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DEAにおける不確実性の導入

研究課題

研究課題/領域番号 22K14443
研究種目

若手研究

配分区分基金
審査区分 小区分25010:社会システム工学関連
研究機関東京理科大学

研究代表者

趙 宇  東京理科大学, 経営学部経営学科, 講師 (40879384)

研究期間 (年度) 2022-04-01 – 2025-03-31
研究課題ステータス 完了 (2024年度)
配分額 *注記
3,900千円 (直接経費: 3,000千円、間接経費: 900千円)
2024年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
2023年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2022年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円)
キーワード不確実性 / 効率性の評価 / フロンティア推定法 / データ包絡分析法 / フロンティアの推定法 / 非効率性 / データの確率的変動 / 効率性尺度 / 多入力多出力システム / データ包絡分析法(DEA) / 効率性分析 / 統計的手法 / 確率的変動
研究開始時の研究の概要

情報化社会と言われる現代では、生産や経営管理の現場の多種多様なデータを駆使して業務の効率化を図ることが必要であり、データ包絡分析法(Data Envelopment Analysis; DEA)による分析が様々な分野で広く行われている。しかしながら、データには観測誤差などの不確実性が存在しているにもかかわらず、データの確率的変動を取り入れたDEAモデルの開発は十分に行われているとは言えない。本研究の目的は、不確実性環境下におけるDEAモデルの開発である。具体的には、データの確率的変動を取り入れた生産フロンティアの推定方法を構築し、実用的で信頼性の高い確率的効率性尺度を開発することである。

研究成果の概要

本研究では、Data Envelopment Analysis(DEA)を基盤として、多入力多出力システムにおける不確実性を考慮した新たな生産フロンティア推定手法を開発した。従来のDEAモデルでは、データに含まれる確率的変動や観測誤差が十分に考慮されておらず、フロンティア推定の精度に課題があった。これに対して本研究では、統計的学習理論や機械学習、情報理論を組み合わせた新たなアプローチを導入し、効率性とフロンティアのより正確な推定を実現した。シミュレーションや実データを用いた検証により、提案手法が既存手法に比べて高精度かつ柔軟性に優れることを示した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究は、DEAに不確実性を導入することで、従来の決定論的モデルでは捉えきれなかったデータの確率的変動や観測誤差に対応可能な理論的枠組みを提示した点で学術的意義がある。統計的学習理論や機械学習との融合により、効率性評価の精度と汎用性を高めた。また、提案手法は、医療、金融、公共部門など、実社会での意思決定支援にも応用可能であり、限られた資源の有効活用やサービスの質の向上に貢献する社会的意義を有する。

報告書

(4件)
  • 2024 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2023 実施状況報告書
  • 2022 実施状況報告書
  • 研究成果

    (27件)

すべて 2025 2024 2023 2022

すべて 雑誌論文 (8件) (うち査読あり 7件、 オープンアクセス 4件) 学会発表 (18件) (うち国際学会 9件、 招待講演 4件) 図書 (1件)

  • [雑誌論文] Closest targets in Russell graph measure of strongly monotonic efficiency for an extended facet production possibility set2025

    • 著者名/発表者名
      Sekitani Kazuyuki、Zhao Yu
    • 雑誌名

      Journal of the Operational Research Society

      巻: - ページ: 1~19

    • DOI

      10.1080/01605682.2025.2460617

    • 関連する報告書
      2024 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] A Density-Weighted Information Gain Tree for Clustering Mixed-Type Data2024

    • 著者名/発表者名
      Zhao Yu
    • 雑誌名

      2024 7th International Conference on Data Science and Information Technology (DSIT)

      巻: - ページ: 1~6

    • DOI

      10.1109/dsit61374.2024.10882131

    • 関連する報告書
      2024 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Estimating Malmquist-type indices with StoNED2024

    • 著者名/発表者名
      Zhao Yu、Morita Hiroshi
    • 雑誌名

      Expert Systems with Applications

      巻: 250 ページ: 123877~123877

    • DOI

      10.1016/j.eswa.2024.123877

    • 関連する報告書
      2024 実績報告書 2023 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Empirical Estimation of the Production Frontier2024

    • 著者名/発表者名
      Yu Zhao
    • 雑誌名

      Advances in the Theory and Applications of Performance Measurement and Management

      巻: - ページ: 59~69

    • DOI

      10.1007/978-3-031-61597-9

    • 関連する報告書
      2024 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Empirical Estimation of the Production Frontier2024

    • 著者名/発表者名
      Zhao Yu
    • 雑誌名

      Advances in Theory and Applictions of Performance Measurement and Management - Proceedings of DEA45 - International Conference on Data Envelopment Analysis

      巻: - ページ: -

    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 統計的DEA法:理論と応用2024

    • 著者名/発表者名
      国友直人, 趙宇
    • 雑誌名

      統計数理研究所共同研究リポート471-極値理論の工学への応用(21)

      巻: 21 ページ: 52-57

    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
    • オープンアクセス
  • [雑誌論文] Least-distance approach for efficiency analysis: A framework for nonlinear DEA models2023

