JP6347751B2 - シミュレーションモデル生成支援方法およびシミュレーションモデルシステム - Google Patents

Description

本発明は、シミュレーションモデル生成支援方法およびシミュレーションモデル生成支援システムに関するものであり、具体的には、ＣＬＤからＳＤモデル生成に至る工程をユーザにとってインタラクティブに誘導し、ＳＤモデル開発の効率化を図る技術に関する。

ビジネスや社会システムにおける変化や傾向を予測すべく、情報システムを活用したシミュレーション技術の一つとしてシステムダイナミクス（以下、ＳＤ）の技術が存在している。このＳＤを活用したシミュレーションモデル（以下、単にＳＤモデル）の開発には、モデルの考え方を可視化するツールとして有向グラフネットワークの形状で事象の要素間の因果構造をモデリングするＣＬＤ（Ｃａｕｓａｌ Ｌｏｏｐ Ｄｉａｇｒａｍ：因果ループ図。以下ＣＬＤ）が使われることが多い。また、定量シミュレーションモデルの開発には、一般に、Ｐｏｗｅｒｓｉｍ ＳｔｕｄｉｏやＶｅｎｓｉｍ、ｉＴｈｉｎｋ／Ｓｔｅｌｌａ（いずれも登録商標）といったＳＤモデル開発専用ソフトウェア（以下、単にＳＤ専用ソフト）を用いたモデル開発とシミュレーション実行が行われる。

こうした技術に関連する従来技術としては、例えば、人間が理解しやすい因果関係の構造に基づいてシミュレーションモデルを定義して、シミュレーションプログラム開発期間を大幅に短縮することを目的として、システムダイナミクスのシミュレーションに用いられるストックとフローなどの構成要素の関係、ノード間の関係式をビジュアルなモデル図ＳＦＤ（Ｓｔｏｃｋ−Ｆｌｏｗモデル。以下ＳＦＤ）と関係式の定義を補助するＩ／Ｆで定義させ、シミュレーションを行うシステム（特許文献１参照）などが提案されている。

また、グラフ理論を元にＣＬＤの構造からＳＦＤを生成するルールの定義手法（非特許文献１参照）なども提案されている。

特開２００７−２８６７７７号公報

"Ｓｉｍｐｌｉｆｉｅｄ Ｔｒａｎｓｌａｔｉｏｎ ｏｆ ＣＬＤ’ｓ ｉｎｔｏ ＳＦＤ’ｓ"（Ｊ．Ｒ．Ｒｕｒｎｓ，２００１）

上述したＳＤモデルの開発において、ＣＬＤを用いてシミュレーションに含まれる変数間の関係を整理する場合でも、ＳＤモデルの開発には多くの時間および手間を要する。これは、一連の開発作業に必要となる、ＳＦＤそのものの表記法や各ＳＤ専用ソフトが用意する独自の関数に対する知識について担当者が網羅しておらず、工数が徒に増大することが原因の一つである。また更に、ＳＤモデルに多数含まれる変数間の関係式を担当者が一つ一つ立式することに多くの時間を要することも原因の一つとなっている。一方、従来技術でもこうした課題を解決する手段等は提示されていない。

本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであり、ＣＬＤからＳＤモデル生成に至る工程をユーザにとってインタラクティブに誘導し、ＳＤモデル開発の効率化を図る技術
の提供を目的とする。

上記課題を解決する本発明のシミュレーションモデル生成支援方法は、シミュレーション対象の所定事象を示した因果ループ図、および前記因果ループ図の各構成要素に対応したシステムダイナミクス変数の候補、の各データを格納した記憶装置を備えた情報処理装置が、前記記憶装置のデータに基づき、前記因果ループ図の各構成要素について、システムダイナミクス変数に関する候補情報を表示装置に出力し、前記候補情報に基づくシステムダイナミクス変数の指定と、シミュレーション実行条件および各システムダイナミクス変数の単位の入力とを入力装置で受け付ける処理と、前記シミュレーション実行条件および前記各システムダイナミクス変数の単位を所定の判定アルゴリズムに適用し、当該判定の結果が所定条件を示すシステムダイナミクス変数をストックとなる変数として識別する処理と、前記指定がなされた所定のシステムダイナミクス変数間の関係性を示す関係式の候補として、前記ストックと識別されたシステムダイナミクス変数について、該当システムダイナミクス変数の値を変化させるフロー変数の属性情報を入力装置で受付ける処理と、各システムダイナミクス変数の状態を表す所定データの情報を入力装置で受付ける処理と、前記所定のシステムダイナミクス変数間について該当各システムダイナミクス変数の前記属性情報および前記所定データを、所定アルゴリズムに適用して該当システムダイナミクス変数間の関係式の候補を推定して表示装置に出力し、前記関係式の候補に基づく該当システムダイナミクス変数間の関係式の指定を入力装置で受け付ける処理と、前記各処理で得た、前記各構成要素に対応するシステムダイナミクス変数、および前記所定のシステムダイナミクス変数間の関係式を少なくとも含む、システムダイナミクスモデルの定義情報を、所定アルゴリズムにより、システムダイナミクスモデル開発用プログラムの仕様に変換する処理と、を実行することを特徴とする。

