本章のまとめ

システムの大規模・複雑化とともに、エンジニアリング設計工程はタスク間の反復プロ セスといったイタレーションが頻繁に観測されるようになった。イタレーションの解明の ためには、イタレーションを含む設計プロセスの数理モデル化が必要である。本章ではイ タレーションのモデリングに関する理論について議論し、イタレーションのモデリングを 実践した。

本章では、まず設計プロセスにおけるイタレーションの問題について議論し、イタレー

ション減少には設計工程のモデリングと問題の特定が必要であることを示した。次に従来 のモデリング手法の問題点と、それから導かれるDSM (Design Structure Matrix:設計構造マト リックス)の有用性を示した。そして DSM を応用した一対比較行列(Work Transformation Matrix)によるイタレーションのモデリングから、設計プロセスの解析が可能であることの 理論を示した。これはイタレーションの収束性を固有値問題として扱うものであった｡すな わち一対比較行列の固有ベクトルを算出し、その成分の重み付けから、イタレーションを 生じさせるタスクとそれが設計プロセスに与える負荷を解析することであった。そして最 後に行った実証研究では、イタレーションが多数存在する、ネットワーク・プロセッサ半 導体の実設計開発工程を一対比較行列によりモデリングし、その有効性を検証した。その 結果、設計負荷を起因させている二つの技術的問題点を特定でき、また設計負荷を改善さ せる解決策がシミュレーションによって確認された。すなわち一対比較行列によりモデリ ングは、設計プロセスにおけるイタレーションを定量的に解析できるため、プロジェクト・

マネジメントにとって有用であることが検証された。

本モデルの既知応用分野は米国の宇宙航空産業並びに自動車産業等であった。本研究で はそのモデルを半導体設計分野に始めて応用したものであり、その有用性が確認されたと 言える。

尚、本章における課題は、一対比較行列によるモデリングにおいて、各タスクの予定実 行時間をデターミニスティック(deterministic)とした点である。実際の設計工程を進行させる 場合、その全ては予見できず、また一元的でもない。従ってデターミニスティックとは対 極的なアプローチとしてストカスティック(stochastic)なモデル化の議論が必要である。その ストカスティックのアプローチについては次章で議論展開する。

参考文献  

[1] Ahmadi, Reza H. and Wang, Hongbo: “Rationalizing product design development process”, USLA Anderson Graduate School of Management Report (1994)

[2] Armstrong, James R.: “Chip-level modeling with VHDL”, Kuluwer Academic (1989) (ジェー ムス・R.・アームストロング（白石繁,山本靖訳）: “VHDLデザイン・テクニック:標準 ハードウエア記述言語とチップ・レベル・モデリング,電波新聞社 (1990))

[3] Browning, Tyson R.: “Use of Dependency Structure Matrices for Product Development Cycle Time Reduction” (1998a)

[4] Browning, Tyson R.: “Sources of Schedule Risk in Complex System Development”, Proceedings of the eighth annual international symposium of INCOSE (1998b)

[5] Carrascosa, Maria, Eppinger, Steven D. and Whitney, Daniel E.: “Using the Design Structure Matrix to Estimate Product Development Time”, Proceedings of the ASME Design Engineering Technical Conferences (1998)

[6] Chatelin, Francoise,: “Valeurs propres de matrices”, Masson (1988) (F.・シャトラン（伊里正 夫他訳）: “行列の固有値”,シュプリンガー・フェアラーク東京 (1993))

[7] Davidson, E. R.: “Matrix eigenvector methods, Methods in Computational Molecular Physics”, Reidel Boston (1983)

[8] Denker, Stephen and Steward, Donald: “Using the Design Structure Method” (1995)

[9] Eppinger Steven D.: “Model-based Approaches to Managing Concurrent Engineering”, Journal of Engineering Design, Vol. 2, pp. 283-290 (1991)

[10] Eppinger Steven D.: “Innovation at the Speed of Innovation”, Harvard Business Review, Vol.

79, pp. 149-158 (2001)

[11] 藤井文夫,滝諭,萩原伸幸,本間俊雄,三井和男: “非線形構造モデルの動的応答と安定性”, コロナ社 (2003)

[12] Fujimoto, Takahiro and Clark, Kim B.: “Product Development Performance: Strategy, Organization, and Management in the World Auto Industry”, Harvard Business School Press (1991) (藤本隆宏,キム・B・クラーク（田村明比古訳）: “実証研究  製品開発力―日米 欧自動車メーカー20社の詳細調査”,ダイヤモンド社 (1993))

[13] Gantt, H. L.: “Work, Wages, and Profits”, The Engineering Magazine New York (1910)

[14] 萩原一郎,吉村卓也,梶原逸朗,雉本信哉（長松昭男編）: “音・振動のモード解析と制御”, コロナ社 (1996)

[15] 平嶋竜太: “システムLSIの保護法制:設計情報の流通と法的保護”,信山社出版 (1998)

[16] Jalote, Pankaj: “Software Project Management in Practice”, Pearson Education (2002) [17] 加藤勉: “固有値問題”,彰国社 (1967)

[18] Kaufman, Phillip A.: “Wanted: Tools for Validation, Iteration”, IEEE Computer Design (1989) [19] Kusiak, A., Larson, N. and Wang, J.: “Reengineering of Design and Manufacturing Processes”,

Computers and Industrial Engineering, Vol. 26, No. 3, pp. 521-536 (1994) [20] 小出昭一郎: “量子論”,裳華房 (1968)

[21] 小林啓祐: “原子炉物理”,コロナ社 (1996)

