(57)【要約】【課題】製品の多目的工学設計最適化において最も影響力のある設計変数を識別する方法を開示する。【解決手段】本発明の一の面では、製品が、目的と制約として１セットの設計変数および１セットの応答関数を用いて最適化される。代表的な製品設計選択肢（サンプル）が、設計空間から選択され、応答に関して評価される。そして、メタモデルが、サンプルの応答を設定し、すべての設計変数対応答関数のグローバル感度解析を容易にするよう、用いられる。グラフィカルプレゼンテーションツールは、それぞれの重み因子を応答関数に対話式に与えることによってユーザが「起こりうる事態（ｗｈａｔ−ｉｆ）」のシナリオを行い、最も影響力のある設計変数を容易に識別できるよう、構成される。そして、最も影響力のある設計変数によって定義された、低減された設計空間において工学設計最適化が行われる。【選択図】図２
2011222017.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
製品の多目的工学設計最適化において最も影響力のある設計変数を識別するためのコンピュータシステムにおいて実行される方法であって、
コンピュータシステムにおけるアプリケーションモジュールによって、最適化される製品の記述を受け取るステップであって、該記述が第１セットの設計変数と工学設計最適化に対する目的および制約としての１セットの応答関数とを含んでいるステップと、
前記アプリケーションモジュールによって、第１セットの設計変数によって定義された第１設計空間から選択される１セットの候補製品の前記１セットの応答関数の結果を取得するステップと、
前記アプリケーションモジュールによって、前記取得された結果に基づいて前記第１セットの設計変数のそれぞれ対前記１セットの応答関数のグローバル感度解析から前記第１セットの設計変数のうちのどれが最も影響力のある設計変数であるかを決定し、よって第２セットの設計変数を選択するステップであって、前記グローバル感度解析は、それぞれの重み因子が与えられた、前記１セットの応答関数に対する前記第１セットの設計変数のそれぞれの影響を表すトータルグローバル感度指標を示すよう構成されたグラフィカルプレゼンテーションツールを含んでおり、前記第２セットの設計変数は、製品の工学設計最適化がその後行われる第２設計空間を定義するために用いられるステップと、
を備える方法。
【請求項２】
請求項１に記載の方法であって、前記第１セットの設計変数のそれぞれは、上下限境界値によって定義される範囲を含んでいる方法。
【請求項３】
請求項１に記載の方法であって、前記第１設計空間は前記第２設計空間より大きい方法。
【請求項４】
請求項１の方法であって、さらに、前記アプリケーションモジュールによって、前記取得された応答を適合させることにより１セットのメタモデルを生成するステップを備える方法。
【請求項５】
請求項１に記載の方法であって、前記第２セットの設計変数のそれぞれは、所定のしきい値より高いトータル感度指標を有する方法。
【請求項６】
請求項１に記載の方法であって、第２セットの設計変数のそれぞれは第２セットの設計変数を選択する前記ステップが、前記第１セットの設計変数をグローバル感度指標の降順で並べ換えるステップと、第１セットの設計変数のうち最も高い感度指標を有する設計変数を、前記選択された設計変数の累積感度指標が予め定義されたしきい値より大きくなるまで、選択するステップと、を備えている方法。
【請求項７】
請求項１に記載の方法であって、前記重み因子は、グラフィカルプレゼンテーションツールにおける対話型調整機構を用いてユーザによって調整される方法。
【請求項８】
請求項１に記載の方法であって、前記グラフィカルプレゼンテーションツールは、累積トータル感度指標を示す積み重ね棒グラフである方法。
【請求項９】
請求項８に記載の方法であって、前記積み重ね棒グラフは、前記第１セットの設計変数の前記それぞれに対して１つのバーを有しており、該バーは応答関数のうちの１つにそれぞれに対応する複数の成分を有している方法。
【請求項１０】
請求項９に記載の方法であって、前記複数の成分は前記それぞれの重み因子に応じて変化する方法。
【請求項１１】
請求項１の方法であって、さらに、前記アプリケーションモジュールによって、前記応答関数の重み因子を対話式に調整する手段を図表式に表現するステップを備える方法。
【請求項１２】
