離散系シミュレーション?

みなさんこんにちは。マーケティング担当の田辺と申します。
この新サイトでは初のコラム要素が強いブログ記事です。
旧サイト同様の感じでやっていきますので、お暇なときにでも見ていただけたらと思います。
今回はこのサイト内でもちょくちょく挙げております”離散系シミュレーション”とは何ぞやという部分にフォーカスしてみます。

離散系?

”離散系シミュレーション”という単語を見ると”離散系”+”シミュレーション”という事はある程度推測できるかと思います。
…なるほどね。”離散系”の?(を?で??)”シミュレーション”ね!

さて、離散系って何でしょうか。

”離散系”という言葉を調べてみてもそんな言葉は出てきません。
じゃあ”離散”+”系”ってことね!

”離散”という言葉は朝日新聞さんのコトバンク曰く

( 名 ) スル
一つにまとまっていたものがちりぢりになること。 
「一家が-する」

という意味だそうです。つまりバラバラなシミュレーションって事ですね。
成程成程、いや何がバラバラなん。

シミュレーション…?

”シミュレーション”は聞きなれた言葉ですね。何となくニュアンスは把握できるものの意味を聞かれると形容しがたい言葉の一つではないでしょうか。

言葉の意味

端的に言うと模擬実験ってことです。 対象物の変化を知る為に、対象物を模した”モデル”を用意して、それにあれこれ変更を加えてみて対象物の理解を深めるのがシミュレーションの意義ですね。
果ては宇宙の膨張率から果ては分子の安定構造まで様々な分野でシミュレーションは利用されます。

実際にシミュレーションで画像検索をしてみると、ここに検索結果を載せるわけにはいかないですが、「気候」・「流体」・「宇宙」・「料金」”シミュレーション”と様々なものが出てきます。

”モデル”の重要性

対象物に直接あれこれ変更を加えて、その変更がおしなべて最適解であればそもそもシミュレーションなんて不要なのですが、もちろんそんなことは不可能です。

「高層ビルを最大瞬間風速100m/sの暴風に晒し耐久性検証」とか「宇宙の果てまで行って膨張率を定規で測る」とか物理的にも人道的にも時間的にも不可能、
ですが知るべき課題というのは沢山ありますよね。だから模擬して実験すると。それがシミュレーション。

つまりシミュレーションにはその対象物を模した”モデル”が必須となります。

モデルは大きく試作品の様な実物とコンピュータ内で再現したものに分類できます。

離散系シミュレーション…

では”離散系シミュレーション”の意味ですが状態の変化がバラバラに発生する対象物に関して理解を深める行為という事になりますね。

「バラバラ」というのは勿論ランダム性という意味でもありますし、シミュレーション環境内のオブジェクトの状態変化の条件がそれぞれ固有のものという意味でもあります。

不確定要素ないし順序がある一連の動作の組み合わせ、換言するなら発生基準が異なるイベントの時系列での積み重ねによる変化量の推移を検証できるのが離散系シミュレーションという事ですね。 多くの場合イベントはそれぞれ複雑な因果関係を構築しています。

こういった特性上、離散系シミュレーションは実物モデルで行うことが難しく、また先述の通り複数の不確定要素とそれに対し因果関係を持つシーケンシャル処理がイベントとして時系列で複雑に積み重なる為、理論的な数式で求めることが難しい問題に対して解法をもたらします。

なるほどわからん

…いや~分かりづらい!!

なんかバラバラに起きる出来事(?)をシミュレーションできて(??)それがなんか実物とか計算機だと難しいのね!(???)

という事で例を出しましょう。

ある飲食店があったとします。流石に「外食したことなんてないわ!」という方はなかなか稀有だと思いますので、飲食店で発生するイベントはイメージがつきやすいと思います。 (下図)

登場人物は何人でしょうねぇ…

次回に続く…‼

…そうですねぇ。このテーマ非常にややこしくとても一回分の容量で収まりません。
あまり長すぎても読み疲れると思いますので、今回の記事はここで終わりにして次回の投稿で、先程の飲食店の例を用いて引き続き離散系シミュレーションについてご紹介いたします。

因みに弊社取り扱い製品「Emulate3D」がこの離散系シミュレーターです。

一体離散系シミュレーターを使うと具体的に何がいいのか?
Emulate3Dは製造業・物流業向けソフトなのですが、離散系シミュレーションが同業界に対しどう役に立つのか?

次回はそんなテーマでブログを投稿いたします。
是非次回の更新もご覧いただけたらと思います。

※追記
2020/5/15離散系シミュレーション?その2が公開されました。
是非こちらも併せてご覧ください。