(57)【要約】      （修正有）【課題】新規に開発する製品の設計時又は既存の製品の改良案の検討時における、振動或いは騒音を抑制する施策に対する評価情報を支援情報として提供する。【解決手段】振動騒音問題費用対効果判定装置４０は、入力される振動騒音伝達経路確率推論モデルに基づき、事前対応施策実施の有無と事後問題発生抑止率を関連付ける事後振動騒音問題抑止確度表を生成する振動騒音問題抑止確度表生成部４２と、入力される各々の振動騒音問題の抑制施策実施にかかる事前コスト及び問題発生後にかかる事後コストからなる事前事後コストリストに基づきコスト表を生成するコスト表生成部４１と、前記事後振動騒音問題抑止確度表及び前記コスト表に基づき利得表を生成する利得表生成部４３と、を備え、利得表に基づき最適な適用施策と共に当該施策を実施した時の予想振動騒音レベルをそのバラツキ及び変動幅も含めてユーザーに提示する。【選択図】図１
2019106032.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
入力される振動騒音伝達経路確率推論モデルに基づき、事前対応施策実施の有無と事後問題発生抑止率を関連付ける事後振動騒音問題抑止確度表を生成する振動騒音問題抑止確度表生成部と、
入力される各々の振動騒音問題の抑制施策実施にかかる事前コスト及び問題発生後にかかる事後コストからなる事前事後コストリストに基づきコスト表を生成するコスト表生成部と、
前記事後振動騒音問題抑止確度表及び前記コスト表に基づき利得表を生成する利得表生成部と、を備え、
前記利得表に基づき最適な適用施策と共に前記最適な適用施策を実施した時の予想振動騒音レベルをそのバラツキ及び変動幅も含めてユーザーに提示することを特徴とする振動騒音問題費用対効果判定装置。
【請求項２】
請求項１に記載の振動騒音問題費用対効果判定装置において、
ユーザーにより入力された実施希望施策に対し最適戦略となるのに必用な適用コストを評価情報として表示部へ出力することを特徴とする振動騒音問題費用対効果判定装置。
【請求項３】
請求項１又は請求項２に記載の振動騒音問題費用対効果判定装置において、
ユーザーにより入力された実施希望施策に対し最適戦略となるのに必用な振動騒音問題抑止確度を評価情報として表示部へ出力することを特徴とする振動騒音問題費用対効果判定装置。
【請求項４】
請求項１又は請求項２に記載の振動騒音問題費用対効果判定装置において、
被検者に対し実施される可聴化の評価結果に基づき音質的特徴量の程度と音質的快適性達成度の間の因果関係を導出し、前記導出された因果関係に基づき振動騒音問題抑止確度を修正することを特徴とする振動騒音問題費用対効果判定装置。
【請求項５】
機器の実稼働状態の振動騒音伝達状態及びその寄与率を推定する振動騒音問題要因推定装置と、
前記振動騒音問題要因推定装置により生成された振動騒音伝達経路確率推論モデルに基づき、事前対応施策実施の有無と事後問題発生抑止率を関連付ける事後振動騒音問題抑止確度表を生成する振動騒音問題抑止確度表生成部と、入力される各々の振動騒音問題の抑制施策実施にかかる事前コスト及び問題発生後にかかる事後コストからなる事前事後コストリストに基づきコスト表を生成するコスト表生成部と、前記事後振動騒音問題抑止確度表及び前記コスト表に基づき利得表を生成する利得表生成部と、を有する振動騒音問題費用対効果判定装置と、を備え、
前記利得表に基づき最適な適用施策と共に前記最適な適用施策を実施した時の予想振動騒音レベルをそのバラツキ及び変動幅も含めてユーザーに提示することを特徴とする振動騒音問題費用対効果判定システム。
【請求項６】
請求項５に記載の振動騒音問題費用対効果判定システムにおいて、
前記振動騒音問題費用対効果判定装置は、ユーザーにより入力された実施希望施策に対し最適戦略となるのに必用な適用コストを評価情報として表示部に表示することを特徴とする振動騒音問題費用対効果判定システム。
【請求項７】
請求項５又は請求項６に記載の振動騒音問題費用対効果判定システムにおいて、
前記振動騒音問題費用対効果判定装置は、ユーザーにより入力された実施希望施策に対し最適戦略となるのに必用な振動騒音問題抑止確度を評価情報として表示部に表示することを特徴とする振動騒音問題費用対効果判定システム。
【請求項８】
請求項５又は請求項６に記載の振動騒音問題費用対効果判定システムにおいて、
被検者に対し実施される可聴化の評価結果に基づき音質的特徴量の程度と音質的快適性達成度の間の因果関係を導出し、前記導出された因果関係に基づき振動騒音問題抑止確度を修正することを特徴とする振動騒音問題費用対効果判定システム。
【請求項９】
請求項７に記載の振動騒音問題費用対効果判定システムにおいて、
被検者に対し実施される可聴化の評価結果に基づき音質的特徴量の程度と音質的快適性達成度の間の因果関係を導出し、前記導出された因果関係に基づき振動騒音問題抑止確度を修正することを特徴とする振動騒音問題費用対効果判定システム。
【請求項１０】
請求項８に記載の振動騒音問題費用対効果判定システムにおいて、
前記振動騒音問題要因推定装置は、
少なくとも、評価対象製品から現場データを計測する現場データ抽出部と、
伝達経路モデルを格納する伝達経路モデルデータ記憶部と、
前記現場データと前記伝達経路モデルデータ記憶部に格納された伝達経路モデルから、評価対象製品における伝達経路モデルの要素、経路に対応する音源・伝達特性の確率分布データを推定する音源・伝達特性推定エンジンと、
前記伝達経路モデルデータ記憶部に格納された伝達経路モデルと、前記音源・伝達特性推定エンジンにより推定された音源・伝達特性確率分布と、前記現場データに基づき振動騒音寄与率を推定する寄与率推定エンジンと、を備えることを特徴とする振動騒音問題費用対効果判定システム。
