NAGATA, Yasushi

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Affiliation

Faculty of Science and Engineering, School of Creative Science and Engineering

Job title

Professor

Homepage URL

http://www.stat.mgmt.waseda.ac.jp

Concurrent Post 【 display / non-display

  • Faculty of Science and Engineering   Graduate School of Creative Science and Engineering

Research Institute 【 display / non-display

  • 2020
    -
    2022

    理工学術院総合研究所   兼任研究員

Education 【 display / non-display

  • 1982.04
    -
    1985.09

    Osaka University   Graduate School, Division of Engineering Science  

  • 1982.04
    -
    1985.09

    Osaka University   Graduate School, Division of Engineering Science  

  • 1980.04
    -
    1982.03

    Osaka University   Graduate School, Division of Engineering Science  

  • 1980.04
    -
    1982.03

    Osaka University   Graduate School, Division of Engineering Science  

  • 1976.04
    -
    1980.03

    Kyoto University   Faculty of Science   Mathematics  

Degree 【 display / non-display

  • 大阪大学   工学博士

  • (BLANK)

Professional Memberships 【 display / non-display

  •  
     
     

    品質工学会

  •  
     
     

    日本品質管理学会

  •  
     
     

    日本統計学会

  •  
     
     

    日本行動計量学会

  •  
     
     

    日本経営工学会

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Research Areas 【 display / non-display

  • Statistical science

Papers 【 display / non-display

  • Setting Control Limits in a Multivariate Exponentially Weighted Moving Likelihood Control Chart

    Takumi SARUHASHI, Masato OHKUBO, Yuma UENO, Yasushi NAGATA

    Total Quality Science   6 ( 3 ) 84 - 90  2021.10  [Refereed]

    Authorship:Last author

    DOI

  • Application of VBGMM for pitch type classification: analysis of TrackMan's pitch tracking data

    Kazuhiro Umemura, Toshimasa Yanai, Yasushi Nagata

    Japanese Journal of Statistics and Data Science   4 ( 1 ) 41 - 71  2021.07  [Refereed]

    Authorship:Last author

     View Summary

    <title>Abstract</title>In the game of baseball, each pitcher throws various types of pitches, such as cutter, curve ball, slider, and splitter. Although the type of a given pitch may be inferred by audience and/or obtained from the TrackMan data, the actual pitch type (i.e., the pitch type declared by the pitcher) may not be known. Classification of pitch types is a challenging task, as pitched baseballs may have different kinematic characteristics across pitchers even if the self-declared pitch types are the same. In addition, there is a possibility that the kinematic characteristics of pitched baseballs are identical even if the self-declared pitch types are different. In this study, we aimed to classify TrackMan data of pitched baseballs into pitch types by applying the Variational Bayesian Gaussian Mixture Models technique. We also aimed to analyze the kinematic characteristics of the classified pitch types and indices related to batting performance while pitching each pitch type. The results showed that the pitch types could not be accurately classified solely by kinematic characteristics, but with consideration of the characteristics of the fastball the accuracy improves substantially. This study could provide a basis for the development of a more accurate automatic pitch type classification system.

    DOI

  • Study on Likelihood-Ratio-Based Multivariate EWMA Control Chart Using Lasso

    Takumi Saruhashi, Masato Ohkubo, Yasushi Nagata

    Quality Innovation Prosperity   25 ( 1 ) 3 - 15  2021.03  [Refereed]

