利用システム１００では、表示装置１４０に表示された設計モデルの図から再利用指定情報２０を視覚的に選択できるようにしている。いま、設計モデル再利用システム１００のユーザが、再利用指定情報２０として、図４に示す設計モデルから機能ブロック４１、４２、及び物理ブロック４３、４４、４５を指定し、図５に示す設計モデルから機能ブロック５２、５３、及び物理ブロック５６、５７を選択したとする。再利用指定情報２０から変換される再利用条件は、選択されたブロックに割り当てられた要素ＩＤとなる。モデル抽出部２２は、再利用条件に含まれる要素ＩＤに従って、設計データベース２６から要素ＩＤが合致するブロックの情報を抽出する。また、抽出されたブロック間に引かれている接続線の情報を抽出する。抽出されたブロック及び接続線の情報が、再利用されるモデル要素となる。
　図７は、要素類似性計算部２３が実行する処理のフローチャートであり、図３におけるステップ３３の詳細を示す。
　処理の開始後、ステップ７１にて、再構成の有無を評価する接続線を選定する。再構成を行う可能性がある接続は、モデル抽出部２２が設計データベース２６から抽出しなかった接続である。このような接続は、接続情報一覧６０のうち、Ｃ１２、Ｃ１３、Ｃ１４、Ｃ１７、Ｃ１８である。さらに、ここでは、これらの接続のうち、接続先か接続元の要素がモデル抽出部２２により抽出されているものを残す。残される接続は、Ｃ１４とＣ１８である。
　ステップ７２から７３は、ステップ７１で選定された接続情報のそれぞれについて実施する。ステップ７２にて、接続に関する情報のうち、接続元と接続先のどちらかの要素１について、モデル抽出部２２が設計データベース２６から抽出した設計モデルの中で、モデル抽出部２２が設計データベース２６から抽出しなかった方の要素（接続元又は接続先）を要素１として、他の設計モデルに属する要素２との間で比較対象の要素の属性（例えば、名前）の類似度を計算する。
　要素１と要素２の類似度は、自然言語解析を用いて要素の名前を形態素に分け、を計算する。例えば、一致した形態素の数÷組合せにおける形態素数を計算する。具体的には、接続Ｃ１４の接続先「回路Ｂ」と、物理ブロック４４「回路Ａ」を挙げる。これらの名前を形態素解析すると、「回路」「Ｂ」、及び「回路」「Ａ」に分解され、四つの形態素のうち、二つの「回路」が一致する。類似度は、一致した形態素の数÷組合せにおける形態素数で計算し、２÷４＝０．５となる。類似度計算の方法は、ジャロ・ウィンクラー距離などの他の方法を用いてもよい。また類似度を計算する対象として、入出力インターフェース名やインターフェースの仕様など要素名以外の属性情報を用いてもよい。
　ステップ７３では、類似度を計算した要素２のうち、類似度が最も高いものを選定する。類似度に閾値を設定し、類似度が最も高い要素２が閾値以下の場合には、該当なしと判定してもよい。また、類似度が上位の複数の要素２をユーザに提示し、ユーザが一つを選択する方式でもよい。
　例えば、図４、図５に示す設計モデルでは、接続Ｃ１４は接続先である物理ブロック５４「回路Ｂ」と、接続Ｃ１８の接続元である物理ブロック５４「回路Ｂ」が要素１となる。また、図４に示す設計モデルの物理ブロック４３、４４、４５が要素２の候補となり、要素１と種類が同じ機能ブロック及び物理ブロックが要素２として選定される。
　図８に示す評価結果表８０は、要素類似性計算部２３が図４、図５に示す設計モデルに対して、図７のフローに沿って処理を行って生成したデータを示す。比較対象要素には、物理ブロックである制御ソフトウェア４３、回路Ａ４４、パワーモジュールＸ４５が記述される。各要素の名前の類似度を計算した結果、接続Ｃ１４の接続先には回路Ａが選定され、Ｃ１８の接続元にも回路Ａが選定され、選定欄にチェックがされる。
　接続候補作成部２４は、評価結果表８０に基づいて、接続候補の情報を作成する。接続Ｃ１４の接続先を回路Ｂから回路Ａに変更し、接続Ｃ１８の接続元を回路Ｂから回路Ａに変更して、接続候補とされる。
　なお、接続候補毎を先に選定して接続元及び接続先の類似度を計算するのではなく、接続元及び接続先を先に選定して接続候補毎に類似度を計算してもよい。
　以上で処理を終了する。