また、本発明のシミュレーションモデル生成支援システムは、シミュレーション対象の所定事象を示した因果ループ図、および前記因果ループ図の各構成要素に対応したシステムダイナミクス変数の候補、の各データを格納した記憶装置と、前記記憶装置のデータに基づき、前記因果ループ図の各構成要素について、システムダイナミクス変数に関する候補情報を表示装置に出力し、前記候補情報に基づくシステムダイナミクス変数の指定と、シミュレーション実行条件および各システムダイナミクス変数の単位の入力とを入力装置で受け付ける処理と、前記シミュレーション実行条件および前記各システムダイナミクス変数の単位を所定の判定アルゴリズムに適用し、当該判定の結果が所定条件を示すシステムダイナミクス変数をストックとなる変数として識別する処理と、前記指定がなされた所定のシステムダイナミクス変数間の関係性を示す関係式の候補として、前記ストックと識別されたシステムダイナミクス変数について、該当システムダイナミクス変数の値を変化させるフロー変数の属性情報を入力装置で受付ける処理と、各システムダイナミクス変数の状態を表す所定データの情報を入力装置で受付ける処理と、前記所定のシステムダイナミクス変数間について該当各システムダイナミクス変数の前記属性情報および前記所定データを、所定アルゴリズムに適用して該当システムダイナミクス変数間の関係式の候補を推定して表示装置に出力し、前記関係式の候補に基づく該当システムダイナミクス変数間の関係式の指定を入力装置で受け付ける処理と、前記各処理で得た、前記各構成要素に対応するシステムダイナミクス変数、および前記所定のシステムダイナミクス変数間の関係式を少なくとも含む、システムダイナミクスモデルの定義情報を、所定アルゴリズムにより、システムダイナミクスモデル開発用プログラムの仕様に変換する処理とを実行する演算装置と、を備えることを特徴とする。

本発明によれば、ＣＬＤからＳＤモデル生成に至る工程をユーザにとってインタラクティブに誘導し、ＳＤモデル開発の効率化を図ることができる。

本実施形態におけるシミュレーションモデル生成支援システムの構成例を示す図である。 本実施形態におけるＣＬＤの例を示す図である。 本実施形態のＣＬＤ管理データにおけるノードデータファイルを示す図である。 本実施形態のＣＬＤ管理データにおけるリンクデータファイルを示す図である。 本実施形態におけるＳＤ変数名置換データの構造を示す図である。 本実施形態のシミュレーションモデル生成支援方法の手順例１を示す図である。 本実施形態のシミュレーションモデル生成支援方法の手順例２を示す図である。 本実施形態のシミュレーションモデル生成支援方法の手順例３を示す図である。 本実施形態におけるＳＤモデル定義の初期画面を示す図である。 本実施形態におけるＳＤモデル定義でのＳＤ変数名の定義画面を示す図である。 本実施形態におけるＳＤモデル定義での変数の単位の定義画面を示す図である。 本実施形態におけるＳＤモデル定義でのフロー変数の定義画面を示す図である。 本実施形態におけるＳＤモデル定義での変数の計算式の定義画面を示す図である。 本実施形態におけるＳＤ専用ソフトと一般的な表計算ソフトの各関数間を変換する関数変換データを示す図である。

−−−システム構成−−−

以下に本発明の実施形態について図面を用いて詳細に説明する。図１は、本実施形態におけるシミュレーションモデル生成支援システム１００の構成例を示す図である。図１に示すシミュレーションモデル生成支援システム１００は、ＣＬＤからＳＤモデル生成に至る工程をユーザにとってインタラクティブに誘導し、ＳＤモデル開発の効率化を図るコンピュータシステムである。

こうしたシミュレーションモデル生成支援システム１００は、一般的なコンピュータ装置と同様のハードウェア構成を備えており、ＳＳＤ（Ｓｏｌｉｄ Ｓｔａｔｅ Ｄｒｉｖｅ）やハードディスクドライブなど適宜な不揮発性記憶素子で構成される記憶装置１０１、ＲＡＭなど揮発性記憶素子で構成されるメモリ１０３、記憶装置１０１に保持されるプログラム１０２をメモリ１０３に読み出すなどして実行し装置自体の統括制御を行なうとともに各種判定、演算及び制御処理を行なうＣＰＵなどの演算装置１０４、シミュレーションモデル生成業務を担うユーザからのキー入力や音声入力を受け付ける入力装置１０５、処理データの表示を行うディスプレイ等の表示装置１０６を備える。なお、記憶装置１０１内には、本実施形態のシミュレーションモデル生成支援システム１００として必要な機能を実装する為のプログラム１０２と、その他のデータ類１２０、１２５、１２６、１２７等が少なくとも記憶されている。

続いて、本実施形態のシミュレーションモデル生成支援システム１００が備える機能について説明する。以下に説明する機能部２０１１〜２０１４、２０１９は、例えばシミュレーションモデル生成支援システム１００が備えるプログラム１０２を実行することで実装される。

シミュレーションモデル生成支援システム１００は、ＣＬＤ読取部２０１１、ロジック定義ルール管理部２０１２、データ相関計算部２０１３、ＳＤ専用ソフト変換部２０１４、およびＳＤ専用ソフト実行部２０１９を有する。

このうちＣＬＤ読取部２０１１は、入力装置１０５や適宜な媒体リーダー等を介し入力されるＣＬＤ１２０のデータから、ノードやリンクといった属性情報を読み取り、これをＣＬＤデータ管理部２０１５のＣＬＤ管理データ１２５に格納するものである。ＣＬＤ管理データ１２５の詳細については後述する。

また、ロジック定義ルール管理部２０１２は、ロジック定義ファイル管理部２０１６が保持するロジック定義用のファイルを用いつつ、ＳＤモデルの定義を促すための手順や支援情報を管理するものである。換言すると、このロジック定義ルール管理部２０１２は、シミュレーション対象の所定事象を示した上述のＣＬＤ１２０（因果ループ図のデータ）のノード（各構成要素）について、ＳＤ変数に関する候補情報を表示装置１０６に出力し、この候補情報に基づくＳＤ変数の指定を入力装置１０５でユーザから受け付ける機能に
対応する。この場合、ＳＤ変数の指定を受け付ける処理に際し、シミュレーション実行条件および各ＳＤ変数の単位の入力を受付けるものとする。