【請求項１１】
請求項９に記載の振動騒音問題費用対効果判定システムにおいて、
前記振動騒音問題要因推定装置は、
少なくとも、評価対象製品から現場データを計測する現場データ抽出部と、
伝達経路モデルを格納する伝達経路モデルデータ記憶部と、
前記現場データと前記伝達経路モデルデータ記憶部に格納された伝達経路モデルから、評価対象製品における伝達経路モデルの要素、経路に対応する音源・伝達特性の確率分布データを推定する音源・伝達特性推定エンジンと、
前記伝達経路モデルデータ記憶部に格納された伝達経路モデルと、前記音源・伝達特性推定エンジンにより推定された音源・伝達特性確率分布と、前記現場データに基づき振動騒音寄与率を推定する寄与率推定エンジンと、を備えることを特徴とする振動騒音問題費用対効果判定システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、振動騒音問題の発生防止に向けた事前対応施策実施に関する費用対効果の判定装置及びシステムに係り、特に、その費用対効果に基づく事前対応施策実施の判断支援に好適な振動騒音問題費用対効果判定装置及び振動騒音問題費用対効果判定システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
製品から発生する振動や騒音は製品使用時の快適性を悪化させる要因として広く認識されている。そのため、振動騒音の把握と抑制が重要となり、これに向けて、設計段階で事前に振動や騒音の発生源と伝達経路を把握し、その結果を元に現状の構造案に対する変更とその効果の事前検討が必要となる。ところで、一般に振動騒音を抑止するために実施される防振・防音施策は、コストや重量を増大させるばかりか、他の性能とトレードオフの関係にあることが多い。そのため、振動騒音抑止のみを目的とした施策を、むやみやたらに実施することは避けられ、あえて事前に防振・防音施策は適用せず、問題発生後に事後対策を行なうという戦略も、それが最適であれば選択し得る。一方で逆に、問題発生後に実施した事後対策の費用が、事前に施策を実施した場合の想定費用よりも高額になることも、当然ながら避けなければならない。
【０００３】
このように、究極的には要求される振動騒音に関する仕様を必要十分なぎりぎりのレベルで達成し、且つ、施策費用や重量或いは他性能への影響なども含めた総合的なコストを最小限にして実現できる施策の適用が求められるが、その判断は実際には難しい。
【０００４】
一方でこのような判断支援の技術に関しては、例えば、特許文献１に記載の設備機器向け異常予兆診断や特許文献２に記載の鉄道用地上設備の保守など、保守・運営ビジネスにおけるメンテナンスにおいて開発が盛んである。メンテナンスとは、運転を停止してまで点検・修理を行なうべきか、或いは、破壊・故障のリスクを負ってでも運転し続けるかの経営判断を常に求められるため、事象発生のインパクトとその発生確率をリスクとして評価し、メンテナンス戦略を立案する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特許第５０８１９９８号公報
【特許文献２】特開２０１６−２０３９３１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
製品が発生する振動や騒音を抑制するには、まず音源や加振源および伝達経路の把握が必要であり、その実現には一般には実測データを用いた音源や伝達特性の同定が行なわれ、更には支配的な伝達経路と各経路からの寄与の大きさを示す寄与率の判定が行なわれる。
【０００７】
上述のように、一般に振動騒音を抑止するために実施される防振・防音施策は、コストや重量を増大させるばかりか、他の性能とトレードオフの関係にあることが多い。そのため振動騒音に関する仕様を必要十分なぎりぎりのレベルで達成し、且つ、施策費用や重量或いは他性能への影響なども含めた総合的なコストを最小限にして実現できる施策の適用が求められる。しかしながら、その判断は実際には難しい。
【０００８】
この判断の難しさにつき図面を用いて説明する。図１０は従来の振動騒音対策実施可否の判断における問題を説明する図である。図１０の上図のコスト表３４に示すように、いま、ある振動騒音低減施策が存在するとし、これを初期設計段階で事前に適用すると、施策の施工コストや他性能の再設計や調整なども含めたコスト（事前コスト）が「２」発生するものと仮定する。また、製品生産・出荷後に結局振動騒音が目標性能に達しないことが判明した場合、対策や設計変更或いは顧客へのペナルティ支払いなどで「５」のコスト（事後コスト）が発生するものと仮定する。するとコスト表３４は図１０の下図に示すようになる。最も期待されるのは、事前対応を実施せずとも事後に問題が発生しない場合で、この時のトータルコストは「０」（最善条件）となる。一方で最も回避されるべきは、事前に対応したにもかかわらず事後に問題が発生する場合であり、この時のトータルコストは「７」（最悪条件）となる。いま、仮に事前対応施策実施と事後問題発生の間に何の因果関係も認められないと仮定して結果論をベースに議論する。この場合、事後に問題が発生しないことがわかっているのであれば、事前対応施策を実施する（トータルコスト：２）ことに対して事前対応施策を実施しない（トータルコスト：０）ほうが良い。同様に、事後に問題が発生することがわかっているのであれば、事前対応施策を実施する（トータルコスト：７）ことに対して事前対応施策を実施しない（トータルコスト：５）ほうが良い。いずれにしても、事前対応施策を実施しない方が良い結果となる。ゲーム理論ではこれを「支配戦略」と呼び、このように事前対応施策実施と事後問題発生の間に因果関係を認めなければ、必ず、事前対応施策を実施しない方が、コストが低くより良い戦略であると判断される。
