JPH0488530A - 概念設計業務支援装置 - 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］ この発明は、工業製品のうち、製品基本部分が存在し、
それに対し類似仕様の設計解を修正して再利用したりオ
プションを追加するなどの方法により、要求される仕様
を実現する準標準製品を計算機と設計者が対話的に設計
する概念設計業務支援装置に間し、特に仕様を実現する
ための機能を設計する機能設計段階において、過去の類
似仕様を実現した機能を再利用するだけでなく、機能設
計終了後に設計した機能を乳化して他の類似機能と相互
に関連つけておき、仕様を実現する適当な機能が過去の
機能設計事例にない場合に、乳化した機能に基づいて設
計の指針を与えることができる概念設計業務支援装置に
関するものである。

［従来の技術］ 従来の概念設計業務支援装置としては、例えは特願平１
−２４６３５号明細書に記載のものがある。第６図はそ
の構成を示したものである。図において、（６０１）は
熟練設計者から獲得した経験的知識や設計手順に間する
手続き的知識を記憶する手続き的知識記憶手段、（６０
２）は法律的知識、過去の設計失敗事例に関する要約的
知識、製品に関する制約条件等に間する宣言的知識を記
憶する宣言的知識記憶手段、（６０３）は仕様人力を支
援する様々な情報を、上記宣言的知識記憶手段（６０２
）からの人力に基づいて提供する仕様決定支援手段、（
６０４＞は標準的な仕様を実現するための機能や部品に
間するデータを記憶する標準仕様実現情報記憶手段、（
６０５）は過去の設計事例に関するデータ（事例に採用
されたすべての仕様、およびそれらを実現するための機
能および部品）を記憶するための事例データベース、（
６０６）は上記仕様を設計者か人力するための仕様人力
手段、（６０７）は上記仕様人力手段（６０６）から入
力された仕様を上記宣言的知識記憶手段（６０２）から
の人力に基ついてチェックするための仕様チェック手段
、（６０８）は仕様チェックで不適当とされた仕様を上
記手続き的知識記憶手段（６０１）からの入力に基づい
て修正するための仕様修正手段、（６０９）は仕様チェ
ック手段（６０７）で適当とされた仕様を記憶するため
の仕様記憶手段、（６１０）は適合した上記仕様のうち
標準設計で対応できる仕様を選択し、上記標準仕様実現
情報記憶手段（６０４）からの人力に基づいて品目表に
展開する品目表作成手段、（６１１）は標準設計で対応
できない特殊仕様を宣言的知識記憶手段（６０２）、お
よび事例データヘース（６０５）からの人力に基づいて
、適当な機能に展開するための機能展開手段、（６１２
）は修正された機能を上記宣言的知識記憶手段（６０２
）からの入力に基づいてチェックするための機能チェッ
ク手段、（６１３）は展開した機能を上記手続き的知識
記憶手段（６０１）からの人力に基づいて修正する機能
修正手段、（６１４）は決定された機能を記憶する機能
記憶手段、（６１５）は宣言的知識記憶手段（６０２）
、および事例データベース（６０５）からの人力に基づ
いて、機能を部品に展開する部品展開手段、（６１６）
は展開された部品を上記宣言的知識記憶手段（６０２）
からの人力に基づいてチェックするための部品チェック
手段、（６１７）は部品が不適当な場合に手続き的知識
記憶手段（６０１）からの人力に基づいて修正する部品
修正手段、（６１８）は適合した上記部品を記憶する部
品記憶手段である。

なお、知識の表現形式については従来手法（例えば特願
昭６３−５６６６３号公報）のものを踏襲するものとす
る。

次に上記構成に基づ〈従来の概念設計業務支援装置の動
作について説明する。設計者は客先からの要求を仕様組
に変換し、仕様入力手段（６０６）を通じて人力する。

人力された仕様を宣言的知識記憶手段（６０２）からの
入力に基づいて仕様チェック手段（６０７）がその適否
をチェックする。問題があれば手続き的知識記悼手段（
６０１）からの人力に基づいて仕様修正手段（６０８）
が修正する。仕様に問題がなくなれば、仕様記憶手段（
６０９）が仕様を記憶する。