     View Summary

    Purpose: When applying exponentially weighted moving average (EWMA) multivariate control charts to multivariate statistical process control, in many cases, only some elements of the controlled parameters change. In such situations, control charts applying Lasso are useful. This study proposes a novel multivariate control chart that assumes that only a few elements of the controlled parameters change.
    Methodology/Approach: We applied Lasso to the conventional likelihood ratio-based EWMA chart; specifically, we considered a multivariate control chart based on a log-likelihood ratio with sparse estimators of the mean vector and variance-covariance matrix.
    Findings: The results show that 1) it is possible to identify which elements have changed by confirming each sparse estimated parameter, and 2) the proposed procedure outperforms the conventional likelihood ratio-based EWMA chart regardless of the number of parameter elements that change.
    Research Limitation/Implication: We perform sparse estimation under the assumption that the regularization parameters are known. However, the regularization parameters are often unknown in real life; therefore, it is necessary to discuss how to determine them.
    Originality/Value of paper: The study provides a natural extension of the conventional likelihood ratio-based EWMA chart to improve interpretability and detection accuracy. Our procedure is expected to solve challenges created by changes in a few elements of the population mean vector and population variance-covariance matrix.

    DOI

  • Anomaly Detection for Noisy Data with the Mahalanobis–Taguchi System

    Masato Ohkubo, Yasushi Nagata

    Quality Innovation Prosperity   24 ( 2 ) 75 - 75  2020.07

    Authorship:Last author

     View Summary

    &lt;p&gt;&lt;strong&gt;Purpose:&lt;/strong&gt; Condition-based maintenance requires an accurate detection of unknown yet-to-have-occurred anomalies and the establishment of anomaly detection procedure for sensor data is urgently needed. Sensor data are noisy, and a conventional analysis cannot always be conducted appropriately. An anomaly detection procedure for noisy data was therefore developed.&lt;/p&gt;&lt;p&gt;&lt;strong&gt;Methodology/Approach:&lt;/strong&gt; In a conventional Mahalanobis–Taguchi method, appropriate anomaly detection is difficult with noisy data. Herein, the following is applied: 1) estimation of a statistical model considering noise, 2) its application to anomaly detection, and 3) development of a corresponding analysis framework.&lt;/p&gt;&lt;p&gt;&lt;strong&gt;Findings:&lt;/strong&gt; Engineers can conduct anomaly detection through the measurement and accumulation, analysis, and feedback of data. Especially, the two-step estimation of the statistical model in the analysis stage helps because it bridges technical knowledge and advanced anomaly detection.&lt;/p&gt;&lt;p&gt;&lt;strong&gt;Research Limitation/implication:&lt;/strong&gt; A novel data-utilisation design regarding the acquired quality is provided. Sensor-collected big data are generally noisy. By contrast, data targeted through conventional statistical quality control are small but the noise is controlled. Thus various findings for quality acquisition can be obtained. A framework for data analysis using big and small data is provided.&lt;/p&gt;&lt;strong&gt;Originality/Value of paper:&lt;/strong&gt; The proposed statistical anomaly detection procedure for noisy data will improve of the feasibility of new services such as condition-based maintenance of equipment using sensor data.

    DOI

  • Proposal for a new single imputation method using Taguchi’s T-method

    Yuto Nakao, Yasushi Nagata

    Total Quality Science   Vol.5 ( No.3 ) 102 - 110  2020.03  [Refereed]

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Books and Other Publications 【 display / non-display

  • SQCセミナーの物語,2020品質月間テキストNo.449

    永田靖

    日本科学技術連盟  2020.10

  • 統計的方法の考え方を学ぶ

    永田靖

    日科技連出版社  2016

  • 開発・設計に必要な品質管理

    日本品質管理学会中部支部産学連携研究会, 田靖

    日本規格協会  2015.11

  • アンスコム的な数値例で学ぶ統計的方法23講

    廣野元久, 永田靖

    日科技連出版社  2013.01

  • 工程能力指数

    永田靖, 棟近雅彦

    日本規格協会  2011.11

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Awards 【 display / non-display

  • Best Paper Award

    2021.10   ANQ (Asian Network for Quality) Congress 2021  

  • Best Paper Award,ANQ(Asian Network for Quality) Congress 2020

    2020.10  

  • The Deming Prize for Individuals

    2019.11  

  • Best Paper Award,ANQ(Asian Network for Quality) Congress 2019

    2019.10  

  • Waseda University Teaching Award (Spring Semester 2018)

