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- サステナブルシステムデザイン学領域
9 月号 798~804 ページに掲載しました論文のカラーページが モノク口になっていましたので ここに再掲載させていただきます. 持続可能な製造業の実現に向けた 持続可能社会シナリオシミュレータの開発(第 3報) ーフォアキャスティング型シナリオ設計支援手法一 水野有智木下裕介 和田春菜福重真一 梅田靖 Developmento fS u s t a i n a b l eS o c i e t yS c e n a r i oS i m u l a t o rt o w a r dS u s t a i n a b l eM a n u f a c t u r i n g( 3 r dR e p o r t ) -D e s i g nS u p p o r tofF o r e c a s t i n gS c e n a r i o su s u k eKISHITA ,Ha r u n aWADA ,S h i n i c h iFUKUSHIGE姐 dY a s u s h iUMEDA Y u j iMIZUNO,Y D e v e l o p i n gs c e n a r i o si sah o p e f u la p p r o a c hf o rd r a w i n gvi s i o n sandp a t h w a y sofs u s t a i n a bl em a n u f a c t u r i n gt o w a r d s u s t a i n a b l es o c i e t y .S u s t a i n a b l eS o c i e t yS c e n a r i o( 3 S )S i m u l a t o ri sa ni n t e g r a t e dd e s i g ns u p p o r te n v i r o n m e n tt h a ts u p p o r t s u n d e r s t a n d i n g,d e s c r i b i n g,and a n a l y z i n gs c e n a r i o s.T h i sp a p e rp r o p o s e s ad e s i g n suppo 口m ethodo fs c e n a r i o si n 3S S i m u l a t or .P r o p o s e dmethods u p p o r t sd e s i g n i n gs c e n a r i o si nf o r e c a s t i n gmanner , i nwhichf u t t 汀e sa r ee x pl o r e ds t a r t i n gf ぬm t h ep r e s e nt .Weemployt w o -l 巴v e l e dc a us a ln e t w o r k sf o rs u p p o r t i n gs c e n a r i od e s i g ni ns t r u c t u r i n gi d e a sa n dd e s c r i b i n gt h e s t r u c t u r e di d e asi n t oas c e n a r i o,bye x p r e s s i n gt h es t r u c t u r eoft h eo b j e c tw o r l do ft h es ce n a r i o.1 0t h ec a s es t u d y ,we ve r i f i e dt h a tt h eo u t l i n e s and d e t a i lso fas c e n a r i oa r ede p l oye df r o mt h e cau s a ln e t w o r ks . Using3S Simul a t o r ,t h e r e l a t i o n s r u p between t h ec a u s a ln e t w o r k s andt h ed e s c r i p t i o n so fas c e n a r i oi sc l a r i f i e d.T r u ss uppo 巾 ad e s i g n e rt o u n d e r s t a n dt h es c e n a r i or a t i o n a l l y .Ast hec o n c l u s i o n, p r o p os edmethods u p p o r t sd e s i g n i n gs c e n a r i o si nf o r e c a s t i n gm a n n e r . c e n a r i od e s i g n,f o r e c as t i n g,s c e n a r i o,Sus t a i n a b l eS o c i e t ySc en a r i oS i m u l a t o r Keywords:s us t a i n a b l em a n u f a c t u r i n g,s l 緒 の開発を行ってきた崎町 = E 前報まででシナリオの合理的理解を 支援するシナリオの表現方法論句,シナリオと付属するシミュ 持続可能社会の実現は,現代の最も重要な課題の lつである レータを接続する手法 の提案を行ってきた .本報では, 3 S 1 ) その実現のために持続可能社会像を明確化する目的で,様々な S i r n u l a t o r においてシナリオの新規作成を支援する方法論,特 シナリオ(持続可能社会シナリオ)が作られてきた.シナリオと にシナリオ作成を FC型で支援する手法を提案する. は将来と現在に関する記述を一連の因果関係で接続したストー 2. シナリオの設計支媛 リーりであり,長期の戦略策定などに有効である.シナリオの 例としては, IPCC の温暖化ガス排出シナリオ 2 l,環境省によ 2. 1 既存のシナリオ作成手法とその課題 る2 0 5 0日本低炭素社会シナリオ 3)などが挙げられる.