到達目標
(1) 動的計画法を問題に適用し，解を見つけることができる
(2) アローダイヤグラムのクリティカルパスを求めることができる
(3) アローダイヤグラムが与えられたとき，ガントチャートを描くことができる
(4) 線形計画法の問題を定式化し，問題を解くことができる．
(5) マルコフ過程や待ち行列理論の計算ができる．
(6) 意思決定手法を理解し，問題を解くことができる
本教科では以下の領域をカバーする．
- V-D-2 ソフトウェア＞アルゴリズム＞アルゴリズムの概念を説明できる
- V-D-2 ソフトウェア＞アルゴリズム＞与えられたアルゴリズムが問題を解決していく過程を説明できる
- V-D-2 ソフトウェア＞アルゴリズム＞同一の問題に対し，それを解決できる複数のアルゴリズムが存在しうることを理解している
- V-D-7 情報数学・情報理論＞数値処理と誤差＞コンピュータ上での数値の表現方法が誤差に関係することを理解している
- Ⅶ-C 共同教育＞企業活動理解＞品質，コスト，公立，スピード，納期などに対する視点を持つことができる．
- Ⅷ 汎用的技能＞Ⅷ-E 論理的思考力＞事象の本質を整理し，構造化できる．専門分野における情報や知識を複眼的・論理的に分析し，表現できる．論理的に自分の意見や手順を構築・展開できる．研究テーマに関連した観察・課題の設定から実施可能な方法を考察し，具体的な行動に結びつけることができる．
ルーブリック
| 理想的な到達レベルの目安 | 標準的な到達レベルの目安 | 未到達レベルの目安 |
| 評価項目1 | 動的計画法を実際の問題に対して適用し，適切に計算できる | 動的計画法を実際の問題に対して適用し，計算できる | 動的計画法を実際の問題に対して適用し，計算できない |
| 評価項目2 | スケジュールのクリティカルパスを計算で適切に求められ，ガントチャートで適切に表現できる | スケジュールのクリティカルパスを計算で求められ，ガントチャートで表現できる | スケジュールのクリティカルパスを計算で求められない．また，ガントチャートで表現できない |
| 評価項目3 | 線形計画法の概要の説明・問題の定式化・計算が適切にできる | 線形計画法の概要の説明・問題の定式化・計算ができる | ス線形計画法の概要の説明・問題の定式化・計算ができない |
| 評価項目4 | 問題に待ち行列理論の適切なモデルを適用し，適切に評価できる | 問題に待ち行列理論のモデルを適用し，評価できる | 問題に待ち行列理論のモデルを適用できない．また，評価できない． |
| 評価項目6 | 意思決定基準，意思決定理論を問題に対して適切に適用できる． | 意思決定基準，意思決定理論を問題に対して適用できる． | 意思決定基準，意思決定理論を問題に対して適用できない． |
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学科の到達目標項目との関係
Ⅰ 人間性 1 Ⅰ 人間性
Ⅱ 実践性 2 Ⅱ 実践性
Ⅲ 国際性 3 Ⅲ 国際性
CP2 各系の工学的専門基盤知識，および実験・実習および演習・実技を通してその知識を社会実装に応用・実践できる力 5 CP2 各系の工学的専門基盤知識，および実験・実習および演習・実技を通してその知識を社会実装に応用・実践できる力
CP4 他者を理解・尊重し，協働できるコミュニケーション能力と人間力 7 CP4 他者を理解・尊重し，協働できるコミュニケーション能力と人間力
教育方法等
概要:
システム工学は，システムを最適に計画・開発・評価・運用するための総合的な学問です．本講義ではその中でも，オペレーションズリサーチと呼ばれるシステムマネジメントに関わる分野を重点的に取り上げて講義します．
数理モデリングを通して，問題を数学的に表現することを理解し，筆算や適切なツールで解くことを理解します．
授業の進め方・方法:
企業などの組織体では，効率性・生産性・経済性・安全性・信頼性・保全性といった指標の向上が常に求められ，技術者にもこれらに対応できる資質が要求されます．システム工学では，これらに適用される技術や技法の理解と習得を目指します．講義は座学中心で進めます．
本科目は学修単位科目のため，事前事後学習として課題を課します．その他，日常の授業の予習復習時間，定期試験の勉強時間を総合して60時間の自学自習時間が必要となります．自学自習は課題および試験で評価します．
達成目標に示す試験，小テスト・レポートを100点法で採点し，中間達成度35%，定期試験35%，課題・レポート30%の割合で評価します．
本シラバスで示した評価に基づく点数が60点に満たない場合は再試験を行うことがあります．
中間達成度試験が60点未満の学生は，再レポートを課します．その結果により，中間達成度試験の点数を最大60点とします．
中間達成度試験，定期試験，課題を評価して学年成績が60点未満の対象に，再試験を実施することがあります．
再試験は試験範囲を定期試験の範囲とし，定期試験の点数を max(定期試験の点数，定期試験再試験の点数)としますが，学年成績は最大60点とします．
再試験を受験したにも関わらず学年成績が60点未満の学生を対象に，再評価を実施することがあります．
再評価では，課題および試験の再評価を実施します．
課題の再評価は，講義中に出された課題で60点に満たない課題を再提出してもらい，再評価します．それ以外の課題はそのままの点数として，100点法で評価します．
試験の再評価は，中間達成度および定期試験の再評価を1回の試験で行います．再評価試験は200点満点とし，配点は中間達成度試験に対応する部分を100点分，定期試験に対応する部分を100点分とし実施します．
試験の再評価および課題の再評価をもとに，中間達成度評価を max(再評価試験の中間達成度試験対応分, 中間達成度試験評価) および定期試験評価を max(再評価試験の定期試験対応分, 定期試験評価) とし，評価割合に従い学年成績を再評価します．
なお，再評価の結果，学年成績が60点を超えた場合でも60点を上限とします．
注意点:
数学の知識を前提として進めますので，線形代数・固有値と対角化・情報数学・微分積分について復習しておいてください．
スケジュールは学校行事等により変更となることがあります．
本教科は，民間企業にてプロジェクトマネジメントや数理計画の業務に従事していた教員がその経験を活かして講義を行います．
授業の属性・履修上の区分
授業計画
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週 |
授業内容 |
週ごとの到達目標 |
| 前期 |
| 1stQ |
| 1週 |
ガイダンス，オペレーションズリサーチの概要
Guidance / Introduction to Operations Research |
オペレーションズリサーチの概要について説明できるようになること
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| 2週 |
