JPH07191959A - Dynamic simulation system - Google Patents

Dynamic simulation system

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JPH07191959A
JPH07191959A JP34347193A JP34347193A JPH07191959A JP H07191959 A JPH07191959 A JP H07191959A JP 34347193 A JP34347193 A JP 34347193A JP 34347193 A JP34347193 A JP 34347193A JP H07191959 A JPH07191959 A JP H07191959A
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JP
Japan
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factor
influence
equation
simulation
dynamic
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JP34347193A
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Shinu Ko
振宇 高
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Individual
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Abstract

PURPOSE: To provide a dynamic simulation system capable of processing a non-linear system such as a chaostic system. CONSTITUTION: This dynamic simulation system is provided with a molding means equipped with functions for the input and edition of model information for constructing a dynamic simulation model, the preparation of a mutual action diaphragm, and the file management of a user, simulation executing means including at least standard execution, step execution, animation execution, and sensitivity analysis execution, graph displaying means equipped with functions for a dynamic curve graph, 2D factor correlation scattered point graph, 3D factor correlation scattered point graph, and the previous term/this term curve graph or the like, auxiliary analyzing means including data analysis, error analysis, and correlation analysis or the like, and result printing means such as the printing of the outputted and inputted information of the graph, the printing of simulation results, and the printing of simulation intermediate results or the like.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明はシミュレーションシステ
ムに関する。シミュレーションは自然科学、社会科学を
問わず、科学研究から、産業管理まで、の広い領域にお
いて多種多様な形式で利用されている。生産システム、
経営システム、経済システム、軍事システム、通信シス
テム、社会システム、生物や生態システム、地球環境シ
ステム、などの様々のシステム及び交通問題、環境汚染
問題、人口問題、地球資源問題、エネルギー問題、など
のわれわれの今の生活や将来の生存に関連する各種な複
雑な問題の研究分野では、シミュレーションは主な手法
として利用されている。
FIELD OF THE INVENTION The present invention relates to a simulation system. Simulations are used in a wide variety of formats in a wide range of fields, from scientific research to industrial management, regardless of whether they are natural sciences or social sciences. Production system,
We have various systems such as management system, economic system, military system, communication system, social system, biological and ecological system, global environment system, and traffic problems, environmental pollution problems, population problems, global resource problems, energy problems, etc. Simulation is used as the main method in the field of studying various complex problems related to our present life and future survival.

【0002】[0002]

【従来の技術】我々の生活と密接に関連する社会システ
ムは工学的システムよりはるかに複雑なものであり、
「定量的」な性質と「定性的(或いはヒューリスティッ
ク的)」な性質という2重の性格を兼備するものであ
る。そして、多くの学者達は社会システムの問題を「we
ll structured problem」と「ill structured proble
m」と二分している。
BACKGROUND OF THE INVENTION Social systems, which are closely related to our lives, are much more complex than engineering systems.
It has a dual character of "quantitative" and "qualitative (or heuristic)". And many scholars argue "we
ll structured problem "and" ill structured problem "
m ”.

【0003】社会システムの複雑の成因については、
「定量的」と「定性的」の2重性という性質を有する以
外、さらに以下のような性質を有する。
Regarding the origin of the complexity of the social system,
In addition to having the property of “quantitative” and “qualitative” duality, it has the following properties.

【0004】・ダイナミックなシステム; ・非線形なシステム ・因子(あるいはサブシステム)が沢山がある ・因子間には相互作用のフィードバック・ループが存在
して、負フィードバックもあるし、正フィードバックも
ある(自動制御システムにはないもの)。 ・因子間の因果関係が複雑であり、関数関係もあるし確
率関係もあるし、影響関係(モデリングの時点で陽関数
の形で定式化できない因果関係)もある。 ・因子の振り舞は確定論的なものもあるし、確率論的な
ものもあるし、確定論と確率論間の垣根を取り外すもの
と思われるカオス(Chaos)的なものもある。 ・人間が含まれる
A dynamic system; a non-linear system; there are many factors (or subsystems); there is an interaction feedback loop between factors, and there are negative and positive feedbacks ( Not in automatic control systems).・ Causal relationships between factors are complicated, there are functional relationships, probability relationships, and influence relationships (causal relationships that cannot be formulated in the form of explicit functions at the time of modeling).・ The behavior of factors can be deterministic, stochastic, or chaotic, which seems to remove the barrier between determinism and probability.・ Including humans

【0005】生産システム、流通システム、経済システ
ム、などの現実なシステムには定量的&定性的の2面性
が共有するシステムが殆どである。ダイナミック・シミ
ュレーション(DS Dynamic simulation)は、社会シ
ステムような複雑なシステムのダイナミックスを解明す
るための有効なシミュレーションと公認されている。
Most practical systems such as a production system, a distribution system, and an economic system share a quantitative and qualitative duality. Dynamic simulation (DS Dynamic simulation) is recognized as an effective simulation for clarifying the dynamics of a complex system such as a social system.

【0006】最もよく知られているダイナミック・シミ
ュレーションは、インダストリアル・ダイナミックス
(Industrial Dynamics)と呼ばれるものである。この
DSは、1958年、アメリカの J.W.Forresterによ
って発明されたものである。これが「フィ−ドバックを
含むシステムの動の挙動を取り扱う方法論」と定義され
ている。
The most well-known dynamic simulation is called industrial dynamics. This DS was invented in 1958 by JW Forrester of America. This is defined as "a methodology for handling dynamic behavior of a system including feedback".

【0007】そこで、インダストリアル・ダイナミック
スをはじめ、Urban Dynamics、World Dynamicsを含むシ
ステム・ダイナミックス(system dynamics,SD)分
野の研究が盛んになって来た。特に、ローマクラブの委
託によって構築された世界モデルとそのシミュレーショ
ンの結果である「成長の限界」というレポートによっ
て、全世界に革命的な影響を与えた。図1に各DS法の
適応可能な範囲の概念を示す。
Therefore, research in the field of system dynamics (SD) including industrial dynamics, Urban Dynamics, and World Dynamics has become popular. In particular, the world model constructed by the commission of the Roman Club and the report "Limits of Growth" that was the result of its simulation had a revolutionary impact on the whole world. FIG. 1 shows the concept of the applicable range of each DS method.

【0008】SD法は次のようなレベル方程式を中心と
する5種類の数学的な方程式を用いて対象とするシステ
ムを記述する。 (1) レベル方程式: (2) レイト方程式 (3) 補助変数方程式 (4) サプリメント方程式 (5) 初期値方程式
The SD method describes a target system by using five kinds of mathematical equations centering on the following level equations. (1) Level equation: (2) Late equation (3) Auxiliary variable equation (4) Supplement equation (5) Initial value equation

【0009】そして、インダストリアル・ダイナミック
スは「定量的」なシステム、即ち、「関数関係」のみか
らなるシステムにしか適用できないDS方法である。た
だし、レベル方程式で表される構造が存在しないシステ
ムには向かわない。
Industrial dynamics is a DS method applicable only to "quantitative" systems, that is, systems consisting only of "functional relations". However, it is not suitable for systems that do not have the structure represented by the level equation.

【0010】KSIM法はは1972年、カナダのJ.Ka
ne教授が開発されたものである。KSIM法は、モデ
リングするときに数式での定式化を行わなく、「cross-
impact matrix」というマトリックスを用いてシステム
の因子間の因果関係を記述する。
The KSIM method was used in 1972 by J.C. of Canada. Ka
It was developed by Professor ne. The KSIM method does not use mathematical formulas when modeling,
A causal relationship between system factors is described using a matrix called "impact matrix".

【0011】KSIM法は関数関係を処理できず、現実
システムに存在する最も簡単な線形関係(例えば、収入
=利益−費用)でも処理できないという致命的な欠点が
ある。その一方、従来の数学モデルとして扱えなかった
「soft」変数を簡単に処理でき、柔軟で、使いやす
く、非専門家に向くなどの利点がある。
The KSIM method has a fatal drawback in that it cannot process functional relationships and cannot process even the simplest linear relationships that exist in real systems (eg income = profit-cost). On the other hand, there are advantages that "soft" variables that cannot be handled as conventional mathematical models can be easily processed, they are flexible, easy to use, and suitable for non-specialists.

【0012】即ち、KSIM法は、「定性的」システ
ム、即ち、「影響関係」のみからなるシステムしか適用
できないDS法と考えられる。
That is, the KSIM method is considered to be a DS method applicable only to a "qualitative" system, that is, a system consisting only of "influence relations".

【0013】[0013]

【発明が解決しようとする課題】インダストリアル・ダ
イナミックス法とKSIMは従来のDSとして、以下の
大きな問題点を有しており、それらを解決できない限
り、社会システムの性質を全体的に解明できなく、現代
的なシステム工学の要求には応じられなく、より複雑な
システムのダイナミックスを把握することが不可能であ
る。
As the conventional DS, the industrial dynamics method and KSIM have the following major problems. Unless these problems can be solved, the nature of the social system cannot be clarified as a whole. , It is impossible to understand the dynamics of more complex systems because it cannot meet the demands of modern system engineering.

【0014】従来の方法では定量的&定性的の2重性を
同時扱えないので現実中におけるシステムには十分対応
できない。現実的なシステムには「関数関係」と「影響
関係」が混在する場合がほとんどである。故に、関数関
係のみからなるシステムを扱えるインダストリアル・ダ
イナミックス法、また、影響関係のみからなるシステム
を扱えるKSIM法のいずれも対応できなく制限される
ものとなる。
Since the conventional method cannot simultaneously handle the quantitative and qualitative duality, it cannot be applied to a real system. In most practical systems, "functional relations" and "influence relations" are mixed. Therefore, neither the industrial dynamics method that can handle a system that has only functional relationships or the KSIM method that can handle a system that has only influence relationships cannot be applied and is limited.

【0015】また、従来の数学モデルの知識資産を継承
することができない。各研究分野の数学モデルについ
て、例えば、Lanchester戦闘モデル、Volterra生態系モ
デルのような動態モデルには、微(差)分方程式で定義
されるものがほとんどである。従来のDS法ではこのい
うようなモデルを扱いきれない。
Further, the knowledge assets of the conventional mathematical model cannot be inherited. Regarding mathematical models in each research field, most of dynamic models such as the Lanchester battle model and the Volterra ecosystem model are defined by minute (difference) equations. The conventional DS method cannot handle such a model.

【0016】さらに、最先端的のシステム工学の研究に
は対応できていない。例えば、複雑適応系(Complex Ad
aptive System) のような最先端な研究には、システ
ム因子間における正、負フィードバック・ループとなる
相互作用を扱える機能以外に、システムの不規則波動の
振り舞いの成因であるカオスを処理できる機能を要求さ
れている。しかし、従来のDS法は高階差分方程式に対
応できないので、システムのカオス的な振舞いを容易に
処理することができない。
Furthermore, it is not possible to deal with the latest research on system engineering. For example, Complex Ad
In addition to the ability to handle interactions that form positive and negative feedback loops between system factors, cutting edge research such as aptive systems) is also capable of processing chaos, which is the cause of the irregular wave behavior of the system. Is being requested. However, since the conventional DS method cannot deal with higher-order difference equations, chaotic behavior of the system cannot be easily processed.

