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AI手法と最適化手法とのハイブリッド化による知的設計支援システムの研究

研究課題

研究課題/領域番号 04452131
研究種目

一般研究(B)

配分区分補助金
研究分野 機械工作
研究機関大阪大学

研究代表者

赤木 新介  大阪大学, 工学部, 教授 (50127172)

研究分担者 廣川 敬康  大阪大学, 工学部, 助手 (80252609)
藤田 喜久雄  大阪大学, 工学部, 講師 (10228992)
研究期間 (年度) 1992 – 1993
研究課題ステータス 完了 (1993年度)
配分額 *注記
7,100千円 (直接経費: 7,100千円)
1993年度: 1,200千円 (直接経費: 1,200千円)
1992年度: 5,900千円 (直接経費: 5,900千円)
キーワード設計工学 / インテリジェントCAD / 人工知能 / 最適化 / 配置設計 / 航空機設計 / リンク機構 / 板取り問題 / 最適化手法 / 遺伝的アルゴリズム / 形状最適化 / 多領域最適化 / オブジェクト指向 / 満足化 / 定式化
研究概要

本研究課題の目的は,AI手法に基づいたヒューリステックスの導入や柔軟なプログラミング技術を基盤として,数理計画法による最適化手法とのハイブリッド化をもとに,知的設計支援システムを構築するための体系的な方法論を確立することである.本年度は,昨年度における,プラント配置設計,航空機の基本設計,リンク機構の形状最適化設計,の具体的な各設計問題におけるハイブリッド化の試みをさらに進めるとともに,新たに以下のような設計問題についての検討を行ない,以下の知見を得た.
●板取り問題においては,部材のそれぞれの具体的な配置位置や向きを決定する必要があるが,そのためには,部材間の隣接関係についての位相構造と具体的な配置情報とを階層的にとらえ,前者については遺伝的アルゴリズム,後者については,極小値探索アルゴリズムを適用することにより,ハイブリッド化解法を用いることが有効である.
●リンク機構の形状最適化問題では,機構の運動に係わる内容や各リンク構成部材の強度に係わる内容などの多領域にわたる内容を同時に考慮する必要があるが,そのような広範な内容の最適化のための計算モデルを導出する上で,オブジェクト指向によるモデリング手法や,知識処理を融合した自動化技術が有効であり,さらに,それらを最適化計算と統合化することによって,有効に最適設計の過程を支援することができる.
また,昨年度における研究の成果やこれらの具体的な問題における検討を通じて,知的設計支援システムにおけるAI手法と最適化手法とのハイブリッド化の有効性に関して,以下の知見を得た.
●設計プロセスにおける処理内容は多様であり,設計対象の構成内容や形態を扱う部分に対してはAI手法が,また,数量的な扱いによりリファインメントを行なう部分については最適化手法が有効であり,設計内容の性質に応じて,両者をハイブリッド化することが有効である.
●最適化手法を適用するに当っては,適切な数学的なモデルを導出することが重要であり,そのような過程を自動化したり,柔軟に支援していく上で,AI手法に基づいたモデリング技術が有効である.

報告書

(3件)
  • 1993 実績報告書   研究成果報告書概要
  • 1992 実績報告書

研究成果

(30件)

すべて その他

すべて 文献書誌 (30件)

  • [文献書誌] Fujita,K.: "Automated Optimal Shape Design System of Planar Link Mechanisms using an Object-Oriented Modeling Method" Proceedings of the 1992 ASME Design Automation Conference. DE-44-2. 21-28 (1992)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1993 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 藤田喜久雄: "プラント配置設計における配置制約の自動生成" 日本機械学会論文集C編. 58-555. 3449-3454 (1992)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
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      1993 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 赤木新介: "航空機の基本設計に対する統合化支援システムの研究" 日本航空宇宙学会誌. 41-468. 27-34 (1993)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
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      1993 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Fujita,K.: "A Layout Design System of Nuclear Power Plants by Using AI Techniques and an Optimization Procedure" Proceedings of 9th International Conference on Engineering Design-ICED 93. 1. 423-430 (1993)

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    • 関連する報告書
      1993 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Fujita,K.: "Hybrid Approach for Optimal Nesting Using a Genetic Algorithm and a Local Minimization Algorithm" Proceedings of the 1993 ASME Design Automation Conference. DE-65-1. 477-484 (1993)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1993 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Fujita,K.: "Plant Layout Design System using a Hybrid Approach with a Constraint-Directed Search and a Mathematical Optimization Technique" JSME International Journal,Ser.C. 36-4. 562-568 (1993)

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      1993 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 赤木新介: "システム工学-エンジニアリングシステムの解析と計画" 共立出版, 262 (1992)

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    • 関連する報告書
      1993 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Fujita, K.: "Applications of Artificial Intelligence Technology to Power Plant Design - Case Studies for Marine Power Plant and Land-use Cogeneration Plant -" Journal of the Marine Engineering Society in Japan. Vol.27, No.5. 390-399 (1992)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1993 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Fujita, K.: "Automated Optimal Shape Design System of Planar Link Mechanisms using an Object-Oriented Modeling Method" Proceedings of the 1992 ASME Design Automation Conference. DE-44-2. 21-28 (1992)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1993 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Fujita, K.: "Automated Acquisition of Constraints in Plant Layout Design Problems" Trans.of the Japan Society of Mechanical Engineers, Ser.C. Vol.58, No.555. 3449-3454 (1992)

