九州大学学術情報リポジトリ
Kyushu University Institutional Repository
建築物の統合化設計支援システムの構築法に関する 研究
手越, 義昭
https://doi.org/10.11501/3056757
出版情報：Kyushu University, 1991, 工学博士, 論文博士 バージョン：
権利関係：
、
F第 5 章
生 成 検 証 法 に よ る 小 規 模 な 設 計 問 題 の 解 法
一 知 識 工 学 的 手 法 に よ る 設 計 支 援 ツ ー ル の プ ロ グ ラ ミ ン グ 一
‑1 2 9 ‑
可F
第5章 生 成 検 証 法 に よ る 小 規 模 な 設 計 問 題 の 解 法
知 識 工 学 的 手 法 に よ る 設 計 支 援 ツ ー ル 構 築 の 検 討
5 ‑
1 は じ め に第 3， 4章 で 開 発 し た 設 計 支 援 シ ス テ ム は ， 建 築 物 モ デ ル を 属 性 の 集 合 だ け で 表 現 し ， 建 築 物 モ デ ル の 編 集 は ， 製 図 支 援 を 部 材 聞 の 属 性 管 理 を 行 う こ と で 実 現 し た 。 さ ら に ， 設 計 者 が 提 案 し た 設 計 案 に 対 し て は ， 解 析 計 算 等 の シ ミ ュ レ ー シ ョ ン を 行 い ， そ の 結 果 を 評 価 す る 機 能 を 実 現 し た 。 し か し ， 部 材 閣 の 属 性 管 理 を 行 う だ け で は ， 設 計 編 集 で 取 り 残 さ れ て 行 く 部 分 が 生 ず る 。 例 え ば ， 第 2章 で 述 べ た 大 枠 の 設 計 か ら 詳 細 な 設 計 へ と 進 む ， 実 施 設 計 に お け る デ ザ イ ン ス パ イ ラ ル (図2‑2参 照 ) ( 1 )， ( 2 )は ， 実 施 設 計 に も 設 計 の 階 層 が あ り ， こ の 階 層 に 対 応 し て 設 計 内 容 が 段 階 的 に 詳 細 化 さ れ て 行 く こ と を 示 す 。 こ の デ ザ イ ン ス パ イ ラ ル に 対 応 し た 設 計 支 援 シ ス テ ム は ， あ る 階 層 の 設 計 に 対 し て は 設 計 支 援 が で き る 。 し か し ， 設 計 変 更 が 生 じ た 場 合 に ， そ の 階 層 か ら よ り 詳 細 な 設 計 を 行 う 下 位 の 階 層 で は ， 大 枠 の 設 計 で 得 ら れ た 結 果 を 基 に し て 詳 細 な 設 計 を 行 う た め ， 設 計 変 更 に 伴 う 再 設 計 が 必 要 と な る 場 合 が 多 い 。 し た が っ て ， 上 層 の 設 計 条 件 の 変 更 か ら 得 ら れ た 結 果 に 基 づ い て ， 下 層 の 設 計 に 対 す る 設 計 案 を 提 案 す る 必 要 が 生 じ る 。 例 え ば ， 第 3章 で 述 べ た 設 計 支 援 シ ス テ ム は ， パ ー ソ ナ ル コ ン ビ ュ ー タ 上 で 構 成 す る た め に シ ス テ ム 全 体 を コ ン パ ク ト に 構 成 す る 必 要 性 か ら 建 築 物 モ デ ル を 平 面 図 ， 立 面 図 等 の 2次 元 デ ー タ お よ び 壁 厚 等 の 属 性 集 合 を 付 加 し た も の と し て 扱 う
2. 5次 元 で 構 成 し た 。 こ の 為 に ， 階 段 の 設 計 を 例 に 取 る と 設 計 者 が 階 高 の 変 更 を 行 っ た 場 合 ， 設 計 支 援 シ ス テ ム は 階 段 の 配 置 位 置 を 上 下 階 で 取 り 扱 っ て い る 。 こ の 階 段 を 配 置 し て い る 上 下 階 の 「 存 在 の 従 属 性 」 と 「 属 性 の 従 属 性 」 に 対 応 す る だ け で は ， 階 段 の 再 設 計 は 行 え な い 為 ， 変 更 後 の 階 段 は 満 足 な 解 と は な ら な い 場 合 が 生 じ る 。 こ の よ う に ， あ る 未 知 と な る 設 計 変 数 の 値 が ， 前 提 と な る 幾 つ か の 変 数 の 値 を 基 に し て 設 計 式 を 用 い て 計 算 す る こ と が で き る 時 ， 設 計 変 数 の 間 に は ， 計 算 に 関 し て 何 ら か の 依 存 関 係 が あ り ， こ の 依 存 関 係 を 「 デ ー タ フ ロ ー 」 と 呼 ぶ こ と に す れ ば ， 部 材 の 属 性 が2次 的 に 決 め ら れ る 部 分 は， デ ー タ フ ロ ー の 範 囲 を 越 え て お り ， 設 計 支 援 シ ス テ ム が 部 分 的 な 設 計 案 の 探 索 を 行 い 設 計 案 の 提 案 を 行 わ な け れ ば ， 設 計 支 援 を 実 現 す る こ と が で き な し1。 と こ ろ が 小 規 模 な 設 計 問 題 で あ っ て も 設 計 案 の 探 索 作 業 は か な り の 労 力 を 要 す る た め 現 用 シ ス テ ム に よ
‑ 130 ‑
、
rる 設 計 案 の 系 統 的 な 探 索 作 業 は 容 易 で な し 、 。 こ の よ う な 問 題 は ， 設 計 支 援 シ ス テ ム に 設 計 案 を 探 索 す る 機 能 を 与 え ， 階 高 の 変 更 に 伴 い ， 階 段 の 設 計 案 の 提 案 ， 解 析 ， 評 価 の よ う な 一 連 の 設 計 作 業 の 本 質 的 な 支 援 を 計 算 機 に 代 行 さ せ ， 設 計 者 の 探 索 作 業 を 支 援 す る こ と に よ り 解 決 で き る と 期 待 さ れ る 。
本 章 で は ， 建 築 物 設 計 に お い て 行 わ れ る 比 較 的 小 規 模 な 組 み 合 わ せ 選 択 問 題 を ， 情 報 処 理 技 術 に お け る 生 成 検 証 (generate and test) ， デ ー タ フ ロ ー ， お よ び 再 帰 (recursive)等 の プ ロ グ ラ ミ ン グ 概 念(3).(4.). (5)を 用 い て 定 式 化 す る 一 手 法
(6)を 提 案 す る 。 こ の 手 法 は 設 計 者 が 無 意 識 に 用 い て い る 設 計 手 順 を 定 式 化 し た も の で あ る た め ， 設 計 者 に と っ て 理 解 し や す く ， 設 計 支 援 シ ス テ ム の 構 築 が 容 易 に な り ， 結 果 と し て ， 設 計 者 自 身 の 手 で 設 計 支 援 シ ス テ ム を 開 発 ， 保 守 す る こ と を 可 能 に す る 。 す な わ ち ， 建 築 に 関 す る 法 規 や 設 計 仕 様 の 変 更 ， あ る い は こ れ に 付 随 す る 設 計 手 順 の 変 更 等 に 伴 う 設 計 支 援 シ ス テ ム の 修 正 変 更 を 設 計 者 自 身 で 行 う
こ と が で き ， 煩 雑 な 設 計 作 業 を 容 易 に シ ス テ ム 化 で き る 利 点 、 が あ る 。 本 章 で は 階 段 設 計 の 例 を 用 い て ， 設 計 手 順 を 表 現 す る 方 法 と 二 ， 三 の 計 算 例 を 報 告 し ， 本 手 法 が 建 築 設 計 の 設 計 支 援 シ ス テ ム に お い て 有 用 な ツ ー ル と な る こ と を 論 じ る 。
‑ It ‑
‑
内t u
‑ ‑ i
、
r5 ‑ 2 生 成 検 証 法 の 基 本 概 念
本 節 で は ま ず ， 簡 単 な 例 題 を 用 い て 本 手 法 の 基 本概念を説明する。
5 ‑2 ‑1 生成 検証
今 ， 変 数X，yの 定 義 域 が共に {1， 2， 3}であるとき， x
>
y 2となる X， Yの 値 の 組 み 合 わ せ を す べ て 求 め る 問題を 考 え る 。 こ の 問 題 は ， 図 5‑1に示す 4つの条件式(1)‑‑(4)によって表現できる。 X，Yの 定 義 域 は 共 に 離 散 値 で有限 で あ る の で 解 集 合 も 離 散 値 で 有 限 で あ る 。 そ こ で 次 の よ う な 手 順 で 問 題 を 解 く ことができる。
(ステップ①) (1)式を用いて，変数Xの 値 を 非 決 定 的 に 生 成 す る 。 こ こ で ， 非 決 定 的 と は Xの 値 の 生 成 順 序 は 意 味 を 持 た な い こ と を い う 。 す な わ ち ，
x
の値を 1，2， 3の う ち の ど れ か で あ る と 仮 定 す る 。
(ステップ②) ( 2)式 を 用 い て ， 同 様 に 変 数Yの 値 を 非 決 定 的 に 生 成 す る 。 (ステップ③) ( 3)式 を 用 い て ， 変 数Zの値を計算する。
( ス テ ッ プ ④ ) ス テ ッ プ ① ③ で 計 算 し た 値 が(4)式 の 条 件 を 満 た す か ど う か を 検 証する。
この作業を， X， Yの あ ら ゆ る 値 の 組 み 合 わ せ に 対 し て 行 え ば ， 可 能 な 解 を す べ て 求 め る こ と が で き る 。 図 5 ‑ 2は こ の 計 算 過 程 の 全 体 を 表 現 し た も の で あ り ，
「 探 索 木 」 と 呼 ば れ る 。 図 中 ， ① ④ は 上 述 の ス テ yプ 番 号 に 対 応 し て い る 。 ス テ ッ プ ① と ② は 非 決 定 性 の た め 各 場 合 に 対 応 し て 分 岐 す る 。 ま た ，
0
