水素製造装置のスマート安全管理に向けたサイバーフィジカルシステムの確立

• 研究課題/領域番号: 23K26340
• 補助金の研究課題番号: 23H01646 (2023)
• 研究種目: 基盤研究(B)
• 配分区分: 基金 (2024); 補助金 (2023)
• 応募区分: 一般
• 審査区分: 小区分25020:安全工学関連
• 研究機関: 岐阜大学
• 研究代表者: 朝原 誠 岐阜大学, 工学部, 准教授 (40633045)
• 研究分担者: 佐分利 禎 国立研究開発法人産業技術総合研究所, エネルギー・環境領域, 研究グループ長 (40415782) ; 姜 東赫 埼玉大学, 理工学研究科, 准教授 (40610366) ; 宮坂 武志 岐阜大学, 工学部, 教授 (60303666)
• 研究期間 (年度): 2023-04-01 – 2027-03-31
• 研究課題ステータス: 交付 (2024年度)
• 配分額: 18,850千円 (直接経費: 14,500千円、間接経費: 4,350千円); 2026年度: 2,210千円 (直接経費: 1,700千円、間接経費: 510千円); 2025年度: 5,460千円 (直接経費: 4,200千円、間接経費: 1,260千円); 2024年度: 2,730千円 (直接経費: 2,100千円、間接経費: 630千円); 2023年度: 8,450千円 (直接経費: 6,500千円、間接経費: 1,950千円)
• キーワード: 水素 / サイバーフィジカルシステム / スマート安全管理 / デジタルツイン / 圧縮センシング

研究開始時の研究の概要

本研究では、水素製造プラントのスマート安全管理システムの構築に向け、CO2を排出せずに大量の水素を製造できるメタン熱分解水素製造装置に注目し、サイバーフィジカル・リスクマネジメントシステムの実現可能性を評価する。
まずは、低次元代替物理モデルを構築し、「フィジカル空間(実験)での反応炉の点計測データ」からリアルタイムに「サイバー空間(仮想空間)に実反応炉の双子(温度、速度、水素濃度等の3次元場)を生成」する。さらに実験により得られる「安全状態の温度、速度、水素濃度等のデータセット」に対して統計的異常検知法を用いる。以上の手順で危険を検知するシステムを構築し、精度や発展性を評価検討する。