また、データ相関計算部２０１３は、上述のロジック定義ファイル管理部２０１６等で保持するデータに基づき、ＣＬＤ１２０のノードに対して指定された各ＳＤ変数に対して、そのＳＤ変数を変化させる原因側変数を、リンクデータ管理ファイル５０２から検索し、原因側変数と結果側変数との相関を分析し、変数間の関係式を推定するものである。換言すると、このデータ相関計算部２０１３は、所定のＳＤ変数間の関係性を示す関係式の候補を所定アルゴリズムで推定して表示装置１０６に出力し、この関係式の候補に基づく該当ＳＤ変数間の関係式の指定を入力装置１０５でユーザから受け付ける機能に対応する。この場合、シミュレーション実行条件および各ＳＤ変数の単位を所定の判定アルゴリズムに適用し、当該判定の結果が所定条件を示すＳＤ変数をストックとなる変数として識別し、関係式の候補を推定する処理に際し、ストックと識別されたＳＤ変数について、該当ＳＤ変数の値を変化させるフロー変数の属性情報を入力装置１０５で受付ける処理と、各ＳＤ変数の状態を表す所定データの情報を入力装置１０５で受付ける処理と、所定のＳＤ変数間について該当各ＳＤ変数の属性情報および所定データを、所定アルゴリズムに適用して該当ＳＤ変数間の関係式の候補を推定するものとする。

なお、上述の関係式の候補を推定する処理に際し、各ＳＤ変数の状態を表す所定データの情報を入力装置１０５で受付ける処理と、所定のＳＤ変数間について該当各ＳＤ変数の所定データを所定アルゴリズムに適用して該当ＳＤ変数間の関係式を算出し、当該算出した関係式と、各ＳＤ変数の各所定データ間の関係との適合度が所定基準以下である場合、所定データの情報の再設定を促す情報を表示装置１０６に出力するものとする。

また、ＳＤ専用ソフト変換部２０１４は、上述のロジック定義ファイル管理部２０１６等で保持するロジック定義データをＳＤ専用ソフトの仕様（例：表記）に変換するものである。換言すると、このＳＤ専用ソフト変換部２０１４は、これまでの各処理で得た、ＣＬＤ１２０の各構成要素（ノード）に対応するＳＤ変数、および所定のＳＤ変数間の関係式を少なくとも含む、ＳＤモデルの定義情報（ロジック定義ファイル等）を、所定アルゴリズムにより上述のＳＤ専用ソフトの仕様に変換する機能に対応する。

また、ＳＤ専用ソフト実行部２０１９は、ＳＤ専用ソフトデータ管理部２０２０で保持するデータを用いて、ＳＤ専用ソフトを実行するものである。

なお、上述のＣＬＤ読取部２０１１、ロジック定義ルール管理部２０１２、データ相関計算部２０１３、ＳＤ専用ソフト変換部２０１４、ＣＬＤデータ管理部２０１５、ロジック定義ファイル管理部２０１６、ＳＤ変数名置換データ管理部２０１７、変数状態データ管理部２０１８は、一般的な表計算ソフト上に実装するとしても良い。
−−−データ構造例−−−

次に、本実施形態のシミュレーションモデル生成支援システム１００が用いるデータの構造例について説明する。まずは、シミュレーション対象となる事象に対応したＣＬＤ１２０について説明する。図２は本実施形態にて用いるＣＬＤ１２０の例を示す図である。一般的にＣＬＤ１２０は、ビジネスや社会システムなどにおける評価対象の因果構造を示した図であり、マサチューセッツ工科大学Ｊ．Ｗ．Ｆｏｒｒｅｓｔｅｒが提案したシステムシミュレーション手法、システム・ダイナミクスの中で利用されるものである。またその構造は、評価対象の構成要素を示すノード、構成要素間の因果関係を示すリンクで構成されている。こうした構成要素間の因果関係は、「原因と結果で値の増減方向が一致するか否か」、「原因が結果に反映される時間的ギャップの有無」という二つの尺度により分類されており、それに応じてリンクも複数の種類が存在する。

例えば、リンク連結元の構成要素が上がる（または下がる）とそのリンク連結先の構成要素も上がる（または下がる）因果関係を示す場合、該当リンクは正相関リンクである。また、その逆の因果関係を示すリンクは逆相関リンクであり、時間遅れを伴って影響が及ぶものをディレイを伴う正相関リンク（または逆リンク）と呼ぶ。

図２に例示するＣＬＤ１２０の場合、正相関リンクは、「経験値」ノードと「品質」ノードを結ぶリンク４０１１であり、ディレイを伴う正相関リンクは、「品質」ノードと「受注」ノードを結ぶリンク４０１２、また、ディレイを伴う逆リンクは、「設備劣化度」ノードと「品質」ノードを結ぶリンク４０１３が相当する。

このＣＬＤ１２０からシミュレーションモデル生成支援システム１００のＣＬＤ読取部２０１１が生成し、ＣＬＤデータ管理部２０１５でＣＬＤ管理データ１２５として管理されるものが、図３に例示するノードデータ管理ファイル５０１および図４に例示するリンクデータ管理ファイル５０２である。

このうち図３にて示すノードデータ管理ファイル５０１は、各ノードのノードＩＤ５０１１とノード名５０１２を対応づけたレコードの集合体から成っている。また図４にて示すリンクデータ管理ファイル５０２は、各リンクのリンクＩＤ５０２１、リンク種別５０２２、および、該当リンクの始点ノード５０２３と終点ノード５０２４の各データを対応づけたレコードの集合体から成っている。

上述のリンクデータ管理ファイル５０１にて示したリンク種別とは、既に述べたリンクの種類を示している。例えば、正相関リンクはＤＮ（Ｄｉｒｅｃｔ，Ｎｏｒｍａｌ）、逆相関はＯＮ（Ｏｐｐｏｓｉｔｅ，Ｎｏｒｍａｌ）、ディレイを伴う正相関リンクはＤＤ（Ｄｉｒｅｃｔ，Ｄｅｌａｙ）、ディレイを伴う逆相関リンクはＯＮ（Ｏｐｐｏｓｉｔｅ，Ｄｅｌａｙ）といったリンクの種別に応じた識別情報が設定されている。

