2008年度 共通教育科目
計算機を用いた最適化計算入門
南山大学数理情報学部
情報システム数理学科
鈴木 敦夫
1
OR(オペレーションズ・リサーチ)とは
ORの起源
軍事研究としてスタート 1935年にイギリスで実用的なレーダーが開発され
ると、ドーバー海峡に面した地域に、敵機や敵艦の接近を察知するために
配備する計画がたてられた。当時の技術水準では製造できるレーダーに限
りがあったため、どのように配備して運用すればもっとも高い効果が期待で
きるかが、問題になった。物理学者のブラケットをはじめとして、さまざまな
学問分野の研究者が動員されて、検討が開始された。
その結果、1939年にはじまった第2次世界大戦の初めにはドイツ軍機1機を
撃墜するのに、平均して高射砲弾2万発を要していたのが、5分の1程度に
減少したといわれる。イギリスでの成果は、アメリカでも関心をあつめ、42年
には大規模なORチームがつくられて研究がすすめられた。
"オペレーションズリサーチ" Microsoft(R) Encarta(R) Encyclopedia
2001 (C) 1993-2000 Microsoft Corporation. All rights reserved.
2
OR(オペレーションズ・リサーチ)とは
第2次世界大戦でもドイツのUボートは連合軍に対して通商破壊戦を
しかけ、イギリスを敗北の一歩手前までおいこんだ。
"潜水艦" Microsoft(R) Encarta(R) Encyclopedia 2001 (C) 19932000 Microsoft Corporation. All rights reserved.
3
OR(オペレーションズ・リサーチ)とは
爆弾をつんだ戦闘機で、アメリ
カの戦艦に体当たりする特攻戦
法は、1944年から組織的に採
用されるようになった。特攻隊
の攻撃になやまされたアメリカ
軍は、この攻撃を「カミカゼ」とよ
んでおそれた。
"特別攻撃隊の攻撃で炎
上する米空母"
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4
戦後のOR
大戦末期から戦後にかけては、ORが軍事研究だけでなく、工業や経営計画にま
で広がり、線形計画法、動的計画法、多変量解析、待ち行列理論、PERT/CPM、
ゲーム理論などの応用数学の形式が生みだされ、コンピューターを活用した解析
がおこなわれるようになっていった。
初期にはすでに、同一の原料や資源から複数の製品を製造できるときに、それぞ
れの製品をどの程度生産すると利益を最大化できるかとか、複数の地点を巡回す
るのに、最短時間で完了する経路を探索するといった問題がとりあげられた。
ORにとっては対象となる問題や解決手法には制限がなく、時間、距離、数量と
いった明らかに数値化できるものから、一定の基準で数値化できるものであれば、
満足度や好感度といった感覚的なものまであつかうことができる。今日では、企業
経営の意思決定だけでなく、全地球規模の資源利用などについても応用されてい
る。学問分野としても、工学をはじめとして、会計学、経営学、経済学など多方面
でとりいれられている。
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5
コンピュータの発達
コンピュータの起源
ENIAC(Electronic Numerical
Integrator and Computer)は初の完
全電子式の大型汎用(はんよう)のデジタ
ル・コンピューターである。1946年、ペン
シルベニア大学でつくられたこのコン
ピューターは、55年まで使用された。
ENIACには約1万8000本の真空管が
つかわれたほか、プログラミングごとに
手作業で配線しなおす必要があった。
UPI/THE BETTMANN ARCHIVE/Corbis
"ENIAC(エニアック)" Microsoft(R) Encarta(R) Encyclopedia
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6
コンピュータの発達
1964年、IBMは革命的なコ
ンピューター、システム360
を開発した。これはソフトウェ
アやシステム機器を交換で
きる最初のメインフレーム・
コンピューターだった。60年
代から70年代にかけてIBM
は世界のメインフレーム市
場を席巻した。
Charles E. Rot/Corbis
"IBMのメインフレーム型コンピューター、シ
ステム360" Microsoft(R) Encarta(R)
Encyclopedia 2001 (C) 1993-2000
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7
コンピュータの発達
Elena Rooraid/Photo Edit/PNI;
Robert Frerck/Woodfin Camp
and Associates, Inc.; Rick
Friedman/Black Star
"パーソナルコンピュー
ター" Microsoft(R)
Encarta(R)
Encyclopedia 2001 (C)
1993-2000 Microsoft
Corporation. All rights
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パソコンのおかげで、人間の仕事や遊びが大きく変化し
た。現在では、日常生活のさまざまな場面でパソコンが
活躍している。写真はコンピューターの万能性と機能性
をしめす。
8
DECの事例
DEC(Digital Equipment Corporation)(1995年)
Global Supply Chain再編成
 どこで何を生産し,どこへ運ぶか
 どの部品をアウトソーシングするか
 どのベンダーから調達するか
手法:混合整数計画法
効果:年間1億$の費用削減
Franz Edelman Award (1995)
Interfaces 25:1 (1995) pp. 69-93
DECの事例(改善前)
Ayr
Hull
Kantana
Cororado
Galway
Clonmel
Augusta
NewEnglandSites
WCVC
Cupertino
Hudson
Phenix
Greenville
Mexico
Shrewsbury
springfiled
Westfield
Franklin
PuetroRico
Queensterry
Saiem
Nijimegen
Westminster
Boston
Shenzhen
Tokyo
India
Taiwan
Mariboro
HongKong
Andover
Singapore
Brazil
Sydney
=ロジスティクス・センター
=チップ&メディア
=モジュール
=本体
DECの事例(改善後)
Ayr
Kantana
Cororado
Augusta
England
Queensterry
Nijimegen
WCVC
Albuquerque
Tokyo
Greenville
Mexico
Taiwan
HongKong
Singapore
Sydney
=ロジスティクス・センター
=チップ&メディア
=モジュール
=本体
12
入試監督自動割当システムの作成
手動による割当の問題点
 割当作成作業の手間
1人が3日間
 不完全な割り当て
当日の混乱
 改善の方法が見つからない
13
複雑な条件の下での割り当て
割当の条件
 5日間の試験
 1日3科目
 40試験室
 のべ1万2千人の受験者
 200人以上の監督者
 多国籍の教員
14
入試監督自動割り当て
成果
 3日間の作業が
2004年度:6時間
2005年度:3時間
2006年度:30秒
 まちがいのない割り当て
 ORの威力を証明
15
プロジェクトN
ORの専門家と事務職員からなる
業務改善チーム
 図書館雑誌の見直し
 東海地震の注意情報発令時の対策
名古屋キャンパス
瀬戸キャンパス
16
図書館雑誌見直し
• 雑誌購入見直しの効率化
 満足度ポイントの導入
• 雑誌購入予算の公平化
 1人で高額な雑誌を独占することをなくす
• 予算の削減
 瀬戸キャンパス図書館
2000万円から300万円削減
 名古屋キャンパス
8000万円から1200万円削減予定
Excelによる実行例
17
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