(57)【要約】【課題】設計対象物の設計改善を支援する。【解決手段】設計の改善を支援する支援装置であって、最適化された設計モデルの設計パラメータに基づいて、制御因子を決定する決定手段と、前記決定手段により決定された制御因子を所定の直交表に割り付ける割付手段と、前記割付手段により制御因子が割り付けられた直交表に従った所定の解析結果に基づいて、該直交表における実験番号毎に、目的特性と中間特性とを抽出する抽出手段と、前記抽出手段により抽出された目的特性と中間特性とに基づいて、該中間特性毎に、ＳＮ比の差を算出する算出手段と、前記算出手段により算出された差に基づいて、前記制御因子のうち、前記設計の改善に寄与する制御因子を特定する特定手段と、を有する。【選択図】図１
2017187880.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
設計の改善を支援する支援装置であって、
最適化された設計モデルの設計パラメータに基づいて、制御因子を決定する決定手段と、
前記決定手段により決定された制御因子を所定の直交表に割り付ける割付手段と、
前記割付手段により制御因子が割り付けられた直交表に従った所定の解析結果に基づいて、該直交表における実験番号毎に、目的特性と中間特性とを抽出する抽出手段と、
前記抽出手段により抽出された目的特性と中間特性とに基づいて、該中間特性毎に、ＳＮ比の差を算出する算出手段と、
前記算出手段により算出された差に基づいて、前記制御因子のうち、前記設計の改善に寄与する制御因子を特定する特定手段と、
を有する支援装置。
【請求項２】
前記設計パラメータは、構造物におけるネジの締結箇所であり、
前記決定手段は、
前記最適化された設計モデルのネジの締結箇所を含む箇所を、ネジの締結有無を水準値として制御因子を決定する、請求項１に記載の支援装置。
【請求項３】
前記抽出手段は、
前記割付手段により制御因子が割り付けられた直交表に従って前記構造物全体に所定の外力を加えた場合における解析結果に基づいて、該直交表における実験番号毎に、前記構造物の強度を示す目的特性と、前記構造物における所定のネジの締結箇所の応力を示す中間特性とを抽出する、請求項２に記載の支援装置。
【請求項４】
前記中間特性は、前記構造物において、前記制御因子が示す箇所の周囲にあるネジの締結箇所の応力である、請求項３に記載の支援装置。
【請求項５】
前記差は、前記中間特性により前記目的特性を推定する式において、前記中間特性を前記式に用いた場合の第１のＳＮ比と、前記中間特性を前記式に用いなかった場合の第２のＳＮ比との差である、請求項１乃至４の何れか一項に記載の支援装置。
【請求項６】
前記割付手段は、
前記決定手段により決定された制御因子の数が、所定の個数以上である場合に、前記制御因子をＬ１６直交表に割り付ける、請求項１乃至５のいずれか一項に記載の支援装置。
【請求項７】
設計の改善を支援する支援システムであって、
最適化された設計モデルの設計パラメータに基づいて、制御因子を決定する決定手段と、
前記決定手段により決定された制御因子を所定の直交表に割り付ける割付手段と、
前記割付手段により制御因子が割り付けられた直交表に従った所定の解析結果に基づいて、該直交表における実験番号毎に、目的特性と中間特性とを抽出する抽出手段と、
前記抽出手段により抽出された目的特性と中間特性とに基づいて、該中間特性毎に、ＳＮ比の差を算出する算出手段と、
前記算出手段により算出された差に基づいて、前記制御因子のうち、前記設計の改善に寄与する制御因子を特定する特定手段と、
を有する支援システム。
【請求項８】
設計の改善を支援する支援装置に用いられる支援方法であって、
最適化された設計モデルの設計パラメータに基づいて、制御因子を決定する決定手順と、
前記決定手順により決定された制御因子を所定の直交表に割り付ける割付手順と、
前記割付手順により制御因子が割り付けられた直交表に従った所定の解析結果に基づいて、該直交表における実験番号毎に、目的特性と中間特性とを抽出する抽出手順と、
前記抽出手順により抽出された目的特性と中間特性とに基づいて、該中間特性毎に、ＳＮ比の差を算出する算出手順と、
