JPH11120000A - Design system using case-based reasoning and learning - Google Patents
Design system using case-based reasoning and learningInfo
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- JPH11120000A JPH11120000A JP9278863A JP27886397A JPH11120000A JP H11120000 A JPH11120000 A JP H11120000A JP 9278863 A JP9278863 A JP 9278863A JP 27886397 A JP27886397 A JP 27886397A JP H11120000 A JPH11120000 A JP H11120000A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】設計履歴を蓄積し、事例推論時に再利用するこ
とにより、設計適用範囲の高域化及び設計期間の短縮化
を図る。
【解決手段】製品知識、各種設計知識、解析知識、及び
設計履歴知識等の解析、設計事例をオブジェクト指向的
に保存する設計事例データベース1と、事例修正ルー
ル、対策ルール、及び手順データを保存する汎用知識ベ
ース2と、設計事例データベース1の中で必要な知識の
みを事例として構成して、実際の事例データを空間上に
展開し、展開された事例の中から今回の設計に最も類似
した事例を類推して、最終的に利用できる事例を表示す
る事例推論エージェント3と、複数の設計評価を同時に
協調して行う同時協調設計部4と、設計事例データベー
ス1に事例が蓄積されるに従って事例修正ルールと一般
的な対策ルールとを蓄積及び強化していく学習エージェ
ント5とを備える。
(57) [Summary] [Problem] To increase the range of design application and shorten the design period by accumulating design histories and reusing them at the time of case inference. An analysis of product knowledge, various design knowledge, analysis knowledge, design history knowledge, and the like, and a design case database that stores design cases in an object-oriented manner, and case correction rules, countermeasure rules, and procedure data are stored. Only the necessary knowledge in the general-purpose knowledge base 2 and the design case database 1 is constructed as a case, the actual case data is expanded in space, and the case that is the most similar to the current design among the expanded cases , And a case inference agent 3 for displaying a finally usable case, a simultaneous cooperative design unit 4 for simultaneously coordinating a plurality of design evaluations, and a case correction as cases are stored in the design case database 1 It has a learning agent 5 for accumulating and reinforcing rules and general countermeasure rules.
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、製品やプロセスの
設計システムに係り、特にCAEと知識処理とを用いた
CAEエキスパートシステムに関する。The present invention relates to a product or process design system, and more particularly to a CAE expert system using CAE and knowledge processing.
【0002】[0002]
【従来の技術】従来より、製品やプロセスの設計システ
ムとして、事例推論を用いたシステムが種々提案されて
いる。2. Description of the Related Art Conventionally, various systems using case inference have been proposed as design systems for products and processes.
【0003】例えば、要求される設計仕様に対し、仕様
項目間の設計上の制約や干渉関係を考慮して適用すべき
設計仕様を判定し、設計事例ベースから同一の設計仕様
を有する過去の設計事例を類似設計事例として検索し、
その検索結果を出力する類似設計事例検索装置(特開平
7−219989号公報)がある。しかしながら、この
類似設計事例検索装置では、類似している部分の知識が
適用できるだけであって、類似しない部分を含む全ての
知識を完全に取得することはできない。For example, a design specification to be applied to a required design specification is determined in consideration of design constraints and interference relationships between specification items, and a past design having the same design specification is determined from a design case base. Search cases as similar design cases,
There is a similar design case search device (Japanese Patent Laid-Open No. 7-219899) which outputs the search result. However, this similar design case search apparatus can only apply knowledge of similar parts, and cannot completely acquire all knowledge including dissimilar parts.
【0004】そこで、知識を完全に取得できない場合に
は、事例を修正して適用するようにした事例ベース推論
システムも提案されている(特開平6−19714号公
報)。Therefore, a case-based reasoning system has been proposed in which, when knowledge cannot be completely acquired, a case is modified and applied (JP-A-6-19714).
【0005】この事例ベース推論システムは、問題解決
に際し、記憶部に予め記憶された複数の事例の内から、
解決すべき問題に最も似ている事例を検索し、検索した
事例と問題との異なる部分について所定のルールに基づ
いて事例を補正し、補正後の事例を記憶部に追加記憶す
る構成となっている。[0005] This case-based reasoning system is used for solving a problem from a plurality of cases stored in a storage unit in advance.
It is configured to search for the case that is most similar to the problem to be solved, correct the case based on a predetermined rule for a part different from the searched case and the problem, and additionally store the corrected case in the storage unit. I have.
【0006】[0006]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
事例ベース推論システムは、修正するためのルールを蓄
積しなければならず、また事例の適用対象も初期設計に
限られているといった問題があった。また、設計解を評
価する方法や、設計履歴を事例推論に用いるようなシス
テムは存在しなかった。However, the above case-based reasoning system has a problem that rules for correction must be accumulated, and the case is limited to the initial design. . In addition, there was no method for evaluating a design solution or a system that used a design history for case inference.
