  ＳＤ閑話-18 2012年6月20日 松本憲洋（POSY Corp.） タイトル：「プロジェクトにおけるＳＤの活用 」
１．はじめに
“モデル・ベースト経営”（Model Based
Management）は今年のシステム・ダイナミックス学会国際大会の主題です。筆者も2000年代初めから提唱してきた概念で、ビジネスにおいてシステム・ダイナミックスを活用する方法を表した言葉です。 [1] http://www.hitachihyoron.com/2011/12/pdf/12a08.pdf
２．社会インフラ事業での活用例
総合商社と総合電機メーカーの存在は、日本の産業界における特徴の一つだと思っています。総合電機メーカーが主要なビジネス領域として取り組んできた軽電製品では、東アジアの新興諸国に押されて、しばらく活路を見失った状況が続いていたように思います。しかし、このところ、日立製作所、東芝、三菱電機の総合電機メーカー御三家は、インフラ事業をコアコンピタンスとして選択と集中を図り、いずれも好調な業績に復調しています。
インフラ事業は、それを構成する製品単体の設計・製作とは違って、構成要素である複数の単体を統合したシステムを総合的に運用（サービス）して、構成品の個別最適化ではなく、その総合的な便益の最大化を図ることが必要になります。そのためには対象を運用（サービス）する上での生活感（あるいは生活文化でしょうか）と、全体を統合する技術とが必要になってきます。
余談ですが、30年以上前に造船業に所属していた頃の話です。日本では大型貨物船は受注できるのに、なぜ大型客船は受注できないのだろうと仲間内で話したことがありました。その結論は、菜っ葉服（工場作業着のことで、多くは緑色だったから）を着ていては大型客船の設計はできないだろうというものでした。この話は与太話ですからいささか極端ですが、客船の愉しみを知った人間でないと客船の設計ができるはずがない、仮に設計したとしてもそれでは乗客は愉しめないというものです。すなわち、客船運用に関する生活文化と統合化技術とが必要というわけです。その後、大型客船を受注して建造された造船会社では、付け刃と言われながらも設計技術者に客船クルーズを体験させたと聞いた記憶があります。
さて、社会インフラ事業の場合には、既に先達事業が存在して、それを参考としてプロセス・ベンチマーキング的に使うことができる場合もあるでしょう。あるいは、社会で全く新しい社会インフラへの取り組みもあるでしょう。例えば、スマートシティの場合は後者に分類され、今までに実用化された例がないわけですから、社会への問い掛けの意味も含めて実世界での実証実験に取り組まれている状況が続いています。これはスマートシティの運用における生活文化と統合化技術とについて体験を積んでいるということだろうと思います。 先達事業があるなしにかかわらず、最終的には対象とする社会インフラのモデルをコンピュータ上に構築して、その上で運用に関する様々な試行錯誤を繰り返して生活文化と統合化技術の疑似体験を蓄積して、それをベースに計画・設計を進めるステップに進むことになります。 その具体的な方法を説明した例として、前述の日立評論の「社会インフラを支えるシステム技術」について、その概要を次に紹介します。
２．１ 「社会インフラを支えるシステム技術」の概要 （１）原論文の全体紹介 社会環境の変化に対応した電力・鉄道・水などの社会インフラ・システムを提供するために、変化を常態と考えて、社会全体の持続可能性を実現するシステム・コンセプト「共生自律分散コンセプト」を提唱しています。 このコンセプトにおいては、都市の発展に伴う社会環境の変化や災害発生などによる急激な変化などの過程に対して、社会全体が自律的に柔軟に機能し続けることを目指しています。
このコンセプトを実現するため、次の三つのフェーズを想定しています。
上の三つのフェーズは右図に示すように、トライアング
中央に「価値命題」が配置されていますが、これはフェーズ全体を進める前提条件です。システムの開発プロセスは、「計画」から「構築」に進み、「運用・評価」を経て次回の「計画」に進みます。そして、システム全体の最適化を目指して、このプロセスを繰り返すことになります。その際、三つのフェーズの情報を繋ぐのがモデルの役目です。
