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スマート製造システムのユースケース駆動型モデルベース開発

研究課題

研究課題/領域番号 20K04234
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
審査区分 小区分18030:設計工学関連
研究機関国立研究開発法人産業技術総合研究所

研究代表者

高本 仁志  国立研究開発法人産業技術総合研究所, 情報・人間工学領域, 主任研究員 (30613244)

研究分担者 近藤 伸亮  東京大学, 大学院工学系研究科(工学部), 特任教授 (40336516)
木下 裕介  東京大学, 大学院工学系研究科(工学部), 准教授 (60617158)
研究期間 (年度) 2020-04-01 – 2023-03-31
研究課題ステータス 完了 (2022年度)
配分額 *注記
4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円)
2022年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2021年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2020年度: 1,950千円 (直接経費: 1,500千円、間接経費: 450千円)
キーワードMulti Agent Simulation / Smart Manufacturing / Reference Architecture / Robot Process Automation / Sequence Diagram / IIRA / スマート製造 / モデルベース開発 / ユースケース / システムアーキテクチャ / 設計
研究開始時の研究の概要

近年、高度に自動化された製造システムに情報通信技術や人工知能技術を融合したスマート製造システムの開発が進み、システムの開発・管理・利用・保全などに関わる事業者の役割を示した様々なユースケースが提案されている。本研究では、スマート製造システムのユースケースのモデルから、スマート製造システムを分析・評価できるシミュレーションモデルを生成する手法を開発し、そこで用いられるモデルとインタフェースの性質を明らかににする。そして、製造システムの運用時の情報を活用しサービスを提供するユースケースを構築・分析し、日本の製造装置メーカのサービス化を進めるためのスマート製造システムの要求仕様を明らかにする。

研究成果の概要

本研究では、2020年度~2022年度の3年間の間で、製造システムのユースケース駆動型モデルベース開発を行うための技術を開発した。具体的には、ユースケースの記述モデルと機能要件の記述モデルとを段階的に活用して製造システムのシミュレーションモデルを生成する技術を開発した。スマート製造システムのモデリング技術の研究の大多数は、スマート製造システムやその構成要素と対応する各モデルの構築を目的とするが、本研究ではこれらの各モデルがシミュレーションモデル上で機能し、ユースケースを参照した挙動が生成できたことが画期的である。

研究成果の学術的意義や社会的意義

製造システムの開発プロセスのディジタル化・仮想化が推進される昨今、製造システムの使われ方や仕様を検討する段階において、製造システムの挙動を検証するシミュレーション技術には社会的なニーズが高い。また、製造システムのモデルベース開発という観点から、製造システムのモデルベース設計事例を複数件実施し、本課題が提案する手法の実現可能性を検証した点において、その学術的意義が認められる。

報告書

(4件)
  • 2022 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2021 実施状況報告書
  • 2020 実施状況報告書
  • 研究成果

    (14件)

すべて 2022 2021 2020

すべて 雑誌論文 (7件) (うち国際共著 5件、 査読あり 7件、 オープンアクセス 5件) 学会発表 (7件) (うち国際学会 7件)

  • [雑誌論文] Digital Tools Integration and Human Resources Development for Smart Factories2022

    • 著者名/発表者名
      Sawada Hiroyuki、Nakabo Yoshihiro、Furukawa Yoshiyuki、Ando Noriaki、Okuma Takashi、Komoto Hitoshi、Masui Keijiro
    • 雑誌名

      International Journal of Automation Technology

      巻: 16 号: 3 ページ: 250-260

    • DOI

      10.20965/ijat.2022.p0250

    • ISSN
      1881-7629, 1883-8022
    • 年月日
      2022-05-05
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Modeling environmental performance of manufacturing systems from semantic and computational aspects2022

    • 著者名/発表者名
      Komoto Hitoshi, Furukawa Yoshiyuki
    • 雑誌名

      Procedia CIRP

      巻: 107 ページ: 1011-1016

    • DOI

      10.1016/j.procir.2022.05.100

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Design space computation based on general design theory applied to knowledge formulation in simulation-based production planning2021

    • 著者名/発表者名
      Komoto Hitoshi
    • 雑誌名

      CIRP Annals

      巻: 70 号: 1 ページ: 107-110

    • DOI

      10.1016/j.cirp.2021.04.018

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Adaptive decision-making method of life cycle options by using process data collected over multiple life cycle stages2021

    • 著者名/発表者名
      Kondoh Shinsuke、Kishita Yusuke、Komoto Hitoshi
    • 雑誌名

      Procedia CIRP

      巻: 98 ページ: 382-387

    • DOI

      10.1016/j.procir.2021.01.121

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Library of facility models for structural and graphical definition of recycling system simulation considering information flows2021

    • 著者名/発表者名
      Komoto Hitohi、Matsumoto Mitsutaka、Kondoh Shinsuke
    • 雑誌名

      Procedia CIRP

      巻: 98 ページ: 187-192

    • DOI

      10.1016/j.procir.2021.01.028

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Scenario structuring methodology for computer-aided scenario design: An application to envisioning sustainable futures2020

    • 著者名/発表者名
      Kishita Yusuke、Mizuno Yuji、Fukushige Shinichi、Umeda Yasushi
    • 雑誌名

      Technological Forecasting and Social Change

      巻: 160 ページ: 120207-120207

    • DOI

      10.1016/j.techfore.2020.120207

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] An evolvable model of machine tool behavior applied to energy usage prediction2020

    • 著者名/発表者名
      Komoto Hitoshi、Herrera German、Herwan Jonny
    • 雑誌名

      CIRP Annals

      巻: 69 号: 1 ページ: 129-132

    • DOI

      10.1016/j.cirp.2020.04.082

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [学会発表] Modeling environmental performance evaluation of manufacturing systems from semantic and computational aspects2022

    • 著者名/発表者名
      Komoto Hitoshi
    • 学会等名
      The 55th CIRP Conference on Manufacturing Systems
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Semi-automated visualization method of sustainability scenarios using natural language processing2022

    • 著者名/発表者名
      Tianzheng Gao, Yusuke Kishita, Yasushi Umeda
    • 学会等名
      The 15th International Conference on EcoBalance 2022
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Analyzing information flow collected across planning and execution stages of machine tools operations2021

    • 著者名/発表者名
      Hitoshi Komoto
    • 学会等名
      Proceedings of The 10th International Conference on Leading Edge Manufacturing(LEM21)
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Recording of machine tool operation plan for the generation of the CNC programs of a parametric CAD model2021

    • 著者名/発表者名
      Hitoshi Komoto
    • 学会等名
      Proceedings of The 10th International Conference on Leading Edge Manufacturing(LEM21)
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Adaptive decision-making method of life cycle options by using process data collected over multiple life cycle stages2021

    • 著者名/発表者名
      Kondoh Shinsuke
    • 学会等名
      The 28th CIRP Conference on Life Cycle Engineering
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Library of facility models for structural and graphical definition of recycling system simulation considering information flows2021

    • 著者名/発表者名
      Komoto Hitohi
    • 学会等名
      The 28th CIRP Conference on Life Cycle Engineering
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] An evolvable model of machine tool behavior applied to energy usage prediction2020

    • 著者名/発表者名
      Komoto Hitohi
    • 学会等名
      The 69th CIRP General Assembly
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 国際学会

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公開日: 2020-04-28   更新日: 2024-01-30  

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