【0007】一方、本発明者らは、以前に射出成形品の
冷却配管設計において、設計ルールにより初期配管を作
成し、またCAE(射出成形用流動・冷却解析)を用い
て設計解評価を行い、目標品質(ハイサイクル、離型不
良など)を達成するまで、対策案を知識ベースより抽出
し、自動的に対策を実行する最適化方法について提案し
ているが、この最適化方法では、設計ルールや対策ルー
ルのメンテナンスが必要であり、知識獲得が重要な問題
となっていた。On the other hand, the present inventors previously prepared an initial pipe according to design rules in designing a cooling pipe of an injection molded product, and evaluated a design solution using CAE (flow / cooling analysis for injection molding). Until the target quality (high cycle, demolding failure, etc.) is achieved, measures are extracted from the knowledge base, and an optimization method that automatically executes the measures is proposed. Maintenance of rules and countermeasures rules was necessary, and knowledge acquisition was an important issue.
【0008】本発明はこのような問題点を解決すべく創
案されたもので、その目的は、設計履歴を蓄積し、事例
推論時に再利用することにより、設計適用範囲の高域化
及び設計期間の短縮化を図った事例ベース推論及び学習
を用いた設計システムを提供することにある。The present invention has been devised to solve such a problem. The purpose of the present invention is to accumulate design histories and reuse them at the time of case inference to increase the range of design application and increase the design period. It is an object of the present invention to provide a design system using case-based reasoning and learning that aims at shortening the time.
【0009】[0009]
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、本発明の事例ベース推論及び学習を用いた設計シス
テムは、製品知識、各種設計知識、解析知識、及び設計
履歴知識等の解析、設計事例をオブジェクト指向的に保
存する設計事例データベースと、事例修正ルール、対策
ルール、及び手順データを保存する汎用知識ベースと、
前記設計事例データベースの中で必要な知識のみを事例
として構成する事例ベースエディタ、実際の事例データ
を空間上に展開する事例一覧作成部、この事例一覧作成
部で展開された事例の中から今回の設計に最も類似した
事例を類推する類似事例検索部、及び最終的に利用でき
る事例を表示する結果表示部を有する事例推論エージェ
ントと、複数の設計評価を同時に協調して行う同時協調
設計部と、前記設計事例データベースに事例が蓄積され
るに従って前記事例修正ルールを蓄積及び強化していく
事例修正ルール学習部、及び前記設計事例データベース
に事例が蓄積されるに従って一般的な対策ルールそのも
のを蓄積及び強化していく対策ルール学習部を有する学
習エージェントとを備えた構成としている。In order to solve the above-mentioned problems, a design system using case-based reasoning and learning of the present invention analyzes and designs product knowledge, various design knowledge, analysis knowledge, and design history knowledge. A design case database that stores cases in an object-oriented manner, a general-purpose knowledge base that stores case correction rules, countermeasure rules, and procedure data,
The case base editor that configures only the necessary knowledge in the design case database as a case, a case list creation unit that deploys actual case data in space, and a case list created by the case list creation unit. A case inference agent having a similar case search unit for inferring the case most similar to the design and a result display unit for displaying a finally usable case, a simultaneous cooperative design unit for simultaneously coordinating a plurality of design evaluations, A case modification rule learning unit that accumulates and strengthens the case modification rules as cases are accumulated in the design case database, and accumulates and strengthens general countermeasure rules themselves as cases are accumulated in the design case database. And a learning agent having a countermeasure rule learning unit.
【0010】すなわち、従来のCAEを用いた最適化手
法に、事例を蓄積する設計事例データベースと、この設
計事例データベースから類似事例を類推して修正する事
例推論エージェントと、この事例推論エージェントから
得られた知識と事例とに共通な汎用的知識を適用する汎
用知識ベースと、これらの汎用知識ベースを学習させる
学習エージェントとを追加した構成としている。That is, in the conventional optimization method using CAE, a design case database for accumulating cases, a case inference agent for analogizing and correcting similar cases from the design case database, and a case inference agent obtained from the case inference agent. A general-purpose knowledge base that applies general-purpose knowledge common to knowledge and examples, and a learning agent that learns these general-purpose knowledge bases are added.
【0011】[0011]
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て図面を参照して説明する。Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
【0012】図1は、本発明の事例ベース推論及び学習
を用いた設計システムの全体構成を示す説明図である。FIG. 1 is an explanatory diagram showing the overall configuration of a design system using case-based reasoning and learning according to the present invention.
【0013】この事例ベース推論及び学習を用いた設計
システムは、大別すると、設計事例データベース1、汎
用知識ベース2、事例推論エージェント3、同時協調設
計部4、及び学習エージェント5によって構成されてい
る。The design system using the case-based reasoning and learning is roughly composed of a design case database 1, a general-purpose knowledge base 2, a case reasoning agent 3, a simultaneous cooperative design unit 4, and a learning agent 5. .
【0014】設計事例データベース1は、製品知識、各
種設計知識(意匠設計知識、構造設計知識等)、解析知
識、及び設計履歴知識等の解析、設計事例をオブジェク
ト指向的に保存する。The design case database 1 stores product knowledge, various design knowledge (design design knowledge, structural design knowledge, etc.), analysis knowledge, design history knowledge, etc., and design cases in an object-oriented manner.