原論文の主題は、「自律分散コンセプト」です。しかし、ここではＳＤ閑話として取り上げていますので、三つのフェーズの簡単な紹介の後は、システム・ダイナミックスの活用に関係が深い、「計画」フェーズに絞って話を続けます。 ■計画フェーズ 生活者、都市運営者といった多種多様な価値観を持つ複数のステークホルダーの行動やニーズを予測しながら、それぞれの課題解決に最適な都市構造や機能を「計画」します。 このフェーズのシステム技術は、「社会システムモデリング＆シミュレーション技術」です。
これにより、ステークホルダーへの情報の流れを制御することで、システムを最適・安定にいざないます。 ■構築フェーズ 都市の成長・生活の変化などの社会環境やシステムに必要とされる機能の変化を見据えて、ライフサイクルや世代を超えた進化が可能なシステムを「設計」します。 このフェーズのシステム技術は、「システム刷新技術」です。
これにより、社会インフラ・サービスを支える物理構造／事象を原理・原則としてモデル化することで、サービスを止めずにシステムを再構築します。 ■運用・評価フェーズ 平常時から緊急時へのスムーズな移行、新興国や異業種に横展開する際の異なる環境への素早い対応を実現するため、目的や環境の変化に即応して、システム構造や機能の優先順位を変化させ、「全体最適化」を図ります。 このフェーズのシステム技術は、「異種システム連携技術」です これにより、所有者の異なるシステムを動的につなぎ合わせることで全体システムの最適な運用を実現します。
原論文によると、システム・ダイナミックスを活用しているのは計画フェーズなので、前にも述べたように、以降では計画フェーズに絞って紹介します。原論文の主題である「自律分散コンセプト」そのものについては原論文をご参照ください。
（２）「社会システムモデリング＆シミュレーション技術」の概要紹介
システムの計画フェーズでは、生活者、都市運営者、利用される機器・施設など、システムを構成する諸々のモノをステークホルダーと定義しています。そして、ステークホルダーの相互作用を表現する社会システムのモデルを構築してシミュレーションを行っています。シミュレーションで目指しているのは、異なる価値観を持つ複数のステークホルダーの行動やニーズを予測して、課題を解決するのに最適な都市構造や機能を計画することです。 最適な都市構造や機能を計画する上で考慮すべき重要な事項は次の２点です。 ■複数のステークホルダーが存在することから、多主体・多目的のシステムをかんがえること。
■システムとしての安定性を実現すること。
スマートシティをモデリングするための技術コンセプトとして、日立グループでは「ハーネシング」に着目しています。「ハーネシング」は、私自身がよく理解できないのですが、原論文によると、都市においては自律分散的にふるまうステークホルダーたちへの情報の流れを制御することでシステムを最適・安定にいざなうことを実現するコンセプトだそうです。構築したモデルの上で仮想経営を実施して、システムの最適・安定を求めるための一つの手段と理解していいだろうと思います。 具体的なモデリングのアプローチについては以下のように述べられています。 ① 都市のステークホルダーたちの価値観を分析し、ＫＰＩを抽出する。 ② 都市の安定、最適の概念を評価式として形式化する。
③
ステークホルダーに関しては、実績データを分析する。 ④ ステークホルダー同士の関係性を分析する。 以上のアプローチでモデリングを実施した後に、「誰に」、「いつ」、「何の」情報を流したら、システムが有効に機能するかを、安定性、最適性、公平性の観点で評価するためにシミュレーションを実施します。この最後のプロセスを原論文では「ハーネシング」と呼んでいます。
（３）「社会システムモデリング＆シミュレーション技術」の適用例 原論文には、交通インフラ計画に適用した下記の例が示されています。図からも分かるように、モデリングにはPowersim Studioが使われています。
モデリングにおいては、次の設定がなされています。評価指標KPIとしては、交通渋滞度、生活者にとっての快適性、安全性などが設定されています。ステークホルダーとしては、生活者、交通事業者などが設定されています。関係性としては、ステークホルダー間のサービスの授受が設定されています。 シミュレーションにおいては、トレードオフの関係を可視化し、想定される条件ごとに将来の変化を定量評価することで、例えば、利用者への誘導情報の量・タイミングなどの条件を導き出しています。さらに、実際の交通インフラの計測実績値を基に、より実績にあうようモデルを改変しています。
２．２ 「モデル・ベースト経営」との対比
