JPH01310471A - 設計支援装置及び設計支援方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、計算機を用いる設計支援に係り、特に、設計
パラメータの決定方法，決定順序の変更が頻繁に行われ
製品の設計にも適用可能な設計支援装置，設計支援方法
及び該装置を用いる訓練方法に関する。

［従来の技術］ 従来知られている設計支援装置には、大別して、問題向
き専用装置と，汎用装置の２種類がある。

問題向き専用装置は，設計方法が概ね確定した製品分野
で用いられ，製品仕様の入力に対して、設計パラメータ
を自動的に決定できるものである。

この問題向き専用装置においては、設計パラメータを自
動的に決定するため、設計パラメータの決定方法及び決
定順序（設計手順と総称する）が、例えば、計算機プロ
グラムや電気回路として静的に記述されている。

一方、汎用装置は、設計対象が、例えば、幾何モデル等
としてデータ化され、そのデータを内部に有するが、設
計手順に関するデータを特に有していないものであり、
設計手順に関しては設計者に任されているものである。

なお、設計支援装置の問題向き専用装置に関する従来技
術として、例えば、ザ　エム　アイ　ティー　プレス（
Ｔｈｅ　　Ｍ　Ｉ　Ｔ　　Ｐｒｅｓｓ）　　（１９６５
）に記載の論文「ストレス，ストラクチュラル　エンジ
ニアリング　システム　ソルバー，ア　ユーザース　マ
ニュアル」　（ＳＴＲＥＳＳ，Ｓｔｒｕｃｔｕｒａｌ　
　Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ　　Ｓｙｓｔｅｍ　　５ａｌ
ｖｅｒ、Ａ　　　Ｕｓｅｒ’ｓ　　Ｍａｎｕａｌ）、精
密機械４３．３（１９７６）に記載の論文「板金構造部
品用ＣＡＤ／ＣＡＭシステムの開発」等に記載された技
術が知られており、また、汎用装置に関する従来技術と
して、例えば、日立評論　第６５巻第３号に記載の論文
「幾何モデリングシステム”ＨＩＣＡＤ”の開発」等に
記載された技術が知られている。

［発明が解決しようとする課題］ 前述した従来技術は、それぞれ次のような問題点を有し
ている。

問題向き専用装置は、設計手順に関する情報を静的に記
述した状態で有しているため、設計途中において設計手
順を動的に変更することができないという問題点を有し
、さらに、設計技術の向上や製品自体の構造的な変更に
よる設計手順の変化に、容易には応じられないという問
題点を有している。

一方、汎用装置は、そのシステム内に設計手順データを
持たないため設計者の意図に従って柔軟な設計を行うこ
とができるという利点を有する反面、機械的に決定可能
な設計パラメータについても、設計者が設計手順を意識
しながらシステムの操作を、多くの場合対話的に行う必
要があり、自動化の範囲が狭いという問題点を有してい
る。

さらに、前記いずれの設計支援装置も、これらの装置を
用いた場合の設計手順が明示的なデータとなっていない
ため、熟練者の設計技術を、未熟な設計者が容易に受は
継ぐことができないという問題点を有している。

本発明の目的は、前述した従来技術の問題点を解決し、
設計手順を動的に変更可能な設計支援装置及び設計支援
方法を提供することにあり、さらに、熟練者の行った設
計手順を他の設計者が参照可能とした設計訓練方法を提
供することにある。

［課題を解決するための手段］ 本発明によれば、前記目的は、設計支援装置において、
設計対象に関するデータと設計手順データとをそれぞれ
保持する第１及び第２のメモリと、第２のメモリを動的
に追加、削除、変更することのできる編集手段を備える
ことにより達成され、さらに、全ての設計パラメータが
最終的に決定される迄の設計手順データの参照と操作者
とのデータ授受に関する履歴を貯えるメモリを備えるこ
とにより達成される。

［作用コ 前記編集手段は、設計支援装置の操作者からの指示に基
づいて、第２のメモリに対して、その内容を追加、削除
、変更等を動的に行うことにより、第２のメモリ内の設
計手順の編集を行う。これにより、操作者は、設計手順
を動的に変更しながら設計を進めることができる。

