シミュレーションモデルのアート性と標準化
相澤 りえ子Il……ll……l……ll‖冊Il……l……lll…lllll……川…ll川………llllll……ll川Il…＝＝＝＝＝‖‖＝＝‖‖＝‖‖‖＝＝‖＝＝‖‖‖＝‖‖＝‖‖＝＝＝‖＝‖‖＝＝‖‖＝＝‖‖＝‖‖＝＝‖‖‖‖‖＝＝＝＝＝＝‖‖‖‖‖＝＝‖‖‖＝‖‖‖‖‖＝＝‖‖＝‖‖＝＝‖‖＝‖‖‖＝‖‖服Il…l

アート的側面，言い換えると標準化できない側面につ

1． はじめにいて述べる．

以前，シミ ュレーションモデルはアートだと教科書

2．モデルの代替性についての前書きに書いておられた先生がいらした．確かにシミュレーションモデルを構築すると，作り手によってモデルと一言で言っても，モデル化プロセスから見モデルが違うことが多い．同じ主題でも作る人の感性ると，一般的に，概念モデル（conceptualmodel）が出てきてしまうシミュレーションモデルは工芸なのとプログラミング（programming）モデルがあるとだろう．工芸とは経験と勘と感性の生産物である．し言われているが，森戸［1］によると，さらに二つのプかし，シミュレーションモデルは，表現，形式，構造ロセスの中間にもう一つのプロセスがあり，それをオが違っていたとしても，目的やシステム条件が明確にペレーショナル・モデル（operationalmodel）と呼定義されており，その上で作られたモデルであれば，んでいる．

そのモテリレを使ってシミュレーションした結果は，統概念モデルとは，モデルの境界，システムをどの程計的な見方からすると同じ結果になるはずであるし，度細部まで見るかという詳細度，システムの動きのロそうでなくてはならない．モデルはアートであってもジックの定義であり，まさにモデルの仕様となるもの

良いが，分析は科学でなくてはならないからだ．

である．この概念モデルは，人によって解釈が異なる

シミュレーション分析をビジネスとしている身としことがないように正確に定義されているべきである．ては，対象システムを分析する時にチームで同じモデプログラミングモデルは，シミュレーション専肝言

ルを使うこともあれば，システムを部分に分割して何語を用いて，概念モデルを実行させるためのプログラ

人かが部分的なモデルを作り連結して全体モデルを構ムを作ることである．

築することもある．また，出来上がったモデルをクラ

プログラミングモデルは，概念モデルの構成や機能イアントに説明をする必要がある手前，モデル化方法を表現している．しかし，概念モデルを理解したからとして，いつもある一定の規則が存在する方が都合がとし、って，どの様にプログラミングモデルに変換する良いし，モデル化の生産性も上がる．一方，シミュレ

か，言い換えれば，いかなる形で離散型シミュレーシーション分析の過程において，モデルを構築することョン（ここでのシミュレーションは待ち行列モデルを自体が，対象システムを知り抽象化することで真の構記述する離散型シミュレーションである）の枠組みに造を理解するという意味で，最もOR的な工程である落とせるか，が読み取れないことが多い．そのようなことは言うまでもない．そこで，シミュレーションの場合に，概念モデルとプログラミングモデルの間の橋モデル化を行う時には，常にアート性と標準化の両面渡しをするオペレーショナルモデルが存在する．森戸から考えることになる．

は文献［1］の中で，この中間のモデルの事を，無味乾

本稿では，モデルに関しての話題として，モデルの代替性，モデルの自動生成，エージェントベースモデ

ルとシステムシミュレーションモデルの違いについて考察することにより，モデル化の標準化可能な側面と，あいぎわ りえこ㈱構造計画研究所〒164−0012 中野区本町4−38−132005年4月号

燥な仕様を離散型シミュレーションの枠組みの中で運用可能（operational）な形にするという意味で，オペレーショナルモデルと定義している．
まさに，筆者が本稿で述べているモデルはこのオペレーショナルモデルのことである．同じ動きをするシステムでも，捉える人によって離散シミュレーションモデルの枠組みが違ってくるからである．
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例えば工場を運営するのにいくつもの部署が絡んでいるが，生産計画を立てる部署では，製品の工程図を用かを決める．この表現の選択は，モデルの世界観（world−View）の決定と呼ばれている［2］．