　図９は、モデル合成部２５が合成して出力した設計モデル２７の例を示す図である。
　接続候補９１は、機能ブロック５２から物理ブロック４４に結ばれた割当て線であり、これは接続Ｃ１４を再構成したものである。接続候補９２は、物理ブロック４４から物理ブロック５６に結ばれたフローであり、内容は「電流計測信号」である。これは接続Ｃ１８を再構成したものである。
　図９では確定している接続は実線、接続候補９１及び９２は破線で表示され、両者が視覚的に区別できるようにディスプレイなどの表示装置１４０へ表示される。このように、接続候補は線の形や色などが別の態様で区別可能に表示される。接続線の内部情報は、その線が確定したものか候補かの情報を含み、設計モデル再利用プログラム１２０は、その情報を用いて接続候補の表示を制御する。また、設計モデル再利用プログラム１２０は、ユーザが接続候補を確定する操作（例えば、接続候補線のコンテキストメニューから確定させるなど）を受け付ける。ユーザは、接続候補が必要であると判断したら確定の操作を行い、不要と判断したら接続候補を削除する操作を行う。再構成した接続は、入出力インターフェースと合致しない場合、ユーザは要素のインターフェースか、接続の内容を変更してもよい。また、一つの接続元と接続先の間に複数の接続候補がある場合、一つの接続候補を選択すると、他の選択候補が消えるように表示するとよい。
　以上により、図４と図５に示す設計モデルから再利用のために選定した要素間に必要な接続を新たに作成する作業が軽減されるため、設計モデルを効率的に再利用できる。
　以上に説明したように、本発明の実施例の設計支援システムは、既存の設計モデルにおいて再利用箇所の指定を受け付ける再利用箇所指定部２１と、再利用箇所として指定されたモデル要素を既存の設計モデルから抽出するモデル抽出部２２と、抽出されたモデル要素と接続される再利用されないモデル要素と、他の設計モデルのモデル要素との類似性を計算する類似性計算部と、計算された類似度と、再利用箇所が指定された設計モデルに含まれる接続情報と、前記他の設計モデルに含まれる接続情報とから、再利用されるモデル要素における接続候補を作成する接続候補作成部２４とを備えるので、異なる再利用情報源から設計モデル要素を再利用する場合において、設計モデル要素の属性情報についての共通定義がなくても、接続候補を提示できる。これにより、再利用した要素間の接続有無の検討や、接続をつける作業を効率的に行うことができ、設計モデルを効率的に再利用できる。
　また、抽出されたモデル要素と作成された接続候補とを合成して、新たな設計モデルを作成するモデル合成部２５を備えるので、設計モデルを再利用した新たな設計モデルを効率的に作成できる。
　また、要素類似性計算部２３は、接続元又は接続先が前記抽出されたモデル要素でない接続について、当該接続元又は接続先の属性と他の設計モデルのモデル要素の属性との類似性を計算するので、類似するモデル要素を他の設計モデルから的確に選択でき、設計モデルを効率的に再利用できる。
　また、確定している接続と接続候補とを別の態様で表示するので、確定していない接続をユーザに分かりやすく提示できる。
　また、接続元と接続先との間の接続に複数の接続候補がある場合、一つの接続候補を選択すると、他の選択候補が消えるように表示するので、選択可能な接続候補のみをユーザに分かりやすく提示できる。
　なお、本発明は前述した実施例に限定されるものではなく、添付した特許請求の範囲の趣旨内における様々な変形例及び同等の構成が含まれる。例えば、前述した実施例は本発明を分かりやすく説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに本発明は限定されない。また、ある実施例の構成の一部を他の実施例の構成に置き換えてもよい。また、ある実施例の構成に他の実施例の構成を加えてもよい。また、各実施例の構成の一部について、他の構成の追加・削除・置換をしてもよい。
