JP5588898B2

JP5588898B2 - 類似設計事例検索装置

Info

Publication number: JP5588898B2
Application number: JP2011049767A
Authority: JP
Inventors: 憲行芳賀
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 2011-03-08
Filing date: 2011-03-08
Publication date: 2014-09-10
Anticipated expiration: 2031-03-08
Also published as: WO2012120762A1; JP2012185755A; US9740747B2; US20130290351A1

Description

本発明は、類似設計事例検索装置に関する。

本技術分野の背景技術として、特開平７−２１９９８９号公報（特許文献１）がある。この公報には、「(目的) 仕様項目間の設計上の制約・干渉関係を考慮して同一設計仕様の類似設計事例を高速で検索できる類似設計事例検索装置を提供する。(構成) 設計対象物に対する要求仕様を入力する要求仕様入力手段と、要求仕様から適用すべき設計仕様を判定する知識を格納した知識ベースと、要求仕様に基づいて知識ベースを用いて適用すべき設計仕様を判定する推論エンジンとを備えた設計仕様判定手段と、過去の設計事例を格納した設計事例ベースを記憶しておく設計事例記憶手段と、設計仕様判定手段が判定した設計仕様と実質的に同一の設計仕様を有する過去の設計事例を設計事例ベースから検索する類似事例検索手段と、類似事例検索手段が検索した過去の設計事例の内容を出力する検索結果出力手段とを備えた。」と記載されている。

特開平７−２１９９８９号公報

前記特許文献１には、製品や設計対象物への顧客からの要求仕様に対して過去の設計事例の仕様が実質的に同一の設計事例を設計事例データベースから類似設計事例として検索し、出力する類似設計事例検索装置が記載されている。

しかし、この類似設計事例検索装置では、出力される設計事例は顧客などからの要求仕様と一致する、またはできるだけ仕様が類似する設計事例のみが検索され、製品を提供する側にとってのコストや納入リードタイムなどを考慮した類似設計事例の検索となっていない。そのため、製品を実際に製造するためのコストが通常より高かったり、必要な部品の調達や加工のリードタイムが通常より長かったりする場合があり、それにより適切な価格での販売ができず製品を提供する側に損失が発生したり、適切な調達・製造時間の確保ができず顧客への製品納入遅れなどが発生したりすることがある。

また、顧客からの要求仕様が曖昧だった場合、曖昧な要求仕様を補って類似検索が必要で、補い方は複数考えられ、複数の要求仕様で複数回の類似検索を行うため、類似した設計事例の出力が多数となることに配慮されていない。

さらに、要求仕様を補って検索する場合、その補い方は要求仕様項目の組合せ数となり、膨大な組合せの要求仕様を作って検索することになり、検索処理時間が極めて長い時間が掛かることになり、その短縮も必要となる。

また、運用していくことにより設計事例が蓄積され数が増大した場合、要求仕様が同じような設計事例が増えることが多く、類似検索結果も同じような設計事例ばかりが出てきて、提供されるユーザ設計者は選択に迷うことになる。設計者にとっては、設計事例を要求仕様との類似の度合いだけで評価するのではなく、設計事例の調達・製造なども評価して、設計事例を絞り込むことが必要である。従来手法ではそのようなことは考慮されていない。

そこで、本発明は、類似設計事例の検索結果の数が適切となるよう、要求仕様に類似した検索結果に加え、調達・製造などに関係するコスト・リードタイムなども評価して結果を絞り込める類似設計事例検索装置を提供する。

