森戸 晋 (モリト ススム)

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所属

理工学術院

職名

名誉教授

ホームページ

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

学歴 【 表示 / 非表示

  •  
    -
    1976年

    ケースウェスタンリザーブ大学大学院   その他   オペレーションリサーチ  

  •  
    -
    1976年

    ケースウェスタンリザーブ大学  

  •  
    -
    1969年

    早稲田大学   理工学部   工業経営学科  

  •  
    -
    1969年

    早稲田大学  

学位 【 表示 / 非表示

  • Ph.D.(Case Western Reserve University)

  • 早稲田大学   工学修士

  • ケースウェスタンリザーブ大学大学院   理学修士

  • ケースウェスタンリザーブ大学大学院   博士(工学)

経歴 【 表示 / 非表示

  • 2005年
    -
     

    ケースウェスタンリザーブ大学 客員教授

  • 2005年
    -
     

    ケースウェスタンリザーブ大学

  • 1999年
    -
    2001年

    郵政省郵政研究所 特別研究官

  • 1989年
    -
    1990年

    パデュー大学 客員研究員

  • 1989年
    -
    1990年

    Purdue University, Visiting Reaearch Associate

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所属学協会 【 表示 / 非表示

  •  
     
     

    INFORMS

  •  
     
     

    日本経営工学会

  •  
     
     

    日本オペレーションズ・リサーチ学会

 

研究分野 【 表示 / 非表示

  • 安全工学

  • 社会システム工学

研究キーワード 【 表示 / 非表示

  • 経営工学

  • Industrial & Management Systems Engineering

書籍等出版物 【 表示 / 非表示

  • シリーズ:最適化モデリング 第1巻 モデリング-広い視野を求めて 8章 モデルが見えるとき

    近代科学社  2015年

  • モンテカルロ法ハンドブック,7章,離散事象シミュレーション

    朝倉書店  2014年

  • 生産管理大辞典

    朝倉書店  2004年

  • バッチサイズの決定とジョブの順序づけを同時に行うスケジューリング

    「生産スケジューリング」(黒田充、村松健児 編著)15章、朝倉書店  2002年

  • システムシミュレーション

    朝倉書店  2000年 ISBN: 425420955X

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Misc 【 表示 / 非表示

  • 発電機起動停止問題における列生成法の改善

    萬木貴大, 椎名孝之, 森戸晋, 今泉淳

    日本応用数理学会論文誌   25 ( 1 ) 21 - 30  2015年

  • 確率計画法によるロジスティクスネットワーク再編成

    伊佐勇人, 椎名孝之, 森戸晋, 今泉淳

    知能と情報(日本知能情報ファジィ学会誌) (to appear)    2015年

    DOI

  • Unit Commitment by Column Generation

    Takayuki Shiina, Takahiro Yurugi, Susumu Morito, Jun Imaizumi

    Operations Research Proceedings 2014 (to appear)    2015年

  • Optimization of Vehicle Routes with Delivery and Pickup for a Rental Business: A Case Study

    Susumu Morito, Tatsuki Inoue, Ryo Nakahara, Takuya Hirota

    Operations Research Proceedings 2014 (to appear)    2015年

  • Unit Commitment by Column Generation

    Takayuki Shiina, Takahiro Yurugi, Susumu Morito, Jun Imaizumi

    Operations Research Proceedings 2014 (to appear)    2015年

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受賞 【 表示 / 非表示

  • RailTokyo2015 Best Paper (14th best among 15 best papers)

    2015年  

  • 日本オペレーションズリサーチ学会事例研究賞

    2011年  

  • 日本オペレーションズリサーチ学会業績賞

    2006年  

  • 日本オペレーションズ・リサーチ学会事例研究奨励賞

    1999年  

  • 第6回情報教育方法研究会私立大学情報教育協会賞

    1998年  

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共同研究・競争的資金等の研究課題 【 表示 / 非表示

  • 訪問看護のスケジューリング

    研究期間:

    2011年
    -
     
     

  • 鉄道のスケジューリング

    研究期間:

    2002年
    -
    2004年
     

  • Mathematical Programming Approach to Railway Crew Scheduling

    研究期間:

    2002年
    -
    2004年
     

  • 組合せ最適化の解法(列生成法、ラグランジュ緩和法、メタ解法を中心として)

  • ロジスティックシステム設計

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講演・口頭発表等 【 表示 / 非表示

  • A column generation approach for crew rostering problem in a freight railway company

    21st International Symposium on Mathematical Programming  

    発表年月: 2012年

特定課題研究 【 表示 / 非表示

  • 大規模乗務員運用計画問題に対する制約統合を用いた列生成法

    2013年  

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     筆者の研究室では,10年ほど前から,鉄道乗務員運用計画作成問題(Crew Scheduling Problem, 以下CSP)の研究を進めてきた。CSPとは,ダイヤが定められた特定の線区を対象に,すべての列車を乗務員が乗換可能な駅で分割した最小単位である乗務に分解した上で,すべての乗務が少なくともいずれかの乗務員で運行できるように,乗務を乗務員に割り当て,「行路」と呼ばれる乗務員の一回の勤務スケジュールを作成する問題である。行路には満たすべき様々かつ一部複雑な制約があり,行路は一暦日内に勤務が完了する日勤と,夜間の仮眠を含み二暦日にわたる夜勤とからなり,JR各社では通常,乗務員の総勤務日数を最小化する計画を考えている。CSPは,集合被覆問題(SCP)と呼ばれる0-1整数計画問題として定式化が可能であるが,SCPの変数にあたる行路の候補数が容易に数千万~数億に達するため,大規模な0-1計画問題となり,必要に応じて行路(列)候補を生成する列生成法を用いても多大な時間を要する難問である。 本研究では,列生成法を用いてSCPを解くことを前提とするが,列生成法の計算時間はSCPの線形緩和問題や列生成子問題の計算時間に大きく依存し,乗務数が数千を超える大規模なCSPは依然として求解が困難な難問である。大規模な問題の最適解を規模の小さな問題を繰り返し解くことによって求める方法には制約分解,制約統合という2つのアプローチが知られているが,本研究では動的な制約統合(dynamic constraint aggregation)により,求解速度を速めることを考える。制約統合法は,連続する乗務を統合することによって乗務の数,すなわち,SCPの行数を減らすことでSCPの線形緩和問題をより効率よく解こうとする。Elhallaoui et al.(OR 2005)が提案した動的制約統合法は,欧米のエアーラインのCSPで応用があるが,これまでのところ鉄道への応用はない。また,乗務数が2000を超える大規模CSPの求解事例は,筆者の知る限り国内では当研究室の2011年度の修士論文(小池)しか存在しない。また,Elhallaouiらの提案は,SCPそのものを解く訳ではなく,SCPの線形緩和問題の解法に留まっており,本来のSCPの解を算出するメカニズムを追加する必要がある。 そこで,本研究では,Elhallaouiらの動的制約統合を我が国の鉄道のCSPに適用するとともに,CSPの高い精度の解を効率よく算出する方法を開発することを目的とする。実験にあたっては,乗務数2000以上の国内の実際の線区のデータに基づいた乗務員運用計画の作成を目指す。

