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機械学習による企業行動構造の分析の研究

研究課題

研究課題/領域番号 20H01537
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分一般
審査区分 小区分07080:経営学関連
研究機関学習院大学

研究代表者

白田 由香利  学習院大学, 経済学部, 教授 (30337901)

研究分担者 永島 正康  立命館大学, 経営学部, 教授 (20745202)
吉浦 裕  電気通信大学, その他部局等, 名誉教授 (40361828)
山口 健二  日本大学, 経済学部, 講師 (50582285)
チャクラボルティ バサビ  岩手県立大学, その他部局等, 特命教授 (90305293)
澤口 聡子  福知山公立大学, 地域経営学部, 教授 (90235458)
研究期間 (年度) 2020-04-01 – 2024-03-31
研究課題ステータス 完了 (2023年度)
配分額 *注記
11,700千円 (直接経費: 9,000千円、間接経費: 2,700千円)
2023年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2022年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2021年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2020年度: 7,800千円 (直接経費: 6,000千円、間接経費: 1,800千円)
キーワード企業行動特性 / 機械学習 / 回帰分析 / Shapley値 / 説明可能AI / 棚卸資産回転率 / 有形固定資産回転率 / 時価総額 / 企業行動構造 / SHAP / XAI / 特性関数 / SCM / 可視化 / 企業行動行動 / SHAPアプローチ / 企業分析 / 回帰分析の可視化 / レジリエンス / 企業行動分析 / 企業行動特性抽出 / 回帰と分類 / 有意性と重要性
研究開始時の研究の概要

本研究は機械学習手法の経営における企業分析への適用を推進するために既存の分析手法、特に決定樹木系アルゴリズムの改良とその可視化を行い、伝統的回帰手法の限界の克服のための一助となることを目指す。 経営学では物理法則の様な再現可能な理論はまだ確立されていない。経営学では実地調査等の仮説形成のための帰納法的アプローチと仮説検証型統計手法が主流である。それが政策立案、事前的経営努力等の領域で曖昧さを残したままの状況での意思決定や実践を強いることになっている。本研究は、企業行動構造の分析における、データに裏付けられたより意味のある仮説の形成とその立証を支援する機械学習手法の援用を高めることを目的とする。

研究成果の概要

本研究は機械学習によって企業行動構造を分析し,従来発見できなかった成長要因を発見可能とした.機械学習回帰の複雑な結果を理解するため,説明可能AI技術としてShapleyの理論を用いた.この理論では各データの特性を考慮して説明変数の貢献度を求めるので,各企業の特性が特定され得る.従来の線形回帰及び機械学習回帰ではこれは不可能なことであったが,Shapley値により初めて可能となった.従来,時価総額成長率と棚卸資産回転率の間の関係性は証明できなかったが,そのSHAP値と時価総額成長率で相関を取ると高い相関が出現した.SHAPを用いることで各企業の特性を反映した説明変数の貢献度が測定可能となった.

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究の社会的意義は、機械学習アプローチにより潜在的な関係性を新たに発見および証明可能にした点にある。経営学では公開データの限界から企業行動の特性を探ることが困難であったが、SHAPアプローチを用いることで業界平均と比較し、各説明変数が被説明変数に与える貢献度の定量化が可能となった。これは従来の手法では達成不可能であり、企業分析の精度向上に寄与するものである。さらに、SHAPを説明可能AIとして視覚化する技法を開発し、理解しやすいグラフの作成を実現した。この手法は回帰分析を用いるすべての分野に適用可能であり、広範な学問分野における回帰分析および説明可能AI「SHAP」の活用に大きく貢献する。

報告書

(5件)
  • 2023 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2022 実績報告書
  • 2021 実績報告書
  • 2020 実績報告書
  • 研究成果

    (56件)

すべて 2023 2022 2021 2020 その他

すべて 国際共同研究 (4件) 雑誌論文 (38件) (うち国際共著 19件、 査読あり 30件、 オープンアクセス 35件) 学会発表 (7件) (うち国際学会 3件、 招待講演 6件) 備考 (7件)

  • [国際共同研究] マダナパレ工科大学(インド)

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [国際共同研究] インドネシア国立大学(インドネシア)

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      2023 実績報告書
  • [国際共同研究] マダナパレ工科大学(インド)

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      2022 実績報告書
  • [国際共同研究] インドネシア国立大学(インドネシア)

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [雑誌論文] SDGs Gender Equality Analysis in India by using SHAP Interpretation2023

    • 著者名/発表者名
      Bonthala Sreekanth、Shirota Yukari、Chakraborty Basabi
    • 雑誌名

      Proc. of 2023 1st International Conference on Optimization Techniques for Learning (ICOTL) IEEE