上記課題を解決するために、例えば特許請求の範囲に記載の構成を採用する。

本願は上記課題を解決する手段を複数含んでいるが、その一例を挙げるならば、過去の設計事例より要求仕様値を満たす条件、および調達・製造に関する仕様を評価して、適合する設計事例を検索する類似設計事例検索装置であって、過去の製品の設計事例の各仕様値とその製品を生産するために必要な調達・製造に関する各仕様項目値を管理する設計事例記憶部と、調達・製造に関する各仕様項目に対応する各設計事例毎の仕様値、推奨重みを記憶する推奨重み記憶部と、ユーザより、設計対象の製品の要求仕様値を受け付ける要求仕様受付部と、ユーザより、調達・製造に関する仕様項目の中より検索で重視する項目の選択を受け付ける受注方針受付部と、前記要求仕様値に対して前記設計情報記憶部に記憶されている各設計事例の該当仕様項目の仕様値の一致度を算出し、各仕様項目の満足度重みを参照して、各設計事例毎・要求仕様項目毎の満足度を算出する要求仕様満足度算出部と、前記受注方針受付部で受け付けた受注方針により、前記推奨重み記憶部に記憶された設計事例の推奨重みを読み出し、各設計事例の推奨度を算出する推奨度算出部と、前記設計事例記憶部より読み出されて評価された設計事例を、要求仕様満足度、推奨度、または総合評価のいずれかの評価値が高い順に設計事例検索結果の一覧を表示する検索結果表示部と、を備えることを特徴とする。

本発明によれば、要求仕様に対して適切な設計事例を短時間で設計者に提供することが可能となり、設計工数削減、設計時間の短縮、設計品質の向上、製品原価の低減が可能となる。
上記した以外の課題、構成及び効果は、以下の実施形態の説明により明らかにされる。

類似設計事例検索装置の構成図の例である。要求仕様受付部の画面の例である。要求仕様データのテーブル例である。設計事例記憶部のテーブル例である。要求仕様満足度算出部の処理を説明するフローチャートの例である。要求仕様満足度算出結果のデータの例である。推奨重み設定部の処理を説明するフローチャートの例である。推奨重み記憶部のテーブル例である。受注方針受付部の画面の例である。推奨度算出部の処理を説明するフローチャートの例である。推奨度算出結果のデータの例である。検索結果表示部の画面の例である。

以下、実施例を図面を用いて説明する。

図１は、本発明における類似設計事例検索装置100および周辺機器の概略図である。
入出力装置190は、仕様値データの入力や関連する設計情報の出力などを行なうものであり、計算機の一般的な入出力装置であるキーボード、マウス、ディスプレイ、プリンタなどで構成するのが好ましい。ただし、装置構成はこれに限定するものではない。

入出力インタフェース191は、本発明の類似設計事例検索装置100の一部であり、入出力装置190とデータの交換を行なう。
遠隔入出力装置180は、遠隔地でデータの入出力を行なうためのものである。処理内容は入出力装置190と同等であるが、類似設計事例検索装置100とのデータ交換のために、間に通信ネットワーク181を介している。
通信装置170は、類似設計事例検索装置100を通信ネットワーク181へ接続するための装置である。

図１の記憶装置120は、以下の記憶部から構成されている。

設計事例記憶部121は、対象とする製品設計の事例を記憶する領域である。少なくとも製品の要求仕様情報、機器型番、機器仕様情報を有するデータレコード形式にて、設計事例毎にその仕様などの値のデータを記憶する領域である。たとえば図４が設計事例記憶部121に記憶されるデータテーブルの例である。データテーブルの縦軸に要求仕様、機器型番、機器仕様項目などの記憶するデータ項目が並ぶ。データ項目は、具体的にはある設計対象製品の要求仕様のデータ項目として、電圧、CO2排出量、燃料種類などのデータ項目が並び、データテーブルの横軸には過去に設計されて登録された製品の設計事例の製品名称(製品を一意に特定する製品ID)がA1、A2、A3と並び、その事例ごとに縦軸の仕様項目の値データを記憶する。たとえば、事例No.A1は電圧が200V、CO2排出量が50g、燃料種類がA重油と設計事例の仕様の値データを記憶している。