【0017】本発明は上述した問題点を解決できる新た
なダイナミック・シミュレーションを目的とする。即
ち、これはシステム科学の理論を基盤として、悪構造問
題(ill structure problem) に対応する影響関係と、
良構造問題(well structure problem)に対応する関数
関係を統合して、影響関係と関数関係が混在、あるいは
単在するシステムを扱える新たな連続型ダイナミック・
シミュレーション(以下、GSIM(General SIMulati
on)法と呼ぶ)を目的とする。
The present invention aims at a new dynamic simulation capable of solving the above-mentioned problems. In other words, this is based on the theory of systems science and has an influence relation corresponding to an ill structure problem,
A new continuous dynamic system that can handle systems with mixed or singular influence relations and functional relations by integrating functional relations corresponding to well structure problems
Simulation (hereinafter GSIM (General SIMulati
on) called the law).

【0018】また、本発明は、以下のような従来のSD
法として解決できなかった、あるいは非常に処理しにく
かった課題を解決する手法を得ることを目的とする。
Further, the present invention has the following conventional SD.
The purpose is to obtain a method for solving a problem that could not be solved as a law or was very difficult to process.

【0019】(1)社会システムの定量的&定性的の2重
性を同時に扱うことができる新たなダイナミック・シミ
ュレーション法を開発する。即ち、影響関係と関数関係
が混在するシステムのダイナミック・シミュレーショ
ン、以下GSIM(General SIMration) と称する。
(1) Develop a new dynamic simulation method that can simultaneously handle quantitative and qualitative duality of social systems. That is, a dynamic simulation of a system in which an influence relationship and a functional relationship are mixed, hereinafter referred to as GSIM (General SIMration).

【0020】(2)微(差)分方程式で定義されたモデル
に適応でき従来の知識財産を継承できるダイナミック・
シミュレーション
(2) Dynamic that can be adapted to the model defined by the subdivisional equation and inherits the conventional knowledge assets
simulation

【0021】従来、各分野でシステムのダイナミックス
を研究するため開発されたモデルは微分方程式や差分方
程式で定義したものが大部分である。それらはそれぞれ
異なる角度から社会システムの性質を解明されるもので
ある。もしこういうようなモデルに適応できれば、従来
の研究結果と知識を継承できることとなり、各分野の研
究に支援でき、研究期間をはるかに短縮することができ
る。
Conventionally, most of the models developed for studying the dynamics of the system in each field are defined by differential equations and difference equations. Each of them reveals the nature of the social system from different angles. If it can be applied to such a model, it will be possible to inherit the conventional research results and knowledge, support the research in each field, and shorten the research period significantly.

【0022】(3)現代システム科学の要求に適応できる
ようにカオスなどのような非線形システムの性質を処理
できるダイナミック・シミュレーション。
(3) Dynamic simulation capable of processing the properties of nonlinear systems such as chaos so that it can be adapted to the requirements of modern system science.

【0023】(4)インダストリアル・ダイナミックスと
してレベル方程式で表す構造が存在しないシステムにも
対応できるダイナミック・シミュレーション。
(4) Dynamic simulation that can be applied to a system that does not have a structure represented by a level equation as industrial dynamics.

【0024】(5)DS法の能力を十分引き出せる、コン
ピュータ上の装置であるシミュレータを開発する。 (6)社会システムような問題を解決する際に、専門家だ
けならば問題を解決できず、意思決定者は参加しなけれ
ばならない。したがって、非専門家でも手軽くに使え
る、従来のシミュレータ(例えば、DANMON)には
なかった新たなマンマシン・インターフェースを有する
するシミュレータを得る。
(5) Develop a simulator, which is a device on a computer, that can sufficiently bring out the capabilities of the DS method. (6) When solving problems such as social systems, only experts can solve the problems, and decision makers must participate. Therefore, a simulator having a new man-machine interface which is not available in the conventional simulator (for example, DANMON), which can be easily used by non-specialists, is obtained.

【0025】[0025]

【課題を解決するための手段】社会システムの定量的&
定性的の2重性を同時に取り扱うことができるDSは今
までまだない。本発明は、複雑システムの定量的&定性
的の2重性質に対して、システムを構成された因子の間
における因果関係を「関数関係」と「影響関係」に分け
て考え、その2種の関係を同時に取り扱う。
[Means for Solving Problems] Quantitative & Social System
Until now, there is no DS that can handle qualitative duality at the same time. The present invention separately considers the causal relationship between the factors constituting the system into “functional relationship” and “influence relationship” with respect to the quantitative and qualitative dual nature of a complex system, Handle relationships simultaneously.

【0026】即ち、関数関係と影響関係が混在するシス
テムのダイナミック・シミュレーションである。したが
って、本発明によれば、システムをより全般的に解析で
きることで、産業システムの合理化、最適化、動態評
価、将来予測などことを行うことができる。従って、本
発明は、以下の分野でも利用できる。
That is, it is a dynamic simulation of a system in which functional relationships and influence relationships are mixed. Therefore, according to the present invention, since the system can be analyzed more generally, rationalization, optimization, dynamic evaluation, future prediction, etc. of the industrial system can be performed. Therefore, the present invention can also be used in the following fields.

【0027】(1)国家、地域の経済景気循環モデル; (2)株などの動態予測システム; (3)競争作用を有する市場予測モデル; (4)複雑適応系(Complex Adaptive System); (5)政策科学; (6)生態及び地球環境システム; (7)企業の経営戦略シミュレーション; (8)長期投資動態評価問題; (9)人口問題; (10)生産システム (11)その他(1) National and regional economic business cycle model; (2) Dynamic forecasting system of stocks; (3) Market forecasting model with competitive action; (4) Complex Adaptive System; (5 ) Policy science; (6) Ecology and global environment system; (7) Business strategy simulation of enterprises; (8) Long-term investment dynamic evaluation problem; (9) Population problem; (10) Production system (11) Others

【0028】上記課題を解決するために、ダイナミック
・シミュレーション・モデルを構築するためのモデル情
報の入力と編集、相互作用ダイヤグラムの作成、及びユ
ーザのファイル管理機能を備えたモデリング手段、少な
くとも標準実行、ステップ実行、アニメ実行、感度分析
実行を含むシミュレーション実行手段、ダイナミック曲
線図、2D因子相関散点図、3D因子相関散点図 、前
期−本期曲線図等の機能を備えたグラフ表示手段、デー
タ分析、誤差分析、相関分析などを含む補助分析手段、
グラフの出力、入力された情報の印刷、シミュレーショ
ン結果の印刷、シミュレーション中間結果の印刷などの
結果印刷手段を備えたダイナミックシミュレーションシ
ステムを用いる。以下、本発明の原理について説明す
る。
In order to solve the above-mentioned problems, inputting and editing of model information for constructing a dynamic simulation model, creation of an interaction diagram, and modeling means having a user file management function, at least standard execution, Simulation execution means including step execution, animation execution, sensitivity analysis execution, dynamic curve diagram, 2D factor correlation scatter diagram, 3D factor correlation scatter diagram, first-term curve plot function, etc., graph display means, data Auxiliary analysis means, including analysis, error analysis, correlation analysis, etc.
A dynamic simulation system having a result printing means for outputting graphs, printing input information, printing simulation results, printing intermediate simulation results, etc. is used. The principle of the present invention will be described below.

【0029】一般に、ある事象が起るか、あるいはある
結果が生じれば、必ずその原因があると考えられる。そ
の「原因(cause)」と「結果(effect)」の間におけ
る「関係(relationship)」は「因果関係(causal rel
ationship)」である。本発明では因果関係をつぎのよ
うに定義する:
Generally, when a certain event occurs or a certain result occurs, it is considered that there is a cause. The "relationship" between the "cause" and the "effect" is "causal rel".
ationship) ". In the present invention, the causal relationship is defined as follows:

【0030】定義1:システム因子XとYについて、因
子Xが因子Yに作用を与えることができるか、あるいは
Xの存在のため、Yがなんらかの変化をうけるという現
象があるなら、XとYの間に存在する関係を因果関係と
いう。また、この因果関係は次に示す「関数関係」と
「確率関係」および「影響関係」に分類される。
Definition 1: For system factors X and Y, if there is a phenomenon that factor X can act on factor Y, or that Y undergoes some change due to the presence of X, then The relationship that exists between them is called a causal relationship. The causal relationship is classified into the following "functional relationship", "probability relationship" and "influence relationship".

【0031】関数関係とは、システム因子間の関係が通
常の関数の式で表される因果関係である。本発明では、
関数関係を次のように定義する:
The functional relationship is a causal relationship in which the relationship between system factors is represented by a normal function formula. In the present invention,
Define the functional relationship as follows:

【0032】定義2:システム因子XとYが因果関係を
有する場合、Xが次期の状態に推移することによりYが
受ける変化について、その変化の方向(増減)および
(大きさ)の両者ともに一意的に定めることが可能な
場合を関数関係とする。この関数関係は、例えば、次の
ような形で表される: Y=f(x1,x2,...t)
Definition 2: When the system factors X and Y have a causal relationship, the direction (increase / decrease) and width of the change that Y undergoes as X transitions to the next state
The case where both degrees (magnitude) can be uniquely defined is defined as a functional relationship. This functional relationship is expressed in the following form, for example: Y = f (x 1 , x 2 , ... T)

【0033】本発明では、確率関係を次のように定義す
る:
In the present invention, the probability relationship is defined as follows:

【0034】定義3: システム因子XとYが因果関係
を有する場合、Xが次期の状態に推移することによりY
が受ける変化について、その変化の方向(増減)及び
(大きさ)の両者とも一意的に定める事はできない
が、ある確率的な規律に従う場合を確率関係とする。
Definition 3: When the system factors X and Y have a causal relationship, Y is changed by the transition of X to the next state.
Change ( direction of increase / decrease) and width of change
Both degrees (magnitudes) cannot be uniquely determined, but a probability relationship is defined when a certain probabilistic discipline is followed.

【0035】この確率関係は、例えば次の形で表され
る: y=P(x)、 y〜N(f(x)、σ2)(正規分布)
This probability relationship is expressed in the following form, for example: y = P (x), y to N (f (x), σ 2 ) (normal distribution)

【0036】確率関係で描くことができる問題は、完全
定義問題、あるいは、不完全定義問題(poor defined p
roblem)に属する問題と認められている。この確率関係
については、確率分布関数(例えば、正規分布関数、指
数分布関数など)で表現でき、前述の「関数関係」と同
様に扱うことができる。従って本発明では、関数関係と
して扱う。
The problem which can be drawn by the probability relation is a completely defined problem or a poorly defined problem (poor defined p).
roblem) is recognized as a problem. This probability relationship can be expressed by a probability distribution function (for example, a normal distribution function, an exponential distribution function, etc.) and can be treated in the same manner as the above-mentioned “functional relationship”. Therefore, in the present invention, it is treated as a functional relationship.