前記算出手順により算出された差に基づいて、前記制御因子のうち、前記設計の改善に寄与する制御因子を特定する特定手順と、
を有する支援方法。
【請求項９】
設計の改善を支援する支援装置を、
最適化された設計モデルの設計パラメータに基づいて、制御因子を決定する決定手段と、
前記決定手段により決定された制御因子を所定の直交表に割り付ける割付手段、
前記割付手段により制御因子が割り付けられた直交表に従った所定の解析結果に基づいて、該直交表における実験番号毎に、目的特性と中間特性とを抽出する抽出手段、
前記抽出手段により抽出された目的特性と中間特性とに基づいて、該中間特性毎に、ＳＮ比の差を算出する算出手段、
前記算出手段により算出された差に基づいて、前記制御因子のうち、前記設計の改善に寄与する制御因子を特定する特定手段、
として機能させるためのプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、支援装置、支援システム、支援方法、及びプログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
構造物等の設計対象物の最適な設計モデルを得ることができる構造最適化プログラムが従来から知られている。このような構造最適化プログラムを利用して、例えば、設計対象物に必要な強度を維持したまま、ネジの最適な締結本数や締結箇所を特定した設計モデルを得ることが行われている。
【０００３】
また、品質工学の手法を用いて、設計対象物の設計パラメータを最適化する技術が知られている（例えば特許文献１参照）。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、構造最適化プログラムでは、例えば、ネジの最適な締結本数や締結箇所を特定することができる一方で、どのネジが設計対象物の強度に寄与しているのか（又は寄与していないのか）を特定することができなかった。換言すれば、構造最適化プログラムで得られた設計モデルが、なぜ最適な設計モデルであるのかを知ることができなかった。
【０００５】
このため、構造最適化プログラムで得られた設計モデルに対して、例えば、更にネジの締結本数を削減するような設計改善を検討することは困難であった。
【０００６】
本発明の実施の形態は、上記の点に鑑みてなされたもので、設計対象物の設計改善を支援することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するため、本発明の実施の形態は、設計の改善を支援する支援装置であって、最適化された設計モデルの設計パラメータに基づいて、制御因子を決定する決定手段と、前記決定手段により決定された制御因子を所定の直交表に割り付ける割付手段と、前記割付手段により制御因子が割り付けられた直交表に従った所定の解析結果に基づいて、該直交表における実験番号毎に、目的特性と中間特性とを抽出する抽出手段と、前記抽出手段により抽出された目的特性と中間特性とに基づいて、該中間特性毎に、ＳＮ比の差を算出する算出手段と、前記算出手段により算出された差に基づいて、前記制御因子のうち、前記設計の改善に寄与する制御因子を特定する特定手段と、を有する。
【発明の効果】
【０００８】
本発明の実施の形態によれば、設計対象物の設計改善を支援することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本実施形態に係る設計支援装置のプログラム構成の一例を示す図である。
【図２】本実施形態に係る設計支援装置のハードウェア構成の一例を示す図である。
【図３】本実施形態に係る設計支援装置の機能構成の一例を示す図である。
【図４】パラメータ抽出処理の一例を示すフローチャートである。
【図５】最適な設計モデルの決定の一例を示す図である。
【図６】中間特性の抽出の一例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、本発明の実施形態について、図面を参照しながら説明する。
【００１１】
＜プログラム構成＞