続いて図５は本実施形態におけるＳＤ変数名置換データ１２６の構造を示す図である。ＳＤ変数名置換データ１２６は、ＳＤ変数名置換データ管理部２０１７にて管理されるデータあり、上述したＣＬＤ１２０のノードとＳＤモデルで用いる変数の対応候補との関係を定めたテーブルである。こうした本実施形態におけるＳＤ変数名置換データ１２６は、少なくともＣＬＤノード名１１０１０１とＳＤ変数名候補１１０１０２とを対応づけたレコードの集合体から成っている。
−−−処理フロー−−−

以下、本実施形態におけるシミュレーションモデル生成支援方法の実際手順について図に基づき説明する。以下で説明するシミュレーションモデル生成支援方法に対応する各種動作は、シミュレーションモデル生成支援システム１００がメモリ１０３等に読み出して実行するプログラム１０２によって実現される。そして、このプログラムは、以下に説明される各種の動作を行うためのコードから構成されている。ここでは、シミュレーションモデル生成支援システム１００を説明の簡便化のためシステム１００と記載する。

図６は、本実施形態におけるシミュレーションモデル生成支援方法の処理手順例１を示すフロー図であり、具体的には本実施形態における基本処理フローを示している。この場合、システム１００のＣＬＤ読取部２０１１は、入力装置１０５からユーザが入力した、或いは記憶装置１０１ないし適宜な媒体リーダー等からＣＬＤ１２０のデータを取得し、ここで得たＣＬＤ１２０のデータから、該当ＣＬＤ１２０を構成するノードおよびリンクを抽出して、既に述べたノードデータ管理ファイル５０１、リンクデータ管理ファイル５０２を生成し、ＣＬＤ管理データ１２５として記憶装置１０１に格納する（ステップｓ１
０１）。ここで得たＣＬＤ１２０はＳＤモデルの元となる。ＣＬＤ１２０からノードおよびリンクの情報を抽出する技術については既存技術を採用すればよい。

次にシステム１００のロジック定義ルール管理部２０１２は、記憶装置１０１のロジック定義ファイル管理部２０１６で予め保持するＳＤモデル定義画面のフォーマットを読み出し、このフォーマットにおけるＣＬＤのノードの設定欄に対し、上述のステップｓ１０１でＣＬＤ１２０に関して抽出した各ノードの情報を設定してＳＤモデル定義画面６０１を生成し、これを表示装置１０５に出力する（ステップｓ１０２）。

このステップｓ１０２で出力するＳＤモデル定義画面６０１の初期画面を図９に基づき説明する。ＳＤモデル定義画面６０１は、シミュレーション実行条件６０２と、ロジック定義シート６０３で構成される。このうちシミュレーション実行条件６０２は、シミュレーション実行条件項目６０２１、その項目の値６０２２、およびその単位６０２３から構成される。また、ロジック定義シート６０３は、該当ＣＬＤ１２０に関して得ているノードデータ管理ファイル５０１から読み出して設定したノードＩＤ６０３１およびＣＬＤのノード名６０３２と、該当ＣＬＤノードと対応するＳＤモデル上の変数名を示すＳＤ変数名６０とその単位６０３４および種別６０３５とからなる。ここで、変数の単位６０３４のうち分子は、該当ＳＤ変数の量の単位であり、分母は、該当する変数を取り扱う際の単位期間（タイムスパン）に該当する。また、変数の種別６０３５には、ＳＤモデルで扱われるストック、フローなどの情報に該当する。

次にシステム１００のロジック定義ルール管理部２０１２は、上述のＳＤモデル定義画面６０１におけるノード間の関係式のユーザ指定を入力装置１０５から受付ける（ステップｓ１０３）。ここで、当該ステップｓ１０３の詳細を図７を用いて更に説明する。

図７は、本実施形態のシミュレーションモデル生成支援方法の手順例２を示す図であり、具体的には、関係式の設定フローを示す図である。この場合、システム１００のロジック定義ルール管理部２０１２は、図１０にて示すようにＳＤモデル定義画面６０１のＳＤ変数名６０３３欄において、ＳＤ変数名の入力を入力装置１０５から受付ける（ステップｓ３０１）。ここでのユーザの入力作業は、ＳＤモデル定義画面６０１におけるＣＬＤノード名６０３２に対し、ＳＤモデル上で定量指標に置き換えるためのＳＤ変数の名称をＳＤ変数名６０３３欄に定義する作業に該当する。但し、ＣＬＤノードによっては、定量指標に置き換えにくいものもあり、ユーザのスキル等によっては対応困難となりやすいため、このステップｓ３０１に際し、システム１００のロジック定義ルール管理部２０１２は、ＣＬＤノード名６０３２をキーにＳＤ変数名置換データ管理部２０１７に管理されるＳＤ変数名置換データ１２６を検索し、候補となるＳＤ変数名を候補リスト６０３３１として該当ＳＤ変数名欄にて選択可能に表示し、ユーザからの選択を受け付ける。

図１０のＳＤモデル定義画面６０１の例では、ＣＬＤノード名「品質」に対して、ＳＤ変数名６０３３の候補リスト６０３３１として、「返品率」、「納期遵守率」、「クレーム件数」、「不良品率」、「顧客評価スコア」、といったＳＤ変数候補群がプルダウン形式で表示され、ユーザが「クレーム件数」をＳＤ変数として選択した状況を示している。なお、ユーザが、上述の候補リスト６０３３１にないＳＤ変数名を入力装置１０５にて直接力した場合、システム１００のロジック定義ルール管理部２０１２は、それを受け付けてＳＤ変数名６０３３の欄に設定すると共に、ＳＤ変数名置換データ１２６において該当ＣＬＤノード名１１０１０１と対応づけてＳＤ変数名候補１１０１０２の欄に該当ＳＤ変数名を追加する。