【0015】汎用知識ベース2は、事例修正ルール2
1、対策ルール22、及び形状作成や設計、修正の手順
23を保存する。汎用知識ベース2は、事例推論エージ
ェント3から得られた知識と事例とに共通な汎用的知識
を適用する。The general-purpose knowledge base 2 has a case modification rule 2
1. The countermeasure rule 22 and the procedure 23 for shape creation, design, and correction are stored. The general-purpose knowledge base 2 applies general-purpose knowledge common to the case and the knowledge obtained from the case inference agent 3.
【0016】事例推論エージェント3は、設計事例デー
タベース1の中で必要な知識のみを事例として構成する
事例ベースエディタ31、実際の事例データを空間上に
展開する事例一覧作成部32、この事例一覧作成部32
で展開された事例の中から今回の設計に最も類似した事
例を類推する類似事例検索部33、最終的に利用できる
事例を表示する結果表示部34、相関・重み定義部35
及び類似度算出式定義部36によって構成されている。The case inference agent 3 includes a case base editor 31 for constructing only necessary knowledge in the design case database 1 as a case, a case list creation unit 32 for developing actual case data in a space, and this case list creation. Part 32
A similar case search unit 33 for estimating the case most similar to the current design from the cases developed in the above, a result display unit 34 for displaying a finally usable case, and a correlation / weight definition unit 35
And a similarity calculation formula definition unit 36.
【0017】同時協調設計部4は、複数の設計評価を同
時に協調して行うブロックであって、要求される機能や
品質等のデータを入力する要求入力部41、入力データ
に従って評価項目と規準とをセットする条件作成部4
2、評価項目を評価するためのツール実行部(意匠シミ
ュレーション、機能性シミュレーション、CAE(構
造、成形)、ルールによる設計など)43、実行結果の
評価を行う結果評価部44、結果評価部44の評価結果
に基づき汎用知識ベース2から対策案を抽出する対策案
抽出部45、及び抽出した対策案を実施する対策実施部
46、結果評価部44の評価結果(設計解)を表示する
設計解表示部47、及び事例蓄積部48によって構成さ
れている。The simultaneous cooperative design section 4 is a block for simultaneously and cooperatively performing a plurality of design evaluations. The request input section 41 for inputting data such as required functions and qualities. Condition creation unit 4 for setting
2. A tool execution unit (design simulation, functional simulation, CAE (structure, molding), design based on rules, etc.) 43 for evaluating an evaluation item, a result evaluation unit 44 for evaluating an execution result, and a result evaluation unit 44 A measure solution extractor 45 that extracts a measure from the general-purpose knowledge base 2 based on the evaluation result, a measure implementer 46 that implements the extracted measure, and a design solution display that displays the evaluation result (design solution) of the result evaluator 44. It comprises a unit 47 and a case storage unit 48.
【0018】学習エージェント5は、設計事例データベ
ース1に事例が蓄積されるに従って汎用知識ベース2の
事例修正ルール21を蓄積及び強化していく事例修正ル
ール学習部51、及び設計事例データベース1に事例が
蓄積されるに従って汎用知識ベース2の一般的な対策ル
ール22そのものを蓄積及び強化していく対策ルール学
習部52によって構成されている。The learning agent 5 includes a case modification rule learning unit 51 that accumulates and reinforces the case modification rules 21 of the general-purpose knowledge base 2 as the cases are accumulated in the design case database 1. It is configured by a countermeasure rule learning unit 52 that stores and strengthens the general countermeasure rules 22 of the general-purpose knowledge base 2 as they are stored.
【0019】次に、上記構成の事例ベース推論及び学習
を用いた設計システムを用いて、実際に新規事例を設計
する場合の全体的な動作について、図2に示すフローチ
ャートを参照して説明する。Next, the overall operation in the case of actually designing a new case using the design system using the case-based reasoning and learning having the above configuration will be described with reference to the flowchart shown in FIG.
【0020】要求入力部41に入力された要求機能、品
質等のデータは、事例推論エージェント3に入力される
(ステップS1)。事例推論エージェント3では、入力
された要求機能、品質等のデータに基づいて事例の一覧
を作成し(ステップS2)、これら要求機能、品質等を
満たす過去の事例を設計事例データベース1から類推し
(ステップS3)、その結果を結果表示部34に表示す
る(ステップS4)。The data of the requested function, quality, and the like input to the request input unit 41 are input to the case inference agent 3 (step S1). The case inference agent 3 creates a list of cases based on the input data of required functions, quality, and the like (step S2), and infers past cases satisfying the required functions, quality, and the like from the design case database 1 (step S2). Step S3), and display the result on the result display unit 34 (Step S4).
