Narushima, Yasushi

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Affiliation

Faculty of Science and Technology, Department of Industrial and Systems Engineering (Yagami)

Position

Associate Professor

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External Links

Career 【 Display / hide

  • 2007.04
    -
    2010.09

    Tokyo University of Science, Department of Mathematical Information Science, Faculty of Science, Assistant Professor

  • 2010.10
    -
    2012.03

    Fukushima National College of Technology, Department of Communication and Information Science, Assistant Professor

  • 2012.04
    -
    2013.03

    Yokohama National University, Department of Management Science, Fuculty of Business Administration, Associate Professor

  • 2013.04
    -
    2019.03

    Yokohama National University, Faculty of International Social Sciences, Associate Professor

  • 2019.04
    -
    Present

    Keio University, Department of Administration Engineering, Faculty of Science and Technology, Associate Professor

Academic Background 【 Display / hide

  • 1998.04
    -
    2002.03

    Tokyo University of Science, Faculty of Science, Department of Applied Mathematics

    Japan, University, Graduated

  • 2002.04
    -
    2004.03

    Tokyo University of Science, Graduate school of Science

    Japan, Graduate School, Completed, Master's course

  • 2004.04
    -
    2007.03

    Tokyo University of Science, Graduate school of Science

    Japan, Graduate School, Completed, Doctoral course

Academic Degrees 【 Display / hide

  • Master (Science), Tokyo University of Science, Coursework, 2004.03

  • Doctor (Science), Tokyo University of Science, Coursework, 2007.03

    Gradient methods and their convergence properties for large-scale unconstrained optimization problems

Licenses and Qualifications 【 Display / hide

  • 中学校及び高等学校 教員専修免許(数学)(更新講習未受講), 2004.03

 

Research Areas 【 Display / hide

  • Mathematical informatics (Mathematical Optimization)

  • Social systems engineering/Safety system (Operations Research)

Research Keywords 【 Display / hide

  • Mathematical Optimization

  • Equilibrium Problem

 

Books 【 Display / hide

  • 基礎数学IV. 最適化理論

    山本芳嗣 他, 東京化学同人, 2019.10,  Page: 348

    Contact page: 2.3節(pp. 52-101)

  • 応用数理ハンドブック

    薩摩順吉ら編, 朝倉書店, 2013.11

    Contact page: 394-397

  • 数理工学辞典

    太田快人ら編, 朝倉書店, 2011.11

    Contact page: 544-546

Papers 【 Display / hide

  • An active-set memoryless quasi-Newton method based on a spectral-scaling Broyden family for bound constrained optimization

    Shummin Nakayama, Yasushi Narushima, Hiroaki Nishio, Hiroshi Yabe

    Results in Control and Optimization (ELSEVIER)  3 2021.04

    Research paper (scientific journal), Joint Work, Accepted

  • Inexact proximal memoryless quasi-Newton methods based on the Broyden family for minimizing composite functions

    Nakayama S., Narushima Y., Yabe H.

    Computational Optimization and Applications (Computational Optimization and Applications)  79 ( 1 ) 127 - 154 2021

    Research paper (scientific journal), Joint Work, Accepted,  ISSN  09266003

     View Summary

    This study considers a proximal Newton-type method to solve the minimization of a composite function that is the sum of a smooth nonconvex function and a nonsmooth convex function. In general, the method uses the Hessian matrix of the smooth portion of the objective function or its approximation. The uniformly positive definiteness of the matrix plays an important role in establishing the global convergence of the method. In this study, an inexact proximal memoryless quasi-Newton method is proposed based on the memoryless Broyden family with the modified spectral scaling secant condition. The proposed method inexactly solves the subproblems to calculate scaled proximal mappings. The approximation matrix is shown to retain the uniformly positive definiteness and the search direction is a descent direction. Using these properties, the proposed method is shown to have global convergence for nonconvex objective functions. Furthermore, the R-linear convergence for strongly convex objective functions is proved. Finally, some numerical results are provided.

