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公開番号2025072754
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-05-12
出願番号2023183056
出願日2023-10-25
発明の名称設計支援システムおよび方法
出願人株式会社日立製作所
代理人ポレール弁理士法人
主分類G06F 30/20 20200101AFI20250501BHJP(計算;計数)
要約【課題】
製品に対する設計者や顧客といった関係者の要望の実現可能性の判定を、より精度よく可能と実現すること。
【解決手段】
1以上の構成物である部品構成される設計対象物である製品の設計を支援するための設計支援システムにおいて、部品の属性を示す部品属性を含む部品に関する部品ブロック情報D003と、製品が果たすべき性能を示す機能ブロック情報D002を記憶する記憶装置20と、製品の関係者における当該製品に対する要望を示す要求仕様を前記製品の第1の製品性能に変換する要求変換部101と、製品を構成する部品の部品属性に基づいて、製品の性能を示す第2の製品性能を推定する性能推定部102と、第1の製品性能および第2の製品性能を比較し、要求仕様が前記製品で実現できるかを示す実現可能性を判定する要求判定部103を有する設計支援システムである。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
１以上の構成物である部品で構成される設計対象物である製品の設計を支援するための設計支援システムにおいて、
前記部品の属性を示す部品属性を含む部品に関する部品ブロック情報と、前記製品が果たすべき性能を示す機能ブロック情報を記憶する記憶装置と、
前記製品の関係者における当該製品に対する要望を示す要求仕様を前記製品の第１の製品性能に変換する要求変換部と、
前記製品を構成する部品の部品属性に基づいて、前記製品の性能を示す第２の製品性能を推定する性能推定部と、
前記第１の製品性能および前記第２の製品性能を比較し、前記要求仕様が前記製品で実現できるかを示す実現可能性を判定する要求判定部と、
前記要求判定部の判定結果を出力する出力部を有する設計支援システム。
続きを表示（約 1,500 文字）【請求項２】
請求項１に記載の設計支援システムにおいて、
前記記憶装置は、前記性能を階層的に表現した前記機能ブロック情報および前記部品を階層的に表現した前記部品ブロック情報を記憶する設計支援システム。
【請求項３】
請求項１に記載の設計支援システムにおいて、
前記記憶装置は、前記製品の性能を予測する際に用いられる性能予測モデル情報を記憶し、
前記性能推定部は、前記性能予測モデル情報をさらに用いて、前記性能を予測する設計支援システム。
【請求項４】
請求項１に記載の設計支援システムにおいて、
前記要求変換部は、前記要求仕様および前記機能ブロック情報の文章上の類似度に基づき算出される性能要求値を含む前記第１の製品性能を特定し、
前記性能推定部は、前記部品属性の部品が発揮し得る性能を示す性能推定値を含む前記第２の製品性能を推定し、
前記要求判定部は、前記性能要求値と前記性能推定値を比較した結果に基づき、前記実現可能性を判定する設計支援システム。
【請求項５】
請求項４に記載の設計支援システムにおいて、
前記要求判定部は、前記性能要求値の全てが前記性能推定値の範囲内に入る場合に要求変更が実現可能と判定する設計支援システム。
【請求項６】
請求項１に記載の設計支援システムにおいて、
前記要求変換部は、前記要求仕様を機能および性能における制約条件に変換し、
前記性能推定部は、前記制約条件を用いて、前第２の製品性能を推定する設計支援システム。
【請求項７】
１以上の構成物である部品で構成される設計対象物である製品の設計を支援するための設計支援システムによる設計支援方法において、
記憶装置が、前記部品の属性を示す部品属性を含む部品に関する部品ブロック情報と、前記製品が果たすべき性能を示す機能ブロック情報を記憶し、
要求変換部により、前記製品の関係者における当該製品に対する要望を示す要求仕様を前記製品の第１の製品性能に変換し、
性能推定部により、前記製品を構成する部品の部品属性に基づいて、前記製品の性能を示す第２の製品性能を推定し、
要求判定部により、前記第１の製品性能および前記第２の製品性能を比較し、前記要求仕様が前記製品で実現できるかを示す実現可能性を判定し、
出力部により、前記要求判定部の判定結果を出力する設計支援方法。
【請求項８】
請求項７に記載の設計支援方法において、
前記記憶装置は、前記性能を階層的に表現した前記機能ブロック情報および前記部品を階層的に表現した前記部品ブロック情報を記憶する設計支援方法。
【請求項９】
請求項７に記載の設計支援方法において、
前記記憶装置は、前記製品の性能を予測する際に用いられる性能予測モデル情報を記憶し、
前記性能推定部により、前記性能予測モデル情報をさらに用いて、前記性能を予測する設計支援方法。
【請求項１０】
請求項７に記載の設計支援方法において、
前記要求変換部により、前記要求仕様および前記機能ブロック情報の文章上の類似度に基づき算出される性能要求値を含む前記第１の製品性能を特定し、
前記性能推定部により、前記部品属性の部品が発揮し得る性能を示す性能推定値を含む前記第２の製品性能を推定し、
前記要求判定部により、前記性能要求値と前記性能推定値を比較した結果に基づき、前記実現可能性を判定する設計支援方法。
（【請求項１１】以降は省略されています）
発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、製品、器具、ソフトウエア、システム等の設計対象物における設計支援に関し、その中でも特に、設計要求仕様の実現可能性を判定する技術に関する。
