| 研究課題/領域番号 |
15K01186
|
|---|
| 研究機関 | 名古屋工業大学 |
|---|
研究代表者 |
荒川 雅裕 名古屋工業大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (70288794)
|
|---|
| 研究期間 (年度) |
2015-04-01 – 2018-03-31
|
| キーワード | 製品・技術プラットフォーム / 多品種少量生産 / 製品・サービス / 多品種少量生産 / 情報システム / 製品設計 / データ構造 / 多目的最適化法 |
|---|
| 研究実績の概要 |
本研究ではグローバルな市場や製造拠点を対象に製品プラットフォームと技術プラットフォームを組み合わせ，多品種生産を効率的，経済的に行うための製品・製造設計の仕組みを提案する．具体的には次のテーマに取り組む．(1)市場製品の要求分析の結果から新製品の創作，(2)製品機能の視点と製造技術・機構技術の視点から部品・部品構造の組合せによる多品種製品の設計，(3)製造拠点と市場の特徴を考慮した製造現場の設計．本年度の研究内容は以下である．
(1)について，製品とサービスの組み合わせによるサービス(製品の利用法)の設計方法を開発し，電動歯ブラシを例に提案法の有効性を示した．提案法ではインターネット上の既存製品のレビュー情報の言語解析から市場要求を分析し，新しいサービス案（製品の利用方法など）を作成する．レビュー情報から利用者に好まれる製品の特徴を分析し，利用者の好ましい動作や利用法のシナリオを作成，製品の要求機能を決定する．そして，要求機能からQFD(Quality Function Deployment) の機能展開を利用して，具体的な製品の構造やサービス案を創造する．提案した方法を学部学生の演習に適用し，有効性を明らかにした．
(2)では，既存製品に対してQFDを利用して製品の機能を着目した部品の交換による多品種製品の設計を手順化するためのテンプレートを作成した．手順化した方法を大学学部教育に導入し，要求機能の決定から製品設計の演習を行い，製品のオリジナリティや作業の効率化に関する提案法の効果を調べた．実習では設計した製品案は教育用電子回路システム(LittleBits)を用いて実機を作成しており，設計案の実効性も評価した．
(3)に関連して，中部地区の中小規模の製造企業について工場内でのICT化やIoT化に関する調査を行い，工場内のICT化，IoT化を効率的に行うための方法論を検討した．
|
| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
1: 当初の計画以上に進展している
理由
本研究は製品設計と製造設計を同時に対象とし，従来，設計者の暗黙知に基づく位置決定プロセスを理論や情報システムを用いて系統的な手順化するしくみを構築することを目的とする．このため，本研究の対象とする部分は人間の創造性や定式化が困難な問題を，現実場でのデータや実験，市場調査を利用して，理論的な分析と定式化による汎用性を試みている．このような，実験や市場調査を含めて広範囲に渡る研究を必要としているにもかかわらず，現状で(1)については当初の最終目標の80％，（2）については目標の60％，(3)については最終目標の80％ほどは到達していると判断できる．
|
| 今後の研究の推進方策 |
本研究では下記の3テーマの研究に着目して研究を進めている．(1)市場製品の要求分析の結果から新製品の創作，(2)製品機能の視点と製造技術・機構技術の視点から部品・部品構造の組合せによる多品種製品の設計，(3)製造拠点と市場の特徴を考慮した製造現場の設計．平成29年度では各項目について，以下の研究を行う．(1)について，平成28年度までに開発した製品・サービスにおけるサービス設計のプロセスを系統的に利用するための情報システムを開発する．このシステムではサービスを含む製品のサービスや製品の構造の要求定義を設計するだけではなく，製品のBOM(Bill of Materials)と関連付けにより，部品情報と製造情報を繋げることで製品企画から基本設計と，製品の部品構造と製造工程のシームレスな情報交換を行う仕組みと設計条件を選定する最適化問題を組み合わせることで，製品設計の自動化システムを構築する．(2)については，(1)で開発した情報システムを利用して，複数の設計事例を検討し，系統的の操作の問題点を調査する．(3)については，平成28年度に行った調査結果から工場内のICT化，IoT化を効率的に行うための方法論を工場の作業を要求機能で表現し，QFDと動作に関するデータベースを組み合わせることで工場内の工程設計を系統的に行うための情報システムを開発する．このシステムではすでに開発済みである設備レイアウト設計や部品配置設計のアルゴリズムを組み合わせる．工程内の要求機能に対して，QFDによる機能分解から具体的な実装案を構造の複雑さ，コスト，安定性などの複数の評価項目による多目的問題として扱い，決定するアルゴリズムを開発する．開発した情報システムは具体的な工場について実装・導入し，効果を検証する．
|
| 次年度使用額が生じた理由 |
平成29年度は最終年度に当たるため，これまでの研究の中心である理論や内容を総括したシステムとして構築する．これまででは，実験，調査を含めて理論構築を行っており，次年度では主に理論の有効性を評価することを目的とし，多様な条件における数値実験をおこなうための数値実験を行う．このために，コンピュータと数値解析用ソフトウェアを購入する．
また，研究成果の報告のため，日本機械学会などへの投稿とともに，APIEMS(Asia Pacific Industrial Engineering and Management Science)2017への学会発表を予定している．このため，論文投稿料4件，英文校正費4件，国外への国際学会の発表3名分の申請をしている．
|
| 次年度使用額の使用計画 |
次年度では研究の発展と検証実験のため，以下の設備などの購入を予定している．
(a）数値計算用コンピュータ（Dell Inspiron 13 7000 ）1台，(b) 数値解析ソフト:ソフトウェア Gurobi Optimizer (October sky社）1件，(c) 数値解析支援ソフト:ソフトウェア AMPL 1件，(e) 国際学会発表旅費(3名)，(f) 論文投稿料 (4件)，(g) 英文校正費 (4件)
|