【０００９】
一方で、問題発生抑止を目的とした事前対応施策である以上、本来は事前対応施策実施と事後問題発生の間には因果関係が存在する。仮に、事前対応施策を実施すれば事後問題は確実に抑止され、逆に事前対応を実施しなければ事後問題が確実に発生するとする。図１１はこの場合の振動騒音問題抑止確度表３２及びコスト表３４を示したものであり、このような事前対応施策実施と事後問題発生の間の因果関係を示すことで初めて、「２」のコストを投じて事前対応施策を実施することで事後問題の発生を抑止したほうが、事前対応施策を実施せずにあとで事後問題の対策のために「５」のコストを払うよりも良いと判断することが出来る。
【００１０】
しかしながら、振動騒音現象の計測では、ノイズの混入や計測条件の微妙な変動により、一般にバラツキのあるデータが得られる場合が多い。従って、上述の音源や伝達特性の同定結果も、データのバラツキに起因する不確実性が多分に含まれることとなり、これを元に判断される伝達経路や、さらにそれを元に算出される構造変更の見通しも当然のことながら決定論的な議論は出来ないと考えられる。すなわち、図１１のような確実な因果関係で説明することは実際問題においては困難である。そのため、バラツキや不確実性が考慮された確率論的な取り扱がなされることが望まれ、その結果から打ち出される構造変更実施の判断支援も、振動騒音推定値の確率分布とその影響度合いに基づいた判定が行なわれることが望まれる。
【００１１】
ところで、このような不確実な情報を元にした判断の支援技術は、設備機器向け異常予兆診断などの分野で進んでいる。しかしながら、これから設計する製品の各部の構造検討に関しては何ら考慮されていない。例えば、特許文献１に記載される技術は、実際に稼働中の機器の保守・運用で適用されることを前提として、運転状態を音や振動を含む様々な信号を元に判定し、異常が発生したときに、これらのデータに基づき遠隔でその状況を判断することを目的としたシステムである。しかしながら、音や振動を含む様々な信号を用いてはいるものの、今後開発する製品の設計、特に振動騒音に関しての判断を支援するものではない。  
また、特許文献２に記載される技術は、鉄道地上設備の環境情報と、環境と経時劣化の関係を表す関係式から劣化予測することにより、鉄道地上設備の保守支援を行なうものである。しかしながら、上述の特許文献１と同様に、今後開発する製品の設計、特に振動騒音に関しての判断を支援するものではない。  
このように、設備機器向け異常予兆診断や保守など、保守・運営ビジネスにおけるメンテナンスにおいて、その判断を支援するシステムに関する技術は提案されているものの、これから設計する製品の各部の構造検討において、複数ある構造案に関しての費用対効果を検討するものではない。
【００１２】
そこで、本発明は、特に、新規に開発する製品の設計時又は既存の製品の改良案の検討時における、振動或いは騒音を抑制する施策に対する評価情報を支援情報として提供し得る振動騒音問題費用対効果判定装置及び振動騒音問題費用対効果判定システムを提供する。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
上記課題を解決するため、本発明に係る振動騒音問題費用対効果判定装置は、入力される振動騒音伝達経路確率推論モデルに基づき、事前対応施策実施の有無と事後問題発生抑止率を関連付ける事後振動騒音問題抑止確度表を生成する振動騒音問題抑止確度表生成部と、入力される各々の振動騒音問題の抑制施策実施にかかる事前コスト及び問題発生後にかかる事後コストからなる事前事後コストリストに基づきコスト表を生成するコスト表生成部と、前記事後振動騒音問題抑止確度表及び前記コスト表に基づき利得表を生成する利得表生成部と、を備え、前記利得表に基づき最適な適用施策と共に前記最適な適用施策を実施した時の予想振動騒音レベルをそのバラツキ及び変動幅も含めてユーザーに提示することを特徴とする。  
また、本発明に係る振動騒音問題費用対効果判定システムは、（１）機器の実稼働状態の振動騒音伝達状態及びその寄与率を推定する振動騒音問題要因推定装置と、（２）前記振動騒音問題要因推定装置により生成された振動騒音伝達経路確率推論モデルに基づき、事前対応施策実施の有無と事後問題発生抑止率を関連付ける事後振動騒音問題抑止確度表を生成する振動騒音問題抑止確度表生成部と、入力される各々の振動騒音問題の抑制施策実施にかかる事前コスト及び問題発生後にかかる事後コストからなる事前事後コストリストに基づきコスト表を生成するコスト表生成部と、前記事後振動騒音問題抑止確度表及び前記コスト表に基づき利得表を生成する利得表生成部と、を有する振動騒音問題費用対効果判定装置と、を備え、前記利得表に基づき最適な適用施策と共に前記最適な適用施策を実施した時の予想振動騒音レベルをそのバラツキ及び変動幅も含めてユーザーに提示することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、特に、新規に開発する製品の設計時又は既存の製品の改良案の検討時における、振動或いは騒音を抑制する施策に対する評価情報を支援情報として提供し得る振動騒音問題費用対効果判定装置及び振動騒音問題費用対効果判定システムを提供することが可能となる。  
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。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の一実施例に係る実施例１の振動騒音問題費用対効果判定装置の機能ブロック図である。
【図２】図１に示す振動騒音問題費用対効果判定装置の処理概要を説明する図である。
【図３】本発明の一実施例に係る振動騒音問題費用対効果判定システムを構成する振動騒音問題要因推定装置の構成例を説明する図である。