また、システム１００のロジック定義ルール管理部２０１２は、ＳＤモデル定義画面６０１において、シミュレーション実行条件６０２としてシミュレーション期間およびタイ
ムステップの各値６０２２および各単位６０２３と、各変数の単位６０３４の入力を入力装置１０５から受付ける（ステップｓ３０２）。図１１のＳＤモデル定義画面６０１の例では、シミュレーション期間の値６０２２が「５」、その単位６０２３が「ヶ年」であり、タイムステップの値が「１」、その単位６０２３が「月毎」と指定された状況を示している。また同様に、各変数の単位６０３４として、例えばＳＤ変数名「クレーム件数」について、その単位６０３４が、分子「件」、分母「月」などと指定された状況を示している。

次にシステム１００のロジック定義ルール管理部２０１２は、ＳＤモデル定義画面６０１でＣＬＤノードと対応づけて指定されたＳＤ変数中から、ストック変数を識別する（ステップｓ３０３）。この場合、システム１００のロジック定義ルール管理部２０１２は、上述のステップｓ３０２で得たシミュレーション実行条件６０２および各変数の単位６０３４に基づき、各変数の単位６０３４の分母とタイムステップの値６０２２および単位６０２４とを比較し、各変数の単位６０３４＞タイムステップの値６０２２および単位６０２４、または、各変数の単位６０３４の分子＜＞％、かつ、分母＝Ｎｕｌｌであれば、そのＳＤ変数をストックと識別し、ロジック定義６０３における種別６０３５のセルにその旨を表示する。図１１は、ＳＤ変数のうち、「年間受注件数」および「（商品Ａ）累積製造量」をストックを識別し、それぞれの種別６０３５欄にて「ｓｔｏｃｋ」と表示している例を示している。システムダイナミクスにおいては、こうしたストック変数に関して、ストック変数に対する入力となるインフロー変数と、出力となるアウトフロー変数の少なくともいずれかが必要となる。

そこでロジック定義ルール管理部２０１２は、上述のステップｓ３０３で識別したストック変数について、その値を変化させるインフロー変数とアウトフロー変数を定義するための各行９０１、９０２を、ＳＤモデル定義画面６０１のロジック定義６０３における該当変数のレコード下に追加する（ステップｓ３０４）。図１２は、そうした行９０１、９０２を追加した後のロジック定義６０３の状態を例示している。この状態においてユーザは、インフロー変数とアウトフロー変数に関して、ＳＤ変数名６０３３、ＳＤ変数の単位６０３４の入力を促す。なお、インフロー変数およびアウトフロー変数は、必ずしも両者が必要となるとは限らない。そのためロジック定義ルール管理部２０１２は、該当行について削除指示を受けるインターフェイスを画面６０１にてあわせて表示すると好適である。また、ストック、フローのいずれにも識別されなかったＳＤ変数について、ロジック定義ルール管理部２０１２は「補助変数」という表示を該当行に設定し表示するとしてもよい。

続いてロジック定義ルール管理部２０１２は、上述のフロー変数について各行９０１、９０２においてユーザ入力を入力装置１０５から受付ける（ステップｓ３０５）。図１３の画面１１００の例では、ロジック定義６０３のうちＳＤ変数「月刊受注件数」について種別「Ｉｎ−ｆｌｏｗ」、ＳＤ変数「年末決算処理」について種別「Ｏｕｔ−ｆｌｏｗ」、がユーザから設定された状況を例示している。またこのステップｓ３０５において、ロジック定義ルール管理部２０１２は、ロジック定義シート６０３に、データ紐付け６０３６および算定ロジック６０３７の各セルを追加表示する。

続いてデータ相関計算部２０１３は、各ＳＤ変数の時系列上の状態変化を表すデータ（該当ＳＤ変数に対応した事象について所定期間に蓄積されている値のログなど推移データ）のファイル名などを入力装置１０５で受付ける（ステップｓ３０６）。また、データ相関計算部２０１３は、各ＳＤ変数の計算式の候補リストを作成し（ステップｓ３０７）、これを表示装置１０６に出力して（ステップｓ３０８）、この候補リスト中から各ＳＤ変数の計算式のユーザ指定を入力装置１０５で受け付ける（ステップｓ３０９）。

ここで図１３を用いつつ、上述のステップｓ３０６〜ｓ３０９の詳細について説明する。図１３はＳＤ変数を算出するための算定ロジックの定義画面１１００である。この場合、データ相関計算部２０１３は、上述のステップｓ３０５で追加表示したデータ紐付け６０３６のセルにおいて、各ＳＤ変数の状態変化を示すデータが含まれるファイル名を入力装置１０５で受け付けて、これをファイル名６０３６１に設定し、更には、該当ファイルにおいて対象となるデータの開始時期および終了時期を入力装置１０５で受け付けて、それぞれ開始時期６０３６２および終了時期６０３６３に設定し、こうしてデータ紐付け６０３６に関して得た各データを、変数状態データ管理部２０１８に格納する。図１３の例であれば、ＳＤ変数「クレーム件数」に関して、データ紐付け６０３６においてファイル名「顧客クレーム件数.dat」が設定され、そのファイル中での考慮対象とすべきデータの範囲である対象時期（開始）「＄Ｂ＄６」、対象時期（終了）「＄ＢＩ＄６」、が設定された状況を示している。

