JPH06309333A - オペレーションフローシミュレータシステム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 シミュレーションプログラミング技術を必要
とせず、必要なデータの入力を対話的、図的に行なえ、
各種結果データを視覚的に表示することのできる、オペ
レーションフローシミュレータシステムを提供する。 【構成】 オペレーションフローが図的に入力しかつシ
ミュレーション条件が入力するプリプロセッサ部４と、
オペレーションフローをシミュレーションモデルに自動
変換するモデル生成部８と、シミュレーションモデルに
対しシミュレーション条件にしたがってシミュレーショ
ンを実行し結果データを取得するシミュレーション実行
部９と、結果データに基づいて視覚的な表示を行なうポ
ストプロセッサ部１２とを設ける。視覚的表示として、
時系列データに基づくアニメーション表示と、統計デー
タに基づく帳票・グラフ表示を行なう。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、オペレーションの効率
性およびオペレーションに必要な稼働量を定量的に評価
するために使用されるオペレーションフローシミュレー
タシステムに関し、特に、オペレーションフローの改
善、効率的なオペレーションフローの提案を支援するた
めのシミュレータシステムに関する。

【０００２】

【従来の技術】人および機械を伴う一連の作業の流れす
なわちオペレーションフローについてその改善を行なっ
たり、効率的なものを提案するために、オペレーション
フローの分析が行なわれる。従来の分析手法としては、
作業の流れを評価するためのオペレーションフロー図を
作成し、オペレーションフローの効率性などを定性的に
分析することが一般的であった。オペレーションフロー
の効率性および必要な稼働量などを詳細に定量評価する
ためには、そのフローにしたがった作業プロセスを実際
に形成し評価項目の実地計測および集計が必要であっ
た。したがって、複数のオペレーションフローの優劣を
定量的に事前評価するには膨大な時間と多額の費用を要
することとになり、このような事前評価を行なうことは
事実上不可能である。

【０００３】そこで、計算機シミュレーションを用いて
オペレーションフローの事前評価を行なうことが提案さ
れているが、オペレーションフローごとに異なるシミュ
レーションプログラムの作成が必要であり、分析者には
シミュレーションプログラムの作成技術が要求されてい
た。

【０００４】一方、従来のシミュレーションシステム
は、汎用プログラミング言語もしくはシミュレーション
を行なうのに適したシミュレーション言語を用いてシミ
ュレーションモデルを作成するようになっている。そし
て、モデル入力の簡単化のために対話形式でモデル入力
を行なえるシミュレーションシステムがあるが、汎用プ
ログラミング言語もしくはシミュレーションプログラム
言語の知識がなければモデルの入力が不可能であった。
また、シミュレーションの実行結果を帳票やグラフ形式
により表示する機能を有するものはあるが、この場合、
シミュレーションモデルの中に帳票やグラフを表示する
ための記述が必要であった。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】上述したように、評価
対象とするオペレーションフローをシミュレーションモ
デルに変換すること、また、シミュレーションにより得
られた数値データを解析することは、分析者にシミュレ
ーション技術およびシミュレーションプログラミング技
術を要求し、また、ユーザは評価対象のオペレーション
フローを熟知している必要がある。このため、誰でも容
易にオペレーションフローのシミュレーションによる評
価を行なえるというわけにはいかないという問題点があ
る。

【０００６】本発明の目的は、シミュレーションプログ
ラミング技術を必要とせず、オペレーションフローおよ
びシミュレーションに必要なデータの入力を対話的、図
的に行なえ、各種結果データを視覚的に表示することの
できる、オペレーションフローシミュレータシステムを
提供することである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明のオペレーション
フローシミュレータシステムは、オペレーションフロー
が図的に入力しかつシミュレーション条件が入力するプ
リプロセッサ手段と、前記オペレーションフローをシミ
ュレーションモデルに自動変換するモデル生成手段と、
前記モデル生成手段により自動生成されたシミュレーシ
ョンモデルに対し前記シミュレーション条件にしたがっ
てシミュレーションを実行しデータを取得するシミュレ
ーション実行手段と、前記シミュレーション実行手段で
取得されたデータに基づいて視覚的な表示を行なうポス
トプロセッサ手段とを有する。

