川端 亮

STD(State Transition Diagram)は,状態と状態遷移の観点からシステムを分析するために使われるが,既存のSTDでは複数の作業者の状態,作業者間の同期,時間経過の3点の協調システムのモデリングに必要な概念が表現しきれていない.本研究では,この3点の概念を導入したCollaborative Timed STDsを開発し,協調システムのモデリングを行った.また,状態遷移および同期の様子をアニメーション表示し,稼働率などを求めることのできるシミュレーションツールの開発を行った.

ドメインと複数のドメインに共通なオントロジの構成法を,コンポーネントの観点とタスクの観点から考察し,オントロジの再利用可能な記述法と記述したオントロジの再利用方法を検討する.オントロジの記述の例として仕事の受託について記述した.タスクオントロジを格文法とコミットメントネットワークに沿って記述し,タスクオントロジからコンポーネントオントロジを抽出しコンポーネント同士の関係を記述する.この記述法と再利用法を,Excel VBAで実装した.

当研究では,複数プロジェクトに関わる作業者の割り付けを支援するシステムを提案する.プロジェクトスケジュールを管理する際,複数のプロジェクトが同一の作業者を同時期に求めて競合が発生するケースがある.これによりプロジェクト期間の冗長化を招き,納期遅れ等の障害が見込まれる.従来はその解決のために作業者数や納期の変更で対応してきたが,この方法では大幅なコスト増加を招いてしまう.そこで当研究では,作業者数と納期を変更せずにこの競合状態を解消するリスケジュール法として「タスク分割」を用いる.タスクを分割することで作業者の割り付け案の幅を広げ,競合状態が解消されたリスケジュール案をシステムが提供する.

情報システム分析・設計向けのダイアグラムを再利用可能なProlog形式に変換し,ダイアグラムの再利用法の開発を行った.再利用可能なダイアグラムを見つける手段として,ダイアグラムの構造を用いた検索法を開発した.開発した検索法は同種ダイアグラムに限らず,異種ダイアグラムの検索が可能である.また,異種ダイアグラム間の相互変換法の開発も行った.

協調エンジニアリングは,複数の開発者で協調して分析・設計を行い様々なドキュメントを作成する.ドキュメントには,分析・設計のダイアグラムがある.ダイアグラムは,複数開発者が同じ図面を作成したり,最初は,複数開発者で分担して作成し,それを1つに合わせて全員で同一ダイアグラム修正し完成させたりする.本研究では,このダイアグラムの協調作成を物理的に離れた環境にいる複数の作業者が協調して行うことを支援する環境を試作した.

本研究では,システム分析の学習を支援するコースウェアを設計・開発した.コースウェアには,分析を支援するツール,チュートリアルが含まれており,コースウェア利用者に対して一連の分析に必要な環境を提供する.分析の学習は,ソフトウェア工学教育向きに用意した分析プロセスに従って,Petri net,STD,DFD,IDEFOを用いて行う.コースウェアには,各種ダイアグラムエディタとダイアグラム間の共通の要素の再利用を支援するナビゲーション機能がある.学習者は,コースウェアの指示に従うことで,システムの分析を行うことができる.

システム分析を容易にすることを目的に,ダイアグラムの再利用支援環境を提案する.分析結果を再利用するため,様々なドメインを複数のドメインに共通の業務であるジェネリックタスクの観点で分析,さらに,それらで使われる語彙を格文法に基づき整理し,シソーラスを構成する.ユーザは,分析対象で使われる語彙の組み合わせでダイアグラムの情報をタスク単位で検索し,それを組み合わせ,ダイアグラムを作成できる.

ソフトウェア工学の教育では,ダイアグラムの記法を教えること以上に,分析対象のシステムをどのような観点で捉えるか,また,複数のダイアグラムをどの順番で使って,分析,記述していくかという分析プロセスを教育することが重要である.本稿では,ソフトウェア工学教育向きにPetri Net, State Transition Diagram, Data Flow Diagram, IDEFOの4種類のダイアグラムを使った分析プロセスモデルを提案する.この分析プロセスをシステム分析の講義に用い,受講者は,いくつかのシステムを分析プロセスに従って,分析,記述した.

STD(State Transition Diagram)は,状態と状態遷移の観点からシステムを分析するために使われるが,既存のSTDでは複数の作業者の状態,作業者間の同期,時間経過の3点の協調システムのモデリングに必要な概念が表現し切れていない.本研究ではこの3点の概念を導入したTimed STDsを設計した.このTimed STDsを用いて協調システムのモデリングを行なった.

システム分析の際, そのシステムを協調業務の視点から分析し, 表現することは重要である.本研究ではその協調システムの分析の最初にユースケース図を用いる.本研究では, ユースケース図を協調業務の視点から描写する方法を提案する.その方法としてユースケース図内の一つのユースケースにマテリアルかインフォメーションの状態推移を記述する.この方法により, 協調システムからユースケースを抽出することが容易になる.このユースケースは協調業務を表現するように描写されているので, ユースケース図内で描写されている構成要素を次の段階の分析に用いることができる.そこで, 協調業務でのユースケース図描写を支援するツールと, ユースケース図の要素からペトリネットを抽出するツールを作成した.