【図４】図３に示す振動騒音問題要因推定装置を構成する寄与率表示部の画面表示例を示す図である。
【図５】実施例１の振動騒音問題費用対効果判定システムの全体概略構成図であって、データと処理を説明する図である。
【図６】寄与率表示部の他の画面表示例を示す図である。
【図７】本発明の他の実施例に係る実施例２の振動騒音問題費用対効果判定システムの全体概略構成図であって、データと処理を説明する図である。
【図８】本発明の他の実施例に係る実施例３の振動騒音問題費用対効果判定システムの全体概略構成図であって、データと処理を説明する図である。
【図９】本発明の他の実施例に係る実施例４の振動騒音問題費用対効果判定システムの全体概略構成図であって、データと処理を説明する図である。
【図１０】従来の振動騒音対策実施可否の判断における問題を説明する図である。
【図１１】従来の振動騒音対策実施可否の判断における他の問題を説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、図面を用いて本発明の実施例について説明する。
【実施例１】
【００１７】
図１は本発明の一実施例に係る実施例１の振動騒音問題費用対効果判定装置の機能ブロック図であり、図２は図１に示す振動騒音問題費用対効果判定装置の処理概要を説明する図である。  
図１１に示した従来方法では、事前対応施策実施と事後問題発生の間に確実な因果関係が存在することを前提とした判断であり、振動騒音問題に発生するバラツキや不確実性が考慮された確率論的な取り扱がなされていないことが課題であった。  
図１に示す本実施例に係る振動騒音問題費用対効果判定装置４０では、このような因果関係の不確実性を確率として取り入れている。図１に示すように、振動騒音問題費用対効果判定装置４０は、コスト表生成部４１、振動騒音問題抑止確度表生成部４２、利得表生成部４３、入力Ｉ／Ｆ４４、及び出力Ｉ／Ｆ４５を備える。コスト表生成部４１、振動騒音問題抑止確度表生成部４２、及び、利得表生成部４３は、例えば、図示しないＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）などのプロセッサ、各種プログラムを格納するＲＯＭ、演算過程のデータを一時的に格納するＲＡＭ、外部記憶装置などの記憶装置にて実現されると共に、ＣＰＵなどのプロセッサがＲＯＭに格納された各種プログラムを読み出し実行し、実行結果である演算結果をＲＡＭ又は外部記憶装置に格納する。振動騒音問題費用対効果判定装置４０を構成する、コスト表生成部４１、振動騒音問題抑止確度表生成部４２、及び利得表生成部４３のうち少なくとも１つは、例えばプログラム（例えば、プログラムメモリに格納されたプログラム）によって実現されるよう構成しても良い。換言すれば、コスト表生成部４１、振動騒音問題抑止確度表生成部４２、及び利得表生成部４３のすべてを１つのプログラムに組み込んでも良く、或は、所望の組み合わせを１つのプログラムに組み込んでも良い。
【００１８】
図２に示すように、いま、振動騒音問題に対する事前対応施策を実施したときの事後問題発生抑止率を８０％とし、振動騒音問題に対する事前対応施策を実施しなかったときの事後問題発生抑止率を３０％と仮定する。すると、戦略立案を行なう際の利得表３５はコスト期待値となり、これはコスト表３４に対して振動騒音問題抑止確度表３２を掛け合わせたものとなる。この利得表３５から、事前対応施策実施時のコスト期待値は「３．０」となり、事前対応施策を実施しないときのコスト期待値「３．５」よりも良い戦略であると説明することが出来る。なお、詳細後述するが、振動騒音問題費用対効果判定装置４０を構成するコスト表生成部４１はコスト表３４を生成する機能を有し、振動騒音問題抑止確度表生成部４２は振動騒音問題抑止確度表３２を生成する機能を有する。また、利得表生成部４３は、振動騒音問題抑止確度表生成部４２により生成された振動騒音問題抑止確度表３２に、コスト表生成部４１により生成されたコスト表３４を乗ずることにより、利得表３５を生成する機能を有する。  
このような考え方により、バラツキに伴う不確実性が大きく、しかも、施策費用や重量或いは他性能への影響なども含めた総合的なコストを最小限にして、要求される仕様を必要十分なぎりぎりのレベルで実現する振動騒音問題の抑制施策の適用判断手法としては効果的であるが、このときに重要となるのが、事前対応施策実施と事後問題発生の間の因果関係の判定方法である。
【００１９】
図３は、本発明の一実施例に係る振動騒音問題費用対効果判定システムを構成する振動騒音問題要因推定装置の構成例を説明する図である。図３に示す振動騒音問題要因推定装置３０は、上述の事前対応施策実施と事後問題発生の間の因果関係を示す振動騒音問題抑止確度表３２を構築する上で必要となる。以下、振動騒音問題要因推定装置３０の構成について説明する。  
図３に示すように、振動騒音問題要因推定装置３０は、現存する計測対象製品１０の実稼働状態における振動や騒音の各種データを抽出する現場データ抽出部１１、及び、現場データ抽出部１１により抽出された現場の実稼動データを格納する現場データ記憶部１２を備える。また、振動騒音問題要因推定装置３０は、ユーザー（設計者）２０により推定された計測対象製品１０の振動騒音の伝達経路及びこの伝達経路をグラフィカルモデルで表現された伝達経路モデル１６ａを、伝達経路モデルデータ記憶部１３へ格納する実験室データ格納部１７、音源・伝達特性推定エンジン１４、音源・伝達特性確率分布データ記憶部１５、寄与率推定エンジン１８、及び、寄与率表示部１９を備える。音源・伝達特性推定エンジン１４、実験室データ格納部１７、及び寄与率推定エンジン１８は、例えば、図示しないＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）などのプロセッサ、各種プログラムを格納するＲＯＭ、演算過程のデータを一時的に格納するＲＡＭ、外部記憶装置などの記憶装置にて実現されると共に、ＣＰＵなどのプロセッサがＲＯＭに格納された各種プログラムを読み出し実行し、実行結果である演算結果をＲＡＭ又は外部記憶装置に格納する。