また、操作者の行った設計手順は、設計パラメータ決定
履歴として第３のメモリに格納される。

この設計パラメータ決定履歴は、読出して表示すること
ができ、これにより、熟練者の設計手順を知ることがで
きるとともに、この設計手順と非熟練者である操作者の
設計手順とを同時に表示して操作者が比較することがで
きる。非熟練者は、これにより、設計技術の訓練を行う
ことができる。

［実施例コ 以下、本発明による設計支援装置の一実施例を図面によ
り詳細に説明する。

第１図は本発明の一実施例の構成を示すブロック図、第
２図は設計対象と設計パラメータの例を説明する図、第
３図は設計手順データの表示例を説明する図、第４図は
設計手順データの編集を説明する図、第５図（イ）、（
ロ）、（ハ）は設計手順データが無い設計パラメータに
対する動作を説明する図、第６図は設計パラメータ決定
履歴の例を説明する図、第７図は第３のメモリの内容例
を説明する図である。第１図〜第５図において、１０は
設計支援装置、１１は第１のメモリ、１２は第２のメモ
リ、１３は第３のメモリ、１４はデータ入力装置、１５
は情報処理装置、１６はデータ編集手段、１７は文字図
形出力装置、１８は図形指示装置、２ｏは設計対象、２
１は設計パラメータ、２２は設計手順データ、２３は初
期値、２４は決定値、２５は割り込み信号、２６は入力
要求情報である。

本発明による設計支援装置１０は、第１図に示すように
、第１のメモリ１１、第２のメモリ１２、第３のメモリ
１３、情報処理装置１５、データ編集手段１６を備えて
構成され、さらに、データ入力装置１４、文字図形出力
装置１７、図形指示装置１８が接続されている。第１の
メモリ１１及び第２のメモリ１２は、夫々、設計対象２
０及び該設計対象２０の決定要件である設計パラメータ
２１を導出するための設計手順データ２２を貯えている
。

いま、データ入力装置１４より、設計パラメータ２１の
一部または全部についてその初期値２３を入力すると、
情報処理装置１５は、初期値２３と設計手順データ２２
に基づいて、第２のメモリ１１内の設計対象２０に関す
る全設計パラメータ２１の決定値２４を導出し、この決
定値２４により、第２のメモリ１１内の設計対象２０の
全設計パラメータを決定する。設計支援装置１０の操作
者は、このパラメータの決定途中において、データ編集
手段１６、文字図形出力装置１７、図形指示装置１８を
用いて第２のメモリ１２内の設計手順データ２２の編集
を行うことができる。この編集の際、データ編集手段１
６は、情報処理装置１５に対して割り込み信号２５を送
り、パラメータ値導出処理を中断させる。文字図形出力
装置１７は、前述の処理において、設計パラメータ２１
の決定状況及び第２のメモリ１２内の設計手順データ２
２を図化して出力することと、図形指示装置１８による
設計手順データ２２の追加変更箇所の指示のために用い
られる。

パラメータ値導出処理において、ある設計パラメータの
値が必要であるにもかかわらず、その初期値またはパラ
メータを決定するための設計手順データ２２が与えられ
ていないとき、情報処理装置１５は、処理を中断し文字
図形出力装置１７を通して、操作者に入力要求情報２６
を送る。パラメータ値導出処理は、操作者がその設計パ
ラメータの値をデータ入力装置１４から入力するか、第
２のメモリ１２内に設計手順データ２２をデータ編集手
段１６より追加することにより再開される。

第３のメモリ１３は、設計パラメータ２１が最終的に決
定される迄の履歴、すなわち、設計パラメータ決定履歴
２７を、パラメータ値導出処理中に、順次記録している
。この設計パラメータ決定履歴２７内の各種データは、
編集手段１６、情報処理装置１５に転送され、新たな製
品の設計手順データ、設計パラメータの初期値として使
用できる。また、この設計パラメータ決定履歴２７は、
操作者の要求に応じて第３のメモリ１３から読出され１
文字図形出力装置１７に出力され、設計者自身が自らの
操作の確認のために利用することができ、また、他の設
計者、例えば、非熟練設計者等が、設計技術の訓練を行
う際の教材として利用することができる。