    2019.02  

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Research Projects 【 display / non-display

  • 複雑なデータ環境に適用できるタグチメソッドの研究

    Project Year :

    2018.04
    -
    2021.03
     

     View Summary

    SN比解析や田口流実験計画法に関連して次のような研究を行った.田口の導入したサイクリック計画を用いて,スポーツの対戦システムに関する最適性について研究した昨年の結果をさらに発展させて論文にまとめた.この結果は学術誌に掲載された.また,一般化線形モデルを用いた動特性に関するロバスト・パラメータ設計の研究を国際会議で発表し,ベスト・ペーパー・アワードを受賞した.さらに,多変量累積和管理図について両側信頼限界を設定する方法を開発し,その性能の検討した.この成果を国際会議で発表した.MTシステムに関連して,次のような研究を行った.まず,異常検知のためのMT法の研究について述べる.潜在クラスモデルに基づく条件付き異常検知システムを開発して,その性能が優れていることを確認した.この成果を国際会議で発表し,論文にまとめて学術誌に投稿し,掲載された.ラベルをつけていない単位空間を用いたMT法に基づく異常検知の方法を開発し,性能評価した.この成果を学術誌に論文を投稿し,採択された.次に,予測手法であるT法に関連した研究について述べる.まず,単一変数の時系列モデルのデータを変換して解析するT法タイプの方法を開発し,その性能評価についての研究を行った.この成果をまとめ,学術誌に論文を投稿し,掲載された.次に,T法を用いて欠測値補完を行う方法を開発し,性能評価を行った.その成果を学術誌に論文と投稿し,掲載が決定した.不均衡データに対してデータを増加させるスモートの新しい方法を提案し,分類問題に適用し,性能が優れていることを確認した.その成果を論文にまとめ,その改訂作業を行い,学術誌に掲載された.SN比解析や田口流実験計画法の研究ついては,ほぼ順調に進展した.MTシステムの研究についても,複雑な状況下を設定したもとで,十分多くの研究成果を出すことができた.また,多くの研究成果の論文化と掲載まで達成することができた.より複雑な状況におけるSN比解析や田口流実験計画法,そしてMTシステムの研究については研究を継続してきたい.特に,複雑な状況設定については,データの構造の複雑さ,変数の多次元化・高次元化,データの欠損や不均衡の状況に対して,研究を深めていきたい

  • Extensive research of Taguchi method

    Project Year :

    2015.04
    -
    2018.03
     

     View Summary

    In this research, we propose extended Taguchi methods and aim for the theoretical development of the extended methods. In particular, the generalization and extensional improvement of the SN ratio in the experimental design (hereafter referred to as research I) and the extended improvement of the MT system (Mahalanobis Taguchi system) and its theoretical research (hereinafter referred to as research Ⅱ).As for research Ⅰ, we will clarify the properties of the SN ratio proposed in various situations from the mathematical aspect, propose new analytical methods using the new SN ratios, and clarify their theoretical properties . As for research Ⅱ, we theoretically clarify the features of each method of MT system, develop new analytical methods, compare with existing methods among MT system and multivariate analysis methods. Furthermore, I want to formulate guidelines

  • Systematic theorization of Taguchi method

    Project Year :

    2012.04
    -
    2015.03
     

     View Summary

    Taguchi method is widely used in practice by engineers in the world. Taguchi method is the collection of procedures which Dr. Gen-ichi Taguchi had been developing for years.Particularly, Taguchi method consists of (i) robust parameter design based on SN ratio, (ii) MT system which is the collections of several multivariate data analysis procedures, and (iii) the evaluation method based on loss functions. In this research, we took up (i) and (ii). We proved some theoretical aspects of the existing procedures and then we proposed several improving procedures. Our results are rated highly, and we got several awards for our research