モデル・ベースト経営とは、企業や行政機関などの経営に関して、コンピュータ上にモデルを構築し、仮想経営を通して経営分析し、そこに存在する問題を解決するための戦略・戦術・運用プロセスなどを計画・設計し、それを実世界に適用して実現することです。実世界に適用する段階は予定通りには進みませんので、その段階でモデルを使った上述の経営分析に戻り、ループ状に活動は繰り返されることになります。 経営においてモデル・ベースト経営を適用できる段階は、右図に示すように５つに区分けできます。
社会インフラ・プロジェクトは、この図にそのままあてはまるわけではありませんが、日立評論の原論文の計画フェーズは、右図の「企業・事業戦略の立案と適応」に相当するものと思います。
J,D,Stermanは教科書「Business
Dynamics」の第1章の中で、「学習過程の改善：仮想世界の効能」と題して実世界と仮想世界およびメンタルモデルの関係を、同書の34ページ、図1-14に示しています。その図を簡潔に表現したものが右下の図です。 この図はメンタルモデルの学習過程を重視した図になっていますので、日立評論の原論文の「構築」と「運用・評価」の二つのフェーズが、ここでは「実世界」と一つにまとめられています。 それで、原論文の三つのフェーズのトライアングルに位置関係を合わせて右の図を書き換えたものが下の図です。
右上の図の天地を逆にして、「実世界」は「構築」と「運用・評価」とに分けて表現しています。「計画」の部分は、メンタ このような形で社会インフラのプロジェクトを実施すればするほど、仮想世界による疑似体験により社内のスタッフのメンタルモデルはブラッシュアップされ、対象の社会インフラに関する生活文化と統合化技術も系統だって整理され蓄積されることになります。 社会が変化する中で、新しい取り組みにおいて立ちはだかる壁を乗り越えるためには、新しい世界を切り開くわけですから、従来の実績に関する経験だけでは全くの力不足です。だからと言って経験が不要かというとそうではありません。人は全てを論理的推論によって演繹的に決めてかかることができるわけではありませんから、自らが構築した仮説について検証のための試行錯誤を繰り返すことによる経験をベースに、少しずつ問題を解決しながら進む必要があります。 ここで、「自らが構築する仮説」と「検証のための試行錯誤を繰り返すためのツール」がポイントです。前者の「自らが構築した仮説」は、その企業の中でその事業に関して蓄積されている知識でありスタッフの知的ポテンシャルそのものです。後者の「検証のための試行錯誤を繰り返すためのツール」は、モデリング＆シミュレーション技術です。 後者は、システム・ダイナミクスを活用してモデル・ベースト経営の概念に沿って、仮説検証のためのツールとして構築することができますが、前者は様々な要素が関係していて、単純には解決策を見出せません。ただ、一つ言えることがあります。それは、上図のメンタルモデルの自己増殖のループからも分かるように、ひとたびこのフィードバック・システムが動き出した企業では、関係するスタッフのメンタル・モデルは自動的に段々とポテンシャルアップが図られるのです。これはいわゆるレインフォーシング・フィードバック・ループ（Reinforcing Feedback Loop）になっています。
このやり方を取り入れた企業は様々な部署で、自律分散的にスタッフの知的ポテンシャルアップが図れることになります。これは、社員育成の観点から、「ゲリラ戦的ポテンシャルアップ作戦」と称しても良いのではないでしょうか。
次の第３章では、モデルを応用ソフトと一体にして問題解決を図る具体的な方法について紹介します。
表の中にある下記の３種類のツールの組み合わせを“Studioの開発者向けパッケージソフト”（Studio
Developer Suite）と呼称しています。  さて以降では、対象とする業務向け応用ソフトに、ダイナミックな挙動の予測を可能とするモデルを組み込み、応用ソフトと一体として、PC上でシミュレーションを実施する状況を想定して、その開発段階と実用段階とについて説明します。 ３．１ 開発段階 （１）モデルの開発
モデリング・ツールのStudio EnterpriseをPCにインストールして、応用ソフトに組み込むモデルを開発します。モデルが完成後に、モデリング・ツールなしでモデルを動かすにはSimulation
Engineが必要です。また、Simulation Engineの下でモデルを動かすには、そのモデルをStudio
