2004 年度実績報告書

設備再利用性を向上させる生産システムのライフサイクル設計

研究課題

研究課題/領域番号	15360065
研究機関	東京大学
研究代表者	木村文彦東京大学, 大学院・工学系研究科, 教授 (60133104)
研究分担者	毛利尚武東京大学, 大学院・工学系研究科, 教授 (90126186)
キーワード	生産システム / ライフサイクル設計 / 再利用 / 設計設備 / 再構成 / 製品ファミリ / モジュラー設計 / 生産効率
研究概要	基本的には大量生産される消費財であっても、大きな生産量変動が起き、大量の新製品が売れ残り、耐用年数よりはるかに短い期間で生産システムの改変・廃棄を余儀なくされるようになってきた。このような変動下では、生産システムだけでは問題を解決することは難しく、適切な製品や生産システムのライフサイクル設計を行う必要がある。次のような方針で研究を進める:(i)製品変化については、製品グレードの違いや年代により変化していく製品ファミリの考え方が適用できるとする、(ii)基本的には大量生産に対応できる効率の良い生産システムを考える、(iii)新生産システムの構築に際して、出来る限り旧生産システムの既存資産を再利用する、(iv)生産システムの構築、利用、廃棄の全ライフサイクルを通じた資源利用の最適化を追求する。このような考え方により、生産設備を無駄に廃却することなく、高効率の製造を実現できる生産システムのライフサイクル設計法が確立できる可能性がある。製品ファミリと生産システムの対応関係の分析を進め、既存生産設備の再利用性を向上させる生産システムのライフサイクル設計法について、具体的に研究を進めた。製品ファミリを構成するとき、機能的な要求からある製品変化が要求された場合、それを実現する製品の形態には多様な可能性があり、それにより生産に要求される原子工程も異なってくる。製品ファミリと仮想生産機械・システム、そして実生産機械・システム、との対応関係は多様な組み合わせの可能性があることになる。評価基準において、既存設備の利用を優先させれば再利用性の向上が計られ、既存設備の制約を軽視すれば新しい生産システムの形態が設計されることになる。最適な組み合わせを決定するために、製品や生産量が変動する条件のもとで長期間の生産変動状況を設定し、製品と生産システムの関係をモデル化し、設備再利用性を評価した。