まず、本実施形態に係る設計支援装置１０のプログラム構成について、図１を参照しながら説明する。図１は、本実施形態に係る設計支援装置のプログラム構成の一例を示す図である。
【００１２】
図１に示すように、設計支援装置１０は、構造最適化プログラム１００と、パラメータ抽出プログラム２００と、構造解析プログラム３００とを有する。
【００１３】
構造最適化プログラム１００は、構造物等の設計対象物の最適な設計モデルを算出するプログラムである。ユーザは、構造最適化プログラム１００を用いて、各種の設計条件（例えば、構造物の形状、ネジの締結箇所の候補、構造物の材質等）を入力することで、目的特性（例えば、構造物の強度）を満たす最適な設計モデルを得ることができる。なお、最適な設計モデルとは、例えば、目的特性を満たす設計モデルのうち、ネジの締結本数が最も少ない設計モデルやネジの締結が容易な設計モデル等のことである。
【００１４】
ここで、構造最適化プログラム１００には、例えば、Ａｌｔａｉｒ（登録商標）  Ｏｐｔｉ  Ｓｔｒｕｃｔ（登録商標）等が挙げられる。
【００１５】
パラメータ抽出プログラム２００は、構造最適化プログラム１００により得られた設計モデルに基づいて、目的特性（例えば、構造物の強度）に対する寄与度が高い（又は寄与度が低い）設計パラメータ（例えば、ネジの締結箇所）を抽出するプログラムである。
【００１６】
ユーザは、パラメータ抽出プログラム２００を用いて、構造最適化プログラム１００により得られた設計モデルに基づいて、目的特性に寄与する（又はあまり寄与しない）設計パラメータを抽出することができる。
【００１７】
これにより、ユーザは、構造最適化プログラム１００により得られた設計モデルを、更に改善した設計モデルを作成することができるようになる。すなわち、ユーザは、例えば、構造物に必要な強度を維持したまま、ネジの締結箇所を更に削減した設計モデルを作成することができるようになる。
【００１８】
なお、以降では、一例として、設計対象物として電子機器のフレーム等の構造物を想定し、目的特性が構造物の強度、設計パラメータがネジの締結箇所であるものとして説明する。
【００１９】
ただし、設計対象物、目的特性、及び設計パラータは、これに限られない。例えば、設計対象物として光学フィルタ、目的特性として所定の光学特性、及び設計パラメータとして当該光学特性を得るための条件（材料、薄膜の厚さ等）であっても良い。また、設計対象物は、構造物に限られず、例えば、製造工程や歩留まり等であっても良い。
【００２０】
構造解析プログラム３００は、構造物等の設計対象物の構造解析を行うプログラムである。すなわち、構造解析プログラム３００は、ＣＡＥ（Computer Aided Engineering）解析を行うプログラムである。
【００２１】
ユーザは、構造解析プログラム３００を用いて、例えば、構造物に外力を加えた場合をシミュレーションすることで、当該構造物における所定のネジの締結箇所の応力等を解析することができる。上記のパラメータ抽出プログラム２００は、構造解析プログラム３００による解析結果を用いることで、目的特性に対する寄与度が高い設計パラメータや目的特性に対する寄与度が低い設計パラメータを抽出することができる。
【００２２】
ここで、構造解析プログラム３００には、例えば、ＡＮＳＹＳ  Ｄｅｓｉｇｎ  Ｓｐａｃｅ、Ａｌｔａｉｒ  Ｏｐｔｉ  Ｓｔｒｕｃｔ等が挙げられる。
【００２３】
なお、図１では、構造最適化プログラム１００、パラメータ抽出プログラム２００、及び構造解析プログラム３００が設計支援装置１０にインストールされているが、これに限られない。すなわち、例えば、構造最適化プログラム１００及び構造解析プログラム３００の少なくとも一方は、設計支援装置１０とネットワークを介して接続されるサーバ装置にインストールされていても良い。
【００２４】
＜ハードウェア構成＞
次に、本実施形態に係る設計支援装置１０のハードウェア構成について、図２を参照しながら説明する。図２は、本実施形態に係る設計支援装置のハードウェア構成の一例を示す図である。
【００２５】