【0037】影響関係(impact relation)とは、モデ
ルする時点で技術的、納期的、経済的などの理由、ま
た、モデルのパラメタを定めるためのデータが揃わない
などの理由で、通常の陽関数の形で定式化することがで
きないにもかかわらず、各システム因子の間に確かに存
在する因果関係である。本発明では、影響関係を次のよ
うに定義する:
An impact relation is an ordinary explicit function because it is technical, due date, economical, etc. at the time of modeling, and the data for determining model parameters is not available. Although it cannot be formulated in the form of, it is a causal relationship that certainly exists between each system factor. In the present invention, the influence relationship is defined as follows:

【0038】定義4: システム因子XとYが因果関係
を有する場合、Xが次期の状態に推移することによりY
が受ける変化について、その変化の方向(増減)のみ定
められる場合を影響関係とする。影響関係は経験的にそ
の因果関係の存在を判断することが可能である。
Definition 4: When the system factors X and Y have a causal relationship, Y is changed by the transition of X to the next state.
The impact relationship is that only the direction (increase / decrease) of the change that is subject to change is determined. It is possible to empirically determine the existence of a causal relationship for an influence relationship.

【0039】例えば: 大気汚染 → 人間の健康 物理環境 → 設備の劣化 気候 → 植物の成長 人類の活動 → 地球環境 などである。さらに、影響関係には、「恒常影響関係」
と「変化率影響関係」という2つの影響関係がある。本
発明では恒常影響関係(constant impact relation)を
次のように定義する。
[0039] For example: air pollution → human health physical environment → equipment deterioration climate → plant growth human activities → global environment. In addition, the impact relationship is "constant impact relationship".
There are two influence relations, namely, "change rate influence relation". In the present invention, a constant impact relation is defined as follows.

【0040】定義5:因子xのレベルが変わらなくても
常に因子yに影響を及ぼし、yのレベルを変えるような
影響関係を「恒常影響関係」と呼ぶ。
Definition 5: An influence relation that always influences the factor y even if the level of the factor x does not change and changes the level of y is called a "constant influence relation".

【0041】例えば、 設備を使用した時間 → 設備の劣化 物理環境(温度、湿度など) → 金属の錆の成長 など。For example, the time of use of the equipment → deterioration of the equipment physical environment (temperature, humidity, etc.) → growth of metal rust.

【0042】本発明では変化率影響関係(differential
impact relation)を次のように定義する。
In the present invention, the change rate influence relation (differential
impact relation) is defined as follows.

【0043】定義6:因子xのレベルが変化しないなら
ば、因子yのレベルも変わらない影響関係を「変化率影
響関係」と呼ぶ。
Definition 6: If the level of the factor x does not change, the influence relationship in which the level of the factor y does not change is called a "change rate influence relationship".

【0044】例えば、 国の工場の数 → 就業人口 ボーナス → 社員のモラル など。For example, the number of factories in the country → employment population bonus → employee morals.

【0045】影響係数とは、2つの因子間の影響関係の
結合強度を表す無単位数値である。本論では、因子j
から因子iへの影響係数をwijで表す。
The influence coefficient is a unitless numerical value indicating the strength of the relation of influence between two factors. In this paper, the factor j
Is represented by w ij .

【0046】例えば、wijの数値範囲を5段階で表示す
ると次のようになる:
For example, the numerical range of w ij can be displayed in five steps as follows:

【数1】 さらに、恒常影響関係に対して、因子jから因子iへの
影響係数を恒常影響係数αijで、変化率影響関係に対し
て、因子jから因子iへの影響係数を変化率影響係数β
ijで表す。
[Equation 1] Further, for the constant influence relation, the influence coefficient from the factor j to the factor i is the constant influence coefficient α ij , and for the change rate influence relation, the influence coefficient from the factor j to the factor i is the change rate influence coefficient β.
Expressed as ij .

【0047】本発明では、恒常影響関係に対応する因子
jから因子iへの恒常影響力Imi(Sj)を 以下の式に示
した如く、因子jのレベルSjと因子jから因子iへの恒
常影響係数αijの積であると定義する。 Imi(Sj)=αij・Sj ...(2.1)
In the present invention, the constant influence force Im i (S j ) from the factor j to the factor i corresponding to the constant influence relation is expressed by the following formula as the level S j of the factor j and the factor j from the factor j. It is defined to be the product of the constant influence coefficient α i j on. Im i (S j ) = α ij · S j ... (2.1)

【0048】したがって、因子iが受けたすべての恒常
影響力は
Therefore, all the constant influences that factor i has

【数2】 ...(2.2) と表すことができる。[Equation 2] It can be expressed as ... (2.2).

【0049】また、変化率影響関係に対応する因子jか
ら因子iへの変化率影響力Imi(dSj/dt)を Imi(dSj/dt)=βij・dSj/dt ...(2.3) の様に定義する。したがって、因子iが受けたすべての
変化率影響力は
Further, the change rate influence force Im i (dS j / dt) from the factor j corresponding to the change rate influence relation to the factor i is Im i (dS j / dt) = β ij · dS j / dt .. It is defined as in. (2.3). Therefore, all the rate of change influences factor i has

【0050】[0050]

【数3】 ...(2.4) と表すことができる。[Equation 3] It can be expressed as (2.4).

【0051】ここで、総影響力とは因子が受けたすべて
の恒常影響力と変化率影響力を総計するものであり、従
って、因子i が受ける総影響力Imiは 以下の式の如く
なる。
Here, the total influence is the sum of all the constant influences and the change rate influences received by the factors. Therefore, the total influence Im i received by the factor i is expressed by the following equation. .

【0052】[0052]

【数4】 ...(2.5)[Equation 4] ... (2.5)

【0053】正総影響力とは、因子が受ける総影響作用
の中の影響係数が正であるものだけの合計影響力であ
る。 即ち、因子i が受ける正総影響力I+miは次式で与
えられる。
The positive total influence is the total influence of only the positive influence coefficients in the total influence exerted by the factors. That is, the positive total influence I + m i received by the factor i is given by the following equation.

【数5】 ...(2.6)[Equation 5] ... (2.6)

【0054】因子i が受ける負総影響力I-miは次式で
与えられる。
The negative total influence I -- m i which the factor i receives is given by the following equation.

【数6】 ...(2.7) 尚、この正総影響力は影響作用を受ける因子のレベルを
増加でき、興奮性影響力とも呼び、負影響力は、相手の
因子のレベルを減少でき、抑制性影響力とも呼ぶ。
[Equation 6] (2.7) It should be noted that this positive total influence can increase the level of the factor affected, and is also called excitatory influence, and the negative influence can decrease the level of the opponent's factor, and the inhibitory influence. Also called.

【0055】図2に示すように多因子からなるシステム
における任意の因子iは他因子(1....n)からの複数
の作用を受けている。因子が受けた複数の作用は、関数
関係に対応する関数作用と、影響関係に対応する影響作
用がある。整理すれば、因子のレベルは関数関係によ
り、と影響関係により発生される2つの部分から構成さ
れると考えられる。
As shown in FIG. 2, an arbitrary factor i in a multi-factor system is subjected to a plurality of actions from other factors (1 ... n). The plurality of actions received by the factor include a function action corresponding to the functional relation and an influence action corresponding to the influence relation. In summary, the factor level is considered to be composed of two parts, which are generated by the functional relation and by the influence relation.

【0056】図2に示すように、i番目のシステム因子S
iのレベルは2つの部分、即ち関数関係に対応する部分
iと影響関係に対応する部分Iiから構成され、以下の
式の様に表わされる。
As shown in FIG. 2, the i-th system factor S
The level of i is composed of two parts, that is, a part F i corresponding to the functional relation and a part I i corresponding to the influence relation, and is expressed by the following equation.

【0057】 Si = Fi + Ii ...(3.1) シミュレーションの総期間をTとし、その等間隔な刻み
を tとした場合、t期の因子Si(t) について、本発明で
は影響作用を受ける前のレベルをψi(t)、影響作用を受
ける「純影響」(net impact)をPi(t)とし、また、純影
響Pi(t)を指数関数の形で因子に作用させた以下の式
で表す。
S i = F i + I i (3.1) Assuming that the total period of the simulation is T and the even intervals thereof are t, the factor S i (t) in the t period is in the present invention. The level before being affected is ψ i (t) , the “net impact” (net impact) affected is P i (t), and the net impact P i (t) is a factor in the form of an exponential function. The following expression applied to
It is represented by.

【数7】 ...(3.2) Si(t) : t期の因子Siのレベル Pi(t): t期の因子Siの純影響(3.2 参照) ψi(t):因子Siの影響作用を受ける前のレベル Ii(t):因子Siの影響関係に対応するレベル Fi(t):因子Siの関数関係に対応するレベル[Equation 7] ... (3.2) S i (t ): t -life of factor S i level P i of (t): the net impact of the factors S i of the period t (3.2 reference) ψ i (t): the influence of the factors S i Level before being affected I i (t) : Level corresponding to the influence relation of the factor S i F i (t) : Level corresponding to the functional relation of the factor S i

【0058】また、影響作用を受ける前のレベルψi(t)
については、図3に示すように、t期の因子Si の影響
作用を受ける前のレベルであるから、 影響レベルIi
の増分△Iiは、次の式(3.3) で表すことができる: △Ii(t)=Si(t)−ψi(t) ...(3.3)
The level ψ i (t) before being affected
For, as shown in FIG. 3, because the level of before the affected action factors Si period t, impact levels I i
The increment ΔI i of can be expressed by the following equation (3.3): ΔI i (t) = S i (t) −ψ i (t) ... (3.3)

【0059】そして、式(3.1) によって、この式(3.3)
は次のように変換できる。 △Ii(t)=Fi(t)+Ii(t)−ψi(t) ...(3.4)
Then, according to equation (3.1), this equation (3.3)
Can be converted as ΔI i (t) = F i (t) + I i (t) −ψ i (t) ... (3.4)

【0060】また、時間間隔△tに対して、 △Ii(t)=Ii(t)−Ii(t-t) ...(3.5) であるので、式(3.4) は次の式(3.6) のようになる。 Ii(t)-Ii(t-t)=Fi(t)+Ii(t)i(t) ...(3.6)Further, for the time interval Δt, ΔI i (t) = I i (t) −I i (t− Δt ) ... (3.5), so that the equation (3.4) is It becomes like the formula (3.6). I i (t) -I i (t-t) = F i (t) + I i (t)i (t) ... (3.6)

【0061】整理すれば、影響作用を受ける前の因子Si
のレベルψi(t)は、図3に示すように、直前期のIi
当該期のFi から構成されるものになる。即ち、
In summary, the factors S i before being affected are
As shown in FIG. 3, the level ψ i (t) of the above is composed of I i of the immediately preceding period and F i of the relevant period. That is,

【0062】ψi(t) = Ii(t-t)+Fi(t)
...(3.7) さらに、式(3.1)によって, Ii(t-t) = Si(t-t) - Fi(t-t) ...(3.8)
Ψ i (t) = I i (t- Δt ) + F i (t)
... (3.7) Further, according to the equation (3.1), I i (t-t) = S i (t-t) -F i (t-t) ... (3.8)

【0063】という式が成り立つので,この式を式(3.
7) に代入すれば、ψは最終的に式(3.9) のように表さ
れる。 ψi(t) = Si(t-t)+Fi(t)-Fi(t-t) ...(3.9)
Since the expression of (3.) holds, this expression is changed to the expression (3.
Substituting into 7), ψ is finally expressed as in Eq. (3.9). ψ i (t) = S i (t-t) + Fi (t) -Fi (t-t) ... (3.9)

【0064】従って、式(3.2) は式(3.10) のようにな
る。便宜上、この因子Si(t) のレベルを表す非線形差分
方程式を「統合方程式」と称する。
Therefore, the equation (3.2) becomes the equation (3.10). For convenience, the non-linear difference equation representing the level of this factor S i (t) is called an “integration equation”.

