対象をシステムとして考えることは、システムの機能や性能が発現するメカニズムを記述し、理解することです。主にシステムズエンジニアリングの分野において、システムの要素間の関係性を記述する、あるいはシミュレートするための手法を紹介します。
本研究室で利害関係の分析を行う際には、ステークホルダーをボックス、ステークホルダー間の価値の流れを矢印で記述するStakeholder Value Networkというダイアグラムを利用します。ステークホルダー間の関係を図示することは、社会や産業界の課題を考えるうえでどのステークホルダーを境界内に含めるのかを明示することで、認識を共通化できるメリットがあります。
一般的にはSysMLが利用されていると思われますが、講義ではOPMをシステム記述言語として採用しています。SysMLは、実務で必要な粒度の詳細図面まで複数のダイアグラムを組み合わせて記述できる強みがありますが、抽象度の高い検討を行うには細かすぎると考えています。OPMは単一のダイアグラムでシステムの基本動作に注力した記述ができるので、詳細な粒度の記述は難しいですが、システム全体を見通して 「フォーム」「機能」「コンセプト」「システムアーキテクチャ」といった概念を分析、検討することに向いています。
少し具体的な例を述べると、人との連係が前提となっている複雑なプロダクト（ETCゲート、自動改札機、車両の制動支援、など…）の作動プロセスなどを詳細に分析するにはSysMLの適切なダイアグラムを活用する必要があり、プロセス全体（高速道路、鉄道運行、運転、など…）の見直しにはOPMによるモデリングが優れていると考えています。この２つの分類をもう少し明確にすると、複雑であっても単一のステークホルダーが開発するプロダクトにはSysMLを用い、ステークホルダーを超えて意思決定を行わなければならないシステムオブシステムズとしての属性を備えたシステム全体はOPMを用いるのがよいとなります。一例として、システムアーキテクチャーのフォームの概念は、OPMでは機能を実現するインストルメントあるいはエージェントとして記述することになります。エージェントは人間や人間のチームなどの知的な能力を持つ機能の実装手段であり、インストルメントは物理的な道具などの意思決定等を行わない手段である。
対象のシステムについて要素間の因果関係とフィードバックに注目したシミュレーションモデル構築手法です。シミュレーションを伴わないフィードバック関係の理解に重きを置いた因果ループ図による定性モデルおよび要素間の関係性を連立微分方程式でモデル化した定量モデルを含みます。対象となるシステムの挙動を定性モデルを作成することにより理解する思考法をシステム思考と呼ぶこともありますが、ここでは対象をシステムとして考える他の手法も含めてシステム思考と呼びます。
To think of an object as a system is to describe and understand the mechanisms by which the system's functions and performance are manifested. This course introduces methods for describing or simulating the relationships among the elements of a system.
In this laboratory, when conducting stakeholder analysis, we utilize a diagram called a Stakeholder Value Network, in which stakeholders are represented by boxes and the flow of value between stakeholders is described using arrows. Visualizing the relationships between stakeholders offers the benefit of achieving a shared understanding of the boundary of the problem—by clearly showing which stakeholders are included within the boundary when considering issues in society or industry.
Although Systems Modeling Language (SysML) is generally used, we use Object Process Methodology (OPM) as the system description language in this program. SysML has the advantage of being able to combine multiple diagrams to describe detailed drawings at the level of granularity required for practical use, but we believe that it is too detailed for highly abstract studies. Since OPM can focus on the basic behavior of the system in a single diagram, it is difficult to describe detailed granularity, but it is suitable for analyzing and examining concepts such as "form", "function", "concept", and "system architecture" from the perspective of the entire system.
To give a concrete example, in order to analyze in detail the operation process of a complex product (ETC gate, automatic ticket gate, vehicle braking support, etc.) that requires human interaction, it is necessary to use the appropriate diagram of SysML. For reviewing the whole process (highway, railroad operation, driving, etc...), I believe that OPM modeling is superior. To make the two categories a little clearer, SysML should be used for products that are complex but developed by a single stakeholder, while OPM should be used for entire systems with system-of-systems attributes where decisions must be made across stakeholders.
This is a simulation model building method that focuses on the causal relationships and feedback between elements of the target system. It includes a qualitative model based on a causal loop diagram, which focuses on understanding the feedback relationship without simulation, and a quantitative model in which the relationship between elements is modeled by simultaneous differential equations. The method of understanding the behavior of a target system by creating a qualitative model is sometimes called systems thinking, but in this paper, other methods of thinking about the target as a system are also called systems thinking.