【０００８】

【作用】オペレーションフローが図的に入力しかつシミ
ュレーション条件が入力するプリプロセッサ手段と、シ
ミュレーションモデルに自動変換するモデル生成手段
と、シミュレーションを実行しデータを取得するシミュ
レーション実行手段と、この取得されたデータに基づい
て視覚的な表示を行なうポストプロセッサ手段とを有す
るので、オペレーションフローの入力からシミュレーシ
ョン結果の表示までを一貫して行なうことができ、ユー
ザにシミュレーションプログラミング技術を要求するこ
となくオペレーションフローの分析を行なうことを可能
とする。

【０００９】オペレーションフローの図的な入力方法と
しては、作業を表現するノードおよび情報の流れを制御
するノードと各ノードを接続するリンクとの組み合わせ
を図的に入力する方法が挙げられる。また、シミュレー
ション実行手段で獲得されるデータ（シミュレーション
結果）としては、オペレーションフローの分析に使用さ
れる各種の統計データや時系列データなどが挙げられ
る。そして、ポストプロセッサ手段による視覚的表示と
しては、時系列データに基づくオペレーションフローの
アニメーション表示や、統計データに基づく帳票・グラ
フ表示などが挙げられる。さらに、モデル生成手段に作
業のノードの種類ごとに当該ノードに動作を実現するた
めの予め作成されたプログラムが保持されるようにして
おくことにより、オペレーションフローにしたがってこ
れらプログラムを組み合わせてシミュレーションモデル
を変換・生成することができる。

【００１０】

【実施例】次に本発明の実施例について図面を参照して
説明する。図１は本発明の一実施例のオペレーションフ
ローシミュレータシステムの構成を示すブロック図であ
る。このシステムは、大別して、プリプロセッサモジュ
ール１、シミュレータモジュール２およびポストプロセ
ッサモジュール３の３つのモジュールで構成され、さら
に、処理途中でのデータを格納するための各格納部、す
なわちオペレーションフローデータ格納部５、フロー図
形データ格納部６、シミュレーション条件データ格納部
７、統計データ格納部１０および時系列データ格納部１
１を有する。各モジュール１,２,３は、それぞれ操作者
が任意に起動制御できるように構成されている。

【００１１】プリプロセッサモジュール１には、オペレ
ーションフローの図的入力およびシミュレーション条件
などの入力が行なわれるプリプロセッサ部４が設けられ
ている。ここで、本実施例におけるオペレーションフロ
ーの図的入力について説明する。

【００１２】オペレーションフローでは、情報が作業の
流れにしたがって順次処理される様子が、情報を表わす
要素がノード間を移動することで表現される。したがっ
て、情報が処理される順にノードを接続することで、オ
ペレーションフローは記述される。本実施例では、評価
対象となるオペレーションフローは、要素が通過する順
にしたがったノードの接続関係により、プリプロセッサ
部４に図的に入力される。そしてプリプロセッサ部４
は、入力されたオペレーションフローのうちオペレーシ
ョンの流れ、各ノード間の接続関係、各ノードごとの特
徴を表現する属性値をオペレーションフローデータとし
てオペレーションフローデータ格納部５に格納し、各ノ
ードの入力画面上の配置位置やノード間の接続線をフロ
ー図形データとしてフロー図形データ格納部６に蓄積す
る。ここでフロー図形データは、後述するように、アニ
メーション画面を作成するために使用される。プリプロ
セッサ部４に入力したシミュレーション条件は、シミュ
レーション条件データとして、シミュレーション条件デ
ータ格納部７に蓄積されるようになっている。

