• Search Research Projects
  • Search Researchers
  • How to Use
  1. Back to previous page

Development of Weather-Driven Supply Chain GX Support System by AI and Mathematical Collaboration for Renewable Energy and Remanufacturing

Research Project

Project/Area Number 23K26329
Project/Area Number (Other) 23H01635 (2023)
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (B)

Allocation TypeMulti-year Fund (2024)
Single-year Grants (2023)
Section一般
Review Section Basic Section 25010:Social systems engineering-related
Research InstitutionThe University of Electro-Communications

Principal Investigator

山田 哲男  電気通信大学, 大学院情報理工学研究科, 教授 (90334581)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 岡本 一志  電気通信大学, 大学院情報理工学研究科, 准教授 (10615032)
山田 周歩  富山県立大学, 工学部, 講師 (10845580)
長沢 敬祐  広島大学, 先進理工系科学研究科(工), 助教 (50758159)
北田 皓嗣  法政大学, 経営学部, 准教授 (90633595)
井上 全人  明治大学, 理工学部, 専任教授 (60365468)
石垣 綾  東京理科大学, 創域理工学部経営システム工学科, 教授 (50328564)
Project Period (FY) 2023-04-01 – 2027-03-31
Project Status Granted (Fiscal Year 2024)
Budget Amount *help
¥18,590,000 (Direct Cost: ¥14,300,000、Indirect Cost: ¥4,290,000)
Fiscal Year 2026: ¥2,730,000 (Direct Cost: ¥2,100,000、Indirect Cost: ¥630,000)
Fiscal Year 2025: ¥5,720,000 (Direct Cost: ¥4,400,000、Indirect Cost: ¥1,320,000)
Fiscal Year 2024: ¥5,720,000 (Direct Cost: ¥4,400,000、Indirect Cost: ¥1,320,000)
Fiscal Year 2023: ¥4,420,000 (Direct Cost: ¥3,400,000、Indirect Cost: ¥1,020,000)
Keywords再生可能エネルギー / 再製造 / サプライチェーン / AI数理協働 / SDGs経営
Outline of Research at the Start

本研究では、組立製品の生産・物流網の脱炭素化へグローバル(海外調達・製品輸出)から地域ローカルな再エネと再製造(循環経済)を統合し、グローカルに調整・満足化を行うAIと数理モデルの協働GX(グリーントランスフォーメーション)をデザインし、天候による途絶、コストやCO2排出量の増加を低減する天候駆動型サプライチェーンのGX支援システムを開発する。

Outline of Annual Research Achievements

本年度は、インパクトファクターや国際共著を含む査読付き論文6件、オーガナイズを含む国際・国内会議19件と図書2件で発表し、講演会開催と国際会議発表による受賞3件があった。

(1) 再エネ予測エンジンとAI調整による作業スケジューラの開発 複数のタスクが存在する状況において、各タスクのスキル・雇用コスト・チームサイズ・重複制約の4種類の制約条件を全て満たすチームを、ワーカプールから同時に形成する手法を開発した。また、太陽光発電を有する施設の電力需給マネジメントにおいて、ジョブ・ショップ制御方策を用いた蓄電池併用時の買電・充電切換えシミュレーション法を提案するとともに、ある物流センターの実消費電力量と太陽光仮想発電量について季節や時間帯の特性やオンデマンド流動数管理法の効果を、事例を通じて分析した。
(2) 再エネ途絶サプライチェーンの設計 生産・再製造システムにおけるSDGsの考慮を念頭に、地方創生や再生可能エネルギー材料の温室効果ガス排出量規制、COVID-19によるサプライヤー途絶、輸送の遅延、CSRや労働人口の変動といったリスクを考慮して、サプライチェーンの強靭化を目的とする循環型サプライチェーン設計のモデル化を行った。また、製造・再製造工程の意思決定を自動的に調整し、回収品の価値を判別する過程を組み込んだサプライチェーンを設計した。
(3) 国境炭素税とLCAによる製品・SDGs経営のデザイン SDGs経営については、化学産業企業を対象としたmixed methodologyを用いたサーキュラーエコノミーに関する情報開示の傾向と、その背景にある企業のマネジメント活動について分析を行った。製品・物流デザインについては、環境性と経済性の観点を同時に考慮することで、複数の製品アーキテクチャ候補を絞り込むことが可能なシステムを提案するとともに、サプライチェーンにおけるDesign for Logistics(DfL)に関して国内20事例の調査・分析を行った。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