【0021】この後、得られた全ての知識を実現するた
めに、汎用知識ベース2より手順ルールを取得し、これ
らを同時協調設計部4に入力する(ステップS5)。同
時協調設計部4では、ここで得られたルールを基に初期
設計を行い(ステップS6)、その初期設計の評価を行
う(ステップS7〜S10)。ここでの評価は、意匠性
及び機能性シミュレーションなどのCG及びVRを用い
た評価(ステップS8)や、構造解析や成形性シミュレ
ーションなどのCAEを用いた評価(ステップS9)、
経験式を用いた評価(ステップS10)など、複数の評
価を同時に行う。 そして、この評価結果に不具合がで
た場合には、対策案の抽出を汎用知識ベース2から行う
(ステップS11,S12)。ここで、汎用知識ベース
2の対策ルール22の中に対策ルールがない場合には、
事例推論エージェント3に要求を行い、過去に同様の対
策を行っている事例を抽出する。そして、得られた対策
を実施し(ステップS13)、再度評価を行う(ステッ
プS7)。この作業(ステップS7〜ステップS13)
を繰り返し、設計解が最適になった時点で、その最適と
なった設計解を設計解表示部47に表示する(ステップ
S14)。Thereafter, in order to realize all the obtained knowledge, procedural rules are obtained from the general-purpose knowledge base 2 and input to the simultaneous cooperative design unit 4 (step S5). The simultaneous cooperative design unit 4 performs an initial design based on the rules obtained here (step S6), and evaluates the initial design (steps S7 to S10). The evaluation here is an evaluation using CG and VR such as design simulation and functional simulation (step S8), an evaluation using CAE such as structural analysis and formability simulation (step S9),
A plurality of evaluations, such as an evaluation using an empirical formula (step S10), are performed simultaneously. Then, when a defect is found in the evaluation result, a measure is extracted from the general-purpose knowledge base 2 (steps S11 and S12). Here, when there is no countermeasure rule in the countermeasure rule 22 of the general-purpose knowledge base 2,
A request is made to the case inference agent 3 to extract a case in which a similar measure has been taken in the past. Then, the obtained countermeasure is implemented (step S13), and the evaluation is performed again (step S7). This work (Step S7 to Step S13)
Is repeated, and when the design solution becomes optimal, the optimized design solution is displayed on the design solution display section 47 (step S14).
【0022】最後に、これら一連の作業を事例として設
計事例データベース1に蓄積する(ステップS15)。
また、これら蓄積の状況を学習エージェントが随時管理
しており、一般的なルールの発見や、特定のルール群の
強化などを行っている(ステップS16)。Finally, these series of operations are stored as cases in the design case database 1 (step S15).
The learning agent manages the state of accumulation as needed, and discovers general rules, strengthens a specific rule group, and the like (step S16).
【0023】以上が全体的な処理の流れであるが、以下
に、事例推論エージェント3、同時協調設計部4、学習
エージェント5での具体的な処理手順を個別に説明す
る。 (1)事例推論エージェント3での処理を、図3に示す
フローチャートを適宜参照して説明する。The overall processing flow has been described above. Specific processing procedures in the case inference agent 3, the simultaneous cooperative design unit 4, and the learning agent 5 will be individually described below. (1) The processing in the case inference agent 3 will be described with reference to the flowchart shown in FIG.
【0024】事例推論エージェント3では、得られた要
求機能や品質、及び形状特徴や材料情報などの製品知識
を受け取ると、設計事例データベース1を展開してそれ
らを問題部にセットする(ステップS21,S22)。
問題部には、例えば「製品群」、「製品名」、「体
積」、「表面積」、「境界条件」・・・等がセットされ
る。この後、設計事例データベース1に保存されている
過去の事例の問題部と比較しながら、問題部に同じ項目
がセットされている事例数Mを全て算出し(ステップS
23)、それぞれの事例の問題部の数Nを算出して(ス
テップS24)、各事例について事例間距離を算出する
(ステップS25)。When the case inference agent 3 receives the obtained required function and quality, and product knowledge such as shape characteristics and material information, it expands the design case database 1 and sets them in the problem part (step S21, step S21). S22).
In the problem part, for example, “product group”, “product name”, “volume”, “surface area”, “boundary condition”, and the like are set. Thereafter, the number of cases M in which the same item is set in the problem part is calculated while comparing with the problem part of the past case stored in the design case database 1 (step S).
23) Then, the number N of problem parts in each case is calculated (step S24), and the inter-case distance is calculated for each case (step S25).
【0025】すなわち、算出した事例の中から1事例を
抽出し(ステップS26)、問題部Anと抽出した事例
の問題部Bnとの距離を算出する。この場合、問題部に
セットされた項目が数値Xであり、その数値Xが誤差を
示している場合には、距離算出式1を用いてAnとBn
との距離yを算出する(ステップS27,S28,S2
9,S30)。That is, one case is extracted from the calculated cases (step S26), and the distance between the problem part An and the problem part Bn of the extracted case is calculated. In this case, when the item set in the problem part is a numerical value X, and the numerical value X indicates an error, An and Bn are calculated using the distance calculation formula 1.
Is calculated (steps S27, S28, S2).
9, S30).
【0026】[0026]
【数1】(Equation 1)
【0027】〔距離算出式1〕 y=1.0 (ただし、−αX<x<αX) 一方、問題部にセットされた項目が数値Xであり、距離
算出式が距離算出式2として設定されている場合には、
その距離算出式2を用いてAnとBnとの距離yを算出
する(ステップS27,S28,S29,S31)。[Distance calculation formula 1] y = 1.0 (where -αX <x <αX) On the other hand, the item set in the problem part is a numerical value X, and the distance calculation formula is set as distance calculation formula 2. If you have
The distance y between An and Bn is calculated using the distance calculation formula 2 (steps S27, S28, S29, S31).
