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公開番号2024177938
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-12-24
出願番号2023096358
出願日2023-06-12
発明の名称システム設計装置、システム設計方法及びプログラム
出願人日本電気株式会社
代理人個人,個人
主分類G06F 8/10 20180101AFI20241217BHJP(計算;計数)
要約【課題】ICTシステムを設計するにあたり、要件を満足するシステムの論理的な構成および装置の物理的な構成からなる具体構成を生成するシステム設計装置を提供する。
【解決手段】システム設計装置は、入力されたシステムの要件に対して、システムに含まれる抽象的な要素を具体的な構成に変換する具体化手段を要件に反復して適用することでシステムの構成案からなる木構造を生成し、生成された木構造において、より評価値の高い構成案を選択することで探索を行い、すべての要素が具体化された構成案を具体構成として出力する手段と、システムの論理的な構成案の評価値および構成案に含まれる物理的な配置を要する装置のみからなる物理的な構成案の評価値により構成案の評価値を算出する手段と、を備える。
【選択図】図31
特許請求の範囲【請求項１】
システムの要件を入力とし、システムの具体構成を出力するシステム設計装置であって、
前記システムに含まれる抽象的な要素を具体的な構成に変換する具体化手段を前記要件に反復して適用することで、前記要件を根ノード、前記抽象的な要素を具体化した前記システムの構成案を葉ノードとする木構造を生成し、生成された前記木構造において、より評価値の高い前記構成案を選択することで探索を行い、すべての要素が具体化された前記構成案を具体構成として出力する設計探索手段と、
前記木構造を構成する前記構成案に含まれる、前記システムの論理的な構成案の評価値と、前記構成案に含まれる物理的な配置を要する装置の物理的な構成案の評価値と、により、前記構成案の評価値を算出する構成評価手段と、
を備えるシステム設計装置。
続きを表示（約 1,400 文字）【請求項２】
前記構成案から物理的な配置を要する装置を抽出し、前記装置間の制約を表現する距離制約トポロジを生成する物理構成抽出手段、
をさらに備える請求項１に記載のシステム設計装置。
【請求項３】
前記物理的な配置を要する前記装置間の制約のうち、配置箇所が決定済みの前記装置および配置箇所が未決定の前記装置間の制約から、配置箇所が未決定の前記装置の配置可能領域を生成する配置可能領域生成手段、
をさらに備える請求項１又は請求項２に記載のシステム設計装置。
【請求項４】
前記構成評価手段は、配置箇所が未決定な前記装置の配置可能領域の大きさにより、前記物理的な構成案に対する評価値を算出し、さらに所定の方法によって前記論理的な構成案に対する評価値を算出することで、前記構成案の評価値を算出する、
をさらに備える請求項３に記載のシステム設計装置。
【請求項５】
前記設計探索手段が出力する前記具体構成に含まれる前記物理的な配置を要する前記装置および前記配置可能領域に基づいて配置が決定していない前記装置の配置を決定し、前記装置の配置を含む具体構成を出力する配置決定手段、
をさらに備える請求項４に記載のシステム設計装置。
【請求項６】
前記システムの構成要素および前記構成要素間の関係性の型情報および前記要件に含まれる抽象的な要素を具体的な構成に変換する前記具体化手段を保存する記憶手段、
をさらに備える請求項１又は請求項２に記載のシステム設計装置。
【請求項７】
システムの要件を入力とし、システムの具体構成を出力するシステム設計方法であって、
前記システムに含まれる抽象的な要素を具体的な構成に変換する具体化手段を前記要件に反復して適用することで、前記要件を根ノード、前記抽象的な要素を具体化した前記システムの構成案を葉ノードとする木構造を生成し、生成された前記木構造において、より評価値の高い前記構成案を選択することで探索を行い、すべての要素が具体化された前記構成案を具体構成として出力するステップ、
を有し、
前記出力するステップでは、前記木構造を構成する前記構成案に含まれる、前記システムの論理的な構成案の評価値と、前記構成案に含まれる物理的な配置を要する装置の物理的な構成案の評価値と、により、前記構成案の評価値を算出する、
システム設計方法。
【請求項８】
コンピュータに、
システムの要件を入力とし、システムの具体構成を出力するシステム設計方法であって、
前記システムに含まれる抽象的な要素を具体的な構成に変換する具体化手段を前記要件に反復して適用することで、前記要件を根ノード、前記抽象的な要素を具体化した前記システムの構成案を葉ノードとする木構造を生成し、生成された前記木構造において、より評価値の高い前記構成案を選択することで探索を行い、すべての要素が具体化された前記構成案を具体構成として出力するステップ、
を有し、
前記出力するステップでは、前記木構造を構成する前記構成案に含まれる、前記システムの論理的な構成案の評価値と、前記構成案に含まれる物理的な配置を要する装置の物理的な構成案の評価値と、により、前記構成案の評価値を算出する処理、
を実行させるプログラム。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本開示は、システム設計装置、システム設計方法及びプログラムに関する。
続きを表示（約 2,500 文字）【背景技術】
【０００２】
