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機能と環境情報の同時評価を考慮するモジュール設計: ボール式マウスのモジュール設計事例

机译：同时考虑功能和环境信息评估的模块化设计：球形鼠标的模块化设计示例

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通常のモジュール設計では製品の機能や構造に着目して行われるが，環境の視点からモジユール化を行うことでモジュール単位での材料や部品の再利用や再资源化が可能となる。しかしながら，機能に着目してモジュール化した部品構成やモジュールは環境に着目してモジュール化した部品構成やモジュールとは一般に差異が生じるため，両情報の特性を同時に含めたモジュールを作成することは困難である。本研究では機能情報と環境情報によるモジュール化の特徴を組み合わせることで機能•環境情報を同時評価するモジュール設計法を提案する。ここで，機能情報に関するモジュール化に対して，機能と部品の関連情報を示すFDSM（Functions and Design Structure Matrix）を導入し，遗伝的アルゴリズムを利用した方法を適用する。また，環境情報に関するモジユール化に対して，環境負荷と部品の関連情報に自己組織化マップ（SOM: Self-Organizing Map）を適用する。両情報から生成されたモジュールの特徴を比較するとともに，製品の部品構成表（BOM ： Bill of Materials）から部品の独自性と部品間の接続を評価して機能，環境情報の両特徴を組み入れた設計法を提案する。本論文ではモジュール設計法の特徴を示し，具体的にボール式マウスを対象として提案法によるモジュール設計の事例を示す。%Product functions and structure of parts are ordinarily considered in a process of modular design. If environmental characteristics were evaluated with regard to the parts and structure of products in the process, designed modules could be used for recycling or reuse. However, since modules designed by considering environmental characteristics of products or parts depend on the materials or strength of parts, the modules are naturally different from modules designed by considering product functions. Furthermore, it is difficult to generate modules by considering product functions and environmental characteristics simultaneously. In this study, a method of modular design including simultaneous evaluation of product functions and environmental characteristics is proposed. The proposed method consists of two processes: a process to cluster parts using information of functions and environmental characteristics independently, and a process of combining modules designed independently. In the modular design including evaluation of product functions, the functions and design structure matrix (FDSM) is introduced and a genetic algorithm is applied to cluster parts. FDSM is a table of relationships of product functions and parts. On the other hand, the self-organizing map (SOM) is applied to cluster parts in modular design including evaluation of environmental characteristics of parts. Several rules and e-BOM are applied to generate modules while comparing these different types of modules as new modules including evaluations of both functions and environmental characteristics. This paper presents characteristics of the proposed method of modular design and a case study of the method applying modular design to a mouse including a ball.
机译：在正常的模块设计中，产品的功能和结构集中在产品上，但是通过从环境角度进行模块化，可以在模块单元中重复使用和回收材料和零件。但是，很难创建同时包含两个信息特征的模块，因为通过关注其功能进行模块化的组件配置或模块通常不同于通过关注环境进行模块化的组件配置或模块。是的。在这项研究中，我们提出了一种模块设计方法，该方法通过将模块化的功能与功能信息和环境信息相结合来同时评估功能和环境信息。在这里，为了对功能信息进行模块化，我们介绍了显示功能和零件相关信息的FDSM（功能和设计结构矩阵），并应用了一种使用遗传算法的方法。另外，对于环境信息的模块化，将自组织图（SOM）应用于与环境负荷和零件有关的信息。除了比较从这两种信息生成的模块的功能之外，我们还评估了零件的唯一性以及产品物料清单（BOM）中零件之间的连接，并结合了功能和环境信息。提出一种设计方法。在本文中，我们展示了模块设计方法的特点，并具体展示了所提出的方法为球形鼠标设计模块的示例。 ％通常在模块化设计过程中考虑产品的功能和部件结构。如果对过程中产品的部件和结构的环境特性进行了评估，则设计的模块可以用于回收或再利用。通过考虑产品或部件的环境特性取决于部件的材料或强度，模块自然不同于考虑产品功能设计的模块。下面，很难同时考虑产品功能和环境特性来生成模块。提出了一种同时评估产品功能和环境特征的模块化设计方法。该方法包括两个过程：一个是使用功能和环境特征的信息分别对零件进行聚类的过程，另一个是将独立设计的模块进行组合的过程。日引入了包括产品功能评估，功能和设计结构矩阵（FDSM）在内的模块化设计，并将遗传算法应用于聚类零件。FDSM是产品功能与零件之间关系的表。组织图（SOM）用于模块化设计中的群集零件，包括零件的环境特征评估;几个规则和e-BOM用于生成模块，同时将这些不同类型的模块作为新模块进行比较，包括功能和环境特征评估。本文介绍了所提出的模块化设计方法的特点，以及将模块化设计应用于包含球的鼠标的方法的案例研究。

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