v-DESIGN の基本機能

2005年1月5日

v-DESIGN

部品仕様展開システム v-DESIGN は，工業製品の仕様にしたがって，部品構成を決定するシステムです。工業製品メーカそのほかのエンドユーザの部品表 (材料表) のフロントエンドとして使われます。

構成展開の例

乗用車のコンビネーションスイッチの設計・構成展開の例を以下に述べます。ここでの扱いの基本は，条件群を複数の小さなテーブルで表現することにあります。問題は比較的単純なものですが，複雑さは以下でお分かりのことと思います。大きなテーブルをそのまま扱うこともできます。テーブルが大きくなると，人間が扱える範囲を簡単に超えてしまいます。

車種規格仕様
車種規格仕様は以下のものとします。

表 1

モデル	車種仕様						グレード
モデル	仕向地	ボディ	エンジン	ミッション	駆動方式	ルーフ	HG	SHG	BG
A	USA	4SD	E01	4EAT	4WS	NR	○	○	○
B	USA	4SD	E01	4EAT	4WS	SR	○	○
C	USA	4SD	E01	4EAT	2WS	NR	○		○
D	USA	4SD	E01	4EAT	2WS	SR	○
E	USA	4SD	E03	4EAT	2WS	NR			○
F	USA	4SD	E02	4EAT	2WS	NR			○
G	USA	4SD	E02	4EAT	2WS	SR			○
H	USA	4SD	E02	4EAT	4WS	NR	○	○
I	USA	4SD	E02	4EAT	4WS	SR	○	○

制約条件
つぎの6つの制約条件があるものとします。
1. トラクションコントロールとグレード，エンジン
  トラクションコントロールは有り，無しの2つの設定があり，グレードおよびエンジンとつぎのような関係にあるものとします。
  表 2-1
  
  グレード HG SHG BG
  
  エンジン E01 E02 E03 E01 E02 E03 E01 E02 E03
  
  トラクション有 ○ ○ ○ ○ ○ ○ 　 ○ 　
  
  無　　　　　　 ○ 　 ○
2. ステアリングホイールとグレード，エンジン
  ステアリングホイールは SA，SB，SC の3種類が用意されています。グレードおよびエンジンとつぎのような関係にあるものとします。
  表 2-2
  
  グレード HG SHG BG
  
  エンジン E01 E02 E03 E01 E02 E03 E01 E02 E03
  
  ステアリング
  ホイール SA 　　　　　　 ○ 　 ○
  
  SB ○ ○ ○ ○ ○ ○ 　 ○ 　
  
  SC ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○
3. オートクルーズとグレード，エンジン
  つぎはオートクルーズとグレード，エンジンの関係です。
  表 2-3
  
  グレード HG SHG BG
  
  エンジン E01 E02 E03 E01 E02 E03 E01 E02 E03
  
  オートクルーズ有 ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○
  
  無　　　　　　 ○ 　 ○
4. インセクトウォッシャとグレード，エンジン
  つぎはインセクトウォッシャとグレード，エンジンの関係です。
  表 2-4
  
  グレード HG SHG BG
  
  エンジン E01 E02 E03 E01 E02 E03 E01 E02 E03
  
  インセクト
  ウォッシャ有 ○ ○ ○ ○ ○ ○ 　 ○ 　
  
  無　　　　　　 ○ 　 ○
5. ステアリングホイールとエアバッグ
  ステアリングホイールはエアバッグとつぎの関係にあります。
  表 2-5
  
  エアバッグ有無
  
  ステアリング
  ホイール SA 　 ○
  
  SB 　 ○
  
  SC ○ 　
6. オートクルーズとエアバッグ
  オートクルーズはエアバッグとつぎの関係にあります。
  表 2-6
  
  エアバッグ有無
  
  オートクルーズ有 ○ 　
  
  無　 ○
コンビネーションスイッチの仕様設定
設計者によるコンビネーションスイッチの仕様設定を行います。ここでは，アングルセンサと駆動方式，トラクションコントロールの関連付け，ホーンコンタクトとステアリングホイールの関連付け，インセクトウォッシャとインセクトウォッシャスイッチの関連付けの3つについて，以下の例のように行うものと仮定します。設計者が行う作業は本仕様設定だけです。
1. アングルセンサと駆動方式，トラクションコントロールの関連付け
  
