椎名研究室

早稲田大学 創造理工学部 経営システム工学科


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プロフィール



  • 椎名 孝之 博士(工学)

    本研究室では、オペレーションズ・リサーチの研究を行ってています。オペレーションズ・リサーチは、数理モデルを用いて問題を解決するための手段となるもので、工学的システムの設計から、組織の運用、企業経営まで、多種多様な場面に応用されています。しかし、現実の問題では、不確実な状況下でのリスクを含んだ意思決定を行わなければならず、多くの課題が残されています。皆さんとともに、現実問題に幅広く適用可能な最適化手法の研究を行いましょう。

    1989年3月 早稲田大学理工学部工業経営学科卒業

    1991年3月 早稲田大学理工学研究科修了

    1991年4月-2008年3月 財団法人電力中央研究所

    2000年6月-2001年9月 Northwestern University 客員研究員(McCormick School, Department of Industrial Engineering and Management Science)

    2008年4月-2016年3月 千葉工業大学 社会システム学部 経営情報科学科

    2016年4月-早稲田大学 創造理工学部 経営システム工学科

  • 受賞

    日本応用数理学会2004年度論文賞 受賞

  • with Professor John R. Birge (The University of Chicago)
  • 特許

    • 確率計画問題求解装置及びプログラム、並びに、電源計画問題求解方法、装置及びプログラム
      出願番号: 2007-184437, 公開番号: 2009020804, 登録 2012年04月27日, 特許番号: 4981559

    • ループコントローラの設置方法およびループコントローラの設置位置決定プログラム
      出願番号: 2006-151082, 公開番号: 2007325379, 登録 2010年08月20日, 特許番号: 4570095

    • ループコントローラの配置最適化方法、配置最適化装置および配置最適化プログラム
      出願番号: 2005-271806, 公開番号: 2007089250, 登録 2010年04月30日, 特許番号: 4502330

研究内容について



研究分野の概要

本研究室では、オペレーションズ・リサーチ(OR)の研究を行っています。ORは現実の問題を抽象化した数理モデルを構築し、 モデル分析に基づいて、様々な計画や意思決定を支援する方法の総称です。特に、組織の運用、企業経営などにおける意思決定の手段となる数理計画法(最適化手法)の研究を行っています。

数理計画法、確率計画法

数理計画法の適用分野は、現実社会の多種多様な場面に及ぶが、現実の問題は不確実な要素を伴う場合が多い。不確実な状況下での意思決定にはリスクが含まれるため、不確実性を考慮したモデルが必要となる。そのため、数理計画法の一手法である確率計画法を取り扱い、現実問題に適用可能な確率計画問題の効率的な解法の研究を行う。

論文

  • 椎名孝之, 確率計画法とその応用, 早稲田経営システム工学会(WIA)講演, 2016年6月
  • 数理計画法の適用分野は、現実社会の多種多様な場面に及ぶ。現実の数理計画問題には、目的関数および制約条件に不確実要素を伴う場合が多い。不確実な状況下での意思決定にはリスクが含まれるため、現実システムの不確実性をモデル化し、確率的変動要素を考慮した解法が必要となる。そのため、数理計画法の一手法である確率計画法の紹介を行う。確率計画法は、数理計画問題に含まれるパラメータが確率変数と定義される問題であり、不確実な状況下での最適化問題を対象とする。従来は設計、計画、運用などの問題に対して、確定的な数理計画法が用いられてきたが、不確実な状況下での意思決定が重要である。本稿では、実問題に適用可能な、確率計画法に基づく数理計画モデルとその効率的な解法を示す。

  • 椎名孝之, 多段階確率計画問題の解法, 千葉工業大学研究報告 理工編, 58, pp.19-25, 2011年2月
  • 本稿の目的は, 多段階の確率計画問題に対する分解原理に基づく解法を示すことである. 現実の問題における決定は, 多段階にわたって繰り返されるものが多いため, 多段階確率計画問題の実用的な重要性は高い. まず初めに, 多段階確率計画問題における 意思決定の流れについて説明する. 続いて, 多段階確率的線形計画問題について, 部分問題への分解が可能である場合に問題が満たすべき性質を明らかにし, 電源計画への応用例と問題の解法を示す. 第4節では別の分解法である, シナリオ集約法を紹介する.