は ス テ ッ プ の実行の成功， xは 失 敗 を 示 す 。 失 敗 の 場 合 ， 一 般 に 後 続 ス テ ッ プ は 実 行 し な い 。この例では， X， Y の 値 の 組 み 合 わ せ は 全 部 で 9通 り あ り ， そ の う ち 解 と な る の は(4)式 の 値 が 真 に な る 2通 り で あ る こ と が 分 か る 。
5 ‑ 2 ‑ 2 デ ー タ フ ロ ー
設 計 計 算 に お い て は ， 一 般 に あ る 変 数 値 か ら 月JIの 変 数 値 を 計 算 す る 計 算 式 が い く つ か 存 在 す る 。 こ れ ら の 計 算 式 の 変 数 間 の 関 係 を 整 理 し た も の を 「デ ー タ の 流 れ」という。これは， F O R T R A N等 の 手 続 き 型言語の計算手)1闘を示す 「制 御 の流れ」と 対 比 さ れ る も の で あ る 。 上 述 の 図 5‑2に 与 え た 計 算 手 順 は デ ー タ の 流 れ を 満 足 し さ え す れ ば ， ① ， ② ， ③ ， ④ ; ② ， ① ， ③ ， ④ ; ② ， ③ ， ① ， ④ の
‑132 ‑
、
rよ う に ， ス テ ッ プ の 順 序 を ど の よ う に 入 れ 換 え て も 得 ら れ る 解 の 集 合 は 同 じ で あ る。すなわち，一つのデ ー タ の 流 れ に 対 し て 多 数 の 制御 の流 れ が 考 え ら れ る 。 ス テップの 順序を入れ換える と一般に探索木 の形 は 変化するが ， 設 計 者 に と っ て 必 要な情報 は計算が行 わ れ た データ の 流 れ と 解集 合で あ る 。 こ の よ う な 簡 単 な 組 み 合 わ せ 選 択 問 題 の 解 を 求 め る に は ， デ ー タ の 流 れ だ け に着目 す れ ば よ い こ と が 分 かる。計 算 手 順 を デ ー タ の 流 れ に着目して表現 し た も の を 「デ ー タ フ ロ ー図 式2)
J
と呼び， こ の 場 合 図 5‑3の よ う に な る 。 図 中 ， 各 ス テ ッ プ は 矩 形 枠 で 囲 み ， ス テップ 聞 の 変 数 値 の 参 照 関 係 を → で 示 し て い る 。 矩 形 枠 に 入 る → は 入 力 ， 矩 形 枠 か ら 出 る → は 出 力 で あ る 。 ま た ， → に は 変 数 名 を 付 し で あ る 。 ま た二重 枠 は 仮 定 生 成 を ， 一 重 枠 は 計 算 を ， そ し て 波 枠 は 条 件 検 証 を 示 す も の と す る 。 各 ス テ ッ プ は ， 一 般 に 多 入 力 ， 多 出 力 ， 多 価 の 関 数 と 考 え る こ と が で き る 。
5 ‑2 ‑ 3 フ ロ グ ラ ム の モ ジ ュ ー ル 化
上 述 の 問 題 を 一 般 化 し ， 与 え ら れ た 正 整 数Nに 対 し て ， 変 数X，yの 定 義 域 を { 1 ，…， N} で あ る と し よ う 。 こ の と き 計 算 手 順 全 体 は ， 入 力 変 数 を N， 出 力 変 数 を X，Yと す る 多 価 関 数 で あ る と み な す こ と が で き る 。 図 5 ‑ 3の デ ー タ フ ロ ー 図 式 に 関 数 名 と 入 出 力 変 数 を 追 記 し た も の を 図 5 ‑ 4 (a)に 示 す 。 図 中 demo
は 関 数 名 ， 破 線 枠 は 関 数 全 体 を 表 す 。 こ の よ う に 計 算 手 順 を 一 つ の プ ロ グ ラ ム 単 位 と し て ま と め た も の は 一 般 に 「 プ ロ グ ラ ム モ ジ ュ ー ル 」 と 呼 ば れ る 。 こ の よ う に 定 義 さ れ た 関 数 は ， 同 図 (b)に 示 す 関 数 呼 び 出 し に よ っ て 使 用 す る 。 図 中 ，
I
の 左 側 は 入 力 変 数 ， 右 側 は 出 力 変 数 で あ る 。 こ の 場 合 例 え ば ， Nに 3を与えると，変 数X，Yには 2， 1お よ び3， 1が 非 決 定 的 に 得 ら れ る 。
内︽un︽u‑E '
ム
、r
5 ‑ 2 ‑4 再 帰 の 利 用
計 算 手JI債 の 中 に は ， 同 じ 計 算 パ タ ーン を 反 復 す る 場 合 が あ る 。 こ の よ う な 場 合 に は 「 再 帰 呼 び 出 し
J
と い う プ ロ グラ ミング概念 を 利 用 することができる。例 えば 与 え ら れた n (n>O) に対して， 1から nま で の整数 の集合 を生成す る集 合 関数 upto(n) は 次 の よ う に定 義 で き る。
upto(n)= {n} U
ゆ (n=lの と き )
︑ ︑ 1f 1i
• ηL
f︑ ︐ ︐
•
•
•
11J TA
rt
︑
π u 12J︐ ︐ E
1
ここに， Uは 和 集 合 を ， ま た ゆ は 空 集 合 を 示 す 。 (1 ) の 部 分 は ， 与 え ら れ た 入 力 変 数nの 値 を そ の ま ま 生 成 す る 。 (11 )の部分は n
=
1の と き 空 集 合 を ， nが 1 よ り 大 き い と き lか ら n‑1ま で の 整 数 の 集 合 を 関 数 upto(n) 自 身 を 使 用 し て 生 成 す る こ と を 意 味 す る 。 こ の よ う な 関 数 は 再 帰 関 数 と 呼 ば れ る が ， 式(2.1)を デ ー タ フ ロ ー 図 式 で 表 現 す る と 以 下 の よ う に な る 。い ま ， 与 え ら れ た 整 数n (n>l) に対して， 1から nま で の 整 数 を 非 決 定 的 に 生 成 す る 多 価 関 数 を 考 え ， あ ら た め て upto(NI S) とする。ただし，
N
は 入 力 変数，s
は 出 力 変 数 で あ る 。 図 5‑ 5 (a)， (b)に (2.1)式 の (1)， (11)に 対 応 す る デ ー タ フ ロ ー 図 式 を 示 す 。 同 図 (a)の意味は， ( 1 )入力変数 N の 値 を ， そ の ま ま 出 力 変 数 S に 代 入 し て 返 却 す る 。 同 図 (b)の意味は，( 1 )入力変数Nが lよ り 大 き い こ と を 検 証 す る 。
(2)upto(N‑1 I S) を実行し，
s
の 値 を そ の ま ま 返 却 す る 。 である。Nが lよ り 大 き い と き ， 図 5‑5(a)， (b)は と も に 適 用 可 能 で あ る の で ， 図5‑ 5は 多 価 関 数 を 定 義 し て い る と 考 え ら れ る 。 図 5‑6 に upto(2I S) を実 行 し た 場 合 の 探 索 木 を 示 す 。 upto(2
I
S) に は 図 5‑5(a)， (b)の い ず れ も 適 用 可 能 で あ る 。 図 5‑6 に お い て ， ① は 図 5‑5 (a)を 適 用 す る 場 合 で あ る 。 こ の と き 図5‑5 (a)に 現 れ る 変 数 は N1=2， SI=S となる。 こ こ で N1， S Iは 図 5‑5 (a)中一134 ‑
可F
の 変 数 で あ る 。 以 下，図5 ‑ 5 (a)， (b)は 繰 り 返 し 使 用 す る の で ， 図 5 ‑ 6中の 対 応 す る 変 数 は使用 する毎 に 異 な る添 え 字 を 付 し て 区別す る 。 ② で は 図 5‑ 5 (a) の(1)を実行する。変数 SI=2となり ，ま た ① に お い て SI=Sである か ら 一 つ め の 計 算 結 果として S=2が得られ る 。 ③ は upto(2I S) に図 5‑5 (b)を 適用 する場 合である。① の 場 合 と 同 様 に 図 5‑5 (b)に現 れる変数は N1=2，SI=Sとなる。 ④ では図5‑5 (b)の(1)を実行し， 2
>
1の検証は 成 功 す る 。 こ こ で，図 5‑5 (b) の(1)，(2)の 実 行 順 序 は ， デ ー タ の 流 れ の 点 か ら は 特 に 指 定 さ れ て い な い が ， い ず れ も 成 功 し な け れ ば な ら な い の で ， 検 証 を 優 先 す る の が 実 行手順 と し て は 能率 がよい。ここでは， (1)， (2)の)l債 に 実 行 さ れ る と 仮 定 し て い る 。 次 に 図 5‑6の⑤ ， ⑦ は upto(2‑1
I
SI) を 実 行 す る 。 ⑤ は 図5‑5 (a)を適用する場合である。このとき図 5‑5 (a)の 変 数 は N2=1，S2=SI と な る 。 ⑥ で は 図 5‑5 (a)の(1)を 実 行 す る 。 変 数 S2=1 となり， S2=SI， SI=Sで あ る か ら 二 つ め の 計 算 結 果 と し て
S=1が 得 ら れ る 。 以 下 ⑦ ， ③ も 同 様 に 実 行 さ れ る が ， 今 度 は ③ で 失 敗 す る 。
比 較 的 小 規 模 な 組 み 合 わ せ 選 択 問 題 の 設 計 計 算 に は ， 上 述 の よ う に ， デ ー タ の 流れだけを表現することでその手)l債を表現できる場合が多い。実際の設計計算で は ， 本 論 で 用 い る 設 計 値 の 仮 定 ， 計 算 ， 検 証 を 行 う 生 成 検 証 と い う 計 算 手 順 以 外 に ， 設 計 計 算 の 結 果 を 評 価 す る こ と に よ っ て 以 前 に 仮 定 し た 設 計 値 を 修 正 す る
「失敗の修正
( f a i l u r e r e c o v e r y ) J
と い う 計 算 手 順 等(7)も 使 わ れ て い る 。 本 章 で は 比 較 的 小 規 模 な 組 み 合 わ せ 選 択 問 題 を 対 象 と し て い る の で ， 以 下 ， 前 者 に 限 定して考察する。
‑1 3 5 ‑
、 . .