続いてデータ相関計算部２０１３は、各ＳＤ変数に対して、そのＳＤ変数を変化させる原因側変数をリンクデータ管理ファイル５０２から検索し、原因側変数と結果側変数との相関を分析し、計算式候補リストのポップアップ画面１００１または１００２を表示する。例えば、データ相関計算部２０１３は、ＳＤ変数「故障件数」に対応するＣＬＤノードＩＤは「Ｎ００５」についてリンクデータ管理ファイル５０２の終点ノード５０２４を検索して、始点ノード、すなわち原因側のＣＬＤノードＩＤが「Ｎ００３」であると特定する。またデータ相関計算部２０１３は、このノード「Ｎ００３」に対応するＳＤ変数を、ロジック定義６０３において「月間延べ工数」と検索し、これを原因側変数と特定する。

つまりデータ相関計算部２０１３は、上述の「故障件数」を結果側変数ｙ、「月間延べ工数」を原因側変数ｘと特定し、変数ｙおよび変数ｘに紐尽く各ファイル名６０３６１が示すファイル中のデータ（対象時期６０３６２、６０３６３の範囲）に基づいて、ｙとｘとの相関を分析することとなる。相関分析のアルゴリズムについては従来から存在する既存技術を採用すればよい。なお、この処理に際し、結果側変数ｙたるＳＤ変数がフローまたは補助変数の場合とストック変数の場合とでは処理が異なる。以下に各処理について場合分けして示す。

ｉ）結果側変数ｙたるＳＤ変数がフロー、補助変数の場合：

結果側変数ｙたるＳＤ変数がフローの場合、図１３にて例示するように計算式の候補リスト１００１は、少なくともｘとｙの散布図１００１１、および、計算式候補１００１２と、その適合度１００１３で構成される。計算式候補１００１２は、予め用意した相関のパターン分だけｘとｙとの関係を上述の相関分析のアルゴリズムにて計算したものである。ここで、相関のパターンとは、線形関数、多項式関数、ステップ関数などを指す。このとき、結果側変数ｙに対して、原因側変数ｘが２つ以上になる場合もあり得る。そこでデータ相関計算部２０１３は、ＳＤ変数ごとに、計算式候補リストを表示し、ユーザからの選択の入力を入力装置１０５で受け付け、選択された計算式を算定ロジック６０３７に設定し、ロジック定義ファイル管理部２０１６に格納する。このとき、相関のパターンは適合度の高い順に表示しても良い。

また、上述の処理に際し、データ相関計算部２０１３は、図８のフローにて示す通り、各パターンの適合度を所定の基準値と比較し（ｓ４０１）、いずれのパターンの適合度も所定基準より低かった場合（ｓ４０２：ｙ）、候補なしとして、データ紐付け６０３６の内容を変更させることを促すメッセージを表示し（ｓ４０３）、処理を上述の図７のフローにおけるステップｓ３０６に戻すとすれば好適である。

ii）結果側変数ｙたるＳＤ変数がストックの場合：

一方、結果側変数ｙたるＳＤ変数がストックの場合、図１３にて例示するように計算式候補リスト１００２は、少なくとも初期値入力セル１００２１、ｘとｙの計算式１００２２、その計算式の係数を設定する候補リスト１００２３で構成される。データ相関計算部２０１３は、ＳＤ変数ごとに計算式候補リスト１００２を表示し、ユーザからの選択の入力を入力装置１０５で受け付け、選択された計算式を算定ロジック６０３７に設定し、ロジック定義ファイル管理部２０１６に格納する。このとき、候補リスト１００２３は、スライド式のインジケータを用意し、グラフの形状を連動させて表示しても良い。

ここで図６のフローの説明に戻る。続いてシステム１００のデータ相関計算部２０１３は、全てのＳＤ変数に関する上述の定義が終了するまで（ステップｓ１０４：Ｙ）、上述のステップｓ１０３を繰り返す。

他方、システム１００のＳＤソフト変換部２０１４は、上述のステップｓ１０４で全てのＳＤ変数に関する定義が終了したと判断した場合（ステップｓ１０４：Ｙ）、ロジック定義ファイルの内容をＳＤ開発ソフトの関数へ変換し（ステップｓ１０５）、変換した内容をＳＤ専用ソフトへエクスポートする（ステップｓ１０６）。

ここで上述のステップｓ１０５について詳述する。ＳＤ専用ソフトの関数への変換処理は以下のように行う。ここでは一例として、ＳＤ専用ソフトとしてＰｏｗｅｒｓｉｍ Ｓｔｕｄｉｏ（登録商標）、表計算ソフトとしてＥｘｃｅｌ（登録商標）を用いる状況を想定する。図１４は本実施形態におけるＳＤ専用ソフトと一般的な表計算ソフトの各関数間を変換する関数変換データ１２７を示す図である。なお、ＳＤソフトが持つ関数と表計算ソフトが持つ関数との差分は、図１４にて例示するように、ＳＤの特徴を実現する「Ｄｅｌａｙ関数」、「Ｃｏｎｄｉｔｉｏｎ関数」、「Ｃｏｎｔｒｏｌ関数」、「ＧＲＡＰＨ関数」である。他の関数は機能は同じだが、文法と時間概念が入るという点が異なる。

ｉ）表計算ソフトとＳＤ専用ソフトの両者共通にある関数の場合：

ＳＤソフト変換部２０１４は、ロジック定義ファイルが含む各関数を、関数置換データ１２７のテーブル１２７１に適用して当該テーブル１２７１が規定する関数を特定し、ここで特定した関数と対応付けされたＳＤ専用ソフトの関数を、テーブル１２７２で検索し、該当関数の仕様に変換する。図１４の例であれば、例えば表計算ソフトにおける「ＮＰＶ」関数が、ＮＰＶ（ｒ，ｐ１，ｐ２，・・・，ｐＮ）であったとすると（ｒ：割引率、ｐ：支払額）、Ｐｏｗｅｒｓｉｍの仕様ではＮＰＶ（ｐ，ｒ）となり、この場合、第１引数（ｒ）と以降の引数（ｐ１，ｐ２，・・・ｐＮ）の順序を入れ替え、以降の引数は、ｔ年目ＮＰＶ（ｐ１，ｒ）、ｔ＋１年目ＮＰＶ（ｐ２，ｒ），・・・と置き換える。
ii）表計算ソフトにない関数の場合