推奨重み記憶部122は、設計事例記憶部121に登録されている設計事例を、どの仕様項目(推奨重み因子)に重点を置いて検索をするべきか、その評価の度合いを表す推奨重みを、設計事例毎に記憶する領域である。図８が推奨重み記憶部122に記憶されたデータテーブルの一例である。推奨重み記憶部122は、データテーブルの縦軸に推奨重みを評価する対象となる推奨重み因子(仕様項目)を並べ、データテーブルの横軸に各設計事例の推奨重み因子に該当する仕様項目の仕様値、設計事例仕様値の平均値、設計事例仕様値の標準偏差、各設計事例の推奨重みを並べ、縦軸の推奨重み因子ごとに対応する各値データを記憶する。たとえば、図８における縦軸の推奨重み因子の「コスト」について、事例仕様値 A1は500、A2は250、A3は1000と記憶されている。さらに、推奨重み因子「コスト」の事例仕様値の平均値を583.33、事例仕様値の標準偏差は381.88と記憶されている。さらに、推奨重み因子「コスト」の推奨重みA1は59、A2は85、A3は6と記憶されている。

図１の演算装置140は、以下の機能部から構成されている。

要求仕様受付部141は、類似設計事例検索装置100で検索する対象設計事例の要求仕様データをユーザから受け付ける部分で、ユーザに提供された画面などによりデータを受け付ける。ユーザインタフェース画面の例を図２に示す。図２の画面では表の形式で、入力データを受け付けるようになっている。要求仕様項目201の列のデータ項目ごとに、要求仕様値202の列のデータ項目に入力データを受け付ける。図２の画面では、要求仕様項目の「電圧」に対して、要求仕様値「200V」のデータを受け付けている。受付の方法は、入出力インタフェース191を介して要求仕様の値を、入出力装置190のキーボードで直接入力された値を受け付けたり、図2の203のように要求仕様値のプルダウン選択肢を表示して、入出力装置190のマウスにより指示・選択された仕様値を受け付けることも考えられる。要求仕様受付部141が受付け、保持するデータの例を図3に示す。保持するデータは、要求仕様項目と要求仕様値とからなり、たとえば要求仕様項目の「電圧」として、要求仕様値「200V」が保持される。

受注方針受付部142は、要求仕様受付部141で受付けた要求仕様値を使って類似設計事例を検索する際の受注方針を受け付ける部分である。具体的には、図９のような画面により受注方針を受け付ける。図９の画面例では、受注方針としてコスト重視、標準品重視、品質重視、リードタイム重視などの選択肢を表示し、今回の受注方針の指示を受け付ける。図９の画面例では、方針を一つだけ受け付けているが、選択肢から複数の方針を受け付けることを可能とする。

推奨重み設定部143は、設計事例記憶部121に記憶されている設計事例データを元に各設計事例の推奨重みを設定する処理を行う機能部である。図７に推奨重みを設定する処理のフローチャートの例を示す。図８に推奨重み設定部143の処理で使う推奨重み記憶部122に記憶されたデータテーブルの例を示す。処理ステップ701で設計事例記憶部121から、推奨重みを設定する対象となる設計事例の仕様値データを取り出し、図８にデータテーブル例を示す事例仕様値の各列に保持する。例えば、本実施例では、設計事例の仕様項目「標準品」の仕様値が、「標準」の場合は＝100、「準標準」の場合は＝30、「非標準」の場合は＝0と換算してデータテーブルへ保持する。

処理ステップ702において推奨重み因子のそれぞれにおいて取り出した設計事例仕様値の平均値を算出する。その算出結果のデータを図８のテーブルの平均値の欄に示す。処理ステップ703で、設計事例仕様値の標準偏差を算出する。その算出結果のデータを図８の標準偏差の欄に示す。処理ステップ704で、設計事例毎に設計事例の仕様値の偏差値を計算し、その結果を図８の推奨重み欄に示す。具体的な計算の例として、推奨重み因子「標準品」については、以下の計算式(数１)で、推奨重みを計算している。
（数１）
推奨重み＝｜事例仕様値−事例仕様値平均値｜＊40／事例仕様値標準偏差＋50

推奨する事例であれば推奨重みが大きくなり、積極的に推奨する事例であることを示す。逆に、推奨重み因子「コスト」は、コストが小さい場合に推奨するので以下の計算式(数２)で推奨重みを計算している。
（数２）
推奨重み＝｜−事例仕様値＋事例仕様値平均値｜＊40／事例仕様値標準偏差＋50