国際会議と国内会議でのオーガナイズドセッション、国内外研究者を招いたサステナブル交通講演会の企画や、図書2件や国際共著論文1件で研究成果を発信し、その成果の一部は国際会議における受賞3件となったため。具体的には、The 7th Asian Conference of Management Science and Applications (ACMSA2023)ではSpecial Session「Sustainable Manufacturing and Service」で11件、日本設備管理学会2023年度秋季研究発表大会ではオーガナイズドセッション「リバースサプライチェーンと設備経営」で4件の発表をとりまとめ、研究成果を発信した。
こうした成果から、国際会議23rd Asia Pacific Industrial Engineering and Management Systems (APIEMS2023)ではOutstanding Paper Award、ACMSA2023ではExcellent Paper of Special Sessionsを受賞した。さらに、本研究の修士学生が国際会議International Symposium on Scheduling 2023 (ISS2023)ではドイツの大学との国際共同研究による論文発表が評価されて、スケジューリング学会奨励賞を受賞した。
以上の取り組みは、隔月でのオンライン打合せや、研究支援員と技術支援員の協力などによる継続的な研究活動によって行われた。

Strategy for Future Research Activity

次の各テーマで研究を推進し、その研究成果は海外誌特集号の企画、国際ワークショップや講演会の開催を企画するなどして成果発信を行う。

(1) 再エネ予測エンジンとAI調整による作業スケジューラの開発 クラウドソーシングで複数のタスクを受注している状況において、各タスクを遂行するためのチームをクラウドワーカプールから同時に形成する手法を開発する。また、充電ステーションの施設配置とスクーターの材料サプライヤーを決定する再エネ電動バイク・シェアリング交通の2段階計画法を提案する。
(2) 再エネ途絶サプライチェーンの設計 COVID-19や災害などによるサプライチェーンの混乱などの不確実性を伴う事象を考慮や、回収品の価値を判別する指標を用いて、循環サプライチェーンをモデル化する。さらに、Design for Logisticsの観点より、グローバルで製品を展開する際に考慮するべき設計の要素を整理したモデル化を行う。
(3) 国境炭素税とLCAによる製品・SDGs経営のデザイン 使用済み(EOL)製品の再製造では、アップグレードを導入してGHG回収率と利益を満足化する各部品のライフサイクルオプション選択法や、更新や修理が容易な製品アーキテクチャを設計する手法を提案する。また、サプライチェーンネットワークをモデル化し、グローバルサプライチェーンでは自由貿易協定下で炭素価格や排出枠の影響や、リバースサプライチェーンではリサイクルにより回収される材料のGHG排出量に応じて炭素税が還付される効果について、それぞれ分析する。さらにSDGs経営では、サステナビリティ情報開示のテキスト分析を行う。

Report

(1 results)
  • 2023 Annual Research Report
  • Research Products

    (30 results)

All 2024 2023 Other

All Int'l Joint Research (2 results) Journal Article (6 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results,  Peer Reviewed: 6 results,  Open Access: 5 results) Presentation (19 results) (of which Int'l Joint Research: 14 results) Book (2 results) Remarks (1 results)

  • [Int'l Joint Research] Northeastern University(米国)

    • Related Report
      2023 Annual Research Report
  • [Int'l Joint Research] Bochum University of Applied Sciences(ドイツ)

    • Related Report
      2023 Annual Research Report
  • [Journal Article] An Algorithm for Solving Constraint Satisfaction Problems in Concurrent Formation of Expert Teams2024

    • Author(s)
      山本 亮太, 岡本 一志
    • Journal Title

      電子情報通信学会論文誌D 情報・システム

      Volume: J107-D Issue: 3 Pages: 87-97

    • DOI

      10.14923/transinfj.2023JDP7006

    • ISSN
      1880-4535, 1881-0225
    • Year and Date
      2024-03-01
    • Related Report
      2023 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] 太陽光発電における蓄電池併用時の買電・充電切換に関する事例研究2024

    • Author(s)
      加藤大貴,伊集院大将,山田哲男,高野倉雅人,松井正之
    • Journal Title

      日本設備管理学会誌

      Volume: 35 Pages: 114-123

    • Related Report
      2023 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Appropriately Limiting Quantities of Remanufacturing Products Considering Virtual Inventory for Stabilization of Production Resources2023

    • Author(s)
      Jundai Koketsu, Aya Ishigaki, Hiromasa Ijuin, Tetsuo Yamada
    • Journal Title

      Journal of Remanufacturing

      Volume: 13 Issue: 3 Pages: 243-261

    • DOI

      10.1007/s13243-023-00128-x

    • Related Report
      2023 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Seasonal Analysis and Capacity Planning of Solar Energy Demand-to-Supply Management: Case Study of a Logistics Distribution Center2023