【００１３】シミュレータモジュール２には、モデル生
成部８とシミュレーション実行部９が設けられている。
モデル生成部８は、オペレーションフローデータ格納部
５を参照して読み出したオペレーションフローデータを
基に、オペレーションフローをシミュレーションモデル
に変換するためのものである。モデル生成部８には、作
業のノードの種類ごとに当該ノードの動作を実現するた
めの予め作成された処理プログラムが格納されている。
そしてモデル作成部８は、オペレーションフローにした
がってこのプログラムを組み合わせることにより、シミ
ュレーションモデルに生成するようになっている。

【００１４】シミュレーション実行部９は、シミュレー
ション条件データ格納部７を参照して読み出したシミュ
レーション条件にしたがって、モデル生成部８で変換さ
れたシミュレーションモデルを実行し、そのシミュレー
ション結果を収集する機能を有する。収集されたシミュ
レーション結果に対し、シミュレーション実行部９は、
それぞれのデータ項目ごとに平均、分散、９５％信頼区
問などの統計値を計算し、統計データとして統計データ
格納部１０に蓄積する。また、シミュレーション実行部
９は、シミュレーションの実行途中において、シミュレ
ーション時刻ごとに要素が滞留するキューの滞留要素
数、作業を表すノードであるサーバの稼働状態、ノード
間を移動する要素数などの数値を時系列データとして獲
得し、時系列データ格納部１１に蓄積する。

【００１５】ポストプロセッサモジュール３には、アニ
メーション画面生成、アニメーション表示、帳票および
グラフ表示を行なうためのポストプロセッサ部１２が設
けられいる。ポストプロセッサ部１２は、フロー図形デ
ータ格納部６を参照して読み出したフロー図形データか
らアニメーション画面を自動的に生成し、時系列データ
格納部１１を参照して読み出した時系列データに基づ
き、生成したアニメーション画面を駆動して表示するよ
うに構成されている。このようにすることにより、作業
の流れを逐次的に示したアニメーションが視覚的に表示
されることになる。またポストプロセッサ部１２は、帳
票およびグラフ表示を行なう場合には、統計データ格納
部１０を参照して読み出した統計データに基づいて、折
れ線グラフデータや棒グラフデータ、帳票データを作成
し、これらグラフデータや帳票データを表示するように
なっている。

【００１６】次に、本実施例の動作について説明する。
ここでは、公衆電話網における加入者線工事を行なう場
合における工事の申し込みの受付から加入者線の開通ま
でのオペレーションフローを評価する場合を例に挙げ
て、説明する。図２は、オペレーションフローの図的入
力を行なう場合の画面表示例を示す図である。

【００１７】まず、プリプロセッサモジュール１を起動
し、プリプロセッサ部４を用いてオペレーションフロー
の図的入力を行なう。この図的入力は、表示装置に表示
される作成画面２０を介して行なわれる。

【００１８】作成画面２０上では、予めノードの種類ご
とに作成された図形（アイコンイメージ）によって、ノ
ードが表示されるようになっている。単純な四角形で表
わされたアイコン２１は、要素を処理する作業を表すノ
ードであるサーバノードを表わす。四角に！マークを付
与したアイコン２２は、要素の発生時間間隔の制御およ
び要素の属性を設定する要素発生ノードを表わし、四角
に？マークを付与したアイコン２３は、要素の持つ属性
値により行き先ノードを決定する条件分岐ノードを表わ
し、四角に対角線を表わしたアイコン２４は、要素の流
れを時刻によって制御するゲートノードを表わし、２重
の四角で表わされたアイコン２５は、１つの要素に対す
る作業が同時に行なわれることを表す同時作業ノードを
表わし、内側を塗りつぶした２重四角で表わされたアイ
コン２６は、より詳細なフローを記述するために階層的
にフローを記述してあることを示す階層ノードを表わし
ている。各ノードの配置は、作成画面２０上の配置しよ
うとする位置にマウスのカーソルを移動し、マウスのボ
タンを押すことによって現われるポップアップウィンド
ウ２７から選択することにより行なわれる。