推奨する事例の推奨重みを重くするように値を設定できれば良いので、上の計算のように偏差値を求める処理ではなく、単純な正規化処理など他の計算方法も可能である。処理ステップ705で推奨重み因子全ての推奨重みの算出を繰り返し、処理ステップ706で推奨重み記憶部122に登録する。

要求仕様満足度算出部144は、要求仕様受付部141で受け付けた要求仕様に対して、設計事例記憶部121に記憶されている各設計事例の要求仕様満足度を算出する機能部である。

図５に要求仕様満足度を算出する処理のフローチャートの例を示す。
処理ステップ501で、設計事例記憶部121から設計事例データを１件取り出す。
処理ステップ502では、要求仕様受付部141で受け付けた要求仕様の各仕様項目の仕様値と設計事例データの該当仕様項目の仕様値との一致度を算出する。その処理の結果の例を図６に示す。事例A1の仕様項目「電圧」の一致度は、1.0となっている。要求仕様値と事例の仕様値が一致していれば1.0、不一致であれば0.0として表現している例である。一致度の算出の処理は、要求仕様値と事例仕様値が一致しているか否かを表現できればよく、計算方法は比率や差分などによる計算も考えられる。
処理ステップ503で、各仕様項目の満足度を算出する。図６の例では以下の計算式(数３)で満足度を計算している。
（数３）
満足度＝仕様項目満足度重み＊一致度

図６の例では、事例A1の仕様項目「電圧」の満足度は100となっている。仕様項目満足度重みは、要求の重要度を示す値で、図６の例では仕様項目により違いがあるが、全て同じ重みとしてもよい。

処理ステップ504で、各要求仕様項目に対応する各設計事例の全ての仕様項目について満足度を算出するまで処理を繰り返す。各設計事例の各仕様項目の満足度が算出できたら、処理ステップ505で各設計事例全体の満足度を総合満足度として算出する。図６の例での計算式(数４)は以下である。
（数４）
総合満足度＝満足度の合計／仕様項目満足度重みの合計＊１００

事例A1は、全ての仕様項目が一致しているので、総合満足度は100となっている。
処理ステップ506で、全ての設計事例で総合満足度を算出するまで繰り返す。

推奨度算出部145は、受注方針受付部142で受け付けた受注方針により、推奨重み記憶部122に記憶されている設計事例の推奨重みを読み出し、各設計事例の推奨度を算出する処理を行う機能部である。推奨度算出部145の処理フローチャートの例を図10に示す。

処理ステップ1000で受注方針受付部142により受注方針を受付け、そのデータを保持する。図11に推奨度算出部145が保持するデータの例を示す。処理ステップ1000で受け付けた受注方針は数値形式で保持される。たとえば、図9の画面例で受注方針を受付た場合、標準品重視の受注方針なので、標準品の受注方針値のみ1.0となり、それ以外の受注方針値は0.5としている。

処理ステップ1001で、推奨重み記憶部122に記憶されている設計事例の推奨重みを取り出し、保持する。処理ステップ1002で、設計事例の推奨重みと受注方針値から各設計事例の各推奨重み因子の推奨度を算出する。図11の例では、事例A1の推奨重み因子「コスト」の推奨度は29と算出している。この例での計算式(数５)は以下である。
（数５）
推奨度＝推奨重み＊受注方針値

処理ステップ1003で、設計事例の各推奨重み因子に対する全ての推奨度を算出するまで繰り返す。
処理ステップ1004で、設計事例の総合推奨度を算出する。図11の例では、事例A1の推奨度の平均値を算出し、総合推奨度として24としている。
処理ステップ1005で、全事例の総合推奨度を算出するまで繰り返す。

