2020 Fiscal Year Annual Research Report
Manufacturing System Optimization Based on Specific Energy Consumption Toward Manufacturing Sustainability
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18K11740
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| Research Institution | Setsunan University |
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Principal Investigator |
諏訪 晴彦 摂南大学, 理工学部, 教授 (40299029)
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| Project Period (FY) |
2018-04-01 – 2021-03-31
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| Keywords | 電力ピークシフト / 自動化スケジューリング / 適応的搬送動作 / エネルギー効率最適化 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
各生産設備での複数の作業を想定し，エネルギー効率性を指向する計画・スケジューリングの理論モデルの構築を試みた。具体的には，同種の切削加工が可能な能力差のある並列機械システムにおいて，8種類の工具とドリル加工及びフライス加工(溝加工)を組み合わせたベンチマーク加工を対象とした。消費電力ピークの平滑化を目的とした加工順序生成の可能性を探った。切削実験及びガントチャートモデルに基づいて，能率重視（同一のNCコードで加工する場合）と，電力ピークシフト重視（NCコードと切削タイミングを変更し加工する場合）の加工を実現できることを示した。また，切削時の消費電力計測実験に基づいて，体積比エネルギー(SEC)と材料除去率(MRR)を算出し，SEC-MRR分布に基づいて，ある加工順序における消費電力の時変化予測を試みた。限定的な実験規模であるが，加工順序に応じた総消費電力予測の可能性を示すことはできたものの，客観性を示すためのさらなる実験と，予測に関する最適化モデルの構築が年度内に実施できなかった。
さらに，柔軟製造システムにおける搬送ロボットによる加工タイミングを制御するようなスケジューリング方策に着目し，実証実験を軸とした研究を進めた。2台のマシニングセンタと一台の搬送ロボットで構成されるFMSを想定し，通常の（システムインテグレーションで実装されうる）搬送動作に対し，機械故障時の搬送計画の変更を考慮した適応的動作を新たに考案し，実証実験により適応的動作（投入タイミングの動的な変更）の有用性を示した。本成果と前年度の成果を踏まえると，搬送ロボットによる生産状況に応じた電力ピークシフトの実現可能性を示唆する。
前年度で取り組んだワイヤーカット放電加工機での体積比エネルギーのモデリングについては，新型コロナ感染拡大に伴う実験施設の利用制限から当初計画どおり遂行することができなかった。
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Research Products
(5 results)
