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数理システム 最適化メールマガジン

バックナンバー ( 2012 Vol.6 ) 2012 年 11 月 7 日 発行

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  数理システム NUOPT メールマガジン  http://www.msi.co.jp/nuopt/
                           2012 Vol.6 ( 2012 年 11 月  7 日 発行 )
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数理システム NUOPT メールマガジンでは,数理計画法パッケージ NUOPT 
に関する様々な情報やご案内を提供していきます.

++++ [目次] ++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++
 ■ <トピック> NUOPT V15 のリリースにあたって
 ■ <トピック> NUOPT V15 新機能ご紹介
 ■ <トピック> 数理システムユーザーコンファレンスのお知らせ
 ■ <トピック> 数理計画用語集 用語追加
 ■ <セミナー> NUOPT セミナーのご案内
 ■ <トピック> 数理計画問題の豆知識(第 14 回)
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■ <トピック> NUOPT V15 のリリースにあたって
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「歌は世につれ..」という古い言いまわしではありませんが,パッケージ
製品の開発の方向性はハードウエアおよびソフトウエアの「現在」を色濃
く反映したものになります.
我々のソリューションの中心にある NUOPT も例外ではありません.

このたびリリースする V15 には,wcsp のシード(探索の初期値)を複数
のコアに割り振って,それぞれ独立に探索を行い,最良の結果を返すとい
う機能が追加されており,マルチコア環境をより身近に実感できるものと
なっています.

python との接続機能,VAP を利用した Web アプリ作成機能は,昨今のソ
フトウエア開発環境のニーズと,利用技術の進歩に応えようというもので
す.

しかし一方で BLAS カーネルの利用の見直しや分枝限定法の改良など,新
しい「小技」を取り入れて既存の方法と組みあわせてみたり,我々のノウ
ハウの蓄積を活かした地道な改良も変わらず続けております.

何より実務での問題解決により広く,深くかかわりたいという意図は変わ
るところはありません.

新バージョン V15 と弊社ソリューションを今後ともどうかよろしくお願い
申しあげます.

                                                 (田辺 隆人)

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■ <トピック>  NUOPT V15 新機能ご紹介
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汎用数理計画パッケージ NUOPT V15 のリリースを 2012 年 11 月下旬に
予定しています.
このトピックでは NUOPT V15 に搭載される新機能をご紹介します.

<< WCSP 並列化 >>
複数の初期解生成のための乱数シード毎にコアを割りあてて計算し,最良
のものを出力します.複数の初期解から探索を実行したい場合には,コア
数によってパフォーマンスが向上します.

<< Python 接続 >>
Python から LP/QP/MILP/MIQP を解くインタフェースを用意しました.
NUOPT のライセンスをお持ちの方は,Python インタプリタ環境から手軽に
NUOPT を実行頂けます.

<< Web アプリ作成 >>
ブラウザを通じて最適化モデルを実行する Web アプリケーションが,GUI 
操作のみで手軽に作成できるようになります.

<< 内点法・分枝限定法の速度向上 >>
内点法は高速なライブラリの利用,分枝限定法は計算手順の工夫により,
問題によっては 30% 〜 50% 以上の高速化が実現しました.

<< SIMPLE の改良 >>
モデリング言語 SIMPLE の機能を増強し,使い勝手を向上しました.

バージョンアップした NUOPT にどうぞご期待ください.

                                                 (高橋 良徳)

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■ <トピック>  数理システムユーザーコンファレンスのお知らせ
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「数理システムユーザーコンファレンス」が今年も開催されます.弊社製
品の先進的な導入事例について,多方面にわたる方々から講演がございま
す.

今年の開催日は 11 月 22 日(木),場所は六本木アカデミーヒルズ(六
本木ヒルズ 49 階)となっております.
なお,参加費用は無料(懇親会はユーザー様でない方は 1,000 円)ですが,
事前のお申込みが必要となります.

詳細内容とお申込み方法については弊社 Web ページをご覧ください.
  http://www.msi.co.jp/userconf/

今年は NUOPT に関する講演が 3 本ございます.

  [ 大阪ガス 株式会社  中山 陽一 氏 ]
      スポーツジムにおけるシフトスケジューリング支援

  [ 株式会社 時事通信社  川上 貴之 氏,吉永 正幸 氏 ]
      プロ野球 CS 進出まで、あと何勝?
      〜 NUOPT を活用した CS ナンバーの算出 〜

  [ 鉄道情報システム 株式会社  寺岡 洋一 氏 ]
      NUOPT を活用した勤務表自動作成ツール
      勤務シフト作成お助けマンについて

奮ってご参加くださいませ.

                                                 (佐藤 誠)

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■ <トピック>  数理計画用語集 用語追加
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弊社数理計画部では「数理計画用語集」を公開しています.
  http://www.msi.co.jp/nuopt/glossary/index.html

今回の新語は以下の通りです.

  <新語>
     ・スポーツスケジューリング
     ・CS 進出ナンバー
     ・連続緩和問題
     ・Bunch-Parlett 法
     ・SLPSQP

ご意見,ご要望等ございましたら,お気軽に用語集編集委員会
  nuopt-glossary@msi.co.jp
までご連絡ください.