請求項１１に記載の方法であって、重み因子を対話式に調整する前記手段は、ユーザが対話式に操作できるシミュレート用スライドメーターを備えている方法。
【請求項１３】
請求項１に記載の方法であって、前記図表式表現は円グラフである方法。
【請求項１４】
請求項１に記載のコンピュータシステムにおいて実行される方法によって、製品の多目的工学設計最適化において最も影響力のある設計変数を識別する命令を有するコンピュータ可読媒体。
【請求項１５】
製品の多目的工学設計最適化において最も影響力のある設計変数を識別するシステムであって、
少なくとも１つのアプリケーションモジュールに関するコンピュータ読取り可能なコードを記憶しているメインメモリと、
前記メインメモリに連結される少なくとも１つのプロセッサであって、該少なくとも１つのプロセッサがメインメモリ内のコンピュータが読み取り可能なコードを実行して、前記少なくとも１つのアプリケーションモジュールに、方法に基づいてオペレーションを実行させる少なくとも１つのプロセッサと、を備えるシステムであって、該方法が、
最適化される製品の記述を受け取るステップであって、該記述が第１セットの設計変数と工学設計最適化に対する目的および制約としての１セットの応答関数とを含んでいるステップと、
第１セットの設計変数によって定義された第１設計空間から選択される１セットの候補製品の前記１セットの応答関数の結果を取得するステップと、
前記取得された結果に基づいて前記第１セットの設計変数のそれぞれ対前記１セットの応答関数のグローバル感度解析から前記第１セットの設計変数のうちのどれが最も影響力のある設計変数であるかを決定することによって第２セットの設計変数を選択するステップであって、前記グローバル感度解析は、それぞれの重み因子によって変倍された、前記第１セットの設計変数のそれぞれの前記１セットの応答関数に対する影響を表すトータルグローバル感度指標を示すよう構成されたグラフィカルプレゼンテーションツールを含んでおり、前記第２セットの設計変数は、製品の工学設計最適化がその後行われる第２設計空間を定義するために用いられるステップと、
を備えているシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、概して技術設計最適化、特に、技術設計最適化において最も影響力のある設計変数を識別するために用いられる図表式表現システムおよび方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
コンピュータ支援工学（Ｃｏｍｐｕｔｅｒ  Ａｉｄｅｄ  Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ  （ＣＡＥ））は、解析、シミュレーション、設計、製造などのタスクにおいて技術者を援助するために用いられている。従来の工学設計手順においては、ＣＡＥ解析（例えば有限要素解析法（Ｆｉｎｉｔｅ  Ｅｌｅｍｅｎｔ  Ａｎａｌｙｓｉｓ  （ＦＥＡ））、有限差分解析（Ｆｉｎｉｔｅ  Ｄｉｆｆｅｒｅｎｃｅ  Ａｎａｌｙｓｉｓ）、メッシュレス（ｍｅｓｈｌｅｓｓ）解析、計算流体力学（ＣＦＤ）解析、ノイズ・バイブレーション・ハーシュネス（Ｎｏｉｓｅ−Ｖｉｂｒａｔｉｏｎ−Ｈａｒｓｈｎｅｓｓ  （ＮＶＨ））を低減するためモード解析等）が、応答（例えば応力、変位など）を評価するために使用されている。例として自動車の設計の場合、自動車の特定のバージョンあるいは設計をＦＥＡを用いて解析して、ある荷重条件による応答を得る。そしてその後で、技術者は、特定の目的および制約に基づいて、あるパラメータあるいは設計変数（例えば鋼シェルの厚さ、フレームの位置等）の変更により、自動車の設計の改善を試みることになる。さらに他のＦＥＡが、「最善」設計が達成されるまで、これらの変形を反映するように行なわれる。しかしながら、このアプローチは、一般的に、技術者の知識に依存しあるいは試行錯誤に基づいている。
【０００３】
また、どのような技術課題あるいはプロジェクトにおいても多くがそうであるように、これらの目的および制約は、概して相反し、互いに影響し合い、かつ設計変数は非線形的に相互作用する。このように、「最善」設計あるいは二律背反関係を達成するにはそれらをどのように変更すべきかについてはあまり明らかではない。この状況は、１セットの相反する目標を満たすには、いくつかの異なるＣＡＥ解析（例えばＦＥＡ、ＣＦＤおよびＮＶＨ）を必要とする数種類の分野にまたがる最適化が必要な場合、より複雑になる。この問題を解くために、「最善」設計を特定する設計最適化と呼ばれる体系的なアプローチが用いられる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
