大分工業高等専門学校紀要

第 44 号(平成 19 年 11 月)

Web技術を利用したデータベースシステムによる業務効率化

森廣

雅道1・宮﨑

綾乃2・靏浩二31電気電子情報工学専攻，2制御情報工学科(18年度卒業生)，3制御情報工学科

情報の有効利用のため，データ管理システムを構築して利用している企業も多い．しかし，システム作製のためには膨大な量のプログラミングと専用のハードウェアなどが必要となってくるため，中小規模の企業では構築が困難である．近年， WEBアプリケーション技術が急速に確立され，わずかな初期投資でデータ管理システムを構築できるようになってきた．本研究ではデータベースとWEBアプリケーション技術を用いて，プログラミングの知識の無い人でも容易にデータ処理操作でき，情報を有効に活用できるデータ管理システムの構築方法について報告する．また，地元企業からの共同研究依頼に基づき，このデータ管理システムを適用し開発した業務効率化システムについても報告する．

キーワード : WEBアプリケーション，データベース，ASP，ユーザインターフェース

１．序論

いというメリットがある．このWebアプリケーションを用いたデータ管理システムを導入することによって，メンテ企業の情報システムを統合的に管理・統制するために，ナンス性に優れたデータベースシステムを構築することデータを効率よく運用することが重要視されている．一般ができる．しかし，これらのWebアプリケーションを使用的にデータを効率よく管理するためにはデータベースをしたデータベースシステムを製作するためには，Webアプ使用することが多く，実際に大企業ではデータベースシスリケーションやデータベースなどの知識が必要となってテムを使ってデータ管理を行っている1)．しかし中小企業

くるため，データベース内のデータテーブルの変更を行いに関して言えば，このようなデータベースシステムを導入たい場合なども，ある程度のプログラミングの知識が必要していない企業も多く見受けられる．このようにデータベである．

ースシステムが導入されない理由として，まずハードウェ

そこで，本研究でASP(Active Server Pages)4)を用いてアやソフトウェアなどの新規の設備に投資を行う余裕がデータベースと連携したデータ管理システムを作製し，無いことがあげられる．データ管理システムを他の企業にWebアプリケーションやデータベースの知識の無い人で受注した場合，サーバ機器やソフト開発費用などに多くのも容易に，しかも安全にデータ管理を行えるようなシステ費用がかかってしまう．大企業であれば業務効率化は必要

ムの構築法の研究を行うことを目的とする．また，企業と不可欠であり，予算を組むこともできるであろうが，中小の共同研究により実際に下水道処理管理システムのデー企業であるとそれだけの費用を捻出することは難しい．まタ処理に本技術を応用した結果について示す．

た，システムを他の企業に受注せず自社内で構築しようとしても，企業内にバージョンの違う複数のOSや様々なス２．システム設計

ペックのPCが混在しているため，新たにソフトウェアを導入するだけでも多大なライセンス料が必要になる．これ(1) 共同研究企業の業務体系らの問題があるため，中小規模の企業ではデータベースに本研究の ASP を用いたデータベース構築技術を適用すよるデータ管理システムを自社で構築することは困難でる一例として，共同研究の依頼があった企業で実際に下水ある 2)．

道処理管理システムのデータ処理に適用した．共同研究は，こうした問題を解決するために，現在ではWebアプリケ

大分高専地域連携交流センターを通して，昭和環境システーションとデータベースを組み合わせてデータを管理すム株式会社（以下，昭和環境）より依頼があった．昭和環る方法の利用が始まっている．Webアプリケーション3)は境は大分市から依託を受け，下水処理施設の管理を行う会

PC経験の少ない人でも扱いやすく，またフリーウェアで社である．昭和環境では従来は，測定器から水処理や汚泥構築できるため新たにソフトウェアを導入する必要が無処理時に発生するデータを測定員が読み取り，紙に書き写－37－大分工業高等専門学校紀要

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してデータを管理していた．しかし最近になってこの測定ワーク内に Web サーバを導入し，Web アプリケーション

データの中央帳票という部分に関しては測定器から自動を使用することによってデータベース内のデータを，Web的に読み出し，Excel 形式に変換するパソコン(PC)が導入

ブラウザを通して従業員の PC に表示することができる．

された．図-1 に示すように，これによって測定データの一WebアプリケーションにはASPを使用し，Webサーバに部を Excel 形式で保存することが出来るようになったが，はWindowsXPに標準付属されているIIS5.0 を使用した．

