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システム思考で、仕組み/構造を可視化する

    ものごとの内側は、外から見ているだけではわかりません。

    システム思考を使えば、内側の仕組み/構造を可視化することができます。

    システム思考では「ものごとをシステムとしてとらえて分析する」システム分析を行います。

    システム分析を行えば、仕組み/構造を可視化することができ、理解しやすくなります。

    システム分析

    システム分析では、分析したい対象をシステムとして分析します。

    システム内の要素の関係を見えるようにすることで、仕組み/構造を可視化することができます。

    前回の記事では、扇風機をシステムにして使用者(顧客)との関係を分析しました。

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    図1.扇風機

    今回は、扇風機をシステムにしてシステム分析を行います。

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    図2.システム分析

    システム分析では、構成要素の関係を見えるようにすることで、仕組み/構造を可視化します。

    システム分析を行ううえで、システムが成立する条件を知っておくと効果的です。

    その条件に従って分析すると、正しく効率的に分析を進めることができます。

    システムが成立する条件

    システムが成立する条件には、次の3つがあります。

    • 条件A:システムの要素

    • 条件B:要素の機能

    • 条件C:要素の制御

    条件A:システムの要素

    システムを成立させるためには6つの要素が必要です。(参考文献1と参考文献2)
    ※詳しくは、シリーズ記事の「前回の記事」をご覧ください。記事の最後にあります。

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    図3.システムを成立させる6つの要素

    「システム内の要素」を構成要素と呼びます。上の図での構成要素は、次の4つになります。

    ②出力要素
    ③伝達要素
    ④作用要素
    ⑤制御要素

    「①エネルギー源・⑥対象物」は、システム外の要素になります。

    条件B:要素の機能

    システムが機能を働かせるためには、それぞれの構成要素が機能を働かせる必要もあります。

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    図4.構成要素が機能を働かせる

    また、システムの機能が正しく働くためには、システムを制御可能にする必要があります。

    条件C:要素の制御

    システムを制御可能にするためには、構成要素の少なくとも1つが制御される必要があります。(参考文献3)

    「②出力要素・③伝達要素・④作用要素」のうちの1つ以上が、⑤制御要素により制御される必要があります。

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    図5.構成要素が制御される

    上の図の「A・B・C」のうちの1つ以上の「制御する」機能が働くことで、システムは制御可能になります。

    システムが成立するための3つの条件(システムの要素・要素の機能・要素の制御)を知っておくと、システム分析を効率的に行うことができます。

    次は具体的な例を用いて、3つの条件でシステム分析を行います。

    システム分析の手順

    システム分析は次の手順で行います。

    1. システム図をつくる

    2. 要素を分析する

    3. 機能を分析する

    4. 制御を分析する

    扇風機をシステムにして、システム分析を行います。

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    図1.扇風機

    1.システム図をつくる

    次の図をシステム図と呼びます。

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    図6.システム図

    扇風機をシステムとしたシステム図をつくります。

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    図7.扇風機をシステムとする

    上の図を文で表すと次のようになります。

    • 扇風機(システム)は対象物を〇〇する

    上記の「〇〇する」を主要機能と呼びます。

    主要機能とは、システム全体の機能のことです。

    システムの構成要素が全体で働かせる機能が主要機能です。

    主要機能は「対象物を〇〇する」といった形で表します。

    扇風機システムのシステム図を、次のように定義することができます。

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    図8.扇風機のシステム図
    • 主要機能:動かす

    • 対象物:空気

    次はシステム(扇風機)内に「どのような要素があるか」を分析します。

    2.要素を分析する

    システムの成立条件A「システムの要素」を当てはめて分析します。

    システムを成立させるためには6つの要素が必要です。(参考文献1と参考文献2)

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    図3.システムを成立させる6つの要素

    6つの要素を、それぞれ具体的に考えていきます。

    手順1(システム図をつくる)で、「⑥対象物」は空気にしました。

    「①~⑤」の要素について考えていきます。それぞれの要素に扇風機の部品などを当てはめていきます。

    まず「①エネルギー源」からです。

    扇風機の場合は、エネルギーは電気です。それで「エネルギー源」は外部電源とします。

    一般的にはコンセントから電源を得ますが、ここでは簡単にするために「外部電源」と表記します。

    「②出力要素」はモーターになります。

    では「③伝達要素」は何でしょうか?