製造業に 緒言で挙げた 2つの考え方のうち FC型のシナリオ作成手法 関しでも,持続可能社会の中における持続可能な製造業の姿を の例としては, J a g e rの手法的が挙げられる. J a g e rの手法の特 描くようなシナリオの作成が必要である舟 9 徴は ,M o r p h o l o g i c a la n a ly si s )という,将来に影響を与える複数 シナリオの作成と同時に,シナリオを作成するための手法も の変化要因を挙げ,それらの組み合わせとして将来を書く手法 すな を用いることで,シナリオ内で想定する将来の幅を広げている わち,現在の状況から将来を探索するフォアキャスティング 点にある .FC型シナリオ作成によって企業の戦略策定を行う手 (FC)と,最初に達成したい将来像を設定し,次にその実現に向 c e n a r i ob a s e dP l a n n i n g手法 法として, S 開発されてきた.シナリオ作成には 2つの考え方がある i ) である. けた道筋をさかのぼるパックキャスティング (Bc 1 0 )が提案されている.こ の手法では現在や過去の出来事の背後にある因果関係を分析し, I PCCのシナリオ 2)のような持続可能社会シナリオの作成には, 分析結果に基づいて M o r p h o l o g i c a la n al y s i sを行い,シナ リオを 思考や議論,データ収集などを通じて社会の様々な分野,領域 作成する. BC裂のシナリオ作成は R o b i n s o nS)がコンセプトを提 について将来の姿を幅広く発想し ,それらを論理的で整合性の 唱し, Manderll)らによりケーススタディなどに適用されてき 取れたシナリオに整理統合する必要がある た. つまり,持続可能 社会シナリオの作成には ,高い水準の知識や洞察力,想像力が 既存の手法は,シナリオの作成プロセスを計算機上で実行す 必要とされ,その上に膨大な情報を処理統合する必要があるが, ることは考えておらず,シナリオの作成を計算機によって支援 現在シナリオの作成は入手に依存しており,その作成過程を計 するという可能性は模索されてこなかった 算機によって支援しようとする試みは行われてこなかった. 著者らは上記のシナリオ作成に関する課題を含む,シナリオ 2 . 2 S ω t a i n a bl eS ∞i e t yS c e n a r i o( 3 S )S i m u la t o r構想 側 3S S i m u la t o rはシナリオ設計の統合支援環境の構築を目指し に関する課題の解決によって持続可能社会シナリオの合理的な ており,計算機上でシナリオの合理的な作成,分析,理解を支 理解と作成を支援する S us t a i n a b leS o c i e t yS c e n a r i o( 3S)S i m u la t o r 援するものである SS i r n u l a t o rを実現する 本研究においては 3 ために,以下の 5つの研究探題を設定している -原稿受付平成 24年 2月 6 日 ・学生会員大阪大学大学院(大阪府吹田市山田丘 2 -1 ) 山正会員大阪大学大学院 1 . 4) シナリオの構造的記述シナリオ文書を計算機処理可能と し,シナリオの合理的理解の支援のためにシナリオの論理 精密工学会誌 V oI . 7 B,No .1 1. 20 12 1 009 持続可能な製造業の実現に向けた持続可能社会シナリオシミュレータの開発(第 3報) 2 構造を明確化する. ネ ッ トワー クを , シナリオの記述対象世界を,そ の構成要素と シナリオとシミュレータの接続:シナリオとそれに付属す その間の因果関係で表現したものと定義する クの構築により対象世界を把握し,構成要素の変化 の影響を因 件を変更した結果の動的反映を実現する(シナリオの動態 果関係に基づいて分析することで将来の探索を支援する.さ ら 化).これにより シナリオの理解,分析,作成を支援する. 3. シナリオの設計支援 シナリオの設計プロセスを形式化し , そのプロセスに基づいてシナリオの設計を支援する. 4. シナリオの分析支援:構造的記述,動態化されたシナリオ 5 . 因果ネ ッ トワー るシミュレータを接続, シナリオ内でシミュレーション条 に本報では,対象世界を全体モデノレと部分モデノレの 2つの粒度 でモデル化し,各々を因果ネ ッ トワークで表現,探索の支援を 段階的に行う 全体モデノレで対象世界を大まかに把握し,そ の 中から不確実で将来への影響の大きな構成要素(これをキード に基づいた wh a t if分析,論理構造分析,感度分析などを ライ パーと定義する)を抽出し,キードライパーの変化を考える 行うことにより, シナリオの合理的理解,作成を支援する. 叩h o l o g i c a la n a l y s i s 町を行って対象世界の将来への変化を 広く Mo シナリオアーカイプの構築: シナリオ,シミュレータを再 探索する.その後,全体モデノレ内の要素の粒度を細か くし て部 利用可能な形で集積し シナリオの理解,分析,作成を支援 分モデノレを構築することで,対象世界の変化を詳細に分析する . する . 3 .1 . 2 シナリオのモデノレと設計プロセスの定義 第 l報 6)で,研究課題 lを解決する「シナリオの構造的記述 課題 2を本報では,段階的に詳細化されるシナリオのモデノ レ 法 j を提案した.この手法で表現されたシナリオを「構造化シ と,モデノレを操作する設計プロセスを定義することで解決する . ナリオ J と呼ぶ また,構造的記述法を用いてシナリオに含まれる文章を表現す シナリオをマクロ及びミクロな視点から理解 lExpressionLev e l, するために,構造的記述法では S c e n a r i oLeve. ることで,シナリオのモデノレと文章の問を明示的に関係づ けな WordL e v e l,DataLe v e lの 4レベルでシナリオを表現し, 4レベ がら,シナリオの記述の段階的詳細化を行えるようにする.ヤ ルのそれぞれにおいて,シナリオ構造を有向グラフで表現する のモデルと設計プロセスの詳細は次節以降で述べ る. 本報では,研究課題 3に相当するシナリオの設計支援手法の 32 フォアキャスティング型シナリオのモデル化 lつを提案する.すなわち, FC型のシナリオ設計プロセスを定 本報では 図 1に示すモデ/レで,設計対象である FC型で設計 義し,それに基づく設計支援手法,設計支援システムを開発す されるシナリオを表現する.各要素は 図 1中の矢印 ( r e f e r ) で示 る. すように他の要素が含む情報を参照する. 2. 