【0028】[0028]
【数2】(Equation 2)
【0029】〔距離算出式2〕 y=0.0 (ただし、x<
−αX) y=(1/αX)・x+1/(−α) (ただし、−α
X<x<X) y=1 (ただし、x=
X) y=(1/−αX)・x+1/α (ただし、X<
x<αX) y=0.0 (ただし、αX
<x) 一方、問題部にセットされた項目が文字である場合に
は、距離算出法3を用いてAnとBnとの距離yを算出
する(ステップS27,S28,S29,S32)。こ
こでの距離算出法3は、例えば完全一致法とする。すな
わち、問題部Anの文字(名称)が例えば「フランジ」
で、問題部Bnの文字(名称)が「フランジ」である場
合には、y=1.0とし、問題部Anの文字(名称)が
例えば「フランジ」で、問題部Bnの文字(名称)が
「フランジ部」である場合には、y=0.0とする。こ
の他にも、シソーラスを用いたオントロジーによる距離
算出法が可能である。[Distance calculation formula 2] y = 0.0 (where x <
−αX) y = (1 / αX) · x + 1 / (− α) (However, −α
X <x <X) y = 1 (where x =
X) y = (1 / −αX) · x + 1 / α (where X <
x <αX) y = 0.0 (However, αX
<X) On the other hand, if the item set in the problem part is a character, the distance y between An and Bn is calculated using the distance calculation method 3 (steps S27, S28, S29, S32). The distance calculation method 3 here is, for example, a perfect matching method. That is, the character (name) of the problem part An is, for example, “flange”.
When the character (name) of the problem part Bn is “flange”, y = 1.0, the character (name) of the problem part An is “flange”, for example, and the character (name) of the problem part Bn is set. Is “flange”, y = 0.0. In addition, a distance calculation method based on an ontology using a thesaurus is possible.
【0030】このようにして算出したAnとBnとの距
離の全体を、その事例の距離Y(n)として保存する
(ステップS33)。このような処理を、ステップS2
4で算出した問題部数Nまで繰り返し行った後(ステッ
プS34)、その抽出した事例を全体として総合的に評
価した事例間距離を算出する(ステップS35)。この
とき、個別知識間の算出に、数値やテキスト以外にも、
自然言語、意味的距離、画像、形状なども扱えるように
してもよい。The entire distance between An and Bn calculated in this way is stored as the distance Y (n) of the case (step S33). Such processing is performed in step S2.
After repeating the process up to the number of problem copies N calculated in Step 4 (Step S34), the inter-case distance obtained by comprehensively evaluating the extracted cases as a whole is calculated (Step S35). At this time, in addition to numerical values and text,
Natural languages, semantic distances, images, shapes, etc. may also be handled.
【0031】すなわち、事例間距離の算出において、個
別知識に重みがついていない場合には、事例間距離算出
法1を用いて事例間距離を算出する(ステップS36,
S37)。That is, in the calculation of the inter-case distance, if the individual knowledge is not weighted, the inter-case distance is calculated using the inter-case distance calculation method 1 (step S36,
S37).
【0032】[0032]
【数3】 (Equation 3)
【0033】また、事例間距離の算出において、個別知
識に重みがついている場合には、事例間距離算出法2を
用いて事例間距離を算出する(ステップS36,S3
8,S39)。すなわち、全体の事例間距離の算出時に
も、各領域で重みが変化する。In the calculation of the inter-case distance, if the individual knowledge is weighted, the inter-case distance is calculated using the inter-case distance calculation method 2 (steps S36 and S3).
8, S39). That is, the weight changes in each region even when calculating the entire inter-case distance.
【0034】[0034]
【数4】 (Equation 4)
【0035】このようにして算出した事例間の距離L
(m)を保存する(ステップS40)。The distance L between the cases calculated as described above
(M) is stored (step S40).
【0036】このようなステップS26〜ステップS4
0の処理を、ステップS23で算出した事例数Mまで繰
り返し行った後(ステップS41)、その算出結果を、
事例間距離の近い順に表示し(ステップS42)、適用
知識を表示して(ステップS43)、事例推論エージェ
ント3での処理を終了する。Such steps S26 to S4
0 is repeatedly performed up to the number M of cases calculated in step S23 (step S41), and the calculation result is
The cases are displayed in ascending order of the inter-case distance (step S42), the applied knowledge is displayed (step S43), and the process in the case inference agent 3 ends.
【0037】(2)次に、手順実行部での処理を、図4
に示すフローチャートを参照して説明する。(2) Next, the processing in the procedure execution unit will be described with reference to FIG.
This will be described with reference to the flowchart shown in FIG.
【0038】手順実行部では、事例推論エージェント3
で得られた知識を基に、初期設計を行うために必要な全
ての知識をセットする(ステップS61)。実行中に知
識が不足した場合には、事例推論エージェント3で再度
問題部、解答部を再構成して再実行してから知識を取得
する。手順実行部では、事例から得られた設計手順に基
づき、初期設計解を作成する(ステップS62,S6
3)。この場合、形状作成、解析用のメッシュ作成、境
界条件の付加を行う(ステップS64,S65,S6
6)。形状作成では、手順を実行するためのCADコマ
ンドの履歴とその基になる形状をデータベースで管理し
ておく。In the procedure execution unit, the case inference agent 3
Based on the knowledge obtained in (1), all the knowledge required for performing the initial design is set (step S61). If the knowledge is insufficient during the execution, the case inference agent 3 reconfigures the problem part and the answer part again, executes the part again, and acquires the knowledge. The procedure execution unit creates an initial design solution based on the design procedure obtained from the case (steps S62 and S6).