従業員が PC 操作に慣れていない人が多いため，このデー

IIS5.0 にはTCPの同時接続台数が 10 台と制限があるが，タを効率よく利用できていなかった．さらに，中央帳票は，Windowsサーバ系のOSは高価であり，今回の実験は小規日報・月報・年報に転記される．転記する際はこのデータ模なシステムの開発を目的として行うため，IIS5.0 を使用を一度紙に印刷してから，一つ一つ作業者が値を抜き出しした．また，データベースには高速性と堅牢性に定評のあて入力し直しているため，Excel データを効率よく活用でるRDBMS(Relational Data Base Manage-きておらず，転記ミスが発生する可能性もある．さらに，ment System)のMySQL6)を使用した．MySQLはオープン

過去のデータは CD-R に電子ファイルとして保存していソースだが，企業で運用していく際にはラインセンスが必るが，過去のデータを閲覧する際は使い慣れた紙に印刷し要である．また，測定器から出力される中央帳票のExcelたデータを利用している．このことにより，過去のデータデータのデータベースへの登録には，Microsoft社のマクを即座に確認することができない．また昭和環境には社内LAN があり，この中央帳票の Excel ファイルも共有フォ
中央帳票

ルダに保存され，従業員が見ることが出来るようになっているが，紙の資料を使い慣れているためにあまり利用されていなかった．また，すべての端末に Excel が導入されているわけではないので，従業員は Excel の導入されているサーバ用 PC

限られた PC でデータを確認していた．

DBVBA(2) 製作システム
昭和環境での業務を効率化するために，図-2 のようなシステムの設計を行った5)．このシステムは企業のネットASP

中央帳票（Excel）

Excelファイル

Web
サーバ

中央帳票
(紙)

データ管理用 PC

日報・月報・年報

従業員用 PC

共有フォルダにアクセス

従業員用 PC

図-2 製作システム
Sub sample()
Workbooks.Open(“C:¥sample.xls”)
Range("B1").NumberFormatLocal = "yyyy/m/d;@"Range("B1") = Range("B5")
MsgBox (Range("B1").Text)
End Sub
図-3 VBAプログラム例

図-1 従来のシステム－38－大分工業高等専門学校紀要

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表-1 ソフトウェア一覧
OS

WindowsXP Professional(SP2)

WebサーバIIS 5.0

データベースMySQL4.0.26

Webアプリケーション
VBA

月報

中央帳票

構成テーブル

構成テーブルASP3.0テーブル ID

テーブル ID

項目名単位
備考

項目名単位
備考

Excel 2003

ロ言語であるVBA(Visual Basic for Application)を用い水質記録

水温測定項目た．マクロ言語は，アプリケーション内で実行できるプログラムのことで，VBAを使用することによってExcelのデ日付

日付ータを変更することができる．また，このVBAを使用して

PH
透視度
返送率

1:00
2:00

データの登録だけでなく，月報や年報，水質記録のExcel形式への変換も行うことができる．このVBAを用いたプロ・・グラムの例を図-3に示す．これは，sampleというExcelフ

24:00

ァイルを開き，B5セルにあるデータを日付表示にし，メ年報ッセージボックスで表示させるプログラムである．

構成テーブル

今回開発に使用したソフトウェアの一覧を表-1に示す．

テーブル ID
項目名単位
備考(3) データベース設計
データベースに登録するデータは，中央帳票の Excel形式のデータと特定の従業員が直接入力を行うデータの二つに分けられる．
中央帳票のデータは水処理データと汚泥処理データに・・

業務指示

日報
構成テーブルテーブル ID
項目名単位
備考

分けられ，どちらも 1:00 から 24:00 まで毎時間測定されたデータと，その合計，平均，最大値，最小値で構成され日付ており，これらのデータは日報・月報・年報を作成するた

運転指示
連絡事項
作業予定めに使用される．水処理データは 62 項目，汚泥処理デー
タは 39 項目あるが，機器を新たに導入すれば増える可能・・性がある．そこで項目ごとにテーブルを作り，日付を主キーとして 1～24 時までをデータ項目としてテーブルを作