3 シナリオの設計 一般に設計とは, ( a ) r 要求を実現する人工物に関する情報(属 性 ・状態・挙動 ・機能など)を段階的に詳細化しながら決定して いくこと J と定義される シナリオ:ある lつのテー 7 について寄かれたシナリオ ) ( g )の構成要素によ って 複数の異なる将来への変化を, ( b 描く. この定義を参考に本研究では,シ ( b ) 問題:記述目的,背景など,シナリオ全体の問題設定に関 ナリオの設計を「要求を充足する持続可能社会シナリオを構成 する記述.既存シナリオの調査に基づいて決定した, 表 1 勾 する情報(現在や将来に関する記述など)を段階的に詳細化しな がら決定していくこと J と定義し,シナリオ設計に含まれる行 tに示す項目を持つ. ( c ) 為を,思考,議論,データの分析などによる「内容の作成J.作 成した内容の整理統合によるテキストとしての「シナリオの記 対象世界の全体モデノレ:シナリオの記述対象世界の全体 を因果ネットワークで表現したもの. ( d) サブシナリオ:シナリオ内で,対象世界の特定の将来への シナリオの評価」の 3つに分類する.すなわち,シナリ 述J. r 変化についての記述の固まり.サブシナリオごとに名前, オ設計者はシナリオの設計過程において,この 3つの行為を繰 ストーリーライン,対象世界の部分モデノレ,シナリオ記 り返し,持続可能社会シナリオを段階的に詳細化していく. 述を持つ . 2. 4 本報の課題 ( の ストーリーライン各サプシナリオの概要を表す. 本報ではシナリオ設計を FC裂で支援する方法論を提案する. り ( 対象世界の部分モデル ( c )の全体モデルを,サプ シナリオ ( g ) シナリオ記述対象世界の現在,将来に関する仮定や, シ なぜなら, BC型シナリオ設計においても ,現在と目標とする 将来を接続する際に FC的な将来探索が行われるため, FCはシ ナリオ設計の基本型であると考えられるからであるここで FC 型シナリオ設計支援方法論は, 2 . 3節で定義した,シナリオ設 計を構成する 3つの行為に対して,以下の要件を満たさなくて ごとに詳細化したもの.因果ネットワークで表現する. ナリオの結論などを含む文章.構造的記述法で表現する. 本報では対象世界モデルの粒度に関係なく,因果ネットワー .また, クを構成するノードとリンクは共通とする( 表 2参照 ) はならない. l 内容の作成において現在から将来の探索を支援すること 2 作成された内容に基づくシナリオの記述の段階的詳細化 l r e f e r -ーーーー一ー一 を支援すること. 3 . l ー ーーーー』l 記述されたシナリオの評価を支援すること. 3 . フォアキヤスティング型シナリオ設計支援手法 3 . 1 アプローチ 本報では前節で挙げた課題 1,2を対象とし,それぞれ以下の アプローチによって解決する . 3. 1 . 1 2つの粒度の因果ネットワーク 本報では課題 lを解決するために,現在から将来への変化を 表現する方法として因果ネットワークを用いる.本報では因果 1010 精密工学会誌 Vol . 7 8.No . 1 1. 2012 。 UD5 c e n a r l F ig . lE l e m 回也 o f aぉe n a r i o d 田i g n 凶泊f o 問 団 組n g m a n n e r 持続可能な製造業の実現に向けた持続可能社会シナリオシミュレータの開発 ( 第 3報) Tabl e1 P r o b l e mD田 c r i p t i o n so fas c e n a r i o I tem ( 1)S e t t i n gproblems D e s c r i p t i o n T it 1e oft h es c e n a r i o . E. g .E l e c t r i cv e h i c l e 1e T it ( 2 )C o n s t r u c ti nge n ti r emodel (EV)d i f f u s e ds oci e t ys c e n a r i o 吋o .E. g O b j e c t i v e sf o rd e s c r i b i n gt h es c e n a O b j e c t i v e ( 3 )Determini ngscenar i ocompositi on Tod i s c u s schangesofa u t o m o t i v ei n d u s t r y . M o t i v a t i o nf o rd e s i g n i n g血escenano Background ( 4 )Descri b i n gsubscenari os E.g.F o ra c h i e v i n gt h elowc a r b o ns o c i e t y , EVsw i l lbed i f f u s e d.P o l i c ymakerswantt o Time S t a r t Horizon Year End g n p r c x 溺 s o fs c e n a r i oi nf o 目白 s t i n gm血 n 町 F i g . 2 D国 i l o o khowt h i sd i f f u s i o nchangess t r u c t u r eof オ設計プロセスを 図 2の 4ステップで形式化する. ( 1 )の問題設 a u t o m o t i v ei n d u s t r y 定でシナリオに書くべき内容を整理する. ( 2 )においては対象世 S t a r t i n gy e a roft h es c e n a r i o 界の全体モデノレの構築により , シナリオの記述対象世界を明確 E.g2 0 1 0 . 化する .( 3 )では全体モデルに基づいてシナリオの構成( シナリ Endy e a roft h es c e n a r i o オに含まれるサプシナリオの数とそれぞれのおおまかな内容) Year E.g.2030. を決定する Region g .Japan T a r g e t e dr e g i o noft h es c e n a r i o .E. Maina c t o r Mains t a k e h o l d e ri nt h es c e n a r i o.E . g .P o l i c y て各サプシナリオの詳細を検討し,各サプシナ リオを記述する . ( 1 ) 問題設定 makersoft h eJ a p a n e s egovemment A c t o r s このステップにおいてシナリオ設計者は, シナリオ作成の背 S t a k e h o l d e r s i n v o l v e d i n t h e s c e n a r i o, 景,目的,対象地域,シナリオ内で主人公となるメインアクタ b e s i d e s t h e main a c t o r .E .g . Japanese ーなどについて思考や議論を行い ,結果を表 1に示す項目に整 t c a u t o m o t i v ecompanies,consumers,巴 且n i t i o no f n c 刈田 T a b l e 2 De 叩 Type d耐水sma回国a1n e t w o r k 理する.