  • DEVELOPMENT OF ANALYSIS SYSTEM FOR QUALITY INFORMATION BY GRAPHICAL MODELLING

     View Summary

    A graphical model is a probability model for random observations whose independence structure can be characterised by independence graph, and graphical modelling is the statistical activity of fitting graphical models to the data. The theory of graphical modelling has emerged from a mixture of log-linear models in multi-way contingency tables and covariance selection models in multivariate normal distribution. In this research, we develop the conversational data analysis system both for graphical Gaussian modelling which can be used for analysis of multi-dimensional continuous variables when assuming their distribution to be multivariate normal distribution, and for graphical log-linear modelling which can be used for multi-dimensional discrete variables when assuming their distribution to be mulinomial distribution. This system is applicable to representation of a probability model by using not only undirected independence graphs but also directed and chain independence graphs. The system can be linked to the existing analysis system for other methods of multivariate analysis

  • Theoretical Research on Graphical Modeling and New Multivariate Analysis and the Development of the Software

     View Summary

    We studied the statistical multivariate analysis, especially the graphical modeling.The summary of theoretical research results is following : (1) multiplicity of tests and model selections ; (2) performance of deviance as a statistic for the validity of a model ; (3) a new variable selection procedure based on a path diagram ; (4) the effect of intervention on the independent variables using the directed model as a causal model ; (5) the performance of the conditional intervention ; (6) stepwise variable selection incovariance structure analysis ; (7) shrinkage estimation to smooth boundary ; (8) statistical aspect of process capability indices.The summary of the research results from practical view points is following : (1) the development and the improvement of a computer software for the graphical modeling of continuous variables ; (2) the development and the improvement of a computer software for the graphical modeling of the discrete wariables ; (3) the applied examples on the process control, remote sensing and customer satisfaction survey.We published the book "Introduction to graphical modeling" . This book was selected as the Nikkei Hinshitsukanri Bunkensho in 1999

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Specific Research 【 display / non-display

  • 統計的多重比較法の研究

    2004  

     View Summary

     次の6つの課題に取り組んだ.(1)検出力とサンプルサイズの検討 統計的方法の基礎的な手法についてサンプルサイズの設計の方法を,検出力と区間推定の立場からまとめ,成書とした.このようなまとまった書籍はこれまでになかったものである.(2)多重比較法におけるサンプルサイズの検討 多重比較法におけるサンプルサイズの設計方法について検討した.(3)工程能力指数の研究 工程能力指数について,データが正規分布に従っていない場合も含めて,推定方法や精度などについて研究した.(4)実験計画法における推定方法の改良について 実験計画法で得られるデータに基づいて,効果の推定や誤差分散の推定の方法について,従来方法の改良方法を開発し,その推定精度について研究した.(5)新しい多変量解析の適用についての研究 グラフィカルモデルを用いた因果推論について,回帰分析の枠組みを発展させる方向で研究した.また,マハラノビスタグチシステムについて,新しい尺度の構成方法などについて研究した.(6)統計学のための数学のまとめ 統計学を学ぶために必要な数学を吟味し,まとめた.