【００２０】
音源・伝達特性推定エンジン１４は、現場データ記憶部１２に格納された複数の実稼動現場データと、伝達経路モデルデータ記憶部１３に格納され、ユーザー（設計者）２０によって選択された伝達経路モデル１６ａとに基づき、伝達経路モデル１６ａの各伝達経路に対応する音源・伝達特性の確率分布を推定する。音源・伝達特性推定エンジン１４は、推定した音源・伝達特性の確率分布を音源・伝達特性確率分布データ記憶部１５に格納する。  
寄与率推定エンジン１８は、伝達経路モデルデータ記憶部１３に格納された伝達経路モデル１６ａ、音源・伝達特性確率分布データ記憶部１５に格納された音源・伝達特性確率分布データ、及び現場データ記憶部１２に格納された複数の実稼動現場データに基づき振動騒音寄与率を算出する。寄与率推定エンジン１８は、算出した振動騒音寄与率を寄与率表示部１９へ出力する。ユーザー（設計者）２０は、寄与率表示部１９を操作すること二より、計測対象製品１０の所定の部分構造要素に対する寄与率を寄与率表示部１９の図示しない表示画面に表示し、これを元に計測対象製品全体への影響度合いや、構造変更を計画する時の費用対効果に関する確率論的な推論結果を得ることができる。  
なお、計測対象製品１０の出荷前試験や定期検査試験などで取得した音源・伝達特性確率分布データ１６ｂは、実験室データ格納部１７によって、ユーザー（設計者）２０により、音源・伝達特性確率分布データ記憶部１５へ格納・更新することも可能である。
【００２１】
上述のように実験室データ格納部１７によってユーザー（設計者）２０が、伝達経路モデルデータ記憶部１３及び音源・伝達特性確率分布データ記憶部１５にそれぞれ格納できる伝達経路モデル１６ａや音源・伝達特性確率分布データ１６ｂは、実験室での測定結果や解析結果によって検討したり算出したりすることができ、これによって検討対象製品の振動騒音モデルを更新し改善することができる。そのため、ここではこれら伝達経路モデル１６ａと音源・伝達特性確率分布データ１６ｂをまとめて実験室データ１６と称すこととする。
【００２２】
上述の音源・伝達特性推定エンジン１４による確率論的推定のアルゴリズムとしては、例えば、ベイジアンネットワークと呼ばれる手法が用いられる。ベイジアンネットワークとは、事象Ｈとその下で得られるデータＤについて因果関係を仮定した上で、事象Ｈ発生の下でのデータＤが発生する条件付き確率密度分布を尤度Ｐ（Ｄ｜Ｈ）として事前に持っておき、実際の現場でデータＤ１が得られたときに、そのデータが得られうる事象Ｈの発生確率を、先に示した事象Ｈに対するデータＤ１の尤度Ｐ（Ｄ１｜Ｈ）をもとに推定する手法である。
【００２３】
例えば、実稼働試験など、加振力Ｆや音源Ｎなどの信号と評価点の振動騒音Ｓｉを直接測定できる場合、まず学習フェーズにおいてそれらの間の伝達特性Ｈ１＝Ｓｉ／Ｆ、およびＨ２＝Ｓｉ／Ｎを逆算し、その結果Ｈ１，Ｈ２に対する評価点の振動騒音Ｓｉの条件付き確率密度分布を尤度Ｐ（Ｓｉ｜Ｈ１∩Ｈ２）としてデータベース化しておき、音源・伝達特性確率分布データ記憶部１５に格納する。次に、推定フェーズにおいて、実稼動時における評価点の振動騒音Ｓｎを得た後，このデータが観測し得る伝達特性Ｈ１，Ｈ２に関する尤度Ｐ（Ｓｎ｜Ｈ１∩Ｈ２）を観測信号の数だけ順次掛け合わせることによって、実稼動時の伝達特性Ｈ１，Ｈ２を確率論的に同定することができる。
【００２４】
なお、音源と伝達特性は掛け合わせて評価点の振動騒音になる点において互いに可換である。よって、上記手法を逆手に取れば、実稼動時に直接測定が困難な加振源や音源の同定にも用いることができる。例えば、出荷前試験などで任意の加振力Ｆ或いは音源Ｎと評価点の振動騒音Ｓｉの間の尤度Ｐ（Ｓｉ｜Ｆ∩Ｎ）を取得し、これをデータベース化して、音源・伝達特性確率分布データ記憶部１５に格納する。次いで、実稼動時に取得された評価点の振動騒音Ｓｎから、このデータが観測しうる加振力Ｆ或いは音源Ｎに関する尤度の確率密度Ｐ(Ｓｎ|Ｆ∩Ｎ)を観測信号の数だけ順次掛け合わせることによって、実稼動時の加振力や音源の大きさを確率論的に同定することができる。
【００２５】
このようにして、現行機種における加振力・音源特性と伝達特性を推定することで、現行機種における評価点振動騒音の寄与が確率論的に算出され、これを元に次機種の仕様や設計指針を検討できる。  
またその後、次機種完成時に出荷前試験において、次機種の加振力や音源に対する評価点振動騒音の伝達特性の尤度データを取得しておき、これに上述の現行機種の加振力・音源の確率論的同定結果を掛け合わせることにより、次機種の運転時の評価点振動騒音を運転前に事前に確率論的に予測することができる。なお、上述の評価点は、基本的にはユーザー（設計者）２０が設定するものの、センサ等により実測データを計測できない部分につては、評価点として設定はできない。
【００２６】
