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1. '유통과 이학(理學)' 연구 ○ 유통의 생산성 향상을 위해서는, 유통의 여러 가지 현황에 이론적 증명을 주어 이를 근거로 유통 분야에서의 서비스 이노베이션을 추진하는 것이 중요하다. 이를 가능하게 하는 것은, 예를 들어 네트워크 이론의 발전으로 보여지는 최근의 수리물리학적 접근의 진전이다. 또 생물 내 메커니즘으로부터도 인간 사회로의 지식을 얻는 접근이 진행되고 있다. ○ 내각부 경제사회종합연구소에서는 유통의 효율 향상, 국제 경쟁력 강화를 목적으로, 네트워크 이론, 게임 이론, 생물학, 통계학 등의 다양한 이론을 '이학(理學)'으로 자리매김해, 이학을 유통 현장의 여러 문제, 특히 예측이나 최적화가 중요해지는 문제에 적용하였다. 2. 연구 결과 가. 입고·출고와 관련한 문제 ○ 유통의 현장 견학에 근거해, 배송 상품의 창고로의 입고·출고, 차량의 주차장으로의 입고·출고 등 창고·저장 장소로의 효율적인 출납에 대해 고찰하였다. ○ 그리고 주로 비연결인 병렬 TSP(Traveling Salesman Problem)를 수학적으로 고찰해, PERT(Program/Project Evaluation and Review Technique)의 위기 경로와 트로피컬(Tropical) 초곡면(超曲面)과의 관련을 나타냈으며, 또 파생하는 문제의 정식화도 시도하였다. 나. 최적화 문제와 조합 구조 ○ 유통 현장에서의 여러 문제에 대한 수리 모델의 하나인 최적화 문제에 대해 상세하게 고찰하였다. 특히, 유통에 관련된 사례에서 조합 최적화 문제가 중심적인 역할을 완수하기 위해, 그래프 등 관련한 조합 구조에 대해서도 논의하였다. ○ 최적화 이론은 수리 과학의 한 분야로서 이미 성숙한 이론이며, 본 연구에서는 몇 개의 키워드와 연결해 이학의 입장에서 수학적으로 정리하였다. 다. 자율 분산 제어에 근거한 상향식 도로 교통 제어 ○ 최근의 도로 교통 시스템의 발달은 눈부신 것으로, 현재는 사람과 도로와 차량을 네트워크로 연결하는 새로운 교통 시스템으로서 ITS(Intelligent Transport System)의 연구가 주목을 끌고 있다. ○ ITS가 임해야 할 문제는 다방면에 걸치지만, 그 중에서도 정체 문제는 중요한 위치를 차지하고 있다. - 예를 들면, 도쿄에서의 1km당 정체에 의한 손실액은 연간 4억엔에 달하는 등 이의 해결이 시급히 요구되고 있다. - 정체 문제 해결을 위한 주요한 대처가, (1)정체 예측에 근거한 네비게이션 기술과 (2)신호기 제어 기술이다. 네비게이션은 개개의 운전자의 입장에서 얼마나 동적으로 변화하는 정체 등의 도로 상황을 예측할 수 있을지가 과제이며, 과거의 정체 상황의 학습과 예측을 실시할 필요가 있다. 한편, 신호기 제어 시스템은 모든 차를 동일하게 효율적으로 이동시키는 것이 목적이며, 동적인 도로 상황으로의 적응 능력이 중요하기 때문에, 하향식 제어와 상향식 제어가 동적 평형 상태를 형성하는 매우 복잡한 계(系)를 구성하는 문제를 보이고 있다. ○ 이러한 양 문제에 대한 해결을 목표로 하는 연구를 진행하였으며, 자율 분산 시스템에 의해 교통 흐름이 최적화되어 가는 것을 나타낼 수 있었다. 라. 군(群) 로봇 시스템 ○ 최근의 공학 시스템은 입력 정보와 제어 기구를 하나, 또는 소수의 중추 기구에 모아 관리하는 '집중관리형' 기구에 의해, 효율적·안정적으로 운용하고 있다. 그러나, 시스템이 거대화, 복잡화되어 전체와 부분의 인과 관계가 나타내기 어렵게 되면, 다양한 문제가 발생한다. ○ 최근, 특정의 중추 기구를 가지지 않고, 복수(다수)의 소규모의 기구에 관리를 맡기는 '분산 관리형' 시스템으로 전환하는 현상도 볼 수 있다. - 컴퓨터의 네트워크화는 전형적인 사례로 제어 공학, 정보 공학, 로봇 공학 등의 공학 분야에서는 '자체 조직화', '자율 분산' 등을 키워드로 한 분산형 시스템에 관한 연구가 진행되고 왔다. - 또, 많은 공학 연구자가 생물이 갖고 있는 구조에 강한 관심을 갖고 응용하는 것을 시도하고 있다. 생물 중에서도 개체 단위에서는 비교적 단순한 룰과 국소적인 상호작용에 따라 기능하고 있음에도 불구하고, 집단으로서는 유연하고 적응적인 기능을 발현하고 있는 사회성 곤충 특히 개미의 행동에 주목하고 있으며, 이를 응용한 것이 군(群)로봇 시스템이다. - 목차 - 1. 서론 2. 입고·출고와 관련한 문제 3. 최적화 문제와 조합 구조 4. Avoiding walking pedestrians using anticipation effect 5. 경로 선택을 실시하는 보행자 이득 행렬의 실증적 도출 6. 상향식 도로 교통 제어법의 유용성 7. 군(群) 로봇시스템 8. 수리 계획법의 이론과 응용 |