【００１９】また、各ノードは、それぞれそのノードを
特徴を記述する属性を有している。属性値は、アイコン
をダブルクリックすることで作成画面２０上に現れるノ
ード属性設定ウィンドウ２９を用いて行われる。オペレ
ーションフローの図的入力は、これらの図形を作成画面
２０（入力画面）上に配置し、配置されたノードを作業
の流れにしたがって接続してオペレーションフローを表
現することによって行なわれる。作成画面２０に左端部
は部署設定枠２８となっている。部署設定枠２８には、
「受付」などの記述があり、各サーバノードに対応する
作業がどの部署で行なわれるかを示している。例えば図
２において、部署設定枠２８の「受付」と同じ列に配置
されたサーバノードは、部署「受付」での作業に対応し
ている。

【００２０】本実施例のシステムで対象としているオペ
レーションは、作業者と機械とを伴うため、作業者およ
び機械をサーバノードを駆動するためのリソースとして
表現する。リソースの特微を表現するために、例えば作
業者に対応するリソースには、作業部署、作業を行なう
曜日、作業ができる時間、作業人数などの属性を持たせ
る。これらの属性値は、フロー入力画面（作成画面２
０）とは別のリソース定義画面（不図示）上で対話的に
入力されるようになっている。また、機械についても作
業者と同様に扱い、リソースの属性を設定する。

【００２１】さらに、要素の流れを制御するノードに
は、要素の属性値から行き先ノードを決定するための条
件式、要素が通過する曜日や時刻などを属性値として持
たせる。また、要素を処理するサーバノードには、１つ
の要素に関する作業を行なうために必要な最小の作業者
数を表わす最小捕捉リソース数、１つの要素を処理する
時間を乱数により決定するための確率分布、作業を行な
うことのできるリソースのグループなどを属性値として
持たせる。各ノードの属性値は、上述したように属性設
定ウィンドウ２９を用いて入力する。

【００２２】このように入力されたデータのうち、オペ
レーションフローのノードの接続関係およびリソースの
情報は、オペレーションフローデータとしてオペレーシ
ョンフローデータ格納部５に蓄積され、オベレーション
フローを表現しているノード図形の位置や接続線は、フ
ロー図形データとしてフロー図形データ格納部６に蓄積
される。

【００２３】次に、プリプロセッサ部４を介してシミュ
レーション条件の入力が行なわれる。この入力は、表示
装置に表示されるシミュレーション条件設定画面を用
い、シミュレーションの試行回数、シミュレーションを
実行する期間、アニメーションを駆動するために必要な
時系列データの収集期間、シミュレーションモデルが過
渡期を過ぎて安定するまでシミュレーションを実行させ
るためのプレラン期間などを対話的に設定することによ
って行なわれる。これらの設定された情報は、シミュレ
ーション条件データとしてシミュレーション条件データ
格納部７に蓄積される。

【００２４】オペレーションフローとシミュレーション
条件データの入力が完了したら、シミュレータモジュー
ル２を起動する。これによりモデル生成部８が起動され
る。上述のように、モデル生成部８には各ノードの処理
プログラムが予め作成されて格納されている。この処理
プログラムは、例えばＣ言語などのコンピュータ言語に
よって作成されている。そしてモデル生成部８は、オペ
レーションフローデータ格納部５を参照し、オペレーシ
ョンフローデータにしたがってこれら処理プログラムを
組み合わせシミュレーションモデルを作成する。図３
は、モデル生成部８の動作例を説明する図である。

【００２５】予め作成されてある各ノードの処理プログ
ラムは、ノード処理ルーチン３２というテーブルに蓄積
されている。ノード処理ルーチン３２では、ノードの作
業内容の種類に応じた各処理プログラムが、それぞれポ
インタを指定することによって特定できるようになって
いる。そして、オペレーションフローデータ格納部５を
参照してオペレーションフローデータ３１が読み出さ
れ、オペレーションフローにしたがった作業の流れを表
現する処理フローテーブル３３と、オペレーションフロ
ーデータ３１のノード属性を蓄積するためのノード属性
情報３４というテーブルが自動生成される。処理フロー
テーブル３３には、ノードごとに、ノード番号、処理ポ
インタ、属性ポインタが記述されている。処理ポインタ
は、ノード処理ルーチン３２の該当するノードの処理プ
ログラムのポインタを指すものであり、属性ポインタ
は、ノード属性情報３４において該当するノードの属性
値を格納してある部分のポインタを指すものである。こ
れら処理フローテーブル３３、ノード属性情報３４は、
シミュレーションモデルを構成する。