図２に示すように、設計支援装置１０は、入力装置１１と、表示装置１２と、外部Ｉ／Ｆ１３と、通信Ｉ／Ｆ１４とを有する。また、設計支援装置１０は、ＲＯＭ（Read Only Memory）１５と、ＲＡＭ（Random Access Memory）１６と、ＨＤＤ（Hard Disk Drive）１７と、ＣＰＵ（Central Processing Unit）１８と有する。これら各ハードウェアは、バスＢにより相互に通信可能に接続されている。
【００２６】
入力装置１１は、キーボードやマウス、タッチパネル等を含み、ユーザが各種の操作を行うのに用いられる。表示装置１２は、ディスプレイ等を含み、設計支援装置１０の各種の処理結果を表示する。
【００２７】
外部Ｉ／Ｆ１３は、外部装置とのインタフェースである。外部装置には、記録媒体１３ａ等がある。これにより、設計支援装置１０は、外部Ｉ／Ｆ１３を介して記録媒体１３ａの読み取りや書き込みを行うことができる。
【００２８】
記録媒体１３ａには、例えば、フレキシブルディスク、ＣＤ（Compact Disc）、ＤＶＤ（Digital Versatile Disk）、ＳＤメモリカード（Secure Digital memory card）、ＵＳＢ（Universal Serial Bus）メモリカード等がある。なお、記録媒体１３ａには、例えば、構造最適化プログラム１００、パラメータ抽出プログラム２００、構造解析プログラム３００等が格納されていても良い。
【００２９】
通信Ｉ／Ｆ１４は、設計支援装置１０をネットワークに接続するためのインタフェースである。ＲＯＭ１５は、電源を切ってもプログラムやデータを保持することができる不揮発性の半導体メモリである。ＲＯＭ１５には、例えば、設計支援装置１０の起動時に実行されるＢＩＯＳ（Basic Input/Output System）やＯＳ（Operating System）設定等が格納されている。ＲＡＭ１６は、プログラムやデータを一時保持する揮発性の半導体メモリである。
【００３０】
ＨＤＤ１７は、プログラムやデータを格納している不揮発性のメモリである。ＨＤＤ１７に格納されるプログラムには、例えば、設計支援装置１０の基本ソフトウェアであるＯＳ、ＯＳ上で各種機能を提供するアプリケーションソフトウェア、構造最適化プログラム１００、パラメータ抽出プログラム２００、構造解析プログラム３００等がある。
【００３１】
なお、設計支援装置１０は、例えば、ＨＤＤ１７の代わりに、記録媒体としてフラッシュメモリを用いるドライブ装置（ソリッドステートドライブ：ＳＳＤ）を利用しても良い。
【００３２】
ＣＰＵ１８は、ＲＯＭ１５やＨＤＤ１７等からプログラムやデータをＲＡＭ１６上に読み出し、処理を実行することで、設計支援装置１０全体の制御や機能を実現する演算装置である。
【００３３】
本実施形態に係る設計支援装置１０は、図２に示すハードウェア構成を有することにより、後述する各種処理を実現することができる。
【００３４】
＜機能構成＞
次に、本実施形態に係る設計支援装置１０の機能構成について、図３を参照しながら説明する。図３は、本実施形態に係る設計支援装置の機能構成の一例を示す図である。
【００３５】
図３に示すように、設計支援装置１０は、最適化処理部１１０と、抽出処理部２１０と、解析処理部３１０とを有する。なお、最適化処理部１１０は、構造最適化プログラム１００がＣＰＵ１８に実行させる処理により実現される。また、抽出処理部２１０は、パラメータ抽出プログラム２００がＣＰＵ１８に実行させる処理により実現される。さらに、解析処理部３１０は、構造解析プログラム３００が、ＣＰＵ１８に実行させる処理により実現される。
【００３６】
最適化処理部１１０は、ユーザにより入力された各種の設計条件に基づいて、最適な設計モデルを算出する。
【００３７】
抽出処理部２１０は、最適化処理部１１０により算出された設計モデルに基づいて、目的特性に対する寄与度が高い設計パラメータや目的特性に対する寄与度が低い設計パラメータを抽出する。
【００３８】
ここで、抽出処理部２１０は、因子決定部２１１と、割付部２１２と、特性抽出部２１３と、ＳＮ比算出部２１４と、パラメータ抽出部２１５とを有する。
【００３９】