作り，いくつの半製品がどの様な順番で，どの機械で「もの中心モデル」の場合は，まず，何をシステム加工され，いつ完成品になるかをスケジュールする業の中を動き回る「もの」と捉えるかを決めることが必務を行っていたとする．それに対し制御に関わる部門要である．これをモデルのオリエンテーション（ori−では，各加工機械にどの様な製品が投入されたならどentation）の決定と呼んでいる．大きなシステムになの様な処理をして，次にどのバッファに送り出すかとると，数多くの要素が複雑に絡み合って，機能が成りいった指示書を作成する業務を行っていたとする．こ立っている．その場合，どの要素をシステムの中を動のどちらの場合でも，設備改善計画を立てる際には，くものとして捉え，どの要素をリソースやバッファとスループットを最大化させたい，機械の手待ちを少ないった他のものとして捉えるかを決めることが，そのく．したい，バッファの仕掛量を少なくしたい等といっモテル化の鍵となる．実はこのオリエンテーションのた目的で，どの様な設備にしたら良いかをシミュレー決定においても，モデル化の岐路がある．中を流れるション分析することになるだろう．概念モデルはシス「もの」を，製品と捉えるか，機械と捉えるか，作業テム仕様として存在するし，目的とその詳細度も一意者と捉えるか等により，モデルが違ってくる．このどに決まる．しかし，オペレーショナルモデルは，生産れを「もの」として捉えるかは，モデルを作る技術者

計画を作る人と作業指示を作る人とで違ったものを作にゆだねられている．そして，モデルの作りやすさ，るのではないかと思われる．少なくとも，各々の部署モデルの分かりやすさ（他人が見る時の分かりやすの人が分かりやすいオペレーショナルモデルは違う．

さ），その所属グループ内での常識等により，決まっ前者の部署の人は，このモデルを「もの中心モデてくるものであるが，文献［1］では，その決定に際しル」として捉え，システムの中を動き回るもの（このての一つの方法を提示してくれているので引用させて場合は半製品）を中心に，半製品がどの機械で加工をいただく．

行っていくかの順路を書き下し，さらにこのシステム2次元の表で行列を作り，これを参考にしながらオションを定めると良い．行列の行は，シスに存在するリソースとその前の待ち行列を機械とバッリエンテーファとして整理することになる．

テムに存在するアクティビティを，列には，システム後者の部署の人は，このモデルを「事象中心モデ内に存在するオブジェクト，すなわち役者を配し，アル」と捉え，システムに存在する機械の処理手順を表

クティビティオの実行にオブジェクトノが関与するとにまとめるだろう．その表とは，Aという機械は，きには（∠，ノ）要素を実行に必要なオブジェクトの数と何工程目のa製品が投入された場合にはどの様な処する．関与しなければ0とする．一般に，理をし，処理が終わったならどの様な処理をするかを①シミュレーションの実行に当たって，各アクティビティに関与するオブジェクトの少なくとも定義するものである．
この違いは，70ログラミングモデルにおいて用いる一つがプログラム中の動き回るものとして表現ュレーション言語（またはシミュレータ）によっされないと，シミュレーションは実行できない．ても決まってくる．現在市販されている生産・物流専②あるアクティビティに対して，二つ以上のオブシミ用シミュレータの中には，工程図を書いてモデル化す

ジェクトを動き回るものとすると，同時発生事るものや，機械制御ルールを記述しモデル化する言語

象のリスクやプログラムの長大化の可能性があがあるので，そのどちらを使うかは，何を基準にしてる．

モデル化すると自分や仲間が分かりやすいかで決める，等の性質がある．

つまり好みで決めることになろう．

例として，単一窓口システムのオリエンテーション

人間の晴好でモテル化を決めるところは一見アートのようだが，そこには離散シミュレーションの枠組みが規則として存在する．

決定のための行列を表1に示す．
「事象中心モデル」の場合は，まず，システムの中での状態変化とは何であるかを洗い出す．そして，そオペレーショナルモデル構築プロセスとしては，最れは何がトリガとなって起こるのか，状態変化のタイ初に，モデルを「もの中心モデル」として表現するか，ミングでシステムはどの様な状態になるのかを決める．

「事象中心モデル」として表現するか，またはその併

ここで，トリガを起こす原因となるものが，「もの中オペレーションズ・リサーチ

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表1オリエンテーション決定のための行列オブジェクト 半製品 機械バッファ［3］．
機械モデルの自動生成機能とは，あらかじめオペレーションモデルを提供しておき，それになぞられてプログバッファへの投入

1ラミングモデルを作る機能である．したがって限られ機械への投入た概念モデルに対してのみ適用可能なため，通常の分1

析目的を明確にして概念モデルを作り，オペレーショ機械加工ンモデルを作るといったプロセスとは逆行したプロセ心モデル」の「もの」に対応する．

スをたどることになる．つまり，オペレーションモデ

このように，モデルには，世界観の決定やオリエンルとプログラミングモデルが先にあり，適用できる概テーションの決定等の一定の標準があり，その下で，念モデルと現実システムが，そのモデルによって規定ある程度環境に応じた分かりやすいものが求められる．

