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2016 年度 実施状況報告書

応答曲面法を用いた大規模シミュレーション内包型ブラックボックス最適化手法

研究課題

研究課題/領域番号 16K06435
研究機関一般財団法人日本生涯学習総合研究所

研究代表者

相吉 英太郎  一般財団法人日本生涯学習総合研究所, 研究開発課, 主席研究員 (90137985)

研究分担者 安田 恵一郎  首都大学東京, 理工学研究科, 教授 (30220148)
研究期間 (年度) 2016-04-01 – 2021-03-31
キーワード螺旋型システムズアプローチ / モデル構築型最適化手法 / 応答曲面法 / 逐次更新型最適化手法 / システム連携
研究実績の概要

研究実績は、(1)螺旋型システムズアプローチの提案 (2)不確実性のもとでの環境変動に対処して逐次的に最適化問題を再定式化して解き直すしアプローチの提案 (3)最適化手法としての新たなメタヒューリスティクスの開発、である。
社会的課題解決のために、モデリング機能やシミュレーション機能を最適化機能のなかに内包させるだけでなく、環境の変動のもとでシステムの構造自体が変化することを想定し、それに対する仮説変更による最適化問題の再定式化機能も内包させて解き直すループを循環するアプローチとして「螺旋型システムズアプローチ」を提案した。応答曲面法をこの螺旋型システムズアプローチの局面に位置付けることができる。さらに、この螺旋型システムズアプローチの具体的問題として、システム自体が要素として連結して拡大してく過程を想定した場合について考察した。
つぎに、天候などの自然環境の不確実性のもとで、状況に応じて最適化問題を再定式化して逐次解き直すことを繰り返すアプローチを、螺旋型システムズアプローチの一形態として
考察した。
また、このような螺旋型システムズアプローチにおいて用いる最適化手法として、メタヒューリスティクスによる新たな多目的最適化手法を開発した。そこでは、メタヒョーリスティクスに機能分担という新たな自由度を付与した手法や、Firefly Algorithmに基づく新たな手法を提案した。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

3: やや遅れている

理由

昨年3月で勤務していた慶應義塾を退職し、新組織で本研究課題の研究を立ち上げたが、学生スタッフがいなくなったことと、科研費による研究体制の立ち上げ、および分担者との連携体制の構築に時間を要したことによる遅れがあるが軽微であり、提唱した新しいシステムズアプローチの概念については、学会等で評価されているので、今後の挽回は十分可能である。なお、分担者担当の計算手法の開発は順調に進んでいる。

今後の研究の推進方策

螺旋型システムズアプローチとして、「モデリング⇒シミュレーション⇒最適化⇒実装⇒モデルリング⇒…」の流れに応答曲面法の考え方を組み込んだ手法を実際に開発し、簡単であるがより実用的な問題に適用し、この考え方やアプローチの有用性を検討する。とくにこの作業を分担者とのより密な連携のもとでおこなっていく。

  • 研究成果

    (6件)

すべて 2016

すべて 雑誌論文 (4件) (うち査読あり 4件) 学会発表 (2件) (うち国際学会 2件)

  • [雑誌論文] 問題構造の概形の推定機構を有する多点探索型組合せ最適化手法2016

    • 著者名/発表者名
      森田真英,落合広樹木,田村健一,安田恵一郎
    • 雑誌名

      電気学会電子・情報・システム部門誌

      巻: 136 ページ: 963~976

    • DOI

      10.1541/ieejeiss.136.963

    • 査読あり
  • [雑誌論文] 螺旋型システムズアプローチ-大規模・複雑な社会的課題解決に向けて-2016

    • 著者名/発表者名
      相吉英太郎
    • 雑誌名

      計測と制御

      巻: 55 ページ: 650~656

    • DOI

      10.11499/siceji.55.650

    • 査読あり
  • [雑誌論文] 単一目的最適化における優良解集合探索問題とFirefly Algorithmに基づく解法2016

    • 著者名/発表者名
      大隅竜太,熊谷渉,田村健一,安田恵一郎
    • 雑誌名

      電気学会電子・情報・システム部門誌

      巻: 136 ページ: 1497~1498

    • DOI

      10.1541/ieejeiss.136.1497

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Distributed Optimization for Energy Flow Problem by Price Coordination using Augmented Lagrangian Method2016

    • 著者名/発表者名
      H. Koita, R. Maeda, E. Aiyoshi
    • 雑誌名

      SICE Journal of Control, Measurment, and System Integration,

      巻: 9 ページ: 242~250

    • DOI

      10.9746/jcmsi.9.242

    • 査読あり
  • [学会発表] Novel Single-objective Optimization Problem and Firefly Algorithm-based Optimization Method2016

    • 著者名/発表者名
      R. Oosumi, K. Tamura, K. Yasuda
    • 学会等名
      2016 IEEE International Conference on Systems, Man, and Cybernetics
    • 発表場所
      Budapest, Hungary
    • 年月日
      2016-10-09 – 2016-10-12
    • 国際学会
  • [学会発表] Functional Specialization Based Search Strategy for Multi-objective Optimization2016

    • 著者名/発表者名
      S. Morita, K. Tamura, K.yasuda
    • 学会等名
      2016 IEEE International Conference on Sysyems, Man, and Cybernetics
    • 発表場所
      Budapest, Hungary
    • 年月日
      2016-10-09 – 2016-10-12
    • 国際学会

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公開日: 2018-01-16  

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