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      1993 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Akagi, S.: "An Integrated CAD System for Preliminary Design of Aircraft" Journal of the Japan Society for Aeronautical and Space Sciences. Vol.41, No.468. 27-34 (1993)

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      1993 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Fujita, K.: "Approach for Optimal Nesting Using Genetic Algorithm and Local Minimization Algorithm" Trans.of the Japan Society of Mechnical Engineers, Ser.C. Vol.59, No.564. 2576-2583 (1993)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1993 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Fujita, K.: "A Layout Design System of Nuclear Power Plants by Using AI Techniques and an Optimization Procedure" Proceedings of 9th International Conference on Engineering Design - ICED 93. Vol.1. 423-430 (1993)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1993 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Fujita, K.: "Hybrid Approach for Optimal Nesting Using a Genetic Algorithm and a Local Minimization Algorithm" Proceedings of the 1993 ASME Design Automation Conference. DE-Vol.65-1. 477-484 (1993)

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      1993 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Fujita, K.: "Plant Layout Design System using a Hybrid Approach with a Constraint-Directed Search and a Mathematical Optimization Technique" JSME International Journal. Vol.36, No.4, Ser.C. 562-568 (1993)

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    • 関連する報告書
      1993 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Fujita, K.: "Hybrid Approach to Plant Layout Design using Constraint-Directed Search and an Optimization Technique" Transactions of the ASME, Journal of Mechanical Design. (To be published).

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      1993 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Akagi, S.: "Systems Engineering - Analysis and Planning of Engineering Systems" 262pages, Kyouritsu Shuppan. (1992)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1993 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 藤田喜久雄: "遺伝的アルゴリズムと極小値探索アルゴリズムとのハイブリッド化による板取り問題の一解法" 日本機械学会論文集C編. 59-564. 2576-2583 (1993)

    • 関連する報告書
      1993 実績報告書
  • [文献書誌] Fujita,K.: "A Layout Design System of Nuclear Power Plants by Using AI Techniques and an Optimization Procedure" Proceedings of 9th International Conference on Engineering Design-ICED 93. 1. 423-430 (1993)

    • 関連する報告書
      1993 実績報告書
  • [文献書誌] Fujita,K.: "Hybrid Approach for Optimal Nesting Using a Genetic Algorithm and a Local Minimization Algorithm" Proceedings of the 1993 ASME Design Automation Conference. DE-65-1. 477-484 (1993)

    • 関連する報告書
      1993 実績報告書
  • [文献書誌] Fujita,K.: "Plant Layout Design System using a Hybrid Approach with a Constraint-Directed Search and a Mathematical Optimization Technique" JSME International Journal,Ser.C. 36-4. 562-568 (1993)

    • 関連する報告書
      1993 実績報告書
  • [文献書誌] 藤田喜久雄: "リンク機構設計における多領域最適化システムの研究" 日本機械学会関西支部第69期定時総会講演会講演論文集. (発表予定). (1994)

    • 関連する報告書
      1993 実績報告書
  • [文献書誌] 藤田喜久雄: "板取り問題への遺伝的アルゴリズムの適用" 日本機械学第71期通常総会講演会講演論文集. (発表予定). (1994)

    • 関連する報告書
      1993 実績報告書
  • [文献書誌] 藤田 喜久雄: "AI手法によるエネルギープラントの設計法 -舶用プラントおよび陸用コー・ジェネレーションプラント設計への適用-" 日本舶用機関学会誌. 27-5. 390-399 (1992)

    • 関連する報告書
      1992 実績報告書
  • [文献書誌] Fujita,K.: "Automated Optimal Shape Design System of Planar Link Mechanisms using an object-Oriented Modeling Method" Proceedings of the 1992 ASME Design Automation Conference. DE-44-2. 21-28 (1992)

    • 関連する報告書
      1992 実績報告書
  • [文献書誌] 藤田 喜久雄: "プラント配置設計における配置制約の自動生成" 日本機械学会論文集C編. 58-555. 3449-3454 (1992)

    • 関連する報告書
      1992 実績報告書
  • [文献書誌] 藤田 喜久雄: "遺伝的アルゴリズムと数理計画法とのハイブリッド化による板取り問題の一解法" 日本機械学会第2回設計工学・システム部門講演会講演論文集. 920-103. 115-120 (1992)

    • 関連する報告書
      1992 実績報告書
  • [文献書誌] 赤木 新介: "航空機の基本設計に対する統合化支援システムの研究" 日本航空宇宙学会誌. 41-468. 27-34 (1993)

    • 関連する報告書
      1992 実績報告書
  • [文献書誌] Fujiat,K.: "A Layout Design System of Nuclear Power Plants by Using AI Techniques and an Optimization Procedure" International Conference on Engineering Design-ICED'93.(1993)

    • 関連する報告書
      1992 実績報告書
  • [文献書誌] 赤木 新介: "システム工学 エンジニアリングシステムの解析と計画" 共立出版, 262 (1992)

    • 関連する報告書
      1992 実績報告書

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公開日: 1992-03-31   更新日: 2016-04-21  

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