| 研究課題/領域番号 |
23K22987
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| 補助金の研究課題番号 |
22H01718 (2022-2023)
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| 研究種目 |
基盤研究(B)
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| 配分区分 | 基金 (2024)
補助金 (2022-2023) |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 審査区分 |
小区分25010:社会システム工学関連
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| 研究機関 | 明治大学 |
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研究代表者 |
井上 全人 明治大学, 理工学部, 専任教授 (60365468)
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| 研究分担者 |
山田 周歩 富山県立大学, 工学部, 講師 (10845580)
石垣 綾 東京理科大学, 創域理工学部経営システム工学科, 教授 (50328564)
山田 哲男 電気通信大学, 大学院情報理工学研究科, 教授 (90334581)
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| 研究期間 (年度) |
2022-04-01 – 2026-03-31
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| 研究課題ステータス |
交付 (2024年度)
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| 配分額 *注記 |
17,290千円 (直接経費: 13,300千円、間接経費: 3,990千円)
2025年度: 3,640千円 (直接経費: 2,800千円、間接経費: 840千円)
2024年度: 3,380千円 (直接経費: 2,600千円、間接経費: 780千円)
2023年度: 4,420千円 (直接経費: 3,400千円、間接経費: 1,020千円)
2022年度: 5,850千円 (直接経費: 4,500千円、間接経費: 1,350千円)
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| キーワード | 経年劣化 / 製品アーキテクチャ / ライフサイクルコスティング / 設計支援システム / アップグレード / 価値成長 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
モノは経年とともに必ず劣化する。しかし、その劣化を刷新し続けることで、一度寿命に達したモノも、さらに多世代にも渡って使い続けられる、そういったモノづくりはできないだろうか。ユーザーが使えば使うほど、ユーザーが手間をかければかけるほど、モノの価値が成長し、多世代に渡って長く使い続けることができるのではないだろうか。本研究課題は、地球環境、ユーザー、経済（製造企業）の3者全てが持続可能な社会システムの実現を目指す。そのために、経年劣化をカバーし、むしろその劣化をプラスに変え、モノの価値を成長させることで、常識を覆す年数で利用が可能な製品アーキテクチャ（製品構造）の設計を支援するシステムを構築する。
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| 研究実績の概要 |
モノは経年とともに必ず劣化するが、その劣化を刷新し続けることで、一度寿命に達したモノも、さらに多世代にも渡って使い続けられるという新しいモノづくりはできないだろうか。ユーザーが使えば使うほど、ユーザーが手間をかければかけるほど、モノの価値が成長し、多世代に渡って長く使い続けることができるのではないだろうか。本研究課題は、地球環境、ユーザー、経済（製造企業）の3者全てが持続可能な社会システムの実現を目指す。そのために、経年劣化をカバーし、むしろその劣化をプラスに変え、モノの価値を成長させることで、常識を覆す年数で利用が可能な製品アーキテクチャ（製品構造）の設計を支援するシステムを構築することを本研究課題の主たる目的とする。
本研究の検討事項は、①製品アーキテクチャの評価モデルの構築、② 製品を構成する部品群とアーキテクチャの候補を入力情報として与えることで、アップグレード頻度（何世代使用するか）に応じた適切なアーキテクチャを導出する設計支援システムの開発、③国内外の事例適用による検証である。これにより、多世代使用の観点から適切な製品アーキテクチャを提示する。
2023年度は上記②の構築に向け、更新や修理が容易な製品アーキテクチャを設計するために、製品の持続可能性に関わるサプライチェーンを同時に考慮した製品アーキテクチャ設計手法を提案した。また、上記③のため、提案手法をノートパソコンを事例として17部品の構成部品の設計問題に適用した結果、サプライチェーンにおいて高評価となるアーキテクチャ、特定の評価指標において高評価となるアーキテクチャなど様々な特性を有する製品アーキテクチャが導出された。そして、その中から適切な製品アーキテクチャを設計者に提示できることを確認した。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
2: おおむね順調に進展している
理由
当初計画では、①製品アーキテクチャの評価モデルの構築、② 製品を構成する部品群とアーキテクチャの候補を入力情報として与えることで、アップグレード頻度（何世代使用するか）に応じた適切なアーキテクチャを導出する設計支援システムの開発、③国内外の事例適用による検証のうち、2023年度は②のみを実施する予定であったが、提案手法の有効性を検証するために、③の事例まで実施できたため。
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| 今後の研究の推進方策 |
2023年度に提案したサプライチェーンの観点から将来の部品情報の不確実性を考慮した適切な製品アーキテクチャを導出する設計手法において、2024年度は、製品アーキテクチャによるエンジニアリングチェーンの評価とアップグレード性の適合評価を検討する。
製品アーキテクチャ設計では、製品の機能面に関することだけでなく、部品の設計しやすさに関わるエンジニアリングチェーンと同時に部品の調達しやすさ、調達時のコストや環境負荷に関わるサプライチェーンについても含めた設計が必要となる。
例えば、すり合わせ型アーキテクチャの場合、部品間の相互作用が強く、その調整に多くのコミュニケーションが必要となる。特に、設計の途中段階で変更が生じた際には、他の部品への影響を調査し、状況次第では設計の初期段階からやり直す必要があり、設計変更へのリスクは大きい。一方、モジュール型アーキテクチャの場合、部品間の相互作用が弱いため、モジュール同士での並行開発が可能となる。その結果、設計チーム間でのコミュニケーションを最小限に抑え、短期間での開発が期待できる。設計変更が生じた際にもそれぞれのモジュール同士での修正が可能である。
これらの理由から、製品アーキテクチャにおけるエンジニアリングチェーンの影響を考慮した評価指標を構築することで、製品アーキテクチャの違いによる有意性を高めた評価結果の導出が期待できる。
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