ＳＤソフト変換部２０１４は、表計算ソフトの関数では不足する情報を入力させるセルを「ＳＤモデル定義画面」に表示する。例えば、「Ｄｅｌａｙ関数」の一つである「ＤＥＬＡＹＰＰＬ」の場合、この関数は（ｉｎｐｕｔ、ｄｅｌａｙｔｉｍｅ）を引数とする関数である（ｉｎｐｕｔが、ｄｅｌａｙｔｉｍｅ後に入ってくる）。そこで、ＳＤソフト変換部２０１４は、ＣＬＤ管理データ１２５の各情報から、遅れを伴うリンクと接続していることを識別した場合には、「ｉｎｐｕｔ」だけでなく「ｄｅｌａｙｔｉｍｅ」も入力させるＩ／Ｆが自動的に現れるようにする。
iii）表計算ソフトにしかない関数の場合

この場合、ＳＤ専用ソフトの実装には必要ないため、使用禁止とする。

以上、本発明を実施するための最良の形態などについて具体的に説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能である。

こうした本実施形態によれば、ＳＤモデル開発者はＣＬＤ作成以降のＳＤモデル開発の手間および時間を従来より大幅に低減することができる。したがって、ＣＬＤからＳＤモデル生成に至る工程をユーザにとってインタラクティブに誘導し、ＳＤモデル開発の効率化を図ることができる。

本明細書の記載により、少なくとも次のことが明らかにされる。すなわち、本実施形態のシミュレーションモデル生成支援方法において、前記情報処理装置が、前記システムダイナミクス変数の指定を受け付ける処理に際し、シミュレーション実行条件および各システムダイナミクス変数の単位の入力を受付ける処理を更に実行し、前記シミュレーション実行条件および前記各システムダイナミクス変数の単位を所定の判定アルゴリズムに適用し、当該判定の結果が所定条件を示すシステムダイナミクス変数をストックとなる変数として識別する処理を実行し、前記関係式の候補を推定する処理に際し、前記ストックと識別されたシステムダイナミクス変数について、該当システムダイナミクス変数の値を変化させるフロー変数の属性情報を入力装置で受付ける処理と、各システムダイナミクス変数の状態を表す所定データの情報を入力装置で受付ける処理と、前記所定のシステムダイナミクス変数間について該当各システムダイナミクス変数の前記属性情報および前記所定データを、前記所定アルゴリズムに適用して該当システムダイナミクス変数間の関係式の候補を推定する処理を実行するとしてもよい。

これによれば、ストックとフローを踏まえたシステムダイナミクス変数間の関係性を的確に定義、把握し、システムダイナミクス変数間の関係式算出を効率的かつ精度良好なものと出来る。ひいては、ＳＤモデル開発者はＣＬＤ作成以降のＳＤモデル開発の手間および時間を従来より大幅に低減することができる。したがって、ＣＬＤからＳＤモデル生成に至る工程をユーザにとってインタラクティブに誘導し、ＳＤモデル開発の効率化を図ることができる。

また、本実施形態のシミュレーションモデル生成支援方法において、前記情報処理装置が、前記関係式の候補を推定する処理に際し、各システムダイナミクス変数の状態を表す所定データの情報を入力装置で受付ける処理と、前記所定のシステムダイナミクス変数間について該当各システムダイナミクス変数の前記所定データを前記所定アルゴリズムに適用して該当システムダイナミクス変数間の関係式を算出し、当該算出した関係式と、前記各システムダイナミクス変数の各所定データ間の関係との適合度が所定基準以下である場合、前記所定データの情報の再設定を促す情報を表示装置に出力する処理を更に実行するとしてもよい。

これによれば、システムダイナミクス変数間の関係式を精度良好に推定出来ることとなり、ひいては、ＳＤモデル開発者はＣＬＤ作成以降のＳＤモデル開発の手間および時間を従来より大幅に低減することができる。したがって、ＣＬＤからＳＤモデル生成に至る工程をユーザにとってインタラクティブに誘導し、ＳＤモデル開発の効率化を図ることができる。

また、本実施形態のシミュレーションモデル生成支援システムにおいて、前記演算装置は、前記システムダイナミクス変数の指定を受け付ける処理に際し、シミュレーション実行条件および各システムダイナミクス変数の単位の入力を受付ける処理を更に実行し、前記シミュレーション実行条件および前記各システムダイナミクス変数の単位を所定の判定アルゴリズムに適用し、当該判定の結果が所定条件を示すシステムダイナミクス変数をストックとなる変数として識別する処理を実行し、前記関係式の候補を推定する処理に際し
、前記ストックと識別されたシステムダイナミクス変数について、該当システムダイナミクス変数の値を変化させるフロー変数の属性情報を入力装置で受付ける処理と、各システムダイナミクス変数の状態を表す所定データの情報を入力装置で受付ける処理と、前記所定のシステムダイナミクス変数間について該当各システムダイナミクス変数の前記属性情報および前記所定データを、前記所定アルゴリズムに適用して該当システムダイナミクス変数間の関係式の候補を推定する処理を実行するものである、としてもよい。

また、本実施形態のシミュレーションモデル生成支援システムにおいて、前記演算装置は、前記関係式の候補を推定する処理に際し、各システムダイナミクス変数の状態を表す所定データの情報を入力装置で受付ける処理と、前記所定のシステムダイナミクス変数間について該当各システムダイナミクス変数の前記所定データを前記所定アルゴリズムに適用して該当システムダイナミクス変数間の関係式を算出し、当該算出した関係式と、前記各システムダイナミクス変数の各所定データ間の関係との適合度が所定基準以下である場合、前記所定データの情報の再設定を促す情報を表示装置に出力する処理を更に実行するものである、としてもよい。