  • Some robust supply chain network equilibrium models

    Y. Narushima, T. Hirano

    Proceedings of International Conference on Nonlinear Analysis and Convex Analysis-International Conference on Optimization: Techniques and Applications  2021

    Research paper (international conference proceedings), Joint Work, Accepted

  • Global convergence of a proximal memoryless symmetric rank one method for minimizing composite functions

    S. Nakayama, Y. Narushima

    Proceedings of International Conference on Nonlinear Analysis and Convex Analysis-International Conference on Optimization: Techniques and Applications  2021

    Research paper (international conference proceedings), Joint Work, Accepted

  • Globally convergent active-set memoryless quasi-Newton method based on spectral-scaling Broyden family for bound constrained optimization

    Hiroaki Nishio, Shummin Nakayama, Yasushi Narushima, Hiroshi Yabe

    Proceedings of International Conference on Nonlinear Analysis and Convex Analysis-International Conference on Optimization: Techniques and Applications  2021

    Research paper (international conference proceedings), Joint Work, Accepted

     View Summary

    in press

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Reviews, Commentaries, etc. 【 Display / hide

  • 管理工学科でのOR研究-ロバストサプライチェインネットワーク均衡モデルと二次錐相補性問題-

    成島康史

    オペレーションズ・リサーチ:経営の科学 66   144 - 150 2021

    Introduction and explanation (scientific journal)

  • 無制約最適化問題に対する勾配法について

    成島康史

    オペレーションズ・リサーチ:経営の科学 64   344 - 351 2019

    Introduction and explanation (scientific journal), Single Work

  • 進化ゲーム理論を用いたビジネスゲームの考察

    成島康史

    シミュレーション&ゲーミング 27   20 - 26 2017

    Prompt report, short report, and research note, etc. (scientific journal), Single Work

  • 無制約最適化問題に対するアルゴリズムの最前線-非線形共役勾配法を中心に-

    成島康史

    オペレーションズ・リサーチ:経営の科学 59   131 - 137 2014

    Introduction and explanation (scientific journal), Single Work

Presentations 【 Display / hide

  • Some robust supply chain network equilibrium models

    Yasushi Narushima

    International Conference on Nonlinear Analysis and Convex Analysis--International Conference on Optimization: Techniques and Applications (NACA-ICOTA2019), 2019.08, Oral Presentation(guest/special)

  • Global convergence of a proximal memoryless symmetric rank one method for minimizing composite functions

    Shummin Nakayama, Yasushi Narushima

    International Conference on Nonlinear Analysis and Convex Analysis--International Conference on Optimization: Techniques and Applications (NACA-ICOTA2019), 2019.08, Oral Presentation(general)

  • Global convergence of an active-set memoryless quasi-Newton method based on spectral-scaling Broyden family for bound constraind optimization

    Hiroaki Mishio, Shummin Nakayama, Yasushi Narushima, and Hiroshi Yabe

    International Conference on Nonlinear Analysis and Convex Analysis--International Conference on Optimization: Techniques and Applications (NACA-ICOTA2019), 2019.08, Oral Presentation(general)

  • Robust supply chain network equilibrium model with random demands

    Yasushi Narushima and Tatsuya Hirano

    23th International Symposium of Mathematical Programming (ISMP2018), 2018.09, Oral Presentation(general)

  • Inexact proximal memoryless spectral-scaling MBFGS method

    Shummin Nakayama, Yasushi Narushima, Hiroshi Yabe

    23th International Symposium of Mathematical Programming (ISMP2018), 2018.09, Oral Presentation(general)

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Research Projects of Competitive Funds, etc. 【 Display / hide

  • Study on algorithms of numerical methods for large scale nonlinear optimization problems and their implementation

    2020.04
    -
    2023.03

    Tokyo University of Science, 矢部 博, 成島 康史, 中山 舜民, Grant-in-Aid for Scientific Research (C)

     View Summary

    最適化問題を効率よく解くための数値解法の研究は近年ますます活発に行われている。本研究では、非線形最適化問題の数値計算アルゴリズムの研究に焦点をあてる。非線形最適化問題は、無制約最小化問題と制約付き最小化問題とに分けられる。本研究では、提案した数値計算アルゴリズムの収束性を証明して数学的な裏づけをするとともに、数値実験を通してその有効性・実用性を検証する。さらに、実社会で発生する具体的な最適化問題を解く際の実用化を目指して、提案する数値計算アルゴリズムのソフトウェア開発もしていく。したがって、本研究は社会的に大きな意義を持つ。

  • 超柔軟な組織構成のビジネスの戦略と組織

    2018.04
    -
    Present

    Yokohama National University, 科学研究費補助金, 佐藤亮(横浜国立大学), 田名部 元成, 本橋 永至, 鈴木 香織, 寺本 高, 松井 美樹, 成島 康史, 鶴見 裕之, Grant-in-Aid for Scientific Research (B), Research grant, Co-investigator