      巻: 0 ページ: 1-6

    • DOI

      10.1109/icotl59758.2023.10435062

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      2023 実績報告書 2022 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Critical Factors in Doubling Revenue for Soccer Teams : A Comprehensive Study -Application of Amplitude-Based Clustering in Sales Analysis of football clubs2023

    • 著者名/発表者名
      Matsuhashi Seiji、Shirota Yukari
    • 雑誌名

      Proc. of 2023 1st International Conference on Optimization Techniques for Learning (ICOTL) IEEE

      巻: 0 ページ: 1-5

    • DOI

      10.1109/icotl59758.2023.10434980

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書 2022 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Gender Equality Level Analysis in Indonesia by Shapley Values2023

    • 著者名/発表者名
      Hashimoto Takako、Shirota Yukari、Sari Riri Fitri
    • 雑誌名

      Proc. of 4th IIAI International Congress on Advanced Applied Informatics (IIAI-AAI) IEEE

      巻: 0 ページ: 566-569

    • DOI

      10.1109/iiai-aai59060.2023.00113

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Impact Analysis of Supply Chain Competence on Market Capital Growth in Automobile Manufacturers2023

    • 著者名/発表者名
      Shirota Yukari、Chakraborty Basabi
    • 雑誌名

      Proc. of 4th IIAI International Congress on Advanced Applied Informatics (IIAI-AAI) IEEE

      巻: 0 ページ: 438-441

    • DOI

      10.1109/iiai-aai59060.2023.00090

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] The Network Structure of Open Innovation and the Creativity in the Semiconductor Manufacturing Equipment Industry2023

    • 著者名/発表者名
      Tomita Junichi、Shirota Yukari、Fukushima Eishi、Terahata Masahide
    • 雑誌名

      2023 14th IIAI International Congress on Advanced Applied Informatics (IIAI-AAI)

      巻: Conference Proceedings ページ: 388-393

    • DOI

      10.1109/iiai-aai59060.2023.00082

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Relationship Analysis Between Stock Prices and Financial Statements in the Automobile Industry2023

    • 著者名/発表者名
      Yamaguchi Kenji
    • 雑誌名

      Proc. of 4th IIAI International Congress on Advanced Applied Informatics (IIAI-AAI) IEEE

      巻: 0 ページ: 442-445

    • DOI

      10.1109/iiai-aai59060.2023.00091

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Analyzing Relationships between Companies’ SDGs Activities and Financial Information using SHAP2023

    • 著者名/発表者名
      Ohi Kouta、Hashimoto Takako、Terano Takao、Akagi Kaya、Egusa Ryohei、Shirota Yukari
    • 雑誌名

      14th IIAI International Congress on Advanced Applied Informatics (IIAI-AAI)

      巻: - ページ: 442-445

    • DOI

      10.1109/iiai-aai59060.2023.00110

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] A triad perspective of cross-functional integration across new product development : case study of a multinational Japanese manufacturing company in China2023

    • 著者名/発表者名
      M. Nagashima, J. Shintaku, T. Tomino, T. Usui, T. Yoshimoto, and Y. Hara
    • 雑誌名

      The proceeding of 30th EurOMA Conference

      巻: 0 ページ: 0-0

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Ambidextrous Time Series Data Clustering with Amplitude- based and Shape-based Distances2023

    • 著者名/発表者名
      Shirota, Y., et al.
    • 雑誌名

      proc of EPEAI

      巻: -

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Football Teams Sustained Growing by Academy Training - Proposal of Shapley-based Measurement -2023

    • 著者名/発表者名
      Matsuhashi, S. and Y. Shirota
    • 雑誌名

      proc of DBKDA

      巻: - ページ: 0-0

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] 世界自動車製造業2014年度株価成長の時系列分析2023

    • 著者名/発表者名
      白田由香利, 佐倉環, and B. Chakraborty
    • 雑誌名

      学習院経済論集

      巻: 59 ページ: 141-160

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] An Analysis of Coronavirus Effects on Global Automakers2022

    • 著者名/発表者名
      Murakami Akane, Shirota Yukari
    • 雑誌名

      International Journal of Trade, Economics and Finance

      巻: 13 号: 3 ページ: 56-60

    • DOI

      10.18178/ijtef.2022.13.3.724

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Effects of Coronavirus on Vegetable Juice Manufacturers2022

    • 著者名/発表者名
      Murakami Akane, Shirota Yukari
    • 雑誌名

      International Journal of Trade, Economics and Finance

      巻: 13 号: 2 ページ: 42-46

    • DOI

      10.18178/ijtef.2022.13.2.721

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Feature Importance Analysis in Global Manufacturing Industry2022

    • 著者名/発表者名
      Kenji Yamaguchi
    • 雑誌名

      International Journal of Trade, Economics and Finance

      巻: 13 号: 2 ページ: 28-35

    • DOI

      10.18178/ijtef.2022.13.2.719

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] 機械学習回帰における Shapley 値の理論説明と事例紹介2022

