2014 Fiscal Year Research-status Report
ロバストパラメータ設計における技術方法論の開発と大規模コンピュータ実験への応用
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26350445
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| Research Institution | Shimane University |
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Principal Investigator |
河村 敏彦 島根大学, 医学部, 准教授 (70435494)
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| Project Period (FY) |
2014-04-01 – 2017-03-31
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| Keywords | 品質管理 / ロバストパラメータ設計 / 統計科学 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
一般に，品質改善ないしばらつき低減のための対策は(1)原因そのものを除去または(2)原因の影響を減衰のうちどちらかであるといわれている．(1)はばらつきの原因を見つけ，その原因をコントールすることで特性のばらつきを低減することである．伝統的な統計的品質管理は，問題解決型QCストーリーによる原因そのもの発見および除去を目的とする．これに対し，(2)は原因が変動しても特性が変動しないという緩衝機構を与えることにより，設計開発段階におけるばらつきの低減を行う実験的な方法である．これはロバストパラメータ設計(タグチメソッド)として知られている．ロバストパラメータ設計とは，設計開発段階で様々な使用環境条件を意図的に取り上げて実験し，それらに対しロバストな設計条件を見いだすための技術方法論である．本年度は，主に２つのテーマに関して研究を行った．１）SN比の同等性の検定方法の開発:本年度は，計測システムにおけるSN比の同等性の検定を提案した．一般に，タグチメソッドでは，そのシステムを比尺度かつ正値データをもとに，ゼロ点比例式を想定する．このとき，誤差分布として尺度分布族の一つである逆ガウス型分布を仮定すれば，SN比の同等性の検定は，分布の変動係数に一致する．本研究では，分散安定化変換を用いた等変動係数性の検定方法を提案し，検定のサイズと検出力を検証した．その結果，提案した検定方法は，保守的であり十分な大きさの検出力を持つことが示された．２）非対称損失関数に基づくロバストパラメータ設計：通常，タグチメソッドは2乗損失関数に基づいて，評価測度であるSN比は構成されてきた．本研究では，比尺度かつ正値データに対するある非対称損失関数を導入し，その平均損失最小化のためのモーメント条件と2段階最適性の妥当性を検証した．
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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
ロバストパラメータ設計の理論的な体系化を継続的に研究行ってきた．田口流実験計画であるパラメータ設計は，誤差因子の変化を意図的にシミュレートし，それに対して機能のロバスト性を評価する方法論である．すなわち，従来，統計学で想定されてきた実験誤差は既知の要因とし，その変動を能動的にコントロールできる系統誤差のみであるとみなしているのである．近年，技術開発で盛んに利用されているCAE(Computer Aided Engineering)に基づくデータでは，その数値実験の結果を完全に支配していると考えてよい．本研究で提案した非対称損失関数に基づく一般化SN比などをシミュレーションで計算し，制御因子ベクトルをどちらの方向に振ればSN比が大きくなるかといった数値最適化に近い逐次実験が今後可能となると思われる．
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| Strategy for Future Research Activity |
数値実験計画は，物理法則やシミュレーションなどの決定論的なデータに対して統計モデルを作成する場合に有効である．コンピュータ実験では，変数間に存在する関係がシミュレートできるため，複雑なモデルになることがある．今後の課題としては，これらの真の関数を限られた因子の範囲でシステムの挙動を予測し，かつ比較的単純な統計モデルを構築することである．特に数値実験計画の一つである一様計画をとりあげ，その実験の計画と解析方法の開発しロバストパラメータ設計の体系を行う予定である．
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| Causes of Carryover |
本年度は，年度の途中に関連する単行本を依頼され、その準備のため予定した
海外での学会発表ができなかったためである．
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
本年度は、積極的に学会発表を行い、主にその出張旅費にあてる予定である．
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