  • 循環再使用製品のロジスティクス

    1999年   大成 尚, 高田 祥三, 棟近 雅彦

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     主に以下の4つの観点を中心に、循環再使用製品のロジスティクスに関して研究を行った(括弧内は、主たる研究者):レンタル製品の拠点間融通によりリスクプーリングリング(森戸): 循環型製品の一種と考えられるレンタル製品を取り上げ、複数拠点で営業を行うレンタル事業を想定し、拠点間の製品融通によって、どれだけの品切れリスク低減効果(サービス率の向上効果)が期待できるかを分析した。また、輸送需要の偏りによって発生するパレットやトラック等の輸送媒体の偏在を解消するための適正方策を数理計画技法を用いて明らかにした。再使用性の評価とライフサイクルモデル(大成): 新製品開発やモデルチェンジが行われることを前提として、数年間に渡る製品群全体としての循環性を高めるためには、製品の企画時点で構成部品・モジュールの再使用性を検討するとともに、その製品が循環するプロセスを明確にする必要がある。そこで、製品モデルを用いて複数世代の製品に対する部品・モジュールの再使用性を評価することと、循環プロセス間のフローを表現するライフサイクルモデルを用いて循環性を評価することを統合したシステムを提案し、今回は製品モデル・ライフサイクルモデルそれぞれについてプロトタイプを作成した。コンピュータマネキンを用いた分解作業時間推定システム(高田): 部品再使用のためのコストの多くは労務費であり、そのほとんどは製品の寿命終了時点における分解・分別作業のコストになっている。したがって、分解作業時間を短縮することは、部品再使用を経済的に成り立たせるための重要な要件と考えられる。このために、製品設計の段階で遵守すべき種々の設計指針が設けられている。しかし、個々の設計指針の定量的効果を評価する手段は、必ずしも一般的に与えられていない。そこで、個々の製品について、指定された分解作業を行ったときの作業時間を、製品モデルとコンピュータマネキンを利用して定量的に推定するシステムの構築を試みた。このため、複写機を例に、熟練作業者による分解作業のビデオ分析から、分解作業を構成する要素作業の把握と作業時間の計測を行った。循環性を考慮したQFD(棟近): 製品品質の側面では、製品の循環性という観点を取り入れてQFD(Quality Function Deployment)を適用した場合、従来とどのような差異が生じるか、どのような問題点があるかについて複写機を題材として分析した。その結果、ユニット・部品展開を行う際にサブシステムの区切りをどのようにするか、すなわちモジュールをどの単位で構成するかが循環性を高めるために重要であり、従来の設計とは矛盾が生じる場合が多いことがわかった。

  • 制約の厳しいスケジューリング問題へのORアプローチ

    1997年  

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     従来扱われてきた比較的制約の緩いスケジューリング問題に対して、実際のスケジューリング問題は、対象のいかんを問わず、多くの複雑な制約条件を満たさなければいけないという場合が多い。このような制約の厳しいスケジューリング問題に対する体系的方法論が確立しているとは言い難い。本研究では、生産スケジューリングと看護婦シフトスケジューリングを取り上げ、数理計画法に基づく最適化やメタヒューリスティックス解法を用いた解法を用いたスケジュール生成の可能性と有効性を明らかにした。 生産スケジューリングに関しては、他品種少量あるいは変種変量生産を支えるフレキシブル生産システム(FMS)と、装置産業系のスケジューリングを取り上げ、シミュレーション/最適化、ならびに、混合整数計画法を用いた、実際的なスケジュール最適化方法を提案し、コンピュータを用いた数値実験によってその有効性と実用性を立証した。FMSに関しては、同種ジョブが繰り返し流れるFMS環境において、作業時間が短いジョブを優先する優先規則の納期性能が優れていることに着目し、これをもとに、優先規則の納期性能のをシミュレーションで評価しながら最適な優先順位を探索する方法を構築し、実験によってその性能を評価した。提案した方法は、シミュレーションによって特定のオーダー(=同種ジョブの集まり)の納期余裕があると判断された場合に、当該ジョブの作業時間を長めに「見積もる」ことによって、オーダーの優先順位を落とすという操作に基づく局所探索であり、わずかのシミュレーション回数で、従来の作業時間に基づく優先規則より1割以上納期性能を改善可能である。 一方、看護婦のシフトスケジューリングに関しては、複数の病院での聞き取り調査に基づき問題の特性を明らかにした上で、数理計画による定式化を試み、商用パッケージを用いた解法の性能を評価した。その結果、大規模な数理計画問題を単純に解こうとするとうまく解けない場合も、問題を複数の部分問題に「分割」して逐一的に解くことによって実用的な計算時間の範囲内で解が導出できることを明らかにした。研究成果の発表Susumu Morito and Keun Hyung Lee,“Efficient Simulation/Optimization of Dispatching Priority with‘Fake’Processing Time”, Proceedings of the 1997 Winter Simulation Conference, pp.872-789, 1997年12月。村上元一、今泉淳、森戸晋、「ジョブの分岐のある2段階複数機械フローショップにおける納期遅れ最小化スケジューリング―ラグランジュ緩和に基づくヒューリスティックアプローチ」、生産スケジューリング・シンポジウム'97講演論文集、pp.85-90, 1997年10月。Susumu Morito and Keun Hyung Lee,“Data Perturbation in Simulation-Based Dispatching with Application to FMS”, Proceedings of the World Congress on Systems Simulation, pp.168-174, 1997年9月。