In this paper we propose a composite-server model and make use of the knowledge of the intrinsic composition of its service providing units (personnel or equipment) to derive Qualitative knowledge-based rules for its performance evaluation. The composite server model that takes into account the composite nature of service has wider scope in its applications and can be used to represent a variety of system classes. We use this novel concept in the performance design and improvement of collaborative engineering systems. System modeling is done by Multi-Context Map (MCM) technique. MCM is a de...

本稿では,システム化の対象業務を協調業務の観点から捉え,分析するプロセスの提案を行う.この協調業務の分析プロセスでは,対象業務の中でサービスを受ける主体と,サービスを提供する作業主体を捉え,作業主体ごとの作業の流れを記述し,作業主体間でのものや情報のやりとりを分析・記述する.本稿では,協調業務の記述にペトリネットを用いる.著者らは,ペトリネットに協調業務の分析向きに規律を導入した.このペトリネットの記述により,サービスを受ける主体と,サービスを提供する主体の観点からのペトリネットの記述が行える.このペトリネットによる分析・記述を支援するためのEditor, Visualizer, Simulatorを開発した.

複数部門が関わるビジネスプロセスをモデル化する場合,関与する組織や人のもつそれぞれの観点や責任範囲を明確にする必要ある.また,業務の遂行によって得られる成果物や指示系統,計画,実行,および評価の流れがモデルに表現されることが望ましい.本論文では,ペトリネットとユースケースを利用して,ロールとレスポンシビリティを明確に規定した,ビジネスプロセスモデルの作成方法を提案する.

システム分析では,複数のダイアグラムを用いて多面的に分析を行うことが適切である.複数のダイアグラムは,それぞれ別に作成するのではなく,あるダイアグラムから別のダイアグラムヘと半自動変換が行えると効率的である.我々はユースケース図,ペトリネット,IDEF0ダイアグラムを順に変換していくシステム分析手法を提案する.事例として大学の入試業務の分析を示す.

三次元図形の学習において,教科書や黒板で立体を書いても図形を別の方向から眺めたりすることができないことが,学習の難易度を高めている一因と考えられる.本研究ではこの三次元図形分野の学習を支援するツールの研究・開発を行っている.本ツールでは,「立体を平面で切断した際の切断面の形状を問う」,「立体をある方向から見たときにどのように見えるかを問う」,「座標空間内で立体をある点に点対称に移動したときにどこに移動するかを問う」の設問を用意し,「マウス操作のみで立体を任意方向へ回転」,「任意平面で立体を切断」,「任意曲線の任意軸に対する回転体を作成」,「物体を任意平面へ投影した際の投影図を作成」の機能を備えている.

本論では、協調エンジニアリングシステムの性能評価・性能改善を目的とした,定性推論を含有するエキスパート・システム(ES)の設計や実施方法を提案する.ESの推論エンジンに定性推論を適応する動機は、システムのモデルであるMulti Context Map(MCM)待ち行列ネットワークにある三重の入出力コンテキストの相互作用の改善にかかわる計算量・複雑性を回避するためである.ESは、GPSSシミュレーション・データを分析して,ボトルネックを検出し,システムのMCM知識ベースを参考し,定性的規則を利用してシステム性能改善のためのパラメータ・チューニングプランを作る.このESは,協調エンジニアリングにおけるベンチマーク・システムの評価・改善に十分に達成した.

本論では、協調エンジニアリングシステムの性能評価・性能改善を目的とした,定性推論を含有するエキスパート・システム(ES)の設計や実施方法を提案する.ESの推論エンジンに定性推論を適応する動機は、システムのモデルであるMulti Context Map(MCM)待ち行列ネットワークにある三重の入出力コンテキストの相互作用の改善にかかわる計算量・複雑性を回避するためである.ESは、GPSSシミュレーション・データを分析して,ボトルネックを検出し,システムのMCM知識ベースを参考し,定性的規則を利用してシステム性能改善のためのパラメータ・チューニングプランを作る.このESは,協調エンジニアリングにおけるベンチマーク・システムの評価・改善に十分に達成した.

協調エンジニアリングでは,複数の作業者が集まり,ーつの意思決定に向けて,意見交換や議論を繰り返す会議が行われる.その会議では,設計図などの様々なドキュメントが作業者間で受け渡され,共有される.そして,ドキュメントに何か修正を加えたり,新しいドキュメントを協同作成したり,といった協調作業が伴う.これらの会議を「協調エンジニアリング会議」と定義し,それを分散リアルタイム環境において支援するシステムとして「CMCES(Computer-Mediated Collaborative Engineering System)」の開発を行った.また,CMCESの教育業務への適用例として,今回はソフトウェア工学の授業と学習への適用の試みを行った.