非常に大きな数の連結部分を有する複雑な製品（例えば自動車、航空機など）の最適化設計を行なう場合、多数のパラメータあるいは設計変数が必要となり、ひいては設計空間のサイズが増加する。その結果、工業的な問題あるいは現実的な問題（例えば車耐衝撃性シミュレーション）の応答関数の評価を必要とする最適化のトータルコスト（工学的観点および演算的観点から）は、全設計空間に対する調査である設計が多数あるために、非常に高くなる。
【０００５】
しかしながら、一般に、いくつかの主要なパラメータのみが応答関数に最も影響力のある。その多数のパラメータを最も影響力のあるいくつかに絞り込むことによって、設計空間を小さくすることができ、ひいては最適化を行なうためのコストを低減することができることになる。したがって、効率的かつ有効かつ簡単かつ直感的な方法で工学設計最適化において最も影響力のある設計変数を識別することが望まれる。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
製品の多目的工学設計最適化において最も影響力のある設計変数を識別する方法を開示する。本発明の一の面では、製品が、目的および制約として１セットの設計変数および１セットの応答関数を用いて最適化される。代表的な製品設計選択肢（サンプル）が、設計空間（設計変数によって定義される）から選択され、応答に関して評価される。そして、メタモデルが、サンプルの応答を設定し、すべての設計変数対応答関数のグローバル感度解析を容易にするよう、用いられる。グラフィカルプレゼンテーションツールは、それぞれの重み因子を応答関数に対話式に与える（スケールする（ｓｃａｌｅ））ことによってユーザが「起こりうる事態（ｗｈａｔ−ｉｆ）」のシナリオを実行し、最も影響力のある設計変数を容易に識別できるよう、構成される。
【０００７】
最も影響力のある設計変数が識別されると、その場合、工学設計最適化を低減された設計空間において行うことができる。低減された設計空間は、最も影響力のある設計変数の全範囲によって、それほど重要でない残りの設計変数が特定の値に固定された状態で、定義される。その特定の値は、最適解から得られた値あるいは設計変数の基準値とすることができる。
【０００８】
一の態様では、本発明は、製品の多目的工学設計最適化において最も影響力のある設計変数を識別するコンピュータシステムにおいて実行される方法に対してなされたものであり、最適化される製品の記述を受け取るステップと、１セットの候補製品の１セットの応答関数の結果を取得するステップと、第２セットの設計変数を選択するステップと、を有する。最適化される製品の記述を受け取るステップでは、該記述が第１セットの設計変数と工学設計最適化に対する目的および制約としての１セットの応答関数とを含んでいる。１セットの候補製品の１セットの応答関数の結果を取得するステップでは、１セットの候補製品の１セットの応答関数は、第１セットの設計変数によって定義された第１設計空間から選択される。第２セットの設計変数を選択するステップでは、取得された結果に基づいて第１セットの設計変数のそれぞれ対１セットの応答関数のグローバル感度解析から第１セットの設計変数のうちのどれが最も影響力のある設計変数であるかを決定することによって第２セットの設計変数を選択する。また、グローバル感度解析は、それぞれの第１セットの設計変数のそれぞれの１セットの応答関数に対する影響を表す重み因子によって変倍されたトータルグローバル感度指標を示すよう構成されたグラフィカルプレゼンテーションツールを含んでいる。また、第２セットの設計変数は、製品の工学設計最適化がその後行われる第２設計空間を定義するために用いられる。
【０００９】
本発明の他の目的、特徴および利点は、添付した図面を参照し、以下の本発明の実施の形態の詳細な説明を考察することによって明らかとなろう。
【００１０】
本発明のこれらおよび他の特徴、面および利点は、以下の説明、添付の特許請求の範囲および添付した図面を考慮してより理解されよう。図面は次の通りである。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】設計変数としての厚さを用いて最適化される管状の部材（例示的な工学製品）を示す図である。
