專利名稱：對(duì)類似特性的不同設(shè)計(jì)形狀進(jìn)行分類/顯示的裝置和方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及在設(shè)計(jì)中使用的多目標(biāo)最優(yōu)設(shè)計(jì)輔助技術(shù)。
背景技術(shù)：
伴隨著硬盤的高密度化/高容量化，磁盤與磁頭之間的距離已經(jīng)越來越
小。因而，需要用于減小由于高度差和盤半徑位置引起的浮動(dòng)(flying)高 度變化量的滑塊設(shè)計(jì)。
在圖1中，滑塊2101安裝在致動(dòng)器2102的末端下部，致動(dòng)器2102在 硬盤的磁盤上移動(dòng)，并且基于滑塊2101的形狀計(jì)算磁頭的位置。
在確定滑塊2101的最優(yōu)形狀當(dāng)中，需要用于將與影響磁頭的位置的 浮動(dòng)高度(圖1中的2103)、側(cè)傾(2104)和縱傾(2105)有關(guān)的函數(shù)最 小化(即，所謂多目標(biāo)最優(yōu)化)的有效計(jì)算。
過去，代替直接處理多目標(biāo)最優(yōu)化問題，執(zhí)行單目標(biāo)最優(yōu)化，其中如 以下數(shù)學(xué)表達(dá)式1所示，計(jì)算通過將每個(gè)目標(biāo)函數(shù)fj乘以權(quán)重m_i來獲 得各項(xiàng)的線性和f，并計(jì)算其最小值。
f=m—l*f_l+...+m—t*f_t (1)
然后，在設(shè)計(jì)者確定作為基礎(chǔ)的形狀之后，通過程序設(shè)定用于確定圖 2所示的滑塊形狀S的參數(shù)p、 q、 r等的擺動(dòng)范圍，在逐漸改變參數(shù)p、 q、 r等值的同時(shí)計(jì)算函數(shù)值f，以計(jì)算最小化值f的滑塊形狀。
值f取決于權(quán)重向量(m一i)。在實(shí)際計(jì)算中，隨著參數(shù)(mj)變化來計(jì) 算與每個(gè)修改值對(duì)應(yīng)的f的最小值，并通過根據(jù)其最小值與(m—i》之間的平 衡來綜合確定滑塊形狀。
在這種基于以上所述方法執(zhí)行多目標(biāo)最優(yōu)化處理中，最優(yōu)解的數(shù)量不 總是唯一的。
例如，考慮這樣的情況在設(shè)計(jì)特定產(chǎn)品當(dāng)中對(duì)"減小重量"的目標(biāo)函數(shù)值1和"抑制成本"的目標(biāo)函數(shù)值2進(jìn)行最優(yōu)化。在此情況下，取決 于如何給定設(shè)計(jì)參數(shù)，目標(biāo)函數(shù)值1和2可以在圖3所示的二維坐標(biāo)中取 各種坐標(biāo)值。
(為了輕量化和低成本)，均要求目標(biāo)函數(shù)值1和2兩者具有較小的 值。因而，連接圖23的計(jì)算點(diǎn)2301-1、 2301-2、 2301-3、 2301-4和2301-5 的線2303上和周圍的點(diǎn)可以一組最優(yōu)解。這些稱為帕累托最優(yōu)解。在這 些計(jì)算點(diǎn)中，點(diǎn)2301-1和2301-5分別對(duì)應(yīng)于重量減輕但是成本沒有降低 的模型和成本降低但是重量沒有減輕的模型。然而，計(jì)算點(diǎn)2302-1和 2302-2不是最優(yōu)解，因?yàn)樗鼈兊闹亓炕蛘叱杀具€要被降低。這些稱為劣
在多目標(biāo)最優(yōu)化處理中，適合地把握帕累托解是很重要的。為此目 的，適合地將期望的目標(biāo)函數(shù)中的帕累托解可視化很重要。
在以上單目標(biāo)函數(shù)f的最優(yōu)化技術(shù)中，必須重復(fù)進(jìn)行花費(fèi)大量時(shí)間的 浮動(dòng)高度計(jì)算。具體而言，在探查滑塊形狀的細(xì)節(jié)部分時(shí)，輸入?yún)?shù)(與 如圖2所示的p、 q、 r等相對(duì)應(yīng))的數(shù)量變?yōu)?0左右，并需要1萬或更多 次的浮動(dòng)高度計(jì)算。因而，花費(fèi)大量時(shí)間來進(jìn)行最優(yōu)化。
此外，在此方法中，f的最小值(以及那時(shí)的輸入?yún)?shù)值)取決于如 何確定權(quán)重向量(m一1， ...， m—t)。在實(shí)際計(jì)算中，經(jīng)常期望針對(duì)各組權(quán) 重向量來使f最優(yōu)化。然而，在以上所述現(xiàn)有技術(shù)中，因?yàn)楫?dāng)修改權(quán)重向 量組時(shí)從開始就需要重新設(shè)定伴隨著成本高的浮動(dòng)高度計(jì)算的最優(yōu)化計(jì) 算，所以權(quán)重向量組的種類受到限制。
此外，在最小化函數(shù)值f中，由于一次只能在帕累托曲面上獲得一個(gè) 點(diǎn)，所以難以預(yù)計(jì)目標(biāo)函數(shù)之間的最優(yōu)關(guān)系。因而，不能將這些信息(關(guān) 系)反饋給設(shè)計(jì)。
當(dāng)在帕累托曲面上獲得一個(gè)點(diǎn)作為最優(yōu)解時(shí)，確定一組設(shè)計(jì)參數(shù)且獲 得該解和一個(gè)設(shè)計(jì)形狀。然而，設(shè)計(jì)者對(duì)設(shè)計(jì)形狀未必滿意。傳統(tǒng)地，當(dāng) 對(duì)其不滿意時(shí)，如圖4所示，首先設(shè)計(jì)者作出基本形狀(框S2401)，執(zhí) 行最優(yōu)化程序(框S2402)。當(dāng)最優(yōu)化程序輸出一個(gè)解時(shí)(框S2403)， 設(shè)計(jì)者判定與該解相關(guān)輸出的形狀是否令人滿意(框S2404)。如果不令人滿意，則設(shè)計(jì)者必須重復(fù)地再次設(shè)計(jì)新的形狀(框S2401)并執(zhí)行最優(yōu) 化(框S2402-S2頓)。
傳統(tǒng)地，多目標(biāo)最優(yōu)化本身的處理需要很多時(shí)間。因而，即使當(dāng)重復(fù) 以上所述操作時(shí)，也很難顯示適合的帕累托最優(yōu)解。因而，沒有這樣的設(shè) 計(jì)輔助方法，其中在確定基于最優(yōu)解獲得的設(shè)計(jì)形狀的同時(shí)有效地重復(fù)最 優(yōu)化。
此外，傳統(tǒng)地，由于設(shè)計(jì)者在確定基本形狀方面依賴于其自身的經(jīng)驗(yàn) 和直覺，最優(yōu)結(jié)果如何反映在隨后的基本形狀設(shè)計(jì)中留給了設(shè)計(jì)者。因 而，設(shè)計(jì)者對(duì)程序輸出的最優(yōu)形狀有偏見，從而經(jīng)常妨礙了設(shè)計(jì)者作出新 的基本形狀。結(jié)果，很難發(fā)現(xiàn)基本形狀很大不同的不同最優(yōu)解，并且設(shè)計(jì) 自由度受到限制。
存在日本公開專利公報(bào)No. H7-44611作為技術(shù)參考。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是通過短時(shí)間內(nèi)實(shí)現(xiàn)基于目標(biāo)函數(shù)的可視化(帕累托邊 界的顯示等)，并在基于可視化適合地顯示帕累托最優(yōu)解的同時(shí)分析在其 最優(yōu)解附近映像的一組設(shè)計(jì)參數(shù)來向設(shè)計(jì)者提供多個(gè)接近最優(yōu)解的有效設(shè) 計(jì)形狀和關(guān)于新的基本形狀的提示。
本發(fā)明的方面假定支持確定通過輸出多組(各個(gè)設(shè)計(jì)參數(shù)值的組合) 的設(shè)計(jì)參數(shù)(輸入?yún)?shù))而設(shè)定的最優(yōu)設(shè)計(jì)參數(shù)，基于規(guī)定的計(jì)算來計(jì)算 多個(gè)目標(biāo)函數(shù)并對(duì)多目標(biāo)函數(shù)執(zhí)行多目標(biāo)最優(yōu)化處理。設(shè)計(jì)參數(shù)例如是用 于確定硬盤磁存儲(chǔ)裝置的滑塊單元的形狀的參數(shù)。