    • Author(s)
      Akihiko Takada, Hiromasa Ijuin, Masayuki Matsui, Tetsuo Yamada
    • Journal Title

      Energies

      Volume: 17 Issue: 1 Pages: 1-23

    • DOI

      10.3390/en17010191

    • Related Report
      2023 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Utilization of Free Trade Agreements to Minimize Costs and Carbon Emissions in the Global Supply Chain for Sustainable Logistics2023

    • Author(s)
      Yuki Kinoshita, Takaki Nagao, Hiromasa Ijuin, Keisuke Nagasawa, Tetsuo Yamada, Surendra M. Gupta
    • Journal Title

      Logistics

      Volume: 7 Issue: 2 Pages: 21-21

    • DOI

      10.3390/logistics7020032

    • Related Report
      2023 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Design of a robust closed-loop supply chain with backup suppliers under disruption scenarios2023

    • Author(s)
      Keisuke Nagasawa, Yuki Kinoshita, Katsumi Morikawa and Katsuhiko Takahashi
    • Journal Title

      Journal of Advanced Mechanical Design, Systems, and Manufacturing

      Volume: 17 Issue: 5 Pages: JAMDSM0059-JAMDSM0059

    • DOI

      10.1299/jamdsm.2023jamdsm0059

    • ISSN
      1881-3054
    • Related Report
      2023 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Presentation] Design of Reverse Logistics for Costs and Recycling Rate Using Machine Learning2024

    • Author(s)
      Hiromasa Ijuin, Jundai Koketsu, Tetsuo Yamada, Aya Ishigaki
    • Organizer
      The 7th International Workshop on Production and Logistics (IWPL 2024)
    • Related Report
      2023 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Motion Capture Analysis of Learning Effect for Assembly Tasks2023

    • Author(s)
      Koki Karube, Ryuto Kawane, Taku Hayashi, Masao Sugi, Tetsuo Yamada
    • Organizer
      The 7th Asian Conference of Management Science and Applications (ACMSA 2023)
    • Related Report
      2023 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Mix and Single Carbon Policy Evaluations for Cost-Effectiveness of GHG Reduction in Global Supply Chain Network2023

    • Author(s)
      Miyu Kotegawa, Yuki Kinoshita, Tetsuo Yamada
    • Organizer
      The 7th Asian Conference of Management Science and Applications (ACMSA 2023)
    • Related Report
      2023 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Comparison of Different Procurement Options and Influence on Greenhouse Gas Emissions: Case of Bochum City2023

    • Author(s)
      Seigo Takahashi, Yuki Kinoshita, Nora Schelte, Thomas Spelten, Semih Severengiz, Tetsuo Yamada
    • Organizer
      The 7th Asian Conference of Management Science and Applications (ASCMSA 2023)
    • Related Report
      2023 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Identification of Potential Improvement Assembly Movement Using Worker Classification by Motion Capture and Machine Learning2023

    • Author(s)
      Ryuto Kawane, Hiromasa Ijuin, Koki Karube, Masao Sugi, Tomohiro Nakada, Tetsuo Yamada
    • Organizer
      2023 IEEE 13th International Workshop on Computational Intelligence and Applications (IWCIA 2023)
    • Related Report
      2023 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Modeling of Disassembly Parts Selection for Recycling, CO2 Saving Rates and Cost using Linear Physical Programming2023

    • Author(s)
      Yuki Kinoshita, Tetsuo Yamada, Hiromasa Ijuin
    • Organizer
      27th International Conference on Production Research (2023 ICPR27)
    • Related Report
      2023 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Effect of Supplier Selection of Electric Moped Scooters Sharing Services for Material-Based Greenhouse Gas Emissions and Costs2023

    • Author(s)
      Seigo Takahashi, Hiromasa Ijuin, Thomas Spelten, Semih Severengiz, Akihito Nagahama, Tetsuo Yamada
    • Organizer
      International Symposium on Scheduling 2023 (ISS2023)
    • Related Report
      2023 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Solar Energy Analysis Using the On-Demand Cumulative Control Method: Case Study of a Logistics Distribution Center2023

    • Author(s)
      Akihiko Takada, Hiromasa Ijuin, Masayuki Matsui, Tetsuo Yamada
    • Organizer
      International Symposium on Scheduling 2023 (ISS2023)
    • Related Report
      2023 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Multi-Criteria Decision Making of Global and Closed-Loop Supply Chain Network for GHG Emissions, Recycling Rate and Costs Using Linear Physical Programming2023