5 ‑3
階 段 設 計への 適 用 例本節では，前節で述べた基本概念、を階段設計に適用する。
5 ‑3 ‑1 踊 り 場 を 必 要 と す る 階 段設 計のデータフロー
図5一7の よ う な 踊 り 場 の あ る 階 段 を設 計す る データ フ ロ ー 図 式 の l例 を 図5‑8に 示 す 。 こ の デ ー タ フ ロ ー 図 式 で は ， 階 段 幅 B(mm) ，建物 の 用 途U， 階 高H (mm) ，階段長さ L (mm)を 入 力 と し て 与 え ， 階 段 段 数N， 蹴 上 げK (mm) ，踊り 場の高さ Dh(mm)， 踊 り 場 の 奥 行 き D (mm)， 踏 み 面 F (mm)を 求 め る 。 図 中 の 各 ス テ
ップはデータの流れを満足しさえすれば，任意の)1聞に実行して良いが，以下，便 宜 的 に 図 中 の ス テ yプ番号の)1固に説明する。
( ス テ ッ プ ① ) 建 物 の 用 途 Uを 与 え る と 設 計 条 件 と し て 階 段 幅 の 最 小 値 Bmin(mm)， 踊 り 場 の 最 大 高 Hmax(mm)， 蹴 上 げ の 最 大 値 Kmax(mm)， 踊 り 場 の 最 小 値Dmin(mm)， お よ び ， 踏 み 面 の 最 小 値 Fmin(mm)が ， 表 5‑ 1に示 す 設 計 資 料 に よ り 定 め ら れ る 。 表 5‑1は ， 建 築 基 準 法(8) (以下，
i
基 準 法」と 云う.)より引用した。( ス テ ッ プ ② ) 階 段 幅Bが 基 準 法 を 満 足 す る か ど う か を 次 式 を 用 い て 検 証 す る 。 B 二三 B m i n
( ス テ ッ プ ③ ) 階 段 設 計 に お い て 踊 り 場 ( こ の 場 合 一 つ ) が 必 要 で あ る か ど う か を 次 式 を 用 い て 階 高Hを検証する。
H min く H ~ 2 Hmin
( ス テ ッ プ ④ ) 蹴 上 げKを 仮 定 す る 。 蹴 上 げ の 仮 定 範 囲 は 慣 用 的 に ， 蹴 上 げ 最 大 値を Kmaxとするとき，寺.K maxより Kmaxまで 1mm間隔にとる。
( ス テ ッ プ ⑤ ) 階 高Hと蹴上げKか ら 次 式 を 用 い て 階 段 の 段 数N (蹴上げ数)を 計算する。
N =
[H/ KJここで， [ ] は 小 数 点 以 下 の 切 り 捨 て を 意 味 す る 。
( ス テ ッ プ ⑤ ) 仮 定 し た 蹴 上 げ で は ， 階 高 に 対 し て 焔 数 を 生 じ る 。 こ の 端 数 Kf は次式を用いて計算する。
Kf
=
H‑N.K(ステ ップ ⑦ ) 蹴 上 げ の 端 数 は ， 最下 段 の 蹴 上 げ に 繰 り 入 れ て 調 整 す る た め ， 告Ji
‑136 ‑
、
F限 が 必 要 で あ る 。 こ こ で は 端 数 を 蹴 上 げ の 1割 以 下 に な る よ う に 制 限 す る 。
Kf
豆o. 1 K
( ス テ ッ プ ⑧ ) 階 段 段 数
N
と 蹴 上 げK
お よ び そ の 端 数Kf
か ら ， 踊 り 場 の 高 さDhを 次 式 を 用 い て 計 算 す る 。
Dh=
K
・[(N+l)
/2J+Kf
( ス テ ッ プ ⑨ ) 踊 り 場 の 高 さ Dhが 基 準 法 を 満 た す か ど う か を 次 式 を 用 い て 検 証 する。
Dh 三二
H
max( ス テ ッ プ ⑪ ) 踏 み 面Fを 仮 定 す る 。 踏 み 面 の 仮 定 範 囲 は 慣 用 的 に ， そ の 最 小 値 をFmi nとするとき， F m i nから 2F mi nまで 5mm間隔にとる。
(ステップ QD)踏 み 面 F と 階 段 段 数 N， お よ び 階 段 長 さ Lか ら 踊 り 場 の 奥 行 き D を次式より計算する。
D=L‑F.
(N‑l)
( ス テ ッ プ ⑫ ) 踊 り 場 の 奥 行 き Dが 基 準 法 を 満 足 す る か ど う か を 次 式 に よ り 検 証 する。
D 孟 Dmin
5 ‑ 3一2 階 段 設 計 の 計 算 例
計 算 例 と し て ， 図 5 ‑9 (a)， (b)に 中 学 校 校 舎 の 階 段 の 設 計 例 (9)と 計 算 結 果 を 示 す 。 設 計 条 件 と し て 以 下 を 設 定 し た 。 階 段 幅 B 1600 (mm) 建 物 の 用 途Uを 中 学 校 ， 階 高 H 3700 (mm)， 階 段 長 さ L 7000 (mm)で あ る 。 同 図 (b)の・印は設計解，
大 印 は 設 計 例 と 一 致 し た 解 ， 添 付 し た 数 値 は 踊 り 場 奥 行 き の 長 さ (mm)で あ る 。 蹴 上げを 1mm間 隔 で 仮 定 し て い る に も か か わ ら ず ， 解 の 分 布 は 蹴 上 げ の 値 に 対 し て 連 続 し て い な い こ と が 分 か る 。
ま た ， 図 5‑1 0 (a)， (b)に は 事 務 所 建 築 の 階 段 の 設 計 例 (1 0 )と 計 算 結 果 を 示 す 。 こ の 場 合 の 設 計 条 件 は 以 下 を 設 計 し た 。 階 段 踊 8 1600 (mm) 建 物 の 用 途Uは 事 務 所 ， 階 高 H 3500 (mm)， 階 段 長 さ L 7200(mm)で あ る 。 こ の 場 合 ， 組 み 合 わ せ 総 数 は 先 の 中 学 校 の 計 算 例 よ り 多 く な る が ， 設 計 解 の 分 布 は 基 本 的 に は 同 じ で あ
る。
い ず れ も 不 適 格 な 設 計 案 は ， 踊 り 場 の 奥 行 き が 基 準 法 を 満 足 し な い も の ( 図 中
‑ 137 ‑
①) ， 踏 み 面 が 基 準 法を満 足 し な い も の ( 図 中 ② ) ， お よ び蹴上 げ が 基 準 法 を 満 足 し な い も の ( 図 中③) に 分 類 で き る 。 こ の 他， 蹴上 げ の 端 数 が 不 適 格 な た め 解
と な ら な い 設 計案が，設 計 解 の 分 布 の 中 に 混 在 しているこ とが分かる。
このように， 本 手法 に 基づく 設 計解 の 探索 を 行えば，設 計解 の 分 布 性 状が 容 易 に把握 でき ， 最 適 設 計 を 行 う た め の意志 決 定 を 支援す る 広 範囲なデータを得るこ とができ る。
5 ‑3 ‑3 多 層 の 階 段 室 の 設 計 例
図5‑1 1 ， こ 示 す よ う な 多 層 の 階 段 室 ( 以 下 ， 階 段 室 ) の 設 計 で は ， 生 成 検 証 と デ ー タ フ ロ ー の 概 念 に 加 え て ， 再 帰 呼 び 出 し の 概 念 を 用 い る こ と が で き る 。 図 5‑1 2 (a)， (b)， (c)に デ ー タ フ ロ ー 図 式 の一例 を 示 す 。 同 図 (b)は 再 帰 関 数
( 2 . 1 )
の(1
)に，同図(C)は( 2 .1 )
の (I I
)の部分に対応する。同図(a)は 階 段 室 設 計 の 主 手 順 で あ る 。 入 力 と し て ， 階 段 室 の 幅 Bt(mm)， 建 物 の用途U， 階 段 室 の 奥 行 き Lt(mm)， 階 段 室 の 高 さ Ht(mm)， 層 高 さ の 最 小 値 Hmin(mm)を 与 え ， 階 段 層 数 Fnを 求 め る 。 こ こ にH t (mm)は 階 段 室 最 上 階 床 ま で の 高さ， F nは 設 計 さ れ た 階 段 の 層 数 を 意 味 す る 。 た だ し ， 階 段 室 の 階 数 が 奇 数 と な る 場 合 に は ， 最 上 階 に お い て 出 口 へ 向 か う 通 路 を 設 け る こ と と す る 。 ま た 階 段 室 の 層 数 は 階 段 室 全 体 の 高 さ H tとl層 分 の 高 さ の 最 小 値H
m
in