第一方面具有以下構(gòu)造。
目標(biāo)空間顯示單元基于針對(duì)多個(gè)設(shè)計(jì)參數(shù)采樣組中的每個(gè)計(jì)算的多個(gè) 目標(biāo)函數(shù)組將多個(gè)目標(biāo)函數(shù)的一些(任意選擇的)目標(biāo)函數(shù)取值的區(qū)域顯 示為與目標(biāo)函數(shù)對(duì)應(yīng)的目標(biāo)空間中的可用區(qū)域。
目標(biāo)空間對(duì)應(yīng)設(shè)計(jì)空間計(jì)算單元計(jì)算基于與用戶在對(duì)應(yīng)于由目標(biāo)空間 顯示單元顯示的期望目標(biāo)函數(shù)的目標(biāo)空間中的可用區(qū)域中的位置指定有關(guān) 的位置指定計(jì)算在與目標(biāo)空間中的位置的附近區(qū)域?qū)?yīng)的設(shè)計(jì)空間中的設(shè)計(jì)參數(shù)組。該單元可以包括例如函數(shù)值計(jì)算單元，其用于計(jì)算與每個(gè)構(gòu)成 多個(gè)用于劃分設(shè)計(jì)空間的格子點(diǎn)的設(shè)計(jì)參數(shù)組對(duì)應(yīng)的目標(biāo)空間中的每個(gè)映 像點(diǎn)；以及逆映像部，其將構(gòu)成與映像點(diǎn)中包括在基于用戶指定的位置的 目標(biāo)空間中的位置的附近區(qū)域中的映像點(diǎn)對(duì)應(yīng)的格子點(diǎn)的設(shè)計(jì)參數(shù)組計(jì)算 為與基于用戶指定的位置的目標(biāo)空間中的位置的附近區(qū)域?qū)?yīng)的設(shè)計(jì)空間 中的設(shè)計(jì)參數(shù)組。
代表形狀顯示單元計(jì)算和顯示與由目標(biāo)函數(shù)對(duì)應(yīng)設(shè)計(jì)空間計(jì)算單元計(jì) 算的設(shè)計(jì)參數(shù)組對(duì)應(yīng)的代表設(shè)計(jì)形狀。這還可以包括例如設(shè)計(jì)參數(shù)分類單 元，其用于將目標(biāo)空間對(duì)應(yīng)設(shè)計(jì)空間計(jì)算單元計(jì)算的所述設(shè)計(jì)參數(shù)組分類 成多個(gè)組。代表形狀顯示單元計(jì)算和顯示與設(shè)計(jì)參數(shù)組對(duì)應(yīng)的代表設(shè)計(jì)形 狀，所述設(shè)計(jì)參數(shù)組表示由設(shè)計(jì)參數(shù)分類單元分類的每組。
第二方面具有以下構(gòu)造。
采樣組目標(biāo)函數(shù)計(jì)算單元計(jì)算規(guī)定數(shù)量的設(shè)計(jì)參數(shù)采樣組的多個(gè)目標(biāo) 函數(shù)組；
目標(biāo)函數(shù)近似單元基于規(guī)定數(shù)量的設(shè)計(jì)參數(shù)采樣組和與設(shè)計(jì)參數(shù)采樣 組相關(guān)地計(jì)算的多個(gè)目標(biāo)函數(shù)組來對(duì)目標(biāo)函數(shù)求數(shù)學(xué)近似；
目標(biāo)函數(shù)間邏輯表達(dá)式計(jì)算單元將表示多個(gè)被求數(shù)學(xué)近似的目標(biāo)函數(shù) 中的任意目標(biāo)函數(shù)之間邏輯關(guān)系的邏輯表達(dá)式計(jì)算作為目標(biāo)函數(shù)間邏輯表 達(dá)式；
目標(biāo)空間顯示單元根據(jù)目標(biāo)函數(shù)間邏輯表達(dá)式將任意目標(biāo)函數(shù)取值的 區(qū)域顯示為與任意目標(biāo)函數(shù)對(duì)應(yīng)的目標(biāo)空間中的可用區(qū)域；
目標(biāo)空間對(duì)應(yīng)設(shè)計(jì)空間計(jì)算單元和代表形狀顯示單元與第一方面的單 元相同。
借助于權(quán)利要求中具體指出的元件和組合將實(shí)現(xiàn)和獲得本發(fā)明的目的 和優(yōu)點(diǎn)。要理解到前述一般的描述和以下詳細(xì)的描述都是示例性的和解釋 性的，并不是對(duì)本發(fā)明的限制。


圖l示出了硬盤的滑塊。圖2說明了滑塊形狀的參數(shù)。 圖3說明了多目標(biāo)最優(yōu)化。
圖4是圖示傳統(tǒng)多目標(biāo)最優(yōu)化操作的操作流程圖。 圖5是本優(yōu)選實(shí)施例的功能模塊結(jié)構(gòu)。
圖6是圖示實(shí)際浮動(dòng)高度計(jì)算執(zhí)行單元101和目標(biāo)函數(shù)多項(xiàng)式近似單 元102的處理的操作流程圖。
圖7是圖示目標(biāo)函數(shù)選擇單元103、目標(biāo)函數(shù)間邏輯表達(dá)式計(jì)算單元 104和可用區(qū)域顯示單元105的處理的操作流程圖。
圖8是圖示函數(shù)值計(jì)算單元106和逆映像部107的處理的操作流程圖。
圖9是圖示逆映像分類/計(jì)算單元108的處理的操作流程圖。 圖10圖示輸入?yún)?shù)采樣組110和與輸入?yún)?shù)采樣組對(duì)應(yīng)的每個(gè)目標(biāo) 函數(shù)值示例。
圖11圖示可用區(qū)域顯示示例(第一) 圖12圖示可用區(qū)域顯示示例(第二)。
圖13A圖示使用與實(shí)際滑塊形狀對(duì)應(yīng)的輸入?yún)?shù)采樣組IIO獲得的可 用區(qū)域顯示示例。
圖13B圖示在還顯示邏輯表達(dá)式的邊界的情況下可用區(qū)域顯示示例。 圖14說明在數(shù)學(xué)處理的基礎(chǔ)上顯示可用區(qū)域的優(yōu)點(diǎn)。 圖15說明設(shè)計(jì)空間的網(wǎng)眼。
圖16A和圖16B說明如何在目標(biāo)空間中取點(diǎn)P1的附近點(diǎn)。 圖17說明用于逆映像的計(jì)算(第一)。
圖18說明逆映像分類/計(jì)算單元108的逆映像分類處理的操作原理。 圖19圖示可用區(qū)域顯示示例和與最優(yōu)解對(duì)應(yīng)的滑塊形狀顯示示例。 圖20說明了用于逆映像的計(jì)算(第二)。 圖21A至21C圖示逆映像分類示例。 圖22A至22D圖示代表形狀顯示示例。 圖23圖示代表形狀的目標(biāo)函數(shù)的分布示例
圖24圖示能實(shí)現(xiàn)根據(jù)本優(yōu)選實(shí)施例的系統(tǒng)的計(jì)算機(jī)的硬件構(gòu)造的示例。
具體實(shí)施方式
以下將參照附圖描述本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例。圖5示出了本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例的功能模塊結(jié)構(gòu)。實(shí)際浮動(dòng)高度計(jì)算執(zhí)行單元101輸入與硬盤的滑塊形狀有關(guān)的輸入?yún)?數(shù)的采樣組110，對(duì)每組進(jìn)行滑塊浮動(dòng)高度計(jì)算，并輸出每個(gè)目標(biāo)函數(shù)值。在此情況下，輸入?yún)?shù)的采樣組110的數(shù)量至多約為數(shù)百個(gè)就足夠了。目標(biāo)函數(shù)多項(xiàng)式近似單元102通過基于多次回歸分析等的多次回歸表 達(dá)式來對(duì)由實(shí)際浮動(dòng)高度計(jì)算執(zhí)行單元101針對(duì)每組每個(gè)目標(biāo)函數(shù)值計(jì)算 的與滑塊形狀有關(guān)的每個(gè)目標(biāo)函數(shù)求近似。盡管在次優(yōu)選實(shí)施例中，使用 基于多次回歸分析的求近似的示例，也可以使用其它公知的多項(xiàng)式近似方 法，諸如各種多項(xiàng)式插值方法、增大多項(xiàng)式次數(shù)并進(jìn)行求近似的方法等。