【数8】 ...(3.10)[Equation 8] ... (3.10)

【0065】また、GSIM法では初期値点t0 = 0にお
ける純影響Pi(0)とt=-1期の因子レベルSi(-1)と関数レ
ベルFi(-1)の初期条件を Pi(0)=1、Si(-1)=0、Fi(-1)=0 と設定する。
Further, in the GSIM method, the initial conditions of the net effect P i (0) at the initial value point t 0 = 0, the factor level S i (-1) and the function level F i (-1) at the period of t = -1. Are set as P i (0) = 1, S i (-1) = 0, and F i (-1) = 0.

【0066】従って、因子Siのダイナミックスは統合方
程式を用い、時間間隔△tに対して以下のように表現で
きる。(図2参照)
Therefore, the dynamics of the factor S i can be expressed as follows for the time interval Δt using the integral equation. (See Figure 2)

【数9】 [Equation 9]

【0067】本発明では純影響Pを式(3.15)のように定
義すると、 Pi =(1+抑制性影響力I-mi)/(1+興奮性影響力I+mi) ...(3.15 ) t期の因子si(t)の純影響Pi(t)は以下の式によって、
求められる。
[0067] When the present invention defines the net effect P as in Equation (3.15), P i = ( 1+ inhibitory influence I - m i) / (1+ excitatory influence I + m i) .. . (3.15) The net effect P i (t) of the factor s i (t) in period t is
Desired.

【数10】 ...(3.16)[Equation 10] ... (3.16)

【0068】従って、定義した純影響には以下の性質が
ある。 抑制性影響力>興奮性影響力の場合、1<P<∞; 抑制性影響力=興奮性影響力の場合、P=1; 抑制性影響力<興奮性影響力の場合、0<P<1; 影響作用を受けない場合、P=1。
Therefore, the defined net effect has the following properties. Inhibitory influence> excitatory influence, 1 <P <∞; Inhibitory influence = excitatory influence, P = 1; Inhibitory influence <excitatory influence, 0 <P <1; P = 1 when not affected.

【0069】式(3.10)の統合方程式に定義された因子レ
ベルの応答特性(瞬間変化率)について、関数関係の増
分を式(3.17)で表し、考察する。 △F(t)=F(t+t)-F(t) ...(3.17)
With respect to the response characteristic (instantaneous change rate) of the factor level defined in the integrated equation of the equation (3.10), the increment of the functional relation is represented by the equation (3.17) and considered. △ F (t) = F (t +t) -F (t) ... (3.17)

【0070】一般に、差分方程式で定義した因子の瞬間
変化率の算出は困難であるが、常微分方程式を数値解法
で解く場合に使われる式(3.18)に示すオイラー法を利用
し、近似的にその性質を調べることが可能となる。
Generally, it is difficult to calculate the instantaneous rate of change of the factor defined by the difference equation, but the Euler method shown in the equation (3.18) used when solving the ordinary differential equation by the numerical solution method is used to approximate it. It is possible to investigate its properties.

【数11】 ...(3.18) 従って、式(3.10) と式(3.18)によって式(3.19)が得ら
れる:
[Equation 11] ... (3.18) Therefore, equation (3.10) and equation (3.18) yield equation (3.19):

【数12】 ...(3.19) これを整理すれば、式(3.20)が得られる。[Equation 12] ... (3.19) By rearranging this, formula (3.20) is obtained.

【0071】[0071]

【数13】 ...(3.20) また、ノーマル空間におる因子の値域が 0≦s≦1である
ので、 因子の応答特性は以下のようになる。純影響P
について、P=1 の場合(影響作用がない、あるいは正、
負影響力が等しい場合)では、式(3.20)は式(3.21)のよ
うになる。
[Equation 13] ... (3.20) Moreover, since the range of the factor in the normal space is 0 ≤ s ≤ 1, the response characteristic of the factor is as follows. Net effect P
For P = 1 (no effect or positive,
If the negative influences are the same), then equation (3.20) becomes equation (3.21).

【0072】dS(t)/dt=△F(t)/△t...(3.21) つまり、この場合の因子の変化率は関数関係の変化率と
等しくなり、因子のレベルの変化は完全に関数関係によ
って、決められることになる。関数の増分について、Δ
F(t)=0の場合(あるいは関数作用がない場合)では、式
(3.20)によって、次の式(3.22)が得られる。
DS (t) / dt = ΔF (t) / Δt ... ( 3.21) That is, the rate of change of the factor in this case is equal to the rate of change of the functional relation, and the change of the level of the factor is complete. Will be decided by the functional relation. For the function increment, Δ
If F (t) = 0 (or no function action), then the expression
(3.20) gives the following equation (3.22).

【数14】 ...(3.22) そして、この式から、S(t)→1 の場合、dS(t)/dt→0 と
なり、S(t)→0 の場合、dS(t)/dt→0 となる。つまり、
ノーマル空間における因子のレベルが上限(=1)、あるい
は下限(=0)に近付くと、その変化率は0 になることが分
かる。
[Equation 14] ... (3.22) And from this equation, if S (t) → 1, then dS (t) / dt → 0, and if S (t) → 0, then dS (t) / dt → 0. . That is,
It can be seen that the rate of change becomes 0 when the level of the factor in the normal space approaches the upper limit (= 1) or the lower limit (= 0).

【0073】さらに、 P→1 の場合、dS(t)/dt→0 とな
り、P>1 の場合、dS(t)/dt<0 となり、P<1 の場合、
dS(t)/dt>0 となる。
Further, when P → 1, dS (t) / dt → 0, when P> 1, dS (t) / dt <0, and when P <1,
dS (t) / dt> 0.

【0074】一般にいえば、因子の変化率についてP<
1、かつ<F(t)>0 の場合、dS(t)/dt>0 となり、P=1、
かつ<F(t)=0 の場合、dS(t)/dt=0 となり、P>1、か
つ<F(t)<0 の場合、dS(t)/dt<0 となる。という性質
がある。
Generally speaking, the rate of change of the factor P <
If 1 and <F (t) > 0, then dS (t) / dt> 0, P = 1,
When <F (t) = 0, dS (t) / dt = 0, and when P> 1, and <F (t) <0, dS (t) / dt <0. There is a property.

【0075】統合方程式に対する考察で関数関係が常数
である場合について説明する。もし、 Fi(t)=d (d=時不変の常数、-∞<d<+∞)
A case where the functional relationship is a constant will be described in consideration of the integrated equation. If Fi (t) = d (d = time-invariant constant, -∞ <d <+ ∞)

【数15】 ,T=シミュレーション期間)であれば、統合方程式は式
(3.23)のようになる。
[Equation 15] , T = simulation period), the integration equation is
It becomes like (3.23).

【0076】[0076]

【数16】 ...(3.23) この場合の因子レベルは影響作用のみによって決められ
ることとなる。この時の式(3.23)で表される統合方程式
は、式(3.24)に示すKSIM法の式と同様になる。
[Equation 16] ... (3.23) The factor level in this case will be determined only by the influencing effect. The integrated equation represented by the equation (3.23) at this time is similar to the equation of the KSIM method shown in the equation (3.24).

【0077】[0077]

【数17】 ...(3.24) 即ち、GSIM法の関数部分を常数に定義すれば、GS
IM法はKSIM法を補完していると言える。
[Equation 17] (3.24) That is, if the function part of the GSIM method is defined as a constant, GS
It can be said that the IM method is complementary to the KSIM method.

【0078】従って、影響関係のみから構成されたシス
テムに対しては、すべての因子の関数関係をその初期値
S(0)と定義すれば(即ち:Fi(t)=Si(0))、 GSIM
法は、影響関係のみから構成されるシステムに適用でき
るダイナミック・シミュレーション法になる。
Therefore, for a system composed of only influence relations, the functional relations of all factors are set to their initial values.
If defined as S (0) (ie: Fi (t) = Si (0) ), GSIM
The method is a dynamic simulation method that can be applied to a system consisting of only influence relationships.

【0079】純影響P=1の場合、ノーマル空間における
因子が受けた影響作用は抑制性影響力=興奮性影響力の
場合、あるいは、すべての影響係数が“0”である場
合、式(3.23)によって、純影響Pの数値は1になり、こ
の時の統合方程式は式(3.25)のようになる:
When the pure influence P = 1, the influence exerted by the factor in the normal space is the inhibitory influence = excitatory influence, or when all the influence coefficients are “0”, the formula (3.23) ), The numerical value of the net effect P becomes 1, and the integrated equation at this time becomes as shown in equation (3.25):

【数18】 ...(3.25)[Equation 18] ... (3.25)

【0080】つまり、この場合の因子レベルの変化は関
数作用のみによって決められる。従って、関数関係のみ
から構成されたシステムに対しては、恒常影響関係、変
化率影響関係とも存在しないので、
That is, the change in the factor level in this case is determined only by the function action. Therefore, for a system composed only of functional relationships, there is neither a constant influence relationship nor a change rate influence relationship.

【数19】 と設定すれば、GSIM法は、関数関係のみからなるシ
ステムを扱うことができるダイナミック・シミュレーシ
ョン法になる。
[Formula 19] Then, the GSIM method becomes a dynamic simulation method capable of handling a system consisting of only functional relationships.

【0081】本発明では、システムが存在する空間を、
図5のように、「現実空間」、「モデル空間」、「ノー
マル空間」の3つの空間に分けて扱う。
In the present invention, the space in which the system exists is
As shown in FIG. 5, the space is divided into three spaces, that is, “real space”, “model space”, and “normal space”.

【0082】現実空間の中における「現実システム」の
構造状態は、因子の数は無限個あり、因子の値域は-∞
〜+∞。また、一般に、因子には計量単位が付いてい
る。例えば、社会システム、生態システム、生産システ
ムがその例である。
In the structural state of the “real system” in the real space, the number of factors is infinite and the range of factors is −∞.
~ + ∞. Also, in general, a factor has a unit of measure. Examples are social systems, ecological systems, and production systems.

【0083】現実空間から抽出した因子を用い、モデル
空間で作られたものが「モデルシステム」、即ちモデル
である。その構造状態の因子の数は有限個(n個)、値
域は-∞〜+∞。因子の計量単位も現実システムの因子と
対応して付いている。また、因子間の因果関係が定義さ
れる。
What is created in the model space using the factors extracted from the physical space is the "model system", that is, the model. The number of factors in the structural state is finite (n), and the range is -∞ to + ∞. The unit of measurement of the factor is also associated with the factor of the real system. In addition, the causal relationship between factors is defined.

【0084】正規化された因子から構成されたシステム
を「ノーマルシステム」、それが存在する空間は「ノー
マル空間」である。ノーマルシステムの因子数はn個で
あり、モデルシステムの因子と一対一に対応している。
ただ、ノーマルシステムの因子レベルの値域は、0〜1
で、しかも因子の計量単位は無い。
A system composed of normalized factors is a "normal system", and a space in which it exists is a "normal space". The number of factors in the normal system is n, which corresponds one-to-one with the factors in the model system.
However, the range of factor level of the normal system is 0-1
However, there is no unit for measuring factors.