因子決定部２１１は、最適化処理部１１０により算出された設計モデルに基づいて、当該設計モデルの設計パラメータから制御因子を決定する。因子決定部２１１は、例えば、ネジの締結箇所の候補のうち、最適化処理部１１０により算出された設計モデルにおけるネジの締結箇所を含む箇所を制御因子として決定する。なお、制御因子の水準は、当該箇所におけるネジの締結有無（ネジのあり／なし）である。
【００４０】
割付部２１２は、因子決定部２１１により決定された制御因子を所定の直交表に割り付ける。なお、割付部２１２は、例えば、制御因子をＬ１６直交表に割り付ければ良い。
【００４１】
特性抽出部２１３は、直交表に従って解析処理部３１０により解析された解析結果に基づいて、目的特性と中間特性とを抽出する。
【００４２】
ここで、中間特性とは、例えば、制御因子として決定された箇所において、ネジを外さずに構造物に外力を加えた場合やネジを外して構造物に外力を加えた場合における当該箇所の周囲のネジ締結箇所の応力等である。
【００４３】
ＳＮ比算出部２１４は、中間特性と目的特性とに基づいて、Ｔ法において項目選択を行って、ある目的特性を用いた場合と当該目的特性を用いなかった場合とにそれぞれ算出されるＳＮ（Signal-Noise）比の差（ΔＳＮ比）を算出する。
【００４４】
パラメータ抽出部２１５は、ＳＮ比算出部２１４により算出されたΔＳＮ比に基づいて、目的特性に対する寄与度が高い設計パラメータや目的特性に対する寄与度が低い設計パラメータを抽出する。
【００４５】
すなわち、パラメータ抽出部２１５は、例えば、ＳＮ比算出部２１４により算出されたΔＳＮ比のうち、所定の値（例えば、１．０ｄｂ）以上のΔＳＮ比に対応する中間特性を特定する。そして、パラメータ抽出部２１５は、特定した中間特性に対応する制御因子を特定することで、目的特性に対する寄与度が高い設計パラメータを抽出する。
【００４６】
一方で、パラメータ抽出部２１５は、例えば、ＳＮ比算出部２１４により算出されたΔＳＮ比のうち、所定の値（例えば、０．２ｄｂ）未満のΔＳＮ比に対応する中間特性を特定する。そして、パラメータ抽出部２１５は、特定した中間特性に対応する制御因子を特定することで、目的特性に対する寄与度が低い設計パラメータを抽出する。
【００４７】
解析処理部３１０は、直交表に従って構造物に対してシミュレーションを行うことで、所定の解析を行う。すなわち、解析処理部３１０は、例えば、直交表に割り付けられた制御因子に対応する構造物に対して、所定の外力を加えた場合のシミュレーションを行って、当該構造物の強度や応力等を解析する。
【００４８】
＜処理の詳細＞
次に、本実施形態に係る設計支援装置１０の処理の詳細について、図４を参照しながら説明する。図４は、パラメータ抽出処理の一例を示すフローチャートである。
【００４９】
まず、最適化処理部１１０は、ユーザにより入力された各種の設計条件に基づいて、最適な設計モデルを算出する（ステップＳ４０１）。
【００５０】
ここで、最適な設計モデルの決定について、図５を参照しながら説明する。図５は、最適な設計モデルの決定の一例を示す図である。
【００５１】
図５に示すように、ユーザにより、例えば、構造物の形状、構造物におけるネジの締結箇所の候補、構造物の材質等の設計条件が入力されたものとする。なお、以降では、ユーザにより入力されたネジの締結箇所の候補は、ａ１〜ａ４、ｂ１〜ｂ４、ｃ１〜ｃ４、及びｄ１〜ｄ４であるものとする。
【００５２】
すると、最適化処理部１１０は、例えば、設計モデル１〜３と、これらの設計モデル１〜３それぞれの強度とを算出して、出力する。
【００５３】
ここで、設計モデル１は、ａ１、ｂ２、ｃ３、及びｄ４にネジを締結した構造物のモデルであり、強度は「０．３」であるとする。同様に、設計モデル２は、ａ１、ａ３、ｂ２、ｂ４、ｃ１、ｃ３、ｄ２、ｄ４にネジを締結した構造物のモデルであり、強度は「０．６」であるとする。同様に、設計モデル３は、ａ１、ａ２、ａ４、ｂ１〜ｂ３、ｃ２〜ｃ４、ｄ１、ｄ３、ｄ４にネジを締結した構造物のモデルであり、強度は「０．８」であるとする。
【００５４】