図４は、図３に示す振動騒音問題要因推定装置３０を構成する寄与率表示部１９の画面表示例を示す図である。図４に示すように、寄与率表示部１９の表示画面は、グラフィカルモデルで示された伝達経路モデルを表示する伝達経路グラフィカルモデル表示領域１９ａ、寄与率の周波数特性を表す二次元グラフを表示する寄与率二次元グラフ表示領域１９ｂ、及び設計判断材料を表示する影響度・確率判断要素表示領域１９ｃから構成されている。伝達経路グラフィカルモデル表示領域１９ａ内に表示される伝達経路を表すグラフィカルモデル上において例えばマウポインタ等により所望の要素が選択されると、その要素に関わる音源・伝達特性のバラツキが全体の推定結果にどの程度影響するかが、寄与率二次元グラフ表示領域１９ｂ内の二次元グラフ上に表示される。具体的には、図４に示すように、伝達経路グラフィカルモデル表示領域１９ａ内で選択した要素に関わる音源・伝達特性のバラツキから、その要素を経由する振動騒音の寄与率の上限や下限、若しくは信頼区間が寄与率二次元グラフ表示領域１９ｂに表示される。この図を元に、選択した要素の振動騒音特性のバラツキが全体系の振動騒音特性へ与える影響、具体的には上振れおよび下振れの程度とその確率が判断できる。例えば図４では、寄与率二次元グラフ表示領域１９ｂ内において評価点騒音の周波数特性を黒太線で示しており、このうちの選択した要素の寄与率の中央値を灰色線で、バラツキを信頼区間（縦バー）で示しており、この寄与率の不確実性による評価点騒音の振れ幅を灰色破線で示している。また、その結果として評価点騒音が２５％の確率で２ｄＢ以上上振れし、５％の確率で２ｄＢ以上下振れする可能性を影響度・確率判断要素表示領域１９ｃに示している。  
また、このような影響度算出結果を更に処理すれば、評価点における振動騒音を抑制するために検討が必要な構造要素を、対策の優先順に表示される機能を具備させることも可能である。
【００２７】
図５は、本実施例の振動騒音問題費用対効果判定システム１の全体概略構成図であって、データと処理を説明する図である。  
図５に示すように、振動騒音問題費用対効果判定システム１は、上述の図３に示した振動騒音問題要因推定装置３０及び図１に示した振動騒音問題費用対効果判定装置４０より構成される。振動騒音問題要因推定装置３０が振動騒音伝達経路確率推論モデル３１を自動生成すると、振動騒音問題費用対効果判定装置４０を構成する振動騒音問題抑止確度表生成部４２は、生成された振動騒音伝達経路確率推論モデル３１に基づき振動騒音問題抑止確度表３２を生成する。なお、振動騒音問題抑止確度表３２の生成については、振動騒音問題抑止確度表生成部４２が振動騒音伝達経路確率推論モデル３１に基づき生成することに代えて、生成された振動騒音伝達経路確率推論モデル３１に基づき振動騒音問題抑止確度表３２が自動生成される構成としても良い。  
ユーザー（設計者）２０は各々の振動騒音問題の抑制施策実施にかかる事前コスト、および問題発生後にかかる事後コストを見積もり、事前事後コストリスト３３として入力すると、振動騒音問題費用対効果判定装置４０を構成するコスト表生成部４１は、入力Ｉ／Ｆ４４を介して事前事後コストリスト３３を入力する。そして、コスト表生成部４１は、事前事後コストリスト３３に基づきコスト表３４を生成する。振動騒音問題費用対効果判定装置４０を構成する利得表生成部４３は、振動騒音問題抑止確度表生成部４２により生成された振動騒音問題抑止確度表３２と、コスト表生成部４１により生成されたコスト表３４に基づき利得表３５を生成する。振動騒音問題費用対効果判定装置４０は、最適な適用施策と共にその施策を実施した時の予想振動騒音レベルや寄与率などをそのバラツキやその変動幅も含めて、出力Ｉ／Ｆ４５を介して、振動騒音問題要因推定装置３０を構成する寄与率表示部１９へ出力する。これにより、寄与率表示部１９の表示画面上には、例えば上述の図４に示した表示情報、換言すれば、新規に開発する製品の設計時又は既存の製品の改良案の検討時における、振動或いは騒音を抑制する施策に対する評価情報を、容易に視認することが可能となる。
【００２８】
また、図６は、振動騒音問題要因推定装置３０を構成する寄与率表示部１９の他の画面表示例を示す図である。図６に示すように、寄与率表示部１９の上部領域には、ある振動騒音問題の抑制施策に対して、ユーザー（設計者）２０が入力した事前に施策を実施した場合の事前コストを横軸とし、問題発生後にかかる事後コストを縦軸横軸としたとき、上述の振動騒音問題費用対効果判定装置４０により生成された利得表３５から導出される有効戦略の領域を、例えば、有効戦略マップとして示すことで施策実施に対する費用対効果を効果的に示すことができる。例えば、有効戦略マップにおいて、プロットされる「状況１」では、振動騒音問題発生時の事後対策コストが事前の防振防音施策実施コストに比して大きいと想定されるため、事前に防振防音施策を実施するのが良いと判断される。一方、有効戦略マップにおいて、プロットされる「状況２」では、振動騒音問題発生時の事後対策コストが事前の防振防音施策実施コストに比して小さいと想定されるため、事前に防振防音施策は実施することはせず、問題が発生した場合は、問題発生後に事後対策を実施するのが良いと判断される。
【００２９】
なお、図６に示すように、寄与率表示部１９の上部領域に有効戦略マップを表示するのに加え、寄与率表示部１９の下部領域にリスと形式（表形式）にて、「状況１」及び「状況２」のそれぞれに対し、「事前コスト」、「事後コスト」、及び「戦略」を表示する構成としても良い。「状況１」では「事前コスト」が“小”、「事後コスト」が“大”、及び「戦略」として“振動騒音問題発生時の事後対策コストが、事前の防振防音施策実施コストに比して大きいと想定されるため、事前に防振防音施策を実施することとする。”旨がメッセージ形式にて表示される。一方、「状況３」では「事前コスト」が“大”、「事後コスト」が“小”、及び「戦略」として“振動騒音問題発生時の事後対策コストが、事前の防振防音施策実施コストに比して小さいと想定されるため、事前に防振防音施策を実施することはせず、問題発生後に事後対策を実施することとする。”旨がメッセージ形式にて表示される。
【００３０】
以上のとおり本実施例によれば、特に、新規に開発する製品の設計時又は既存の製品の改良案の検討時における、振動或いは騒音を抑制する施策に対する評価情報を支援情報として提供し得る振動騒音問題費用対効果判定装置及び振動騒音問題費用対効果判定システムを提供することが可能となる。
