【研究分野】商学

【研究領域課題番号】16K17199 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

ロジスティクス / サプライチェーン・マネジメント / 生産管理学 / 多段階最適化 / モデル構築 / 遺伝的アルゴリズム / シミュレーション / ビッグデータ / 生産管理 / シミュレーション工学 / 流通 / 多段階最適化問題 / 商学

【研究成果の概要】

近年の物流業界では、取り扱い荷物数の増加とトラックドライバーの不足により、需要を満たすことが困難になりつつある。本研究では、製品の生産から出荷、配送に至る工程について効率化・全体最適化を図るためのシステム・手法の提案を行い、導入による効果を分析・評価することを目的とし、従来個々に検討されてきた各階層における最適化問題の深化と、それらを統合した多段階最適化モデルについて、検討を行った。
一方で、各種他産業においてもサプライチェーンの構築と改善は重要な課題となっている。そこで、生産物流におけるサプライチェーン設計・改善技術の他分野への移転についても、併せて検討を行った。

【研究種目】若手研究(B)

【研究期間】2016-04-01 - 2020-03-31

【配分額】4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円)

【研究分野】生産工学・加工学

【研究領域課題番号】16H07174 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

指向性エネルギー堆積法 / 付加加工 / シミュレーション / インコネル625 / 粒子法 / 熱伝導 / 機械工作・生産工学 / シミュレーション工学 / 熱工学 / 流体工学

【研究成果の概要】

金属材料の3次元造形に適した指向性エネルギー堆積法(DED: Direct Energy Deposition)の時間領域シミュレータを開発するにあたり，本研究では熱伝導，レーザー，キャリアガス，固液相変化といったDEDプロセスに含まれる物理現象を解析するアルゴリズムを個々に作成し，これらのモジュールを統合する．開発したDED時間領域シミュレータを用いて，造形物内部の空孔や残留応力の発生メカニズムを明らかにし，造形物の形状精度向上も評価に含め造形条件の最適化を行う．
本年度の成果としては，熱伝導モジュールとレーザーモジュールの開発に注力し，両者を統合した加工点温度予測アルゴリズムを構築した．DEDにおける造形精度低下の主要因として，加工点の溶融金属の表面張力が過加熱によって低下すること挙げられる．開発した加工点温度予測アルゴリズムは造形条件から造形物内部の温度分布を時間領域で解析できる．本研究ではこれを逆算的に利用することで，加工点の温度を一定に保つレーザー出力計算法を提案した．算出したレーザー出力をDED造形に利用した結果，高層造形時の過加熱の抑制に成功し，造形物の形状誤差が大幅に低減することが実験的に明らかとなった．また，造形条件ごとの空孔発生率の評価実験は完了しており，高レーザー出力，少材料粉末供給といった加工点温度を安定して高められる造形条件が空孔の発生を抑制できることを示している．これらの研究成果をもとに，3回の国際会議発表と4回の国内会議発表を行い，国際誌への論文投稿を行っている．現在，粒子法に基づく流体解析法の開発に着手し，温度に応じた粘性，表面張力特性を粒子に与えることで溶融金属の流動解析法の確立を目指している．今後の予定としては，溶融金属の流動解析を開発した加工点温度予測アルゴリズムに統合し，造形物内部の空孔発生メカニズムを理論的に明らかにする．

【研究種目】研究活動スタート支援

【研究期間】2016-08-26 - 2018-03-31

【配分額】2,990千円 (直接経費: 2,300千円、間接経費: 690千円)

【研究分野】自然災害科学・防災学

【研究領域課題番号】16H03155 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

公共健康危機管理 / 首都直下地震 / 災害関連死 / 未治療死 / 医療救護班 / 離散事象シミュレーション / 待ち行列モデル / 耐震化 / シミュレーション / 公共政策 / 災害医療政策 / 災害医療対応 / 家具転倒防止 / 災害医療 / 地理情報システム / 社会医学 / 自然災害 / シミュレーション高学区 / 防災 / シミュレーション工学

【研究成果の概要】

【はじめに】これまで存在しなかった災害医療活動を俯瞰するためのシミュレーション・システムを用いて首都直下地震での災害関連死を減少させるために効果的な項目の検討を行った。【対象・方法】離散事象シミュレーションを用いて災害医療対応の急性期の全体像を再現することを試みた。【結果・考察】処置を行うことができずに死亡する、いわゆる“未治療死”が5,511人であるのに対し、発生傷病者数をデフォルト値の7割に減らすことができれば、未治療死を2,251人まで減少させることが分かった。発生傷病者数を減らすこと、発災直後から医療救護班が積極的に被災地内で活動することが、災害関連死を減少させるために有効である。