このように、最適化処理部１１０は、ユーザにより入力された設計条件から様々な設計モデルと、これら設計モデルそれぞれの目的特性（強度）とを算出する。
【００５５】
このとき、電子機器のフレーム等の構造物に要求される強度の閾値が「０．５」である場合、最適化処理部１１０は、例えば、当該閾値を満たし、かつ、最もネジの締結本数が少ない設計モデル２を最適な設計モデルであると決定する。
【００５６】
なお、最適化処理部１１０は、ネジの締結本数以外に、種々の条件に基づいて、最適な設計モデルを決定しても良い。例えば、ネジの締結箇所の候補ａ３、ｂ４、ｃ１、及びｄ２にネジを締結するには生産性の観点から好ましくない場合（例えば、多くのコストが掛かる場合等）には、最適化処理部１１０は、設計モデル３を最適な設計モデルであると決定しても良い。
【００５７】
以降では、最適化処理部１１０により、最適な設計モデルとして「設計モデル２」が算出されたものとして説明を続ける。
【００５８】
次に、抽出処理部２１０の因子決定部２１１は、最適化処理部１１０により算出された設計モデルに基づいて、当該設計モデルの設計パラメータから制御因子を決定する（ステップＳ４０２）。
【００５９】
すなわち、因子決定部２１１は、ネジの締結箇所の候補ａ１〜ａ４、ｂ１〜ｂ４、ｃ１〜ｃ４、及びｄ１〜ｄ４のうち、設計モデル２におけるネジの締結箇所ａ１、ａ３、ｂ２、ｂ４、ｃ１、ｃ３、ｄ２、ｄ４を含む箇所を制御因子として決定する。
【００６０】
例えば、因子決定部２１１は、ａ１、ａ３、ｂ２、ｂ４、ｃ１、ｃ３、ｄ２、ｄ４を制御因子として決定すれば良い。また、例えば、因子決定部２１１は、ａ１、ａ２、ａ３、ｂ２、ｂ３、ｂ４、ｃ１、ｃ２、ｃ３、ｄ２、ｄ３、ｄ４を制御因子と決定しても良い。
【００６１】
このように、因子決定部２１１は、最適化処理部１１０により算出された最適な設計モデルにおけるネジの締結箇所を含むように制御因子を決定すれば良い。ただし、例えば、最適な設計モデルにおけるネジの締結箇所が多い場合には、これらのネジの締結箇所のうち、ユーザにより選択された締結箇所を制御因子と決定しても良い。
【００６２】
なお、本実施形態における制御因子の水準は、ネジの締結有無（ネジのあり／なし）であるが、例えば、設計対象物が光学フィルタ等である場合には、制御因子の水準が３水準以上であることもあり得る。
【００６３】
次に、抽出処理部２１０の割付部２１２は、因子決定部２１１により決定された制御因子を所定の直交表に割り付ける（ステップＳ４０３）。ここで、割付部２１２は、因子決定部２１１により決定された制御因子をＬ１６直交表に割り付ければ良い。ただし、割付部２１２は、例えば、Ｌ８直交表やＬ３２直交表等の直交表に制御因子を割り付けても良い。
【００６４】
ここで、因子決定部２１１により決定された制御因子ａ１、ａ３、ｂ２、ｂ４、ｃ１、ｃ３、ｄ２、ｄ４をＬ１６直交表に割り付けた結果を表１に示す。なお、各制御因子の水準値「１」及び「０」は、それぞれ「ネジの締結有」及び「ネジの締結無」を示している。
【００６５】
【表１】
2017187880.tif 000003
【００６６】
なお、抽出処理部２１０は、例えば、制御因子の数が３以下である場合等には、直交表に割り付けずに、各制御因子の各水準値の全ての組み合わせに対して、後述する解析処理部３１０による解析を行っても良い。
【００６７】
次に、解析処理部３１０は、直交表に従って構造物に対して所定の解析を行う（ステップＳ４０４）。すなわち、解析処理部３１０は、例えば、直交表に割り付けられた制御因子に対応する構造物に対して、所定の外力を加えた場合をシミュレーションして、当該構造物の強度や応力等を解析する。これにより、直交表における各実験Ｎｏ．毎に、構造物の強度（目的特性）が得られる。
【００６８】
次に、抽出処理部２１０の特性抽出部２１３は、直交表に従って解析処理部３１０により解析された解析結果に基づいて、目的特性と中間特性とを抽出する（ステップＳ４０５）。
【００６９】
ここで、表１に示す直交表の実験Ｎｏ．１の制御因子の中間特性を抽出する場合について、図６を参照しながら説明する。図６は、中間特性の抽出の一例を示す図である。
【００７０】