【0085】モデルシステムXから、ノーマルシステム
Sへの因子の写像過程を「正規化変換」と呼び、T:X
→S で表現する。逆に、ノーマルシステムSから、モ
デルシステムXへの因子の写像過程を「復帰変換」と呼
び、T-1:S→X のように表現する。また、現実システ
ムからモデルシステムXを構築することをモデリングと
呼ぶ。
The process of mapping the factors from the model system X to the normal system S is called "normalization transformation", and T: X
→ Express with S. On the contrary, the process of mapping the factor from the normal system S to the model system X is called "revertive conversion" and is expressed as T -1 : S → X. Further, constructing the model system X from the real system is called modeling.

【0086】本発明では、ノーマルシステムSにおける
因子のレベルを「因子ノーマル値」と称し、 Sで表し、
モデルシステムXにおける因子のレベルを「因子実値」
と称し、 Xで表す。また、本発明では因子のノーマル値
Siを因子実値Xiへの「復帰変換」を式(4.1)のように定
義する。
In the present invention, the level of the factor in the normal system S is referred to as "factor normal value" and is represented by S,
The factor level in the model system X is "actual factor value"
And is represented by X. Also, in the present invention, the normal value of the factor
We define the "revertive conversion" of Si into a factor real value Xi as in equation (4.1).

【0087】Xi(t) = T-1i(Si(t)) ...(4.1) 明らかに、n次元のシステムに対して、n個の復帰変換
関数が必要である。
X i (t) = T −1 i (S i (t) ) ... (4.1) Obviously, for an n-dimensional system, n reversion functions are needed.

【0088】関数レベルとは、因子の関数関係によって
生じるレベルである。これに対して、本発明ではモデル
システムXにおける関数レベルを「関数値」、ノーマル
システムSにおける関数レベルを「関数ノーマル値」と
称する。
The function level is a level generated by the functional relationship of factors. On the other hand, in the present invention, the function level in the model system X is called a "function value", and the function level in the normal system S is called a "function normal value".

【0089】関数値とは、モデルシステムXにおける因
子の関数関係を記述する数学式により得られた数値で、
その値域は-∞〜+∞である。 i因子の関数値をFXiで表
す。
The function value is a numerical value obtained by a mathematical expression describing the functional relationship of factors in the model system X,
The range is -∞ to + ∞. The function value of the i factor is represented by FXi.

【0090】関数ノーマル値とは、ノーマルシステムS
において、因子の関数値FXを0〜1のように正規化した数
値である。 i因子の関数ノーマル値を TXiで表す。ま
た、本発明では因子関数値FXを関数ノーマル値TXへの
「正規変換」を式(4.2)のように定義する。 TXi(t) = Ti(FXi(t)) ...(4.2)
The function normal value is the normal system S
In, the function value FX of the factor is a normalized value such as 0 to 1. The function normal value of the i factor is represented by TXi. Further, in the present invention, the factor function value FX is defined as the “normal conversion” into the function normal value TX as in Expression (4.2). TX i (t) = Ti (FX i (t) ) ... (4.2)

【0091】明らかに、n次元のシステムに対して、n
個の正規変換関数が必要である。尚、式(3.10)の統合方
程式はノーマルシステムSのダイナミック過程を描くも
のであるので、その式における関数レベルFには、必ず
関数ノーマル値TXを用い、計算しなければならない。従
って、ダイナミック・シミュレーションを行うとき、統
合方程式は式(4.3) のようになる。
Clearly, for an n-dimensional system, n
Number of normal conversion functions are required. Since the integrated equation of equation (3.10) describes the dynamic process of the normal system S, the function normal value TX must be used for the function level F in the equation. Therefore, when performing dynamic simulation, the integrated equation becomes as shown in equation (4.3).

【数20】 [Equation 20]

【0092】式(4.1) の定義によって、GSIM法で
は、ノーマルシステム因子をモデルシステム因子に変換
する際に、式(4.4) に示す線形復帰変換関数により復帰
変換を行うとする:
By the definition of the equation (4.1), in the GSIM method, when the normal system factor is transformed into the model system factor, the restoration transformation is performed by the linear restoration transformation function shown in the equation (4.4):

【0093】[0093]

【数21】 -1i(): i因子の復帰変換関数 Xi(t): t期、 i因子の実値 Si(t): t期、 i因子のノーマル値 Xi,max: i因子の最大値 Xi,min: i因子の最小値[Equation 21] T -1 i (): i factor return conversion function X i (t) : t period, actual value of i factor S i (t) : t period, normal value of i factor X i, max : maximum of i factor Value X i, min : minimum value of i factor

【0094】式(4.3) の定義によって、GSIMでは、
モデル空間における因子の関数値をノーマル空間におけ
る因子の関数ノーマル値に変換するため、式(4.5) に示
す線形正規化変換関数により、正規化変換を行う。
By the definition of the equation (4.3), in GSIM,
In order to convert the function value of the factor in the model space into the function normal value of the factor in the normal space, the normalization conversion is performed by the linear normalization conversion function shown in Equation (4.5).

【数22】 ...(4.5) Ti(): i因子の正規化変換関数 TXi(t): t期、 i因子の関数ノーマル値 FXi(t): t期、 i因子の関数値[Equation 22] ... (4.5) Ti (): Normalized conversion function of i factor TX i (t) : Normal value of t period, i factor FX i (t) : Function value of t period, i factor

【0095】対象とするn個の因子を有するシステムに
対して、もし、提案した記述体系に従い、システムの影
響関係を n*n次元の恒常相互影響行列と変化率相互
影響行列で記述、また、関数関係をn個の陽関数f1(),
f2()...fn() で定式化出きったら、さらに、n個の因子
の初期実値X1(0)、X2(0)、...Xn(0)も定められれば、図
4に示すような提案した演算フローに従い、各期の各因
子の実値の唯一の解を再帰的に求めることができる。
For a system having n target factors, if the proposed description system is used, the system influence relationship is described by an n * n-dimensional constant mutual influence matrix and a change rate mutual influence matrix, and The functional relation is defined by n explicit functions f1 (),
If the initial real values X1 (0), X2 (0), ... Xn (0) of the n factors are defined once f2 () ... fn () is formalized, Fig. 4 According to the proposed operation flow as shown in, it is possible to recursively find the only real value solution of each factor in each period.

【0096】GSIMは影響関係と関数関係の両者を処
理でき、相互作用とカオス現象を処理できるという機能
を十分果たすため以下の記述体系を提案している。
GSIM proposes the following description system in order to fully fulfill the function of being able to handle both influence relations and functional relations and to handle interaction and chaos phenomena.

【0097】影響関係について、GSIM法では、因子
間に存在する相互影響作用を「相互影響行列」(cross i
mpact matrix) で記述する。
Regarding the influence relationship, in the GSIM method, the mutual influence existing between the factors is defined as a "cross influence matrix" (cross i).
mpact matrix).

【0098】相互影響行列とは、n個因子を有するシス
テムに対して、因子間の影響関係の結合強度を表す「影
響係数」を要素とするn×n階のマトリックスである。
本発明では以下のように規約する:
The mutual influence matrix is an n × n-order matrix having “influence coefficient” as an element, which represents the coupling strength of the influence relation between factors for a system having n factors.
In the present invention, the conventions are as follows:

【0099】列因子は影響作用を受ける因子、行因子は
影響作用を出す因子とする。さらに、n個因子を有する
システムの恒常影響関係に対しては、恒常影響係数αij
を要素として、n×n次元の恒常相互影響行列(constant
cross-impact matrix)Aで記述する。
The column factor is a factor that is affected, and the row factor is a factor that exerts an effect. Furthermore, for the constant influence relation of a system having n factors, the constant influence coefficient α ij
Is an element, and the n × n dimensional constant mutual influence matrix (constant
Cross-impact matrix) A is described.

【0100】n個因子を有するシステムの変化率影響関
係に対しては、変化率影響係数βijを要素として、n×n
次元の変化率相互影響行列(differential cross-impact
matrix)Bで記述する。
For a change rate influence relation of a system having n factors, n × n is obtained by using the change rate influence coefficient β ij as an element.
Dimensional change rate mutual influence matrix (differential cross-impact
matrix) B.

【0101】関数関係に対して、GSIMでは、各種の
静態、あるいは動態数学モデルに対応できるため、DYNA
MOのようなレベル方程式を中心とした記述体系を使わ
ず、工学的な記述体系を提案している。GSIM法は関
数関係を次のように捉える:
For functional relations, GSIM can handle various static and dynamic mathematical models.
We propose an engineering description system without using the description system centered on level equations such as MO. The GSIM method captures functional relationships as follows:

【0102】n次元のシステムに対して、因子ごとに1
つ、即ちn個の関数関係が必要となる。他の因子からの
関数作用を受けない因子について、4.4.1 に述べた性質
によって、以下のように設定すると、影響作用のみを受
ける因子になる。 Xi(k)=fi(Xi(0))=Xi(0) ...(6.3.1)
1 for each factor for an n-dimensional system
One, that is, n functional relationships are required. With respect to the factors that are not affected by the function from other factors, if the following settings are made according to the property described in 4.4.1, they will be the factors that are only affected. X i (k) = f i (X i (0) ) = X i (0) ... (6.3.1)

【0103】従って、GSIMでは、関数作用を受ける
因子を従属変数(因変数)、関数作用を出す因子を独立
変数(自変数)と見なし、因子間の関数関係を陽関数の
形で記述できる。また、複数の因子からの関数作用を受
ける場合、その関数関係を記述する関数は“多変数関
数”になる。即ち、
Therefore, in GSIM, a factor that receives a function action can be regarded as a dependent variable (factor variable), and a factor that produces a function action can be regarded as an independent variable (self variable), and the functional relationship between factors can be described in the form of an explicit function. Further, when a function is acted on by a plurality of factors, the function that describes the functional relationship becomes a "multivariable function". That is,

【数23】 ...(6.3.2)[Equation 23] ... (6.3.2)

【0104】ただし、シミュレーションを正常に行うた
め、フィードバック・ループに成れる複数因子間の関数
関係を記述するとき次の制約条件に従わなければいけな
い:
However, in order to perform the simulation normally, the following constraint conditions must be obeyed when describing the functional relationship between the multiple factors forming the feedback loop:

【数24】 ...(6.3.3)[Equation 24] ... (6.3.3)

【0105】この制約条件は、ある因子の関数値を求め
る場合、関数式の中に含まれる独立変数となる他の因子
は、必ずその因子の後で計算しなければいけないという
意味となる。即ち、n個因子のモデルシステムXに対し
て、もし、t期のi因子のFXi(t)は同期の j因子の Xj(t)
の関数であれば、必ず、それらの順番号(関数式の中に
現れる添字)は、i>jのようにしなければいけないとい
う意味である。さらに、関数関係の性質によって、GS
IM法では取り扱える関数関係を以下のように分類して
いる:
This constraint condition means that when the function value of a certain factor is obtained, the other factors which are the independent variables included in the function formula must be calculated after the factor. That is, for an n-factor model system X, if the i-factor FX i (t) in the t period is the synchronous j-factor X j (t)
If it is a function of, it means that their sequence numbers (subscripts appearing in the function expression) must be such that i> j. Furthermore, due to the nature of functional relationships, GS
The IM method classifies the functional relationships that can be handled as follows:

【0106】(1) 動的関係式 時刻の推移とともに変化する変数を含む、差分方程式で
定義される関係式である。ここで、差分方程式とは t期
における値X(t)をこの前の期での値と関連づけるもので
ある。即ち:
(1) Dynamic Relational Expression This is a relational expression defined by a difference equation that includes variables that change with the passage of time. Here, the difference equation relates the value X (t) in the t period with the value in the previous period. Ie:

【数25】 例えば: X1(t)=a・X1(t-1) ...(6.3.2) X2(t)=a・X1(t)+b・X2(t-1)+c・X2(t-2) ...(6.3.3)[Equation 25] For example: X1 (t)= a ・ X1 (t-1) ... (6.3.2) X2 (t)= a ・ X1 (t)+ b ・ X2 (t-1)+ c ・ X2 (t-2) ... (6.3.3)

【0107】また、差分方程式の中に現れる最大の添字
の差を「差分方程式の階数」と称し、“ξ”で表す。例
えば、(6.3.2)式は1階(ξ=1)、(6.3.3)式は2階差分方
程式(ξ=2)である。さらに、対象とするシステムの中に
おけるすべての差分方程式中に現れる最大の添字の差を
「システムの差分階数」と称し、“Ξ”で表す。即ち:
The maximum subscript difference appearing in the difference equation is called "order of difference equation" and is represented by "ξ". For example, the equation (6.3.2) is the first-order (ξ = 1), and the equation (6.3.3) is the second-order difference equation (ξ = 2). Furthermore, the maximum difference in subscripts that appears in all difference equations in the target system is called the "system difference rank" and is represented by "Ξ". Ie:

【0108】[0108]

【数26】 ...(6.3.4) ただし、Ξ: システム差分階数 ξ: 差分方程式階数[Equation 26] ... (6.3.4) where Ξ: system difference order ξ: difference equation order

【0109】また、このシステム差分階数Ξは、GSI
Mシミュレータを使用する際に、グローバル制御変数と
して入力すると、当該モデルの処理できる差分方程式の
最大階数になる。なお、微分方程式に対して、例えば、
Euler approximationを利用にして差分方程式に変換で
きれば、GSIM法では処理できるようになっている。
ちなみに、SD法は時間の次元をJ(前期)、K(現
在)、L(次期)というように記述しているので、高階
差分方程式を自由には処理できなくなるであろう。
Further, this system difference rank Ξ is GSI
When input as a global control variable when using the M simulator, it becomes the maximum rank of the difference equation that can be processed by the model. For differential equations, for example,
If the difference equation can be converted using Euler approximation, it can be processed by the GSIM method.
By the way, since the SD method describes the dimension of time as J (first period), K (current), and L (next period), it may not be possible to process higher-order difference equations freely.

【0110】(2) 静的関係式 関係式を構成する各因子(変数)はいずれも同期である
関係式である。あるいは独立変数と従属変数ともに同期
である関係式である。即ち:
(2) Static Relational Expression All the factors (variables) forming the relational expression are relational expressions that are synchronous. Alternatively, it is a relational expression in which both the independent variable and the dependent variable are synchronous. Ie:

【数27】 例えば:利益(t)=収入(t)-費用(t)[Equation 27] For example: Profit (t) = Income (t) -Cost (t)

【0111】(3) 時間的関係式 時間 tを独立変数(因子)とする関係式である。即ち:
Xi(t)=fi(t)。 例えば: X1(t)=X1(0)・(1+δ)t
(3) Temporal Relational Expression This is a relational expression with time t as an independent variable (factor). Ie:
X i (t) = f i (t). For example: X 1 (t) = X 1 (0)・ (1 + δ) t

【0112】(4) 確率的関係式 確率関係を記述するための関係式である。確率関数を含
むのはその特徴である。例えば: Xi(t)=μ+σ・NRAND ただし NRAND〜N(0,12)、 N(・):標準正規分布 つまり、 Xi(k)〜N(μ,σ2)
(4) Probabilistic relational expression This is a relational expression for describing a stochastic relation. It is that feature that includes the probability function. For example: X i (t) = μ + σ ・ NRAND where NRAND ~ N (0,1 2 ), N (・): standard normal distribution That is, X i (k) ~ N (μ, σ 2 ).

【0113】(5) ベクトル関係式 時系列関数のような離散数値を記述する関係式。例え
ば: Xi(t)=v(t) ; ただし、v={2,7,0,5,...} この場合、 "t"はベクトル変数v の中の t番目の数値を
示す役目をする。
(5) Vector relational expression A relational expression describing discrete numerical values such as a time series function. For example: X i (t) = v (t) ; where v = {2,7,0,5, ...} In this case, "t" is the role that indicates the t-th number in the vector variable v. do.

【0114】(6) 論理的関係式 論理関係を記述する関係式である。例えば、大きい項目
と小さい項目のどちらかを選択するとき以下のようにす
る。 X3(t)=min(X2(t),X1(t)) X4(t)=max(0, X3(t))
(6) Logical relational expression This is a relational expression that describes a logical relation. For example, the following is performed when selecting either a large item or a small item. X 3 (t) = min (X 2 (t) , X 1 (t) ) X 4 (t) = max (0, X 3 (t) )

【0115】(7) 複合関係式 上述の各種関係式から組合せたものである。例えば: Xi(t)=Xi(t-1)+σ・NRAND(7) Complex relational expression This is a combination of the various relational expressions described above. For example: X i (t) = X i (t-1) + σ · NRAND

【0116】従って、上述したシステムの記述体系を利
用すれば、シミュレーションモデルを始め、計量経済、
予測、経済学動態、生産−在庫などのさまざまな数学モ
デルの関数関係と影響関係を一緒に記述することができ
るようになる。
Therefore, if the description system of the system described above is used, simulation model, econometric economy,
It will be possible to describe together the functional and impact relationships of various mathematical models such as forecasting, economic dynamics, production-inventory, etc.

【0117】複雑なシステムの構造を容易に分析するた
め、定義されたモデルを図形的に表示するのをモデルの
可視化をいう。ここでは因子間における作用の流れに着
目して、影響関係と関数関係を同時に表示できる相互作
用タイヤグラムというモデルの可視化手法を提案する。
In order to easily analyze the structure of a complex system, the visualization of a defined model is referred to as model visualization. In this paper, we focus on the flow of action between factors and propose a visualization method of a model called interaction tiregram that can simultaneously display influence relations and functional relations.

【0118】相互作用ダイヤグラム(interaction diagr
am) とは、システム因子をノード、各種作用(関数作
用、恒常影響作用、変化率影響作用)をノードを結ぶ枝
に対応させた有向グラフである。また、因果関係を有す
る両因子のレベルの変化方向が一致ならば「+」で、反
対ならば「−」で示す。
Interaction diagram
am) is a directed graph in which system factors are associated with nodes and various actions (function actions, constant influence actions, change rate influence actions) are associated with branches connecting the nodes. Further, if the change directions of the levels of both factors having a causal relationship are the same, "+" is shown, and if they are opposite, it is shown by "-".

【0119】明らかに恒常影響作用を現わす枝は恒常相
互影響行列、変化率影響作用を現わす枝は変化率相互影
響行列における影響係数と対応している。その一方、関
数関係の場合には以下のような約束が必要となる。xi因
子が他の j個の因子から関数作用を受ければ、その関数
作用を多変数で定式化でき、(7.1)式のように現わせ
る:
The branches clearly showing the constant influence function correspond to the constant mutual influence matrix, and the branches showing the change rate influence effect correspond to the influence coefficient in the change rate mutual influence matrix. On the other hand, in the case of functional relations, the following promises are necessary. If the xi factor receives a function action from the other j factors, the function action can be formulated with multiple variables and expressed as in equation (7.1):

【0120】xi=f(x1,x2...xj) (1≦j≦n) 従って、従属変数とするxiと j個の独立変数のx1、x
2...xj の1つつづの間にある作用を j本の矢印で現
し、矢印の方向は独立変数から従属変数へとする。
Xi = f (x1, x2 ... xj) (1 ≦ j ≦ n) Therefore, xi as the dependent variable and x1, x of j independent variables
The action between two lanes of 2 ... xj is represented by j arrows, and the direction of the arrows changes from the independent variable to the dependent variable.

【0121】従って、上述の規約に従う相互作用ダイヤ
グラムは、1)システムの構造を簡明に示すことができ、
2)各種な因果関係を統一に表現でき、システム内部にお
ける相互作用(interaction)、あるいはフィート゛ハ゛ック・ルー
プ( feedback loop)を検出するのが容易になる。(図6
を参照)
Therefore, the interaction diagram according to the above-mentioned convention can clearly show 1) the structure of the system,
2) Various causal relationships can be expressed in a unified manner, and it becomes easy to detect an interaction or feedback loop in the system. (Fig. 6
(See)

【0122】シミュレーションの実行は、手続き上およ
び必要計算時間という観点から、人間が行うことは事実
上不可能であるので、コンピュータを使わざるを得な
い。そのため、対応するコンピュータの専用な装置と思
われるプログラムが必要となる。この専用な装置は通常
に「シミュレータ」と呼ばれている。また、ダイナミッ
ク・シミュレーションのためのシミュレータは1種の連
続型シミュレーションである。
It is practically impossible for humans to execute the simulation from the viewpoint of procedural and necessary calculation time, so that the computer must be used. Therefore, a program that is considered to be a dedicated device of a corresponding computer is required. This dedicated device is commonly called a "simulator". Also, the simulator for dynamic simulation is one type of continuous simulation.

【0123】従来のダイナミック・シミュレーションの
商品化されたシミュレータはシステム・ダイナミックス
のためのDYNAMO(DYNAmic MOdel) 1つしかない。
There is only one DYNAMO (DYNAmic MOdel) for system dynamics as a commercialized simulator for conventional dynamic simulation.

【0124】そして、本発明の一部として、影響関係と
関数関係が混在、あるいは単在するシステムに対応で
き、複雑なシステムを明確に記述、システム因子の動態
変化を容易に解明でき、優れたマンマシン・インターフ
ェースを有する、コンピュータの能力を十分に引き出す
ことできる、新たな連続型シミュレータ(Simulater) を
発明した。それをもGSIMと称する。
As a part of the present invention, it is possible to cope with a system in which influence relations and functional relations are mixed or existent, a complicated system can be clearly described, and dynamic changes of system factors can be easily understood. He has invented a new continuous simulator (Simulater) that has a man-machine interface and can fully utilize the power of a computer. It is also called GSIM.

【0125】シミュレータGSIMの主要な機能は、 モデリング シミュレーション実行 結果処理 という3つの主機能ブロックに分けられる。この3つの
主機能ブロックが相互支援、相互依存している。さら
に、各主機能ブロックにはいろいろの情報処理機能を属
している。それらの関係を図6に示す。
The main functions of the simulator GSIM are divided into three main functional blocks: modeling, simulation execution result processing. These three main functional blocks are mutually supportive and interdependent. Further, various information processing functions belong to each main function block. The relationship between them is shown in FIG.