【００２６】次に、シミュレーション実行部９が起動さ
れる。シミュレーション実行部９では、モデル生成部８
により自動作成された処理フローテーブル３３およびノ
ード属性情報３４と、シミュレーション条件データ格納
部７から読み出されるシミュレーション条件データとに
基づいてシミュレーションを実行し、シミュレーション
途中のモデルの状態を時系列データとして出力し、ま
た、シミュレーション結果を統計処理し統計データとし
て出力する。時系列データは時系列データ格納部１１に
蓄積され、統計データは統計データ格納部１０に蓄積さ
れる。図４はシミュレーションの動作例を示すものであ
って、サーバノードの動作をシミュレーションする場合
の処理例を示している。

【００２７】図４に示されるように、シミュレーション
実行部分は、時間に関する要素の動作であるイベント３
９の発生時刻によりシミュレーション時間を管理するイ
ベント型シミュレータにより構成されている。要素５０
がサーバノード３５に付属しているキュー３６に到着す
ることでイベントが発生し、サーバノード３５のノード
属性３７であるグループと同じグループのリソースをリ
ソース表３８から作業者および機械ごとに捕捉する。リ
ソースを捕捉すると、乱数で与えられた処理時間を要素
の作業終了時問（ノード出発時刻）として次のイベント
４０のスケジューリングを行う。サーバノード３５が必
要とするリノースを捕捉できない場合は、サーバノード
３５に到着した要素５０は待ちの状態になり、リソース
が捕捉できるまでキュー３６に滞留する。

【００２８】上述のようにシミュレーションが実行さ
れ、シミュレーション結果である各種データが獲得され
るたら、ポストプロセッサモジュール３を起動し、ポス
トプロセッサ部１２によって時系列データに基づいたア
ニメーション表示と統計データに基づいた帳票・グラフ
表示を行なわせる。

【００２９】要素が各ノードを流れる様子をアニメーシ
ョン表示するためには、要素が通過するパス４ｌ、要素
が滞留するキュー４２などを有する画面を作成するが必
要である。図２に示したオペレーションフローに対する
アニメーション表示の例が図５に示されている。このア
ニメーション表示の画面イメージでは、各ノードを図２
で示したアイコンイメージと同一の図形を用いて表示し
ている。そして、パス４１、サーバノードを表わす図形
に横に表示されキューを表現するレベルメータ４２、サ
ーバノードで捕捉されている人および機械のリソース数
を表示するリソース表示部分４３、シミュレーション時
刻（シミュレーション開始からの日数を含む）を表す時
計４４が生成されている。ここで、パス４１は、フロー
図形データ中のノード間の接続線を各要素が流れる様子
を表している。パス４１中の斜線付きの四角は要素４５
を表しており、パス中に表示する要素４５の数によりノ
ード間の要素の流量を、レベルメータ４２の色表示によ
りキューに滞留している要素の数を、サーバノードの色
によりサーバノードの稼働状態を表現する。

【００３０】統計データを帳票形式あるいはグラフ形式
により表示するために、ポストプロセッサ部１２は、統
計データ格納部１０から読み出される統計データを表形
式に展開して表示し、折れ線グラフや棒グラフなどによ
り表示する。図６は、統計データをグラフで表示した場
合の表示例を示している。この例では、公衆電話網にお
ける加入者線工事を行なう場合に、評価対象となるオペ
レーションフローを流れる要素について、受付から開通
までの所要時間ごとの要素数を、要素の属性に設定され
ている種別（属性値）ごとのヒストグラムデータとして
集計し、折れ線グラフの形式で表示している。なお帳票
およびグラフによる表示を行なうために、これらの機能
を有する市販の表計算ソフトウェアなどを用いることも
可能である。