次に仕様決定支援手段（６０３）が標準設計で対応でき
ると判断した仕様については品目表作成手段（６１０）
が部品と対応つけて品目表を作成する。特殊仕様につい
ては、機能展開手段（６１１）が宣言的知識記憶手段（
６０２）および事例データベース（６０５）からの入力
に基づいて、機能と対応づけるとともに、過去の設計事
例から同一あるいは類似の機能を探索する。あればその
設計事例において当該機能をさらに詳細に展開した下位
機能に関するデータを新しい設計前として複製する。も
し必要なら下位機能に追加・削除・修正を加える。設計
された機能を宣言的知識記憶手段（６０２）からの人力
に基づいてチェックし、問題があれば機能修正手段（６
１３）が手続き的知識記憶手段（６０１）からの人力に
基づいて修正する。問題がなければ機能記憶手段（６１
４）が機能を記憶する。

さらに宣言的知識記憶手段（６０２）及び事例データヘ
ース（６０５）からの入力に基ついて部品展開手段（６
１５）が機能に対応する部品を選択する。適当な部品が
なければ、事例データベース（６０５）からの人力に基
ついて過去の設計部から類似の部品を探す。部品が見つ
かれは宣言的知識記憶手段（６０２）からの人力に基つ
いて部品チェック手段（６１６）が部品のチェックを行
ない、問題があれば手続き的知識記憶手段（６０１）か
らの人力に基づいて部品修正手段（６１７）が修正する
。部品に問題がなけれは部品記憶手段（６１８）により
部品を記憶し、設計を終了する。

機能チェック手段（６１２）あるいは部品チェック手段
（６１７）で問題があると判断された場合には、機能あ
るいは部品を修正する他に、設計者の判断により先行す
る設計段階（機能の場合は仕様設計、部品の場合は仕様
設計あるいは機能設計）に戻って設計しなおすことがで
きる。

なお、従来の発明における機能の表現形式を第７図に示
す。機能は抽象度に基ついて階層構造を持ち、最上位で
は仕様と対応し、下位では部品と対応する。最上位の機
能は動作＋１ｆｆｉ序を考慮し・た−連の単位機能（第
７図では四角で表現）と単位機能間の信号あるいは電力
の伝達関係を示す接続機能（第７図では矢印で表現）か
らなる。単位機能の動作順序は左から右の方向である。

各単位機能はさらに下位の一連の単位機能および接続機
能からなる。単位機能は特定の対象に対する特定の操作
を［操作名（対象名）コという形式で表現する。

例えはモータを制御するという単位機能は［制御（モー
タ）］と表現される。接続機能を接続される２つの単位
機能のベア及び伝達内容（信号か電力か）で表現する。

単位機能の対象名と操作名、及び接続機能の単位機能ペ
アをそれぞれ単位機能名及び接続機能名と呼ぶ。単位機
能名と接続機能名を単に機能名と呼ぶ。またとくに最上
位機能とその下位機能列を最上位レベルと呼ぶ。

［発明が解決しようとする課題］ 従来の概念設計業務支援装置は以上のように構成されて
いるので、過去の設計部に非常に類似した設計部（近似
解と呼ぶ）かみつからない場合には、わずかに似た設計
部を大幅に修正して再利用するか、新規設計するしかな
かった。大幅に修正する場合にはコストがかかるととも
にミスも犯しやすかった。新規設計の場合には設計の指
針が得られなかった。また近似解が複数ある場合でもそ
れらをそのまま記憶しているために、事例データベース
に記憶すべき記憶量が多くなるという問題点があった・ この発明は、上記のような問題点を解決するためになさ
れたもので、設計の中心をなす機能設計段階において、
記憶量の問題については、同し名前を持つ機能の共通部
分を抽出して標準設計部として記憶し、事例データベー
スには事例に特徴的な設計部分のみを記憶することによ
り記憶量を軽減するとともに、近似解がない場合への対
応については、設計した機能を汎化し、他の類似の機能
と聞達づけて記憶しておくことにより、近似解がない場
合に設計者に一般的な解法として汎化した機能を提示す
ることができる概念設計業務支援装置を得ることを目的
とする。

［課題を解決するための手段］ この発明に係わる概念設計業務支援装置は、過去の設計
部を記憶する事例データヘースと、設計された機能を事
例データヘースからの入力に基ついて過去の類似の機能
と関係つける機能標準化手段と、標準化された機能を汎
化する機能汎化手段と、汎化された機能を汎化機能デー
タベースに記憶するとともに事例に特徴的な設計部分を
事例データヘースに記憶する機能記憶手段と、再利用で
きる適当な過去の設計事例がないときに流化機能データ
ベースの内容を特殊化して設計を支援する機能特殊化手
段を備えるものである。