    • Author(s)
      Hiromasa Ijuin, Tetsuo Yamada, Surendra M. Gupta
    • Organizer
      The 6th International Conference on Remanufacturing (ICoR2023)
    • Related Report
      2023 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Fair Inventory Ordering Method for a Supply Chain Health Management2023

    • Author(s)
      Jundai Koketsu, Aya Ishigaki
    • Organizer
      Asia Pacific Conference of the Prognostics and Health Management Society 2023
    • Related Report
      2023 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Facility Location Problem of Stationary and Mobile Hydrogen Refueling Stations Considering Transport Risk for Hydrogen2023

    • Author(s)
      Jundai Koketsu, Aya Ishigaki
    • Organizer
      13th International Symposium on Environmentally Conscious Design and Inverse Manufacturing (EcoDesign2023)
    • Related Report
      2023 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Sustainable and Resilient Closed-Loop Supply Chain Network Design with Disruptions2023

    • Author(s)
      Keisuke Nagasawa, Katsumi Morikawa, Katsuhiko Takahashi
    • Organizer
      27th International Conference on Production Research (2023 ICPR27)
    • Related Report
      2023 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Sugarcane Supply Chain Network Design with Greenhouse Gases and Disposal2023

    • Author(s)
      Keisuke Nagasawa, Katsumi Morikawa, Katsuhiko Takahashi
    • Organizer
      The 7th Asian Conference of Management Science and Applications (ACMSA 2023)
    • Related Report
      2023 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Robust and Sustainable Closed-Loop Supply Chain Network Design for Preventing Unemployment at Disruption2023

    • Author(s)
      Keisuke Nagasawa, Katsumi Morikawa, Katsuhiko Takahashi
    • Organizer
      23rd Asia Pacific Industrial Engineering and Management Systems (APIEMS2023)
    • Related Report
      2023 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Assembly Elemental Work Analysis Using Worker Classification by Motion Capture and Machine Learning2023

    • Author(s)
      Ryuto Kawane, Koki Karube, Masao Sugi, Tomohiro Nakada, Tetsuo Yamada
    • Organizer
      第19回Webインテリジェンスとインタラクション研究会
    • Related Report
      2023 Annual Research Report
  • [Presentation] 環境負荷と経済性を考慮したライフサイクルオプション選択に関する一考察2023

    • Author(s)
      渡辺航太朗,伊集院大将,木下雄貴,高橋清悟,高田晃彦,山田哲男
    • Organizer
      2023年度日本設備管理学会秋季研究発表大会
    • Related Report
      2023 Annual Research Report
  • [Presentation] 温室効果ガスの回収による炭素税還付を考慮したリバースサプライチェーンネットワークのモデル化2023

    • Author(s)
      竹下温人, 古手川美結,伊集院大将,木下雄貴,山田哲男
    • Organizer
      2023年度日本設備管理学会秋季研究発表大会
    • Related Report
      2023 Annual Research Report
  • [Presentation] 3次元モーションの可視化による分解作業の分析に関する一考察2023

    • Author(s)
      林拓,川根龍人,杉正夫,山田哲男,軽部幸起
    • Organizer
      2023年度日本設備管理学会秋季研究発表大会
    • Related Report
      2023 Annual Research Report
  • [Presentation] サーキュラーエコノミー情報開示の現状2023

    • Author(s)
      北田皓嗣
    • Organizer
      日本会計研究学会第82回大会
    • Related Report
      2023 Annual Research Report
  • [Book] EcoDesign for Sustainable Products, Services and Social Systems I2023

    • Author(s)
      Jaeho Han, Hiromasa Ijuin, Tetsuo Yamada, Shuho Yamada, Masato Inoue (Shinichi Fukushige, Hideki Kobayashi, Eiji Yamasue, Keishiro Hara (Eds.))
    • Total Pages
      525
    • Publisher
      Springer Singapore
    • ISBN
      9789819938186
    • Related Report
      2023 Annual Research Report
  • [Book] AIによるESG評価: モデル構築と情報開示分析2023

    • Author(s)
      北田皓嗣, 木村麻子 (中尾悠利子, 石野亜耶, 國部克彦(編))
    • Total Pages
      288
    • Publisher
      同文舘出版
    • ISBN
      9784495210526
    • Related Report
      2023 Annual Research Report
  • [Remarks] 電気通信大学山田哲男研究室ホームページ

    • URL

      http://tyamada-lab.inf.uec.ac.jp/

    • Related Report
      2023 Annual Research Report

URL: 

Published: 2023-04-18   Modified: 2024-12-25  

Information User Guide FAQ News Terms of Use Attribution of KAKENHI

Powered by NII kakenhi