    • 著者名/発表者名
      白田由香利
    • 雑誌名

      第14回データ工学と情報マネジメントに関するフォーラム(DEIM2022)

      巻: 1

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • オープンアクセス
  • [雑誌論文] Feature Importance Analysis in Global Manufacturing Industry2022

    • 著者名/発表者名
      Yamaguchi, K
    • 雑誌名

      International Journal of Trade, Economics Finance

      巻: 13 ページ: 28-35

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Time Series Analysis of SHAP Values by Automobile Manufacturers Recovery Rates2022

    • 著者名/発表者名
      Shirota, Y., K. Kuno, and H. Yoshiura
    • 雑誌名

      proc of ICDLT(ACM)

      巻: - ページ: 135-141

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] An Analysis of Indian Companies’ Profit Growth Pattern by Amplitude-based Clustering2022

    • 著者名/発表者名
      Shirota, Y., B. Chakraborty, and H. Yoshiura
    • 雑誌名

      proc ICKII(IEEE)

      巻: -

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Amplitude-Based Time Series Data Clustering Method2022

    • 著者名/発表者名
      Shirota, Y. and B. Chakraborty
    • 雑誌名

      Gakushuin Economics Papers

      巻: 59 ページ: 127-140

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] An Analysis of Coronavirus Effects on Global Automakers2022

    • 著者名/発表者名
      Murakami, A. and Y. Shirota
    • 雑誌名

      International Journal of Trade, Economics Finance

      巻: 13 ページ: 56-60

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Note for Shape-Based Clustering in Stock Prices2022

    • 著者名/発表者名
      Matsuhashi, S. and Y. Shirota
    • 雑誌名

      proc of IIAI(IEEE)

      巻: - ページ: 373-377

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      2020 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] SDGs India Index Analysis using SHAP2022

    • 著者名/発表者名
      Hashimoto, T., Y. Shirota, and B. Chakraborty
    • 雑誌名

      proc of IES(IEEE)

      巻: - ページ: 461-465

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Automobile Manufacturers Stock Price Recovery Analysis at COVID-19 Outbreak2022

    • 著者名/発表者名
      Fujimaki, M., E. Tsujiura, and Y. Shirota
    • 雑誌名

      proc of P&OM

      巻: - ページ: 0-0

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      2020 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Clustering of ETF Data for Portfolio Selection during Early Period of Corona Virus Outbreak2021

    • 著者名/発表者名
      H. Ito, A. Murakami, N. Dutta, Y. Shirota, and B. Chakraborty
    • 雑誌名

      Gakushuin Journal of Economics,

      巻: 58 ページ: 99-114

    • NAID

      120007144748

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • オープンアクセス
  • [雑誌論文] Time-series Clustering of Global Automakers Stock Prices2021

    • 著者名/発表者名
      Murakami Akane, Shirota Yukari
    • 雑誌名

      Information Engineering Express

      巻: 7 号: 2 ページ: 71-83

    • DOI

      10.52731/iee.v7.i2.626

    • ISSN
      2185-9884, 2185-9892
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書 2020 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Automakers Stock Price Movement Comparison under COVID-192021

    • 著者名/発表者名
      Shirota Yukari、Chakraborty Basabi
    • 雑誌名

      IEEE International Conference on Data Analytics for Business and Industry (ICDABI)

      巻: 1 ページ: 375-379

    • DOI

      10.1109/icdabi53623.2021.9655877

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] A SHAP Value-Based Approach to Stock Price Evaluation of Manufacturing Companies2021

    • 著者名/発表者名
      Shirota Yukari、Fujimaki Mima、Tsujiura Emi、Morita Michiya、Machuca Jose Antonio Dominguez
    • 雑誌名

      4th International Conference on Artificial Intelligence for Industries (AI4I)

      巻: 1 ページ: 75-78

    • DOI

      10.1109/ai4i51902.2021.00026

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Long-term Time Series Data Clustering of Stock Prices for Portfolio Selection2021

    • 著者名/発表者名
      Shirota Yukari、Murakami Akane
    • 雑誌名

      IEEE International Conference on Service Operations and Logistics, and Informatics (SOLI)

      巻: 1 ページ: 1-6

    • DOI

      10.1109/soli54607.2021.9672407

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Shapley値による株価上昇における重要要素の分析 ~ 自動車製造企業のケースについての考察 ~2021

    • 著者名/発表者名
      辻浦衣美、白田由香利
    • 雑誌名

      信学技報

      巻: 121 ページ: 1-4

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • オープンアクセス
  • [雑誌論文] hapley値による株価上昇における重要要素の分析 ~ 電気機器製造企業のケースについての考察 ~2021