［作用コ この発明における機能汎化手段は、同じ名前を持つ機能
について、それらの共通部分と、異なる部分については
標準的な設計部とを標準設計部として記憶し、事例デー
タベースには各事例に特徴的な設計部分を記憶すること
により、事例データベースの記憶量を軽減することがで
きる。また、標準設計解をさらに意味記憶に基づいて汎
化し、他の類似の標準機能と関連づけて記憶しておくこ
とにより、近似解がない場合に設計者に一般的な解法と
して汎化した機能を提示することにより、近似解がない
場合にも適切な設計支援を行なえる。

また設計解が得られるときに乳化機能が学習できるため
、設計仕様が多岐にわたるためにあらかし・め乳化機能
を用意しておけないような分野にとくに有効である。

［実施例］ 第１図はこの発明の一実施例による概念設計業務支援装
置の全体構成であり、図において、（１）から（１８）
までは第６図の（６０１）から（６１８）にそれぞれ対
応し、（１９）から（２２）はこの発明で初めて導入し
た部分である。（１９）は機能の対象名および操作基を
記述する様々な用語間の類似関係を記憶する意味記憶手
段、（２０）は設計された機能を事例データベースから
の人力に基づいて過去の類似の機能と関係づけて標準化
する機能標準化手段、（２１）は意味記憶手段からの人
力に基ついて標準機能を汎化する機能汎化手段、（２２
）は標準機能および汎化された機能を記憶する流化機能
データヘースである。

次に上記構成に基づく本実施例の動作について説明する
。

機能標準化方法を第２図により説明する。機能展開手段
（１１）から人力された機能設計前の最上位機能名につ
いて、流化機能データヘース（２２）からの入力に基づ
いて同じ最上位機能名を持つ標準機能を探す（ステップ
Ｓｌ）。なければ事例データヘース（５）からの人力に
基づいて同じ最上位機能名を持つ機能を探す（ステップ
Ｓ２）。ステップＳ２で該当する機能がなければ、標準
化を行なわず現機能を事例データヘース（５）にそのま
ま記憶する（ステップＳ７）。ステップＳｌおよびステ
ップＳ２で該当する標準機能あるいは機能があれば、両
者の最上位レベルの下位機能を比較し、機能名およびそ
の機能の位置の異同を調べる（ステップＳ３）。もし機
能名およびその位置の過半数以上が異なっていれは（ス
テップＳ４）、標準化を行なわず現機能を事例データベ
ース（５）にそのまま記憶する（ステップＳ７）。相違
箇所が半分以下であれは、比較の対象が標準機能の場合
には何も行なわないが、比較の対象が機能である場合に
は、相違箇所の標準化を設計者との対話を通して行なう
（ステップＳ５）。相違箇所の標準化の方法には、例え
ば、機能名か異なっている場合には両機能名を一般化し
た名前をっけたり、一方の機能名を採用するなどの方法
がある。標準化がすべて終了した後、標準化された機能
を標準機能として乳化機能データベース（２２）に記憶
し、相違箇所についてはさらにそれぞれの事例名ととも
に事例データベース（５）に記憶する（ステップＳ６）
。

第３図に標準化の例を示す。新規事例Ａで出退勤時管制
運転という最上位機能名を持つ機能を設計したとする。

最上位機能は出勤時判断以下の５つの最上位レベル下位
機能から構成される。これらはさらに下位の機能に分解
され、例えば出動時の判断という機能は８時の判断とい
う下位機能から構成される。いまステップＳ１における
標準機能は存在せず、ステップＳ２における機能として
過去に事例Ｂにおいて同し最上位機能名の機能を設計し
ていたとする。ただし事例Ａと事例Ｂては、出勤時判断
、主階床への待機階設定、および最上階への待機階設定
において異なる。この場合、両機能を比較し、共通して
いる最上位レベルの下位レベルと、ルベル下の機能のう
ちの退勤時判断についてはそのまま標準機能として採用
し、それ以外の機能については５．設計者の指示により
事例Ａあるいは事例Ｂのいずれかの機能を標準機能とし
て採用している。

次に、標準機能を汎化して、複数の標準機能を関係づけ
る方法について、第４図により説明する。

最初に標準機能の最上位機能の機能名を意味記憶手段（
１９）からの人力に基づいてルヘル汎化する（ステップ
Ｓ８）。意味記憶手段（１９）では、機能名を表わす用
語とその用語に関して抽象レベルが上位の用語をペアで
記憶する。任意の用語は複数の用語を上位用語として持
ってもよいし、逆に任意の上位用語は複数の下位用語を
持ってもよい。