以下、本発明の動作を具体例によりさらに詳細に説明す
る。

まず、第１のメモリ１１内に格納されている設計対象２
ｏと設計パラメータ２１の例を第２図により説明する。

第１のメモリ１１は、例えば、ＣＡＤシステムの図形デ
ータベースであり、また、設計パラメータ２１は、ＣＡ
Ｄシステムのパラメトリック図形定義機能を用いて定義
された図形データとして実現される。第２図に示す図形
は、設計対象２０の形状例を示すもので、その形状は、
図示の寸法ａ〜ｇの値を定義することにより決定できる
。このため、この図形における各所の寸法ａ−’−ｇが
設計パラメータ２１に相当することになる。

次に、設計手順データ２２の例について説明する。

１つの設計手順データ２２は、例えば、設計パラメータ
２１の集合（添え字ｊで示される）を入力として、設計
パラメータ２１の集合（添え字ｉで示される）を出力す
る関数的な処理を示すものであり、関数をＰＫとすれば
、 設計パラメータ１＝ＰＫ（設計パラメータｊ）但し、ｌ
＋に＋Ｊは整数 として表わすことができる。

全ての処理Ｐ６のそれぞれの入出力パラメータの共通な
ものを結び付け、さらに、入力から出力への向きを考え
ると、設計手順データ２２は、全体で１つ以上の有向グ
ラフとなる。有向グラフのノードは、設計パラメータ２
１または処理ＰＫである。また、設計パラメータ２１の
ノードには、そのパラメータが決定済みであるか否かを
示す状態フラグが必要である。

第３図は、このような設計手順データ２２を、例えば、
ＣＲＴを用いたグラフィックデイスプレィによる文字図
形出力装置１７の画面上に表示した例である。この第３
図において、ａ　””−ｇは、第２図に示す寸法に相当
する設計パラメータ２１であり、これらを囲む円は、設
計パラメータ２１のノートを示しており、Ｐ工〜Ｐ、は
、前述の関数ＰＫであり、これらを囲む矩形は、設計パ
ラメータ２１の決定処理のノードを示している。また、
矢印付きの結線は、設計パラメータ２１の決定順序を、
斜線が施しである円は、その中の設計パラメータが決定
済みであることを表わしており、それ以外は、未決定の
設計パラメータである。この設計パラメータの決定済み
か否かの表示は、パラメータ値決定処理中、操作者から
の要求により、あるいは、予め定めた所定の条件、例え
ば、一定数のパラメータ値が決定されたとき、特定のパ
ラメータの値が決定されたとき等に行われる。また、こ
のとき、決定されたパラメータの値を表示することもで
きる。

未決定のパラメータｅが、決定済みのパラメータｂｒｇ
に対し、処理Ｐ２を施すことにより、未決定のパラメー
タＣが求められ、さらに、求められたパラメータＣと決
定済みのパラメータｄに対し、処理Ｐ、を施すことによ
り、未決定のパラメータｆが求められることを示してい
る。

次に、文字図形出力装置１７、図形指示装置１８を用い
て、設計手順データ２２の編集を行う場合の動作を第４
図により説明する。図形指示装置１８は、例えば、図形
表示装置のセグメントバッファと、マウス、スタイラス
等の座標入力装置の組合わせにより実現することが可能
である。

第４図は、第３図により説明した設計手順データ２２に
対して、点線で囲まれた部分を追加して設計手順データ
２２を編集する例である。この場合、操作者がデータ入
力装置１４より編集開始の指示を行うと、データ編集手
段１６は、情報処理装置１５に対して割り込み信号２５
を送り、パラメータ値導出処理を一時中断させる。その
後、操作者は、データ入力装置１４より、処理Ｐ４生成
の指示を入力し、また、図形指示装置１８により、設計
パラメータｇ＋ｆを指示し、処理Ｐ４との結線を行うこ
とにより、追加作業を行う。この場合の処理Ｐ４は、パ
ラメータｆ、ｇにより、パラメータｇの値を修正する処
理を示す例である。