動的計画法
Dynamic Programming |
動的計画法について概要を理解すること
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| 3週 |
動的計画法
Dynamic Programming |
動的計画法のアルゴリズムを実装できるようになること
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| 4週 |
プロジェクトスケジューリング
Project Scheduling |
工程計画を図で表現でき，作業の並行性や同期を理解できること
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| 5週 |
プロジェクトスケジューリング
Project Scheduling |
工程計画をグラフとして表現し，作業の余裕やクリティカルパスを計算できること
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| 6週 |
線形計画法
Linear Programming |
線形計画法の概要を理解し，問題を線形計画問題として定式化できること．
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| 7週 |
線形計画法
Linear Programming |
線形計画法のアルゴリズムの振る舞いと解探索の過程を示せるようになること．
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| 8週 |
中間達成度試験
Mid-term exam |
2週目～7週目の講義内容について問題を提示します．
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| 2ndQ |
| 9週 |
単純マルコフ過程
Simple Markov Chain |
単純マルコフ過程の数式表現を理解し，定常状態での振る舞いを導出できること．
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| 10週 |
待ち行列理論
Queueing Theory |
待ち行列理論の概要を理解し，社会での問題を待ち行列モデルとして定式化できること
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| 11週 |
待ち行列理論
Queueing Theory |
待ち行列理論の概要を理解し，社会での問題を待ち行列モデルとして定式化できること
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| 12週 |
意思決定水準・意思決定理論
Decision making theory and basis |
不確実性が伴う環境下での意思決定をどのようにモデル化し実施するか説明できること．
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| 13週 |
意思決定水準・意思決定理論
Decision making theory and basis |
不確実性が伴う環境下での意思決定をどのようにモデル化し実施するか説明できること．
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| 14週 |
意思決定水準・意思決定理論
Decision making theory and basis |
不確実性が伴う環境下での意思決定をどのようにモデル化し実施するか説明できること．
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| 15週 |
演習
Practices |
2Qのサーベイを実施．
Summarize week 9 to 14.
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| 16週 |
定期試験
Final exam |
9週目～15週目の講義内容について問題を提示します．
Can solve problems explained between week 9 and week 15.
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モデルコアカリキュラムの学習内容と到達目標
| 分類 | 分野 | 学習内容 | 学習内容の到達目標 | 到達レベル | 授業週 |
| 専門的能力 | 分野別の専門工学 | 情報系分野 | プログラミング | 与えられた問題に対して、それを解決するためのソースプログラムを記述できる。 | 4 | 前2,前3 |
| 要求仕様に従って、いずれかの手法により動作するプログラムを設計することができる。 | 4 | 前2,前3 |
| 要求仕様に従って、いずれかの手法により動作するプログラムを実装することができる。 | 4 | 前2,前3 |
| 要求仕様に従って、標準的な手法により実行効率を考慮したプログラムを設計できる。 | 4 | 前2,前3 |
| 要求仕様に従って、標準的な手法により実行効率を考慮したプログラムを実装できる。 | 4 | 前2,前3 |
| ソフトウェア | アルゴリズムの概念を説明できる。 | 4 | 前2,前3,前6,前7 |
| 与えられたアルゴリズムが問題を解決していく過程を説明できる。 | 4 | 前2,前3,前6,前7,前12,前13,前14 |
| 同一の問題に対し、それを解決できる複数のアルゴリズムが存在しうることを説明できる。 | 4 | 前2,前3,前6,前7 |
| 時間計算量によってアルゴリズムを比較・評価できることを説明できる。 | 3 | 前2,前3 |
| コンピュータシステム | プロジェクト管理の必要性について説明できる。 | 4 | 前4,前5 |
| WBSやPERT図など、プロジェクト管理手法の少なくとも一つについて説明できる。 | 4 | 前4,前5 |
| ER図やDFD、待ち行列モデルなど、ビジネスフロー分析手法の少なくとも一つについて説明できる。 | 4 | 前4,前5,前10,前11 |
| 分野横断的能力 | 汎用的技能 | 汎用的技能 | 汎用的技能 | 特性要因図、樹形図、ロジックツリーなど課題発見・現状分析のために効果的な図や表を用いることができる。 | 4 | 前4,前5,前9,前10,前11,前12,前13,前14 |
評価割合
| 中間達成度試験 | 定期試験 | 課題・レポート | 合計 |
| 総合評価割合 | 35 | 35 | 30 | 100 |
| 基礎的能力 | 0 | 0 | 0 | 0 |
| 専門的能力 | 35 | 35 | 15 | 85 |
| 分野横断的能力 | 0 | 0 | 15 | 15 |