機能名の乳化とは、このような用語の上下関係に基づい
て、当該用語の上位用語をひとつ探すことを示す。次に
、乳化した機能名を最１位機能名として持つ乳化機能を
流化機能データヘースから探しくステップＳ９）、あれ
は標準機能と乳化機能の下位機能を比較する（ステップ
５ＩＯ）。もし標準機能の各下位機能名が乳化機能の各
下位機能名の特殊化になっており、それらの位置が同し
てあれば（ステップ５ｌｌ）、その標準機能を乳化機能
の実現例と判断上　標準機能の最上位機能名と乳化機能
の最上位機能名のベアを記憶する（ステップ５１２）。

設計者に確認を経た（ステップ５１６）後、修正がなけ
れは（ステップ５１７）終了する（ステップ５１９）。

ステップＳｌｌにおける判断では、機能名およびそれら
の位置が多少異なっていても同一と判断してよい。その
基準としては、例えは機能名の相違個数が１個程度であ
ることや、機能名とうし・が類似していることなどが考
えられる。

ステップＳｌｌて標準機能が当該乳化機能の実現例では
ないと判断された場合は、最上位機能名について別の乳
化を試みる（ステップ５１３）。

もし他の上位用語があれは（ステップ５１４）、その上
位用語を最上位機能名として持つ乳化機能を探し　ステ
ップ８９以下を繰り返す。

もしステップＳ１４て他に上位用語がなけれは、乳化機
能の新たな実現例とし、最上位レベルのずへての下位機
能名を乳化する（ステップ５１５）。

乳化の結果を設計者に確認しくステップＳ】６）、問題
があれば（ステップ５１７）、設計者との対話を通して
修正を施して（ステップ５１８）、問題がなければ流化
機能データヘース（２２）に、ステップＳ９て探索した
最上位機能名のもとに、乳化した下位機能を記憶する（
ステップ５１９）。

ステップＳ９で標準機能の最上位機能名を乳化した機能
名を最上位機能名として持つ乳化機能がなけれは、初め
ての乳化と判断して、汎化機能データベース（２２）か
らの人力に基づいて標準機能の中から、類似の最上位機
能名を最上位機能名として持つ標準機能（類似標準機能
と呼ぶ）を探す（ステップ５２０）。機能名の類似の判
断は、意味記憶手段（１９）において、ステップＳ９て
乳化した用語の下位用語を最上位機能名とする標準機能
があれは類似と判断する。もしなければ、最上位レベル
のすへての下位機能名を乳化しくステップ５２１）、設
計者に確認した（ステップ８１６）後、流化機能データ
ヘース（２２）に、ステップＳ８で乳化した最上位機能
名のもとに、乳化した下位機能を記憶する（ステップ５
１９）。

ステップＳ２０で該当する類似標準機能があれば、両者
の各下位機能の名前と位置を比較しくステップ５２２）
、すべてが同しか、あるいは類似てあれば（ステップ５
２３）、両者の最上位機能名に共通する上位用語を乳化
機能の最上位機能名とし、共通する下位機能については
そのまま機能名を採用し、異なる部分については設計者
との対話を通じて乳化する（ステップ５２５）。類似の
基準は、ステップＳｌｌの場合に準じる。ただし類似の
判断は最終的には設計者が判断する。乳化後、設計者に
確認しくステップ５１６）、問題がなけれはくステップ
５１７）、流化機能データヘース（２２）にステップＳ
２５の結果に必要な修正を加えた結果を記憶する（ステ
ップＳ１９〉。

標１！機能から乳化機能を生成する例を第５図に示す。

いま出退勤時管制運転という標準機能を乳化して他の標
準機能と関係つけることを考える。

ステップＳ８により最上位機能名を乳化した結果混雑時
管制運転という名前になった。ステップＳ９に該当する
乳化機能がないため、ステップＳ２０て意味記憶手段（
１９）に類似機能を探したところ、昼食時管制運転とい
う標準機能が見つかったとする。両者の下位機能を比較
したところ、同一位置にある下位機能名は同じかあるい
は類似であると判断されたため、下位機能の個数などが
異なるにも係わらず、設計者が類似と判断した（ステッ
プ５２３）。ステップＳ２５では、それぞれの下位機能
は同一ではないため、共通の上位用語が採用された。例
えば出勤時判断と昼食時判断については共通の上位用語
である混雑時判断が採用された。

退勤時判断と最上階への待機階設定：こついては昼食時
管制運転にないため、自動的に上位用語が採用された。

待機階への移動については両者で共通するため、そのま
まにした。この汎化作業の結果、混雑時判断および混雑
階への待機階設定という２つの機能が重複したため、設
計者が一方を削除し、最終的な乳化機能が作成された。