業務の効率を改善するために現状を把握したり,業務をコンピュータによってシステム化したりするために業務モデルの獲得が行われる.業務モデルは,現場をよく知っているドメインエキスパートに記述してもらうことで,より正確なモデルを獲得できる.しかし,ドメインエキスパートは,日々の業務を行うため,業務モデルの獲得に使える時間が限られている.本研究では,現場で起きている課題を認識し,それを改善するための業務プロセスをIDEF0のモデルとして獲得するIDEF0モデル作成シートを開発した.これは,ドメインエキスパートが日々の限られた時間で分析を行えるように,獲得プロセスを細分化してシートの形式にしたものである.

複雑な組織では，それぞれの作業者がより効率的に業務を行うためには，全体の流れを把握し，自分がどの立場にいて，他の人や物とどのように協調して業務を行うのかを明確することが必要である．この分析を行うために開発されたのが，Multi-Context Map (MCM)とCollaborative Linkage Map (CLM)である．MCMは，ある業務においてその業務に関わる作業者ごとのものの見方や立場を表現したものであり，CLMは協調業務に関わる作業者，物，情報などの資源の状態変化を示したものである．本研究では，MCMとCLMを用いて分析を行い，分析した結果からデータベース設計で用いるE-Rモデルを抽出する方法を提案する．これにより，効率的にかつ正確に情報を抽出でき，データベースを設計する上での一つのプロセスを確立できる．To make collaboration processes working effectively, it is very important to analyze what collaborators are doing, which position they are, and how they communicate with each other. Multi-Context Map (MCM) and Collaborative Linkage Map (CLM) are developed to meet such demands. These methods analyze each collaborator in precise, so the model consists much important information in the process. In this paper, we propose to extract E-R models, which are widely used to design databases in the early phases, from MCM and CLM. E-R models do not have a standard method of composing, and rely on the designer's intuition. Our extraction provides a method of designing data models.

ドメイン分析は，対象領域（ドメイン）に固有な，分析方法，用語集，仕様書，ライブラリ，ソースコードなどをドメインモデルとして獲得，再利用することで効率的なシステム開発を行う手法である．ドメインモデルには，帳票処理業務，割当て業務など，業種に依存しない共通業務が存在する．共通業務ごとに，プロトタイプを開発するプロセスをドメインモデルとして獲得することで，他のドメインへも共通業務のプロトタイピングサイクルを適用し，再利用できる．本稿では，共通業務の観点からのドメイン分析の例として，教務ドメインを協調業務，帳票処理業務の観点から分析し，教務情報システムを構成した．また，協調業務，帳票処理業務のプロトタイピングサイクルを実装したプロトタイピングツールを試作した．これらのツールを用いることで，対象ドメインについて，協調業務の観点から分析し，業務の性能評価ができる，また，帳票処理業務の観点から分析し，結果をデータベース言語形式の出力で得ることができるので，この出力を用いてデータベース上で稼働させることで期待どおりに動作するか評価できる．Domain analysis and modeling (DAM) enables efficient system developments.Domain model which is acquired through DAM process takes various forms such as analysis method, glossary, specifications, library and source codes.Since domain model makes the best use of the domain characteristics for the reuse within that domain, it is highly dependent on the domain and needs extra efforts for reuse to another domain.The authors have recognized common facets acknowledged across several domains and called them generic task.Generic task includes trading task, allocation task, monitoring task, and collaboration task, etc.In order to validate the reusability of generic task beyond a particular domain, this paper deals with prototyping cycle of generic tasks as a domain model to be reused.Prototyping cycle is a method which allows to analyze, design, and evaluate a system in an interactive manner while executing a prototype of the system.Prototyping cycle of the generic task can be reused to different domains.We analyze the domain for academic affairs in terms of collaboration task and trading task and develop a prototyping tool for the domain.The tool integrates the two prototyping cycles of the generic tasks.The tool allows to analyze the system in terms of collaboration task, while simulating and evaluating it in terms of efficiency of collaboration.The output of the analysis in terms of the trading task is obtained in the form of SQL description for the evaluation of database behaviors.

本稿では業務全体の中の割当て問題を表現するドメインモデルと分析プロセスを提案する. 例としてJRなどの輸送業務を考える. 業務全体から個々の割当て問題を抽出するため, 論理的構成要素の概念を導入した. これを中心に複数の割当て構成要素を配置するECAチャートを開発した. これにより業務の全体構造を容易に把握できる. また, 個々の割当て問題の間の優先順位や因果関係を記述するためのAPOチャートを開発した. これらチャートで表現したドメインモデルにより, 輸送業務の計画段階から日々の運行管理に至る業務フェーズの推移による割当て作業の変化が明らかになり, またドメインモデルがバスやタクシーなど他の業種へ再利用可能である.