                                                 (村山 昇)

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■ <セミナー>  NUOPT セミナーのご案内
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---- [ NUOPT セミナー開催日程 ] ----------------------------------
 ・11 月 28 日(水)13:30 〜 17:00 スキルアップセミナー基礎編
 ・12 月  6 日 (木) 13:30 〜 16:30 最適化入門セミナー

会場:
  (株)数理システム・セミナールーム
      (東京都新宿区新宿二丁目 3 番 10 号新宿御苑ビル 4 階)
   アクセスマップ:
       http://www.msi.co.jp/msi/location.html
         
お申し込み方法:
  「(株)数理システム << NUOPT >> セミナー申込み」
   上記のタイトルで以下のメールアドレスにメールをお願いします.
     nuopt-info@msi.co.jp
   メールの内容としましては,
     ・参加者のお名前
     ・ご所属
     ・何日のセミナーに参加を希望されるか
   をお書きください.

セミナーの詳細:
  内容については下記 URL をご参照ください.
    http://www.msi.co.jp/nuopt/seminar/index.html
  また弊社開催の他のセミナーの詳細な日程については下記 URL をご参照
  ください.
    http://www.msi.co.jp/event/index.html
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11 月は「スキルアップセミナー基礎編」が開催されます.
12 月は「最適化入門セミナー」が開催されます.

「スキルアップセミナー基礎編」は NUOPT を体験するセミナーとして,ス
タンダードな内容となっており,息長く開催させていただいております.

「最適化入門セミナー」は「最適化」という技法が実際の現場でどのよう
に使われているのかを紹介しております.最適化の導入の際には是非,聞
いていただきたいと考えております.

またセミナーのほかにも,無料個別相談会も開催していますのでこちらの
お申込みもお待ちしております.
  http://www.msi.co.jp/nuopt/seminar/consultation.html

                                                 (家富 淳)

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■ <トピック>  数理計画問題の豆知識(第 14 回)
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このコーナーでは数理計画に関連する豆知識をご紹介していきます.

第 14 回目となる今回は,アセットマネジメントをテーマに紹介いたしま
す.

従来,アセットマネジメントとは金融資産を適切に管理・維持・運用をす
ることにより資産価値を最大化する活動を指します.狭義には地方自治体
が保有する公共土木施設の更新時期を,限られた財源の中で適切に計画し,
維持管理をしていくことで長寿命化,費用縮減などを図ることを意味しま
す.

日本においてはアセットマネジメントというと,通常は後者の意味で使用
され,プロパティマネジメントやファシリティマネジメントと呼ばれるこ
ともあります.この,アセットマネジメントの重要性が近年,認識される
ようになってきました.

地方公共団体が保有する公共施設は多岐に亘り,公共土木施設だけでも道
路,トンネル,河川,橋梁,港湾,上下水道,水門など実にさまざまです.
これら土木施設の多くは高度経済成長期に建設され,現在一斉に老朽化を
迎えています.これは同時に,近い将来,大量の公共土木施設を一斉に補
修をしなければならないことを意味しています.

幸い,補修のタイミングは事前に前倒しすることができるので,余裕のあ
る年度に次年度以降の補修計画をずらすことが可能です.しかし今度は,
財政を圧迫しないように,この先,何年目に,どの施設から修繕に着手す
るか,といった問題が発生します.

これまでは老朽化した施設から優先的に修繕していたのですが,対症療法
だと,長期的に見て,却って費用がかさむ場合もあります.これらの問題
に対し,対症療法ではなく,中期・長期的に,施設寿命延命化,費用最小
化,あるいは予算平準化といった観点からの修繕計画の立案が求められる
ことになります.

しかし,今後数十年間の予算計画にあたり,修繕費の投入の仕方は,管理
対象全体で最適化を図ると膨大な組み合わせがあり,管理者の意思決定を
複雑化しています.このような機運からアセットマネジメントの重要性が
認識されるようになってきました.

読者の皆様なら「限られた予算」,「費用最小化」を「制約式」,「目的
関数」と捉えることにより,「これは数理計画問題だ!」とすぐにでも気
づくことでしょう.

実際,モデル自体は非常に簡単な構造の数理計画問題になります.修繕パ
ターンがデータとして与えられる場合,目的関数として費用最小化の場合
は費用を,予算平準化の場合は予算超過量を考え,修繕パターンを選択す
ればよいことになります.

しかし,規模が小さい場合は問題ないのですが,施設数が数千規模,施設
の統廃合も考慮,計画期間が 50 年以上など,規模の増大に伴いメタヒュー
リスティクスなどの汎用的な解法を用いても実務に耐えうる解を出すこと
は次第に難しくなっていきます.このような場合は,ラグランジュ緩和な
どの枠組みを採用することによって対応することもあります.[1]

アセットマネジメントの重要性は現在,世界的にも高まりつつあります.
こちらは一般的な意味でのアセットマネジメントになりますが,2014 年に
は国際規格(ISO5500X)が発行される予定で,今年の 6 月には国際規格原
案が取りまとめられました.

現在,アセットマネジメントについては都道府県などの自治体からガイド
ラインが策定されています.一方でその内容は,劣化予測,資産価値の見
積もり,基本方針などにとどまり,具体的な更新時期の決定技術について
は深く追求されていないのが現状です.
我々は数理計画法という切り口が解決の手助けになればと考えています.

参考文献:
[1] 安野貴人, 岩永二郎, 田辺隆人. ラグランジュ緩和を用いた土木構造
    物の長期修繕計画における予算平準化問題の汎用解法. 日本オペレー
    ションズ・リサーチ学会春季研究発表会アブストラクト集 2010, 
    32-33, 2010-03-04.
[2] 静岡県土木部. 土木施設長寿命化行動方針と各工種ガイドライン.
    2004-3.
[3] 山田 武正. アセットマネジメントシステムに関する国際規格化の動向.
    JICE REPORT vol.20, 78-82, 2011-12.

                                                 (池田 悠)

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                                   tel : 03-3358-6681
                                e-mail : nuopt-info@msi.co.jp
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