【図２】本発明の実施形態にかかる、グローバル感度解析を、設計変数を１セットの最も影響力のある設計変数へとスクリーニングするための対話型グラフィカルプレゼンテーションツールと共に用いる、工学設計最適化を行なう例示的なプロセスを示すフローチャートである。
【図３】本発明の実施形態にかかる、グローバル感度解析を、設計変数を１セットの最も影響力のある設計変数へとスクリーニングするための対話型グラフィカルプレゼンテーションツールと共に用いる、工学設計最適化を行なう例示的なプロセスを示すフローチャートである。
【図４】本発明の実施形態にかかる、それぞれの設計変数対応答関数のグローバル感度指標の例示的な図表式表現を示す図を図５とともに集合的に示している。
【図５】本発明の実施形態にかかる、それぞれの設計変数対応答関数のグローバル感度指標の例示的な図表式表現を示す図を図４とともに集合的に示している。
【図６】本発明の実施形態を実現可能である演算処理装置の主要な部品を示す機能図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
まず図１を参照して、管状の構造部材１０２（つまり例示的な工学製品）が、ある設計荷重条件の下で、設計目的が与えられた材料（例えば通常の強さ鋼）の重さの最小化、したがって、コストの最小化である工学最適化において、最適化される。厚さ１０４が薄いほど、構造物の重量が小さくなることは明らかである。しかしながら、ある点では、その構造が設計荷重に耐えるには弱くなりすぎることになる（例えば、材料降伏および／または座屈による構造的な破壊）。したがって、この管状の構造体の工学最適化は、強さを最大限にし、その結果より安全な構造体とする他の設計目的を必要とする。この例示的なケースにおいて、厚さ１０４は、設計空間としての上下限境界間の範囲（例えば８分の１インチから１／２インチ）を有することができる設計変数である。あらゆる設計選択肢がこの空間から選択される。多目的進化型アルゴリズムにおいて、それぞれの世代における母集団すなわち設計選択肢は設計空間から選択される。
【００１３】
１つの設計変数だけである場合、設計空間は一次元（例えば線）である。２つの変数に対しては、設計空間は二次元領域になる、などである。３つを超える設計変数に対しては、設計空間は図示することができない超空間（ハイパースペース（ｈｙｐｅｒｓｐａｃｅ））である。
【００１４】
図２に示すフローチャートは、１セットの最も影響力のある設計変数を識別することによって、製品（例えば車、航空機など）の工学設計最適化を行なう例示的なプロセス２００を示す。プロセス２００は、好ましくはソフトウェアで実行される。
【００１５】
プロセス２００は、ステップ２０２において、最適化される製品の記述を受け取ることによってスタートする。工学設計最適化は、設計目的および制約として１セットの設計変数（つまり可能な限り多くの設計変数）および１セットの応答関数を用いて実行される。耐衝撃性に関する自動車設計の最適化において、設計目的および制約には、例えば、車の質量を最小限にすること、予め決められた衝撃を受ける防護壁の陥入を最小限にすることが含まれる。それぞれの設計変数は、初期値と、上下限境界値の範囲と、を有する。工学設計最適化の目標は、すべての設計変数の範囲によって境界付けられた設計空間（つまりｎ−次元の四次元以上の空間）内にある最適解あるいは１セットのパレート最適解を得ることである。非常に多くの設計変数がある場合、工学設計最適化を実行するのに必要なコストと時間は相当なものになる。例えば、自動車耐衝撃性など現実世界の応用において、何百もの設計変数が想定される。
【００１６】
次に、ステップ２０４において、最も影響力のある設計変数が、対話型「起こりうる事態」判断ツール（つまりユーザがあるパラメータを対話により調整することを可能にする図表式表現アプリケーション）と共に、グローバル感度解析を用いて、１セット全体の設計変数をスクリーニングすることによって選択される。他の態様において、ユーザは、また、最も影響力のある設計変数を判断するために、重み因子を予め定義することができる。
【００１７】