     View Summary

    「モノと情報の流れを整える仕組み」を解明する方向性を持って超柔軟組織に適用し、具体的に以下の(a) から (c) の研究を実施し、一部は論文として公表した。
    (a) 超柔軟組織のオペレーション全体の最適化: リーン生産プロセスとともに重要な管理方式として使われているMRPを用いたバルク・ロジスティクスプロセスがあるが、その最適化について基礎を明らかにした。さらにサプライチェーンプロセスの品質の側面について、国際共同研究としてベトナム企業の調査・研究を進めた。
    (b) 超柔軟組織の経営戦略論: 製造業のサービス化についての研究を進め、ケーススタディとして論文にまとめ投稿するとともに、それに基づいたゲーミングの枠組みを試作した。また、ゲーム実施基盤であるBSelプログラムについて、ゲームの共有化の仕組み、および、ゲームの一人プレイのための機能の一部追加を実施した。並行して、さらなる安定運用とセキュリティの向上のための改善を継続して行った。
    (c) 超柔軟組織のマーケティング戦略理論の創始: 需要プロセスへの分析視座として、主に、マスマーケティングのかわりに、SNSや行動データを用いるソーシャルメディア・マーケティングを用いる。具体的な行動データとして,スーパーマーケットに対するSNSの書き込みの影響を調べるための調査データの分析を行い、国際会議棟で発表した。今後も継続する。こうした分析を踏まえて、超柔軟組織のマーケティング戦略理論としての要件を研究する。
    超柔軟組織の戦略と組織について研究の重要な側面を明確にするという方向を設定して、サービス化によるビジネス変換、マーケティング戦略によるプラットフォーム化の新方式、バルク・ロジスティクスプロセスという新たなプロセスモデルの発見などの研究として活発に実施している。成果やアイデアへの批判的検討のために、拠点会議で相互に発表して、互いの知見の共有を図っている。
    (a) 超柔軟組織のオペレーション全体の最適化、(b) 超柔軟組織の経営戦略論、(c) 超柔軟組織のマーケティング戦略理論という側面からの研究を進めて、これまでの成果を踏まえてさらに発展させていく。数理的な構造の発見は多少の困難を見込んでいるが、全体としての大きな障害はない。直線的に研究が進むことは期待できずいろいろなトライや考察が必要なことは言うまでもない。今年度は、国内外の学会の参加はネット経由で行われたり、来年度に延期になるものが多くなっているが、メンバーにとっては十分に対応可能である。

     View Remarks

    2018年度は学内分担者であったため分担金なし.

  • Analysis of equilibrium problems arising within supply chain networks

    2018.04
    -
    2022.03

    MEXT,JSPS, Grant-in-Aid for Scientific Research, 成島 康史, Grant-in-Aid for Scientific Research (C), Principal Investigator

     View Summary

    昨年度に引き続き,サプライチェインに関する数理モデルの文献研究を行うとともにサプライチェインネットワーク(SCN)上の均衡問題に対して以下の研究を行った.
    1. 不確実性を含むSCNにおける均衡問題の分析:昨年度に提案した市場の需要に不確実性を含むロバストSCNEモデルに対する,より詳細な分析を行った.具体的には,ネットワークに特定の形状を仮定した状況において,不確実性が増大したときにSCNのパフォーマンスがどのように変化するかを分析し,パフォーマンスの低下の度合いを評価した.また,数値実験により,一般的なネットワークにおいても同様の関係があることを確認した.さらに,モデル自体の改良も検討した.さらに,不確実集合の性質についても検討を行った.
    2. サービスを考慮したSCNにおける均衡問題の分析:昨年度に引き続き,サービスを含めて稼働時間を売る契約形態である Power by The Hour(PBH)の数理モデルについて検討した.特に,PBHをリーダーが1社,フォロワーが複数存在するようなエージェンシーモデルとしてとらえ,定式化を行った.さらに,定式化したモデルの分析の方法を検討した.
    3. 複雑な構造や制約を持つSCNにおける均衡問題の分析:昨年度に引き続き,食料品など,商品の劣化や賞味期限が存在するようなSCNをに対する研究を行った.まず,昨年度に提案した時空間上の最小費用流モデルに対して数値実験を行い,その有用性を確認した.また,最小化モデルを再検討し,複数の主体がいる場合の均衡問題への定式化を検討した.
    また,上記の均衡問題は微分不可能な方程式系や最小化問題へと再定式化されるため,それらを解くための数値アルゴリズムに対する検討も行った.
    3つの項目に対してそれぞれ着手している.特に,1番目の項目は国際会議で招待講演を行ったり,学術論文への投稿を行っているなど,外部への発信も順調に行えている.2番目,3番目の項目についても,今後外部への発信を行う予定である.
    前年度の結果を踏まえて,内容を発展させていく.特に,2番目,3番目の項目については学会発表などを通して積極的に外部に成果を発信していく.
    1. 不確実性を含むSCNにおける均衡問題の分析:前年度に検討したロバストSCNEモデルの改良を再度検討し,本格的にモデル化を進める.特に,流通業者を含めたロバストSCNEモデルや在庫費用などを含めたロバストSCNEモデルなどについてモデル化を行う.また,前年度に引き続き,不確実性集合の再検討を行い,より実際のSCNの状況に即したモデルの構築を目指す.
    2. サービスを考慮したSCNにおける均衡問題の分析:引き続きPBHに注目する.特に,エージェンシーモデルとしての定式化を改良するとともに,その均衡点やモデル自体の性質についても分析を進める.
    3. 複雑な構造や制約を持つSCNにおける均衡問題の分析:昨年度に引き続き,食料品など,商品の劣化や賞味期限が存在するようなSCNを対象とする.まず,時間拡張されたネットワークにおける均衡問題についての定式化を行い,その問題の性質などの分析を進める.
    上記の問題は均衡問題として定式化されることが予想されるため,必要に応じて,定式化された均衡問題を解くための数値アルゴリズムについても研究する.