検索結果表示部146は、要求仕様満足度算出部144で算出した各設計事例の要求仕様満足度と、推奨度算出部145で算出した各設計事例の推奨度を表示する。図12が表示画面例である。各設計事例に対して、要求仕様満足度と推奨度が表示されている。総合評価は、要求仕様満足度と推奨度の合計を表示している。この例では、要求仕様満足度が高い順に並べているので、事例A1が事例の並びの先頭となっている。しかし、事例A1の推奨度を見ると事例A2よりも低く、必ずしも優れた設計事例ではないことが分かる。表示を推奨度で並べ替えて表示すると設計事例A2が並びの先頭となり、設計事例の検索結果として異なった並びが示される。また、要求仕様満足度と推奨度を合わせた総合評価で設計事例を並べるとA2が先頭の並びとなる。

なお、本発明は上記した実施例に限定されるものではなく、様々な変形例が含まれる。例えば、上記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限定されるものではない。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ることが可能であり、また、ある実施例の構成に他の実施例の構成を加えることも可能である。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・置換をすることが可能である。

また、上記の各構成、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い。また、上記の各構成、機能等は、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。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、メモリや、ハードディスク、ＳＳＤ(Solid State Drive)等の記録装置、または、ＩＣカード、ＳＤカード、ＤＶＤ等の記録媒体に置くことができる。

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、製品上必ずしも全ての制御線や情報線を示しているとは限らない。実際には殆ど全ての構成が相互に接続されていると考えてもよい。

１００類似設計事例検索装置
１２０記憶装置
１２１設計事例記憶部
１２２推奨重み記憶部
１４０演算装置
１４１要求仕様受付部
１４２受注方針受付部
１４３推奨重み設定部
１４４要求仕様満足度算出部
１４５推奨度算出部
１４６検索結果表示部
１７０通信装置
１８１通信ネットワーク
１８０遠隔入出力装置
１９０入出力装置
１９１入出力インタフェース
２００要求仕様受付画面例
２０１要求仕様項目
２０２要求仕様値
２０３要求仕様値の選択肢
２０４受付釦
２０５中止釦

Claims

過去の設計事例より要求仕様値を満たす条件、および調達・製造に関する仕様を評価して、適合する設計事例を検索する類似設計事例検索装置であって、
過去の製品の設計事例の各仕様値とその製品を生産するために必要な調達・製造に関する各仕様項目値を管理する設計事例記憶部と、
調達・製造に関する各仕様項目に対応する各設計事例毎の仕様値、推奨重みを記憶する推奨重み記憶部と、
ユーザより、設計対象の製品の要求仕様値を受け付ける要求仕様受付部と、
ユーザより、調達・製造に関する仕様項目の中より受注で重視する項目の選択を受け付ける受注方針受付部と、
前記要求仕様値に対して前記設計事例記憶部に記憶されている各設計事例の該当仕様項目の仕様値の一致度を算出し、各仕様項目の満足度重みを参照して、各設計事例毎・要求仕様項目毎の満足度を算出する要求仕様満足度算出部と、
前記受注方針受付部で受け付けた受注方針により定まる受注方針値と前記推奨重み記憶部から読みだした各設計事例の推奨重みとから、各設計事例の推奨度を算出する推奨度算出部と、
前記設計事例記憶部より読み出されて評価された設計事例を、要求仕様満足度、推奨度、または総合評価のいずれかの評価値が高い順に設計事例検索結果の一覧を表示する検索結果表示部と、
を備えることを特徴とする類似設計事例検索装置。
請求項１に記載の類似設計事例検索装置において、
前記設計事例記憶部に登録されている設計事例の各仕様項目値を用いて、調達・製造に関する仕様項目の各推奨重みを設計事例毎算出して、前記推奨重み記憶部に記録する推奨重み設定部を更に備えることを特徴とする類似設計事例検索装置。
前記請求項１に記載の類似設計事例検索装置において、
受注方針を受け付け、受注方針に基づき推奨重みを変更し、受注方針を推奨重みに反映した設計事例毎、要求仕様項目毎の推奨重みを前記推奨重み記憶部に保管する推奨重み設定部を更に備えることを特徴とする類似設計事例検索装置。
前記検索結果表示部は、前記設計事例検索結果を要求仕様満足度、推奨度、または総合評価と合わせて表示することを特徴とする請求項１に記載の類似設計事例検索装置。