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非線形ナップザック型最適化問題に対する標的解法アプローチの改良と応用

研究課題

研究課題/領域番号 14580397
研究種目

基盤研究(C)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 計算機科学
研究機関関西大学

研究代表者

仲川 勇二  関西大学, 総合情報学部, 教授 (60141925)

研究分担者 伊佐田 百合子  帝塚山大学, 経営情報学部, 助教授 (00351867)
研究期間 (年度) 2002 – 2005
研究課題ステータス 完了 (2005年度)
配分額 *注記
3,200千円 (直接経費: 3,200千円)
2005年度: 500千円 (直接経費: 500千円)
2004年度: 600千円 (直接経費: 600千円)
2003年度: 1,200千円 (直接経費: 1,200千円)
2002年度: 900千円 (直接経費: 900千円)
キーワード離散最適化 / 多目的最適化 / 非線形ナップザック問題 / 代理制約法 / 金融工学 / 厳密解法 / 近似解法 / 並列計算 / 組み合わせ最適化 / ソフトウエア開発管理 / 組み合ねせ最適化 / 上界値計算法
研究概要

1)改良代理制約法の非分離形非凸金融最適化問題への応用
代理双対ギャップを持つ大規模な多制約分離形離散最適化問題(多次元非線形ナップザック問題)を厳密かつ効率よく解く改良代理制約法(ISC法)を開発した.東証1部上場(TOPIX)1440銘柄から連動する50銘柄を選択するインデクス・ファンド問題に応用し,95年4月から98年3月の実データに対して極めて高い精度の解を求めることに成功した.これはインデクス・ファンド問題で実用規模の極めて大規模な問題が解けたことになる.また、インデックスプラスアルファファンドの作成にも成功した。この成果は平成17年11月18日(全)の日刊工業新聞にも取り上げられた。
2)多制約分離形離散最適化問題のための厳密解法
本研究ではISC法を更に大規模な問題へ適用するために、情報量(エントロピー)を用いて原問題を小さな部分間題へ分割することを試みた.その有効性を示すためにChuとBeasleyのテスト問題を用いて計算機実験を行なった.難しい問題として知られている5制約条件で500変数の0-1ナップザック問題30問を用い商用で最高速のCPLEXの最新版(V.9.0)と比較した結果は、問題分割を用いたISCが平均9倍以上高速で、メモリー使用量も比較的小さく抑えることに成功した。この研究成果はすでに日本語では電子情報通信学会論文誌に速報として掲載済みであるが、更に新たな研究成果を含めて世界のトップジャーナルの一つであるManagement Science誌への投稿準備をしている.
3)多目的最適化と並列計算
本年度ISC法を基礎にして、複数の制約条件式をもつ多目的離散最適化問題の解法プログラムを新たに開発した。このプログラムを用いて、従来解くことが困難であった各種の多目的の実用問題へ適用する予定である。また、エントロピーを用いた問題困難度の推定技術を新たに確立した。この技術を並列計算のための問題分割法へ応用する予定である。

報告書

(5件)
  • 2005 実績報告書   研究成果報告書概要
  • 2004 実績報告書
  • 2003 実績報告書
  • 2002 実績報告書
  • 研究成果

    (52件)

すべて 2006 2005 2004 2003 その他

すべて 雑誌論文 (41件) 産業財産権 (1件) 文献書誌 (10件)

  • [雑誌論文] A New Public Key Cryptosystem and its Applications2006

    • 著者名/発表者名
      Kiriyama, Nakagawa, Takaoka, Tu
    • 雑誌名

      8th International Conference on Enterprise Information Systems (印刷中)

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] 改良代理制約法の非分離形非凸計両問題への応用2005

    • 著者名/発表者名
      甲斐, 仲川, 田畑
    • 雑誌名

      電子情報通信学会論文誌 J88-A

      ページ: 422-425

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2005 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] An approach for solving nonlinear multi-objective separable discrete optimization problem with one constraint2005

    • 著者名/発表者名
      Isada, James, Nakagawa
    • 雑誌名

      European Journal of Operational Research 162

      ページ: 503-513

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2005 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Enumerations Methods for Repeatedly Solving Multidimensional Knapsack Sub-Problems2005