続きを表示（約 2,500 文字）【背景技術】
【０００２】
製品やシステムなどの設計対象物（以下、製品と称す）の設計においては、所謂「流用設計」のように、既存の設計案を変更して新しい設計案を作成する作業がよく行われる。設計変更を行う際には、設計変更が既存の機能に影響してしまい問題が生じることがあり、これによって手戻りが発生し設計工数が増加してしまう恐れがある。したがって、設計の作業においては、設計変更に伴う変更の影響範囲を特定し、変更後の要求仕様の実現可能性を判定することが重要である。更に、過去の設計変更について変更点と変更理由、影響範囲などをデータベース化してナレッジとして蓄積することは、類似製品の設計ミス防止、手戻り防止の観点で望ましい行為である。また、本願明細書での製品は、部品、アッセンブリ、部材、ユニット、モジュール等される構成物（以下、部品を称する）で構成され、製品、システムなどが含まれる。
【０００３】
また、設計に関して、製品の要求分析、設計、検証を効率的に行う方法論としてＭＢＳＥ（Model-Based Systems Engineering）が提唱されている。ＭＢＳＥは、製品の部品構造、要求機能、設計パラメータなどの構成と関係性をモデリングし、視覚的に理解し易いグラフで表現することで、設計の効率化とミスの防止を図るものである。但し、ＭＢＳＥモデルの作成には多大な工数がかかる場合が多いので、ＭＢＳＥモデルを効率的に作成することが望まれている。
【０００４】
上記のような課題を解決する技術として、特許文献１や２が提案されている。特許文献１には、設計対象の装置が果たすべき機能を細分化した機能ノード群と、機能を実現するための部品ノード群とが相互の関係を持って表現された機能モデルを生成するためのノードデータを格納するノードデータ格納手段と、前記ノードデータ格納手段を参照して、機能モデルを生成する機能モデル生成手段と、前記機能モデルの中から、ノードの指定を受け付けるノード指定受付手段と、前記指定を受け付けたノードについて、相互の関係を有するノードを抽出するノード抽出手段と、抽出されたノードを提示する抽出ノード提示手段とを備えることを特徴とする設計支援システムが記載されている（請求項１参照）。
【０００５】
特許文献２には、製品の設計パラメータの入力を受け付けるように、構成された設計パラメータ入力受付部と、前記設計パラメータの実現可否を判定するように構成された実現可否判定部と、前記設計パラメータが実現可能な場合、取得した前記製品のシステムメタモデルに前記設計パラメータを反映させてシステム仕様モデルを生成するように構成されたシステム仕様モデル生成部と、前記システム仕様モデルに基づいて製品仕様書を生成するように構成されたドキュメント生成部とを備えた仕様決定支援装置が記載されている（請求項１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
特開2005-322211号公報
特開2023-83915号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
特許文献１に開示されている技術では、製品の機能ノードと部品ノードとの関連付けを行うことで、設計変更の際の検証対象の把握を容易に行うことができる。しかし、特許文献１は、関連付けに基づく設計変更の影響範囲特定では定性的なものとなっており、設計変更の影響度合いを定量的に評価できるものではない。また、特許文献１には、製品の要求仕様ノードに関する記述が無いので、機能と要求仕様との関連付けについては考慮されておらず、設計変更の際に生じた要求仕様パラメータの変更に関してはその実現可能性を判定することができない。
【０００８】
また、特許文献２で開示されている技術では、製品の設計パラメータの実現可能性の判定を支援する技術を提示した。しかし、特許文献２は、実現可能性の判定には設計値が閾値を超えているかどうかという単純なルールに基づいたものであり、設計パラメータが及ぼす影響まで考慮されたものではない。また、特許文献２では、設計パラメータが性能に及ぼす影響、そして製品の構成との関連付けについても取り込まれていない。このため、設計者が設計変更による影響範囲を把握することが困難であり、設計ミスが生じるリスクが増大してしまう。
【０００９】
本発明は、このような問題に鑑みてなされたもので、その目的は、製品に対する設計者や顧客といった関係者の要望の実現可能性の判定を、より精度よく可能と実現することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記の目的を達成するため、本発明では、部品属性から推定される製品性能と、製品に対する要望を示す要求仕様に基づき変換される製品性能とを比較し、その実現可能性を判定する。この製品性能として、例えば、シミュレーションや物理法則を用いて部品ノードから推定される製品性能の限界が含まれる。より具体的な本発明の一態様は、１以上の構成物である部品構成される設計対象物である製品の設計を支援するための設計支援システムにおいて、前記部品の属性を示す部品属性を含む部品に関する部品ブロック情報と、前記製品が果たすべき性能を示す機能ブロック情報を記憶する記憶装置と、前記製品の関係者における当該製品に対する要望を示す要求仕様を前記製品の第１の製品性能に変換する要求変換部と、前記製品を構成する部品の部品属性に基づいて、前記製品の性能を示す第２の製品性能を推定する性能推定部と、前記第１の製品性能および前記第２の製品性能を比較し、前記要求仕様が前記製品で実現できるかを示す実現可能性を判定する要求判定部と、前記要求判定部の判定結果を出力する出力部を有する設計支援システムである。
（【００１１】以降は省略されています）

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