【００３１】
また、本実施例によれば、課題である音源や加振源および伝達経路や、任意の要素の変更が構造全体の振動騒音に及ぼす影響度合い、さらには構造変更の費用対効果に関する確率論的な推論が可能となり、振動や騒音の抑制に向けた合理的な判断を下すための判断材料（評価情報）を提供することができる。さらには、最適戦略が論拠とともに表示されるため、複数の設計者間で共有されることとなり設計方針に関する意思決定が円滑化される。
【実施例２】
【００３２】
図７は、本発明の他の実施例に係る実施例２の振動騒音問題費用対効果判定システムの全体概略構成図であって、データと処理を説明する図である。上述の実施例１では事前コスト及び事後コストが既知の場合に、複数ある振動騒音問題の抑制施策のうちいずれの施策が最も費用対効果が良いかを判定しユーザー（設計者）２０に提示する構成とした。ここに対し本実施例では事後コストのみが既知の場合（事前コストが未知）においても、振動或いは騒音を抑制する施策に対する評価情報を支援情報にユーザー（設計者）２０に提示する構成とした点が実施例１と異なる。その他の構成は実施例１と同様であり、以下では実施例１と同様の符号に同一符号を付している。
【００３３】
先ず、設計初期段階などでは、施策案を提案したときにその実施費用が不確実である場合が多く、通常まずは、当該施策案に対する施策実施のコストの目標が必要となる。  
図７に示すように、本実施例に係る振動騒音問題費用対効果判定システム１ａは、上述の図３に示した振動騒音問題要因推定装置３０及び図１に示した振動騒音問題費用対効果判定装置４０より構成される。振動騒音問題要因推定装置３０が振動騒音伝達経路確率推論モデル３１を自動生成すると、振動騒音問題費用対効果判定装置４０を構成する振動騒音問題抑止確度表生成部４２は、生成された振動騒音伝達経路確率推論モデル３１に基づき振動騒音問題抑止確度表３２を生成する。なお、振動騒音問題抑止確度表３２の生成については、振動騒音問題抑止確度表生成部４２が振動騒音伝達経路確率推論モデル３１に基づき生成することに代えて、生成された振動騒音伝達経路確率推論モデル３１に基づき振動騒音問題抑止確度表３２が自動生成される構成としても良い。
【００３４】
ユーザー（設計者）２０は、振動騒音問題の抑制施策実施に関し事後コストのみが既知で、各施策実施の事前コストを未知とした事前事後コストリスト３３を振動騒音問題費用対効果判定装置４０へ入力する。換言すれば、事前事後コストリスト３３における事前コスト欄には変数が設定され、当該事前事後コストリスト３３を入力すると、振動騒音問題費用対効果判定装置４０を構成するコスト表生成部４１は、入力Ｉ／Ｆ４４を介して事前事後コストリスト３３を入力する。そして、コスト表生成部４１は、事前事後コストリスト３３に基づきコスト表３４を生成する。この際、コスト表生成部４１は、事前コストは未知であることから、未知の事前コストを変数として代数的に表現刺されるコスト表３４を生成する。振動騒音問題費用対効果判定装置４０を構成する利得表生成部４３は、振動騒音問題抑止確度表生成部４２により生成された振動騒音問題抑止確度表３２と、コスト表生成部４１により生成されたコスト表３４に基づき未知の事前コストで代数的に表現した上で利得表３５を生成する。また、振動騒音問題費用対効果判定装置４０は、各々の施策が有効戦略となるためにはそれぞれの実施コストがいくらまで低減されていなければならないかを演算し、出力Ｉ／Ｆ４５を介して、振動騒音問題要因推定装置３０を構成する寄与率表示部１９へ出力することによりユーザー（設計者）２０へ提示する。ここで、図７に示すように、仮に、ユーザー（設計者）２０が施策Ｂを実施したい場合は、振動騒音問題費用対効果判定装置４０は、入力Ｉ／Ｆ４４を介してユーザー（設計者）２０より受付け、利得表生成部４３に生成された未知の事前コストで代数的に表現された利得表３５に基づき、事前対応施策Ｂを実施した時のコスト期待を最小化する事前コストＣｂの取り得る範囲（Ｃｂがいくらまで低減されていなければならないかを示す値）を、振動騒音問題要因推定装置３０を構成する寄与率表示部１９へ出力する。この時、上述の図６に示したような事前コストを横軸、事後コストを縦軸とする有効戦略マップで表現すると理解しやすい。これにより、各施策の目標コストが論拠を持って客観的に示され、また共有化されることにより、ユーザー（設計者）２０にとって有効施策の判断と適用に関する迅速な意思決定が実現できる。
【００３５】
以上のとおり本実施例によれば、実施例１の効果に加え、各施策の目標コストが論拠を持って客観的に示され、また共有化されることにより、ユーザー（設計者）２０にとって有効施策の判断と適用に関する迅速な意思決定が実現できる。
【実施例３】
【００３６】
図８は、本発明の他の実施例に係る実施例３の振動騒音問題費用対効果判定システムの全体概略構成図であって、データと処理を説明する図である。上述の実施例１では、振動騒音問題要因推定装置３０による振動騒音伝達経路確率推論モデル３１やそれによって算出された振動騒音問題抑止確度表３２が存在する場合についての実施例を示した。これに対し、本実施例では既存製品の改良ではなく、全く新規の案件で検討製品の現行機自体が存在しない場合、すなわち、振動騒音問題抑止確度表３２が存在しない場合であっても振動或いは騒音を抑制する施策に対する評価情報を支援情報にユーザー（設計者）２０に提示する構成とした点が実施例１と異なる。その他の構成は実施例１と同様であり、以下では実施例１と同様の符号に同一符号を付している。
【００３７】