  表 3-1
  
  駆動方式 2WS 4WS
  
  トラクション有無有無
  
  アングルセンサ有　 ○ 　　
  
  無 ○ 　 ○ ○
2. ホーンコンタクトとステアリングホイールの関連付け
  
  表 3-2
  
  ステアリングホイール SA SB SC
  
  ホーンコンタクト H1 ○ 　　
  
  H2 　 ○ 　
  
  H3 　　 ○
3. インセクトウォッシャとインセクトウォッシャスイッチの関連付け
  
  表 3-3
  
  インセクトウォッシャ有無
  
  インセクトウォッシャ
  スイッチ有 ○ 　
  
  無　 ○
部品構成展開
コンビネーションスイッチに関連する製品仕様は駆動方式 (2WS，4WS)，トラクションコントロール (有無)，ステアリングホイール(SA，SB，SC)，インセクトウォッシャ (有無) に限定されることがあらかじめわかっています。この組み合わせは 2×2×3×2＝24 通りです。これらの各組み合わせ――製品仕様に，上で述べたコンビネーションスイッチの仕様設定 (表 3-1，表 3-2，表 3-3) によって部品仕様が従属して決まり，以下の表が得られます。部品番号はこの表で付番します。これらは表 1 の車種規格仕様とは独立に決まります。目標は部品番号と表 1 の車種規格とを結びつけること――構成展開です。

製品仕様を駆動方式，トラクションコントロール，ステアリングホイール，インセクトウォッシャに限定しない仕様展開も可能です。

表 4

No	製品仕様				部品仕様			部品番号
No	駆動方式	トラクション	ステアリングホイール	インセクトウォッシャ	アングルセンサ	ホーンコンタクト	インセクトウォッシャスイッチ	部品番号
1	2WS	有	SA	有	無	H1	有	P0001
2	2WS	有	SA	無	無	H1	無	P0002
3	2WS	有	SB	有	無	H2	有	P0003
4	2WS	有	SB	無	無	H2	無	P0004
5	2WS	有	SC	有	無	H3	有	P0005
6	2WS	有	SC	無	無	H3	無	P0006
7	2WS	無	SA	有	有	H1	有	P0007
8	2WS	無	SA	無	有	H1	無	P0008
9	2WS	無	SB	有	有	H2	有	P0009
10	2WS	無	SB	無	有	H2	無	P0010
11	2WS	無	SC	有	有	H3	有	P0011
12	2WS	無	SC	無	有	H3	無	P0012
13	4WS	有	SA	有	無	H1	有	P0001
14	4WS	有	SA	無	無	H1	無	P0002
15	4WS	有	SB	有	無	H2	有	P0003
16	4WS	有	SB	無	無	H2	無	P0004
17	4WS	有	SC	有	無	H3	有	P0005
18	4WS	有	SC	無	無	H3	無	P0006
19	4WS	無	SA	有	無	H1	有	P0001
20	4WS	無	SA	無	無	H1	無	P0002
21	4WS	無	SB	有	無	H2	有	P0003
22	4WS	無	SB	無	無	H2	無	P0004
23	4WS	無	SC	有	無	H3	有	P0005
24	4WS	無	SC	無	無	H3	無	P0006

部品仕様の，制約条件と車種規格との適合性
表 4 には 1 から 24 までの製品仕様，P0001 から P0012 までの 12 種類の部品 (コンビネーションスイッチ) が得られましたが，製品仕様の全部が，したがって部品仕様の全部が制約条件を満たすものではなく，制約条件を満たしたとしても表 1 の規格に適合するものではありません。これらをチェックするのが v-DESIGN の組み合わせエンジンです。結果を以下に示します。本来は横に長い 1 つの表ですが，書ききれないのでグレード HG，SHG について別の表に，BG については駆動方式について 4WS，2WS を別の表にします。
たとえば，表 5-1 の左の 1 番目 (見出のつぎの欄) はグレード HG，エンジン E01，駆動方式 4WS，トラクションコントロール有り，インセクトウォッシャ有り，オートクルーズ有り，ステアリングホイール SA，エアバッグ無し，を表しますが，エアバッグ無しとオートクルーズ有りは表 6 から制約条件からはずれるので，このような部品は作れず，もとより車種規格には適合しません。
またたとえば，表 5-1 の左から 3 番目 (見出から数えて 4 番目の欄) は，グレード HG，エンジン E01，駆動方式 4WS，トラクションコントロール有り，インセクトウォッシャ有り，オートクルーズ有り，ステアリングホイール SC，エアバッグ有り，を表していますが，これは表 2-1 ～ 2-6 のすべてを満足し，表 1 の規格仕様で，エンジン E01，駆動方式 4WS，グレード HG はモデル A，B に適合します。
制約条件をすべて満たしても，適合モデルが存在しない場合もあります。たとえば，表 5-3 のエンジン E03 の最初の欄 (見出しから数えて 14 番目) は，グレード BG，エンジン E03，駆動方式 4WS，トラクションコントロール無し，インセクトウォッシャ有り，ステアリングホイール SA，エアバッグ無し，を表し，これらは表 2-1 ～ 2-6 のすべての制約条件を満たしますが，エンジン E03 で駆動方式 4WS のモデルは表 1 の規格仕様にありません。