グローバル感度解析の理論的定式化は次のように要約される。領域［０，１］における独立した一様に分布するランダム入力変数ｘのベクトルの関数としての自乗積分応答（ｓｑｕａｒｅ  ｉｎｔｅｇｒａｂｌｅ  ｒｅｓｐｏｎｓｅ）の関数ｆ（ｘ）が想定される。関数は、次元数を増加させる関数の和として分解することができる。
【００１８】
【数１】
2011222017.tif 000003
ここで
2011222017.tif 000004
である。もし以下の条件
【００１９】
【数２】
2011222017.tif 000005
が
2011222017.tif 000006
に対して課せられる場合、方程式（１）に記載した分解は一義的である。グローバル感度解析のコンテキストにおいて、Ｖ（ｆ）によって表される関数ｆの全分散（ｔｏｔａｌ  ｖａｒｉａｎｃｅ）は、次の方程式と同等なものとしてできる。
【００２０】
【数３】
2011222017.tif 000007
ここで、
2011222017.tif 000008
であり、方程式（３）におけるそれぞれの項は、全分散に対するそれぞれの独立変数（Ｖｉ）あるいは１セットの変数（例えばＶｉｊ）の部分的寄与（ｐａｒｔｉａｌ  ｃｏｎｔｒｉｂｕｔｉｏｎ）あるいは偏分散（ｐａｒｔｉａｌ  ｖａｒｉａｎｃｅ）を表し、それらの相対的な重要性を表示している。偏分散は以下の表現を用いて計算することができる。
【００２１】
【数４】
2011222017.tif 000009
等がそれであり、ＶおよびＥは分散および期待値をそれぞれ示している。なお、
【００２２】
【数５】
2011222017.tif 000010
である。この定式化により、独立変数および１セットの変数に対応する感度指標の計算が容易になる。例えば、第１順序感度指標および第２順序感度指標は次のように計算することができる。
【００２３】
【数６】
2011222017.tif 000011
独立モデル入力仮定の下では、すべての感度指標の和は１に等しい。所定の変数に対する第１順序感度指標（Ｓｉ）は、変数の主な効果を表すが、変数の相互作用の効果を考慮していない。全分散に対する変数のトータルな寄与（ｔｏｔａｌ  ｃｏｎｔｒｉｂｕｔｉｏｎ）は、すべての相互作用の和として定められ、変数の主な効果、対応して、トータル感度指標（Ｓｉtotal）が次のように定義される。
【００２４】
【数７】
2011222017.tif 000012
上記の参考表現は、あらゆる応答関数（例えば放射基底関数（ｒａｄｉａｌ  ｂａｓｉｓ  ｆｕｎｃｔｉｏｎ））のメタモデル（ｍｅｔａｍｏｄｅｌ）を用いて容易に評価できる。
【００２５】
分散に基づいたノンパラメトリック・アプローチ（ｖａｒｉａｎｃｅ  ｂａｓｅｄ  ｎｏｎ−ｐａｒａｍｅｔｒｉｃ  ａｐｐｒｏａｃｈ）において、グローバル感度は、モンテカルロ法を用いて、設計変数のあらゆる組み合わせに対して推定される。あらゆる設計変数ｘｉのトータル感度を計算するために、設計変数セットは、ｘｉおよび
2011222017.tif 000013
の２つ相補的な部分セット（ｓｕｂｓｅｔ）に分割される。これらの部分セットを用いる目的は、ｘｉの影響を、部分セットＺに含まれる残りの設計変数の影響から遮断することにある。そして、ｘｉに対するトータル感度指標は次のように定義される。
【００２６】
【数８】
2011222017.tif 000014
ここで、Ｖｉはｘｉに関する応答の偏分散であり、Ｖi,Zは、ｘｉとＺとの間の相互作用に依存する応答分散の程度（ｔｈｅ  ｍｅａｓｕｒｅ  ｏｆ  ｔｈｅ  ｒｅｓｐｏｎｓｅ  ｖａｒｉａｎｃｅ）である。同様に、Ｚに対する偏分散はＶｚとして定義することができる。したがって、トータル応答可変性（ｔｏｔａｌ  ｒｅｓｐｏｎｓｅ  ｖａｒｉａｂｉｌｉｔｙ）は次のように記述できる。
【００２７】
【数９】
2011222017.tif 000015
これらの表現は、分析的にあるいは基底関数の態様に応じたモンテカルロ法を介して演算できる。感度指標が無次元のエンティティ（ｎｏｎ−ｄｉｍｅｎｓｉｏｎａｌ  ｅｎｔｉｔｉｅｓ）であるので、あらゆる変数のシステムレベル重要性は、以下のように対応する指標を単純にすべて加えることによって容易に推定することができる。
【００２８】
【数１０】
2011222017.tif 000016
ここでＳtotali,jおよびＳi,jは、ｊ番目の応答に対するｉ番目の変数のトータル指標および主な感度指標をそれぞれ表し、ｗjは、ｊ番目の応答に関連した重みを表す。
