原料や装置特性の変化および不確定性を考慮した仮想計測技術の開発

• 研究課題/領域番号: 24560940
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 配分区分: 基金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 反応工学・プロセスシステム
• 研究機関: 京都大学
• 研究代表者: 加納 学 京都大学, 情報学研究科, 教授 (30263114)
• 研究期間 (年度): 2012-04-01 – 2015-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2014年度)
• 配分額: 5,330千円 (直接経費: 4,100千円、間接経費: 1,230千円); 2014年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円); 2013年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円); 2012年度: 2,340千円 (直接経費: 1,800千円、間接経費: 540千円)
• キーワード: 仮想計測技術 / ソフトセンサー / プロセスデータ解析 / グレーボックスモデル / 統計モデル / 局所PLS / 不確定性 / 産業応用 / 入力変数選択 / グレイボックスモデル / モデル化 / ブートストラップフィルター

研究成果の概要

リアルタイム計測が困難な製品品質のフィードバック制御を可能にし，生産効率を高めるためには，プロセスの運転状態から品質を推定する仮想計測技術（ソフトセンサー）が不可欠である．本研究では，原料や装置特性が変化する場合，およびそれらに不確定性が存在する場合でも，高精度な推定が行える仮想計測技術を開発し，石油化学，半導体，製剤，鉄鋼など多様なプロセスに適用し，その有効性を確認した．