    • 著者名/発表者名
      Kazuyuki Sekitani, Yu Zhao
    • 雑誌名

      European Journal of Operational Research

      巻: 306 ページ: 1296~1310

    • DOI

      10.1016/j.ejor.2022.09.001

    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Nonparametric Estimation of the Production Frontier Using a Data-Fitting Technique2022

    • 著者名/発表者名
      Yu Zhao
    • 雑誌名

      Frontiers in Artificial Intelligence and Applications

      巻: 352 ページ: 9~20

    • DOI

      10.3233/faia220079

    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] Sustainable Performance Evaluation and Prediction of the Banking Sector: Opening the Black Box of DEA with Machine Learning and Explainable AI2025

    • 著者名/発表者名
      Yu Zhao
    • 学会等名
      17th International Conference on Machine Learning and Computing
    • 関連する報告書
      2024 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] A Density-Weighted Information Gain Tree for Clustering Mixed-Type Data2024

    • 著者名/発表者名
      Yu Zhao
    • 学会等名
      7th International Conference on Data Science and Information Technology
    • 関連する報告書
      2024 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] A Tree-Based Resampling Approach for Estimating Statistical Production Frontier and Confidence Intervals of Efficiencies2024

    • 著者名/発表者名
      Yu Zhao
    • 学会等名
      The 20th Annual Meeting & International Conference of OR Society of TAIWAN (ORSTW 2024)
    • 関連する報告書
      2024 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] A Forest-Based Resampling Approach for Estimating Statistical Production Frontier and Confidence Intervals of Efficiencies2024

    • 著者名/発表者名
      Yu Zhao
    • 学会等名
      International Conference on Data Envelopment Analysis 2024
    • 関連する報告書
      2024 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Evaluating Efficiency in DEA with Consideration of Probabilistic Variations in Data2024

    • 著者名/発表者名
      Yu Zhao
    • 学会等名
      2024 INFORMS Annual Meeting
    • 関連する報告書
      2024 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] A Tree-Based Method for Bootstrapping in Data Envelopment Analysis2024

    • 著者名/発表者名
      Yu Zhao
    • 学会等名
      The 2nd Joint Conference on Statistics and Data Science in China
    • 関連する報告書
      2024 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] A Maximum Russell Graph Measure with Strong Monotonicity and Closest Targets2024

    • 著者名/発表者名
      関谷和之, 趙宇
    • 学会等名
      日本オペレーションズ・リサーチ学会2024年春季研究発表会
    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
  • [学会発表] An empirical data-fitting approach to estimate the production frontier2023

    • 著者名/発表者名
      Zhao Yu
    • 学会等名
      DEA45: International Conference on Data Envelopment Analysis
    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Maximum Russell graph measures and extended production possibility sets2023

    • 著者名/発表者名
      関谷和之, 趙宇
    • 学会等名
      日本オペレーションズ・リサーチ学会2023年春季研究発表会
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] Strongly Monotonic Efficiency Measures in Data Envelopment Analysis2022

    • 著者名/発表者名
      Yu Zhao
    • 学会等名
      2022 INFORMS Annual Meeting
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Nonparametric Estimation of the Production Frontier Using a Data-Fitting Technique2022

    • 著者名/発表者名
      Yu Zhao
    • 学会等名
      The 3rd International Conference on Modern Management based on Big Data (MMBD2022)
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 統計的 DEA 法とその応用について2022

    • 著者名/発表者名
      趙宇
    • 学会等名
      東京理科大学総合研究院統計科学部門第 15 回統計科学セミナー
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 不確実性を考慮した生産フロンティアの推定手法とその応用について2022

    • 著者名/発表者名
      趙宇
    • 学会等名
      スケジューリング学会リスクマネジメント研究部会
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] A well-defined extended production possibility set and strongly monotonic efficiency measures2022

    • 著者名/発表者名
      関谷和之, 趙宇
    • 学会等名
      日本オペレーションズ・リサーチ学会2022年秋季研究発表会
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] ノンパラメトリックなアプローチによる生産フロンティアの推定2022

    • 著者名/発表者名
      趙宇
    • 学会等名
      日本OR学会九州支部2022年度第1回講演会・研究会
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 統計的DEA法2022

    • 著者名/発表者名
      趙宇, 国友直人
    • 学会等名
      2022年度統計関連学会連合大会
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] LP approach to the least-distance efficiency of nonlinear DEA models2022

    • 著者名/発表者名
      関谷和之, 趙宇
    • 学会等名
      日本オペレーションズ・リサーチ学会2022年春季研究発表会
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] LP approach to the least-distance efficiency measures2022

    • 著者名/発表者名
      Yu Zhao, Kazuyuki Sekitani
    • 学会等名
      京都大学数理解析研究所共同研究(公開型)「数理最適化の理論と応用の深化」
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [図書] Operations Management and Management Science (Chapter 5: Performance measurement using deterministic and stochastic multiplicative directional distance functions)2023

    • 著者名/発表者名
      Yu Zhao
    • 総ページ数
      222
    • 出版者
      IntechOpen
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書

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公開日: 2022-04-19   更新日: 2026-01-16  

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