【００２９】
グラフィカルベースの、あるいはグラフィカルプレゼンテーションツール（例えば対話型グラフィカルユーザインタフェース）は、ユーザがそれぞれの重み因子ｗjをそれぞれのＳtotali,jおよび／またはＳi,jに対話式に適用することを可能にするように構成される。複雑な数値的結果（つまりグローバル感度指標）のそのような図表式表現によって、１セットの最も影響力のある設計変数を直観的に容易に判断することができる。
【００３０】
グローバル感度指標の例示的なグラフィカル表示を図４に示す。それぞれの設計変数（ＤＶ−１、ＤＶ−２、ＤＶ−３、・・・）５０２の目的および制約に対する累積的トータルグローバル感度指標５１１〜５１５がプロットされている。図４の例において、異なる斜線掛けによって５つの応答関数５１１〜５１５を示している。応答関数のそれぞれの寄与を、重み因子を適用することによって調整することができる。一の態様では、図５は、複数のスライディングスケール５２０を示しており、複数のスライディングスケールの１つ１つは応答関数５１１〜５１５のそれぞれと対応している。スライディングスケール５２０は、多数の「起こりうる事態」のシナリオを生成することができるよう、ユーザによって対話式で調整されるように構成される。「起こりうる事態」のシナリオの結果、１セットの最も影響力のある設計変数が判断される。一般に、最も影響力のある設計変数の数は、１セットの全体の数より著しく少ない。自動車耐衝撃性の例において、総計何百もの設計変数のうちで最も影響力のある設計変数の数は１０個ほどである。
【００３１】
どの設計変数が重要なあるいは最も影響力のある設計変数として保持すべきかを判断する基準には、以下の方法を挙げることができる。
方法１：  予め定義されたしきい値より大きな感度指標を有する設計変数を選択する。
方法２：  次の２段階プロシージャによって設計変数を選択する。
ａ）  設計変数を感度指標を用いて降順に並べ換える。
ｂ）  累積的な感度指標が予め定義されたしきい値より大きくなるまで、最も高い感度指標を有する設計変数を抽出する。
【００３２】
最も影響力のある設計変数が識別されると、ステップ２０６において、低減された設計空間において１セットの最適設計（つまりパレート最適解セット）を取得するよう工学設計最適化が実行される。低減された設計空間は、最も影響力のある設計変数の範囲によって定義される。残りの設計変数は、特定の値に固定される。特定の値は、基準値あるいは論理的であると考えられる他の値（例えばスクリーニング段階の後に最適解から得られた値）とできる。
【００３３】
次に図３を参照して、本発明の一の態様にかかる最も影響力のある設計変数を識別する例示的なプロセスを示すフローチャートを示す。ステップ３０４において、１セットのサンプルあるいは製品設計選択肢が、１セットの全体の設計変数によって定義される設計空間から選択される。選択されたサンプルのそれぞれが、ステップ３０６において、設計目的および制約に基づいた応答に対して評価される。この評価は、コンピュータ支援工学解析（例えば有限要素解析法）を用いて達成することができる。言いかえれば、それぞれのサンプルの応答はコンピューターシミュレーションを介して取得される。次に、ステップ３０８において、近似モデルを用いてすべての設計変数対すべての応答関数のグローバル感度解析が行なわれる（例えば、放射基底関数を用いて取得されたサンプル応答を適合（フィッティング（ｆｉｔｔｉｎｇ））させる）。累積的トータルグローバル感度指標は、ユーザに図表式で提示され（例えば図４）、ステップ３１０において応答の重み因子を調整することによって、ユーザが対話式に「起こりうる事態」のシナリオを行なうことを可能にする。最後に、ステップ３１２において、最も影響力のある設計変数が、予め定義された基準（例えばパーセンテージしきい値）に応じて選択される。
【００３４】
自動車耐衝撃性の例を用いれば、１０個の最も影響力のある設計変数が、可変性の７０％以上に寄与している。１３個の変数が、最適化に１パーセント以上の影響を与える。
【００３５】
なお、グローバル感度解析を、既に低減されている設計空間をさらに低減するために複数回適用することができることを付言しておく。
【００３６】