により制限され，こ の 制 限 値 を 図 中 で は 最 大 層 数M tで 示 し て い る 。 同 図(b)，(C)は 階 段 室 の一部 分 (n層 ) を そ れ ぞ れ 一 層 あ る い は 多 層 で 設 計 す る 手 順 で あ る 。 こ れ は い ず れ も 入 力 と し て ， 建 物 の 用 途 U か ら 求 め た 設 計 基 準 値 ( こ こ で は ， 踊 り 場 の 最 大 高 さ値 Hmax(mm)， 最 大 蹴 上 げ の 制 限 値 Kmax (mm) ， 踊 り 場 の 最 小 奥 行 き 値 Dm in (mm) ， お よ び ， 最 小 踏 み 面 の 制 限 値 Fmin(mm)とする) ， 階 段 室 の 最 大 層 数 M t， 階 段 室 全 体 の 高 さ Ht(mm)，階段長さ L (mm)を 与 え ， 出 力 と し て 階 段 層 数 Fnを 求める。
以 下 図 5‑1 2 (a)の手)1債を， ステップ番号の)1聞に説明する。
( ス テ ッ プ ① ) 建 物 の 用 途 Uが 与 え ら れ る と 前 出 の 表 5‑1を 用 い て ， 階 段 幅 の 最小値 Bmin(mm) 踊 り 場 ま で の 最 大 高 さ Hmax(mm)， 蹴 上 げ の 最 大 値 Kmax (m m)， Nlり場奥行きの最小値 Dmin(mm)， お よ び 踏 み 面 の 最 小 値 Fmin(mm)が 求 め
られる。
‑138 ‑
、
，
( ス テ ッ プ ② ) 階 段 幅 が 基 準 法 を 満 た す か ど う か を 次 式 を 用 い て 検 証 す る 。
B t 孟 2 B mi n
( ス テ ッ プ ③ ) 階 段 部 分 の 長 さ L(mm)を次式を用いて計算する。
L =Lt‑2 Dmin
( ス テ ッ プ ④)最 大 層 数Mtを次式を用いて計算する。
Mt= [ Ht / Hmin ]
(ステップ ⑤ ) 階 段 の 設 計 を 行 う 再 帰 関 数 layerl を実行する。 layerl は， 最 大 層 数 M t ， 階 段 室 全 体 の 高 さ Ht(mm)， 踊 り 場 の 最 大 高 さ Hmax (mm)， 最 大 蹴 上 げ Kmax(mm)， 踊 り 場 の 最 小 奥 行 き Dmin(mm)， 踏 み 面 の 最 小 値 Fm in
(mm) ， お よ び 階 段 部 分 の 長 さ L(mm)を 入 力 し ， 層 数 Fnを出力する。
再 帰 関 数 layerlは ， 階 段 室 ( の一部)を一層 で 設 計 す る 図 5‑1 2 (b)と，多 層 で 設 計 す る 図 5‑ 1 2 (c)とからなっている。 基本 的 な 考 え 方 は 5‑ 3 ‑1項の 例 と ほ ぼ 同 様 で あ る 。 以 下 ， 階 段 室 を 一 層 で設計 す る 図 5‑ 1 2 (b)に つ い て 説 明 する。
( ス テ ッ プ ① ) 最 大 層 数 が 正 で あ る か ど う か を 次 式 を 用 い て 検 証 す る 。 M t
>
0こ れ は ， 再 帰 関 数(2.1)に お け る (II ) の 付帯 条件 (n
=
1 )に相当する。( ス テ ッ プ ② ) 階 高H t (mm)に 対 し て ， 踊 り 場 の 必 要 性 を 検 証 す る 。 す な わ ち 一 層 で 設 計 で き る か ど う か を 次 式 を 用 い て 検 証 す る 。
o
~ Ht豆 Hmax(ステ yプ ③ ) 蹴 上 げ K(mm)を 仮 定 す る 。 蹴 上 げ の 仮 定 範 囲 は 慣 用 的 に ， 蹴 上 げ最大値を Kmaxと す る と き ， 今 .K maxより Kmax まで 5mm間隔にとる。
( ス テ ッ プ ④ ) ス テ ッ プ ② を 満 足 す る と
H
tは 最 下 層 の 階高となる。したがっ て，階高 Ht (mm) と蹴上げ K(mm)か ら ， 次 式 を 用 い て一層 内 の 階 段 段 数 N を 計算する。N = [Ht/KJ
(ステ yプ ⑤ ) 階 高 に 対 す る 端 数 Kf (mm)を 次 式 を 用 い て計算する。
Kf = Ht‑N'K
‑ 139 ‑
( ス テ ッ プ ⑤ ) 蹴 上 げ の 端 数 は 最 下 段 の 蹴 上 げ に 繰 り 入 れ て 調 整 す る た め ， 制 限 が 必 要 で あ る 。 こ こ で は 端 数 を 蹴 上 げ の l割 以 下 に な るように制限する。
o
~ Kf ~ 0.1 K(ステ ップ ⑦ ) 踏 み面 F (mm) を仮定する。 こ こ で は ， 踏 み 面 の 仮 定 範 囲 は ， そ の 最 小 値 を Fmi nとするとき， F m i nから 1.5Fminまで 5mm間隔にとる。
( ス テ ッ プ ⑧ ) 踏 み 面 F と 階 段 段 数 N，お よ び 階 段 長 さ L か ら 踏 み 面 端 数 D f(mm) を次式を用いて計算する。
Df
= L ‑ F.N
( ス テ ッ プ ⑨ ) 踊 り 場 の 奥 行 D (mm) を 次 式 を 用 い て 計 算 す る 。 踊 り 場 の 奥 行 き に は 踏 み 面 の 端 数 を 繰 り 入 れ る 。
D
=
Dmin+
Df( ス テ ッ プ ⑬ ) 踏 み 面 の 端 数 は 踊 り 場 の 奥 行 き に 繰 り 入 れ て 調 整 す る た め ， 制 限 が 必 要 で あ る 。 こ こ で は 端 数 を 踏 み 面 の 5割 以 下 に な る よ う に 制 限 す る 。
o
~玉 Df 豆 o .5 F( ス テ ッ プ ⑪ ) F nは，階段の層数である。ここでは， 1層 で 設 計 す る 場 合 で あ るから 1とする。
F n ‑ 1
同 様 に ， 階 段 室 を 多 層 で 設 計 す る 図 5‑1 2 (c)の 図 式 は ， 以 下 の よ う な 手11債を 持つ。
( ス テ ッ プ ① ) 階 段 が 多 層 に な る 場 合 ， 再 帰 呼 び 出 し に よ り 設 計 す る 。 階 段 室 を 多 層 で 設 計 で き る 最 大 層 数 の 条 件 を 次 式 を 用 い て 検 証 す る 。
M t
>
1こ れ は ， 再 帰 関 数(2.1)に お け る (II ) の 付 帯 条 件 (n
>
1 )に相当する。( ス テ ッ プ ② ) 蹴 上 げ K (mm) を 生 成 す る 。 蹴 上 げ の 生 成 範 囲 は 図 5 ‑ 1 2 (b) 中 の ③ と 同 様 に し て ， 最 大 値 を Kmax と す る と 寺 ・ Kmax から 5mm づ つ の 間 隔 で Kmax まで生成する。
( ス テ ッ プ ③ ) 層 内 の 最 大 段 数 Nmax を ， 階 段 l層 の 最 大 高 さ Hmax と 蹴 上 げ
K から次式を用いて計算する。
‑ 140 ‑
N m a x
= [H m a x / K ]
( ス テ ッ プ ④ ) 層 内 段 数 N を 仮 定 す る 。 仮 定 の 範 囲 は
1
から Nm a x
とする。( ス テ ッ プ ⑤ ) 1層 分 の 階 高 さ H を次式を用いて求める。
H = N'K
( ス テ ッ プ ⑤ ) 階 高 が 適 正 で あ る こ と と 踊 り 場 を 必 要 と し な い こ と を
H m a x
を 用いて検証する。ただし，1 1 0 0 ( m m )
は 下 層 か ら 見 た と き に 階 高 を2 2 0 0 ( m m )
以 上 に 確 保 す る た め の 慣 用 値 で あ る 。1 1 0 0 < H
くHm a x
( ス テ ッ プ ⑦ ) 階 段 1層 分 の 計 算 後 ， 残 り の 部 分 の 最 大 層 数 は Mt ‑ 1層となる。
こ れ を 新 た に M
t l
とする。Mtl = Mt ‑ 1
( ス テ ッ プ ③ ) ま た 階 段 室 の 残 り の 部 分 は 次 式 で 示 さ れ る 高 さ Ht 1の 階 段 室 と みなせる。
Htl = Ht ‑ H
( ス テ ッ プ ⑨ ) 踏 み 面 F
( m m )
を 生 成 す る 。 踏 み 面 の 生 成 範 囲 は ， 図5‑ 1 2 (b)中 の ⑦ と 同 様 に し て ， そ の 最 小 値 をFm i n
とするとき，F m i n
から1 .