3). In this case, shape creation, mesh creation for analysis, and addition of boundary conditions are performed (steps S64, S65, S6).
6). In the shape creation, the history of CAD commands for executing the procedure and the base shape thereof are managed in a database.
【0039】(3)次に、同時協調設計部4での処理
を、図5に示すフローチャートを適宜参照して説明す
る。(3) Next, the processing in the simultaneous cooperative design unit 4 will be described with reference to the flowchart shown in FIG.
【0040】同時協調設計部4では、複数の評価を同時
に協調して行うために、まず評価項目と規準とがセット
される(ステップS71)。そして、それらの評価項目
を評価できるツール(例えば、意匠性を評価するCGソ
フトや、構造を評価する構造解析ソフト等)を選定し、
それらの解析条件を満たす情報を、事例推論エージェン
ト3の適用知識から設定する(ステップS73〜S7
6)。そして、設定した解析条件に従って、これらのツ
ールを同時に実行する。In the simultaneous cooperative design unit 4, first, an evaluation item and a criterion are set in order to simultaneously perform a plurality of evaluations (step S71). Then, select a tool that can evaluate those evaluation items (for example, CG software for evaluating designability, structural analysis software for evaluating structure, etc.),
Information that satisfies these analysis conditions is set from the application knowledge of the case inference agent 3 (steps S73 to S7).
6). Then, these tools are simultaneously executed according to the set analysis conditions.
【0041】すなわち、意匠シミュレーション(ステッ
プS77)、機能シミュレーション(ステップS7
8)、構造解析(ステップS79)、成形シミュレーシ
ョン(ステップS80)を同時に実行し、それぞれにつ
いて個別に評価結果を出力する(ステップS81〜S8
4)。そして、結果評価部43で個別の評価結果を集約
し、トータルの評価結果が要求品質を満たすまで対策案
を抽出し、実行する(ステップS86,S87,S8
8)。That is, a design simulation (step S77) and a function simulation (step S7)
8), structural analysis (step S79), and molding simulation (step S80) are simultaneously executed, and the evaluation results are output individually for each (steps S81 to S8).
4). Then, the result evaluation unit 43 aggregates the individual evaluation results, extracts and executes a measure until the total evaluation result satisfies the required quality (steps S86, S87, S8).
8).
【0042】図6は、汎用知識ベース2に保存されてい
る対策ルール22の具体的構造示しており、各不具合と
これに対する各対策とが、重みつけされて対応付けられ
ている。重みは随時変わり、不具合の新項目や新対策も
随時増加する。この対策ルール22の内容から、例え
ば、体積を増加させないでコーナの応力集中を減らした
い場合には、対策1(R大)を実行すれば効果的である
ことが分かる。また、体積を増加させないでたわみを抑
えたい場合には、対策1(R大)と対策5とを実行すれ
ば効果的であることが分かる。FIG. 6 shows a specific structure of the countermeasure rule 22 stored in the general-purpose knowledge base 2, in which each defect is associated with each countermeasure with a weight. The weights change from time to time, and new items and new countermeasures for defects also increase from time to time. From the contents of the countermeasure rule 22, for example, when it is desired to reduce the stress concentration at the corner without increasing the volume, it is effective to execute the countermeasure 1 (large R). In addition, when it is desired to suppress the deflection without increasing the volume, it is effective to execute the measures 1 (large R) and the measure 5.
【0043】また、対策案の抽出時に汎用知識ベース2
の対策ルール22に対策がない場合には、再度事例推論
エージェント3に問い合わせ、過去の対策を類推させ
る。In addition, the general-purpose knowledge base 2
If the countermeasure rule 22 has no countermeasure, the case inference agent 3 is inquired again to infer the past countermeasure.
【0044】このような対策案の抽出と実行とを繰り返
し、トータルの評価結果が要求品質を満たすと、その結
果を表示する(ステップS89)。The extraction and execution of such a measure are repeated, and when the total evaluation result satisfies the required quality, the result is displayed (step S89).
【0045】図7(a),(b)は、このようにして得
られた個別の評価結果及び集約した評価結果の一例を図
示している。すなわち、対策案1では、意匠性の評価値
が5、機能性の評価値が7、製品強度の評価値が6、成
形性の評価値が3であり、そのトータルの評価値が21
となっている。また、同様にして対策案2ではトータル
の評価値が23、対策案3ではトータルの評価値が1
6、対策案4ではトータルの評価値が24となっている
〔図7(a)参照〕。FIGS. 7A and 7B show examples of the individual evaluation results and the aggregated evaluation results thus obtained. That is, in measure 1, the evaluation value of the designability is 5, the evaluation value of the functionality is 7, the evaluation value of the product strength is 6, the evaluation value of the moldability is 3, and the total evaluation value is 21.