図-4 データベース構成テーブル

成した．そして，中央帳票・日報・月報・年報の表を作成するための構成テーブルを作成した．構成テーブルのデー
タ項目には，表を作成する順番や項目の単位などがある．
特定の従業員が直接データ入力を行う項目には水質記録と業務指示がある．水質記録データは作業員によって測定器に表示される値を読み取ったものや，使用した薬剤の量，測定したデータから計算した結果などが書き込まれる．
このデータは日報・月報・年報の作成に使用される．水質記録は1日一つ作成されるが，各項目で測定時間や項目数などに違いがあるため，水質記録だけで一つのテーブルを作り，主キーを日付にしてテーブルを作成した．業務指示
データは当日の機器の状況などが書き込まれ，データは日報を作成する際に使用される．業務指示データも1日一つ作成されるが，各項目で項目数などが違うため業務指示だ
けでテーブルを作り，主キーを日付と共通にして作成した．
また，このデータベースについて正規化の工程を行った．
第一正規化に関しては，全ての項目において日付をキーとしたため，繰り返しを行うグループや同じテーブル内に関係性のあるデータをなくした．さらに第二，第三正規化も検討した上でのデータベース構造を図-4に示す．
(4) 画面遷移図
Web ブラウザの画面遷移図を図-5 に示す．まず，トップメニューが表示され，上部に日報・月報・年報・水質記録という選択メニューが表示される．選択メニューはフレーム構造を利用したユーザインターフェースを用いたので，どのページからも即座に希望するページへ移動することが出来る．ここで閲覧したい項目を選択すると日報・水質記録では日付選択ページに，月報では月選択，年報では年選択ページに移動する．日や月などを選択することで，データベースからデータを呼び出し，閲覧したい表がサーバ側で自動的に作成され，クライアントの画面に表示される．また，日報から業務指示の書き込みと，中央帳票のデータを表示することができる．さらに，水質記録の閲覧用－39－大分工業高等専門学校紀要

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トップメニュー
月報

年報月選択年選択月報

年報

中央帳票

日報

水質記録

日付選択

日報

水質記録

業務指示

水質記録

図-7 日付選択画面

書き込み
登録完了

登録完了

図-5 画面遷移図

図-8 日報画面

図-6 データベース登録画面
ページから登録用のページに移動し，水質記録をデータベースに登録することもできる．

３．システム構成(1) データ登録
データ登録を行うには，VBAプログラムで作成した「登録.xls」を起動することにより，図-6のような登録画面が表れるので，参照ボタンを押し，登録したい日のExcelデータが入ったフォルダを選択する．次に，登録ボタンを押すことでVBAプログラムによってExcelのデータを読み図-9 業務指示登録画面取り，自動的にデータベースに登録することができる．登録が完了すると「登録完了」というポップアップ画面が表れ，Excelデータが見つからない場合などは，「ファイルが図-8のような日報を作成する．さらに，「運転指示書き込み」というボタンを押すと業務指示を入力する図-9の画面見つからない」というポップアップ画面が表れる．

が表れ，業務支持を登録することができ，「詳細」というボタンを押すと図-10のExcelで保存した中央帳票のデー(2) 日報閲覧
日報は図-7の日付選択画面から，閲覧したい日付を選択タを閲覧することができる．

することで閲覧することができる．日付を選択すると，日報構成テーブルの内容からその日付の項目を読み出し，－40－

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図-10

第 44 号(平成 19 年 11 月)

中央帳票画面図-12 月報画面

図-13 Excel 出力画面
(5) Excel への出力
昭和環境は，大分市から依託され下水処理場の管理を行

図-11 水質記録画面っているため，月報・年報・水質記録を定期的に大分市に提出しなければならない．これらのデータは，紙ファイル(3) 水質記録閲覧，書き込み
水質記録は日付選択画面から日付を選択することで，デとして大分市に提出する．本システムでは，Web ブラウータベースの水質記録テーブルからその日付をキーとしザからこれらのデータを閲覧することが可能だが， ブラたデータを読み出し，図-11 のような画面を ASP によってウザから印刷する場合，表示が大きくなり一枚の A4 用紙作成する．そして水質記録データの変更を行う場合は，ペに収まりきれない．そこで，データベースからデータを取ージ下部にある「書き込み」ボタンを押すことで，書き込り出し，Excel 形式でファイルに出力する VBA プログラ

みフォームが表れデータを入力することができる．データ

ムを作成した．Excel ファイルを作成するには，データベ入力が完了したら，ページ下部にある「登録」ボタンを押ースが構築されているパソコン上で，「月報作成.xls」を起すと，新たにポップアップ画面が表れ登録した内容が表示動する．すると，図-13 のような画面が表示されるので，希望する月を指定すると，月報データが Excel 形式のファされ，データベースに登録することができる．

イルとして作成される．
(4) 月報・年報の作成
月報は月選択画面から年と月を選択し月報構成テーブ

４．システムの評価，考察ルからその月のデータを読み出して合計，平均を計算することで，図-12のような画面が作成される．また，年報も今回のデータ管理システムは，Web アプリケーションで同様に年を選択し年報構成テーブルからその年のデータ作製したため OS や PC の機種依存性が無く，サーバ機にシを読み出して合計，平均を計算し，年報を作成する．