  • フィッシャー流実験計画法と田口流実験計画法との融合

    2002  

     View Summary

    次の8つの課題に取り組んだ.(1)検出力とサンプルサイズの検討 広く使われている標準的な統計的方法について検定における検出力と区間推定に基づく観点から,非心分布の各種の近似式を検討し,実務的に使える近似式を整理した.それに基づいて,サンプルサイズの設計方式を整理した.今後の教育・研究に活用するため,それらの結果を,200ページあまりの冊子にまとめた.特に,今後は,多重比較法について,検出力とサンプルサイズの設計の問題を取り組んでいきたい.今回の成果は,その基礎となるものである.(2)SN比についての検定 測定機の性能を測る量としてSN比が提案されている.本研究では,複数の測定器のSN比の一様性の検定方法を導き,検定のサイズと検出力について検討した.簡便でリーズナブルな精度をもつ検定方式を得ることができた.(3)重回帰分析における偏回帰係数の解釈について 重回帰分析における偏回帰係数の解釈の問題は困難である.これを,グラフィカルモデリングの観点からの解釈と関連させて整理した.(4)実験計画法における最適水準での推定量の統計的性能について 分散分析表に基づいて,最適水準を決定して母平均の推定量を構成する場合,最適水準の選択による上方へのバイアスと,効果があるのにそれを無視してしまうことによる下方へのバイアスが存在する.それらを適切に評価し,制御することが,精度のよい推定につながる.本研究では,これらの観点から,推定量のバイアスと平均2乗誤差を評価し,どのような推定方式がよいのかを検討した.(5)重回帰分析における寄与率の推定 重回帰分析では,寄与率や自由度調整済み寄与率は基本的な統計量であり,常に参照される量である.しかし,それらが真の寄与率を精度良く推定できているとは限らない.モデルを固定させたときに,これらの推定精度を研究した論文は存在したが,本研究では,変数選択を伴った状況で,これらの推定精度について研究した.(6)偏相関係数行列の感度分析 偏相関係数行列はグラフィカルモデリングにおいて重要である.本研究では,偏相関係数行列について,個々のデータがどのような影響を有するのかという観点から,感度分析の研究を行った.(7)MTA法についての研究 MTA法はタグチメソッドにおいて最近開発された方法である.通常のマハラノビスの距離のかわりに,余因子に基づいて距離を作成する.本研究では,その問題点を整理し,2つの軸により尺度を構成する方法を提案した.(8)実践的な統計教育の研究 企業における多変量解析法や実験計画法に関する統計教育の問題点を整理し,改良案を提案した.

  • 実験計画法の工程解析への応用

    2000  

     View Summary

     次の4つの内容に取り組んだ。(1)工程能力指数のロバスト推定 将来の「安定した母集団分布」を想定して、それとは異質の母集団分布からのデータが混在している状況を設定し、得られるデータに基づいて「安定した母集団分布」に基づく工程能力指数の推定の研究を行った。通常の最尤法に基づく推定方法が異質な母集団分布からのデータにより大きく影響を受けることを示し、次にそのようなデータからの影響が小さいロバストな推定方法を提案し,その数学的性質および定量的な数値評価を行った。(2)回帰分析における寄与率の推定 回帰分析における寄与率の点推定の方法を研究した。モデルを確定した下で寄与率を精度よく推定するための研究は従来から行われていたが、本研究では、モデル選択を行う過程を定式化し、その下で寄与率を推定する問題を研究した。自由度調整済寄与率の精度が比較的良好であるという結果を得た。 現在、既存の推定方法の比較検討の段階に留まっているが、今後、新たな推定量の提案と区間推定の問題、さらには、回帰分析を拡張したモデルに対しても取り組んでいきたい。(3)統計的多重比較法に関する研究 ダネットの方法およびそれを拡張した方法について研究した。今後、具体的な解析を行うための数値表などを整備する予定である。また、ダンカンの多重比較法についても検討した。(4)学部学生・大学院生向けのテキストの作成 学部学生や大学院学生がこの分野の研究に入って行くにあたって、効率的にその内容を学べるようなテキストを作成した。これらには、筆者が研究している内容も取り入れている。

 

Syllabus 【 display / non-display

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Committee Memberships 【 display / non-display

  • 2020.05
    -
     

    応用統計学会  監事

  • 2018.05
    -
    2020.05

    応用統計学会  理事

  • 2019.11
    -
     

    日本品質管理学会  理事,副会長

  • 2016.05
    -
    2018.05

    応用統計学会  会長

  • 2015.11
    -
    2017.11

    日本品質管理学会  理事,学会誌編集委員長

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