これにより,設計者は第 2ステップ以降で考えるべき 項目を明確化できる. ( 2 )全体モデルの構築 D e f i n i t i o n Node element A c o n s t i t u e n t of t h eo b j e c t world i nt h e . e .i ti saparam巴 t e rt or e p r e s e n tt h e s c e n a r i o,i t' sv a l u e sa r e s t a t e of t h eo b j e c t world.I des c r i b e di n Expres s i o nL e v e l nodes i nt h e 第 2ステップで設計者は,問題設定の記述を参考にしつつ, ブレー ンスト ー ミングなどを通じてシナリオの記述対象世界の 構成要素,およびそれらの聞の因果関係を抽出し,因果ネット ワークを使って対象世界の全体モデルを構築する . ( 3) シナリオ構成の決定 s t r u c t u r e ds c e n a r i o Eve r y nodeh a st he f o l l o w i n ga t t r i b u t e st o r ive rs e l e c t i o n: s uppo口 keyd impac t :impacton白 et a r g e t e dnode. u nc e r t a i n t y: r el a t ive t r a n s t i 巴 co巴 f f i c i e 日t thas a mongt h enodesi nac a us a lnetwork.I o5. i n t e g e rv a l u e合om0t Link Links a r ec l a s si f i e di n t ot h r e ek i n d s; i . e .,p o s i t i v e, n e g a t ive , and r e l a t e d. Eac hl i n k has t h ef o l l o w i n g r ive rs el e c t i o n at t r i b u t et os uppo代 keyd wei gh t:r e l at i vet r a ns f e rcoe 百i c ie n tofi mpac tamongt he thasi n t e g e rva l u e l i n k sconne c t e dt ot h es amenode .I 合o m 1t o5 .1i st h enormalva l u e t Iv e pOS l ( ムB ) Iv e negat 4 )で,全体モデルから部分モデルを構築し 最後に ( Whent heva l ueofnodeAr i s es / st r e n g t h e ns t h ev a l u eofanodeBa ls or is e s / s t r e n g t h e n s. Whent h ev a l u eofnodeAr is e s / st r e n g t h e n s , ( ムB ) t h ev a l u eofanodeBdowns / wea ke ns . r e l a t e d e sane f f e ctonanodeB ,where AnodeAcaus ( ムB ) 出 ep o l a r i t yi sundermined ノードとリンクに対して,因果ネットワークに基づくシナリオ .これらの属性の 設計支援のための属性を設定する ( 表 2参照 ) 3節 ( 3) で述べる.また,全体モデノレと部分モデノレの 使い方は 3. 関係、は,全体モデノレ内のノードバが部分モデノレ内のノード B に d e t a i l e d( ム B) "リンクで表現する . 詳細化されていることを表す" 3. 3 FC型シナリオ設計プロセス 本報では 3. 1節で設定したアプローチに基づき, FC型シナリ 第 3 ステップで設計者は,全体モデノレ上で Morphologic a l Ana l y s i s9)を行い,シナリオの構成を決定する .すなわち,全体 モデノレ内で将来への影響度と不確定性が大きいキードライパー の変化 を記述対象世界の変化の始点と考え,キードライパーの 変化 の組み合わせに基づいてサプシナリオの個数と内容を決定 する 第 3ステップは以下の 4つの段階で実施する. ( 3 )ー 1 . キードライバーの選択 シナリオ構成の決定のために,設計者はまず全体モデルの中 からキードライパーを選択する 本手法では,問題設定で決定 した , シ ナ リ オ の 作 成 目 的 に 関 連 し た 要 因 を 目 的 ノ ー ド ( t a r g e t e dn o d e )とし,目的ノードへの影響度と,要因の将来への 不確定性を評価することで,両者が高い要因(不確定性が 0すな わち確定的な要因を候補から除くため,影響度と不確定性の積 を基準とする)をキードライパ一候補として抽出する支援を行 う.要因の不確定性(表 2中 elementの UDce 巾 r n t yに相当 ) は, 全体モデル内で , シナリオの記述期間でほぼ変化しないと想定 する要因の不確定性を 1,記述期間において完全に予測不能な ほど不確定と考える要因の不確定性 5と設定し, 他 のノードの 不確定性は両ノードと比較して相対値を設定することで評価す る 状態が確定していると考える要因は不確定性を 0と設定す m p a c tに相当 ) は以下の手順で評 る.影響度( 表 2中 elementの l 価する.例として 図 3の全体モデノレをステップ 2で構築したと して,それを用いて説明する . l 設計者が目的ノード( 図 3中の NT)を決定する . 