ステムを構築するだけでデータの共有化を行うことができた．
今回製作したシステムを現場で試験運用してアンケー－41－

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第 44 号(平成 19 年 11 月)

トをとった結果，ほとんどの従業員の方より便利になり業

５．結言

務効率が上がったという意見をいただいた．一方で半数の本研究では，動的に Web ページを生成する技術である人が現在のシステムに満足していない部分があるとの回答をいただいた．これは本システムがアンケートの際に一ASP とデータベースを連携させ，Web アプリケーション部完成しておらず，このことを従業員の方々に伝えきれてやデータベースの知識の無い人にも容易に管理できるデなかったためだと思われる．現在では，ほぼシステムが完ータ管理システムの設計及び製作を行った． Web アプリ

成し，引き続き試験運用を行っていただいている．今後のケーションを使用したデータベースシステムを製作する改良点として次のような点を考えている．

ことにより，Web ブラウザ上から簡単にデータの更新や閲覧を行うことができるようになった．またデータベースを用いて企業内の情報を共有化することにより，作業を効(1) ユーザインターフェース
今回のシステムではデータ項目が増えた際に表の作成率化することができた．今後はユーザ認証やセキュリティを簡単にするために，構成テーブルを作成した．しかし，の強化，またブラウザ上からデータベースのデータ項目のこの状態ではデータベースの操作にはまだ SQL を使わな増減操作が可能なシステムの開発を行う予定である．

ければいけないため，項目が増えた際は Web ブラウザ上からテーブル作成や表の変更を行うことのできるシステ
ムの改良を検討している．

謝辞

また，Excel ファイルを作成するために VBA を使用し本研究を行うにあたり，助言や励ましを戴いた前専攻科たが，作成はサーバ機でしか行えなかったため，このプロ長 佐藤秀則先生，現専攻科長 清水啓一郎先生に感謝しま

グラムをブラウザ上で動く VBScript で作成することによす．また，共同研究を行っていただいている昭和環境シスって，従業員の皆さんの PC 上から Excel ファイルの作成

テム株式会社の林正信氏，ヴェオリア・ウォーター・ジャを実行できるようにすることを計画している．

パン株式会社の鈴木孝則氏，そして研究初期に卒業研究の一部として協力いただいた太神圭佑氏(制御情報工学科18年度卒業生)に感謝致します．

(2) ユーザ認証
現在のシステムではサーバにアクセスできるユーザを，サーバと同じサブネットマスクのものに限定しているが，参考文献

この方法では安全性が高いとはいえない．そのためこれか

1) 林衛，”ER モデルによるデータベース設計技法”(1997)

ら認証サーバを導入して，データ入力する際にはパスワー

2) 山田一徳，土屋敏夫，”Webによる管理データベースの構築”，東京都立産業技術研究所研究報告(2000)

ドなどでユーザ認証を行い，不注意なデータ変更を防ぎ，外部からの不正アクセスを防ぐことを検討している．また，

3) 電脳事務，”最新Webテクノロジー”，ソフトバンククリ

将来的には指紋認証装置などを利用して，利便性と安全性

エイティブ株式会社(2006.10)を両立することが必要であると考えている．

Y.C.ファン，固体の力学／理論，大橋義夫，村上澄夫，
神谷紀生共訳，培風館，(1970)
4) 生形洋一，”『ASP 実践プログラミング入門』IIS5.0(3) 外部からの不正な攻撃対応版”，技術評論社(2000)

現在のシステムは企業内のネットワークだけなので外部からの攻撃の可能性は少ないが，今後ネットワークを広5) 宮﨑綾乃，”Web サービスを用いたデータ入出力の研げる可能性もある．その場合，SQLインジェクション攻撃

究”，18 年度大分高専卒業研究論文集(2006)

7)やクロスサイトスクリプティング 8)に対しての対策を行

6) 日本 MySQL ユーザ会，http://www.mysql.gr.jp/

う必要がある．これらの攻撃の対策として，入力された内

7) 宮地充子，菊池浩明，”情報セキュリティ”，オーム社(2003)容にSQL構文やSQLにおいて特殊な意味を持つ文字，またはスクリプトが含まれていないかを調べ，含まれていれば

8) 高木浩光,関口智嗣,大蒔和仁，”クロスサイトスクリプそれを削除するなどを行う予定である．

ティングに対する電子商取引サイトの脆弱さの実態とその対策”，第4回コンピュータセキュリティシンポジ
ウム論文集(2001)(2007.9.28受付)－42－