このような乳化機能の利用方法について説明する。仕様
が機能に展開されるときに、機能展開手段（１１）は過
去に同様の機能を設計しているかを調へる。もし存在す
れは、機能展開手段（１１）は汎化機能データベース（
２２）、および事例データベース（５）からの人力に基
づいて過去の事例の設計解を再現し、それをそのまま流
用、あるいは修正して使用する。機能の再現は事例デー
タベース（５）ここ記憶された機能がまず検索され、次
に汎化機能データベース（２２）の標準機能から事例デ
ータヘース（５）に記憶されていない機能が検索される
。もし同様の機能が過去に設計されていなけれは、機能
展開手段（１１）はその機能名を自動的に汎化し、汎化
機能データベース（２２）の乳化機能から汎化された機
能名を最上位機能名として持つものを検索し、その内容
を設計者に提示する。設計者はそれを必要に応して條正
し、設計解を得る。

［発明の効果］ 以上のように、この発明によれは同し名前を持つ機能に
ついて、それらの共通部分を中心として標準化し標準設
計解として記憶し、事例データベースには各事例に特徴
的な設計部分を記憶したことにより、事例データヘース
の記憶量を軽減することができるとともに、標準設計解
をさらに汎化し、他の類似の標準機能と関連づけて記憶
し、近似解がない場合に設計者に一般的な解法として汎
化した機能を提示することにより、近似解がない場合に
も適切な設計支援を行なえる等の効果かある。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例による概念設計業務支援装
置の全体を示す構成図、第２図は設計された機能から標
準機能を作成する動作を示す動作フローチャート、第３
図は設計された機能から標準機能を作成する実例を示す
説明図、第４図は標準機能から乳化機能を作成する動作
を示す動作フローチャート、第５図は標準機能から乳化
機能を作成する実例を示す説明図、第６図は従来の概念
設計業務支援装置の全体を示す構成図、及び第７図は従
来の機能の表現旧式を示す説明図である。 り１）・・・手続き的知識記憶手段、（２）・・・宣言
的知識記憶手段、（３）・・・仕様決定支援手段、（４
）・・・標準仕様実現情報記憶手段、（５）・・・事例
データヘース、（６）・・・仕様入力手段、（７）・・
・仕様チェック手段、（８）・・・仕様修正手段、（９
）・・・仕様記憶手段、（１０）・・・品目表作成手段
、（１１）・・・機能展開手段、（１２）・・・機能チ
ェック手段、（１３）・・・機能修正手段、（１４）・
・・機能記憶手段、（Ｉ５）・・・部品展開手段、（１
６）・・一部品チェック手段、（１７）・・・部品修正
手段、（１８）・・・部品記憶手段、（１９）・・・意
味記憶手段、（２０）・・・機能標準化手段、（２１）
・・・機能汎化手段、（２２）・・・汎化機能データベ
ース。 なお、図中、同一符号は同一または相当部分を示す。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 　各種仕様を入力する仕様入力手段と、上記各種仕様か
   ら設計解を求める際に参考となる手続き的知識を記憶す
   る手続き的知識記憶手段と、上記各種仕様から設計解を
   求める際に参考となる宣言的知識を記憶する宣言的知識
   記憶手段と、入力された上記各種仕様を上記宣言的知識
   記憶手段に基づき適否を判断する仕様チェック手段と、
   上記仕様チェック手段にて適合すると判断された仕様を
   上記宣言的知識記憶手段に基づき標準設計で対応できる
   標準仕様とできない特殊仕様に分類する仕様決定支援手
   段と、上記標準仕様を部品に展開する標準仕様実現手段
   と、過去の設計事例に関する知識を宣言的に記憶する事
   例データベースと、上記特殊仕様を上記事例データベー
   スに基づいて適当な機能を有する設計解を求める機能設
   計手段と、上記機能設計手段の設計解を部品に展開する
   部品展開手段と、上記機能設計手段の設計解を上記宣言
   的知識記憶手段に基づいて標準的設計解を得る標準化手
   段と、上記標準設計解を一般化して他の標準設計解と関
   係づける機能汎化手段と、上記機能標準化手段および機
   能汎化手段の結果を記憶する汎化機能データベースと、
   上記機能設計手段による特殊仕様の設計に失敗した場合
   に上記汎化機能データベースに基づいて適切な設計解を
   求める機能特殊化手段とを有する概念設計業務支援装置
   。