5F m i n
まで 5m m
間隔にとる。( ス テ ッ プ ⑪ ) 踏 み 面 F と 階 段 段 数 N， お よ び 階 段 長 さ L か ら 踏 み 面 の 端 数
Df(mm)
を次式を用いて計算する。Df
= L ‑ F・(N‑1 )( ス テ ッ プ ⑪ ) 踊 り 場 の 奥 行 を 次 式 を 用 い て 計 算 す る 。
こ こ で は ， 踏 み 面 の 端 数
Df
を そ の 階 の 踊 り 場 の 奥 行 き 寸 法 に 繰 り 入 れ る こ と と し た。D = Dmin + Df
( ス テ ッ プ ⑫ ) 踏 み 面 の 端 数
Df
は 踊 り 場 奥 行 き に 繰 り 入 れ て 調 整 す る た め ， 制 限 が 必 要 で あ る 。 こ こ で は 端 数 を 踏 み 面 の 5割 以 下 に な る よ う に 制 限 す る 。o
~Df
~ 0.5 F( ス テ ッ プ ⑬ ) 再 帰 関 数
l a y e r 1
を 用 い て ， 階 段 室 の 残 り の 部 分 を 設 計 す る 。l a y e r 1
はHt l
， L，Mtl
，Kmax
，Fmin
，Dmin
，Hmax
を 入 力 し ， 図 5‑1
2(b)の 先 頭 に 戻 り ， 層 数
Fn
を 出 力 す る 。 た だ しl
層 で 計 算 を 終 了 で き る 場 合 に‑ 141 ‑
は Fn=lである。
layerl(Mtl， Ht ，l Hmax， Kmax， Dmin， Fmin， L I Fn)
( ス テ ッ プ ⑬ ) 階 段 の 層 数 Fnを 次 式 を 用 い て 計 算 す る 。 こ こ で ， 第 n層 を 設 計 し て い る と す れ ば ， 第 n‑l 層 ま で は layerl の 再 帰 呼 出 に よ っ て 計 算 さ れ
F nlに 層 番 号 と し て n‑lが 返 却 さ れ て く る 。 こ れ に 1を 加 え て n層 の 層 番 号 F nを得る。
Fn = Fnl
+
15 ‑3 ‑ 4 階 段 室 設 計 の 計 算 例
5 ‑ 3 ‑2
項 で 用 い た 事 務 所 の 階 段 〈 図5‑ 1 0
(a)) を 階 段 室 と み な し て 上 述 の 階 段 室 の デ ー タ フ ロ ー 図 式 で 設 計 し て み よ う 。 こ の 場 合 に は ， 一 層 の 高 さ を 与 件 と し て い る 5‑3 ‑2項 で の 手 法 と 異 な り ， 階 段 を 構 成 す る 踏 み 面 ， 蹴 上 げ ， 段 数 ， 踊 り 場 奥 行 き が 各 層 で 独 立 に 設 計 で き る 柔 軟 性 を 持 つ 。 す な わ ち ， 図5‑1 0 (b) の結果に加えて， 1層目と 2層 目 で 階 段 構 成 が 異 な る 設 計 解 を 得 る こ と が で き る 。 図 5‑1 3 (a)， (b)にその 1例 を 示 す 。 こ こ で は ， 入 力 と し て 与 え る 設 計 条 件 を ， 階 段 室 の 幅 Bt3200(mm)， 建 物 の 用 途 U は 事 務 所 ， 階 段 室 の奥行き Lt 5250(mm)， 階 段 室 の 高 さ Ht 3500(mm)， 層 高 さ の 最 小 値 Hmin11 OO(mm) と す る 。 こ の 場 合 ， 蹴 上 げ K を 170(mm)から 180(mm) まで 5(mm) 間 隔 ， 踏 み 面 F を 295(mm) から 305(mm) まで5(m m)間 隔 ， 階 段 段 数 N を8からN maxまでのiき ざ み に 限 定 し た 場 合 の 生 成 を 行 う も の と す る 。 図5‑13(a)， (b)の ・ 印 は 設 計 解 ， 大 印 は 設 計 例 と 一 致 し た 解 ， 添 付 し た 数 値 は 踊 り 場 奥 行 き の 長さ (mm)， ・ 印 お よ び 女 印 の 下 に あ る () 内 の 数 値 は し 2層 で の 設 計 解 の 組 み 合わせ番号である。
5 ‑3 ‑5 本 手 法 の プ ロ グ ラ ミ ン グ
従 来 ， 建 築 物 の 設 計 に は 個 別 的 に 用 意 さ れ た 専 用 の 設 計 支 後 シ ス テ ム が 使 用 さ れ て い る 。 こ れ ら は ， 一 般 に
FORTRAN
，BAS 1 C
やC
の よ う な 手 続 き 型 言 語 が 用 い ら れ て お り ， 本 章 で 述 べ た 生 成 検 証 お よ び 再 帰 を 用 い た 設 計 支 援‑142 ‑
シ ス テ ム を 実 現 化 す る こ と は 容 易 で は な い 。
こ の よ う な 問 題 点 、 を 解 決 す る た め に ， 設 計 支 援 シ ス テ ム 開 発 用 の 非 手 続 き 型 簡 易 言 語(8)を Pr 0 1 0 g を 用 い て 開 発 し ， 設 計 資 料 や 教 材 の 作 成 等 で 試 用 し て い る 。 こ の 設 計 計 算 用 の 簡 易 言 語 は 生 成 検 証 や 再 帰 等 の 計 算 機 能 ， 設 計 資 料 を 表 現 す る カ タ ロ グ や 数 表 の 編 集 機 能 ， お よ び 設 計 解 の 表 示 機 能 を 有 機 的 に 結 合 し た 設 計 計 算 用 表 計 算 言 語 で あ る 。 大 学 学 部 に お け る 初 等 情 報 処 理 教 育 の 経 験 者 程 度 の コ ン ビ ュ ー タ プ ロ グ ラ ミ ン グ の 経 験 の あ る 建 築 設 計 者 お よ び 建 築 系 学 生 に 設 計 計 算 用 の 簡 易 言 語 の 学 習 訓 練 を 数 日 間 行 っ た と こ ろ ， 本 論 で の 計 算 例 程 度 の 設 計 支 援 シ ス テ ム を 作 成 で き る こ と を 確 認 し て い る 。 訓 練 内 容 は ， 生 成 検 証 の 概念を用いて設計手)1債を整理することに大半を要し，設計計算用簡易言語の操作 法 の 訓 練 は 容 易 で あ っ た 。 本 章 の 設 計 伊jは こ の 言 語 を 使 っ て 作 成 し た 。 使 用 し た 計算機は 32ピ ッ ト パ ソ コ ン で あ る 。 ま た ， 前 述 の 中 学 校 の 階 段 設 計 で 検 討 し た 設 計 解 の 総 数 7個 ， 事 務 所 建 築 で は 総 数 9 1個 ， 多 層 の 階 段 室 の 計 算 例 で は
1 2個 で あ っ た 。 こ の う ち ， 最 も 長 い 計 算 時 間 で 約 7秒であった。
‑ 143 ‑
5 ‑
4 む す び一 般 に 建 築 物 の 設 計 におい て は ， 多 数 の 設 計 案 を 検 索 するに は 相 当 の 労 力 が 設 計 者 に 要 求 さ れる。 本 章 で は，設 計 者 の 探 索 作 業 を軽 減 化することを目的として，
設 計 支 援 システムに探索機能を与える一 手 法を提 案 した。 この内容 は次のようで ある。
(1)生成検証法を建築の設計計算に利用した場合，
① 設計の 制 約 条 件 等 の 見 落 と し を 防 げ る 。
② 同 ー の 設 計 条 件 に 対 す る 設 計 案 が 系 統 的 に 得 ら れ ， 最 適 設 計 の た め の 広 範 囲のデータを得る。
③ 再 設 計 ， 再 計 算 が 容 易 で あ る 。
④ 生 成 検 証 の 手 法 は デ ー タ フ ロ ー 図 式 を 用 い て 容 易 に 表 現 で き る 。
( 2 ) デ ー タ フ ロ ー 図 式 は 設 計 手 順 を そ の ま ま フ ロ グ ラ ミ ン グ 手 順 と し て 表 現 で き る 。 そ の 結 果 ， 建 築 設 計 者 自 身 で シ ス テ ム の 保 守 管 理 が で き る 。
(3)同じ設計手)1簡を繰り返す階段室のような設計には再帰呼び出しの概念、が非常
に有効であり，再帰の概念、はデータフロ ー図式で表現できる。
こ こ で ， 情 報 処 理 技 術 に お け る 生 成 検 証 ， デ ー タ フ ロ ー ， お よ び 再 帰 呼 び 出 し 等 の プ ロ グ ラ ミ ン グ 概 念 、 を 建 築 設 計 の 手 順 に 当 て は め た こ と で 前 述 の よ う に 設 計 者 の 探 索 作 業 を 大 幅 に 軽 減 で き た 。 1例 と し て 階 段 設 計 へ の 適 用 例 を 示 し た 。 そ の 結 果 ， 本 手 法 が 上 記 の よ う な 特 徴 を 持 ち ， 建 築 設 計 の 設 計 支 援 シ ス テ ム お け る 有 用 な ツ ー ル と な り え る こ と を 示 し た 。
‑ 144 ‑
(1) (2) (3) (4)
XE { 1
，2
，3 }
Y E {1，2，3}
Z = y2
X>Z
図5‑1簡単な探索問題
②
③
④
¥ O l I l o i ‑
‑
×O
介ー
1 0 1 1 1 0 1 1 1
×
/ 0 1 1 1 0 1 1 1 0
①
× 失 敗
0
成 功¥
I I
II I I
図
5‑2
探索木‑ 145 ‑ 1>9
/
I I I
I I I
①Xの値を 1
… .
