2015 Fiscal Year Research-status Report
プロジェクトマネジメントの応用的研究 －重要家畜伝染病の防疫活動への適用－
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15K12463
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| Research Institution | University of Miyazaki |
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Principal Investigator |
岡崎 直宣 宮崎大学, 工学部, 教授 (90347047)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
関口 敏 宮崎大学, 農学部, 准教授 (10462780)
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| Project Period (FY) |
2015-04-01 – 2018-03-31
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| Keywords | プロジェクト管理システム / ソフトセンサ / Keelingモデル |
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| Outline of Annual Research Achievements |
重要家畜伝染病の一つである口蹄疫はより早い段階での防疫措置が必要であるが，感染しているにも関わらず感染を確認できない潜伏期間の問題がある．しかし，この問題に対処するための検出薬の開発にはコストの問題があり，発症後直ぐの殺処分と埋却には埋却地確保に時間が掛かるといった問題がある．本研究では，「Keelingモデル」として知られる疫学モデルを用いて未発症だが既感染の農場を推定するための数学的手法を開発した．具体的には，感染地域で観測可能な変量として，各農場の感染の有無や保有動物数，動物種，及び農場間の距離等を利用し，未感染農場が周辺の感染農場から与えられる「感染させられる力」の総和という観測不能な変量を推算することができる数式をソフトセンサ・モデルとしてKeelingモデルに基づき導入した．また，各々の農場が感染しているかどうかを，ソフトセンサで推算される「感染させられる力」の総和の大きさに基づき推定する方法を考案した．本方法に2010年に宮崎県で発生した口蹄疫の感染事例を適用し，ソフトセンサ・モデルの構築と推定精度向上のための改良を幾つか行った．更に，改良方法の評価のための推定精度比較実験を行った．その結果，推定精度を向上させる普遍的な要因を見出した．
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
本研究では，製造・開発プロセスではメジャーな「(プロジェクトのような)活動全般をマネジメントする」という考え方を，口蹄疫に代表される感染力の強い家畜感染症の問題に導入することにより，防疫活動の効率化を図れないかといった問題意識で研究に取り組んでいる．
この問題に対し，まずは，口蹄疫の感染プロセスを表す数理モデルや，このモデルを使って行う防疫措置効果の分析といった既存研究の調査を行った．また，農水省の公式ホームページや宮崎県職員からの聞き取り調査に基づき，実際の防疫活動の流れを理解し，防疫活動全体を把握するための形式モデルによるモデル化を行った．
以上の調査と準備を経て，マネジメントの基本である，管理上知るべき重要項目をリアルタイムに感知していく方法について検討した．具体的に，防疫活動の管理上の重点項目の一つは，日々移り変わっていく感染農場の所在の分布である．しかし，感染しているにも関わらず感染を確認できない潜伏期間の問題がある．そこで，この問題への対処方法を考えた．
結果として，「Keelingモデル」として知られる数理疫学モデルを用いて，未発症だが既感染の農場を推定するための数学的手法を開発した．具体的には，化学プロセスの分野で広く用いられているソフトセンサの技術を潜伏期の問題に適用した．ソフトセンサは生産プロセスにおいてリアルタイムでの測定(確認)が困難な製品品質等を推定する有効な手法であることから，感染しているにも関わらず感染を確認できない潜伏期間の問題を扱う技術としてよく適合した．また，推定精度向上のためのモデル改良においても，ソフトセンサで用いられる手法が役にった．
なお，構築したソフトセンサで計測された値の解釈の仕方や，推定性能向上のための改良を施したソフトセンサ・モデルの性能評価のための手法については，今回独自に開発した．
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| Strategy for Future Research Activity |
H27年度の研究において，感染推定のためのソフトセンサの解釈では，推定成功率が最も高くなるような解釈の仕方を見出すこととした．しかし，実際の防疫活動の現場では，推定成功率よりも，寧ろ「損失」を最小化するような判断が要求される．
損失を最小化する問題は，防疫活動のマネジメント上重要な問題である．建築，土木，化学プラント等，様々な製造現場には，この種の問題に対応するためのマネジメントの専門家が存在し，そのための手法も確立されている．しかし，防疫活動のマネジメントに関する専門家や方法論は存在しないため，この種のマネジメントの経験や知識のない現場担当者らが直感で判断していくしかなかった．このことが，2010年の宮崎県の防疫活動の現場を混乱させた．
本研究では，次に，このような防疫活動の損失最小化の問題を扱う予定である．具体的には，まず，「損失」＝「経済的損失」と限定し，感染推定不成功に伴う損益を最小化する問題を最適化問題として扱う予定である．この問題の難しさは，感染の誤推定によって生じるリスクには，経済的損失額の規模が大きく異なるうえ，互いにトレードオフの関係にある2種類のリスクがあることである．具体的には，感染に気付くのが遅れることにより生じる感染拡大リスクと，未感染でありながら感染の疑いありと誤推定された結果生じる防疫措置過多リスクの2種類がある．この問題に対処するためには，品質工学の損失関数の考え方を参考にするつもりである．
なお，口蹄疫感染拡大による損失は，実際には経済的損失に限定されない．家畜を殺処分等で失う農場主や，殺処分等の防疫措置を行わざるを得ない獣医師，防疫員，及び自治体職員等のメンタルの問題も大きい．本研究では，こういった損失問題全般を見据えたマネジメント手法を目指していきたいと考えている．
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| Causes of Carryover |
一部，購入を予定していた機材のバージョンアップの見込みがあり，翌年度に延期したため．
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
前年度購入予定だった機材がバージョンアップされた後，購入の予定．
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