    • 著者名/発表者名
      James, Nakagawa
    • 雑誌名

      Trans. IEICE Inf&Syst E88-D

      ページ: 2329-2340

    • NAID

      110003481414

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2005 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] 改良代理制約法を用いたマルチコンポーネント混合選択信頼性最適化問題2005

    • 著者名/発表者名
      大西, 木村, 森, 仲川
    • 雑誌名

      電子情報通信学会論文誌 J88-A

      ページ: 663-666

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2005 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] 多次元非線形ナップザック澗題のための分枝困難度法2005

    • 著者名/発表者名
      仲川, 伊佐田
    • 雑誌名

      電子情報通信学会論文誌 J88-A

      ページ: 1002-1005

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2005 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] A Problem Partition Method for Multidimensional Nonlinear Knapsack Problems Using Estimated Problem Difficulty2005

    • 著者名/発表者名
      Nakagawa, Isada, James
    • 雑誌名

      Working Paper[2005-02]. Faculty of Informatics, Kansai University

      ページ: 1-12

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2005 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] A Near-optimal method for solving multidimensional nonlinear knapsack problems2005

    • 著者名/発表者名
      Nakagawa, Isada, James
    • 雑誌名

      Working Paper [2005-03]Faculty of Informatics, Kansai University

      ページ: 1-7

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2005 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Using an Improved Surrogate Constraints Method To Non-Separable Non-Convex Programming Problems2005

    • 著者名/発表者名
      Y.Kai, Y.Nakagawa, Y.Tabata
    • 雑誌名

      IEICE J88-A, 3

      ページ: 422-424

    • NAID

      110003314045

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2005 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] An approach for solving nonlinear multi-objective separable discrete optimization problem with one constraint2005

    • 著者名/発表者名
      Y.Isada, R.J.W.James, Y.Nakagawa
    • 雑誌名

      European Journal of Operational Research 162, 16

      ページ: 503-513

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2005 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Enumerations Methods for Repeatedly Solving Multidimensional Knapsack Sub-Problems2005

    • 著者名/発表者名
      R.J.W.James, Y.Nakagawa
    • 雑誌名

      Trans.IEICE Inf&Syst E88-D, 10

      ページ: 2329-2340

    • NAID

      110003481414

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2005 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] The Redundancy Optimization with Multiple Component Choices Using Improved Surrogate Constraint Method2005

    • 著者名/発表者名
      J.ONISHI, S.KIMURA, K.MORI, Y.NAKAGAWA
    • 雑誌名

      IEICE J88-A, 5

      ページ: 663-666

    • NAID

      110003314061

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2005 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] A branch-and-difficulty method for solving multidimensional separable nonlinear knapsack problems2005

    • 著者名/発表者名
      Y.Nakagawa, Y.Isada
    • 雑誌名

      IEICE Vol.J88-A, 8

      ページ: 1002-1005

    • NAID

      10016632630

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2005 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] A Problem Partition Method for Multidimensional Nonlinear Knapsack Problems Using Estimated Problem Difficulty2005

    • 著者名/発表者名
      Y.Nakagawa, Y.Isada, R.J.W.James
    • 雑誌名

      Working Paper [2005-02]. Faculty of Informatics, Kansai University

      ページ: 1-12

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2005 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] A Near-optimal method for solving multidimensional nonlinear knapsack problems2005

    • 著者名/発表者名
      Y.Nakagawa, Y.Isada, R.J.W.James
    • 雑誌名

      Working Paper [2005-03] Faculty of Informatics, Kansai University

      ページ: 1-7

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2005 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] An approach for solving nonlinear multi-objective separable discrete optimization problem with on constraint2005

    • 著者名/発表者名
      Isada, James, Nakagawa
    • 雑誌名

      European Journal of Operational Research 162・16

      ページ: 503-513

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] Enumerations Methods for Repeatedly Solving Multidimensional Knapsack Sub-Problems2005

    • 著者名/発表者名
      James, Nakagawa
    • 雑誌名

      Trans.of IEICE Inf&Syst E88-D

      ページ: 2329-2340

    • NAID

      110003481414

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] 改良代理制約法を用いた冗長システムの信頼性最適化問題2005