一の側面において、本発明は、ここに説明した機能を実行可能な１つ以上のコンピュータシステムに対してなされたものである。コンピュータシステム６００の一例を、図６に示す。コンピュータシステム６００は、プロセッサ６０４など１つ以上のプロセッサを有する。プロセッサ６０４は、コンピュータシステム内部通信バス６０２に接続されている。種々のソフトウェアの実施形態を、この例示的なコンピュータシステムの点から説明する。この説明を読むと、いかにして、他のコンピュータシステムおよび／またはコンピューターアーキテクチャーを用いて、本発明を実行するかが、関連する技術分野に習熟している者には明らかになるであろう。
【００３７】
コンピュータシステム６００は、また、メインメモリ６０８好ましくはランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）を有しており、そして二次メモリ６１０を有することもできる。二次メモリ６１０は、例えば、１つ以上のハードディスクドライブ６１２、および／またはフレキシブルディスクドライブ、磁気テープドライブ、光ディスクドライブなどを表わす１つ以上のリムーバブルストレージドライブ６１４を有することができる。リムーバブルストレージドライブ６１４は、よく知られている方法で、リムーバブルストレージユニット６１８を読み取りおよび／またはリムーバブルストレージユニット６１８に書き込む。リムーバブルストレージユニット６１８は、リムーバブルストレージドライブ６１４によって読み取り・書き込みされるフレキシブルディスク、磁気テープ、光ディスクなどを表わす。以下にわかるように、リムーバブルストレージユニット６１８は、コンピューターソフトウェアおよび／またはデータを内部に記憶しているコンピュータで使用可能な記憶媒体を有している。
【００３８】
代替的な実施形態において、二次メモリ６１０は、コンピュータプログラムあるいは他の命令をコンピュータシステム６００にロードすることを可能にする他の同様な手段を有することもできる。そのような手段は、例えば、リムーバブルストレージユニット６２２とインタフェース６２０とを有することができる。そのようなものの例には、プログラムカートリッジおよびカートリッジのインタフェース（ビデオゲーム機に見られるようなものなど）と、リムーバブルメモリチップ（消去可能なプログラマブルＲＯＭ（ＥＰＲＯＭ）、ユニバーサルシリアルバス（ＵＳＢ）フラッシュメモリ、あるいはＰＲＯＭなど）および関連するソケットと、ソフトウェアおよびデータをリムーバブルストレージユニット６２２からコンピュータシステム６００に転送することを可能にする他のリムーバブルストレージユニット６２２およびインタフェース６２０と、が含まれうる。一般に、コンピュータシステム６００は、プロセススケジューリング、メモリ管理、ネットワーキングおよびＩ／Ｏサービスなどのタスクを行なうオペレーティングシステム（ＯＳ）ソフトウェアによって、制御され連係される。
【００３９】
通信用インタフェース６２４も、また、バス６０２に接続することができる。通信用インタフェース６２４は、ソフトウェアおよびデータをコンピュータシステム６００と外部装置との間で転送することを可能にする。通信用インタフェース６２４の例には、モデム、ネットワークインターフェイス（イーサネット（登録商標）・カードなど）、コミュニケーションポート、ＰＣＭＣＩＡ（Ｐｅｒｓｏｎａｌ  Ｃｏｍｐｕｔｅｒ  Ｍｅｍｏｒｙ  Ｃａｒｄ  Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ  Ａｓｓｏｃｉａｔｉｏｎ）スロットおよびカードなど、が含まれうる。ソフトウェアおよびデータは通信インタフェース６２４を介して転送される。コンピュータ６００は、専用のセットの規則（つまりプロトコル）を実行してデータを送受信する。一般的なプロトコルのうちの１つは、インターネットにおいて一般に用いられているＴＣＰ／ＩＰ（伝送コントロール・プロトコル／インターネット・プロトコル）である。一般に、通信インタフェース６２４は、データファイルをデータネットワーク上で伝達される小さいパケットへのアセンブリングを管理し、あるいは受信したパケット元のデータファイルへと再アセンブルする。さらに、通信インタフェース６２４は、正しい宛先に届くようそれぞれのパケットのアドレス部分に対処し、あるいはコンピュータ６００が宛先となっているパケットを他に向かわせることなく受信する。この書類において、「コンピュータプログラム媒体」、「コンピュータが読取り可能な媒体」、「コンピュータが記録可能な媒体」および「コンピュータが使用可能な媒体」という語は、リムーバブルストレージドライブ６１４（例えば、フラッシュストレージドライブ）および／またはハードディスクドライブ６１２に組み込まれたハードディスクなどの媒体を概して意味して用いられている。これらのコンピュータプログラム製品は、コンピュータシステム６００にソフトウェアを提供する手段である。本発明は、このようなコンピュータプログラム製品に対してなされたものである。