図６に示すように、特性抽出部２１３は、実験Ｎｏ．１に対応する構造物において、一の制御因子の水準値が「０」である場合に、当該構造物全体に対して、所定の外力Ｆを加えた場合における所定の他の制御因子おける応力を中間特性とする。
【００７１】
すなわち、特性抽出部２１３は、例えば、制御因子ａ１のネジを外した場合（水準値が「０」である場合）に、当該ａ１の周囲にある他の制御因子ａ３における応力を中間特性Ｘ１する。同様に、特性抽出部２１３は、例えば、制御因子ａ１のネジを外さなかった場合（水準値が「１」である場合）に、当該ａ１の周囲にある他の制御因子ａ３における応力を中間特性Ｘ２する。
【００７２】
このように、特性抽出部２１３は、実験Ｎｏ．に対応する構造物において、一の制御因子の水準値が「０」である場合に、当該構造物全体に所定の外力を加えた場合における当該一の制御因子の周囲にある他の制御因子の応力を中間特性とする。同様に、特性抽出部２１３は、実験Ｎｏ．に対応する構造物において、一の制御因子の水準値が「１」である場合に、当該構造物全体に所定の外力を加えた場合における当該一の制御因子の周囲にある他の制御因子の応力を中間特性とする。
【００７３】
以上のように、特性抽出部２１３は、各実験Ｎｏ．毎に、それぞれ中間特性が抽出する。また、特性抽出部２１３は、各実験Ｎｏ．毎に、解析処理部３１０による解析結果として得られる構造物の強度を目的特性として抽出する。
【００７４】
なお、本実施形態では、中間特性は、一の制御因子の周囲にある他の制御因子の応力としたが、これに限られず、解析処理部３１０による種々の解析結果を中間特性とすることができる。例えば、特性抽出部２１３は、実験Ｎｏ．に対応する構造物において、一の制御因子の水準値が「０」である場合に、当該構造物全体に対して、所定の外力Ｆを加えた場合における当該一の制御因子おける応力を中間特性としても良い。
【００７５】
ここで、特性抽出部２１３により抽出された目的特性と中間特性とを直交表と対応付けた結果を表２に示す。なお、表２では、目的特性（強度）はＹで表されている。
【００７６】
【表２】
2017187880.tif 000004
【００７７】
次に、抽出処理部２１０のＳＮ比算出部２１４は、中間特性と目的特性とに基づいて、Ｔ法において項目選択を行って、ある目的特性を用いた場合と当該目的特性を用いなかった場合とにそれぞれ算出されるＳＮ比の差（ΔＳＮ比）を算出する（ステップＳ４０６）。
【００７８】
すなわち、ＳＮ比算出部２１４は、例えば、Ｔ法のアルゴリズムに従って、中間特性Ｘｉ（ｉ＝１，２，３，４，・・・）から目的特性Ｙを推定する推定式を導出する。そして、ＳＮ比算出部２１４は、各Ｘｉを当該推定式に含めた場合のＳＮ比（第１のＳＮ比）と、当該推定式に含めない場合のＳＮ比（第２のＳＮ比）との差（第１のＳＮ比−第２のＳＮ比）を算出して、当該算出結果をΔＳＮ比とする。
【００７９】
なお、本実施形態では、ＳＮ比算出部２１４によりΔＳＮ比を算出したが、例えば、Ｌ１６直交表を用いた場合において、中間特性の数が１６個以下である場合には、目的特性と中間特性との重回帰分析を行っても良い。
【００８０】
次に、抽出処理部２１０のパラメータ抽出部２１５は、ＳＮ比算出部２１４により算出されたΔＳＮ比に基づいて、目的特性に対する寄与度が高い設計パラメータや目的特性に対する寄与度が低い設計パラメータを抽出する（ステップＳ４０７）。なお、パラメータ抽出部２１５により抽出された設計パラメータは、例えば、ΔＳＮ比等と共に、表示装置１２等に表示すれば良い。
【００８１】
すなわち、パラメータ抽出部２１５は、例えば、ＳＮ比算出部２１４により算出されたΔＳＮ比のうち、所定の値以上のΔＳＮ比に対応する中間特性Ｘｉを特定する。そして、パラメータ抽出部２１５は、特定した中間特性Ｘｉに対応する制御因子を特定することで、目的特性Ｙに対する寄与度が高い設計パラメータを抽出する。
【００８２】
例えば、中間特性Ｘ１に対応するΔＳＮ比が所定の値以上であった場合、パラメータ抽出部２１５は、当該中間特性Ｘ１に対応する制御因子ａ１を特定することで、設計パラメータとして、ネジの締結箇所ａ１を抽出する。これにより、ユーザは、目的特性Ｙ（構造物の強度）に対する寄与度が高いネジの締結箇所ａ１を知ることができる。