次に、第２のメモリ１２内に設計パラメータを求めるた
めの設計手順が無い場合に、そのパラメータの値を必要
とする処理を行うときの動作を、第５図（イ）〜第５図
（ハ）により説明する。

第５図（イ）において、情報処理装置１５が、パラメー
タＣ及びｄを用い、処理Ｐ３によりパラメータｆを決定
しようとする場合に、設計パラメータｄの値が未決定で
、しかも、その設計パラメータｄのための設計手順デー
タも定義されていないものとする。このような場合、情
報処理装置１５は、文字図形出力装置１７よりデータの
入力要求情報２６を出力する。この場合、情報処理装置
１５は、パラメータｄの値の直接の入力、あるいは、パ
ラメータｄの決定方法の入力を求める。

第５図（ロ）は、操作者がデータ入力装置１４より設計
パラメータｄの値を入力することにより、処理Ｐ３の実
行が可能となった状態を示しており、第５図（ハ）は、
データ編集手段１６を用いて、設計パラメータｄに関す
る設計手順データの処理Ｐ４を追加して設計パラメータ
ｄの決定が可能になった状態を示している。

次に、第３のメモリ１３に格納される設計パラメータ決
定履歴２７の例について説明する。

第６図は、１つの設計パラメータ２１について、したテ
ーブルを示している。この例では、設計パラメータｆの
初期値１００．０を操作者が入力し、最終的に、設計パ
ラメータＣの７番目の値と、設計パラメータｄの４番目
の値とを用いた処理Ｐ、によって、設計パラメータｆの
最終の決定値１２１．０が得られたことを示している。