  • 最適化指向ディスパッチング規則の開発と評価

    1996年  

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     ディスパッチングはジョブショップの最も単純かつ強力なスケジューリング方法の一つとして幅広く利用されている。対象となるジョブの属性やショップの状況を見た上で、与えられた評価尺度を最適化するディスパッチング規則は、それが可能であれば理想であるものの、実際的には最適化の方法や計算時間上の問題から現実的には困難と思われてきた。 本研究では、フレキシブル生産システム(FMS)に見られるような同種ジョブの反復のあるジョブショップを想定し、各ジョブの納期が同種ジョブの塊に与えられているという前提下で、納期遅れの最小化を目指すディスパッチングのメカニズムを開発し、その性能を評価した。 開発した方法は、単純な規則の中ではよい性能を誇る「作業時間ベース規則」を元にし、ある優先順序でジョブを投入したときのショップの推移をシミュレーションで予測する。その結果をもとに納期余裕が大きいジョブの作業時間を「多めに見積もった(より正確には、多めにごまかす)」上で、再度、作業時間ベース規則をかけるという、一種の局所探索法である。作業時間を「多めに見積もられたジョブ」の優先順位は落ちるために、納期余裕が少なくなり、かわって他のクリティカルなジョブの優先順序が上がるであろう、というのがこの方法の基本である。納期余裕と作業時間の修正方法とをどう関連づけるかや、近傍の定義を明確に定めることによって、具体的な方法が定まる。 予備的なシミュレーション実験の結果、以下が明らかとなった: 1) ごくわずかなシミュレーション回数で、6~16%程度の納期遅れ性能の改善が可能となった。シミュレーション回数上限100回の範囲では、10~25%の大幅な改善が達成された。 2) 近傍の大きさや、納期余裕と作業時間の修正方法との関係を、より詳しく調べることによって、より大きな改善が可能と考えられる。

  • ロットを考慮したジョブショップ・スケジューリング

    1995年  

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    現実のジョブショップでは,機械上の作業の処理順序を,競合する作業の優先順序に基づいて決めることが圧倒的に多い。このことを反映して,ジョブショップを対象とする多数の優先規則(差立規則,ディスパッチング規則等とも呼ばれる)が提案され,様々な評価尺度に対する性能が検証されてきた。 しかし,現実のショップでは,オーダに対応して複数の同種ジョブが繰り返し生産される場合が多いにも関わらず,これまでの研究では各ジョブが異なる種類のジョブであることを想定しており,同じ種類のジョブの反復を陽に考慮したものはほとんどない。 そこで本研究では,同種ジョブが反復して生産されながらも,それらを一括して処理する必要のない,あるいはできない環境を念頭におきつつ,納期遵守がショップ運用の実務担当者の最重要課題と認識される場合が多いことと,ショップの生産性重視という観点から,納期遅れと機械稼動率を評価尺度として,簡便な作業時間ベース優先規則を提案しその有効性を示した。 得られた主な結果をまとめると,次の3点が挙げられる。 1)従来から用いられている標準的な優先規則と提案した優先規則の性能を比較することによって提案した優先規則の有効性を示し,優先規則決定のための基礎的な指針を与えた。 2)納期遅れと稼働率を評価尺度として提案した優先規則の性能をシミュレーション実験をもとに検討し,優先規則の諸構成要因がその性能に及ぼす影響を解明した。 3)同種ジョブの一括処理を妨げる要因として,系内数やバッファ容量に関する制約を取り上げ,それらが優先規則の性能に及ぼす影響を明らかにした。 以上の研究成果は,10月に行われた生産スケジューリング・シンポジウム '95で発表し,講演論文集に掲載されており,別途,論文を経営工学会誌に投稿中である。

海外研究活動 【 表示 / 非表示

  • オペレーションズ・リサーチのモデル化と解法に関する研究---ロジスティクス最適化のための数理計画とシュミレーションの研究を中心として

    2004年12月
    -
    2005年06月

    アメリカ   Case Western Reserve University経営大学院