    • 著者名/発表者名
      藤巻美舞、白田由香利
    • 雑誌名

      信学技報

      巻: 121 ページ: 9-12

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • オープンアクセス
  • [雑誌論文] Shapley値による株価上昇における重要要素の分析 ~ 精密機械製造企業のケースについての考察 ~2021

    • 著者名/発表者名
      保科慧, 白田由香利
    • 雑誌名

      信学技報

      巻: 121 ページ: 5-8

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • オープンアクセス
  • [雑誌論文] 階層型クラスタリングによる世界的自動車製造会社の株価分析2021

    • 著者名/発表者名
      白田由香利, 村上朱音, 佐倉環, 久保山哲二, 森田道也
    • 雑誌名

      学習院大学計算機センター年報

      巻: 42 ページ: 2-9

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [雑誌論文] Long-term Time Series Data Clustering of Stock Prices for Portfolio Selection2021

    • 著者名/発表者名
      Shirota, Y. and A. Murakami
    • 雑誌名

      proc of SOLI(IEEE)

      巻: -

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] A SHAP Value-Based Approach to Stock Price Evaluation of Manufacturing Companies2021

    • 著者名/発表者名
      Shirota, Y., et al.
    • 雑誌名

      proc of AI4I(IEEE)

      巻: - ページ: 75-78

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Automakers Stock Price Movement Comparison under COVID-19.2021

    • 著者名/発表者名
      Shirota, Y. and B. Chakraborty
    • 雑誌名

      proc of ICDABI

      巻: - ページ: 375-379

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Decline Patterns of Stock Prices by Disasters?Case Study of May 2019.2020

    • 著者名/発表者名
      Yamaguchi, K. and Y. Shirota
    • 雑誌名

      International Journal of Trade, Economics Finance

      巻: 11 ページ: 39-44

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Classification of Japanese Electrical Equipment Manufacturing Industry Recovery Patterns after Disasters2020

    • 著者名/発表者名
      Yamaguchi, K. and Y. Shirota
    • 雑誌名

      International Journal of Trade, Economics Finance

      巻: 11 ページ: 150-155

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] An analysis of political turmoil effects on stock prices: a case study of US-China trade friction.2020

    • 著者名/発表者名
      Shirota, Y., et al.
    • 雑誌名

      proc of the First ACM International Conference on AI in Finance.

      巻: -

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] Theoretical Explanation and Case Studies of Shapley Values in Machine Learning Regression,2023

    • 著者名/発表者名
      Shirota, Y., and B. Chakraborty
    • 学会等名
      DBKDA:TUTORIAL
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Competition and Economic Growth:PANEL2023

    • 著者名/発表者名
      Shirota, Y.
    • 学会等名
      EPEAI
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 機械学習回帰における Shapley 値の活用法2023

    • 著者名/発表者名
      白田由香利
    • 学会等名
      最強DB講義(日本データベース学会)
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 株価分析のための時系列データクラスタリング入門2023

    • 著者名/発表者名
      白田由香利
    • 学会等名
      DEIM
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Practical Approach of Time Series Data Clustering2022

    • 著者名/発表者名
      Shirota, Y.
    • 学会等名
      IIAI: Keynote
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 機械学習回帰における Shapley 値の理論説明と事例紹介,2022

    • 著者名/発表者名
      白田由香利
    • 学会等名
      DEIM
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 世界の電気機器企業の経営特性分析: Ambidextrous 視点からの AI 的アプローチの可能性を探る2021

    • 著者名/発表者名
      森田道也, 白田由香利, 永島正康
    • 学会等名
      JOMSA 第 13 回全国研究発表大会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [備考] 科研B報告:機械学習による企業行動構造の分析の研究(2020-2023:20H01537)

    • URL

      https://www-cc.gakushuin.ac.jp/~20010570//kakenB2020/index.html

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [備考] DEIM2022チュートリアル「機械学習回帰における Shapley 値の理論説明と事例紹介」

    • URL

      https://www.youtube.com/watch?v=YVzyU9spv4E&t=1575s

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [備考] 機械学習による企業行動構造の分析の研究(2020-2023:20H01537)

    • URL

      https://www-cc.gakushuin.ac.jp/~20010570//kakenB2020/index.html

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [備考] JOMSAでのDSI Best paper受賞記念講演

    • URL

      https://jomsa.org/jomsa14/dsiawards/

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [備考] 最強DB講義 機械学習回帰における Shapley 値の活用法(2023/2/22)

    • URL

      https://dblectures.connpass.com/event/274198/

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [備考] DEIMチュートリアル(T2):株価分析のための時系列データクラスタリング入門

    • URL

      https://event.dbsj.org/deim2023/post/tutorial.html

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [備考] DEIMチュートリアル(T2):機械学習回帰におけるShapley値の理論説明と事例紹介

    • URL

      https://event.dbsj.org/deim2022/post/tutorial.html

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書

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公開日: 2020-04-28   更新日: 2025-01-30  

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