[22] Loch, Christoph H. and Teerwiesch, Christian: “Communication and Uncertainly in Concurrent Engineering”, Management Science, 44 (8) (1998)

[23] Marca, David. A. and McGowan, Clement. L.: “Sadt: Structured Analysis and Design Techniques”, McGraw-Hill (1988) (D.・マーカー（漆島正人,谷岡雄一,研野和人,松本巌訳）

（研野和人監訳）: “IDEF0/SADTビジネスプロセスとエンタープライズモデリング”,社 会経済生産性本部 (1998))

[24] Mead, Carver and Conway, Lynn: “Introduction to VLSI Systems”, Addison-Wesley Longman

Publishing (1979) (C.・ミード,L.・コンウエイ（菅野卓雄,榊裕之監訳）: “超LSIシステ

ム入門”,培風館 (1981))

[25] Moore, Laurence J. and Clayton, Edward R.: “GERT Modeling and Simulation: Fundamentals

and Applications”, Petrocelli/ Charter (1976)

[26] 森竜雄: “PERT／新しい仕事のまとめ方”,日本能率協会 (1964)

[27] 森竜雄: “続PERT／効率的な応用のしかた”,日本能率協会 (1965)

[28] 西村千秋: “応用数学”コロナ社 (1990)

[29] Neumann, Kkaus and Steinhardt, Ulrich: “GERT networks and the time-oriented evaluation of projects Berlin”, Springer-Verlag (1979)

[30] Neumann, Kkaus: “Stochastic project networks:temporal analysis, scheduling and cost minimization”, Springer-Verlag (1990)

[31] Ogata, Katsuhiko: “Modern Control Engineering”, Prentice Hall Inc. (1990) (尾形克彦: “現代 制御工学”,新技術開発センター (1994))

[32] Pritsker, A. Alan B.: “Modeling and analysis using Q-GERT networks”, John Wiley & Sons Wiley (1977)

[33] Rodgers, James L. and McCulley, Collin M.: “Integrating a genetic algorithm into a knowledged-based system for ordering complex design progress”, NASA TM-110247 (1996) [34] Ramkumar Ramaswamy: “Variability in software development process families”, Software

Quality Professional (2001)

[35] Schumpeter, J. A.: “The Theory of Economic Development” (1912) (J.・A.・シュムペーター (塩野谷祐一,東畑精一,中山伊知郎訳): “経済発展の理論”,岩波文庫(1977))

[36] Schumpeter, J. A.: “Capitalism, Socialism, and Democracy” (1942) (J.・A.・シュムペーター

（中山伊知郎,東畑精一訳）: “資本主義・社会主義・民主主義”,東洋経済新報社 (2001)) [37] Simon, Herbert A.: “The Sciences of the Artificial”, MIT Press (1969) (ハーバート・A.・サイ

モン（稲葉元吉,吉原英樹訳）: “システムの科学”,パーソナルメディア (1999)) [38] Smith, Doug: “A Case Study and Analysis of the Tacoma Narrows Bridge Failure” (1974) [39] Smith, Robert P.: “Development and Verification of Engineering Design Iteration Models”

(1992)

[40] Smith, Robert P. and Eppinger, Steven D.: “Characteristics and Models of Iteration in Engineering Design” (1993)

[41] Smith, Robert P. and Eppinger, Steven D.: “Identifying Controlling Features of Engineering Design Iteration”, Management Scienece, 43 (3) (1997a)

[42] Smith, Robert P. and Eppinger, Steven D.: “A Predictive Model of Sequential Iteration in Engineering Design”, Management Scienece, 43 (8) (1997b)

[43] Smith, Robert P. and Eppinger, Steven D.: “Deciding Between Sequential and Parallel Task in Engineering Design”, Concurrent Engineering: Research and Applications, 6 (1) (1997c) [44] Steward, Donald V.: “The Design Structure System: A Method for Managing the Design of

Complex Systems”, IEEE Transactions on Engineering Management, 28 (3) (1981a)

[45] Steward, Donald V.: “Systems Analysis and Management: Structure, Strategy and Design”,

New York PB1 (1981b)

[46] 菅野孝男: “ソフトウエア開発のマネージメント”,新紀元社 (2003) [47] 竹内啓: “線形数学”,培風舘 (1974)

[48] Thomke, Stefan H.: “Managing Experimentation in the Design of New Products”, Management Science, 44 (6) (1998)

[49] von Hippel, Eric: “Task Partition: An Innovation Process Variable”, Research Policy, Vol. 19, pp. 407-418 (1990)

[50] von Hippel, Eric: “Sticky Information and the Locus of Problems Solving: Implication for Innovation”, Management Science 40, No. 4, pp. 429-439 (1994)

[51] Warfield, John N.: “Binary Matrices in System Modeling”, IEEE Transactions on Systems, Man and Cybernetics, Vol.3, pp. 441-449 (1973)

[52] Wileden, Jack C.: “Inceremental Development and Iteration in the Software Process”, Iteration in the Software Procdess: Third International Software Process Workshop, IEEE (1986)

[53] Yassine, Ali and Braha, Dan: “Four Complex Problems in Concurrent Engineering and the Design Structure Matrix Method”, Concurrent Engineering Research & Applications, Vol. 11, No. 3 (2003)

[54] Yu, Tian-Li, Yassin, Ali, and Goldberg David E.: “A Genetic Algorithm For Developing Modular Product Architecture”, DETC2003/ DTM-48657 (2003)

第 5 章  設計プロセスにおけるイタレーションと