2 設計者が 図 3( a ) のような同 ーの接続先( ここではノムド N)を 持つリンク L N •剛((1 三i三m) 聞で伝達係数 W N . j 刈図 2 中 link の 精密工学会誌 Vo1 . 7 8 .NO. l l.20 12 1011 持続可能な製造業の実現に向けた持続可能社会シナリ オシミュレータの開発(第 3報) Fi g .4 Exa m p l eo f S c e n a r i oLev el i nas t : r u c t u r e d回 田 町i o 玄 :p;;t ia lm o d e lo f l he 1I T h ee n l l moda l o f t h ・ o b J e c l w d II o b J e c lw o r l d 問 。刊 F 海. 3C a l c 凶a t i o no fi m p a c to fn o deNi n回 e n t i r emodel を設定する.リンク聞で重みに差がないと weig ht値に相当 ) する場合は規定値の lのままとして,差があると見なす場合 はリンク間で 1 -5の相対値を設定する . 3.以下のアルゴリズムに基づいて各ノードの i mpa c t値を計算 する. 1.図 3( b )のような全体モデル内の各閉ループを, 1つのノード に置換する.すなわち ,閉ルー プ内のノードに入出力され るリンクは全て置換後のノードに入出力されると見なし, c t値を持っとする. 閉ループ内のノ ー ドは同 ー の 凹 pa 1 1 . 各リンクの伝達係数を正規化 し,影響度係数を計算する. a )のように m 本のリンクがノード N を接続先と 例えば図 3( コ 亡 iから N に向かうリンク LN i. Nの伝達係 するとき,ノ ー ドN 数 WN i. Nを式 ( 1 ) を用いて影響度係数 WN .i , Nに正規化する. W N - i •N W Lw . , m 1 ) ー ー ( ~k=l " N-k, N i. i NTの I mpa c t値を lに設定し, 1 1 の計算結果を使って NTから c t値を計算する リンクと逆方 向に各ノードの Impa 例えば ( c )中の N の impa c t値 I Nは,N の先にある n個 のノード N勺 (1 三j : 5 n )の impa c t値 I N 吋と, N と N+j聞をつなぐリンク LN 川 の 影 響 度 係 数 WN . 州 と か ら 式ρ) で計算する . ん = 2 ;; 4 WM j×IN+ j ( 2 ) 以上のように評価 した影響度と不確定性の積をとり ,その値 が高いものをキードラ イパ一候補として抽 出する .設計者は候 補の中からキ ー ドライパーを任意の数だけ選択する.例えば, Nl 原油価格 J ,r Ni石炭価格」 図 3の全体モデルの中から , r をキ ー ドライパ ー として選択する ( 3 )・2.キードラ イパーの変化 の決定 キードライパ ー選択後,設計者はそれぞれの キー ドライパー の将来への変化 を,議論などを通じて決定する .例えば, ( 3 )ーl で選択したキードライパー「原油価格 Jの変化 を「原油価格が J と設定する. 現在の 3倍になる . ( 3 )・3.シナ リオの構成決定 次に ,各キードライパーの変化 を組み合わせてシナリオの構 3 ) ーl 成を決定し,各サブシナリオに名前をつける.例えば, ( で選択した 2つの キードライパーにそれぞれ「原油/石炭価格が 現在のままである J r 原 油/石炭価格 が現在の 3倍になる.J と 2つの変化 を考える場合,その組み合わせから 4つの サプシナ リオを構成する .そ れ ら の う ち 原 油 価 格 が 現 在 の 3倍にな 1012 精密工学会誌 Vot . 7 8.No. 1 1. 201 2 ・ rs s l o nl a V 9 1 11N o d A I 官a u s a lN R t w o r k l N O d 9( EJfo h y p o l h e s l s 1 e l e mn l t I n kt E1 I U ' t f A 目 I t m1 9 V f I1 1 1 ー 四 l o gl caUump 1 ・ コ 亡 l In kf C a u s a lN 9 t w 。 巾h ーー阿国刷 ・ 聞 ーd e l a U e d --d e p l oy 日g . 5 Rel a t i o n s h i pb e t w 田 口 同 国a ln e t w o r k sa n das u bs c e n a r i o る」と「石炭価格が現在の 3倍になる.Jの組み合わせに基づ くサブシナリオに対して, 図 Fig.4中に示すように r ( 1 ) 石油石 炭価格高騰シナリオ J という名前をつける .決定したサブシナ c e n a r i oLe ve l 的(シナリオ,サ リオの構成は,構造化シナリオの S プシナリオ聞の包含関係、を表すレベル,図 4 参照)を用いて記 g.4においては, 述する.図 Fi r ( 1 ) 石油石炭価格高騰シナリオ J を含む 4 つのサプシナリオが ( I I) の全体シナリオに含まれるこ s c e n ar io"ノードとサブシナリオ聞の とが,サブシナリオを表す " c o n s is tof' リンクで表現されている 包含関係を表す " ( 3 )4 ス トーリーライ ンの記述 最後にキ ー ドライパーの変化 の組み合わせを,各サブシナリ オのス トー リー ラインに記述する .各対象世界モデルと構造化 シナリオを,後述するシナリオ設計支援システム上で描画した ものを並べた 図 5中では,右部の全体モデノレ内のキードライパ ー r ( A )原油価格 J の , 3 2. で設定した変化をストーリーライン 内に r ( 1 )原油価格が現在の 3倍になる J と記述している. ( 4 ) サプシナリオの記述 このステップで設計者は,全体モデノレを部分モデノレに詳細化 し,それに基づいて各サプシナリオの詳細を記述する. 構成の決定後 ,設計者は各サブシナリオに合わせてサプシナ リオ内で詳細に変化 を考えたいものを中心に,全体モデノレを詳 細化 して部分モデルを 作成する .図 5においては,右部の全体 モデル内の キー ドライパー r ( A )原油価格 J は詳細化せず図 5 中部の部分モデノレにおいても r ( a )原油価絡 Jのままとし, r ( B ) r ( b) ガソリン 石油の圏内 価格 Jの変化 を詳細に検討するために ( c ) 重納の園 内価格」へと詳細化 した.