[发明专利]多目标优化设计改进支持设备及其方法和存储介质

说明书

技术领域

在此讨论的实施例涉及用在设计中的多目标优化设计(multi-objectiveoptimal design)支持技术。

背景技术

随着硬盘的高密度/高容量的提升，磁盘和磁头(header)之间的距离变得越来越小。因此，需要滑块(slider)设计，其中，由于高度差和盘半径位置，因此飞行改变量较小。

如图16中的1601所示，滑块安装在在硬盘的磁盘上移动的致动器1602的末端，并且磁头的位置根据滑块1601的形状来计算。

当确定滑块1601的最优形状时，需要用于同时使与磁头的位置有关的飞行高度(图16中的1603)、转动(1604)和俯仰(pitch)(1605)的函数最小化的有效计算，即所谓的多目标优化。

传统上，不直接处理多目标优化课题，而是执行单目标优化，其中，计算通过将每个目标函数f_i乘以权重m_i而获得的项的线性和f，并且计算其最小值，如下。

f＝m_1×f_1+...+m_t×f_t

(数学表达式1)

随后，当改变参数p、q、r等的值时，为了通过程序一点点地确定图17所示的滑块形状S，以值f可以变为最小值的方式来计算滑块形状。

f取决于权重矢量{m_i}。在实际计算中，当进一步改变{m_i}时，计算针对每个所改变值的最小值f，并且通过综合确定最小值和{m_i}之间的平衡来确定滑块形状。

在由上述方法执行的这种多目标优化处理中，计算出的最优解的数目不总是一个。

例如，当在设计某种产品时对“减小重量”的目标函数值1和“压缩成本”的目标函数值2进行优化时，取决于怎样给出设计参数，目标函数值1和2可以取图18所示的二维坐标上的各种坐标值。

需要目标函数值1和2都取较小值(轻和低成本)。因此，图18所示的连接了计算出的点1801-1、1801-2、1801-3、1801-4和1801-5的线1803上以及与线1803临近的点可以是一组最优解。这些称为最优Pareto解。在这些计算出的点中，点1801-1和1801-5分别对应于重量减小而成本未被压缩的模式和成本被压缩而重量未减小的模式。另一方面，计算出的点1801-1和1802-2不能成为最优解，这是因为重量或成本仍可以减小。这些称为劣解(inferior solution)。

以这种方式，在多目标优化处理中，适当地获得Pareto解是非常重要的。为此，适当地使所希望的目标函数中的最优Pareto解可视化是非常重要的。

专利文献1：日本早期公开专利公报No.H11-242690

发明内容

本发明的一个目的是：当对在多目标优化设计中所获得的解不满意时，呈现如何修改对参数的约束以(有效地)搜索更好的解并实现该解，尽管在短时间内已实现了基于目标函数的可视化(Pareto边界等的显示)并且根据它适当地显示了Pareto解。

这里讨论的实施例与设计支持设备、方法或程序有关，它们支持通过输入多个集合的设计参数、根据规定的计算来计算多个目标函数、并且执行对多个目标函数的多目标优化处理来确定优化设计参数集合。

第一方面具有如下配置。

目标空间显示单元基于与多个设计参数样本集合相关地计算出的多个目标函数集合，显示任意目标函数的值可以存在的区域，作为与目标函数相对应的目标空间中的可能性区域。

设计参数改进候选设置单元不是在与根据用户的指令由任意设计参数确定的设计参数空间中的可能性区域相对应的设计参数的初始约束下而是在改进约束下，设置设计参数集合作为设计参数改进候选。

改进解候选计算单元计算与设计参数改进候选相对应的目标函数来作为改进解候选。

改进解候选显示单元在目标空间中将改进解候选与可能性区域一起显示。

优化设计参数改进候选获取单元使得用户能够从由改进解候选显示单元显示的改进解候选中选择优化改进解候选，并且获取与优化改进解候选相对应的设计参数空间中的设计参数集合作为优化设计参数改进候选。

设计参数改进知识/信息呈现单元根据优化设计参数改进候选呈现设计参数的改进知识/信息。该单元例如通过在设计参数空间中将作为由设计参数的初始约束确定的区域的设计参数可能性区域与优化设计参数改进候选重叠并显示它们，来呈现设计参数可能性区域和优化设计参数改进候选之间的关系，作为所述设计参数的改进知识/信息。

第一方面的配置可以进一步包括改进约束修改单元，用于修改所述设计参数改进候选设置单元的改进约束。

第二方面具有如下配置。