されることになる．

しかし，LAN／WANシステムの世界では，各要素3．シミュレーションモデルの自動生成
オペレーショナルモデルを作ることは，シミには標準規格があり，さらにその要素を繋げたネット
ュレー

ワークのl中でも標準プロトコルがあるので，システムション分析の専門家にとっては，一定の規則下であっの如きのロジックの定義は既知である．また，コンピても自分の好みで作り方を考え，システムを掘り下げュータネットワーク性能評価業務の中で評価すべく［1ていくことであり，興味深く，楽しいプロセスである．

的は一般的には限られている．その目的とは，しかし現場で対象システムを設計している八にとって，・ボトルネックの追求とその解決策の発見

シミュレーション分析をしようとした時にその前に立・期待するレスポンスを保証するための構成の検討

ち塞がるモデル化のプロセスは大きなハードルである・システム性能限界の予測に違いない．設計者は，早く，自分のプランが効率的というものである．したがって，例えば研究者が目的か，どこかに問題を抱えていないか，を具体的に見たとするような，新しく設計したプロトコルの性能検証いのである．それなのに，離散シミュレーションの枠等といったことはできない．

組みを知ってからでないとシミュレーション分析がでシミュレーションのモデル化こそがORそのものできない．どんな目的でシミュレーションをしたいのか，あるのに，それを自動化するとはORではないと思わどの程度の詳細度で解を得たいのか，システム内のロれる方もいるだろう．実際に，OR学会の研究発表会ジックがどの様になっているのか，が分かっていれば，でこのモデル自動生成について発表した時には，会場概念モデルは作ることができる．しかし，離散シミュからその様に指摘された．確かに，前にも述べたが，レーションの枠組▲みを知らないとオペレーショナルモモデルを構築すること自体がシステムの構造を理解すデルはできないので，シミュレーションはできない，ることであるが，この自動化プロセスでは，その工程対象システムの分野に籍を置く八にとって，通常は錐はツールを使う八の知識の前提であるとしている．そ散シミュレーションの枠組みは未知のものである．習して，シミュレーションによる実験分析そのものを，得するか，コンサルタントに依頼するかしかなく，時シミュレーションになじみのない八に手軽に利用して間や管用がかかる．

もらうことができるツールをと考えたのである．1分

そこで，筆者等はコンピュータネットワークシステ

野のごく限られたモデルであるが，自動生成されるモムといった特定の分野の評価に使うツールとして，モデルとは，標準化の最たるものであり，誰が使ってもデルの自動生成機能を待ったシミュレータを開発した．

このシミュレータでは棟準化されたモデルを使うこと

これは，コンピュータネットワークシステムを設計販になる．

売するインテグレータのシステムエンジニアや，ネットワーク運用監視をおこなうカスタマーエンジニアが，システム設計情報や実際のLAN／WANで流れてい4．エージェントベースモデルとシステムシミュレーションモデル

るパケットのログデータをシミュレータの入力として最後に，モデルの話題として，最近特に研究者を中与えるだけで，離散シミュレーションのモデルが定義心に，盛んに使われているエージェントベースモデル

でき，シミュレーション分析ができるツールであるをシステムシミュレーションモデルと対比してみよう

2005年4ノー〜J一© 日本オペレーションズ・リサーチ学会. 無断複写・複製・転載を禁ず.

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認可のために所要の時間で建物の中からの避難が完了と思う．

最近，同一システムでも，エージェントベースモデするかをシミュレーションし，所要時間内に避難可能ルが使われたり，システムシミュレーションモデルがな様に，通路の幅や扉の位置を適正に設定するための使われたりしている．

シミュレーションは，システムシミュレーションモデ

例えば，避難シミュレーションや，従来，待ち行列ルを使うべきである．しかし，災害時の避難の際には，系のシステムとして離散システムシミュレーションで人間の心理状態により子期せぬ事態が起こりえる．他

行っていたような，窓口業務に人が並ぶ様なシステム

人の影響や自己の判断により挙動が決まって行くようのシミュレーションなどである．

な過程を理解して，避難の際の体制を考えていこうと

元来，複雑系システムの挙動を理解するためのシミするシミュレーションであれば，エージェントベースュレーションとしてエージェントベースシミュレーシモテリレで考えることになる．窓口業務に人が並ぶ時のョンは生まれた．複雑系システムとは，「システムを窓口数を決める問題でも，システム設計の際にはシス要素に分解し，要素の持つ特性を解明していれば，もテムシミュレーションで考え，人の到着を確率としてとのシステムの挙動が理解される」という要素還元主捉えることになるが，社会事象として，公共の場への義が通用しないものを言う［4］．物理・化学系よりも人の到着過程が自己の特性や他人の影響によって左右むしろ生命系・社会科学系に適用されている．システされるのであれば，その過程を理解するためのエージ