.3 のいずれかに仮定 する。X
中や凸
仮定生成 計算 条件検証
図5‑3データフロー図式
‑ 146 ‑
demo :
① Xの値を 1，…， N のいずれかに仮定 する。
X I Y
うかを検証する。
図5‑4 (a)計算手)1債のモジュール
図5‑4 (b)モジュールの呼出
‑1 4 7 ‑
: upto : : upto :
図 5‑5 (a) (1)式のデータの流れ 図5‑5 (b) (II)式のデータの流れ
図5‑5 再帰の利用
‑148 ‑
。
① 図 5‑5 (a)の適用
I
(a) N1=2， Sl=S1‑十ー(a)の実行ー;
:②(1) Sl=2
。 成 功
③ 図5‑5 (b)の適用 Ib)N2Ss
‑‑ーーーーーーー・ (b)の実行「
④(1) 2> 1
⑤ 図5‑5(a)の適用
I
(a) N2= ，1S2=Slt ‑卜ー(a)の実行
1
:⑤ (1) S2=1 成 功
‑ーーーーーーー‑ーーーーーー
(2) upto(2‑1 I S 1)
⑦ 図5‑5(b)の適用
I
(b)N2= ，1S2=Slt十‑‑(b)の実行・1 :③(1) 1>1
t 失 敗
図5‑6 upto(2， S)実行時の探索木
一
1 4 9 ‑
H
K + K
L
図5‑7 踊り場を必要とする階段
‑ 150 ‑
ー，ー-~
r ‑ ‑
ーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーr 1 ‑
一 ー ー ーi ‑
階段幅 B 用途 U 階段高 H階段長さ L
③踊り場の必要性検証
H m a x ( H
豆2
・H m a x
⑦蹴上げ端数Kfの検証 Kf壬
. o
1 K階段段数 N
① 設計資料による設計基準値の検索
⑬ 踏 み 面 Fの仮定 Fminから2・Fmin まで
5 m m
間隔でAドn ー し
⑪踊り場の奥行Dの計算 D
=
L ‑F. (N‑l)践
t
上げ K 踊り場高さD h
踊り場り奥行 D 踏み面 F図5‑8階段設計のデータフロー図式(踊り場のある場合)
151 ‑
。~
川II
U P+ 1 1 1 1 1 1 )11 1 I X 1 1 1k 1 1 1 1 1 1 . D N7000 2
Y
3図5‑9 (a) 中学校校舎の階段設計例
‑1 5 2 ‑
凡例
.D
←踊り場奥行き (mm) 八290 ③
く①踊り場奥行きの法規制> 蹴 280 . 1400 上 . 1500 げ 270 女1600 の . 1435 . 1700 法 260 . 1540 . 1800 規 告J1
F :
踏み面 (mm) く②踏み面の法規制> VK :
蹴上げ(mm) 160 170 180 (168) (176)N :
階段段数 19 22 21(大は図5‑9 (a)の実施設計と一致した解を示す。)
図5‑ 9 (b)設計解の分布(中学校校舎の階段〉
‑ 153 ‑
下 L
2700 2700 300
7200
図5‑1 0 (a) 事務所建築の階段設計例
‑154 ‑
350 l凡例 . 1250 . 1335 340 ト D←踊り場奥行き(mm) . 1420
• 1505 330 • 1260 • 1590 . 1350 . 1675 320 . 1440 • 1760 八
• 1215 • 1530 . 1845 ③ 310 <①踊り場奥行きの法規制> . 1310 • 1620 . 1930 蹴
. 1405 . 1710 . 2015 上 300 . 1200 大1500 . 1800 . 2100
1 1
. 1300 • 1595 • 1890 • 2185 の 290 . 1400 . 1690 . 1980 . 2270 法 . 1215 . 1500 • 1785 . 2070 • 2355 規 280 . 1320 . 1600 • 1880 . 2160 . 2440 市
l
. 1425 . 1700 . 1975 . 2250 . 2525 〉
270 • 1260 • 1530 . 1800 . 2070 . 2340 . 2610
• 1370 • 1635 • 1900 • 2165 • 2430 • 2695 260 • 1480 • 1740 • 2000 • 2260 • 2520 . 2780
• 1590 . 1845 . 2100 . 2355 . 2610 • 2865 250 • 1200 • 1700 • 1950 . 2200 • 2450 . 2700 . 2950 . 1320 • 1810 . 2055 . 2300 . 2545 • 2790 • 3035 240 • 1440 . 1920 • 2160 • 2400 . 2640 • 2880 • 3120
F :
踏み面(mm) く②踏み面の法規制>K :
蹴上げ(mm) 140 150 160 170 180 190 200 (152) (159) (166) (175) (184) (194)N :
階段段数 25 23 22 21 20 19 18 (大は図5‑1 0 (a)の実施設計と一致した解を示す。)図5‑1 0 (b)設計解の分布(事務所建築の階段)
‑ 155 ‑
4
層H t
?
H mlax
ど
L t Lけ
← D + 十寸 D
図5‑1 1 階 段 室
‑ 156 ‑
階段室幅 Bt 建物用途 U
階 段 室 階 段 室 最 小 層 奥行 Lt高さ Ht高さHrnin llayer ;
① 設計資料による設計基準値の検索 Hrnax I Krnax
n u
加
Bt 主主 Z.Brnin
Hrnax I Krnax I Dmin I Frnin
layerl (Mt， Ht， Hrnax， Krnax， Dmin， Frnin， L
層数 Fn
図
5‑
12
(a)階段室の設計のデータフロー図式円rt
phJu
‑EI&
最 大 層 数 階 段 室 高 さ 最大蹴上げ 踊 り 場 最 小 奥 行 踏 み 面 最 小 値 階 段 長 Mt￨ HIt Hmpx踊り場最大高 Kmax Dmin Fr山 し : 1 ayer 1 I
Mt
Ht
②一層条件の検証
o
~ Ht豆 Hmax層数 Fn
③ 蹴 ヒ げ Kの仮定 寺・Kmaxから Kmax まで 5mm間隔
⑦踏み面 Fの仮定 Fminより1.5. Fm i n まで 5mm間隔
⑨踊り場の奥行の計算 D
=
Dmin + Df KK f
⑤蹴上げ端数の検証
o
~K f
~O . 1 . K
図 5‑1 2 (b)階段室(の一部)を一層で設計する場合のデータフロー図式
158
最大層数 階段室高さ 最 大 蹴 上 げ 踊 り 場 最 小 奥 行 踏 み 面 最 小 値 階 段 長
M t H t H m a x
踊り場最大高K m a x
Dmi n F m i n L
111tι
‑ J i
‑e
‑
司
vv dv
‑
‑ n d
‑
e ' ' B
‑ ‑ ‑
﹁it‑‑LFIl‑‑‑
H t
⑨踏み面の生成 :F
F m i n
より5 m m
ずつ1.5
・
F m i n
mrnまで生成ー 『
M t
③階段室の残り高さ
H
t1= H t ‑H
⑤踊り場の必要性の検証 1100 ~
H
三五H m a x
M t
1H t l
L⑬
l a y e r l ( M t
1.H t
，lH m a x . K m a x .
加i n .F m i n .