目標(biāo)函數(shù)選擇單元103使用戶選擇可以兩個(gè)或者三個(gè)目標(biāo)函數(shù)，該目 標(biāo)函數(shù)的可用區(qū)域可以被顯示。目標(biāo)函數(shù)間邏輯表達(dá)式計(jì)算單元104基于由實(shí)際浮動(dòng)高度計(jì)算執(zhí)行單 元101計(jì)算的每個(gè)目標(biāo)函數(shù)多項(xiàng)式和輸入?yún)?shù)組110的每個(gè)參數(shù)值的制約 條件通過限量記號(hào)消去(quantifier elimination: QE)方法來計(jì)算由用戶在 目標(biāo)函數(shù)選擇單元103中選擇的任意兩個(gè)或者三個(gè)目標(biāo)函數(shù)間的邏輯表達(dá) 式?？捎脜^(qū)域顯示單元105根據(jù)基于由目標(biāo)函數(shù)間邏輯表達(dá)式計(jì)算單元 104計(jì)算的任意兩個(gè)或三個(gè)目標(biāo)函數(shù)間邏輯表達(dá)式在圖45未具體示出的計(jì) 算機(jī)顯示器上顯示目標(biāo)函數(shù)的可用區(qū)域。函數(shù)值計(jì)算單元106使用由圖5圖示的目標(biāo)函數(shù)多項(xiàng)式近似單元102 計(jì)算的兩個(gè)或者三個(gè)指定目標(biāo)函數(shù)將每個(gè)格子點(diǎn)映像到目標(biāo)空間中，格子 點(diǎn)通過將由設(shè)計(jì)參數(shù)組成的坐標(biāo)(設(shè)計(jì)空間)切成網(wǎng)眼而獲得。函數(shù)值計(jì) 算單元106因而計(jì)算與格子點(diǎn)對(duì)應(yīng)的點(diǎn)。逆映像部107設(shè)定由用戶在由可用區(qū)域顯示單元105顯示的可用區(qū)域中指定的目標(biāo)空間中的指定點(diǎn)Pl的周圍的附近區(qū)域[Pl]，并僅僅計(jì)算與包 括在指定區(qū)域[P1]中的映像點(diǎn)對(duì)應(yīng)的設(shè)計(jì)空間中的格子點(diǎn)。逆映像分類/計(jì)算單元108將由逆映像部107計(jì)算的設(shè)計(jì)空間中各組類 似的格子點(diǎn)在計(jì)算各組之間的距離(近似程度)的同時(shí)分類成相同組。代表形狀顯示單元109計(jì)算代表每個(gè)分類組的每個(gè)設(shè)計(jì)參數(shù)組，并且 在計(jì)算機(jī)顯示器(圖5中未圖示)上顯示與每個(gè)設(shè)計(jì)參數(shù)組對(duì)應(yīng)的每個(gè)代 表形狀。以下將說明具有以上構(gòu)造的該優(yōu)選實(shí)施例的操作。圖6是圖示實(shí)際浮動(dòng)高度計(jì)算執(zhí)行單元101和目標(biāo)函數(shù)多項(xiàng)式近似單 元102的處理的操作流程圖。首先，圖5圖示的實(shí)際浮動(dòng)高度計(jì)算執(zhí)行單元101輸入數(shù)百個(gè)輸入?yún)?數(shù)采樣組UO作為與滑塊形狀的探索范圍相關(guān)的設(shè)計(jì)規(guī)格(圖6中的步驟 S202)，對(duì)每組進(jìn)行滑塊浮動(dòng)高度計(jì)算，并輸出每個(gè)目標(biāo)函數(shù)值(圖6中 的框S202)。因此，形成例如如圖IO所示的輸入?yún)?shù)采樣組IIO及其目標(biāo)函數(shù)值 的數(shù)據(jù)文件。在圖10中，由xl x8表示的列中的值是各輸入?yún)?shù)采樣組 110，由cost2表示的欄中的值是某目標(biāo)函數(shù)的值群。然后，圖5圖示的目標(biāo)函數(shù)多項(xiàng)式近似單元102通過使用基于多次回 歸分析的多次回歸表達(dá)式的多項(xiàng)式，針對(duì)對(duì)由輸入?yún)?shù)采樣組和每組每個(gè) 計(jì)算的目標(biāo)函數(shù)值組成的數(shù)據(jù)文件，來對(duì)滑塊形狀有關(guān)的每個(gè)目標(biāo)函數(shù)求 近似(圖6中的框S203)。結(jié)果，目標(biāo)函數(shù)的多項(xiàng)式如下示例。fl :=99.0424978610709132-6.83556672325811121*xl +14.0478279657713188*x2-18.6265540605823148*x3 -28.3737252180449389*x4-2.42724827545463118*x5 +36.9188200131846998*x6-46.7620704128296296*x7 +1.05958887094079946*x8+6.50858043416747911*x9-11.3181110745759242*xl0-6.35438297722882960*xl 1++4.85313298773917622*xl2-11.142898807281405*x[13]+35.3305897914634315*xl4-53.2729720194943113*xl5;(2)在滑塊設(shè)計(jì)方面具有如下趨勢隨著工作的進(jìn)行，輸入?yún)?shù)的類型變 多。有時(shí)(由于其他參數(shù)的影響)，可以估計(jì)存在對(duì)于某目標(biāo)函數(shù)的貢獻(xiàn) 較低的參數(shù)。因此，通過結(jié)合用于使用多次回歸分析等將貢獻(xiàn)較低的參數(shù) 排除的例程，可以通過更簡單的多項(xiàng)式進(jìn)行近似。當(dāng)設(shè)計(jì)者輸入用于分析的參數(shù)數(shù)量時(shí)，目標(biāo)函數(shù)多項(xiàng)式近似單元102將參數(shù)的數(shù)量減少到預(yù)設(shè)的 數(shù)量。通過此參數(shù)減少處理，在通過將要描述的QE方法進(jìn)行計(jì)算時(shí)能夠 減小計(jì)算量。結(jié)果，能夠獲得如下示例的其參數(shù)數(shù)量減少的目標(biāo)函數(shù)的多 項(xiàng)式。在表達(dá)式3中，參數(shù)數(shù)量從15減少到8。fl :=100.236733508603720-.772229409006272793*xl -20.7218054045105654*x3-5.61123555392073126*x5 +27.4287250065600468*x6-52.6209219228864030*x7 +2.86781289549098428*x8-1.51535612687246779*xll -51.1537286823153181*xl5; (變量的數(shù)量從15減少到8)(3)如上所述，在此優(yōu)選實(shí)施例中，使用至多約數(shù)百個(gè)輸入?yún)?shù)采樣組， 可以獲得使用多次回歸表達(dá)式的多項(xiàng)式求近似的目標(biāo)函數(shù)。在滑塊設(shè)計(jì) 中，通常提供滑塊的初始形狀，并且設(shè)計(jì)者可以擺動(dòng)其參數(shù)來將形狀最優(yōu) 化。因而，設(shè)計(jì)者可以用多項(xiàng)式近似和獲得這樣的目標(biāo)函數(shù)。在這種局部 設(shè)計(jì)改變范圍中的最優(yōu)化中，公知通過由多次回歸表達(dá)式等進(jìn)行的線性近 似可以進(jìn)行足夠有效的最優(yōu)化。在此優(yōu)選實(shí)施例中，通過在滑塊設(shè)計(jì)的早期階段中(具體而言，在確 定以下說明的帕累托邊界中)使用這樣計(jì)算和數(shù)學(xué)處理的目標(biāo)函數(shù)，可以實(shí)現(xiàn)非常有效的設(shè)計(jì)輔助系統(tǒng)。接著，圖7是圖示圖5圖示的目標(biāo)函數(shù)選擇單元103、目標(biāo)函數(shù)間邏 輯表達(dá)式計(jì)算單元104和可用區(qū)域顯示單元105的處理的操作流程圖。首先，首先，用戶選擇期望在圖5圖示的目標(biāo)函數(shù)選擇單元103中顯 示其可用區(qū)域的兩個(gè)目標(biāo)函數(shù)(圖7中的框S301)。