ム内の主体が持つ適応動作がシステムの複雑性を生んェントベースモデルが有効となる．

でいて，その特性を解明するためにシミュレーションエージェントベースモデルの構築に関しては，オペレーションズ・リサーチ2004年3号の特集で取り上を行う．

システムの目的に応じた目標があり，その目標を達げられている．社会科学の立場でのシミュレーション成するための個々の要素の挙動をどの様に規定したらの利用に関する話題は，システムシミュレーションをよいかをシミュレーションにより求めようとするシス

主に使用している者にとってモデリングに関わらず，テムシミュレーションモデルに対し，システム内に内その分析のアプローチ方法においてとても興味深い．

在される要素の特性が規定されていて，その要素どうエージェントベースモデルは未知の結果をもたらすたしの相互作用により，どの様な挙動を示しシステムとめのモデルを構築するという意味では，アート的で，してどのような結果をもたらすかをシミュレーション想像力を必要とし，その標準化もまたむずかしいと思により理解しようとするエージェントベースモデルは，われる．しかし，個々のモデルは，社会科学で実証さ互いに全く逆のアプローチを前提としている．

れてきた現象と検証され，現実的な解が得られている．

例えば工場のラインで生産する生産量が月産所要数

最近，世界中でいろいろな災害が発生し深刻な被害になるように，個々の機械の性能をどのくらいにすべが起こっているが，日本の社会科学者は，津波に対すきかとか，機械への投入ルールをどの様にしたら良いる避難のシミュレーションの研究等を，もう何年も前かとかをシミュレーションで見出そうとしているのがから，エージェントベースモテリレを使い行っているシステムシミュレーションモデルである．しかし，最［5］．今後は，こういった研究に基づいた災害対処計

近では自律分散制御されている機械もあるので，その画が策定されていくことになり，エージェントベース様な機械を配置する工場では，その立ち上がり期には，モデルに対する期待もさらに大きくなるだろう．

どの様な過程で定常状態を作り出していくのかをエー
ジェントベースモデル的アプローチで観測し，その過渡期の生産量はどのくらいになるかを知ることも必要

5．おわりに
本稿ではシミュレーションのモデル化の，標準化できる側面とできない側面について考えてきた．

であろう．

この様に，エージェントベースシミュレーションと概念モデルが同一でも，複数の代替モデルが存在し，システムシミュレーションでは分析目的がちがうので，そのモデルの選び方は，システムの特性等で決まって概念モデル自体が違う．概念モデルを作成する段階で，くる．しかし，それが絶対ではなく，時として分析者

この二つのシミュレーションモデルのどちらが適当でが属する環境や，分かりやすさ，好みに依存して決めあるかは決まっているといって良いであろう．

ることも可能であるとの見解を述べた．また，ある分同じ避難シミュレーションでも，建築計画の際，許282（44）

野を特定し，取り得る概念モデルを規定したならば，オペレーションズ・リサーチ© 日本オペレーションズ・リサーチ学会. 無断複写・複製・転載を禁ず.

そこでは標準モデルを作ることができ，モデルの自動ズ・リサーチ，1990年2月．
［2］森戸晋，相澤りえ子，貝憤佗也：VisualSLAMによる生成も可能であるという例を示した．

最後に，同一システムを扱うシミュレーションモデ

システムシミュレーションく改訂版〉，共立出版，2001年．

ルでも，目的や概念モデルによっては，システムシミ［3］相澤りえ子：ネットワーク性能評価専周シミュレータュレーションモデルではなく，他のモデルで考えるべきであり，社会科学の分野ではエージェントベースモ

秋季研究発表会アブストラクト集，pp．156−157，1998年．

デルが活用されていることを説明した．

以上から，モデル化プロセスの中に，モデルを決定する岐路がいくつかあり，それをある標準で選び，モデルを作り上げることによって，適切で実行可能なモデリングが可能であるこのモデル化技法，1998年度目本オペレーションズ・リサーチ学会と，また分かりやすさや好みも一つの標準であることをまとめとしたい．

［4］貝原俊也：マルチエージェントシミュレーションと離散シミュレーション，平成13年度第2回ORセミナー
離散シミュレーションーその最前線と事例−，pp．23−38，2001年．

［5］MasakiFujioka，KenichiIshibashi，Hidekikaji，Isao Tsukagoshi：A Mult卜agent based simulation

Modelforevacueesescaplngfrom Tsunamidisaster，
参考文献

SeoulSirn（The SeoulInternationalSimulation ConT

［1］森戸晋：シミュレーション・モデル化の「理論」をFl

ference）2001，Pp．306−312，2001．

指して一代替モデル／プログラムの認識，オペレーション

2005年4廿ぢ一© 日本オペレーションズ・リサーチ学会. 無断複写・複製・転載を禁ず.

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