It has become. Similarly, in the case of the measure 2, the total evaluation value is 23, and in the case of the measure 3, the total evaluation value is 1
6. In measure 4, the total evaluation value is 24 (see FIG. 7A).
【0046】ここで、要求品質を満たす評価値が例えば
30であるとすると、同時協調設計部4では、まずトー
タルの評価値の高い対策案4の結果を初期の対策案とし
て設定し、この初期対策案の中の成形性の評価値4を、
新たに抽出した対策案の中の評価値8に入れ換え(対策
1)、次に製品強度の評価値3を、新たに抽出した対策
案の中の評価値7に入れ換えて(対策2)、トータルの
評価値32を得ている〔図7(b)参照〕。この評価値
32は、要求品質を満たす評価値となっている。Here, assuming that the evaluation value that satisfies the required quality is, for example, 30, the simultaneous cooperative design unit 4 first sets the result of the measure 4 having a high total evaluation value as an initial measure. Evaluation value 4 of formability in the countermeasure plan,
The evaluation value 8 in the newly extracted countermeasure plan is replaced (measure 1), and the evaluation value 3 of the product strength is then replaced with the evaluation value 7 in the newly extracted countermeasure plan (measure 2) to obtain a total. Is obtained (see FIG. 7B). The evaluation value 32 is an evaluation value that satisfies the required quality.
【0047】(4)次に、学習エージェント5での処理
を、図8に示すフローチャートを適宜参照して説明す
る。(4) Next, the processing in the learning agent 5 will be described with reference to the flowchart shown in FIG.
【0048】ここでは、実際に設計が完了したときに設
計事例として蓄積する事例蓄積を行い(ステップS9
1)、その蓄積状況に応じて学習エージェント5が実行
される(ステップS92)。例えば、事例修正ルールの
学習(ステップS93)は、事例数が50個増えた時点
で実行されるが、対策ルールの学習(ステップS94)
と手順の学習(ステップS95)は毎回実行される。Here, case accumulation is performed to accumulate as design cases when the design is actually completed (step S9).
1) The learning agent 5 is executed according to the accumulation status (step S92). For example, learning of the case modification rule (step S93) is executed when the number of cases has increased by 50, but learning of the countermeasure rule (step S94).
The learning of the procedure (step S95) is executed every time.
【0049】事例修正ルールの学習(ステップS93)
では、過去の事例を全て分析し(ステップS96)、問
題部と解答部との相関で実行された実績が高いものをル
ール化して(ステップS97)、汎用知識ベース2の事
例修正ルール21に追加登録する(ステップS98)。Learning of case modification rules (step S93)
Then, all past cases are analyzed (step S96), and those having a high track record of being executed by correlation between the problem part and the answer part are converted into rules (step S97) and added to the case modification rule 21 of the general-purpose knowledge base 2. Register (step S98).
【0050】対策ルールの学習(ステップS94)で
は、今回行った対策の履歴より、効果の大きなものに対
する対策の重みを強化するとともに(ステップS99,
S100)、過去にない対策の場合は、対策ルールのシ
ートを汎用知識ベース2の対策ルール22に追加更新す
る(ステップS101)。In the learning of the countermeasure rule (step S94), the weight of the countermeasure for the one having a large effect is strengthened from the history of the countermeasures performed this time (step S99, step S99).
(S100) If the measure is not in the past, the sheet of the measure rule is additionally updated to the measure rule 22 of the general-purpose knowledge base 2 (step S101).
【0051】手順の学習(ステップS95)に関して
は、過去にない手順の場合はその手順の名称とCADコ
マンドの履歴とを、汎用的なものとして汎用知識ベース
2の手順ベース21に追加登録する(ステップS10
2,S103)。Regarding the learning of the procedure (step S95), if the procedure does not exist in the past, the procedure name and the CAD command history are additionally registered in the procedure base 21 of the general-purpose knowledge base 2 as a general-purpose one (step S95). Step S10
2, S103).
【0052】[0052]
【発明の効果】本発明の事例ベース推論及び学習を用い
た設計システムは、従来のCAEを用いた最適化手法
に、事例を蓄積する設計事例データベースと、この設計
事例データベースから類似事例を類推して修正する事例
推論エージェントと、この事例推論エージェントから得
られた知識と事例とに共通な汎用的知識を適用する汎用
知識ベースと、これらの汎用知識ベースを学習させる学
習エージェントとを追加した構成としたので、従来必要
であった設計ルールや対策ルールのメンテナンスが不要
になるだけでなく、必要なルールの確保も可能となる。
そのため、設計対策への対応が迅速かつ確実に行えるも
のである。According to the design system using case-based reasoning and learning of the present invention, a design case database for accumulating cases and a similar case from the design case database are analogized to a conventional optimization method using CAE. A configuration in which a case inference agent that modifies by adding a general knowledge base that applies general knowledge common to the knowledge obtained from the case inference agent and the case, and a learning agent that learns these general knowledge bases, is added. As a result, not only maintenance of design rules and countermeasure rules, which were required in the past, becomes unnecessary, but also necessary rules can be secured.
Therefore, it is possible to quickly and surely respond to design measures.