【0126】ユーザがダイナミック・シミュレーション
・モデルをより効率的に構築するため、モデル情報の入
力と編集、相互作用ダイヤグラム(interaction diagra
m)の作成、及びユーザのファイル管理という機能をここ
で提供する。主に次の機能を含む。
In order for the user to construct the dynamic simulation model more efficiently, the user inputs and edits the model information and the interaction diagram.
m) creation and user file management functions are provided here. It mainly includes the following functions.

【0127】・モデル情報及び制御情報の入力と編集、 ・相互作用ダイヤグラムの補助作成 ・ファイル管理-Input and edit of model information and control information-Auxiliary creation of interaction diagram-File management

【0128】シミュレーション実行機能として、主に次
のような4つの実行方式を提供しておる。 ・標準実行 ・ステップ実行 ・アニメ実行 ・感度分析実行
As the simulation execution function, the following four execution methods are mainly provided.・ Standard execution ・ Step execution ・ Animation execution ・ Sensitivity analysis execution

【0129】出力処理としては ・グラフ表示機能 ダイナミック曲線図 2D因子相関散点図 3D因子相関散点図 前期−本期曲線図 ・補助分析 データ分析 誤差分析 相関分析 ・結果印刷 グラフの出力 入力された情報の印刷 シミュレーション結果の印刷 シミュレーション中間結果の印刷Output processing: -Graph display function Dynamic curve diagram 2D factor correlation scatter diagram 3D factor correlation scatter diagram Early-term curve diagram-Auxiliary analysis Data analysis Error analysis Correlation analysis-Result print Graph output was input Print information Print simulation results Print intermediate simulation results

【0130】GSIMの入力情報は、シミュレーション
の過程をコントロールするための制御情報と、対象とす
るモデルの構造を記述するためのモデル情報という2種
類に分けられている。
The input information of GSIM is divided into two types: control information for controlling the simulation process and model information for describing the structure of the target model.

【0131】制御情報とは、ダイナミック・シミュレー
ションの過程をコントロールするため、ユーザがモデル
ごとに、設定される情報である。制御情報が、さらに、
システムの全体を制御するためのGlobal制御情報と、因
子ごとの表示状態を制御するためのLocal情報に分けら
れる。
The control information is information set by the user for each model in order to control the process of dynamic simulation. The control information is
It is divided into Global control information for controlling the entire system and Local information for controlling the display state of each factor.

【0132】Global制御情報:(1セット) システム因子の数;システムの差分方程式の最大階数;
ベクトル関数の数;Local制御情報:(N セット) 因子有効数値の桁数;因子のグラフ表示の制御フラグ:
on,off *モデル情報: ユーザが定義されるモデルに直接に関
する情報である。 因子ごとのシンプル;(N 個) 因子ごとの名前; (N 個) 因子ごとの初期値; (N 個) 因子ごとの最大値; (N 個) 因子ごとの最小値; (N 個) 関数関係; (N 個) 恒常影響
行列A;(N*N ) 変化率影響行列B; (N*N ) 補助常数;
Global control information: (1 set) Number of system factors; Maximum rank of difference equation of system;
Number of vector functions; Local control information: (N set) Number of significant digits of factor; Control flag of factor graph display:
on, off * Model information: Information on the model directly defined by the user. Simple for each factor; (N) Name for each factor; (N) Initial value for each factor; (N) Maximum value for each factor; (N) Minimum value for each factor; (N) Functional relation ; (N) constant influence matrix A; (N * N) change rate influence matrix B; (N * N) auxiliary constant;

【0133】以上の情報はユーザの1つのモデルの情報
として、1つのファイルにまとめて、diskに保存でき
る。また、もう1つの重要なGlobal制御情報であるシミ
ュレーション期間T については、操作性を向上するた
め、on line 入力するようにしている。
The above information can be collected in one file and stored in the disk as information of one model of the user. In addition, during the simulation period T, which is another important Global control information, on-line is input to improve operability.

【0134】影響関係と関数関係を一緒に、あるいは単
独に取り扱えるGSIMシミュレータの核心となる基本
演算フローは図6に示す。
FIG. 6 shows a basic operation flow which is the core of the GSIM simulator which can handle the influence relation and the functional relation together or independently.

【0135】本発明は、ダイナミック・シミュレーショ
ンのシミュレータでは、始めで、画面上の立体的なボタ
ン操作による、シミュレーション結果であるグラフ情報
とデータ情報を同一画面で表示できる独特なマンマシン
・インターフェースを開発した。これによって、従来の
DSの使いにくいという問題を解決することができた。
In the dynamic simulation simulator, the present invention first developed a unique man-machine interface capable of displaying graph information and data information, which are simulation results, by operating three-dimensional buttons on the screen on the same screen. did. This has solved the problem that the conventional DS is difficult to use.

【0136】[0136]

【実施例】本発明が応用できる産業及び研究分野におけ
る典型的なタイプの実施例として、従来のDS法では処
理できなかった、影響関係と関数関係が混在するシステ
ムである設備管理動態モデル、CIM動態投資評価モデ
ル、サービス業投資評価モデル及びカオス、Lanchester
モデル、Volterraモデルなどを挙げられる。
EXAMPLE As a typical type of example in the industrial and research fields to which the present invention can be applied, a facility management dynamic model, CIM, which is a system in which influence relationships and functional relationships are mixed, which cannot be processed by the conventional DS method. Dynamic investment evaluation model, service industry investment evaluation model and chaos, Lanchester
Examples include models and Volterra models.

【0137】ここでは、産業界におけるCIM(Compute
r Integrated Manufacturing)と呼ばれる最先端的な生
産システムについての動態投資評価という実施例を述べ
る。
Here, the CIM (Compute
An example of dynamic investment evaluation for a state-of-the-art production system called r Integrated Manufacturing) will be described.

【0138】CIM(Computer Integrated Manufactur
ing)の重要性が広く認識され、導入事例が増加するにつ
れて、CIMの評価に対する関心と要求が強くなってき
た。しかし、現実には、評価の考え方から具体的な評価
手法に至るまで、評価に関する状況はたいへん不透明で
ある。
CIM (Computer Integrated Manufactur
ing) has become widely recognized, and as the number of cases of introduction has increased, interest and demand for CIM evaluation have grown. However, in reality, the situation regarding evaluation is very unclear, from the concept of evaluation to specific evaluation methods.

【0139】そこで、開発したダイナミック・シミュレ
ーション(DS)方法によって、CIM評価についての多
数の評価項目を統合的に取扱うことができ、それらの時
間的な動態挙動を明らかにし、CIMを導入することに
よる生産システムの5年、十数年後の戦略的な投資効果
をも予測することができる評価方法を提案する。もちろ
ん、この方法は、複数のCIM代替案の選択方法として
も使うことができる。
Therefore, by the developed dynamic simulation (DS) method, a large number of evaluation items for CIM evaluation can be handled in an integrated manner, their temporal dynamic behaviors are clarified, and CIM is introduced. We propose an evaluation method that can predict the strategic investment effect of the production system after 5 years and 10 years. Of course, this method can also be used as a method of selecting a plurality of CIM alternatives.

【0140】この方法により開発した「工場投資効果シ
ミュレータ」はすでに「CIMジャパン’91」展示会に
出展した。
The “factory investment effect simulator” developed by this method has already been exhibited at the “CIM Japan '91” exhibition.

【0141】CIMの構想立案、設計、導入、更新など
のいずれの段階においても、適切な評価を行うことが望
ましい。しかしそれは以下のような難点があるので、決
して容易ではない。 ・「CIMは決してスタティックなものではなく、ダイ
ナミックなものである。」 ・短期的な効果だけではなく、長期的、戦略的な効果も
考慮しなければならない ・評価はこれを考慮すべき項目が沢山あり、しかも、相
互作用している項目も多い。 ・評価の対象である生産システムは定量項目と定性項
目、もしくは関数関係と影響関係が混在するものであ
る。 ・導入しようとするCIMの将来の経済性について予測
するとき、まだCIMの導入、使用のデータは少ないの
で、通常的な予測手法では困難である。そこで、新たな
DS方法によれば、上記のような難点を解決することが
可能である。
It is desirable to carry out an appropriate evaluation at any stage of CIM concept planning, design, introduction, and update. However, it is not easy because it has the following drawbacks. -"CIM is not static but dynamic."-Not only short-term effects but also long-term and strategic effects must be taken into consideration. There are many items and many items interact with each other. -The production system that is the object of evaluation is a mixture of quantitative items and qualitative items, or functional relationships and influence relationships. -When predicting the future economic efficiency of the CIM to be introduced, it is difficult to use the ordinary prediction method because there are still few data on the introduction and use of CIM. Therefore, according to the new DS method, it is possible to solve the above problems.

【0142】CIMの評価は次のような手順で行う。 手順1)生産システムにCIMを導入する前の構造モデル
(生産原型モデル)を構築、新たなDS方法でこの生産
原型モデルの今後の発展についてのタ゛イナミック・シミュレーションを
行う; 手順2)生産原型モデルに、CIMについての因子を付加
し、もう一度シミュレーションを行う; 手順3)2回の結果を比較、分析、評価を行う。
CIM evaluation is performed in the following procedure. Step 1) Build a structural model (production prototype model) before introducing CIM into the production system, and perform a dynamic simulation of the future development of this production prototype model using the new DS method; Step 2) Make a production prototype model , Add CIM factor and perform simulation again; Step 3) Compare, analyze and evaluate the two results.

【0143】本例では、対象である生産システムを以下
のよう設定する(図10と図11を参照): ・受注生産工場を対象とする; ・市場の増長は成長曲線の形をとるものとする ・注文量は市場の影響を受けるが、その値は確率変数と
して扱う。本モデルでは N(G3(0),1002)なる正規分布に
従うものとする故、影響と関数という2つ作用を一緒に
受けるものとする; ・CIMを導入する際に、勉強、整備過程が必要なの
で、その活用度因子を成長曲線を描くものとする; ・受注量=注文量、生産計画量=販売量とする ・CIMの最終耐用年数に至れば、全く同じようなCI
Mで取り替えるものとする; ・他の仮定は図7と図8の図表を参照。
In this example, the target production system is set as follows (see FIG. 10 and FIG. 11): ・ Targeted production factory is targeted; ・ Market growth takes the form of a growth curve Yes ・ Order volume is affected by the market, but its value is treated as a random variable. Since this model follows a normal distribution of N (G3 (0) , 100 2 ), it is assumed that both effects and functions are affected together; ・ When introducing CIM, the learning and maintenance process Since it is necessary, let the utilization factor be a growth curve; ・ Order quantity = order quantity, production planning quantity = sales quantity ・ CIM that is exactly the same as the final useful life of CIM
Replace with M; -See diagrams in Figures 7 and 8 for other assumptions.