さらに ( A ) の圏内価格 J,r と( B )の 聞 の "r el at e d"リ ン ク に 基 づ い て , ( a )と ( b ), ( c )聞 r el a t e d"リンクを接続する.対象世界モデノレの詳細化によっ の" 持続可能な製造業の実現に向けた持続可能社会シナリオシミュレータの開発(第 3報) て,設計者は各サプシナリオを記述する上で検討すべき項目を には V i s u a lC#を使用した 整理,明確化する. を管理し, 図 1のモデノレ内の構成要素聞の関係を管理する S c e n a r i oDes i g nManagerが各ツーノレ 図 次に,ストーリーラインに書いたキードライパーの変化を出 1 に示すシナリオのモデノレを 苅1 L ( e X t e n s i b l e Mark-up 発点に,その変化が因果関係を通じて部分モデノレ内の要素にど r o b l e r nE d i t o r ,C a u s a l Network E d i t o r , Language)13)で表現し, P のように影響し,それらがどう変化していくのかを,部分モデ S t o r y l i n e Edi t o r の各ツーノレで問題設定,因果ネットワーク構 /レ内の因果関係にままづいて検討し,思考,ディスカッション, 築 ・編集,シナリオ構成の決定とストーリーラインの記述をそ データ収集,分析,シミュレーションを通じて詳細に検討する. れぞれ実行する.また ,Caus alNetwork Ed i t o rにキードライパ さらにそれらを ,構造的記述法の Ex p r e s s i o n Level (サブシナリ ー抽出機能を実装する.サブシナリオの記述には,前報までで オに含まれる節の間の関係を表現するレベノレ)を用いて構造的 開発したシナリオ構造記述支援システム酎ηを使用する. に記述する.すなわち,部分モデノレ内のノードの変化を, 5 . ケーススタディ E x p r e s s i o nL e v e lのノードに記述し , Exp r es s i on L e v e lのノード 聞にリンクを接続する.この導出関係、を表現するために,部分 方法論の有効性を検証するためのケーススタディとして,実 モデル内のノード 』から Exp r e s s i o nL e v e lのノード Bが導出さ 装した設計支援システムを使用して, r 電気自動車普及社会シナ れていることを表す " de pl o y( A,B) "リンクを定義する.そして, リオ」を設計した. サプシナリオの記述の進捗に合わせて,ストーリーラインの内 5 . 1 問題設定 容を更新する. 図 5においては,図の左部が「石油石炭価格高 議論を通じて, 表 1中の例のようにこのシナリオの問題を設 r e s s i onL e v e lの構造化シナリオを表す.ス 騰シナリオ」の Exp 定した.このシナリオのメインアクターとして,日本政府の政 r ( a ) 原油価格 Jにつ r ( i ) 原油価格が現在の 3倍になる」から ,部分モデ Jレ内の ( a )と r ( c )重油の園内価格 J聞の因果関係に基づき,原油 ( i i ) 重油の国内価格が 2倍になる Jこ 価格が 3倍になった結果 r 策決定者を設定した. y p o t he s i sノードに記述している.この例で とを,仮定を表す h し,その結果を全体モデノレとして因果ネットワークに整理した. トーリーラインに記述したキードライパー いての仮定, i )と( i i )の問の関係には論理的な飛躍があるとし,両 設計者は, ( ogi caUwnpリンクで接続している . 者を論理的飛綴を表す l 4 . シナリオ設計支援システム 本報で提案するシナリオ設計プロセスを計算機上で実行可能 5 . 2 全体モデルの構築 問題設定の記述を参考に,シナ Mオの記述対象世界とする日 本の自動車市場の構成要素と,その聞の因果関係について議論 電気自動車のシェア J ,r 人々の移動手段への要 「都市形態 J, r 求J, r 自動車会社 J, r 政治的な国際協調 Jなどの要素を含む 2 0 個のノードで全体モデノレを構成した( 図 7参照). 5 . 3 シナリオの構成決定 シナリオの構成決定のために, シナリオの設計目的である「日 r 自動車会社 Jを目的 とし,設計を支援するために ,FC型 シナリオ設計支援システム 本の自動車業界の変化を占う Jを参考に, i r n u l a t o rの一部として 図 6のように実装した.開発言語 を 3SS ノードとして影響度と不確定性を評価した.結果を影響度と不 確定性の積が大きい順に並べたものを 表 3に示す.本ケースス タディでは, 目的ノードである「自動車会社」が閉ノレープに含 まれるため ,キードライパ一候補の影響度が lを超えている. 本ケーススタディでは簡単のためにキードライパーを lつ抽出 することとした.全体モデノレの要素の中から, 日本圏内におけ る自動車の使われ方の将来を左右する要素であると判断して, 第 3位の「都市形態」をキードライパーとした S c e n a r l oS t r u c t u r a lD e s c l r p t l o nS u p p o r tSystem 都市形態の将 来への変化として表 4のように集中と分散を想定し,それぞれ b a n に対応するサプシナリオとして「大都市集中シナリオ(Ur c en t r a L i z a t i o ns ub s c en a r io )J, コ ン パ ク ト シ テ ィ シ ナ リ オ (Compactc i t ys ubs c e n a r i o )Jを考え,決定したシナリオ構成を 図 F i g .6 FCt y p eArch i t 田 t u r e o f S 田n 叩 oD 田i g nS u p p o r tS y s t e m 8のように S c e n a r i oL e v e lを用いて記述した.キードライパーの T a b l e 3 C佃 d i d a t 田 o f k e y出 v e r si nt h er o u g h岡 山 a Jn e t w o r k Rank Element Impa c t 。 ( G l o b a l p o l i t ic a l 4 . 0 u n c e r t a m t y P r o d u c tof 加) 1andU 2 8 . 