  • Study on numerical algorithms for nonlinear optimization problems and their implementation

    2017.04
    -
    2020.03

    Tokyo University of Science, 科学研究費補助金, YABE HIROSHI, 成島 康史, 中山 舜民, Grant-in-Aid for Scientific Research (C), Research grant, Co-investigator

     View Summary

    We proposed new memoryless quasi-Newton methods for large scale unconstrained optimization problems. These methods are based on the Broyden family with the spectral-scaling secant condition. we showed the global convergence properties of our proposed methods and investigated their numerical performance. In addition, we applied the memoryless quasi-Newton methods to composite function minimization problems and proposed inexact proximal memoryless quasi-Newton methods. We also combined the active set strategy with the memoryless quasi-Newton method for solving bound constrained minimization problems.
    Furthermore, we proposed a primal-dual interior point method for solving nonlinear semidefinite programming problems. In this method, the trust-region strategy was used in order to obtain the global convergence property. We considered robust supply chain network equilibrium models and showed that these could be reformulated as variational inequality problems or complementarity problems.

  • サプライチェーン・リスク・マネジメントと事業継続計画のためのシミュレーション分析

    2014.04
    -
    2017.03

    日本学術振興会, 科学研究費補助金, 白井宏明(横浜国立大学), 基盤研究(B), Research grant, Co-investigator

     View Remarks

    学内分担のため分担金なし

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Awards 【 Display / hide

  • 文献賞奨励賞

    成島康史, 2008.03, 日本オペレーションズ・リサーチ学会

    Type of Award: Awards of National Conference, Council and Symposium.  Country: 日本

     View Description

    受賞論文:A Nonmonotone Memory Gradient Method for Unconstrained Optimization(Journal of the Operations Research Society of Japan Vol.50, No.1)

Other 【 Display / hide

  • 高度化社会に向けた数理最適化の新潮流

     View Details

    平成30年度 京都数理解析研究所 共同研究(公開型) 研究代表者

  • 数理最適化の発展:モデル化とアルゴリズム

     View Details

    平成29年度 京都数理解析研究所 共同研究(公開型) 研究代表者

 

Courses Taught 【 Display / hide

  • SEMINAR IN ADMINISTRATION ENGINEERING

    2021

  • OPERATIONS RESEARCH 4

    2021

  • OPERATIONS RESEARCH 2

    2021

  • MATHEMATICS FOR INDUSTRIAL AND SYSTEMS ENGINEERING 1

    2021

  • LABORATORIES IN SCIENCE AND TECHNOLOGY

    2021

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Memberships in Academic Societies 【 Display / hide

  • 日本オペレーションズ・リサーチ学会, 

    2004
    -
    Present
  • 日本応用数理学会, 

    2004
    -
    Present

Committee Experiences 【 Display / hide

  • 2016.04
    -
    Present

    論文誌JORSJ編集委員会 編集委員, 日本オペレーションズ・リサーチ学会

  • 2013.04
    -
    Present

    庶務幹事, 日本オペレーションズ・リサーチ学会

  • 2013.04
    -
    2016.03

    機関紙「応用数理」編集委員, 日本応用数理学会

  • 2009.04
    -
    2011.03

    論文誌JORSJ編集委員会 編集幹事, 日本オペレーションズ・リサーチ学会