LI F n 1 )
⑪ t
t
‑ーーーーーーーーーーーーーーーー・・・・ー・ーーーーーーーーーーーーーーーーーー・
層数
F n
図5‑1 2 (c)階段室を多層で設計する場合のデータフロー図式
一
1 5 9 ‑
305 300
凡伊j
.D
←踊り場奥行き(mm) 八 ( )←1.2層での組合せ番号を示す。③ 続 く①踊り場奥行きの法規制> 上' f
. 1457.5 • 1457.5 • 1457.5 の (10) (6. 8) (2.4.11) 法 . 1500 大1500 • 1500 規 (9.12) (5. 7) (1. 3) 告1JV F:踏み面(mm)
I
<②踏み面の法規制>K :
蹴上げ(mm)・
170 175 180(階段段数はすべて N=10) (女は図5‑1 0 (b)で示した実施設計と同じ数値となる解を示す。〉
図5‑1 3 (a)階段室1層部分の設計解の分布
305 300
F :
踏み面(mm) 凡例・D←踊り場奥行き(mm)
^
( )←1.2層での組合せ番号を示す。③ 蹴 く①踊り場奥行きの法規制> 上
' f
. 1457.5 • 1457.5 • 1457.5 の (3. 4) (7.8) (12) 法• 1500 大1500 • 1500 規 (1. 2. 11) (5. 6) (9.10) 告J1
V く②踏み面の法規制>
K :
掠t
上げ(mm)・
170 175 180(階段段数はすべて N=10) (女は図5‑1 0 (b)で示した実施設計と同じ数値となる解を示す。)
図5‑1 3 (b)階段室2層部分の設計解の分布
‑ 160 ‑
表5‑1設 計 資 料
階 段 の 用 途 蹴 上 げ 踏 み 面 階 段 幅 踊 り 場 踊 り 場 高 さ U Kmax Fmin 8min Dmin Hmax
Aう
ムt 校 160 260 1400 1400 3000
中 戸子以 . 校 180 260 1400 1400 3000 長
リ 場 180 260 1400 1400 3000 公 ムコス 旦Au. 180 260 1400 1400 3000
庖 舗 180 260 1400 1400 3000 地 上 階 の 居 室 200 240 1200 1200 4000 地 階 居 室 200 240 1200 1200 4000 エレヘ.‑
7
機 械 室 230 150 600 600 4000 住 宅 230 150 750 750 4000 事 務 所 200 240 1200 1200 4000 そ の 他 の 屋 内 220 210 750 750 4000 屋 外 避 難 用 230 150 900 900 4000 屋 外 そ の 他 230 150 600 600 4000‑ 161 ‑
【第5章の参考文献】
( 1 ) 日 本 機 会 学 会 編 : C A Dシ ス テ ム の 機 能 と 構 成 ， 技 報 堂 出 版 ， PP.7‑15， 1987.8
(2) ( 社 ) 日 本 設 計 製 図 学 会 : 高 度 技 術 化 に 対 応 す る 機 械 製 図 シ ス テ ム の 標 準 化
の た め の 調 査 研 究 ( 第 三 年 度 〉 報 告 集 ， 1 9 8 8
(3) Stefik， M : Planning with Constraints(MOLGEN:part1)， Artificial Intelligence， Vo1.16， pp111‑139， 1981
(4) 雨 宮 真 人 ， 丸 山 充 : 関 数 型 言 語V a 1 i dに よ る 在 庫 管 理 シ ス テ ム の 記 述 ， 情報処理， Vol. 26， No.5， pp.506‑520， 1985.5
( 5 ) 片 山 車 也 : 属 性 文 法 型 計 算 モ デ ル ， 情 報 処 理 ， Vol. 24， No.2， pp.147‑155， 1983.2
( 6 ) 手 越 義 昭 ， 長 津 野 、 ， 前 田 潤 滋 ， 牧 野 稔 : 建 築 物 設 計 に お け る 小 規 模 な 組 合 せ 選択問題の一解法， 日 本 建 築 学 会 計 画 系 論 文 報 告 集 ， 第405号，
pp.157‑165， 1989.11
( 7 ) 長 津 勲 : 設 計 エ キ ス パ ー ト シ ス テ ム ， 情 報 処 理 ， Vol. 28， No.2， pp.187‑196， 1987.2
(8)建 設 省 住 宅 局 建 築 指 導 課 : 図 解 建 築 法 規 ， pp.202‑204， 新日本法規，
昭 和
63
年( 9 ) 近 畿 工 高 建 築 連 盟 編 : 建 築 設 計 ノ ー ト ， pp. 5 4 ‑7 0， 彰 国 社 ， 昭 和48年 (10)日 本 建 築 家 協 会 編 : 建 築 の デ ィ テ ー ル ， pp.152‑153， 彰 国 社 ， 昭 和
47
年 (11 ) 長 津 勲 ， 手 越 義 昭 : D S P : 設 計 計 算 の た め の ス プ レ ッ ド シ ー ト ，昭 和 63年 度 精 密 工 学 会 春 季 大 会 学 術 講 演 会 講 演 論 文 集 ， pp.437‑438， 1988
‑162 ‑
第 6 章
建 築 設 計 支 援 シ ス テ ム に お け る 生 成 検 証 法 の プ ロ グ ラ ミ ン グ
ー デ ー タ フ ロ ー 図 式 に よ る 設 計 問 題 の 定 式 化 か ら プ ロ グ ラ ム 作 成 ま で の 実 際 ‑
‑ 163 ‑
第6章 建 築 設 計 支 援 シ ステ ム に お け る 生 成 検 証 法 の プログ ラ ミ ン グ
ー デ ー タ フ ロ ー 図 式 に よ る 設 計 問 題 の 定 式 化 か ら プログラム 作 成 ま で の 実 際‑
6 ‑ 1 はじめに
一 般 に，建築 物 の 設 計 作業の流れ 全 体 を一 貫し て 支 援 す る 設計支援シ ス テ ム に は，建築 物 の モ デ ル を 管 理 す る 機 能 ， 意 匠 の 編 集 ， 構 造 設 計 ， 積 算等の 各 種設 計 作 業 を 支 援 す る 機 能 ， 利 用 者 と の 対 話 を 制 御 す る 機 能 等 が 必 要 で あ る (1 )。
本 章 で は ， こ れ ら の 機 能 の う ち ， 意 匠 の 編 集 や 構 造 設 計 の 中 で 用 い ら れ る 比 較 的 小 規 模 な 組 み 合 わ せ 選 択 問 題 を 解 く た め の 設 計 計 算 ( 以 下 ， 設 計 計 算 〉 の 支 援 機 能(2)について述べる。
上 記 の 組 み 合 わ せ 選 択 問 題 の 解 法 を ， 生 成 検 証 ， デ ー タ フ ロ ー ， お よ び 再 帰 等 のプログラミング概念、けれ (4)，(5)を 用 い て 定 式 化 す る 生 成 検 証 法(6)は第 5章で 述 べ た 。 生 成 検 証 法 は ， 階 段 や 床 組 等 の 設 計 作 業 に お い て 設 計 者 が 無 意 識 に 用 い て い る 設 計 計 算 の 手I}債 を 自 然 に 表 現 し た プ ロ グ ラ ミ ン グ 概 念 で あ る た め ， こ の 概 念 を 用 い た 設 計 計 算 シ ス テ ム は 設 計 者 に と っ て理解 し や す く ， 設 計 者 自 身 に よ る 設 計 計 算 シ ス テ ム の 構 築 お よ び 保 守 が 可 能 に な る と 期 待 で き る 。
し か し な が ら ， 生 成 検 証 法 の 実 現 に
FORTRAN
等 の 手 続 き 型言語 を 用 い た 場 合 ， 結 果 的 に 手 続 き 型 言 語 の プ ロ グ ラ ミ ン グ 概 念 で あ る 「デ ー タ 構 造 と 制 御 の 流 れ 」 に 翻 訳 し な け れ ば な ら ず ， 初 期 の 目 的 を 達 成 で き な し 、 。 こ の よ う な 難 点 は 生 成 検 証 法 の た め の 専 用 の 言 語 ( 以 下 ， 設 計 計 算 用 言 語 ) を 用 い る こ と に よ っ て 解 決 で き る と 考 え ら れ る 。本 章 で は ， 生 成 検 証 法 の た め の 設 計 計 算 用言語
r D S P J ( D e s i g n e r ' s S p r e a d S h e e t
以下，D S P)
(7)を提案し， この言語 を 用 い た 生 成 検 証 法 の プ ロ グラ ミ ン グ を 方 法 論 と し て 整 備 す る 。 ま た ， 本言語 に よ る プ ロ グ ラ ミ ン グ が ， 従 来 の手続 き 型言語 に よ る 方 法 に 比 較 し て 優 れ て い る こ と を プ ロ グ ラ ム 作 成 実 験 に よ
り示す。
‑ 164 ‑
6 ‑ 2 手 続 き 型 言 語 に よ る プ ロ グ ラ ミ ン グ
本 節 で は ， 手 続 き 型 言 語 を 用 い た 生 成 検 証 法 の プ ロ グ ラ ミ ン グ 手 ) 1 聞 に つ い て 説 明し，設計者の立場から問題点、を整 理検討する。
6 ‑2 ‑ 1 手続 き 型 言 語 に よ る プ ロ グ ラ ミ ン グ
FORTRAN
等 の 手 続 き 型 言 語 に よ る 生 成 検 証 法 の プ ロ グ ラ ミ ン グ 手 )l聞は，図 6‑ 1 (a) の よ う に 示 さ れ る 。 い ま M を 与 え ら れ た 任 意 の実数， X， y， Zを 定 義 域[0，1]の実数とするとき， X 2くYくXか っ かY+ZくMかっ y2くZくYとなる X，y， Zの 組 み 合 わ せ を 求 め る 例 題 を 考 え る 。 こ の 伊j題 を 解 く 生 成 検 証 法 の プ ロ グ ラ ム を 同 図 の 手I1聞 に し た が っ て 作 成 す る と 以 下 の よ う に な る 。
ス テ ッ プ 1 プ ロ グ ラ ミ ン グ 作 業 は 設 計 問 題 の 設 定 ， つ ま り ， 建 築 物 の 用 途 や 構 造 形 態 に 付 随 す る 設 計 条 件 や 要 求 項 目 を 制 約 条 件 と し て 整 理 す る こ と に 始 ま る 。 上 記 の 例 題 で は ， 図 6 ‑ 2 (a)のように整理できる。
ステッフ。2 次 に ， 生 成 検 証 法 に 適 し た 形 に 問 題 を 再 整 理 す る 。 生 成 検 証 法 は，
I
仮 定 生 成 → 計 算 → 条 件 検 証J
(6)の よ う に 行 う の で ， 仮 定 生 成 が 系 統 的 に 行 え る よ う に 諸 元 を 離 散 化 し ， こ れ に 対 応 し て 制 約 条 件 を 修 正 す る 必 要 が あ る 。 上 記 の 例 題 で は ， 変 数 X，y， Z の 定 義 域 を 設 計 解 と し て 不 自 然 、 に な ら な い 範 囲 で 適 当 に 離 散 化 し ， 例 え ば{ O . 0 . 2 . 0 . 4 . … .