0 2 7 . 6 3 4 . 2 c o o p e r a tlOn e .g .l n t e r n a t i o n a l f e d e r a t i o ns ucha s EU. 2 口 elem・ n t ee n t i r emodel i n出e回 s es t u d y( p a r t i a l ly ) F i g . 7 刀l Globa leconomic 3 . 8 cooper a tlOn 魁且且量 e . g .FTA 3 Formofc i t i e s 1 .4 精密工学会誌 Vo1 . 7 8 .NO . l l .2012 1 013 持続可能な製造業の実現に向けた持続可能社会シナリオシミュレータの開発(第 3報) T a b l e4 Sc e n a r ioc o mp 田 i t io no fEVd i f f u s e ds 邸 i e t ys c e n a r i o Formofc i t ie s Keyd r ive r S tat eofke y De c en t r al iz a ti o日 C e n t r a l iz a t i o n d r i ver F i g . 8 S田口町1 0Le v el s 回 c t u r eofE Vd if f u s e ds 田 i e t ys c e n a r i o 変化に関する仮定をストーリーラインに記述した( 表 4参照). 5. 4 サブシナリオの記述 最後に,この 2つのサプシナリオに対して全体モデノレを詳細 化し,それぞれのサプシナリオを記述した まず,大都市集中シナリオに対して 66個,コンパクトシティ シナリオに対して 95個の要素からなる部分モデルを作成した 本節では,コンパクトシティシナリオを例とする 設計支援シ ステム上で描画した各対象世界モデノレと,コンパクトシティシ ナリオの Exp r es s i o nLev e lの構造化シナリオを並べたものを 図 9に示す(右部は全体モデル,中部は部分モデル,左部は構造化 (A) 都市形態 J シナリオを表す. ) 図 9右部,全体モデノレ内の r は詳細化せず r ( a ) 都市形態 J のままとし, r ( B)人々の移動手段 r ( b)人々の公共交通への要 への要求 Jは詳細に検討するために 求心 r ( c ) 人々の自動車への要求 J へと詳細化した. 続いて,各サブシナリオの詳細をストーリーラインと部分モ デルに基づいて記述し,結論を導出,概要をストーリーライン にまとめた 仮定(図 9 ( 1 ) )は,構造化シナリオ内の r ( i )多くの都市が直径 20-30km のコンパクトシティになる.J ,r ( i) 都市の人口密度は a)と( b)の聞 高く,街路は狭い.J に相当する.部分モデノレ内の ( の因果関係を参考に, r ( i i i )コンパクトシティ内の狭い街路では 中型車は使いにくい.J という仮定を導出し, ( i i )と( i i i )聞の論理 c a us a l i t y "リンクで表したまた, 的な関係を " 車の性能緒元 J を参考に r ( i v ) 既存電気自動 r ( v ) 都市聞の移動に中型の電気自動車 J とし、う仮定を導出した( 参照関係は "r e f e r "リンク は使いにく b、 ( i i i )と( v )から で表現. ) r ( v i )このサブシナリオ内では小型電気 自動車のみが用いられる.Jという,日本の都市構造がコンパク トシティ化した将来において用いられる電気自動車に関する仮 ogicaljump" ) を伴いつつ導出した. 定を論理的な飛躍(“ l 5. 5 電気自動車普及社会シナリオの結論 本報では,電気自動車普及社会シナリオを以下のように結論 づけた s ub s ubs c enar i o s cenano Hypo t he si s Mos t of peop le i n Many c i t i e s become a b o u tt he J a p a n wi l l ive i n compact c i t i e s,which keyd r iver o l i ta na r e asl i ke a r e20-30kmd i a . me p 。 位 n de s cr i b e di Tokyo. t hes t or y l i ne i g h, s o r o a d s and A m etropol i tan a r e a h s c enano c i t yands uburbana re a 。 ft h es ub Thed e n s i t yi nc i t i e si s a s s a g e si n them a r e i n c l u d es t he ce n t r a l p n a r r o w . 本報で提案する手法を用いることによって,シナリオの設計 を FC型で支援することができた. 本報では,シナリオの設計支援のために因果ネットワークを 用いて記述対象世界を 2つの粒度でモデノレ化し,ケーススタデ イのようにシナリオ内の記述の導出を,因果ネットワークの構 築(記述対象世界の構造理解, 3 .3 節 ( 2 ) ),詳細化(理解の詳細化 4) ),シナリオの記述(対象世界の状態の設定同 ( 4) )の 3段 階 同( に分割した.シナリオ設計者は作成した内容を段階的に整理, 詳細化し,シナリオの記述を行うことができるようになった 全体モデノレからキードライパーを抽出し,その変化を考える ことによって対象世界の将来への変化を探索し,探索した変化 べき内容を段階的に詳細化することができるようになった.ケ ーススタディにおいては, 表 4に示す 2つの変化を特定し,そ れぞれに対して対象世界モデノレを詳細化した.キードライパー の抽出においては,影響度と不確定性の定量評価による支援を 試みた.ケ ーススタディでは表 3のように,評価結果が上位の 要素をキードライパーとすることで , 自動車の使われ方の異な る 2つの日本の将来を描くことができた. また , シナリオ設計支援システムを用いて因果ネットワーク から構造化シナリオを展開することで,シナリオを,記述内容 の根拠となる対象世界モデノレと明示的に関係づけながら構造的 に記述できるようになった 況が現在と大きく変わらず,既存自動車メ ーカー , 特に圏内自 動車メーカーの日本市場における優位は揺るがないと結論づけ た.