【0144】入力情報における因子の最小、初期、最大
値及び補助常数、恒常相互影響行列Α、変化率相互影響
行列Β、および関数関係について以下に示す。 F3 = N(G3(0), 1002) F5 = A1*G4 F7 = min(G3、G5*G6) F8 = G7/G6 F9 = G8*A2 F12= (G9*G11+G10*A2*A4)*A3/365 F13= G7*A5 F14= G14(0)+A6/A7+G12 F15= G13-G9-G14 F16= max(0, (G3-G7)*A5)
The minimum, initial, maximum and auxiliary constants of the factors in the input information, the constant mutual influence matrix A, the change rate mutual influence matrix B, and the functional relationship are shown below. F3 = N (G3 (0) , 100 2 ) F5 = A1 * G4 F7 = min (G3, G5 * G6) F8 = G7 / G6 F9 = G8 * A2 F12 = (G9 * G11 + G10 * A2 * A4) * A3 / 365 F13 = G7 * A5 F14 = G14 (0) + A6 / A7 + G12 F15 = G13-G9-G14 F16 = max (0, (G3-G7) * A5)

【0145】生産原型モデルのダイナミック・シミュレ
ートとして、上述の相互影響行列と関数関係及び図7、
図8の内容を開発したシミュレータGSIMに入力する
と、図11のようなダイナミック曲線図と図9のような
実値行列が得られる。
As a dynamic simulation of the production prototype model, the above mutual influence matrix and functional relationship and FIG.
When the contents of FIG. 8 are input to the developed simulator GSIM, a dynamic curve diagram as shown in FIG. 11 and a real value matrix as shown in FIG. 9 are obtained.

【0146】本発明では、CIMは企業イメージには正
恒常影響、稼働率、生産能力、良品率の因子には正変化
率影響、変動原価、仕掛在庫、リート゛タイム の因子には負変
化率影響を及ぼすものとする。図12はCIMモデルの
関係ダイヤグラムである。
In the present invention, CIM has a positive constant influence on the corporate image, a positive change rate influence on the factors of operating rate, production capacity, and non-defective rate, and a negative change rate influence on the factors of variable cost, work in progress, and lead time. Shall be exerted. FIG. 12 is a relationship diagram of the CIM model.

【0147】また、「CIM活用度因子」でCIMの導
入を数値化する。従って、「CIM活用度」という因子
を生産原型モデルに増加すれば、次の15年間の投資効果
を意味するダイナミック曲線図(図13)と新しい実値
行列(図9参照)が得られる。
The introduction of CIM is quantified by "CIM utilization factor". Therefore, if the factor of "CIM utilization" is increased to the prototype model, a dynamic curve diagram (Fig. 13) and a new real value matrix (see Fig. 9), which means the investment effect for the next 15 years, will be obtained.

【0148】CIM導入による投資効果の分析によれ
ば、「市場」が成長曲線の形でどんどん延びて行き、15
年頃最大に近くなった。その影響を受けて、「注文量」
はそれと似た形で増加する同時に、バラツキがあること
が、図11と図13から読みとることができる。
According to the analysis of the investment effect by the introduction of CIM, the “market” grows rapidly in the form of a growth curve, and
It was close to the maximum around the year. Influenced by that, "order quantity"
It can be read from FIG. 11 and FIG. 13 that there is a variation at the same time that increases in a similar manner.

【0149】このタイプの「注文量」に対し、元の生産
システムは6年目から生産能力が一杯になって、受注能
力が制限されるので売上高が8925(百万円)以上に増加
できなくなる。そして、そのときから機会損失はどんど
ん増加して、15年目には利益の2倍になった(図9)。
For this type of "order quantity", the original production system will be full of production capacity from the 6th year and the ordering capacity will be limited, so sales can be increased to 8925 (million yen) or more. Disappear. And since then, opportunity losses have increased steadily, doubling profits in the 15th year (Figure 9).

【0150】市場占有率について、(図7参照)最初の G7(0)/G1(0)=1000/2000=0.5 (50%) から、(図9参照)15年目の G7(15)/G1(15)=1785/5988=0.298 (29.8%) まで、減少した。戦略的競争力を失ったと考えられるで
あろう。
Regarding the market share, (see Fig. 7), from the first G7 (0) / G1 (0) = 1000/2000 = 0.5 (50%), (see Fig. 9) the 15th year G7 (15) / It decreased to G1 (15) = 1785/5988 = 0.298 (29.8%). It can be considered that they lost their strategic competitiveness.

【0151】その一方、CIMを導入すれば、「リード
タイム」短縮、「仕掛在庫」減少、「生産能力」向上、
「良品率」と「稼働率」のアップがあるから、システム
の受注能力も増加し、増加していく「注文量」に十分対
応でき、15年目の生産計画量は3094単位になり、市場占
有率も最初よりアップする: 3094/5988=0.517 (51.7%)
On the other hand, if CIM is introduced, "lead time" is shortened, "work in progress" is reduced, "production capacity" is improved,
Since the "good product rate" and "uptime rate" have increased, the system's order-receiving capacity has also increased, and it has been possible to adequately meet the increasing "order volume". Occupancy rate also increases from the beginning: 3094/5988 = 0.517 (51.7%)

【0152】「企業イメージ」がアップすることによっ
て、「注文量」は増加する。CIM導入のため、100百
万円の出資が必要であるが、「売上高」の増加、コスト
の減少などの原因で、15年間の「利益」は、85,646百万
円に達して、CIMを導入しないシステム(生産原型モ
デル)の2.08倍になる。
As the “corporate image” is improved, the “order quantity” is increased. The investment of 100 million yen is necessary for the introduction of CIM, but the "profit" for 15 years has reached 85,646 million yen due to the increase of "sales" and the decrease of cost, and It is 2.08 times that of the system (production model) that is not introduced.

【0153】他の詳しい分析は省略するが、結論として
は、こういう規模のCIMを導入することは得策であろ
う。
Although the other detailed analysis is omitted, in conclusion, it would be a good idea to introduce a CIM of this scale.

【0154】複数のCIM代替案の選択問題について説
明する。選択の手順を以下に示す。 手順1)生産原型モデルを構築しダイナミック・シミュレ
ーションを行う; 手順2)同一の生産原型モデルに対して、各々の代替案の
CIM因子を増加して、別々にダイナミック・シミュレ
ーションを行う;
The selection problem of a plurality of CIM alternatives will be described. The selection procedure is shown below. Step 1) Build a production prototype model and perform dynamic simulation; Step 2) Increase the CIM factor of each alternative for the same production prototype model and perform dynamic simulation separately;

【0155】手順3)各代替案のシミュレーション結果
で、比較、分析、評価を行う。
Procedure 3) Compare, analyze and evaluate the simulation results of each alternative.

【0156】代替案の選択式と評価値について、各CI
Mの機能が違うので、それらの相互影響行列も違い、そ
して、シミュレーションの結果も違う。しかし、G15 の
「利益」という因子は各代替案の投資金額差から、機能
差までのすべでの差別によって、生産システム因子の全
反応を集めることができる因子と考えられるので、この
因子のレベルを評価値とし、以下のような選択式を提案
する:
For each alternative CI and evaluation value,
Since the function of M is different, their mutual influence matrix is also different, and the simulation result is also different. However, the G15 "profit" factor is considered to be a factor that can gather all reactions of production system factors by all the discrimination from the investment amount difference of each alternative to the function difference, so the level of this factor is With the evaluation value as, we propose the following selection formula:

【0157】[0157]

【数28】 ここで: a1,a2,...am: M個のCIM代替案; r1,r2,...rm:対応する評価値; G15(t),m: m番目の代替案の第t 期の経常利益のレベ
ル; T:シミュレーションを行う期間 である。
[Equation 28] Where: a 1 , a 2 , ... a m : M CIM alternatives; r 1 , r 2 , ... r m : corresponding evaluation values; G15 (t), m : mth alternative Ordinary profit level in the t-th period of the plan; T: period of simulation.

【0158】[0158]

【効果】本発明のシステムを関数関係及び影響関係が混
在する生産システムに適用すれば、CIMの評価は有効
かつ容易に行うることができる。また、評価だけではな
く、生産システムの動態挙動を把握できるので、企業の
戦略企画にも役立つことができる効果がある。
[Effect] If the system of the present invention is applied to a production system in which functional relationships and influence relationships are mixed, the CIM can be effectively and easily evaluated. Further, not only the evaluation but also the dynamic behavior of the production system can be grasped, which is useful for strategic planning of a company.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】各DS法の適応可能な範囲の概念図である。FIG. 1 is a conceptual diagram of an applicable range of each DS method.

【図2】多因子システムにおける因子のレベルの構成の
説明図である。
FIG. 2 is an explanatory diagram of a configuration of factor levels in a multi-factor system.

【図3】影響作用と関数作用を受ける因子のタ゛イナミックスの
説明図である。
FIG. 3 is an explanatory diagram of a dynamics of factors that are affected by an influential action and a functional action.

【図4】GSIMの再帰演算フローである。FIG. 4 is a recursive operation flow of GSIM.

【図5】システムの3つの構造状態とそれらの関係の説
明図である。
FIG. 5 is an explanatory diagram of three structural states of the system and their relationships.

【図6】GSIMの主要な機能ブロック図である。FIG. 6 is a main functional block diagram of GSIM.

【図7】因子の最小値と初期値と最大値を示す図表であ
る。
FIG. 7 is a chart showing minimum values, initial values, and maximum values of factors.

【図8】補助常数を示す図表である。FIG. 8 is a chart showing auxiliary constants.

【図9】ダイナミックシミュレーションの結果を示す図
表である。
FIG. 9 is a chart showing results of dynamic simulation.

【図10】生産原型モデルの関係ダイヤグラムである。FIG. 10 is a relationship diagram of a production prototype model.

【図11】生産原型モデルのダイナミック曲線図であ
る。
FIG. 11 is a dynamic curve diagram of a production prototype model.

【図12】CIMモデルの関係ダイヤグラムである。FIG. 12 is a relationship diagram of the CIM model.

【図13】CIMモデルのダイナミック曲線図である。FIG. 13 is a dynamic curve diagram of the CIM model.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】ダイナミック・シミュレーション・モデル
を構築するためのモデル情報の入力と編集、相互作用ダ
イヤグラムの作成、及びユーザのファイル管理機能を備
えたモデリング手段、少なくとも標準実行、ステップ実
行、アニメ実行、感度分析実行を含むシミュレーション
実行手段、ダイナミック曲線図、2D因子相関散点図、
3D因子相関散点図 、前期−本期曲線図等の機能を備
えたグラフ表示手段、データ分析、誤差分析、相関分析
などを含む補助分析手段、グラフの出力、入力された情
報の印刷、シミュレーション結果の印刷、シミュレーシ
ョン中間結果の印刷などの結果印刷手段を備えたことを
特徴とするダイナミックシミュレーションシステム。
1. Modeling means having input and edit of model information for constructing a dynamic simulation model, creation of interaction diagram, and user file management function, at least standard execution, step execution, animation execution, Simulation execution means including sensitivity analysis execution, dynamic curve diagram, 2D factor correlation scatter diagram,
3D factor correlation scatter diagram, graph display means having functions such as early-to-current curve chart, auxiliary analysis means including data analysis, error analysis, correlation analysis, output of graph, printing of input information, simulation A dynamic simulation system comprising result printing means for printing results, printing intermediate results of simulation, and the like.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007286777A (en) * 2006-04-14 2007-11-01 Hitachi Ltd Simulation model definition system
CN103106323A (en) * 2011-11-10 2013-05-15 富士通株式会社 Method and device for obtaining graph structural description information

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007286777A (en) * 2006-04-14 2007-11-01 Hitachi Ltd Simulation model definition system
CN103106323A (en) * 2011-11-10 2013-05-15 富士通株式会社 Method and device for obtaining graph structural description information

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