1.O }
の よ う に0 . 2
きざみにする。また， X+y+Zは 与 え ら れ た 実 数 Mと 比 較 さ れ る の で ， デ ノ マ ッ グ の 利 便 を 考 え て 新 た に 変 数 Uを 導 入 し U=X+Y+Zと す る ( 図 6‑2(b))。
ス テ ッ プ 3 諸 元 を 入 力 諸 元 ， 仮 定 諸 元 ， お よ び 従 属 諸 元 に 分 け ， 各 諸 元 の 計算 と 制 約 条 件 の 検 証 の 手 順 を デ ー タ フ ロ ー 図 式 の 形 に 整 理 す る 。 こ こ で 入 力 諸 元 と は 与 件 と し て 与 え ら れ た 諸 元 ， 仮 定 諸 元 と は 値 を 系 統 的 に 仮 定 す る 諸 元 ， お よ び 従 属 諸 元 と は 他 の 諸 元 か ら 算 定 さ れ る 諸 元 で あ る 。 上 記 の 例 で は ， 入 力 諸 元 を M， 仮 定 諸 元 を X，y， Z， お よ び 従 属 諸 元 を U と す れ ば 図 6‑2 (c) に 示 す デ ー タ フ ロ ー 図 式 を 得 る こ と が で き る。以 下 ， 同 図 ① ③ の よ う に 諸 元 の 値 を 仮 定 す るステ ップを 「仮 定 ス テ yプ
J
， ④ の よ う に諸元 の 値 を計 算す る ス テ yプを 「算‑165 ‑
定 ス テ ッ プ
J
， ⑤ ⑦ の よ う に 諸 元 の 関 係 を 検 証 す る ス テ ッ プ を 「検 証 ス テ yプ」 と呼ぶことにする。ス テ ッ プ4 デ ー タ フ ロ ー図式 で表 現された 「データ の 流 れ」を 「制 御 の流 れ」に翻訳し， フ ロ ー チ ャ ー ト (8)あるいは近年 普及 し て い る P A D (9). (10).
( 1 1. )等の 図 式 で表現 す る。 こ の と き 一 つ の 「デ ー タ の 流 れ」 にい く つ か の 可 能 な
「制 御 の 流 れ」が 対 応 す る の で ， プ ロ グ ラ ム の 効 率 や 理 解 し や す さ を 考慮して選 択 し な く て は な ら な し1。 図 6‑2 (d)の P A D図 は 理 解 し や す さ を 優 先 さ せ た 記 述 例である。
図 中 ① ' は 変 数 M へ の デ ー タ 入 力 ， ① ③ は 変 数 X，y， zの そ れ ぞ れ 0.0 から 1.0 まで 0.2 き ざ み で の 反 復 ， ④ は X，
y
，z
か ら の 変 数 U の 値 の 計 算 ， ⑤ ⑦ は条件 X2<yくX かっ U<M かっ y2くZくY のテストで， も し 条 件 が 満 足 さ れ て い れ ば② ' を 実 行 し ， そ う で な け れ ば 何 も し な い ， こ こ に ② ' は 変 数 X，y， zを印刷する，
の 意 味 で あ る 。 同 図 の ① ⑦ は 図 6‑ 2 (c) の ① ⑦ に 対 応 さ せ て い る 。
ス テ ッ プ 5 上 記 ス テ ッ プ 4 に 従 い ， 手 続 き 型 言 語 を 用 い た プ ロ グ ラ ム の 作 成 と そ の デ バ ッ グ を 行 う 。 図
6‑2
(e) はFORTRAN77
に よ る 記 述 例 で ある。ス テ ッ プ 6 プ ロ グ ラ ム を 試 用 し ， 作 成 者 の 意 図 ど お り の 解 が 得 ら れ る か ど う か を 検 証 す る 。 も し そ う で あ れ ば 終 了 す る 。 そ う で な け れ ば ， 次 の ス テ ッ プ
7
を 実 行 す る 。 図 6‑2 (e) の プ ロ グ ラ ム で は ， 何 も 印 刷 さ れ ず 解 が 得 ら れ な い が ， こ れ は 仮 定 生 成 す る 変 数 X，
y
，z
の安JIみ 幅 が 粗 す ぎ る た め で あ る 。ス テ ッ プ7 前 記 ス テ ッ プ に お け る プ ロ グ ラ ム の 試 用 の 結 果 が 不 満 足 な と き 問題の 定 式 化 を 修 正 す る 。 す な わ ち ， 諸 元 の 仮 定 生 成 の 範 囲 や 制 約 条 件 を 修 正 し ， ステップ 3 に 戻 る 。 上 記 の 例 で は 仮 定 生 成 の き ざ み 幅 を O.1に修正し， ス テ ッ プ 3よ り 繰 り 返 す と 図 6‑ 2 (f)の解を得る。
一166 ‑
6 ‑2 ‑2 手 続 き 型 言 語 に よ る プ ロ グ ラ ミ ン グ の 難 点
上 述 の 手 続 き 型 言 語 に よ る 生 成 検 証 法 の プ ロ グ ラ ミ ン グ の 難 点 は 以 下 の よ う に 整理できる。
( 1 ) デ ー タ フ ロ ー 図 式 作 成 の 支 援 の 不 備
設計手)1債をデータフロー図式に整理するステップ 3の 作 業 は ， 設 計 問 題 が 複 雑 に な る に 従 い ， 正 確 に 行 う た め に は か な り 丁 寧 な 作 業 が 要 求 さ れ る 。 思 い 違 い に よ り 同 ー の 変 数 に 2つ 以 上 の 設 計 諸 元 を 対 応 さ せ た り ， デ ー タ の 流 れ が 完 結 し て い な い 等 の 誤 り が 生 じ や す し1。 こ の よ う な 誤 り は デ ー タ フ ロ ー 図 式 の 論 理 的 な 完 結 性 を 直 接 に 検 証 で き る ツ ー ル が あ れ ば 回 避 で き る 。
(2)制 御 の 流 れ へ の 翻 訳 の 煩 雑 性
設 計 プ ロ グ ラ ム の 作 者 は 「 デ ー タ の 流 れ 」 と 「 制 御 の 流 れ 」 の 2つ の 表 現 を 理 解 し 駆 使 で き な け れ ば な ら な し1。 前 者 は 設 計 計 算 の 手 順 の 表 現 で あ り ， 建 築 設 計 者 に は 理 解 が 比 較 的 容 易 で あ ろ う 。 し か し 後 者 は 計 算 機 で 実 行 す る た め の 表 現 で あ り ， 実 行 効 率 ， 多 数 解 の 記 録 ， デ ノ て ッ グ の 容 易 さ 等 の プ ロ グ ラ ミ ン グ 上 の 様 々 な 配 慮 が 必 要 で あ る 。 し た が っ て ， 前 者 か ら 後 者 へ の 翻 訳 を 行 う ス テ ッ プ4は 建 築 設 計 者 に は 煩 雑 な 作 業 に な る 。 例 え ば 図 6‑3は図 6‑2 (e) の プ ロ グ ラ ム に 対 し て ， 制 約 条 件 の 検 証 を 可 能 な 限 り 早 く 行 う こ と に よ る 探 索 効 率 の 改 善 と 後 の 使 用 の た め 複 数 解 の 記 録 と い う 2つ の 改 良 を 行 っ た も の で あ る が ， 実 用 的 に は こ の よ う な プ ロ グ ラ ム を 作 成 し な く て は な ら な し1。 こ の こ と か ら ス テ ッ プ4で の 作 業 の 自 動 化 が 望 ま れ る 。
( 3 ) プ ロ グ ラ ム の デ バ ッ グ の 困 難 性
6 ‑2 ‑ 1項 の 手 順 で は ， 手 続 き 型 言 語 を 用 い て フ ロ グ ラ ム を 作 成 す る ス テ ッ プ5で 初 め て プ ロ グ ラ ム の デ バ ッ グ を 行 う 。 と こ ろ が ， 設 計 者 に と っ て 本 来 の デ バ ッ グ の 対 象 は ス テ ッ プ 3で 作 成 し た デ ー タ フ ロ ー 図 式 で あ る た め ， 手 続 き 型 言 語 で 警 か れ た プ ロ グ ラ ム の ス テ ッ プ を デ ー タ フ ロ ー 図 式 の ス テ ッ プ に 対 応 さ せ な が ら デ パ y グ を 行 わ な け れ ば な ら な し1。 例 え ば ， プ ロ グ ラ ム の 「 制 御 の 流 れ 」 が
「デ ー タ の 流 れ 」 を 満 足 し て い る か ， 変 数 の 初 期 値 は 正 し く 設 定 さ れ て い る か ，
‑ 167 ‑
お よ び 諸 元 の 計 算 式 は 正 し い か ， 等 を 確 認 す る 。 さ ら に ， テ ス ト デ ー タ を 用 い て 手 計 算 の 結 果 と 比 較 す る こ と も 必 要 で あ ろ う 。 こ の よ う に ， 様 々 な 要 素 が 混 在 す るため，手続き型言語によるプログラムのデ/'¥yグは 煩 雑 に な る 。 こ の よ う な デ バ ッ グ の 煩 雑 さ を 避 け る た め に も ， ス テ ッ プ4の 作 業 の 自 動 化 が 必 要 で あ る 。
(4) プ ロ グ ラ ム の 理 解 と 修 正 の 困 難 性
ス テ ッ プ3で 設 定 し た デ ー タ フ ロ ー 図 式 は ， 最 初 か ら 設 計 者 の 意 図 通 り の 動 作 を 保 証 す る も の で は な い 。 テ ス ト デ ー タ に よ る 動 作 確 認 を 行 い ， 場 合 に よ っ て は 設 計 手 ) l 債 の 誤 り を 特 定 し な け れ ば な ら な い 。 と こ ろ が ， 手 続 き 型 言 語 で 作 成 さ れ た プ ロ グ ラ ム か ら 考 察 の 対 象 と な る デ ー タ の 流 れ を 取 り 出 し て 誤 り を 特 定 す る の は 煩 雑 で あ り ， 困 難 な 作 業 に な る こ と も 多 い 。
以 上 述 べ た 難 点 は ， 設 計 手 順 を 整 理 し た デ ー タ フ ロ ー 図 式 と 手 続 き 型 言 語 で 実 現 し た プ ロ グ ラ ム と の 意 味 的 な 対 応 が 不 完 全 で あ る こ と に 起 因 す る と 云 え る 。
‑168 ‑