図８に示すように、本実施例に係る振動騒音問題費用対効果判定システム１ｂは、上述の図１に示した振動騒音問題費用対効果判定装置４０及び寄与率表示部１９を備える。本実施例では上述のように、そもそも振動騒音問題抑止確度表３２が存在しないことから、振動騒音問題費用対効果判定装置４０を構成する利得表生成部４３は、仮定された事前事後コストリスト３３に基づきコスト表生成部４１により生成されたコスト表３４と、振動騒音問題抑止確度表３２を未知として代数的に表現した上で利得表３５を生成する。各々の施策が有効戦略となるためにはそれぞれの施策の問題抑止確度がいくら以上でなければならないかを振動騒音問題費用対効果判定装置４０が演算し、出力Ｉ／Ｆ４５を介して、寄与率表示部１９へ出力することによりユーザー（設計者）２０へ提示する。ここで、図８示すように、仮に、ユーザー（設計者）２０が施策Ａを施したい場合は、振動騒音問題費用対効果判定装置４０は、入力Ｉ／Ｆ４４を介してユーザー（設計者）２０より受付け、代数的に表現された利得表３５に基づき、事前対応施策Ａを実施した時のコスト期待を最小化するための振動騒音問題抑止確度表の取り得る範囲（Ｐ（Ｘ｜Ａ）をいくら異常とすべきか）を、寄与率表示部１９へ出力する。これにより、各施策の問題抑止確度の目標値が論拠を持って客観的に示され、また共有化されることにより、ユーザー（設計者）２０にとって有効施策有効施策の判断と適用に関する迅速な意思決定が実現できる。
【００３８】
以上の通り本実施例によれば、実施例１の効果に加え、振動騒音問題抑止確度表が存在しない場合であっても、各施策の問題抑止確度の目標値が論拠を持って客観的に示され、また共有化されることにより、ユーザー（設計者）２０にとって有効施策有効施策の判断と適用に関する迅速な意思決定が実現できる。
【実施例４】
【００３９】
図９は、本発明の他の実施例に係る実施例４の振動騒音問題費用対効果判定システムの全体概略構成図であって、データと処理を説明する図である。上述の実施例１では、振動騒音問題要因推定装置３０による振動騒音伝達経路確率推論モデル３１やそれによって算出された振動騒音問題抑止確度表３２が存在する場合についての実施例を示した。これに対し、本実施例では既存製品の改良ではなく、全く新規の案件で検討製品の現行機自体が存在しない場合、すなわち、振動騒音問題抑止確度表３２が存在しない場合であっても振動或いは騒音を抑制する施策に対する評価情報を支援情報にユーザー（設計者）２０に提示する構成とした点が実施例１と異なる。その他の構成は実施例１と同様であり、以下では実施例１と同様の符号に同一符号を付している。
【００４０】
図９に示すように、本実施例に係る振動騒音問題費用対効果判定システム１ｃは、上述の図１に示した振動騒音問題費用対効果判定装置４０及び寄与率表示部１９を備える。本実施例では上述のように、そもそも振動騒音問題抑止確度表３２が存在しない。一方検討対象が、物理的な騒音レベル低減に向けた伝達経路や構造変更とその効果ではなく、音質など聴感上の感覚量の改善を目的とした開発である場合、振動騒音予測の際には可聴化が実施され被験者２１に聴かせることでその音質の良し悪しを官能評価などにより評価することがある。この場合は、例えば図９に示すように，一旦振動騒音問題抑止確度表３２を適当に仮定した後、ある帯域の騒音の増減や、ある種の変動の強弱など、音質的特徴量の程度と音質的快適性達成度の間の因果関係を、上記の官能評価の結果を元に導出し、これを算出されるコスト期待値と比較照合することにより、逐次、振動騒音問題抑止確度表３２を修正し実際に近い値に漸近させる構成を有する。これにより、各施策の問題抑止確度の目標値が論拠を持って客観的に示され、また共有化されることにより、有効施策の判断と適用に関する迅速な意思決定が実現できる。
【００４１】
以上のとおり本実施例によれば、実施例１の効果に加え、振動騒音問題抑止確度表が存在しない場合であっても、各施策の問題抑止確度の目標値が論拠を持って客観的に示され、また共有化されることにより、有効施策の判断と適用に関する迅速な意思決定が実現できる。
【００４２】
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。
【符号の説明】
【００４３】
１…振動騒音問題費用対効果判定システム
１０…計測対象製品
１１…現場データ抽出部
１２…現場データ記憶部
１３…伝達経路モデルデータ記憶部
１４…音源・伝達特性推定エンジン
１５…音源・伝達特性確率分布データ記憶部
１６…実験室データ
１６ａ…伝達経路モデル
１６ｂ…音源・伝達特性確率分布データ
１７…実験室データ格納部
１８…寄与率推定エンジン
１９…寄与率表示部
１９ａ…伝達経路グラフィカルモデル表示領域
１９ｂ…寄与率二次元グラフ表示領域
１９ｃ…影響度・確率判断要素表示領域
２０…ユーザー（設計者）
２１…被験者
３０…振動騒音問題要因推定装置
３１…振動騒音伝達経路確率推論モデル
３２…振動騒音問題抑止確度表
３３…事前事後コストリスト
３４…コスト表
３５…利得表
４０…振動騒音問題費用対効果判定装置
４１…コスト表生成部
４２…振動騒音問題抑止確度表生成部
４３…利得表生成部
４４…入力Ｉ／Ｆ
４５…出力Ｉ／Ｆ
【図１】
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【図２】
2019106032.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
2019106032.tif 000009
【図８】
2019106032.tif 000010
【図９】
2019106032.tif 000011
【図１０】
2019106032.tif 000012
【図１１】
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