【００４０】
コンピュータシステム６００は、また、コンピュータシステム６００をアクセスモニタ、キーボード、マウス、プリンタ、スキャナ、プロッタなどに提供する入出力（Ｉ／Ｏ）インタフェース６３０を有することができる。
【００４１】
コンピュータプログラム（コンピュータ制御ロジックともいう）は、メインメモリ６０８および／または二次メモリ６１０にアプリケーションモジュール６０６として記憶される。コンピュータプログラムを、通信用インタフェース６２４を介して受け取ることもできる。このようなコンピュータプログラムが実行された時、コンピュータプログラムによって、コンピュータシステム６００がここに説明した本発明の特徴を実行することが可能になる。詳細には、コンピュータプログラムが実行された時、コンピュータプログラムによって、プロセッサ６０４が本発明の特徴を実行することが可能になる。したがって、このようなコンピュータプログラムは、コンピュータシステム６００のコントローラを表わしている。
【００４２】
ソフトウェアを用いて発明が実行される実施形態において、ソフトウェアをコンピュータプログラム製品に記憶でき、リムーバブルストレージドライブ６１４、ハードドライブ６１２あるいは通信用インタフェース６２４を用いてコンピュータシステム６００へとロードすることができる。アプリケーションモジュール６０６は、プロセッサ６０４によって実行された時、アプリケーションモジュール６０６によって、プロセッサ６０４がここに説明した本発明の機能を実行する。
【００４３】
所望のタスクを達成するために、Ｉ／Ｏインタフェース６３０を介したユーザ入力によってあるいはよることなしに、１つ以上のプロセッサ６０４によって実行することができる１つ以上のアプリケーションモジュール６０６を、メインメモリ６０８に、ロードすることもできる。動作においては、少なくとも１つのプロセッサ６０４がアプリケーションモジュール６０６のうちの１つが実行されると、結果が演算されて二次メモリ６１０（つまりハードディスクドライブ６１２）に記憶される。ＣＡＥ解析あるいは工学設計最適化の状況（例えば組み合わせ前後のパレート最適解）は、テキストあるいはグラフィック表現で、Ｉ／Ｏインタフェース６３０を介してユーザに報告される。
【００４４】
本発明を具体的な実施形態を参照しながら説明したが、これらの実施形態は単なる例示であって、本発明を限定するものではない。開示した例示的な実施形態に対する種々の変更あるいは変形を、当業者は思いつくであろう。例えば、応答関数の数および設計変数を比較的少数の例示的な数を用いて説明したが、非常に多数の設計変数および目的を用いることができる。また、積み重ね棒グラフをグローバル感度解析の結果を図表式で表すのに示し説明したが、例えば、他のタイプ例えば円グラフを代わりに用いることができる。つまり、発明の範囲は、ここで開示した具体的で例示的な実施形態に限定されず、当業者が容易に想到するあらゆる変更が、本願の精神および認識範囲そして添付の特許請求の範囲の権利範囲に含まれる。
【符号の説明】
【００４５】
１０２  管状構造部材
１０４  厚さ
５０２  設計変数
５１１〜５１５  累積的トータルグローバル感度指標
５２０  スライディングスケール
６００  コンピュータシステム
６０２  バス
６０４  プロセッサ
６０６  アプリケーションモジュール
６０８  メインメモリ
６１０  二次メモリ
６１２  ハードディスクドライブ
６１４  リムーバブルストレージドライブ
６１８  リムーバブルストレージユニット
６２０  インタフェース
６２２  リムーバブルストレージユニット
６２４  通信インタフェース
６３０  Ｉ／Ｏインタフェース
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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