    • 著者名/発表者名
      大西, 木村, 森, 仲川
    • 雑誌名

      電子情報通信学会論文誌 J88-A・5

      ページ: 663-666

    • NAID

      110003314061

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] Dose Your Optimizer Make Real Optimal Media Plan? A New Formulation of Media Optimization Problem with HOPE2005

    • 著者名/発表者名
      Isada, Igaki, Yamakawa, Nakagawa
    • 雑誌名

      Proceeding of Marketing Science Conference INFORMS

      ページ: 72-72

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] An approach for solving nonlinear multi-objective separable discrete optimization problem with one constraint2005

    • 著者名/発表者名
      Isada, Ross, Nakagawa
    • 雑誌名

      European Journal of Operational Research 162・16

      ページ: 503-513

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] 改良代理制約法の非分離形非凸計画問題への応用2005

    • 著者名/発表者名
      甲斐, 仲川, 田畑
    • 雑誌名

      電子情報通信学会論文誌 J88-A・3

      ページ: 422-424

    • NAID

      110003314045

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] 改良代理制約法を用いた冗長システムの信頼性最適化問題2005

    • 著者名/発表者名
      大西, 木村, 森, 仲川
    • 雑誌名

      電子情報通信学会論文誌 (印刷中)

    • NAID

      110003314061

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] Method of Partitioning Surrogate Multiplier Space for Finding Pareto Optimal Frontier2005

    • 著者名/発表者名
      Isada, James, Murata, Nakagawa
    • 雑誌名

      Proceeding of ICCM 2004 (印刷中)

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] 標的アプローチによるソフトウェア開発信頼性管理支援モデル2004

    • 著者名/発表者名
      伊佐田, 仲川
    • 雑誌名

      電子情報通信学会論文誌 J87-A

      ページ: 216-223

    • NAID

      110003311757

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2005 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] 多次元非線形0-1ナップザック問題のためのエントロピーを用いた問題困難度推定法2004

    • 著者名/発表者名
      仲川
    • 雑誌名

      電子情報通信学会論文誌 J87-A

      ページ: 406-408

    • NAID

      110003311779

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2005 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] 代理制約法における最適代理乗数の決定法2004

    • 著者名/発表者名
      仲川, 並川, 木村, 太田垣
    • 雑誌名

      電子情報通信学会論文誌 J87-A

      ページ: 364-374

    • NAID

      110003311774

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2005 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] 多制約分離形離散最適化問題のための近似解法2004

    • 著者名/発表者名
      仲川
    • 雑誌名

      電子情報通信学会論文誌 J87-A

      ページ: 690-693

    • NAID

      110003311815

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2005 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] 代理制約法における代理乗数決定のための改良Dyerアルゴリズムの特性評価2004

    • 著者名/発表者名
      木村, 太田垣, 仲川
    • 雑誌名

      日本経営工学会論文誌 55

      ページ: 252-261

    • NAID

      110004050479

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2005 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Applying the Target Approach to Support Model in Software Development Considering Reliability2004

    • 著者名/発表者名
      Y.Isada, Y.Nakagawa
    • 雑誌名

      IEICE J87-A, 2

      ページ: 216-223

    • NAID

      110003311757

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2005 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] A Heuristic Method for Multi-constraint Separable Discrete Optimization Problems2004

    • 著者名/発表者名
      Y.Nakagawa
    • 雑誌名

      IEICE J87-A, 3

      ページ: 406-408

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2005 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] A Method for Determining Optimal Multipliers of a Surrogate Constraint Method2004

    • 著者名/発表者名
      Y.Nakagawa, T.Namikawa, S.Kimura, H.Ohtagaki
    • 雑誌名

      IEICE J87-A, 3

      ページ: 364-374

    • NAID

      210000164659

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2005 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] A Heuristic Method for Multi-constraint Separable Discrete Optimization Problems2004

    • 著者名/発表者名
      Y.Nakagawa
    • 雑誌名

      IEICE J87-A, 5

      ページ: 690-693

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2005 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Evaluation of the Improved Dyer Algorithm Characteristics for Determining Surrogate Multiplier of a Surrogate Constraint Method2004

    • 著者名/発表者名
      S.Kimura, H.Ohtagaki, Y.Nakagawa
    • 雑誌名

      J.Jpn Ind Manage Assoc 55, 5

      ページ: 252-261

    • NAID

      110004050479

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2005 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] 多制約分離形離散最適化問題のための近似解法2004

