数理解析手法の実ビジネスへの適用 2004年 博士号取得後 数理解析手法を実ビジネス適用の方法論構築主な領域◆活動の数理モデル化・解析手法◆活動の分析手法・再構築手法◆活動の実行制御・実績解析システム… 内容抜粋 “Decoupling Executions in Navigating Manufacturing "Unified graph representation of processes Processes for Shortening Lead Time and Its Implementation for scheduling with flexible resource to an Unmanned Machine Shop”, assignment", 11
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数理解析手法の実ビジネスへの適用:活動例 活動例 活動の統一グラフモデルを構築・解析 Unified graphical model of processes and resources 青字:割付モデル属性 [ ] : OptionalNode ・priority(優先度) Edge ・duration(予定時間) [・earliest(再早開始日時) ] Process EdgeProcess [・deadline(納期) ] [・or(条件集約数) ] 前プロセスの終了後に後プロセスがプロセスを表す 開始できること表す ・attributes(属性) preemptable(中断可否), successive(引継ぎ可否) Uses Edge workload(作業負荷) Processが使用する uses uses uses uses uses uses Assign Region を表すAssign Region Assigns from Edge同一Resourceを割付け続ける Assign Regionに assigns from assigns from 指定Resourceの子Resource集合の範囲を表す assigns assigns 中から割付けることを示す 企業01 [process] has has [startDate(開始日時)] [endDate(終了日時)] Assigns Edge 製品01 組織A StartDateからEndDateまでの間Resource has Assign RegionにResourceを割付対象要素を表す has has has has has has 割付けることを表す ・capacity(容量) ・calender(カレンダー) AAA01 AAB02 … 山田さん 田中さん 鈴木さん ・attributes(属性) Has Edge 東さん Resourceの所有関係を表す 12
Random Forest とは 樹木モデルの集団学習により 高精度の分類・予測を行う 学習用データ Random Sampling 1 Sampling 2 … Sampling B Forest Forest Tree 1 Tree 2 … Tree B予測対象 Result 1 Result 2 … Result B 分類・予測結果 22
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Random Forest とは 樹木モデルの集団学習により 高精度の分類・予測を行う 学習用データ Random Sampling 1 Sampling 2 … Sampling B Forest Forest Tree 1 Tree 2 … Tree B予測対象 Result 1 Result 2 … Result B 分類・予測結果 23
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Random Forest とは 樹木モデルの集団学習により 高精度の分類・予測を行う 学習用データ Random Sampling 1 Sampling 2 … Sampling B Forest Forest Tree 1 Tree 2 … Tree B予測対象 Result 1 Result 2 … Result B 分類・予測結果 24
樹木モデル: 分岐基準 条件ノード A を条件ノードALとARに分けるとき 以下のΔIを最大化する分割を行う Classification And Regression Trees (CART) (Breiman et al, 1984)分類木 Entropy GINI係数 ※ :条件ノード A で クラス k をとる確率回帰木 尤離度(deviance) ※ :条件ノード A での目標変数 t の平均値 32
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Random Forest とは 樹木モデルの集団学習により 高精度の分類・予測を行う 学習用データ Random Sampling 1 Sampling 2 … Sampling B Forest Forest Tree 1 Tree 2 … Tree B予測対象 Result 1 Result 2 … Result B 分類・予測結果 33
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Random Forest とは 樹木モデルの集団学習により 高精度の分類・予測を行う 学習用データ Random Sampling 1 Sampling 2 … Sampling B Forest Forest Tree 1 Tree 2 … Tree B予測対象 Result 1 Result 2 … Result B 分類・予測結果 34
Random Forest Tree Modelの集団学習による 高精度の分類・予測(回帰) 学習用データ Random Sampling 1 Sampling 2 … Sampling B Forest Forest Tree 1 Tree 2 … Tree B予測対象 Result 1 Result 2 … Result B 分類・予測結果 43
Random Forest アルゴリズム 全樹木モデルで 分類・回帰予測の結果算出 学習用データ Random Sampling 1 Sampling 2 … Sampling B Forest Forest Tree 1 Tree 2 … Tree B予測対象 Result 1 Result 2 … Result B 52
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Random Forest アルゴリズム 全Tree Model の結果を統合する 分類:多数決、回帰予測:平均 学習用データ Random Sampling 1 Sampling 2 … Sampling B Forest Forest Tree 1 Tree 2 … Tree B予測対象 Result 1 Result 2 … Result B 分類・予測結果 53
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Random Forest アルゴリズム Tree Modelの集団学習による 高精度の分類・予測(回帰) 学習用データ Random Sampling 1 Sampling 2 … Sampling B Forest Forest Tree 1 Tree 2 … Tree B予測対象 Result 1 Result 2 … Result B 分類・予測結果 54
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Random Forest Random Forest の 主な特長 ・精度が高い ・説明変数が数百、数千でも効率的に作動 ・目的変数に対する説明変数の重要度を推定 ・欠損値を持つデータでも有効に動作 ・個体数がアンバランスでもエラーバランスが保たれる 55