此處，假定這些函數(shù) 是fl和f2。在此優(yōu)選實(shí)施例中，還可以代替兩個(gè)目標(biāo)函數(shù)指定三個(gè)目標(biāo)函 數(shù)。然后，圖5圖示的目標(biāo)函數(shù)間邏輯表達(dá)式計(jì)算單元104使用由目標(biāo)函 數(shù)多項(xiàng)式近似單元102計(jì)算的每個(gè)目標(biāo)函數(shù)多項(xiàng)式和輸入?yún)?shù)采樣組110 的每個(gè)參數(shù)值的約束條件來用公式表示由目標(biāo)函數(shù)選擇單元103選擇的兩 個(gè)(或者三個(gè))目標(biāo)函數(shù)(圖7中的框S303)。因此，例如，可以獲得如 下示例的公式。雖然在此示例中，參數(shù)的數(shù)量是15，并未得到減少，但是 該數(shù)量是能夠得到減少的。<formula>formula see original document page 14</formula>xl5)輸入?yún)?shù)xl,…,xl5在0《x—i《l的范圍中變化。(4)然后，目標(biāo)函數(shù)間邏輯表達(dá)式計(jì)算單元104將QE方法應(yīng)用到表達(dá)式 (4)的值F以計(jì)算由目標(biāo)函數(shù)選擇單元103選擇的兩個(gè)或者三個(gè)目標(biāo)函 數(shù)間的邏輯表達(dá)式(圖7中的S303)。結(jié)果，如以下示例的輸入?yún)?shù)xl 至xl5被消去，并輸出兩個(gè)目標(biāo)函數(shù)yl和y2有關(guān)的邏輯表達(dá)式。在目標(biāo) 函數(shù)的數(shù)量是三個(gè)的情況下，輸出三個(gè)目標(biāo)函數(shù)yl、 y2和y3的邏輯表達(dá) 式。<formula>formula see original document page 14</formula>雖然在本說明書中省略了 QE方法的細(xì)節(jié)，但是QE方法分處理公開在本申請(qǐng)的本發(fā)明人公知文獻(xiàn)中"Actual Calculation Aigebraic/Geometric Introduction: Summary of CAD and " ， Hirokazu Anai禾口 Kazuhiro Yokoyam， Mathematic Seminar, No. 11,第64 70頁，2007。此優(yōu)選實(shí)施例 也采用該處理。然后，圖5所示的可用區(qū)域顯示單元105根據(jù)由目標(biāo)函數(shù)間邏輯表達(dá) 式計(jì)算單元104計(jì)算的任意兩個(gè)目標(biāo)函數(shù)間邏輯表達(dá)式來在計(jì)算機(jī)顯示器 上顯示兩個(gè)目標(biāo)函數(shù)的可用區(qū)域(圖7中的框S304)。具體而言，可用區(qū)域顯示單元105在掃描(sweep)關(guān)于兩個(gè)目標(biāo)函 數(shù)yl和y2的二維繪圖平面中的每個(gè)點(diǎn)的同時(shí)相繼對(duì)其中由目標(biāo)函數(shù)間邏 輯表達(dá)式計(jì)算單元104計(jì)算并示例為表達(dá)式5的兩個(gè)目標(biāo)函數(shù)yl和y2的 邏輯表達(dá)式成立的點(diǎn)進(jìn)行著色。結(jié)果，可以例如以圖11中的著色區(qū)域所 示的形式顯示可用區(qū)域。在目標(biāo)函數(shù)的數(shù)量是三個(gè)的情況下，可用區(qū)域顯示單元105可以以三 維方式顯示它們。以下描述可用區(qū)域顯示處理的另一個(gè)具體示例。如下示例，假定兩個(gè)目標(biāo)函數(shù)的近似多項(xiàng)式由三個(gè)輸入?yún)?shù)xl、 x2 和x3組成。y 1 =f 1 (x 1 ,x2，x3)=x 1 -2*x2+3 *x3+6 y2=f2(xl,x2，x3)=2*xl+3*x2-x3+5(6)用公式表示表達(dá)式6的結(jié)果如下。F ::3x，3x23x3; 0《Xi《l AND0《x2《l AND0《x3《l AND 二x廣2x2+3x3 AND y尸2x!+3x2誦X3+5... (7)對(duì)表達(dá)式7應(yīng)用QE方法的結(jié)果如下。(3*yl+2*y2-35〉=0 AND 3*yl+2*y2-42<=0 AND yl+3*y2-28>=0 AND yl+3*y2-35<=0) OR (3*yl+2*y2-28>=0 AND 3*yl+2*y2-35<=0 AND 2*yl-*y2-7<=0 AND 2*yl-y2>=0) OR (2*yl-y2-7>=0 AND 2*yl-y2-14<=0 AND yl+3*y2-21>=0 AND yl+3*y2-28<=0) … (8)根據(jù)表達(dá)式8繪制可用區(qū)域的結(jié)果例如可以如圖12所示。在圖12 中，傾斜直線表示邏輯表達(dá)式8的每個(gè)邏輯邊界，并且著色區(qū)域是兩個(gè)目 標(biāo)函數(shù)的可用區(qū)域。如圖12清楚可知，在著色可用區(qū)域中，可以直觀且容易地識(shí)別兩個(gè) 目標(biāo)函數(shù)的帕累托邊界作為坐標(biāo)原點(diǎn)附近的下邊緣的邊界，并可以識(shí)別最 優(yōu)化的界限區(qū)域。在三個(gè)目標(biāo)函數(shù)的情況下，雖然帕累托邊界變?yōu)榍?(帕累托曲面)，但是能夠以三維方式顯示該面。圖13A是使用與實(shí)際滑塊形狀對(duì)應(yīng)的輸入?yún)?shù)采樣組110獲得的可用 區(qū)域顯示示例。圖13B是在還顯示邏輯表達(dá)式邊界的情況下的可用區(qū)域顯 示示例。在此示例中，假定處于低標(biāo)高(0m)的滑塊浮動(dòng)高度量為第一目 標(biāo)函數(shù)fl，處于低標(biāo)高(0m)中和高標(biāo)高(4200m)中的滑塊浮動(dòng)高度量 之差為第二目標(biāo)函數(shù)f2，并且以曲線圖表示yl和y2之間的關(guān)系。在以上說明的此優(yōu)選實(shí)施例的處理中，如圖14所示，基于多項(xiàng)式近 似進(jìn)行的數(shù)學(xué)處理執(zhí)行多目標(biāo)最優(yōu)化處理，并還能以數(shù)學(xué)的方式顯示帕累 托最優(yōu)解。因而，可以容易地獲得帕累托最優(yōu)解。通過對(duì)在掃描與任意兩個(gè)目標(biāo)函數(shù)有關(guān)的二維繪制平面上的每個(gè)點(diǎn)的 同時(shí)對(duì)與由目標(biāo)函數(shù)間邏輯表達(dá)式計(jì)算單元104計(jì)算的兩個(gè)目標(biāo)函數(shù)有關(guān) 的邏輯表達(dá)式(表達(dá)式(5) 、 (8)等)成立的點(diǎn)進(jìn)行著色時(shí)在每個(gè)掃描 線的最左上側(cè)上出現(xiàn)的顯示點(diǎn)進(jìn)行強(qiáng)調(diào)地顯示，可以容易地強(qiáng)調(diào)帕累托最 優(yōu)解。與由于繪制和顯示帕累托最優(yōu)解而難以強(qiáng)調(diào)顯示帕累托最優(yōu)解的現(xiàn) 有技術(shù)相比，這是非常有利的特征。在以上所述的可用區(qū)域顯示處理中，用戶可以在圖5圖示的目標(biāo)函數(shù) 選擇單元103中順次指定兩個(gè)目標(biāo)函數(shù)的同時(shí)針對(duì)每個(gè)目標(biāo)函數(shù)有效地指 定可用區(qū)域和帕累托邊界。接著，說明函數(shù)值計(jì)算單元106和逆映像部107的操作。圖8是圖示在圖5中圖示的函數(shù)值計(jì)算單元106和逆映像部107的處理的操作流程圖。
首先，用戶在可用區(qū)域顯示單元105中將可用區(qū)域顯示為圖17中的 1301而顯示的目標(biāo)函數(shù)fl和f2的可用區(qū)域的帕累托邊界上指定一個(gè)點(diǎn)Pl (圖8中的框S401)。
