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安定的で効率的な推定制御のための適応型非線型回帰分析手法の開発

研究課題

研究課題/領域番号 24760629
研究種目

若手研究(B)

配分区分基金
研究分野 反応工学・プロセスシステム
研究機関東京大学

研究代表者

金子 弘昌  東京大学, 工学(系)研究科(研究院), 助教 (00625171)

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 *注記
3,380千円 (直接経費: 2,600千円、間接経費: 780千円)
2014年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
2013年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
2012年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
キーワードプロセス管理 / ソフトセンサー / モデルの劣化 / 適応型モデル / サポートベクター回帰 / アンサンブル学習 / ベイズの定理 / 予測誤差 / 時間差分 / SVR / 時間変数
研究成果の概要

測定困難なプロセス変数をリアルタイムに推定するためソフトセンサーが広く使用されている。ソフトセンサーモデルの精度の劣化を低減するため、回帰モデルは逐次再構築されている。しかしモデルを逐次更新する際は、急激なプロセス変化に追随できず、プロセス変数間の非線型性にも対応できない。そこで本研究では、これらを解決する予測精度の高い適応型非線型回帰分析手法を開発した。複数の非線形回帰モデルを用いることで目的とする変数の値を精度良く予測することが可能となる。シミュレーションデータおよび様々な実プラントのデータを用いた解析により、従来手法と比較して提案手法が優位であることを示した。

報告書

(4件)
  • 2014 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2013 実施状況報告書
  • 2012 実施状況報告書
  • 研究成果

    (38件)

すべて 2015 2014 2013 2012

すべて 雑誌論文 (16件) (うち査読あり 16件、 謝辞記載あり 5件) 学会発表 (21件) (うち招待講演 3件) 図書 (1件)

  • [雑誌論文] Moving Window and Just-In-Time Soft Sensor Model Based on Time Differences Considering a Small Number of Measurements2015

    • 著者名/発表者名
      Hiromasa Kaneko, Kimito Funatsu
    • 雑誌名

      Industrial & Engineering Chemistry Research

      巻: 54 号: 2 ページ: 700-704

    • DOI

      10.1021/ie503962e

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Fast Optimization of Hyperparameters for Support Vector Regression Models with Highly Predictive Ability2015

    • 著者名/発表者名
      Hiromasa Kaneko, Kimito Funatsu
    • 雑誌名

      Chemometrics and Intelligent Laboratory Systems

      巻: 142 ページ: 64-69

    • DOI

      10.1016/j.chemolab.2015.01.001

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Adaptive Soft Sensor Based on Online Support Vector Regression and Bayesian Ensemble Learning for Various States in Chemical Plants2014

    • 著者名/発表者名
      Hiromasa Kaneko, Kimito Funatsu
    • 雑誌名

      Chemometrics and Intelligent Laboratory Systems

      巻: 137 ページ: 57-66

    • DOI

      10.1016/j.chemolab.2014.06.008

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Applicability Domain Based on Ensemble Learning in Classification and Regression Analyses2014

    • 著者名/発表者名
      Hiromasa Kaneko, Kimito Funatsu
    • 雑誌名

      Journal of Chemical Information and Modeling

      巻: 54 号: 9 ページ: 2469-2482

    • DOI

      10.1021/ci500364e

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] The Selective Use of Adaptive Soft Sensors Based on Process State2014

    • 著者名/発表者名
      Hiromasa Kaneko, Takeshi Okada, Kimito Funatsu
    • 雑誌名

      Industrial & Engineering Chemistry Research

      巻: 53 号: 41 ページ: 15962-15968

    • DOI

      10.1021/ie502058t

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Database Monitoring Index for Adaptive Soft Sensors and the Application to Industrial Process2014

    • 著者名/発表者名
      Hiromasa. Kaneko, Kimito Funatsu
    • 雑誌名

      AIChE Journal

      巻: 60 号: 1 ページ: 160-169

    • DOI

      10.1002/aic.14260

    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Application of Online Support Vector Regression for Soft Sensors2014

    • 著者名/発表者名
      Hiromasa. Kaneko, Kimito Funatsu
    • 雑誌名

      AIChE Journal

      巻: 60 号: 2 ページ: 600-612

    • DOI

      10.1002/aic.14299

    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] ソフトセンサーのためのデータベース管理指標の開発2013

    • 著者名/発表者名
      金子 弘昌, 船津 公人
    • 雑誌名

      Journal of Computer Aided Chemistry

      巻: 14 号: 0 ページ: 11-22

    • DOI

      10.2751/jcac.14.11

    • NAID

      130004927285

    • ISSN
      1345-8647
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Adaptive Soft Sensor Model Using Online Support Vector Regression with the Time Variable and Discussion on Appropriate Hyperparameters and Window Size2013

    • 著者名/発表者名
      Hiromasa. Kaneko, Kimito Funatsu
    • 雑誌名

      Computers & Chemical Engineering

      巻: 58 ページ: 288-297

    • DOI

      10.1016/j.compchemeng.2013.07.016

    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Estimation of Predictive Accuracy of Soft Sensor Models Based on Data Density2013