  • 椎名孝之, 起動停止問題の解法, 千葉工業大学研究報告 理工編, 59, pp.67-73, 2012年2月
  • 多段階確率計画問題の応用として, 起動停止問題を取り上げる. この問題は電気事業におけるスケジューリング問題であるが, 生産分野などの他分野にも応用可能である. 電気事業においては,電力自由化や規制緩和の進展により,不確実な状況下での意思決定やリスク管理手法が重要となるため,確率計画法の理論,手法のより一層の進展が求められている.電力系統(power system)の計画と運用の問題は, 数理計画法が適用される代表的なシステムといえる.電気エネルギーは, 照明・動力源・コンピュータや通信など家庭から産業・交通などの様々な分野にわたり用いられ, 現代社会の活動を支える基盤を成している.電力系統とは, 電気エネルギーを発生してから, 輸送しそれを消費するまでの一連の過程とそれを構成する要素からなるシステムである.これらに加え,電力系統は運用に必要な保護・制御・監視設備・通信設備などの諸施設を備えている.電力系統に対しては, 各要素となる設備のサービスレベルを確保した上で, 系統全体を安定的かつ効率的に運用することが求められる.これらの問題には不確実性が含まれているために, 確率計画法を適用することが可能である.

  • 椎名孝之, 確率計画法の研究, 千葉エリア産学官連携オープンフォーラム, 2011年9月

椎名孝之, 確率計画法 (応用最適化シリーズ5、久保幹雄, 田村明久, 松井知己編), 朝倉書店. ISBN978-4-254-11790-5, 2015.

不確実要素を直接モデルに組み入れた最適化手法について,理論から適用までを平易に解説した初の成書。〔内容〕一般定式化/確率的制約問題/多段階確率計画問題/モンテカルロ法を用いた確率計画法/リスクを考慮した確率計画法/他

椎名孝之, 確率計画法「応用数理計画ハンドブック」(久保幹雄, 田村明久, 松井知己編), 理論編 第13章(pp.710-769), 朝倉書店. ISBN4-254-27004-6, 2002.

   

数理計画の気鋭の研究者が総力をもってまとめ上げた,世界にも類例がない大著。.〔内容〕基礎理論/計算量の理論/多面体論/線形計画法/整数計画法/動的計画法/マトロイド理論/ネットワーク計画/近似解法/非線形計画法/大域的最適化問題/確率計画法/トピックス(パラメトリックサーチ,安定結婚問題,第K最適解,半正定置計画緩和,列挙問題)/多段階確率計画問題とその応用/運搬経路問題/枝巡回路問題/施設配置問題/ネットワークデザイン問題/スケジューリング

Xu, Chunhui, Shiina, Takayuki, Risk Management in Finance and Logistics, Springer. Hardcover ISBN978-981-13-0316-6, 2018.

   

This is the first book to introduce the major quantitative tools in risk management taking financial investments and logistics planning as the background: optimization and stochastic programming. Contained here are the fundamentals of portfolio selection theory from the point of view of risk control, and methods for risk control with new and popular risk measures such as VaR (Value-at-Risk) and CVaR (Conditional VaR). The book also introduces a new theory for risk management in more general investment situations such as flexible investment decisions, providing an accessible and comprehensive introduction to the interrelations between these fields of research. Basic concepts of stochastic programming are introduced, and their applications to risk management in inventory distribution and network design are covered as well. Illustrated by carefully chosen examples and supported by extensive data analyses, this book is highly recommended to readers who seek an in-depth and up-to-date integrated overview of the ever-expanding theoretical and quantitative fields of risk management in financial investment and logistics planning.

研究室



  • ゼミナールテーマ

    オペレーションズ・リサーチ、経営科学の基礎を身につけることを目標とする。オペレーションズ・リサーチの手法は社会や日常の活動の中で、幅広く応用され、その考え方は経営システム工学の根幹をなす。オペレーションズ・リサーチが社会や企業の活動における問題解決や意思決定に役立つことを理解し、以下に示す手法の基礎知識を学ぶ。
    1. 数理計画法
    2. 組合せ最適化
    3. 不確実な状況下での意思決定

  • 方針

    また、これらの手法を計算機を用いて実装することにより、情報処理技術の基礎を学ぶ。これらの学習を通じて、「オペレーションズ・リサーチ=数理的分析+情報技術」であることを理解する。そのため、数理的な分析と同時に、情報処理分野にも興味を持つことが望ましい。

  • オペレーションズ・リサーチの現実問題への応用

    主に次のような実践的な問題へオペレーションズ・リサーチを応用し、数理計画法により解決策を求める。
    (1) サプライ・チェインへの応用、流通在庫管理

    (2) ロジスティクス・ネットワークの再編成、施設配置問題(拠点立地計画)
    (3) 鉄道への応用
    (4) リスクを考慮した生産計画などの研究
    (5) スケジューリングへの応用
    (6) エネルギー分野への応用

    他にも、研究として取り扱いたいテーマがあれば歓迎する。これらの問題に対し、数理計画ソフトウェアを用いて解法アルゴリズムを実装し、開発した手法が現実問題に応用可能であり、有用であることを示すことを目標とする。

  • その他

研究業績


・reserchmap

・早稲田大学研究者データベース

講義資料


基礎オペレーションズリサーチ
最適化・シミュレーション演習
オペレーションズ・リサーチA
経営システム工学入門実験A
数理計画特論
講義資料
経営システム工学総論
講義資料

研究室の様子


アクセス

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