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Optimum Design Considering Risk Scenario Based on Resilience Engineering for Smart Structural Systems

Research Project

Project/Area Number 18K18812
Research Category

Grant-in-Aid for Challenging Research (Exploratory)

Allocation TypeMulti-year Fund
Review Section Medium-sized Section 18:Mechanics of materials, production engineering, design engineering, and related fields
Research InstitutionOsaka Prefecture University

Principal Investigator

KOGISO NOZOMU  大阪府立大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (70295715)

Project Period (FY) 2018-06-29 – 2021-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2020)
Budget Amount *help
¥6,240,000 (Direct Cost: ¥4,800,000、Indirect Cost: ¥1,440,000)
Fiscal Year 2020: ¥2,210,000 (Direct Cost: ¥1,700,000、Indirect Cost: ¥510,000)
Fiscal Year 2019: ¥2,600,000 (Direct Cost: ¥2,000,000、Indirect Cost: ¥600,000)
Fiscal Year 2018: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
Keywordsレジリエンス工学 / 多目的最適設計 / スマート構造システム / 不確定性 / アベイラビリティ / ロバスト性 / リスクシナリオ / 回復性 / 最適設計
Outline of Final Research Achievements

This study applied a concept of resilience engineering to smart structural systems such as morphing wings and space smart reflectors to build risk scenarios that can continue to work a part of functions even if some sensors and actuators will fail. For a wing with divided plural morphing flaps, a risk scenario to re-distribute morphing angles of survived flaps when some flap fails to return to the flap angles to zero is constructed by applying the multiobjective optimization method. For the space smart reflector, the similar idea is applied to construct a scenario that re-distribute the output displacement for the survived actuators in order to recover the lost functions by failure of some actuators.
Then, concept of operating rate is introduced to quantitatively evaluate the recoverability of the smart structural system.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

従来は,スマート構造システムのような複雑なシステムでは要素の故障による機能損失を避けるために,要素の信頼度を向上させることが重要視され,高コスト化が避けられなかった.それに対して,本研究では,レジリエンス工学の概念を適用することで,一部が故障したとしても機能を回復させることで,運用が継続できるリスクシナリオを構築できることを示した.この成果は,スマート構造システムだけでなく,複雑なシステムにおいても,コストをかけて要素の信頼度を高くしなくても,その結果,一部の要素が故障したとしても,リスクシナリオを構築することで,その機能が実現できるような低コスト化につなげることができる.

Report

(4 results)
  • 2020 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2019 Research-status Report
  • 2018 Research-status Report
  • Research Products

    (24 results)

All 2021 2020 2019 2018

All Journal Article (4 results) (of which Peer Reviewed: 4 results,  Open Access: 3 results) Presentation (20 results) (of which Int'l Joint Research: 3 results,  Invited: 1 results)

  • [Journal Article] Effect of Member Length Uncertainty and Backlash on Deformation Accuracy for a High-Precision Space Truss Structure2021

    • Author(s)
      Yoya Gon and Nozomu Kogiso
    • Journal Title

      TRANSACTIONS OF THE JAPAN SOCIETY FOR AERONAUTICAL AND SPACE SCIENCES

      Volume: 64 Issue: 1 Pages: 31-39

    • DOI

      10.2322/tjsass.64.31

    • NAID

      130007965787

    • ISSN
      0549-3811, 2189-4205
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  • [Journal Article] Deployment Repeatability of Pointing Performance for Highly Precise Extensible Optical Bench Considering Uncertainties on Backlash and Friction2020

    • Author(s)
      Yoya Gon and Nozomu Kogiso
    • Journal Title

      Transactions of the Japan Society of Aeronautics and Space Sciences, Aerospace Technology Japan

      Volume: 18 Issue: 3 Pages: 25-31

    • DOI

      10.2322/tastj.18.25

    • NAID

      130007840124

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  • [Journal Article] Efficient error rate estimation for single event effects considering statistical uncertainty2019

    • Author(s)
      飯田輝澄,小木曽望
    • Journal Title

      Transactions of the JSME (in Japanese)

      Volume: 85 Issue: 877 Pages: 19-00183-19-00183

    • DOI

      10.1299/transjsme.19-00183

    • NAID

      130007711785

    • ISSN
      2187-9761
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    • Author(s)
      権 陽弥,小木曽 望
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      Volume: 9 Pages: 483-489

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      権 陽弥, 小木曽 望
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      Yoya Gon, Nozomu Kogiso
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      飯田 輝澄, 小木曽 望
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      Nozomu Kogiso, Hiroaki Tanaka, Takashi Iwasa, Takeshi Akita, Hiraku Sakamoto, Tadashige Ikeda, Atsuhiko Senba, Kosei Ishimura
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Published: 2018-07-25   Modified: 2022-01-27  

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