第３のメモリ１３内に、設計パラメータ２１のそれぞれ
について、前述と同様なテーブルを記憶させることによ
り、設計パラメータ決定履歴２７を実現することができ
る。

次に、本発明による設計支援装置１０を用いた設計技術
訓練方法について説明する。

第７図は、熟練者と非熟練者とが、それぞれ、同一の設
計対象を設計した場合に、その結果として得られた２つ
の設計パラメータ決定履歴２７から、熟練設計者による
設計手順データ７１と、非熟練設計者による設計手順デ
ータ７２をそれぞれ再現し、文字図形出力装置１７の同
一画面上に並列に表示した例を示している。非熟練者は
、自らの作業履歴である非熟練設計者による設計手順デ
ータ７２を、熟練設計者による設計手順データ７１と比
較することによって、自己の設計技術を高めることがで
きる。この場合、熟練、非熟練の両者の差を画面上で容
易に比較検討することができる［発明の効果］ 以上説明したように、本発明によれば、設計パラメータ
の決定法、決定順序を動的に変更可能であり、設計方法
が確定していないような未成熟分野における製品の設計
支援を可能とすることができるという効果を有し、さら
に、熟練設計者による設計パラメータの実際の決定履歴
を保存して、未熟な設計者の訓練教材として利用できる
という効果を有する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の構成を示すブロック図、第
２図は設計対象と設計パラメータの例を説明する図、第
３図は設計手順データの表示例を説明する図、第４図は
設計手順データの編集を説明する図、第５図（イ）、（
ロ）、（ハ）は設計手順データが無い設計パラメータに
対する動作を説明する図、第６図は設計パラメータ決定
Ｍａの例を説明する図、第７図は第３のメモリの内容例
を説明する図である。 １ｏ・・・・・・設計支援装置、１１・・・・・・第１
のメモリ、１２・・・・・第２のメモリ、１３・・・・
・・第３のメモリ、１４・・・・・データ入力装置、１
５・・・・・・情報処理装置、１６・・・・・データ編
集手段、１７・・・・・・文字図形出力装置、１８・・
・・・図形指示装置。 第１図 １８図形８示談１ 第２図 第４図 を 第５図 （イ少 第５図 （ロ） 肩１７ 第５図 （１つ 第６図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、設計対象に関するデータを格納する第１のメモリと
   、該設計対象の決定要件である設計パラメータについて
   、その決定方法と決定順序とを示す設計手順データを格
   納する第２のメモリと、データ入力装置と、該データ入
   力装置から入力される前記設計パラメータの初期値及び
   前記第２のメモリ内の設計手順データを参照して設計パ
   ラメータの全ての値を決定するパラメータ値導出処理を
   行い、さらに、この決定された設計パラメータ値により
   、前記第１のメモリ内の設計対象のデータを変更し設計
   対象を決定する情報処理装置と、該情報処理装置による
   パラメータ値導出処理の実行を一時中断して、前記第２
   のメモリ内の設計手順データを変更するデータ編集手段
   とを備えることを特徴とする設計支援装置。 ２、前記設計手順データを所定の形式で図化して出力す
   る文字図形出力装置と、該文字図形出力装置に出力され
   た設計手順データの、データ編集手段による編集対象と
   なる部分を指示する図形指示装置とを、さらに備えるこ
   とを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の設計支援装
   置。 ３、前記パラメータ値導出処理において、前記パラメー
   タの初期値が与えられておらず、かつ、該初期値を求め
   るための設計手順データが第２のメモリ内に格納されて
   いない設計パラメータの値を必要とするとき、前記情報
   処理装置は、パラメータ値導出処理を一時中断し、前記
   文字図形出力装置より所定の入力要求情報を出力し、前
   記必要とされる設計パラメータの値が前記データ入力装
   置より入力されるか、あるいは、必要とされる設計パラ
   メータを求めるための設計手順データが前記データ編集
   手段により追加されたときに、中断していたパラメータ
   値導出処理を再開することを特徴とする特許請求の範囲
   第１項または第２項記載の設計支援装置。 ４、前記情報処理装置は、前記パラメータ値導出処理の
   実行中、前記第１のメモリ内の設計対象に関する全ての
   または予め指定された設計パラメータのそれぞれが決定
   済みであるか否かを表わす情報を、操作者からの要求に
   より、または、１乃至複数の子め定められた数の前記設
   計パラメータの値が決定される度に、前記文字図形出力
   装置より所定の形式で出力することを特徴とする特許請
   求の範囲第１項、第２項または第３項記載の設計支援装
   置。 ５、前記情報処理装置は、前記パラメータ値導出処理の
   実行中、１乃至予め指定された数の前記設計パラメータ
   の値が決定される度に、少なくとも、決定された設計パ
   ラメータの値を含む所定の情報を前記文字図形出力装置
   より出力することを特徴とする特許請求の範囲第１項乃
   至４項のうち１項記載の設計支援装置。 ６、前記情報処理装置は、前記パラメータ値導出処理の
   実行中、１つ以上の予め指定された前記設計パラメータ
   の値が決定されたとき、少なくとも、その決定された設
   計パラメータの値を含む所定の情報を、前記文字図形出
   力装置より所定の形式で出力することを特徴とする特許
   請求の範囲第１項乃至第５項のうち１項記載の設計支援
   装置。 ７、前記設計対象に関する全てのまたは予め指定された
   設計パラメータの値が決定されるまでに行われた前記第
   ２のメモリ内の設計手順データの参照と、前記データ入
   力装置による前記設計パラメータの値の入力と、前記デ
   ータ編集手段による第２のメモリ内の設計手順データの
   編集とについての履歴を所定の形式で格納する第３のメ
   モリをさらに備え、操作者からの要求により、前記第３
   のメモリ内のデータを、前記文字図形出力装置より所定
   の形式で出力することを特徴とする特許請求の範囲第１
   項乃至第６項のうち１項記載の設計支援装置。 ８、前記第３のメモリに格納されたデータの一部または
   全部を前記データ編集手段または情報処理装置に転送し
   、このデータを新たな製品設計のための設計手順データ
   及びパラメータの初期値として用いることを特徴とする
   前記特許請求の範囲第７項記載の設計支援装置を用いる
   設計方法。 ９、前記第３のメモリに格納された、第１の設計者の行
   つた設計の設計パラメータ決定履歴を、前記第１の設計
   者以外の第２の設計者が、前記文字図形出力装置を用い
   て参照することにより、前記第１の設計者の設計手順を
   学習することを特徴とする特許請求の範囲第７項記載の
   設計支援装置を用いる設計技術訓練方法。