研究成果

• [雑誌論文] Adaptive Virtual Metrology Design for Semiconductor Dry Etching Process through Locally Weighted Partial Least Squares (2015)
  • 著者名/発表者名: Toshiya Hirai, Manabu Kano
  • 雑誌名: IEEE Transaction on Semiconductor Manufacturing 巻: 28 号: 2 ページ: 137-144
  • DOI: 10.1109/tsm.2015.2409299
  • NAID: 120005669316
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Prediction of Molten Steel Temperature in Steel Making Process with Uncertainty by Integrating Gray-Box Model and Bootstrap Filter (2014)
  • 著者名/発表者名: Iftikhar Ahmad, Manabu Kano, Shinji Hasebe, Hiroshi Kitada, Noboru Murata
  • 雑誌名: JOURNAL OF CHEMICAL ENGINEERING OF JAPAN 巻: 47 号: 11 ページ: 827-834
  • DOI: 10.1252/jcej.14we067
  • NAID: 130004703868
  • ISSN: 0021-9592, 1881-1299
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Gray-box modeling for prediction and control of molten steel temperature in tundish (2014)
  • 著者名/発表者名: Iftikhar Ahmad, Manabu Kano, Shinji Hasebe, Hiroshi Kitada, Noboru Murata
  • 雑誌名: Journal of Process Control 巻: 24 号: 4 ページ: 375-382
  • DOI: 10.1016/j.jprocont.2014.01.018
  • NAID: 120005466672
  • 査読あり
• [雑誌論文] Soft-sensor Using Locally Weighted PLS with Adaptive Similarity Measure (2013)
  • 著者名/発表者名: Sanghong Kim, Ryota Okajima, Manabu Kano, Shinji Hasebe
  • 雑誌名: Chemometrics and Intelligent Laboratory Systems 巻: 124 ページ: 43-49
  • DOI: 10.1016/j.chemolab.2013.03.008
  • 査読あり
• [雑誌論文] Long-Term Industrial Applications of Inferential Control Based on Just-In-Time Soft-Sensors: Economical Impact and Challenges (2013)
  • 著者名/発表者名: Sanghong Kim, Manabu Kano, Shinji Hasebe, Akitoshi Takinami, Takeshi Seki
  • 雑誌名: Industrial & Engineering Chemistry Research 巻: 未定 号: 35 ページ: 12346-12356
  • DOI: 10.1021/ie303488m
  • 査読あり
• [学会発表] Process Parameter Optimization based on LW-PLS in Pharmaceutical Granulation Process (2015)
  • 著者名/発表者名: Ryosuke Yoshizaki, Manabu Kano, Shuichi Tanabe, Takuya Miyano
  • 学会等名: International Symposium on Advanced Control of Chemical Processes (ADCHEM)
  • 発表場所: Whistler, Canada
  • 年月日: 2015-06-07 – 2015-06-10
• [学会発表] Nearest Correlation Louvain Method for Fast and Good Selection of Input Variables of Statistical Model (2015)
  • 著者名/発表者名: Taku Uchimaru, Koji Hazama, Koichi Fujiwara, Manabu Kano
  • 学会等名: International Symposium on Advanced Control of Chemical Processes (ADCHEM)
  • 発表場所: Whistler, Canada
  • 年月日: 2015-06-07 – 2015-06-10
• [学会発表] Optimization of Nonlinear Multi-Stage Process with Characteristic Changes through Locally-Weighted Partial Least Squares (2015)
  • 著者名/発表者名: Ryosuke Yoshizaki, Sanghong Kim, Manabu Kano
  • 学会等名: The 10th Asian Control Conference (ASCC)
  • 発表場所: Kota Kinabalu, Malaysia
  • 年月日: 2015-05-31 – 2015-06-03
• [学会発表] Efficient Wavenumber Selection Based on Nearest Correlation Louvain Method for NIR Calibration Modeling (2015)
  • 著者名/発表者名: Taku Uchimaru, Koji Hazama, Koichi Fujiwara, Manabu Kano
  • 学会等名: The 10th Asian Control Conference (ASCC)
  • 発表場所: Kota Kinabalu, Malaysia
  • 年月日: 2015-05-31 – 2015-06-03
• [学会発表] Wavenumber Selection for NIR Calibration Modeling: Application to Water and Drug Content Estimation (2014)
  • 著者名/発表者名: Taku Uchimaru, Takuya Miyano, Koichi Fujiwara, Manabu Kano, Hideaki Tanabe, Hiroshi Nakagawa, Tomoyuki Watanabe, Naoki Wakiyama
  • 学会等名: AIChE Annual Meeting
  • 発表場所: Atlanta, US
  • 年月日: 2014-11-16 – 2014-11-21
• [学会発表] Application of Locally Weighted Partial Least Squares to Design of Semiconductor Virtual Metrology (2014)
  • 著者名/発表者名: Toshiya Hirai, Koji Hazama, Manabu Kano
  • 学会等名: IEEE Multi-conference on Systems and Control (MSC)
  • 発表場所: Antibes, France
  • 年月日: 2014-10-08 – 2014-10-10
• [学会発表] Design of Inner and Outer Gray-Box Models to Predict Molten Steel Temperature in Tundish (2013)
  • 著者名/発表者名: Iftikhar Ahmad, Manabu Kano, Shinji Hasebe, Hiroshi Kitada, Noboru Murata
  • 学会等名: The 10th IFAC International Symposium on Dynamics and Control of Process Systems (DYCOPS)
  • 発表場所: Mumbai, India
• [学会発表] Soft-sensor Using Locally Weighted PLS with Adaptive Similarity Measure and Its Application to Pharmaceutical Process (2013)
  • 著者名/発表者名: Sanghong Kim, Manabu Kano, Shinji Hasebe
  • 学会等名: The 9th World Congress of Chemical Engineering (WCCE9)
  • 発表場所: Seoul, Korea
• [学会発表] State-of-the-art Practice of Virtual Sensing Technology in Process Industries (2013)
  • 著者名/発表者名: Manabu Kano
  • 学会等名: The 9th World Congress of Chemical Engineering (WCCE9)
  • 発表場所: Seoul, Korea
  • 招待講演
• [学会発表] 局所PLSを利用した推定制御システムの開発と長期間の運用結果 (2013)
  • 著者名/発表者名: 金尚弘，加納学，長谷部伸治，滝波明敏，關雄至
  • 学会等名: 計測自動制御学会制御部門大会
  • 発表場所: 福岡
• [学会発表] 溶鋼温度推定を目的としたグレイボックスモデルの比較 (2013)
  • 著者名/発表者名: Iftikhar Ahmad，加納学，長谷部伸治，北田宏，村田昇
  • 学会等名: 日本鉄鋼協会春季講演大会
  • 発表場所: 東京
• [学会発表] Industrial Applications of Locally Weighted PLS to Realize Maintenance-Free High-Performance Virtual Sensing (2012)
  • 著者名/発表者名: Manabu Kano, Sanghong Kim, Ryota Okajima, Shinji Hasebe
  • 学会等名: The 12th International Conference on Control, Automation and Systems (ICCAS)
  • 発表場所: Jeju Island, Korea
• [学会発表] Quality Control for Dry Process through APC/EES (2012)
  • 著者名/発表者名: Toshiya Hirai, Manabu Kano, T. Tatsumi
  • 学会等名: The 34th International Symposium on Dry Process (DPS)
  • 発表場所: Tokyo, Japan
  • 招待講演
• [学会発表] 適応的な類似度を利用した局所PLSの開発およびその医薬品プロセスへの適用 (2012)
  • 著者名/発表者名: 金尚弘，岡島亮太，長谷部伸治，加納学，中川弘司
  • 学会等名: 化学工学会秋季大会
  • 発表場所: 仙台