ＩＣＴ（Information Communication Technology）システムの構築に必要となる工程には、システムに対して求められる要件を満たす具体的なシステム構成を設計する、設計工程が含まれる。設計工程では、アプリケーションやＯＳ（Operation System）およびネットワークなどの、要件を満たす論理的な要素の構成情報（以下、本明細書では論理構成と呼称する。）を設計した後、論理構成中に含まれる、サーバやネットワーク機器、無線端末といった装置の空間的な配置の構成情報を決定し、論理構成および装置の空間的な配置の構成情報の組からなる具体構成を作成する必要がある。このようなシステムの設計の自動化を目的とした技術はこれまでにも検討されてきたが、すべての行程を自動化するには至っていない。なお、以下の本明細書では、システムの論理的な構成情報を論理構成、装置の空間的な配置の構成情報を物理構成と呼称する。
【０００３】
特許文献１には、ＩＣＴシステムの設計に係る工数的負担の削減を目的とした、機械学習を用いたＩＣＴシステムの自動設計技術（学習型システム自動設計技術）について記載されている。この技術では、抽象的なシステムの構成情報（要件）から具体的なシステムの構成情報を生成するにあたり、生成されたシステム構成の案（以下、構成案と呼称する。）および生成過程において適用された具体化手段のそれぞれに対して報酬値を与え、ＡＩ（Artificial Intelligence、人工知能）がシステム構成および具体化手段の良し悪しに関して機械学習を行う。これにより、ＡＩが技術者のシステム設計に係る知識（設計知識）を疑似的に獲得可能となり、多種多様な要件に対し設計および報酬値の学習を行うことで、システム構成の設計高速化および高信頼化が可能となる。また、非特許文献１に示す自動設計技術は、特許文献１の学習型システム自動設計技術を発展させ、設計される構成案が機能要件を充足する度合いを表す定量的な値（以下、有望度と呼称する。）と、遅延や帯域、コストといった複数の定量要件に関する定量値の期待値から、設計される構成案の評価値を算出することで、ＡＩが機能面・性能面の両面において構成案の良し悪しを評価することを可能としている。一方、特許文献１および非特許文献１に示す自動設計技術では、ＩＣＴシステムの論理構成を生成することが可能であるが、物理構成については人手で調整する必要があり、サーバやネットワーク機器、無線端末といった物理的な装置の空間的配置を含むシステムの構成設計を完全に自動化できていない。
【０００４】
特許文献２には、通信要件に対応するネットワークシステムの設定工期の短縮を目的とした、ネットワーク設計支援装置について記載されている。この装置では、ネットワークの抽象的な要件を満たす論理的なネットワーク構成（論理ネットワークと称する。）の設計を行い、既設の物理的なネットワーク構成（物理ネットワークと称する。）に含まれるノードへの資源割り当ておよび、通信経路設計を行う。本装置の導入により、論理ネットワークの設計および構築に係る工期を短縮することが可能となる。一方、特許文献２の技術は、物理ネットワークが事前に設計および構築されていることを前提としており、新規に導入する装置の配置決定や、既設の装置の配置および装置間の配線の変更といった作業は人手により行う必要があるため、物理ネットワークおよび論理ネットワークの両面を含む設計工程は完全には自動化できていない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
特許第６９８９０１４号公報
特開２０２１－１３６６９２号公報
【非特許文献】
【０００６】
黒田貴之、八鍬豊、田辺和輝、機械学習を用いたネットワークの自動設計技術、電子情報通信学会誌Ｖｏｌ．１０５、Ｎｏ．１０、ｐｐ．１２０８－１２１４２０２２年１０月
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上述したように、特許文献１および非特許文献１に示す従来の自動設計技術では、空間的な配置を要する装置を含むシステム構成を設計するにあたって、装置間の配線長、無線接続の有効距離や電波干渉といった距離制約を考慮できておらず、システムの物理構成は人手により決定する必要がある。また、特許文献２に示す従来のネットワーク設計支援装置についても、ネットワークを含むシステムの論理構成が事前に設計されていることを前提としているため、設計工程の全てを自動化するには至っていない。
【０００８】
システムの論理構成および物理構成の両面を考慮し、論理構成の設計に加えて距離制約を考慮した装置の配置座標を含む物理構成も自動で決定することで、物理的な装置を含むシステムの設計工程を一貫して自動化する技術が求められる。
【０００９】
そこで本発明は、上述の課題を解決するシステム設計装置、システム設計方法及びプログラムを提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の一態様によれば、システム設計装置は、システムの要件を入力とし、システムの具体構成を出力するシステム設計装置であって、前記システムに含まれる抽象的な要素を具体的な構成に変換する具体化手段を前記要件に反復して適用することで、前記要件を根ノード、前記抽象的な要素を具体化した前記システムの構成案を葉ノードとする木構造を生成し、生成された前記木構造において、より評価値の高い前記構成案を選択することで探索を行い、すべての要素が具体化された前記構成案を具体構成として出力する設計探索手段と、前記木構造を構成する前記構成案に含まれる、前記システムの論理的な構成案の評価値と、前記構成案に含まれる物理的な配置を要する装置の物理的な構成案の評価値と、により、前記構成案の評価値を算出する構成評価手段と、を備える。
（【００１１】以降は省略されています）

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