    • 著者名/発表者名
      仲川
    • 雑誌名

      電子情報通信学会論文誌 J87-A・5

      ページ: 690-693

    • NAID

      110003311815

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] 代理制約法における代理乗数決定のための改良Dyerアルゴリズムの特性評価2004

    • 著者名/発表者名
      木村, 太田垣, 仲川
    • 雑誌名

      日本経営工学会論文誌 55・5

      ページ: 253-261

    • NAID

      110004050479

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] 非線形ナップザック問題における新上界値計算法2003

    • 著者名/発表者名
      木村, 森部, 仲川
    • 雑誌名

      電子情報通信学会論文誌 J86-A

      ページ: 38-45

    • NAID

      110003311555

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2005 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] 改良代理制約法を用いたシステム信頼度最適化問題2003

    • 著者名/発表者名
      木村, 伊佐田, 仲川
    • 雑誌名

      電子情報通信学会論文誌 J86-A

      ページ: 1088-1092

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2005 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] An improved surrogate constraints method for separable nonlinear integer programming2003

    • 著者名/発表者名
      Nakagawa
    • 雑誌名

      Journal of the Operations Research Society of Japan 46

      ページ: 145-163

    • NAID

      110001183565

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2005 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] New Method for Calculating the Upper Bound of Nonlinear Knapsack Problems,2003

    • 著者名/発表者名
      S.Kimura, H.Moribe, Y.Nakagawa
    • 雑誌名

      IEICE J86-A, 1

      ページ: 38-45

    • NAID

      110003311555

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2005 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] The Reliability Optimization Problems by Means of Improved Surrogate Constraints Method2003

    • 著者名/発表者名
      S.Kimura, Y.Isada, Y.Nakagawa
    • 雑誌名

      IEICE J86-A, 10

      ページ: 1088-1092

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2005 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] An improved surrogate constraints method for separable nonlinear integer programming2003

    • 著者名/発表者名
      Y.Nakagawa
    • 雑誌名

      Journal of the Operations Research Society of Japan 46, 2

      ページ: 145-163

    • NAID

      110001183565

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2005 研究成果報告書概要
  • [産業財産権] 特許2005

    • 発明者名
      仲川, 疋田
    • 権利者名
      仲川, 疋田
    • 産業財産権番号
      2005-179691
    • 出願年月日
      2005
    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2005 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Isada, Ross, Nakagawa: "An approach for solving nonlinear multi-objective separable discrete optimization problem with one constraint"European Journal of Operational Research. (印刷中). (2004)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] 木村, 伊佐田, 仲川: "改良代理制約法を用いたシステム信頼度最適化問題"電子情報通信学会論文誌. J86-A・10. 1088-1092 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] Y.Nakagawa: "An improved surrogate constraints method for separable nonlinear integer programming"Journal of the Operations Research Society of Japan. 46・2. 145-163 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] 伊佐田, 仲川: "標的アプローチによるソフトウェア開発信頼性管理支援モデル"電子情報通信学会論文誌. J87-A・2. 216-223 (2004)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] 仲川: "多次元非線形0-1ナップザック問題のためのエントロピーを用いた問題困難度推定法"電子情報通信学会論文誌. (印刷中). (2004)

    • 関連する報告書
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  • [文献書誌] 仲川: "多制約分離形離散最適化問題のための近似解法"電子情報通信学会論文誌. (印刷中). (2004)

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  • [文献書誌] Isada, Ross, Nakagawa: "Application of Target approach to Software Development Considering Risk Management"Proceedings of 2nd Euro-Japanese Workshop on Stochastic Modeling. 164-173 (2002)

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  • [文献書誌] 木村, 森部, 仲川: "非線形ナップザック問題における新上界値計算法"電子情報通信学会論文誌. J86-A. 38-45 (2002)

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  • [文献書誌] Y.Nakagawa: "An improved surrogate constraints method for separable nonlinear integer programming"Journal of the Operations Research Society of Japan. (印刷中). (2003)

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  • [文献書誌] 伊佐田, 仲川: "標的アプローチによるソフトウェア開発信頼性管理支援モデル"電子情報通信学会論文誌. (印刷中).

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公開日: 2002-04-01   更新日: 2016-04-21  

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