【研究の社会的意義】

本研究ではじめてシミュレーションで算出されたデータに基づいて急性期の災害医療対応の検討を行うことが可能となった。これまでの教訓や経験に基づく検討に加えて、シミュレーションによって算出されたデータに基づいて検討を行えることで、効果的な施策を数値で比較・検討することが可能となった。医療崩壊を起こさないために耐震化・家具転倒防止策を徹底することで発生傷病者数を減らすことが重要である。災害関連死は、発災超急性期におきる“未治療死”が多いため、広域医療搬送の充実以上に、発災早期に最大限の医療救護班を派遣して、被災地内の残存医療機能をフルに活用しつつ活動を行うことの重要性が確認された。

【研究種目】基盤研究(B)

【研究期間】2016-04-01 - 2020-03-31

【配分額】17,160千円 (直接経費: 13,200千円、間接経費: 3,960千円)

【研究分野】デザイン学

【研究領域課題番号】24603039 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

設計工学 / 環境調和設計 / ビジネスモデル / シナリオモデル / 計算機支援 / シミュレーション / 持続可能ビジネス / シナリオ / パターン言語 / 外部性 / アスペクトモデル / 設計論 / デザイン言語 / エコビジネス / ライフサイクル設計 / シミュレーション工学 / 持続可能性 / シナリオモデリング

【研究成果の概要】

本研究では様々な事業分野における持続可能ビジネス事例を収集し、その成功要因を分析・ルール化することで持続可能ビジネスの「パターン言語」を作成し、これとビジネスの外部環境を表現するステークホルダモデルやライフサイクルフローモデル等を組み合わせ、持続可能ビジネスを体系的に設計する方法および、その支援ソフトウェアの開発を行った。さらに、生分解性プラスティックの有効利用、小型家電リサイクルの2課題を対象に設計ワークショップを実施し、本手法を用いることで事業分野にとらわれずに様々な持続可能ビジネスアイデアを生成することが可能であることを確認した。

【研究種目】基盤研究(C)

【研究期間】2012-04-01 - 2015-03-31

【配分額】5,460千円 (直接経費: 4,200千円、間接経費: 1,260千円)

【研究分野】矯正・小児系歯学

【研究領域課題番号】20592414 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

バイオメカニクス / シミュレーション / 矯正治療 / 歯科矯正学 / シミュレーション工学 / 応力解析

【研究成果の概要】

本システムを適用することで、従来法にはない顎骨周囲の形態的、機能的評価に基づく診断および治療法の選択が可能となり、形態情報と機能情報を統合した、より包括的な咬合再構築の手法が確立した。

【研究種目】基盤研究(C)

【研究期間】2008 - 2010

【配分額】4,550千円 (直接経費: 3,500千円、間接経費: 1,050千円)

【研究分野】電力工学・電気機器工学

【研究領域課題番号】19360126 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

超電導 / 電力工学 / 電磁現象 / シミュレーション / 限流器 / 有限要素法 / シミュレーション工学 / イットリウム系 / SN転移 / 電力システム / 抵抗型限流素子 / 超電導薄膜 / 数値解析

【研究成果の概要】

電力系統に短絡事故等が発生したときに流れる過大な電流を瞬時に抑制する装置である限流器として,高温超電導薄膜を用いて,超電導から常電導への転移にともなう電気抵抗発生を利用した抵抗型の限流器の研究を行った。電磁界・熱伝導場・電気回路の連成現象解析用数値解析ツールを開発し,超電導薄膜と金属保護膜のパターニングや厚さ等,および超電導特性の不均一性が限流特性に与える影響について明らかにした。

【研究種目】基盤研究(B)

【研究期間】2007 - 2008

【配分額】18,590千円 (直接経費: 14,300千円、間接経費: 4,290千円)

【研究分野】統計科学

【研究領域課題番号】16200021 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

設計科学 / ディジタルエンジニアリング / 実験計画法 / 不確実性マネジメント / 科学の文法 / 品質管理 / 価値選択 / シミュレーション / シミュレーション工学 / 解析・評価 / 品質管理システム / 統計数学 / リスクマネジメント / モデル化 / Verification and Validation / 技術開発の文法 / 合わせこみ / 実験計画 / 最適化 / QFD / モデル選択