然后，函數(shù)值計(jì)算單元106將通過將圖15圖示的由設(shè)計(jì)參數(shù)組成的 坐標(biāo)(設(shè)計(jì)空間)1101或者1102切成網(wǎng)眼而獲得的每個(gè)格子點(diǎn)映像成圖 15圖示的目標(biāo)空間1103中，并且函數(shù)值計(jì)算單元106使用由圖5圖示的 目標(biāo)函數(shù)多項(xiàng)式近似單元102計(jì)算的兩個(gè)或者三個(gè)指定目標(biāo)函數(shù)的近似多 項(xiàng)式來計(jì)算與每個(gè)格子點(diǎn)有關(guān)的對(duì)應(yīng)點(diǎn)(圖8中的框S402)。在此情況 下，如果目標(biāo)函數(shù)的近似多項(xiàng)式由于以上參數(shù)減小而由例如十個(gè)設(shè)計(jì)參數(shù) 來表示，則格子點(diǎn)在十維坐標(biāo)上。如果假定每個(gè)設(shè)計(jì)參數(shù)取如表達(dá)式
(4)等表示的例如0到1之間的值，則在函數(shù)值計(jì)算單元106中，例如， 每個(gè)參數(shù)可以在0到1之間分成三組，并且每個(gè)格子點(diǎn)可以以取三個(gè)值 1/6、 1/2/和5/6中的一者的方式來設(shè)定。結(jié)果，例如，如果設(shè)計(jì)參數(shù)的維 數(shù)如上所述是10，則格子點(diǎn)數(shù)是31Q (=59049)。在函數(shù)值計(jì)算單元106 中，使用在表達(dá)式(4)等中表達(dá)的兩個(gè)或者三個(gè)目標(biāo)函數(shù)的近似多項(xiàng)式 的計(jì)算應(yīng)用到這些格子點(diǎn)的每個(gè)，并且計(jì)算如圖15圖示的兩維或者三維 目標(biāo)空間1103中的每個(gè)映像點(diǎn)。
在設(shè)計(jì)空間切成網(wǎng)眼的方法除了可以是設(shè)計(jì)空間1101表示的正方形 之外，還可以是設(shè)計(jì)空間1102表示的任意形狀、正三角形、正六角形、 圓等。格子點(diǎn)的數(shù)量可以如上所述由用戶指定。
然后，逆映像部107在圖8的框S401中指定的目標(biāo)區(qū)域中設(shè)定指定 點(diǎn)Pl周圍的附近區(qū)域(圖8中的框S403)。此區(qū)域描述為[Pl]。如圖 16A圖示，當(dāng)確定指定點(diǎn)Pl的附近區(qū)域1201時(shí)，優(yōu)選地附近區(qū)域的形狀 如圖16B所示是正方形。然而，也可以是正三角形、正六角形、圓形等。
然后，逆映像部107在未特別圖示的存儲(chǔ)器等中僅僅存儲(chǔ)包括在圖8 的框S403中指定的區(qū)域[P1]中映像點(diǎn)對(duì)應(yīng)的設(shè)計(jì)空間中的格子點(diǎn)(圖8中 的框S404)。
結(jié)果，在所有格子點(diǎn)31G (=59049)中，例如，約幾十個(gè)格子點(diǎn)存儲(chǔ)為包括在指定區(qū)域[P1]中的設(shè)計(jì)空間中的格子點(diǎn)。
在此情況下，如圖17所圖示，以上幾十個(gè)格子點(diǎn)可以是與幾乎是可 用區(qū)域1301中的帕累托邊界附近的最優(yōu)解的點(diǎn)Pl對(duì)應(yīng)的十維設(shè)計(jì)參數(shù) 組。設(shè)計(jì)參數(shù)組就可以分成1302表示的幾個(gè)組。這表示存在多個(gè)設(shè)計(jì)參 數(shù)組，即，能滿足某目標(biāo)函數(shù)組的設(shè)計(jì)形狀。
然后，圖5中的逆映像分類/計(jì)算單元108自動(dòng)計(jì)算以上組。
圖9是圖示逆映像分類/計(jì)算單元108的處理的操作流程圖。
首先，逆映像分類/計(jì)算單元108預(yù)先計(jì)算由由圖5中的函數(shù)值計(jì)算單 元106和逆映像部107在圖8中的操作流程圖中計(jì)算的、包括在目標(biāo)空間 中的指定區(qū)域[P1]中的設(shè)計(jì)空間中的、上述幾十組格子點(diǎn)中的兩個(gè)格子點(diǎn) 組成的所有組合的每個(gè)漢明(haming)距離(框S501)。在此情況下，在 由十個(gè)格子點(diǎn)組成的一個(gè)參數(shù)列和由十個(gè)格子點(diǎn)組成的另一個(gè)參數(shù)列的位 置匹配并且參數(shù)被比較的情況下，兩個(gè)格子點(diǎn)之間的漢明距離是不同參數(shù) 值的數(shù)。作為兩個(gè)格子點(diǎn)之間的距離，還可以采用歐幾里得(Euclid)距 離來代替漢明距離。
然后，逆映像分類/計(jì)算單元108使用戶能夠輸入滑塊形狀等的候補(bǔ)數(shù) (組的數(shù)量)以顯示為期望的組的數(shù)量h (框S502)。
然后，在框S503將距離閾值I設(shè)定為l之后，在框S513將距離閾值i 增大1的同時(shí)，在框S504逆映像分類/計(jì)算單元108執(zhí)行框S505至S510 的一系列處理，直到在框S504判定距離閾值i變成等于參數(shù)的數(shù)量(如果 格子點(diǎn)的維數(shù)是10，并且參數(shù)的數(shù)量是10)。
在一系列處理中，首先逆映像分類/計(jì)算單元108重新設(shè)定組部件配置 E (框S505)。
然后，逆映像分類/計(jì)算單元108選擇其中尚未被選擇的包括在目標(biāo)空 間中的指定區(qū)域[P1]中的設(shè)計(jì)空間中的兩個(gè)格子點(diǎn)的組(框S506—框S508 中的是)。
然后，逆映像分類/計(jì)算單元108將漢明距離(在框S501中計(jì)算的) 等于或者小于距離閾值的選定的兩個(gè)格子點(diǎn)的識(shí)別信息加到作為當(dāng)前組的 部件的組部件配置E中，并還再計(jì)算當(dāng)前組的重心(框S510)。在此處理之后或者如果框S508中的判定為否，處理返回到框S506。 在框S506，逆映像分類計(jì)算單元108進(jìn)一步選擇未選擇的組并執(zhí)行相同的 處理。
在選擇所有組(在框S507中為"否")之后，逆映像分類/計(jì)算單元 108將組部件配置E和當(dāng)前組的重心輸出到代表形狀顯示單元109 (框 S511)。
然后，逆映像分類/計(jì)算單元108判定輸出的組的數(shù)量是否到達(dá)期望的 組的數(shù)量h (框S512)。如果判定為否，則在框S513逆映像分類/計(jì)算單 元108將距離閾值i增加1，并且處理返回到框S504。在框S504，逆映像 分類/計(jì)算單元108繼續(xù)對(duì)漢明距離是第二遠(yuǎn)的兩個(gè)格子點(diǎn)分類。
當(dāng)輸出的組的數(shù)量達(dá)到期望的組的數(shù)量h并且在框S512中的判定變 成是時(shí)，或者當(dāng)距離閾值i超過參數(shù)的數(shù)量(例如，10)并且在框S504中 判定為否時(shí)，逆映像分類/計(jì)算單元108完成分類處理。
圖18以簡單視圖說明了以上所述的逆映像分類/計(jì)算單元108的逆映 像分類處理的操作原理。
考慮對(duì)于參數(shù)1和2 (實(shí)際上十維參數(shù)1至10)，在分類之前四個(gè)格 子點(diǎn)1401-1至1401-4分布在包括在目標(biāo)空間中的指定區(qū)域[P1]中的設(shè)計(jì)空 間中這樣的情況。
由于格子點(diǎn)1401-1和1401-2之間的漢明距離和格子點(diǎn)1401-2和
1401- 3之間的漢明距離中的每個(gè)變?yōu)?，在此之后，格子點(diǎn)被分類成一組
1402- 1之后并且其重心變成格子點(diǎn)1403。然而，由于格子點(diǎn)1401-4和任 何其它格子點(diǎn)之間的漢明距離沒有變成1，格子點(diǎn)1401-4分別分成一組 1302-2，并且其重心也變成相同的格子點(diǎn)1401-4。