v-DESIGN の組み合わせエンジンは以上を一般化し，車種規格と制約条件を長い論理式として表現し，この論理式が真となる組み合わせを求めます。このような問題を一般に充足可能性問題といいます。ここで扱った充足可能性問題の解が表 5-1 ～ 5-4 のモデル欄にモデル名が現れた組み合わせです。

表 5-1

グレード

エンジン

E01

E02

E03

E01

E02

E03

駆動方式

4WS

2WS

トラクション

有

インセクトウォッシャ

有

オートクルーズ

有

ステアリングホイール

エアバッグ

無

有

無

有

無

有

無

有

無

有

無

有

モデル

A,B

H,I

C,D

表 5-2

グレード

SHG

エンジン

E01

E02

E03

E01

E02

E03

駆動方式

4WS

2WS

トラクション

有

インセクトウォッシャ

有

オートクルーズ

有

ステアリングホイール

エアバッグ

無

有

無

有

無

有

無

有

無

有

無

有

モデル

A,B

H,I

表 5-3

グレード

エンジン

E01

E02

E03

駆動方式

4WS

トラクション

無

有

無

インセクトウォッシャ

無

有

無

オートクルーズ

有

無

有

無

有

無

ステアリングホイール

エアバッグ

無

有

無

有

無

有

無

有

無

有

無

有

モデル

表 5-4

グレード

エンジン

E01

E02

E03

駆動方式

2WS

トラクション

無

有

無

インセクトウォッシャ

無

有

無

オートクルーズ

有

無

有

無

有

無

ステアリングホイール

エアバッグ

無

有

無

有

無

有

無

有

無

有

無

有

モデル

F,G

車種仕様と部品構成
最後に表 4 と表 5-1 ～ 5-4 を結びつけて，車種仕様と部品構成を結びつけます。これが部品構成展開です(表 6)。

この表によれば，コンビネーションスイッチは P0002，P0005，P0006，P0008，P0012の 5 種類だけになります。また，適合するモデルは本表のとおりです。

表 6

No	製品仕様				適合モデル	部品仕様			部品番号
No	駆動方式	トラクション	ステアリングホイール	インセクトウォッシャ	適合モデル	アングルセンサ	ホーンコンタクト	インセクトウォッシャスイッチ	部品番号
1	2WS	有	SA	有	―	無	H1	有	P0001
2	2WS	有	SA	無	―	無	H1	無	P0002
3	2WS	有	SB	有	―	無	H2	有	P0003
4	2WS	有	SB	無	―	無	H2	無	P0004
5	2WS	有	SC	有	C,D,F,G	無	H3	有	P0005
6	2WS	有	SC	無	―	無	H3	無	P0006
7	2WS	無	SA	有	―	有	H1	有	P0007
8	2WS	無	SA	無	C,E	有	H1	無	P0008
9	2WS	無	SB	有	―	有	H2	有	P0009
10	2WS	無	SB	無	―	有	H2	無	P0010
11	2WS	無	SC	有	―	有	H3	有	P0011
12	2WS	無	SC	無	C,E	有	H3	無	P0012
13	4WS	有	SA	有	―	無	H1	有	P0001
14	4WS	有	SA	無	―	無	H1	無	P0002
15	4WS	有	SB	有	―	無	H2	有	P0003
16	4WS	有	SB	無	―	無	H2	無	P0004
17	4WS	有	SC	有	A,B,H,I	無	H3	有	P0005
18	4WS	有	SC	無	―	無	H3	無	P0006
19	4WS	無	SA	有	―	無	H1	有	P0001
20	4WS	無	SA	無	A	無	H1	無	P0002
21	4WS	無	SB	有	―	無	H2	有	P0003
22	4WS	無	SB	無	―	無	H2	無	P0004
23	4WS	無	SC	有	―	無	H3	有	P0005
24	4WS	無	SC	無	A	無	H3	無	P0006

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