１００ シミュレーションモデル生成支援システム
１０１ 記憶装置
１０２ プログラム
１０３ メモリ
１０４ 演算装置
１０５ 入力装置
１０６ 表示装置
１２０ ＣＬＤ（因果ループ図）
１２５ ＣＬＤ管理データ（因果ループ図データ）
１２６ ＳＤ変数名置換データ（システムダイナミクス変数の候補データ）
５０１ ノードデータ管理ファイル
５０２ リンクデータ管理ファイル

Claims (4)

1. シミュレーション対象の所定事象を示した因果ループ図、および前記因果ループ図の各構成要素に対応したシステムダイナミクス変数の候補、の各データを格納した記憶装置を備えた情報処理装置が、
   前記記憶装置のデータに基づき、前記因果ループ図の各構成要素について、システムダイナミクス変数に関する候補情報を表示装置に出力し、前記候補情報に基づくシステムダイナミクス変数の指定と、シミュレーション実行条件および各システムダイナミクス変数の単位の入力とを入力装置で受け付ける処理と、
   前記シミュレーション実行条件および前記各システムダイナミクス変数の単位を所定の判定アルゴリズムに適用し、当該判定の結果が所定条件を示すシステムダイナミクス変数をストックとなる変数として識別する処理と、
   前記指定がなされた所定のシステムダイナミクス変数間の関係性を示す関係式の候補として、前記ストックと識別されたシステムダイナミクス変数について、該当システムダイナミクス変数の値を変化させるフロー変数の属性情報を入力装置で受付ける処理と、各システムダイナミクス変数の状態を表す所定データの情報を入力装置で受付ける処理と、前記所定のシステムダイナミクス変数間について該当各システムダイナミクス変数の前記属性情報および前記所定データを、所定アルゴリズムに適用して該当システムダイナミクス変数間の関係式の候補を推定して表示装置に出力し、前記関係式の候補に基づく該当システムダイナミクス変数間の関係式の指定を入力装置で受け付ける処理と、
   前記各処理で得た、前記各構成要素に対応するシステムダイナミクス変数、および前記所定のシステムダイナミクス変数間の関係式を少なくとも含む、システムダイナミクスモデルの定義情報を、所定アルゴリズムにより、システムダイナミクスモデル開発用プログラムの仕様に変換する処理と、
   を実行することを特徴とするシミュレーションモデル生成支援方法。
2. 前記情報処理装置が、
   前記関係式の候補を推定する処理に際し、各システムダイナミクス変数の状態を表す所定データの情報を入力装置で受付ける処理と、前記所定のシステムダイナミクス変数間について該当各システムダイナミクス変数の前記所定データを前記所定アルゴリズムに適用して該当システムダイナミクス変数間の関係式を算出し、当該算出した関係式と、前記各システムダイナミクス変数の各所定データ間の関係との適合度が所定基準以下である場合、前記所定データの情報の再設定を促す情報を表示装置に出力する処理を更に実行する、
   ことを特徴とする請求項１に記載のシミュレーションモデル生成支援方法。
3. シミュレーション対象の所定事象を示した因果ループ図、および前記因果ループ図の各構成要素に対応したシステムダイナミクス変数の候補、の各データを格納した記憶装置と、
   前記記憶装置のデータに基づき、前記因果ループ図の各構成要素について、システムダイナミクス変数に関する候補情報を表示装置に出力し、前記候補情報に基づくシステムダイナミクス変数の指定と、シミュレーション実行条件および各システムダイナミクス変数の単位の入力とを入力装置で受け付ける処理と、前記シミュレーション実行条件および前記各システムダイナミクス変数の単位を所定の判定アルゴリズムに適用し、当該判定の結果が所定条件を示すシステムダイナミクス変数をストックとなる変数として識別する処理と、前記指定がなされた所定のシステムダイナミクス変数間の関係性を示す関係式の候補として、前記ストックと識別されたシステムダイナミクス変数について、該当システムダイナミクス変数の値を変化させるフロー変数の属性情報を入力装置で受付ける処理と、各システムダイナミクス変数の状態を表す所定データの情報を入力装置で受付ける処理と、前記所定のシステムダイナミクス変数間について該当各システムダイナミクス変数の前記属性情報および前記所定データを、所定アルゴリズムに適用して該当システムダイナミクス変数間の関係式の候補を推定して表示装置に出力し、前記関係式の候補に基づく該当システムダイナミクス変数間の関係式の指定を入力装置で受け付ける処理と、前記各処理で得た、前記各構成要素に対応するシステムダイナミクス変数、および前記所定のシステムダイナミクス変数間の関係式を少なくとも含む、システムダイナミクスモデルの定義情報を、所定アルゴリズムにより、システムダイナミクスモデル開発用プログラムの仕様に変換する処理とを実行する演算装置と、
   を備えることを特徴とするシミュレーションモデル生成支援システム。
4. 前記演算装置は、
   前記関係式の候補を推定する処理に際し、各システムダイナミクス変数の状態を表す所定データの情報を入力装置で受付ける処理と、前記所定のシステムダイナミクス変数間について該当各システムダイナミクス変数の前記所定データを前記所定アルゴリズムに適用して該当システムダイナミクス変数間の関係式を算出し、当該算出した関係式と、前記各システムダイナミクス変数の各所定データ間の関係との適合度が所定基準以下である場合、前記所定データの情報の再設定を促す情報を表示装置に出力する処理を更に実行するものである、
   ことを特徴とする請求項３に記載のシミュレーションモデル生成支援システム。