2016 Fiscal Year Annual Research Report

Advanced Modeling and Control Methods for Repetitive INdustrial Processes

Research Project

Project/Area Number	16F16799
Research Institution	Tokyo Institute of Technology
Principal Investigator	寺野隆雄東京工業大学, 情報理工学院, 教授 (20227523)
Co-Investigator(Kenkyū-buntansha)	AN JIANQI 東京工業大学, 情報理工学院, 外国人特別研究員
Project Period (FY)	2016-11-07 – 2019-03-31
Keywords	生産システムの最適化 / 生産システムの制御 / モデルのチューニング / 複雑適応系 / エージェント・ベース・モデリング
Outline of Annual Research Achievements	「ものづくり」を支える生産システムの複雑化に対応するために、新たなモデリングや制御手法が望まれている。本研究では、これを複雑適応システムの観点から捉えて、接近する。本研究の独創性は、以下の３点に注目することにある：（１）動的な繰り返し生産の過程をプロセス・パスの２次元からモデル化すること、（２）プロセス中の多数のパラメタをチューニングする手法を実現すること、（３）エージェント・ベース・モデリング（ABM）に基づくコンピュータシミュレーションを行うこと。この目的で、以下の成果を挙げて、論文として発表している。１：鉄鋼業における高炉の操業状況を複数のタイムスケールで特徴づける要件の確定。この結果については中国の自動制御会議で発表の予定である。２：鉄鋼業における転炉の自動制御において、精製過程を改善するバッチプロセスの成分の重みづけに関する研究の実施。この結果については、Contro Engineering Practice誌に投稿中である。３：クレーンシステムの制御において、クレーンの動作領域の動線を最適化する手法の提案。この結果については、IEEE　Transaction on Industrial Informatics に投稿中である。４：風力発電機における発電量の予測をベイズネットを利用して見出す方法の提案。この成果については、Computer Science & Information Technology 誌で発表済みである。
Current Status of Research Progress	Current Status of Research Progress 1: Research has progressed more than it was originally planned. Reason 本年度は、複雑適応系に関する研究の適用方法の準備を実施する予定であったが、生産プロセスの実践的な問題について、研究の進展があり、複数の研究発表が実施できたこと。
Strategy for Future Research Activity	上記各項目について研究を進展させる。このような研究にあたっては大量のモデルパラメタの最適化方法を工夫しなければならない。この作業を実施する目的で計算能力に優れたシミュレーション向けのワークステーションPCを導入する。また関連書籍の購入を予定する。大規模計算については、寺野研究室の既存の計算設備、東工大のTSUBAMEシステムの利用を予定する。また、学会発表・調査については、IEEE、計測自動制御学会が候補である。（１）については、提案する２次元動的モデルの精緻化をはかるとともに、繰り返し制御方法の研究を発展させる。（２）については、既存の最適化手法の適用可能性を評価するとともに、進化計算の原理に基づく、複雑適応系に即した最適化手法の探索をおこなう。（３）については、新たなモデリング手法とその制御手法のシミュレーション実験を行う。
Remarks	東京工業大学寺野研究室紹介