デジタルツインによる生産変動を考慮した生産システムのエネルギ原単位の最適化

2021 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 21K03793
• Research Institution: Tokyo University of Science
• Principal Investigator: 日比野 浩典 東京理科大学, 理工学部経営工学科, 准教授 (70598359)
• Project Period (FY): 2021-04-01 – 2025-03-31
• Keywords: 生産システム / 生産変動 / エネルギ原単位 / デジタルツイン

Outline of Annual Research Achievements

本研究では、デジタルツインにより生産ラインにおける、生産変動（段取替え、特急品対応、故障等）による下流工程への影響を予測し、予測に基づき影響の最小化を目指す。生産変動により、下流工程の設備への部品到着遅延が発生し，設備は待機状態（アイドル状態）が発生し、ムダなエネルギが消費される。そこで、デジタルツインにより、実生産ラインの変動を感知し、速やかに生産設備のアイドル状態開始・終了を予測し、最適な動作を決定し、エネルギ消費量を最適化し、単位製品あたりのエネルギ消費量（製造エネルギ原単位）を最適化することを目指す。
本年度は、「アイドル発生予測処理に要求される仮想モデルの研究」、および「仮想モデルのシミュレーションの提案と実装」を実施した。「アイドル発生予測処理に要求される仮想モデルの研究」について、要求される仮想モデルを開発した。また、「仮想モデルのシミュレーションの提案」を行い、実装方法について、検討した。

Current Status of Research Progress

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

Reason

本年度は、「アイドル発生予測処理に要求される仮想モデルの研究」、および「仮想モデルのシミュレーションの提案と実装」を実施した。「アイドル発生予測処理に要求される仮想モデルの研究」について、要求される仮想モデルを開発した。また、「仮想モデルのシミュレーションの提案」を行い、実装方法について、検討した。

Strategy for Future Research Activity

令和4年度には、「仮想モデルの数理手法の提案と実装」、および、「アイドル状態開始・終了の予測結果を使用する省エネルギ制御方法の提案」を行う。令和5年度には、「生産変動影響最小化処理の提案と実装」を行う。令和6年度には、「アイドル発生予測処理と生産変動影響最小化処理の統合・評価」を実施する。

Causes of Carryover

本年度、技術調査などを計画していたが、新型コロナウイルスのパンデミックの影響により、国内、海外ともに出張が実施できなかった。令和4年度は、国内、海外の技術調査の実施を予定している。