【図1】本発明の事例ベース推論及び学習を用いた設計
システムの全体構成を示す説明図である。FIG. 1 is an explanatory diagram showing the overall configuration of a design system using case-based reasoning and learning according to the present invention.
【図2】本発明の事例ベース推論及び学習を用いた設計
システムを用いて、実際に新規事例を設計する場合の全
体的な動作を説明するためのフローチャートである。FIG. 2 is a flowchart for explaining an overall operation when a new case is actually designed using a design system using case-based reasoning and learning of the present invention.
【図3】事例推論エージェントでの処理動作を説明する
ためのフローチャートである。FIG. 3 is a flowchart for explaining a processing operation in a case inference agent.
【図4】手順実行部での処理動作を説明するためのフロ
ーチャートである。FIG. 4 is a flowchart illustrating a processing operation in a procedure execution unit.
【図5】同時協調設計部での処理動作を説明するための
フローチャートである。FIG. 5 is a flowchart for explaining a processing operation in a simultaneous cooperative design unit.
【図6】汎用知識ベースに保存されている対策ルールの
具体的構造示す図表である。FIG. 6 is a table showing a specific structure of a countermeasure rule stored in a general-purpose knowledge base.
【図7】(a)は個別の評価結果及び集約した評価結果
の一例を示す図表、(b)は協調設計の最適化を行った
結果を示す図表である。7A is a chart showing an example of an individual evaluation result and an aggregated evaluation result, and FIG. 7B is a chart showing a result of optimizing a collaborative design.
【図8】学習エージェント5での処理動作を説明するた
めのフローチャートである。FIG. 8 is a flowchart for explaining a processing operation in the learning agent 5.
1 設計事例データベース 2 汎用知識ベース 3 事例推論エージェント 4 同時協調設計部4 5 学習エージェント 21 事例修正ルール 22 対策ルール 23 手順データ 31 事例ベースエディタ 32 事例一覧作成部 33 類似事例検索部 34 結果表示部 35 相関・重み定義部 36 類似度算出式定義部 41 要求入力部 42 条件作成部 43 ツール実行部 44 結果評価部 45 対策案抽出部 46 対策実施部 47 設計解表示部 48 事例蓄積部 51 事例修正ルール学習部 52 対策ルール学習部 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Design case database 2 General-purpose knowledge base 3 Case inference agent 4 Simultaneous collaborative design part 4 5 Learning agent 21 Case modification rule 22 Countermeasure rule 23 Procedure data 31 Case base editor 32 Case list creation part 33 Similar case search part 34 Result display part 35 Correlation / weight definition unit 36 Similarity calculation expression definition unit 41 Request input unit 42 Condition creation unit 43 Tool execution unit 44 Result evaluation unit 45 Countermeasure extraction unit 46 Countermeasure execution unit 47 Design solution display unit 48 Case accumulation unit 51 Case modification rule Learning unit 52 Countermeasure rule learning unit
Claims (1)
び設計履歴知識等の解析、設計事例をオブジェクト指向
的に保存する設計事例データベースと、 事例修正ルール、対策ルール、及び手順データを保存す
る汎用知識ベースと、 前記設計事例データベースの中で必要な知識のみを事例
として構成する事例ベースエディタ、実際の事例データ
を空間上に展開する事例一覧作成部、この事例一覧作成
部で展開された事例の中から今回の設計に最も類似した
事例を類推する類似事例検索部、及び最終的に利用でき
る事例を表示する結果表示部を有する事例推論エージェ
ントと、 複数の設計評価を同時に協調して行う同時協調設計部
と、 前記設計事例データベースに事例が蓄積されるに従って
前記事例修正ルールを蓄積及び強化していく事例修正ル
ール学習部、及び前記設計事例データベースに事例が蓄
積されるに従って一般的な対策ルールそのものを蓄積及
び強化していく対策ルール学習部を有する学習エージェ
ントとを備えたことを特徴とする事例ベース推論及び学
習を用いた設計システム。1. A design case database that stores product knowledge, various design knowledge, analysis knowledge, design history knowledge, and the like, and design cases in an object-oriented manner, and stores case correction rules, countermeasure rules, and procedure data. A general-purpose knowledge base, a case base editor that configures only necessary knowledge in the design case database as cases, a case list creation unit that deploys actual case data in space, and a case developed by this case list creation unit A case inference agent that has a similar case search unit that infers the case most similar to the current design from among the cases and a result display unit that displays the finally usable cases. A collaborative design unit, and a case modification that accumulates and strengthens the case modification rule as cases are accumulated in the design case database. Case-based reasoning, comprising: a rule learning unit; and a learning agent having a countermeasure rule learning unit that stores and strengthens general countermeasure rules themselves as cases are stored in the design case database. And a design system using learning.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9278863A JPH11120000A (en) | 1997-10-13 | 1997-10-13 | Design system using case-based reasoning and learning |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9278863A JPH11120000A (en) | 1997-10-13 | 1997-10-13 | Design system using case-based reasoning and learning |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11120000A true JPH11120000A (en) | 1999-04-30 |
Family
ID=17603188
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9278863A Pending JPH11120000A (en) | 1997-10-13 | 1997-10-13 | Design system using case-based reasoning and learning |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH11120000A (en) |
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1997
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