【研究成果の概要】

技術開発加速を目指した統計科学体系整備については、これまでの3年間の組織的研究活動で明確になった課題に対する理念的・統計数理的・情報技術的研究成果を国内外で発表する活動が行われた。平成19年8月には、椿、天坂、山田がアゾレス大学で開催された国際統計協会のサテライトシンポジウム「ビジネス・産業における統計」に招待され、それぞれ本研究班理念班、開発グループの研究成果を報告した。平成19年11月には、京都大学で開催された横断型基幹科学技術研究団体連合主催の第2回横幹コンファレンスを、科研費成果の最終報告会と位置づけ、1日のセッションを企画運営した。平成20年1月には、Springer社から本研究班の成果をとりまとめた査読付論文集 "The Grammar of Technology Development" を刊行した。更に、日本品質管理学会誌「品質」において、本科研費の活動成果の最終報告を特集し、理念班、開発グループ、ニーズ探索グループがその成果を報告する解説を平成20年1月に発行した。理念班は、完成させた「技術開発の文法」を統計メタウェアに発展させ、技術開発マネジメント分野、特にリスクマネジメント分野への適用も開始した。技術開発の文法理念は、平成19年6月に行われたISO TC69デンマーク総会において、ISO 3534-3(統計・確率用語)の実験計画用語国際規格改正原案の序章部分に取り込まれると共に、本科研費で構築した概念に沿った「技術開発支援のための統計的方法」標準化のための新SC設立提案を行い、その検討のためのWGが設置され椿が主査に指名され平成20年10月までに新SC設置の国際コンセンサスを得る活動を開始した。また、理念班は、支援情報システムの概念設計に必要な「インテリジェントシステム」の要件を発表し、昨年度採取したボルトネジ締結部破損データ数値解析支援ソフトウェア試作を(株)アドバンストソフトウェアに発注し、その整合性を検証した。この他、開発グループは、実験計画の文法や技術評価技法提唱を引き続き行い、感性に基づく価値選択や通信技術開発への統計科学適用のみならず、新たなコミュニケーション技術や音声認識技術開発への適用も発表された。

【研究種目】基盤研究(A)

【研究期間】2004 - 2007

【配分額】48,750千円 (直接経費: 37,500千円、間接経費: 11,250千円)

【研究分野】社会システム工学・安全システム

【研究領域課題番号】15710117 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

準モンテカルロ法 / シミュレーション工学 / 数理工学 / 金融工学 / シミュレーション / Linear Transformation Method / デリバティブ / 分散減少法

【研究成果の概要】

本年度の研究計画の中であげた研究論文"A General Dimension Reduction Technique for Derivative Pricing"は,査読の結果を受けて改訂中である.改訂にあたっては,LT法のアルゴリズムの効率化に伴い,最初に採用していたアルゴリズムと比較して計算時間が半分以下となり,その効果を考慮すると劇的な改善となった.論文改訂にあたっては,この点も反映させている.
研究目的の第1に関しては,他の研究者との議論を改めて行い,ワーキングペーパー"Asset Allocation using Quasi Monte Carlo Methods"を改訂した.また,LT法の効率性を測定する測度として取り入れたdimension distributionに関する研究を本格化し,この概念を平均オプションとデジタルオプションに応用したワーキングペーパーを作成した."The Enhanced LT method using Effective Dimension Distribution"は,来年度6月にカナダで開かれるFestkolloquiumでの発表が受諾された.また,"Enhancing the dimension reduction technique using the effective dimension distribution"は来年度8月に東京で開催されるBACHELIER FINANCE SOCIETY 2006 FOURTH WORLD CONGRESSにて発表を予定している.
第2の研究目的であるシミュレーションによるアメリカン・スタイルオプションの評価に関しては,この分野の最新の動向を反映し,ワーキングペーパー"Evaluating the Switching Options by Simulation Methods"を改訂した.この論文は,来年度6月にNYで開催される10th Annual International Conference on Real Optionsにて発表を予定している.
第3の目的であるその他重要なファイナンス問題への適用を探るため,本年度も様々な学会,研究会への発表,参加を行った.一つの種として本年度は企業の役員や従業員に報酬の一形態として付与されるストックオプションの評価問題を取り上げ,その数値計算手法に関する検討を行った.さらに,数理ファイナンスの興味がブラウン運動をベースとする確率過程から,ジャンプを含むより一般的な確率過程へと移り変わってきたことを考え,より一般的な確率,確率過程の元での準モンテカルロ法の適用可能性についての研究を開始した.

【研究種目】若手研究(B)

【研究期間】2003 - 2005

【配分額】3,800千円 (直接経費: 3,800千円)