【００８３】
したがって、ユーザは、例えば、締結箇所ａ１のネジを削減することが難しいことや、仮に締結箇所ａ１のネジを削減する場合には、中間特性Ｘ１に対応する締結箇所ａ３の強度を上げる必要があること等を知ることができる。
【００８４】
一方で、パラメータ抽出部２１５は、例えば、ＳＮ比算出部２１４により算出されたΔＳＮ比のうち、所定の値未満のΔＳＮ比に対応する中間特性を特定する。そして、パラメータ抽出部２１５は、特定した中間特性に対応する制御因子を特定することで、目的特性に対する寄与度が低い設計パラメータを抽出する。
【００８５】
すなわち、パラメータ抽出部２１５は、例えば、ＳＮ比算出部２１４により算出されたΔＳＮ比のうち、所定の値未満のΔＳＮ比に対応する中間特性Ｘｉを特定する。そして、パラメータ抽出部２１５は、特定した中間特性Ｘｉに対応する制御因子を特定することで、目的特性Ｙに対する寄与度が低い設計パラメータを抽出する。
【００８６】
例えば、中間特性Ｘ１に対応するΔＳＮ比が所定の値未満であった場合、パラメータ抽出部２１５は、当該中間特性Ｘ１に対応する制御因子ａ１を特定することで、設計パラメータとして、ネジの締結箇所ａ１を抽出する。これにより、ユーザは、目的特性Ｙ（構造物の強度）に対する寄与度が低いネジの締結箇所ａ１を知ることができる。
【００８７】
したがって、ユーザは、例えば、締結箇所ａ１のネジを削減できる可能性があること等を知ることができる。
【００８８】
なお、パラメータ抽出部２１５は、設計パラメータの抽出まで行わずに、例えば、特定した中間特性を、ΔＳＮ比等と共に、表示装置１２等に表示しても良い。これにより、ユーザは、例えば、あるネジを外した場合に応力が掛かる箇所等を知ることができる。したがって、この場合も、ユーザは、例えば、ネジを削減することができるか否か等を知ることができる。
【００８９】
＜まとめ＞
以上により、本実施形態に係る設計支援装置１０では、構造最適化プログラム１００により算出された最適な設計モデルに基づいて、更に改善することができる設計パラメータや、これ以上改善することができない設計パラメータを抽出することができる。言い換えれば、本実施形態に係る設計支援装置１０では、構造最適化プログラム１００により算出された最適な設計モデルに基づいて、設計パラメータが設計対象物の目的特性に寄与するメカニズムを抽出することができる。
【００９０】
したがって、ユーザは、構造最適化プログラム１００により算出された最適な設計モデルを、設計対象物に要求される目的特性を維持したまま、更に最適化した設計（例えば、ネジの締結本数を更に削減した設計）を行うことができるようになる。
【００９１】
本発明は、具体的に開示された上記の実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲から逸脱することなく、種々の変形や変更が可能である。
【符号の説明】
【００９２】
１０      設計支援装置
１００    構造最適化プログラム
１１０    最適化処理部
２００    パラメータ抽出プログラム
２１０    抽出処理部
２１１    因子決定部
２１２    割付部
２１３    特性抽出部
２１４    ＳＮ比算出部
２１５    パラメータ抽出部
３００    構造解析プログラム
３１０    解析処理部
【先行技術文献】
【特許文献】
【００９３】
【特許文献１】特開２０１３−１６０７２号公報
【図１】
2017187880.tif 000005
【図２】
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【図３】
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【図４】
2017187880.tif 000008
【図５】
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【図６】
2017187880.tif 000010