    • 著者名/発表者名
      Hiromasa. Kaneko, Kimito Funatsu
    • 雑誌名

      Chemometrics and Intelligent Laboratory Systems

      巻: 128 ページ: 111-117

    • DOI

      10.1016/j.chemolab.2013.08.005

    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Criterion for Evaluating the Predictive Ability of Nonlinear Regression Models without Cross-Validation2013

    • 著者名/発表者名
      Hiromasa. Kaneko, Kimito Funatsu
    • 雑誌名

      Journal of Chemical Information and Modeling

      巻: 53 号: 9 ページ: 2341-2348

    • DOI

      10.1021/ci4003766

    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Nonlinear Regression Method with Variable Region Selection and Application to Soft Sensors2013

    • 著者名/発表者名
      Hiromasa Kaneko, Kimito Funatsu
    • 雑誌名

      Chemometrics and Intelligent Laboratory Systems

      巻: 121 ページ: 26-32

    • DOI

      10.1016/j.chemolab.2012.11.017

    • 関連する報告書
      2012 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Automatic Determination Method Based on Cross-Validation for Optimal Intervals of Time Difference2013

    • 著者名/発表者名
      Hiromasa Kaneko, Kimito Funatsu
    • 雑誌名

      JOURNAL OF CHEMICAL ENGINEERING OF JAPAN

      巻: 46 号: 3 ページ: 219-225

    • DOI

      10.1252/jcej.12we241

    • NAID

      10031159967

    • ISSN
      0021-9592, 1881-1299
    • 関連する報告書
      2012 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Discussion on Time Difference Models and Intervals of Time Difference for Application of Soft Sensors2013

    • 著者名/発表者名
      Hiromasa Kaneko, Kimito Funatsu
    • 雑誌名

      Industrial & Engineering Chemistry Research

      巻: 52 号: 3 ページ: 1322-1334

    • DOI

      10.1021/ie302582v

    • 関連する報告書
      2012 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Classification of the Degradation of Soft Sensor Models and Discussion on Adaptive Models2013

    • 著者名/発表者名
      Hiromasa Kaneko, Kimito Funatsu
    • 雑誌名

      AIChE Journal

      巻: 未定 号: 7 ページ: 2339-2347

    • DOI

      10.1002/aic.14006

    • 関連する報告書
      2012 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Applicability Domain of Soft Sensor Models Based on One-Class Support Vector Machine2013

    • 著者名/発表者名
      Hiromasa Kaneko, Kimito Funatsu
    • 雑誌名

      AIChE Journal

      巻: 未定 号: 6 ページ: 2046-2050

    • DOI

      10.1002/aic.14010

    • 関連する報告書
      2012 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] [研究奨励賞] 化学プラントにおける制御性能向上のための推定制御手法に関する研究2015

    • 著者名/発表者名
      金子 弘昌
    • 学会等名
      化学工学会第80年会
    • 発表場所
      芝浦工業大学、東京都
    • 年月日
      2015-03-21
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] Application of Ensemble Online Support Vector Regression to the Prediction of Fouling in Membrane Bioreactors2015

    • 著者名/発表者名
      Hiromasa Kaneko, Kimito Funatsu
    • 学会等名
      3W Expo 2015 + CPPE Expo 2015
    • 発表場所
      Bangkok, Thailand
    • 年月日
      2015-01-31
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] クラス分類および回帰分析におけるモデルの適用範囲, 第37回情報化学討論会2014

    • 著者名/発表者名
      金子 弘昌, 船津 公人
    • 学会等名
      第37回情報化学討論会
    • 発表場所
      豊橋技術科学大学、愛知県
    • 年月日
      2014-11-28
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] Moving windowモデルおよびアンサンブル学習を活用した適応型ソフトセンサー手法2014

    • 著者名/発表者名
      金子 弘昌, 船津 公人
    • 学会等名
      化学工学会第46回秋季大会
    • 発表場所
      九州大学、福岡県
    • 年月日
      2014-09-18
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] Fast Optimization of Hyperparameters of Support Vector Regression Model Considering its Predictive Ability2014

    • 著者名/発表者名
      Hiromasa Kaneko, Kimito Funatsu
    • 学会等名
      4th International Conference on Engineering Optimization(EngOpt2014)
    • 発表場所
      Lisbon, Portugal
    • 年月日
      2014-09-11
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] Adaptive regression model for nonlinear and time-varying systems2014

    • 著者名/発表者名
      Hiromasa Kaneko, Kimito Funatsu
    • 学会等名
      The 5th French-Japanese Workshop on Computational Methods in Chemistry
    • 発表場所
      Strasbourg, France
    • 年月日
      2014-07-01
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] Virtual Sensors Predicting Drug Product Quality with Chemoinformatic Techniques2014