ExpertやProfessionalで完成したのではだめで、最終的にはStudio
Enterpriseで完成させる必要があります。 （２）応用ソフトの開発
PC上で応用ソフトを開発します。 （３）SDKのインストール
PCにSDK（Software
Development Kit）をインストールします。すると自動的にモデルを走らせるためのSimulation
Engineの開発者版（Simulation Engine Developer）がインストールされます。この開発者版はソフトウェアのテストにのみ使用でき、他の目的で使用することはライセンス契約上で許可されていません。 （４）インターフェース SDKを使えば、Studio Enterpriseで構築したモデルのためのWebページやデスクトップ・ページのインターフェースを作成できます。それによりシミュレーションを実施するうえで、使い慣れた操作性を得ることができます。 Simulation Engineの様々な機能にアクセスするために、SDKにはオブジェクト・モデルが準備されています。このオブジェクト・モデルは、COM（Component Object Model） インターフェースで構成されていて、使いやすいことと特定の言語に限定されていないことが特徴です。
様々な開発環境として、たとえば、like Visual Basic.net, ASP.net,
script engines, Microsoft Office, most C++ compilers あるいはActiveX
controls
をサポートしているその他の開発ツールが適用可能です。これによりシミュレーターのインターフェースを直感的で簡単な方法で作ることができます。 なお、上記の（３）と（４）のフェーズでは、モデリングの専門家と共にSEの参加が望まれます。
３． ２ 実用段階 開発者が開発したモデルを組み込んだ応用ソフトを、試験的にそのPC上でのみ使うのであるなら、上述の開発段階の環境で対処できるかもしれません。
しかし、顧客企業あるいは自社の他部署で使用する場合には、開発者版のSimulation
Engineを使うことができませんから、それに代わるSimulation
Engineとして、Simulation Engine Server(ネットワーク上で使用)、あるいはSimulation
Engine Workstation（単独PC上で使用）を準備する必要があります。 （１）Studio Simulation Engine Server 単独のモデルあるいはモデルを組み込んだ応用ソフトを、ネットワーク上のサーバーに配置し て、ネットワーク環境でモデルあるいは応用ソフトを使用します。Webブラウザー上で単独のモデ ルを走らせることも可能です。
同時に実行できる人数により価格は異なります。 （２）Studio Simulation Engine Workstation 分析や設計では、特定のメンバーが単独のPC環境で業務を推進する状態をよく目にします。 このような場合には、開発環境なしでモデルを走らせるためのEngineとして、Simulation Engine Workstation を用います。
モデルや応用ソフトを配布するPCの台数により価格は異なります。（１）のServerに比べて、Workstationは廉価です。
EUレートにより日本円価格は変動しますが、現時点の価格を参考までに掲載します。
システム・ダイナミックスのモデルは大規模になりますと、システム思考に基づくモデリングの専門家と、対象としている業務の専門家とが集まって、問題解決のためにモデルと応用ソフトの開発作業を進めることになります。 モデリングの専門家の部署/会社では、以下のソフトウェアが設備として必要です。 ■ モデル開発用のEnterprise版（完成前のモデルの構築はExpert版でも可能）
■
SDK（Simulation
Engine Developerを内蔵） また、モデルあるいはモデルを組み込んだ応用ソフトを使用する顧客部署/会社では、以下のソフトウェアを稼働環境として購入する必要があります。 ■ ネットワーク環境で使用する場合 ：Studio Simulation Engine Server ■ スタンドアロンのPC環境で使用する場合 ：Studio Simulation Engine Workstation
補足
ＳＤ閑話-１８ 了 |