　また、前述した各構成、機能、処理部、処理手段等は、それらの一部又は全部を、例えば集積回路で設計する等により、ハードウェアで実現してもよく、プロセッサがそれぞれの機能を実現するプログラムを解釈し実行することにより、ソフトウェアで実現してもよい。また構成上同一の機能が複数存在する場合、各機能を実現するハードウェア或いはソフトウェアは別個に実装されていても良いし、実装された一つのハードウェア或いはソフトウェアを時間多重で使用して複数の処理を行っても良い。また構成上単一の機能であっても、同一の機能を持つ複数のハードウェア或いはソフトウェアを用いて分散処理を行ってもよい。
　各機能を実現するプログラム、テーブル、ファイル等の情報は、メモリ、ハードディスク、ＳＳＤ（Ｓｏｌｉｄ　Ｓｔａｔｅ　Ｄｒｉｖｅ）等の記憶装置、又は、ＩＣカード、ＳＤカード、ＤＶＤ等の記録媒体に格納することができる。
　また、制御線や情報線は説明上必要と考えられるものを示しており、実装上必要な全ての制御線や情報線を示しているとは限らない。実際には、ほとんど全ての構成が相互に接続されていると考えてよい。
２０　再利用指定情報、２１　再利用箇所指定部、２２　モデル抽出部、２３　要素類似性計算部、２４　接続候補作成部、２５　モデル合成部、２６　設計データベース、２７　設計モデル、１００　設計モデル再利用システム、１１０　コンピュータ、１１１　主演算装置（ＣＰＵ）、１１２　主記憶装置（ＲＡＭ）、１１３　記憶媒体（ＲＯＭ）、１１４　補助記憶装置（ハードディスク）、１２０　設計モデル再利用プログラム、１３０　入力装置、１４０　表示装置

Claims (6)

  1. 　所定の演算処理を実行する演算装置と、前記演算装置がアクセス可能な記憶装置とを有する計算機によって構成される設計支援システムであって、
    　既存の設計モデルにおいて再利用箇所の指定を受け付ける再利用箇所指定部と、
    　前記再利用箇所として指定された範囲の前記設計モデルからモデル要素を抽出するモデル抽出部と、
    　前記抽出されたモデル要素と接続される再利用されないモデル要素と、他の設計モデルのモデル要素との類似性を計算する類似性計算部と、
    　前記計算された類似度と、前記再利用箇所が指定された設計モデルに含まれる接続情報と、前記他の設計モデルに含まれる接続情報とから、再利用されるモデル要素における接続候補を作成する接続候補作成部とを備える設計支援システム。
  2. 　請求項１に記載の設計支援システムであって、
    　前記抽出されたモデル要素と前記作成された接続候補とを合成して、新たな設計モデルを作成するモデル合成部を備える設計支援システム。
  3. 　請求項１に記載の設計支援システムであって、
    　前記類似性計算部は、接続元又は接続先が前記抽出されたモデル要素でない接続について、当該接続元又は接続先の属性と他の設計モデルのモデル要素の属性との類似性を計算する設計支援システム。
  4. 　請求項１に記載の設計支援システムであって、
    　確定している接続と接続候補とを別の態様で表示する設計支援システム。
  5. 　請求項１に記載の設計支援システムであって、
    　前記接続元と前記接続先との間の接続に複数の接続候補がある場合、一つの接続候補を選択すると、他の選択候補が消えるように表示する設計支援システム。
  6. 　既存の設計モデルの再利用を可能とする設計支援システムが実行する設計支援方法であって、
    　前記設計支援システムは、所定の演算処理を実行する演算装置と、前記演算装置がアクセス可能な記憶装置とを有する計算機によって構成され、
    　前記設計支援方法は、
    　既存の設計モデルにおいて再利用箇所の指定を受け付ける再利用箇所指定処理と、
    　前記再利用箇所として指定された範囲の前記設計モデルからモデル要素を抽出するモデル抽出処理と、
    　前記抽出されたモデル要素と接続される再利用されないモデル要素と、他の設計モデルのモデル要素との類似性を計算する類似性計算処理と、
    　前記計算された類似度と、前記再利用箇所が指定された設計モデルに含まれる接続情報と、前記他の設計モデルに含まれる接続情報とから、再利用されるモデル要素における接続候補を作成する接続候補作成処理とを含む設計支援方法。
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