    • 著者名/発表者名
      Hiromasa Kaneko
    • 学会等名
      JCUP V
    • 発表場所
      朝日生命大手町ビル、東京都
    • 年月日
      2014-06-05
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Automatic Database Monitoring for Process Control Systems2014

    • 著者名/発表者名
      Hiromasa Kaneko, Kimito Funatsu
    • 学会等名
      he 27th International Conference on Industrial, Engineering and Other Applications of Applied Intelligent Systems (IEA-AIE2014)
    • 発表場所
      Kaohsiung, Taiwan
    • 年月日
      2014-06-04
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] プラントの運転データを最大限に活用するためのソフトセンサーおよびプロセス管理手法2014

    • 著者名/発表者名
      金子 弘昌
    • 学会等名
      プラントオペレーション分科会 第131回研究会
    • 発表場所
      大阪科学技術センター、大阪府
    • 年月日
      2014-05-22
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] ソフトセンサーにおけるデータベース管理のための自動的パラメータ選択2014

    • 著者名/発表者名
      金子 弘昌, 船津 公人
    • 学会等名
      化学工学会第79年会
    • 発表場所
      岐阜県, 岐阜大学
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
  • [学会発表] 適応型非線型回帰分析手法の開発およびソフトセンサーへの応用2013

    • 著者名/発表者名
      金子 弘昌, 船津 公人
    • 学会等名
      日本コンピュータ化学会2013年春季年会
    • 発表場所
      東京都, 東京工業大学
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
  • [学会発表] High Predictive Soft Sensors Based on Time Difference (TD) Models and the Selection of Optimal TD Intervals2013

    • 著者名/発表者名
      Hiromasa. Kaneko, Kimito Funatsu
    • 学会等名
      9th World Congress of Chemical Engineering
    • 発表場所
      Seoul, Korea
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
  • [学会発表] Adaptive Soft Sensor Model Using Online Support Vector Regression with the Time Variable and Discussion on Appropriate Parameter Settings2013

    • 著者名/発表者名
      Hiromasa. Kaneko, Kimito Funatsu
    • 学会等名
      17th International Conference in Knowledge Based and Intelligent Information and Engineering Systems
    • 発表場所
      Fukuoka, Japan
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
  • [学会発表] 適応型ソフトセンサーのためのデータベース管理指標の開発2013

    • 著者名/発表者名
      金子 弘昌, 船津 公人
    • 学会等名
      化学工学会第45回秋季大会
    • 発表場所
      岡山県, 岡山大学
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
  • [学会発表] Adaptive Soft Sensor Model Using Online Support Vector Regression and the Time Variable2013

    • 著者名/発表者名
      Hiromasa. Kaneko, Kimito Funatsu
    • 学会等名
      2013 AIChE Annual Meeting
    • 発表場所
      San Francisco, U.S.A.
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
  • [学会発表] 非線形回帰モデルの予測性能評価指標の開発2013

    • 著者名/発表者名
      金子 弘昌, 船津 公人
    • 学会等名
      第36回情報化学討論会
    • 発表場所
      茨城県, 筑波大学
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
  • [学会発表] Virtual sensors with chemoinformatic techniques2013

    • 著者名/発表者名
      Hiromasa Kaneko
    • 学会等名
      Asian International Symposium –Theoretical Chemistry, Chemoinformatics, Computational Chemistry–
    • 発表場所
      滋賀県、立命館大学びわこ・くさつキャンパス
    • 関連する報告書
      2012 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] ソフトセンサーモデルの劣化の分類と各適応的モデルに関する考察2012

    • 著者名/発表者名
      金子 弘昌, 船津 公人
    • 学会等名
      化学工学会第44回秋季大会
    • 発表場所
      宮城県、東北大学
    • 関連する報告書
      2012 実施状況報告書
  • [学会発表] 時間差分に基づくソフトセンサー手法に関する考察および時間差分間隔の検討2012

    • 著者名/発表者名
      金子 弘昌, 船津 公人
    • 学会等名
      第35回情報化学討論会
    • 発表場所
      広島県、広島大学
    • 関連する報告書
      2012 実施状況報告書
  • [学会発表] One-class support vector machineを用いたソフトセンサーモデルの予測誤差の推定2012

    • 著者名/発表者名
      金子 弘昌, 船津 公人
    • 学会等名
      日本コンピュータ化学会2012年秋季年会
    • 発表場所
      山形県、山形大学
    • 関連する報告書
      2012 実施状況報告書
  • [学会発表] Discussion on Time Difference Models for Application of Soft Sensors2012

    • 著者名/発表者名
      Hiromasa Kaneko, Kimito Funatsu
    • 学会等名
      19th Regional Symposium on Chemical Engineering
    • 発表場所
      Indonesia, Bali
    • 関連する報告書
      2012 実施状況報告書
  • [図書] ソフトセンサー入門 -基礎から実用的研究例まで-2014

    • 著者名/発表者名
      船津 公人, 金子 弘昌
    • 総ページ数
      224
    • 出版者
      コロナ社
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書

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公開日: 2013-05-31   更新日: 2019-07-29  

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