対照的に,コンパクトシティシナリオでは都市形態が大き く変化して使用される車種が多様化し,そのために電機メーカ ーなどの様々な企業が圏内市場に参入し,群雄割拠の状況にな る.電気自動車と従来の自動車では構造や必要なる素材が大き く異なり,周辺産業も大きな影響を受けることが想定される したがって,電気自動車の普及に対しては業界全体の変動に対 応した周辺産業の育成や,電気自動車が特に必要とする資源 ( 銅やレアメタノレ) の安定確保といった政策が求められ,それは 都市構造が大きく変化する状況ではより強く求められる. 6. 考 察 V o J . 7 8 . No . 1 1. 2 0 12 全体モデノレに基づいて, 図 8に示 n a r i oL e v e lの構造を導出できた.また,部分モデ/レを 図 す Sce 9に示すようにガイドラインとして用いることで,サブシナリ si o日 L e v e lのノードに相当)を展開し,部 オの詳細な記述 (Expres 分モデノレの構成要素との関係を deployリンクによって明示化で きた 大都市集中シナリオでは中型車中心という , 自動車の使用状 精密工学会誌 Cl t y Urban s ubs c e n a r i o に合わせて対象世界モデノレを詳細化することによって,検討す ストーリーラインに記述したキードライパーの変化に関する 1014 c en t r a l iz a t i o n Compact Nameofthe 表 5に示すように,ケーススタディにおいては両サプシ ナリオ内の 9 0%以上の記述を ,部分モデノレから導出できた残 0% は詳細の記述のために参照した外部文献であった. りの 1 一方で本手法では,シミュレーションの実行を支援できてい ない . この問題に対しては,因果ネットワークと構造的記述法 の DataLevelηを関連付け,動態化されたシナリオの設計を支援 する手法を開発することで解決ができると考えられる.さらに, 本手法は内容の作成とシナリオの記述を支援するものであり, シナリオの評価は支援しない これに対しては,様々なシナリ オを収集,分析 ,作成することを通じてシナリオの評価手法を 開発する必要がある .本報でのケーススタディは方法論の開発 者によって行われたものであるため,今後外部の機関に方法論 とシステムを用いてシナリオを作成してもらい,有効性を客観 的に検証する必要がある. 持続可能な製造業の実現に向けた持続可能社会シナリオシミュレータの開発(第 3報) 7 . 結 言 本報では,因果ネットワークを用いてシナリオの設計を FC 裂で支援する手法を提案し,ケーススタデ ィを 実行した その 結果として以下のような結論を得た. ( 1 ) 因果ネットワークに基づいてシナリオの構成の決定,サ プシナリオの概要と詳細の展開を支援することができた. ( 2 ) シナリオ設計支援システムの開発に よって提案した設 計プロセスを計算機上で実行,構造的記述法を用いて因 果ネットワ ー クとの関係を明示化 し ながらシナリオを設 計することができた. 今後の課題として, FC型 で動態化された シナリオの設計を支 援する手法, シナリオの評価を支援する手法,およ び BC型 の シナリオ設計支援手法の開発,提案が挙げられる . なお,本研究の成果は,文科省科研費 (No. 202461 30)の助成を 受けて実施されたものである. 参考文献 1 )J . Gl 阻 n 佃 d 出e F u t u r e s Group l n t e m a t i o n a l :1 3 . 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Mand 町民 a l .:Tbe T卯da1l de 四七o n i s a t i o ns c e n 叩回 一 P a r t1 : De v e l o p m e n to fab a c k c a s t i n gm抽 凶o l o g yw i 出s t a k e h o l d e rp 的 c l p a t t o , n E n e r g yP o l i c y , 36, ( 2 8 )3754 1 2 )吉川│弘之ほか:設計学ーものづくりの理論一,放送大学教育振興会, 2 0 ) 東京, ( 1 3 )R. E ck s t e i n: XMLPo c k e tRe 島 町n田, O' R e i l l y& Ass∞i a t 田l n c. , S e b a s t o p o l, US A ,( 1 9 9 9 ) ∞ ∞ ∞ x p r e s s i o nnω時 間l a t e d四 dnot田 l a t e dw i 出 回 国a l netwo 此 Ta b le5 E Nodesi nExpressionLevel Node 凶 z a t i o n叫 Urbanc e n t sce 日間 o ICo町 制 citys山 c e n a r i o ExpressionLevelnodesr e l a t e dt onodesi nd e t a i !edcausalnetwork 何 (90%) ExpressionLevelnodesnotr e l a t e dt onodesi nd e t a i l e dcausalnetwork 10(10%) 10(9%) Total l 州 100%) 113(1肌 ) 103(91%) Thee n tl r emodelo ft h e o b j e c t i v eworld de t al l ed コ 亡 Eコ μ且 且 出血 t EX D r e s s l o nLe v e l】 hypothesl s H 同 剛u r e Cコderl d_fact 刊 t E x o r e s s l o nLevel ¥ 一 . Jump 1 0 g i c aI c a u s a l i t y 魁且且皇 ( C a u s a lNetw 唖r k¥ じ コ r e f e r el e m e n t μ出 唱 r k ¥ t CausalNetw - -d e l a i l e d r e l a t e d ー 四 ・ deploy ・ 圃 ・ ・ F i g.9 0句 l o y i n gd e t a i lo f“ Co mpactc i t ys ubs c e n a r i o "f r o m回 目a ln e t w o r k s 精密工学会誌 Vo1 . 7 8.N O . 1 1 .2012 1015