| 研究課題/領域番号 |
20K14764
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| 研究種目 |
若手研究
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| 配分区分 | 基金 |
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| 審査区分 |
小区分21040:制御およびシステム工学関連
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| 研究機関 | 広島大学 |
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研究代表者 |
脇谷 伸 広島大学, 先進理工系科学研究科(工), 准教授 (00728818)
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| 研究期間 (年度) |
2020-04-01 – 2023-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2022年度)
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| 配分額 *注記 |
4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
2022年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2021年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2020年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
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| キーワード | モデルベース開発（MBD） / 制御系設計 / 同時最適化 / 遺伝的アルゴリズム（GA） / モデルベース開発 / 統合化設計 / 制御工学 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
本研究では，モデルベース開発(MBD)における機能と設計コストの同時最適化に基づく新しい制御システムの設計手法を提案し，従来のMBDにおける機能重視型の制御系設計論からの脱却を目指す。提案法により，設計される制御システムの機能面だけでなく，製品製造に関わるコストの概念を導入した，より実用的な設計手法が展開可能となる。目的を達成するにあたり，本研究では以下の課題に取り組む。
① 機能とコストの双方のパラメータを有する新しいブロック線図の記述方式の提案
② 機能とコストの同時最適化を実現する制御システム設計論の確立
③ 組み立て型ユニットを用いた提案手法の実機検証
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| 研究成果の概要 |
本研究では，産業界で急速に導入が進むモデルベース開発(MBD)において，機能と設計コストの同時最適化に基づく新しい制御システムの設計手法に関して研究を行った。研究では，機能モデルに対してその機能の実現に関わるコストをモデル内に内包させ，機能とモデルの組み合わせ最適化問題をε制約法に基づく遺伝的アルゴリズム（εGA）を用いて解く手法について提案した。さらに，上記のεGAに対してデータベース駆動型アプローチに基づく制御パラメータ決定手法を併用した効率的なプラントと制御パラメータの同時最適化手法を提案した。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
産業界においては，モデルベース開発（MBD）やDX関連技術が急速に普及している。このような社会情勢の中で，システム設計の自動化においても技術革新が進展することが予想される。本研究成果は，システムの機能と実現コストの両方をモデル内に組み込む点において，前述の自動設計技術との相性が優れており，設計者が目標性能とコスト制約を設定することで，以降の設計が自動的に行われる技術への発展も期待される。したがって，設計者は限られた開発期間の中で，顧客価値やユーザ体験の創出に関する工程にリソースを集中することが可能となる。そのため，本研究成果はよりイノベーティブなものづくりの推進に大いに貢献すると考えられる。
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