    伝達要素とは、②出力要素から④作用要素へ「出力を伝えるもの」です。

    要素分析を行うときに、この伝達要素が何かを悩む場合があります。

    そのような場合は、次の「④作用要素」を先に考えるとわかりやすいです。

    作用要素とは、対象物に直接作用するものです。

    対象物の「空気」に直接作用するものは、羽根(ファン)です。

    羽根が回転することで空気を押し出します。それで作用要素を「羽根(ファン)」とします。

    これで次のように決まりました。
    ②出力要素:モーター
    ④作用要素:羽根(ファン)

    そうすると、その間にある「③伝達要素」は回転軸になります。

    最後に「⑤制御要素」を考えます。

    最近の扇風機はさまざまな制御要素が組み込まれていますが、ここでも簡単にするために、制御要素としては風量調整だけにします。

    以上の分析結果をまとめると、次のようになります。

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    図9.扇風機の要素分析

    ① エネルギー源:外部電源
    ② 出力要素:モーター
    ③ 伝達要素:回転軸
    ④ 作用要素:羽根(ファン)
    ⑤ 制御要素:風量調整
    ⑥ 対象物:空気

    次は、それぞれの要素の機能について考えます。

    3.機能を分析する

    システムの主要機能が正しく働くためには、次の図に示すような形で、それぞれの構成要素が機能を働かせることが必要です。

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    図10.要素の機能

    上の図では、それぞれの要素を矢印で結んでいます。

    矢印で結ばれている要素の間には、それぞれの機能が働いています。

    また矢印の向きに機能が働いています。

    4.制御を分析する

    システムを制御可能にするためには、構成要素の少なくとも1つが制御される必要があります。(参考文献3)

    「②出力要素・③伝達要素・④作用要素」のうちの1つ以上が、⑤制御要素により制御される必要があります。

    次の図の「A・B・C」のうちの1つ以上の「制御する」機能が働くことで、システムは制御可能になります。

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    図11.要素の制御

    制御要素である風量調整が制御しているものは、実際には、出力要素のモーターだけです。そのため上の図(図11)を、次の図のように修正します。

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    図12.要素の制御(修正版)

    図12.要素の制御(修正版)

    上の図8では、矢印の「BとC」を破線に変更しています。

    • 「⑤風量調整→③回転軸」の矢印B

    • 「⑤風量調整→④羽根(ファン)」の矢印C

    「存在することが望ましいが、現在(分析時点)は存在しない」制御機能であることを記録しておくために破線で表示しました。

    【注記】
    手順2(要素を分析する)で、制御要素は「風量調整だけ」にしました。そのため手順4(制御を分析する)では、上記のような分析結果になっています。
    (注記おわり)

    また、「現在は存在しない制御機能を破線で示す」代わりに、2つの矢印を削除して記載なしにする形でもOKです。

    システム分析のまとめ

    システム分析は次の手順で行います。

    1. システム図をつくる

    2. 要素を分析する

    3. 機能を分析する

    4. 制御を分析する

    手順1「システム図をつくる」では、システムの主要機能を定義します。

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    図8.扇風機のシステム図

    手順2「要素を分析する」では、システムの「成立条件A(6つの要素)」を当てはめて分析します。

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    図9.扇風機の要素分析

    手順3「機能を分析する」では、図10に示すような形で、それぞれの要素が機能を働かせているかをチェックします。

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    図10.要素の機能

    手順4「制御を分析する」では、システムを制御可能にするために「構成要素の1つ以上が制御されているか」をチェックします。

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    図12.要素の制御(修正版)

    上記の手順1~4を行うことで、システムの仕組み/構造を可視化することができ、理解しやすくなります。

    シリーズ記事

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    参考文献

    1. Yuri Salamatov 『超発明術TRIZ シリーズ5 思想編「創造的問題解決の極意』の「4.3.システムが始まるのはどこか?」

    2. Darrell Mann『TRIZ 実践と効用 (1) 体系的技術革新』の「17.2.2システムの完全性の法則」

    3. Yuri Salamatov 『超発明術TRIZ シリーズ5 思想編「創造的問題解決の極意』の「4.3.システムが始まるのはどこか?」の「システムの完全性の法則の系」

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