【００３１】以上述べたようにこの実施例を用いるよ
り、シミュレーションにより評価すべきオペレーション
フローを図的に入力し、対話的に入力したシミュレーシ
ョン条件に基づいてシミュレーションを行ない、その結
果をアニメーションおよび帳票およびグラフにより出力
することを一貫して行なえるため、オペレーションフロ
ーの評価が効率良く行なえる。

【００３２】

【発明の効果】以上説明したように本発明は、オペレー
ションフローが図的に入力しかつシミュレーション条件
が入力するプリプロセッサ手段と、シミュレーションモ
デルに自動変換するモデル生成手段と、シミュレーショ
ンを実行しデータを取得するシミュレーション実行手段
と、この取得されたデータに基づいて視覚的な表示を行
なうポストプロセッサ手段とを設けることにより、オペ
レーションフローの入力からシミュレーション結果の表
示までを一貫して行なうことができ、ユーザの手間を軽
減できるばかりでなく、ユーザにシミュレーションプロ
グラミング技術や知識を要求することなくオペレーショ
ンフローの分析を行なうことを可能となるという効果が
ある。したがって、オペレーションフローに熟知してい
る使用者であれば、オペレーションフローの評価を容易
に行なえるようになる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例のオペレーションフローシミ
ュレータシステムの構成を示すブロック図である。

【図２】オペレーションフローの図的入力を行なう場合
の画面例を示す図である。

【図３】モデル生成部の動作例を示す図である。

【図４】シミュレーションの動作例を説明する図であ
る。

【図５】アニメーション表示の例を示す図である。

【図６】グラフ表示の例を示す図である。

【符号の説明】

１ プリプロセッサモジュール ２ シミュレータモジュール ３ ポストプロセッサモジュール ４ プリプロセッサ部 ５ オペレーションフローデータ格納部 ６ フロー図形データ格納部 ７ シミュレーション条件データ格納部 ８ モデル生成部 ９ シミュレーション実行部 １０ 統計データ格納部 １１ 時系列データ格納部 １２ ポストプロセッサ部 ２０ 作成画面 ２１〜２６ アイコン ２７ ポップアップウィンドウ ２８ 部署設定枠 ２９ 属性設定ウィンドウ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 小関 伸也 東京都千代田区内幸町一丁目１番６号 日 本電信電話株式会社内

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 作業の流れを表現するオペレーションフ
   ローのシミュレーションを行なうオペレーションフロー
   シミュレータシステムであって、前記オペレーションフ
   ローが図的に入力しかつシミュレーション条件が入力す
   るプリプロセッサ手段と、前記オペレーションフローを
   シミュレーションモデルに自動変換するモデル生成手段
   と、前記モデル生成手段により自動生成されたシミュレ
   ーションモデルに対し前記シミュレーション条件にした
   がってシミュレーションを実行しデータを取得するシミ
   ュレーション実行手段と、前記シミュレーション実行手
   段で取得されたデータに基づいて視覚的な表示を行なう
   ポストプロセッサ手段とを有するオペレーションフロー
   シミュレータシステム。
2. 【請求項２】 シミュレーション実行手段が取得するデ
   ータが時系列データおよび／または統計データであり、
   ポストプロセッサ手段は、前記時系列データに基づくオ
   ペレーションフローのアニメーション表示および／また
   は前記統計データに基づく帳票・グラフ表示を行なうも
   のである請求項１に記載のオペレーションフローシミュ
   レータシステム。
3. 【請求項３】 モデル生成手段は、作業のノードの種類
   ごとに当該ノードに動作を実現するための予め作成され
   たプログラムを保持し、オペレーションフローにしたが
   って前記プログラムを組み合わせることによりシミュレ
   ーションモデルを変換・生成する、請求項１または２に
   記載のオペレーションフローシミュレータシステム。