然后，圖5中的代表形狀顯示單元109計(jì)算代表由逆映像分類/計(jì)算單 元108如上所述分類的每組的每個(gè)設(shè)計(jì)參數(shù)組，并通過CAD軟件顯示與 每個(gè)設(shè)計(jì)參數(shù)組對(duì)應(yīng)的每個(gè)代表形狀。
更具體地，代表形狀顯示單元109通過基于由逆分類/計(jì)算單元108輸 出的組部件配置E和每組的重心選擇距離包括在組部件配置E中的各個(gè)格 子點(diǎn)的重心最近的格子點(diǎn)，并將設(shè)計(jì)參數(shù)組輸入到未特別圖示的CAD軟件來在未特別圖示的顯示裝置上顯示與構(gòu)成該格子點(diǎn)的十個(gè)設(shè)計(jì)參數(shù)組中 的每個(gè)對(duì)應(yīng)的滑塊形狀。
可選地，還可以基于構(gòu)成重心的設(shè)計(jì)參數(shù)組再計(jì)算目標(biāo)函數(shù)，并且如 果目標(biāo)函數(shù)值較小，還可以顯示與構(gòu)成重心的設(shè)計(jì)參數(shù)組對(duì)應(yīng)的滑塊形 狀。
圖19至圖23圖示此優(yōu)選實(shí)施例的具體操作示例。
圖19中的元件1501是由圖5中的可用區(qū)域顯示單元105顯示的硬盤 的滑塊形狀的可用區(qū)域的示例。橫軸和縱軸分別是表示例如處于低標(biāo)高 (0m)中的滑塊浮動(dòng)量的第一目標(biāo)函數(shù)fl和表示處于低標(biāo)高(0m)和處 于高標(biāo)高(4200m)之間滑塊浮動(dòng)高度量之差的第二目標(biāo)函數(shù)f2。在此顯 示器上的參考標(biāo)號(hào)1至5是帕累托邊界上的最優(yōu)解候補(bǔ)。
如果例如用戶將顯示器1501中的4表示的最優(yōu)解指定為圖19中的 1502，則由與該解對(duì)應(yīng)的設(shè)計(jì)參數(shù)組確定的滑塊形狀可以顯示為圖19中 的1503。
接著，將論述其中由圖19的顯示器1501中的4所表示的最優(yōu)解的附 近區(qū)域被指定為以上所述指定區(qū)域[P]的逆映像計(jì)算。
圖5中的函數(shù)值計(jì)算單元106可以通過將圖20圖示的十維設(shè)計(jì)空間 1601中的每個(gè)設(shè)計(jì)參數(shù)值xi (1^40)除以三以取0和1之間的三個(gè)值 {1/6、 1/2和5/6}來在十維設(shè)計(jì)空間中獲得31() (=59049)個(gè)格子點(diǎn)。函數(shù) 值計(jì)算單元拉106將使用表達(dá)式(4)等中表示的兩個(gè)目標(biāo)函數(shù)fl和G的 近似多項(xiàng)式的計(jì)算應(yīng)用到這些格子點(diǎn)的每個(gè)并計(jì)算目標(biāo)空間1602中的每 個(gè)映像點(diǎn)。
然后，圖5中的逆映像部107可以計(jì)算21個(gè)格子點(diǎn)作為以上31()個(gè)映 像點(diǎn)中、待映像在圖20的目標(biāo)空間1602中的指定區(qū)域1502中的、設(shè)計(jì)空 間1601中的格子點(diǎn)。
圖21A圖示該結(jié)果。圖21A的水平方向上的參考標(biāo)號(hào)表示1至21采 樣數(shù)字，豎直方向上的X3、 X4、 X6、 X7、 X9、 XIO、 X12、 X13、 X14 和X15表示由減小處理確定的十個(gè)設(shè)計(jì)參數(shù)。因而，圖21A中的一個(gè)豎直 線表示一個(gè)格子點(diǎn)的十個(gè)設(shè)計(jì)參數(shù)組，21個(gè)水平線表示21個(gè)采樣。每個(gè)線的濃淡表示圖21C圖示的較早描述的各個(gè)除以3的值。
然后，逆映像分類/計(jì)算單元108將由圖19中的操作流程圖表示的分 類處理應(yīng)用到由圖5中的逆映像部107獲得的21個(gè)設(shè)計(jì)參數(shù)組。
結(jié)果，將圖21A圖示的21個(gè)設(shè)計(jì)參數(shù)組的水平線再布置，并將其分 類成圖21B圖示的五組Gl至G5。
圖22A至圖22D圖示由圖5的代表形狀顯示單元109顯示的代表滑塊 形狀。圖22A、 22B、 22C和22D分別是代表圖21B中的組Gl的滑塊形 狀、代表圖21B中的組G2的滑塊形狀、代表圖21B中的組G4的第一滑 塊形狀和代表圖21B中組G4的第二滑塊形狀。與圖22A至22D中圖示的 每組的設(shè)計(jì)參數(shù)組對(duì)應(yīng)的目標(biāo)函數(shù)可以例如表示圖23中圖示的分布。圖 23中的G1、 G2、 G4 (1)和G4 (2)分別對(duì)應(yīng)于圖22A至22D。
以此方式，用戶可以不僅接收對(duì)應(yīng)于圖19圖示的最優(yōu)解1502的設(shè)計(jì) 參數(shù)組的滑塊形狀，而且接收可以從可用區(qū)域的最優(yōu)解1502的附近區(qū)域 自動(dòng)估計(jì)的、圖22A至22D圖示的多個(gè)滑塊形狀候補(bǔ)。用戶可以獲得用于 進(jìn)一步最優(yōu)化的基本形狀的提示。
圖24圖示能夠?qū)崿F(xiàn)以上所述系統(tǒng)的計(jì)算機(jī)的硬件構(gòu)造的示例。
圖24圖示的計(jì)算機(jī)包括中央處理單元(CPU) 2001、存儲(chǔ)器2002、 輸入裝置2003、輸出裝置2004、外部存儲(chǔ)裝置2005、便攜式存儲(chǔ)介質(zhì) 2009插入其中的便攜式存儲(chǔ)介質(zhì)驅(qū)動(dòng)裝置2006、以及網(wǎng)絡(luò)連接裝置 2007，上述構(gòu)件通過總線2008彼此連接。圖24所示的結(jié)構(gòu)是能夠?qū)崿F(xiàn)上 述系統(tǒng)的計(jì)算機(jī)的一個(gè)示例，并且此結(jié)構(gòu)不受限于這種計(jì)算機(jī)。
CPU2001控制整個(gè)計(jì)算機(jī)。存儲(chǔ)器2002是用于在執(zhí)行程序時(shí)臨時(shí)存 儲(chǔ)外部存儲(chǔ)裝置2005 (或便攜式存儲(chǔ)介質(zhì)2009)中存儲(chǔ)的程序或數(shù)據(jù)、 更新數(shù)據(jù)等的RAM等。CPU 2001通過讀取存儲(chǔ)器2002中的程序并執(zhí)行 該程序來控制整個(gè)計(jì)算機(jī)。
輸入裝置2003包括例如鍵盤、鼠標(biāo)等，并包括其接口控制裝置。輸 入裝置2003檢測由用戶使用鍵盤、鼠標(biāo)等進(jìn)行的輸入操作，并將檢測結(jié) 果通告給CPU2001。
輸出裝置2004包括顯示裝置、打印機(jī)等以及其接口控制裝置。輸出裝置2004將在CPU2001的控制下傳輸?shù)臄?shù)據(jù)輸出到顯示裝置和打印機(jī)。
外部存儲(chǔ)裝置2005是例如硬盤存儲(chǔ)裝置，并主要用于存儲(chǔ)各種數(shù)據(jù) 和程序。
便攜式存儲(chǔ)介質(zhì)驅(qū)動(dòng)裝置2006容納便攜式存儲(chǔ)介質(zhì)2009 (例如光 盤、SDRAM、緊湊式閃存(compact flash,注冊(cè)商標(biāo))等)，并起著輔助 外部存儲(chǔ)裝置2005的作用。
網(wǎng)絡(luò)連接裝置2007連接到通信網(wǎng)絡(luò)，例如局域網(wǎng)(LAN)或廣域網(wǎng) (WAN)
根據(jù)此優(yōu)選實(shí)施例的系統(tǒng)能夠由執(zhí)行具有圖5所示的安裝功能模塊的 程序的CPU2001來實(shí)現(xiàn)。程序可以存儲(chǔ)在例如外部存儲(chǔ)裝置2005或便攜 式存儲(chǔ)介質(zhì)2009等中并可以被分配?；蛘?，程序可以由網(wǎng)絡(luò)連接裝置 2007從網(wǎng)絡(luò)獲得。
雖然在本發(fā)明的上述優(yōu)選實(shí)施例中，本發(fā)明用作用于支持硬盤的滑塊 設(shè)計(jì)的設(shè)計(jì)輔助裝置，但是本發(fā)明不限于此應(yīng)用，并還可以應(yīng)用于在執(zhí)行 多目標(biāo)最優(yōu)化的同時(shí)支持設(shè)計(jì)的各種裝置。
