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2022 Fiscal Year Research-status Report

DEAにおける不確実性の導入

Research Project

Project/Area Number 22K14443
Research InstitutionTokyo University of Science

Principal Investigator

趙 宇  東京理科大学, 経営学部経営学科, 助教 (40879384)

Project Period (FY) 2022-04-01 – 2025-03-31
Keywords不確実性 / フロンティアの推定法 / 非効率性 / 多入力多出力システム
Outline of Annual Research Achievements

DEAを分析基盤とし、多入力多出力システムの不確実性を考慮した新たなフロンティアの構築方法の開発を行った。これまでに、フロンティアを推定するいくつかのDEAのバリエーションモデルが提案されているが、データの不確実性が変化すると推定されたフロンティアが真のフロンティアから大きく外れることがシミュレーションで明らかになった。この問題点を改善した推定法を提案した。これによって、多入力多出力システムに不確実性と非効率性が同時に存在するとき、より妥当な非効率性評価が可能となった。提案手法は、統計的学習理論と組み合わせることで、より高精度のフロンティアを推定できる。シミュレーションの実験結果により、提案手法とリサンプリング法を組み合わせることで、既存のDEAモデルよりも正確な推定結果が得られることが示された。
提案手法により構築したフロンティアを元にDEA型の生産可能集合を導出した。この生産可能集合は入力指向の距離関数、出力指向の距離関数、グラフ指向の距離関数、方向ベクトルを用いた指向性距離関数のいずれかを用いて特徴づけることができる。
既存の効率性尺度について、構築した理論をベースにフロンティアを推定し、データの確率的変動に対する効率性尺度への拡張を行った。さらに、DEA型生産可能集合と効率性尺度の公理系との関係を検証し、線形関数だけでなく、非線形関数をもつ効率性尺度のモデルについても線形計画問題で求められることを示した。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

いくつかの不確実性の状況を想定し、それに対応するフロンティアを推定するモデル化ができ、その有効性を検証することができている。今後、異なる不確実性の設定を検討し、実用性の高い効率性尺度を評価できるDEAモデルを開発していく。

Strategy for Future Research Activity

非効率性のみを確率変数と見なす場合、すべての観測データが推定されたフロンティアの下に来る条件下で最適化するのは、より一般には「凸集合内の有限個の観測データから超平面を推定する」という統計的問題と解釈できる。データの上位値を利用するなど極値を利用するというアイデアは自然であるが統計的性質は自明ではなさそうである。この点について今後検討する予定である。

  • Research Products

    (13 results)

All 2023 2022

All Journal Article (2 results) (of which Peer Reviewed: 2 results,  Open Access: 2 results) Presentation (10 results) (of which Int'l Joint Research: 2 results,  Invited: 3 results) Book (1 results)

  • [Journal Article] Least-distance approach for efficiency analysis: A framework for nonlinear DEA models2023

    • Author(s)
      Kazuyuki Sekitani, Yu Zhao
    • Journal Title

      European Journal of Operational Research

      Volume: 306 Pages: 1296~1310

    • DOI

      10.1016/j.ejor.2022.09.001

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Nonparametric Estimation of the Production Frontier Using a Data-Fitting Technique2022

    • Author(s)
      Yu Zhao
    • Journal Title

      Frontiers in Artificial Intelligence and Applications

      Volume: 352 Pages: 9~20

    • DOI

      10.3233/faia220079

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Presentation] Maximum Russell graph measures and extended production possibility sets2023

    • Author(s)
      関谷和之, 趙宇
    • Organizer
      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
  • [Presentation] Strongly Monotonic Efficiency Measures in Data Envelopment Analysis2022

    • Author(s)
      Yu Zhao
    • Organizer
      2022 INFORMS Annual Meeting
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Nonparametric Estimation of the Production Frontier Using a Data-Fitting Technique2022

    • Author(s)
      Yu Zhao
    • Organizer
      The 3rd International Conference on Modern Management based on Big Data (MMBD2022)
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 統計的 DEA 法とその応用について2022

    • Author(s)
      趙宇
    • Organizer
      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
    • Invited
  • [Presentation] 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

    • Author(s)
      趙宇
    • Organizer
      スケジューリング学会リスクマネジメント研究部会
    • Invited
  • [Presentation] A well-defined extended production possibility set and strongly monotonic efficiency measures2022

    • Author(s)
      関谷和之, 趙宇
    • Organizer
      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
  • [Presentation] 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

    • Author(s)
      趙宇
    • Organizer
      日本OR学会九州支部2022年度第1回講演会・研究会
    • Invited
  • [Presentation] 統計的DEA法2022

    • Author(s)
      趙宇, 国友直人
    • Organizer
      2022年度統計関連学会連合大会
  • [Presentation] LP approach to the least-distance efficiency of nonlinear DEA models2022

    • Author(s)
      関谷和之, 趙宇
    • Organizer
      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
  • [Presentation] LP approach to the least-distance efficiency measures2022

    • Author(s)
      Yu Zhao, Kazuyuki Sekitani
    • Organizer
      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」
  • [Book] Operations Management and Management Science (Chapter 5: Performance measurement using deterministic and stochastic multiplicative directional distance functions)2023

    • Author(s)
      Yu Zhao
    • Total Pages
      222
    • Publisher
      IntechOpen

URL: 

Published: 2023-12-25  

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