如上所述，通過使用在最優(yōu)化中計(jì)算的采樣或者除了新的采樣之外通 過分析待在最優(yōu)解(帕累托上的點(diǎn))附近被映像的參數(shù)值組，使用近似表 達(dá)式，可以提供與最優(yōu)解不同的有效形狀，并可以將用于作出新的基本形 狀的提示給予設(shè)計(jì)者。
此外，可以通過諸如多項(xiàng)式等的數(shù)學(xué)表達(dá)式從用于硬盤的滑塊形狀等 的一些設(shè)計(jì)參數(shù)對(duì)目標(biāo)函數(shù)求近似，并且可以使用數(shù)學(xué)處理方法計(jì)算該表 達(dá)式。因而，由于輸入?yún)?shù)可以處理為是(handled as-is)，可以容易地獲 得目標(biāo)函數(shù)之間的關(guān)系和輸入/輸出關(guān)系 。
盡管在以上所述的優(yōu)選實(shí)施例中，以數(shù)學(xué)的方式處理目標(biāo)函數(shù)，顯示 目標(biāo)空間中的可用區(qū)域，并顯示與其對(duì)應(yīng)的設(shè)計(jì)空間的逆映像、比較對(duì)象 目標(biāo)空間中的可用區(qū)域等，但是還可以基于設(shè)計(jì)參數(shù)根據(jù)另一用于計(jì)算目 標(biāo)函數(shù)的方法顯示目標(biāo)空間中的可用區(qū)域，并且還可以顯示與該可用區(qū)域 對(duì)應(yīng)的設(shè)計(jì)空間的逆映像和代表形狀等。
此處陳述的所有示例和條件語言意在用于教學(xué)上的目的以輔助讀者理解本發(fā)明和由發(fā)明者提供的概念來進(jìn)一步理解本技術(shù)，并且可以理解為不 受這種具體闡述的示例和條件的限制，也不受與本發(fā)明的上位和下位內(nèi)容 有關(guān)的說明書示例的組合的限制。盡管已經(jīng)詳細(xì)描述了本發(fā)明的實(shí)施例， 應(yīng)該理解到在不脫離本發(fā)明精神和范圍的情況下可以對(duì)其進(jìn)行各種變化、 替換和改變。
權(quán)利要求
1.一種用于在設(shè)計(jì)輔助設(shè)備中分類/顯示設(shè)計(jì)形狀的裝置，所述設(shè)計(jì)形狀的特性相似但形狀不同，所述設(shè)計(jì)輔助設(shè)備用于通過輸入多個(gè)設(shè)計(jì)參數(shù)組、基于規(guī)定計(jì)算來計(jì)算多個(gè)目標(biāo)函數(shù)并且將多目標(biāo)函數(shù)最優(yōu)化處理應(yīng)用到所述多個(gè)目標(biāo)函數(shù)來輔助確定最優(yōu)設(shè)計(jì)參數(shù)組，所述分類/顯示設(shè)計(jì)形狀的裝置包括目標(biāo)空間顯示單元，其基于多個(gè)目標(biāo)函數(shù)值顯示所述多個(gè)目標(biāo)函數(shù)的任意選擇的目標(biāo)函數(shù)的取值的區(qū)域，所述多個(gè)目標(biāo)函數(shù)值的每個(gè)是針對(duì)所述多個(gè)設(shè)計(jì)參數(shù)采樣組計(jì)算的，所述區(qū)域在與所述任意選擇的目標(biāo)函數(shù)對(duì)應(yīng)的目標(biāo)空間中顯示為可用區(qū)域；目標(biāo)空間對(duì)應(yīng)設(shè)計(jì)空間計(jì)算單元，其基于用戶在對(duì)應(yīng)于所述任意選擇的目標(biāo)函數(shù)的所述目標(biāo)空間中的所述可用區(qū)域中指定的位置計(jì)算在與所述目標(biāo)空間中的位置的附近區(qū)域?qū)?yīng)的設(shè)計(jì)空間中的所述設(shè)計(jì)參數(shù)組，所述可用區(qū)域由所述目標(biāo)空間顯示單元顯示；并且代表形狀顯示單元，其計(jì)算和顯示與由所述目標(biāo)函數(shù)對(duì)應(yīng)設(shè)計(jì)空間計(jì)算單元計(jì)算的所述設(shè)計(jì)參數(shù)組對(duì)應(yīng)的代表設(shè)計(jì)形狀。
2. —種用于在設(shè)計(jì)輔助設(shè)備中分類/顯示設(shè)計(jì)形狀的裝置，所述設(shè)計(jì) 形狀的特性相似但形狀不同，所述設(shè)計(jì)輔助設(shè)備用于通過輸入多個(gè)設(shè)計(jì)參 數(shù)組、基于規(guī)定計(jì)算來計(jì)算多個(gè)目標(biāo)函數(shù)并且將多目標(biāo)函數(shù)最優(yōu)化處理應(yīng) 用到所述多個(gè)目標(biāo)函數(shù)來輔助確定最優(yōu)設(shè)計(jì)參數(shù)組，所述分類/顯示設(shè)計(jì)形 狀的裝置包括采樣組目標(biāo)函數(shù)計(jì)算單元，其對(duì)規(guī)定數(shù)量的設(shè)計(jì)參數(shù)采樣組計(jì)算多個(gè) 目標(biāo)函數(shù)組；目標(biāo)函數(shù)近似單元，其基于所述規(guī)定數(shù)量的設(shè)計(jì)參數(shù)采樣組和與所述 規(guī)定數(shù)量的設(shè)計(jì)參數(shù)采樣組相關(guān)地計(jì)算的多個(gè)目標(biāo)函數(shù)組來對(duì)所述目標(biāo)函 數(shù)求數(shù)學(xué)近似；目標(biāo)函數(shù)間邏輯表達(dá)式計(jì)算單元，其將表示多個(gè)被求數(shù)學(xué)近似的目標(biāo) 函數(shù)中的任意兩個(gè)或三個(gè)目標(biāo)函數(shù)之間邏輯關(guān)系的邏輯表達(dá)式計(jì)算作為目標(biāo)函數(shù)間邏輯表達(dá)式；目標(biāo)空間顯示單元，其將所述兩個(gè)或者更多個(gè)目標(biāo)函數(shù)取值的區(qū)域顯 示為與所述兩個(gè)或者更多個(gè)目標(biāo)函數(shù)對(duì)應(yīng)的目標(biāo)空間中的可用區(qū)域；目標(biāo)空間對(duì)應(yīng)設(shè)計(jì)空間計(jì)算單元，其基于用戶在由所述目標(biāo)空間顯示 單元顯示的與所述兩個(gè)或者更多個(gè)目標(biāo)函數(shù)對(duì)應(yīng)的所述目標(biāo)空間中的可用 區(qū)域中指定的位 置計(jì)算在與所述目標(biāo)空間中的位置的附近區(qū)域?qū)?yīng)的設(shè)計(jì) 空間中的所述設(shè)計(jì)參數(shù)組；并且代表形狀顯示單元，其計(jì)算和顯示與由所述目標(biāo)函數(shù)對(duì)應(yīng)設(shè)計(jì)空間計(jì) 算單元計(jì)算的所述設(shè)計(jì)參數(shù)組對(duì)應(yīng)的代表設(shè)計(jì)形狀。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，還包括設(shè)計(jì)參數(shù)分類單元，其將由所述目標(biāo)空間對(duì)應(yīng)設(shè)計(jì)空間計(jì)算單元計(jì)算 的所述設(shè)計(jì)參數(shù)組分類成多個(gè)組，并且其中所述代表形狀顯示單元計(jì)算和顯示與設(shè)計(jì)參數(shù)組對(duì)應(yīng)的代表設(shè)計(jì)形 狀，所述設(shè)計(jì)參數(shù)組表示由所述設(shè)計(jì)參數(shù)分類單元分類的每組。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其中 所述目標(biāo)空間對(duì)應(yīng)設(shè)計(jì)空間計(jì)算單元包括函數(shù)值計(jì)算單元，其計(jì)算與構(gòu)成多個(gè)用于劃分所述設(shè)計(jì)空間的格 子點(diǎn)的每個(gè)所述設(shè)計(jì)參數(shù)組對(duì)應(yīng)的所述目標(biāo)空間中的每個(gè)映像點(diǎn)；以及逆映像部，其將構(gòu)成與所述映像點(diǎn)中包括在基于所述用戶指定的 位置的所述目標(biāo)空間中的位置的附近區(qū)域中的映像點(diǎn)對(duì)應(yīng)的所述格子點(diǎn)的 所述設(shè)計(jì)參數(shù)組計(jì)算為與基于所述用戶指定的所述位置的所述目標(biāo)空間中 的位置的附近區(qū)域?qū)?yīng)的所述設(shè)計(jì)空間中的設(shè)計(jì)參數(shù)組。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其中所述設(shè)計(jì)參數(shù)是用于確定硬盤磁存儲(chǔ)裝置的滑塊單元的形狀的參數(shù)。
6. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的裝置，還包括設(shè)計(jì)參數(shù)分類單元，其將所述目標(biāo)空間對(duì)應(yīng)設(shè)計(jì)空間計(jì)算單元計(jì)算的 所述設(shè)計(jì)參數(shù)組分類成多個(gè)組，并且其中所述代表形狀顯示單元計(jì)算和顯示與設(shè)計(jì)參數(shù)組對(duì)應(yīng)的代表設(shè)計(jì)形 狀，所述設(shè)計(jì)參數(shù)組表示由所述設(shè)計(jì)參數(shù)分類單元分類的每組。
7. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的裝置，其中所述目標(biāo)空間對(duì)應(yīng)設(shè)計(jì)空間計(jì)算單元包括函數(shù)值計(jì)算單元，其計(jì)算與構(gòu)成多個(gè)用于劃分所述設(shè)計(jì)空間的格 子點(diǎn)的每個(gè)所述設(shè)計(jì)參數(shù)組對(duì)應(yīng)的所述目標(biāo)空間中的每個(gè)映像點(diǎn)；以及逆映像部，其將構(gòu)成與所述映像點(diǎn)中包括在基于所述用戶指定的 位置的所述目標(biāo)空間中的位置的附近區(qū)域中的映像點(diǎn)對(duì)應(yīng)的所述格子點(diǎn)的 所述設(shè)計(jì)參數(shù)組計(jì)算為與基于所述用戶指定的所述位置的所述目標(biāo)空間中 的所述位置的附近區(qū)域?qū)?yīng)的所述設(shè)計(jì)空間中的設(shè)計(jì)參數(shù)組。
8. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的裝置，其中所述設(shè)計(jì)參數(shù)是用于確定硬盤磁存儲(chǔ)裝置的滑塊單元的形狀的參數(shù)。
9. 一種存儲(chǔ)介質(zhì)，在所述存儲(chǔ)介質(zhì)上記錄程序，所述程序使計(jì)算機(jī)能 夠通過輸入多個(gè)設(shè)計(jì)參數(shù)組，基于規(guī)定計(jì)算來計(jì)算多個(gè)目標(biāo)函數(shù)并且將多 目標(biāo)函數(shù)最優(yōu)化處理應(yīng)用到所述多個(gè)目標(biāo)函數(shù)來支持確定最優(yōu)設(shè)計(jì)參數(shù)組，所述程序使計(jì)算機(jī)能夠執(zhí)行方法，所述方法包括基于多個(gè)目標(biāo)函數(shù)值顯示所述多個(gè)目標(biāo)函數(shù)的任意選擇的目標(biāo)函數(shù)取 值的區(qū)域，所述多個(gè)目標(biāo)函數(shù)值的每個(gè)是針對(duì)所述多個(gè)設(shè)計(jì)參數(shù)采樣組計(jì) 算的，所述區(qū)域在與所述任意選擇的目標(biāo)函數(shù)對(duì)應(yīng)的目標(biāo)空間中顯示為可用區(qū)域；基于用戶在對(duì)應(yīng)于所述任意選擇的目標(biāo)函數(shù)的所述目標(biāo)空間中的可用 區(qū)域中指定的位置計(jì)算在與所述目標(biāo)空間中的位置的附近區(qū)域?qū)?yīng)的設(shè)計(jì) 空間中的所述設(shè)計(jì)參數(shù)組，所述可用區(qū)域由所述目標(biāo)空間顯示單元顯示； 并且計(jì)算和顯示與由所述目標(biāo)函數(shù)對(duì)應(yīng)設(shè)計(jì)空間計(jì)算單元計(jì)算的所述設(shè)計(jì) 參數(shù)組對(duì)應(yīng)的代表設(shè)計(jì)形狀。
10. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的存儲(chǔ)介質(zhì)，其中 所述程序還使所述計(jì)算機(jī)能夠執(zhí)行將通過計(jì)算所述設(shè)計(jì)參數(shù)組的動(dòng)作計(jì)算的所述設(shè)計(jì)參數(shù)組分類成多個(gè) 組，并且其中在計(jì)算和顯示代表設(shè)計(jì)形狀的動(dòng)作中，計(jì)算和顯示與設(shè)計(jì)參數(shù)組對(duì)應(yīng)的代表設(shè)計(jì)形狀，所述設(shè)計(jì)參數(shù)組表示通過對(duì)所述設(shè)計(jì)參數(shù)組分類的動(dòng)作 分類的每組。
11. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的存儲(chǔ)介質(zhì)，其中計(jì)算在設(shè)計(jì)空間中的所述設(shè)計(jì)參數(shù)組的動(dòng)作包括計(jì)算與每個(gè)構(gòu)成多個(gè)用于劃分所述設(shè)計(jì)空間的格子點(diǎn)的所述設(shè)計(jì)參數(shù) 組對(duì)應(yīng)的所述目標(biāo)空間中的每個(gè)映像點(diǎn)；以及將構(gòu)成與所述映像點(diǎn)中包括在基于所述用戶指定的位置的所述目標(biāo)空 間中的位置的附近區(qū)域中的映像點(diǎn)對(duì)應(yīng)的所述格子點(diǎn)的所述設(shè)計(jì)參數(shù)組計(jì) 算為與基于所述用戶指定的所述位置的所述目標(biāo)空間中的位置的附近區(qū)域 對(duì)應(yīng)的所述設(shè)計(jì)空間中的設(shè)計(jì)參數(shù)組。
12. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的存儲(chǔ)介質(zhì)，其中所述設(shè)計(jì)參數(shù)是用于確定硬盤磁存儲(chǔ)裝置的滑塊單元的形狀的參數(shù)。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種對(duì)類似特性的不同設(shè)計(jì)形狀進(jìn)行分類/顯示的裝置和方法。系統(tǒng)基于針對(duì)多個(gè)設(shè)計(jì)參數(shù)采樣組計(jì)算的多個(gè)目標(biāo)函數(shù)值組的每個(gè)將多個(gè)目標(biāo)函數(shù)的期望目標(biāo)函數(shù)值顯示為與目標(biāo)函數(shù)對(duì)應(yīng)的目標(biāo)空間中的可用區(qū)域；基于與用戶在目標(biāo)空間的可用區(qū)域的位置指定相關(guān)的位置指定計(jì)算與目標(biāo)空間中的位置的附近區(qū)域?qū)?yīng)的設(shè)計(jì)空間中的設(shè)計(jì)參數(shù)；并且計(jì)算和顯示與所計(jì)算的設(shè)計(jì)參數(shù)組對(duì)應(yīng)的代表設(shè)計(jì)形狀。
文檔編號(hào)G06F17/50GK101615217SQ200910138429
公開日2009年12月30日 申請(qǐng)日期2009年5月11日 優(yōu)先權(quán)日2008年6月27日
發(fā)明者屋并仁史, 穴井宏和 申請(qǐng)人:富士通株式會(huì)社