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2020 年度 実施状況報告書

無線信号を用いた工場機器不具合の低コスト検出・予測システムの研究

研究課題

研究課題/領域番号 19KK0257
研究機関近畿大学

研究代表者

松崎 隆哲  近畿大学, 産業理工学部, 准教授 (20363385)

研究分担者 石田 繁巳  九州大学, システム情報科学研究院, 助教 (10724388)
峯 恒憲  九州大学, システム情報科学研究院, 准教授 (30243851)
研究期間 (年度) 2019-10-07 – 2023-03-31
キーワード故障検出・予測システム / 振動センシング / 不具合推定システム
研究実績の概要

本研究の目的は,利用環境に依存せず,産業用機器に後付け可能な機器故障検出・予測システムを実現することである.特に,産業用機器の動作に関する深い知識を持たない人が低コストなセンサを後付けするだけで機器の故障を検出・予測できるシステムが実現できないか?という問いに答えるべく,WiFi通信を用いた振動センシング技術および作業日報から故障の兆候の検出や将来的な故障の予測を行う故障検出・予測システムについて研究を行っている.
令和2年度の研究計画では,主に次の3項目:(1)「WiFi通信を用いた振動センシング」,(2)「WiFi通信などを用いた非接触方式での温度測定」,(3)「日報に必要な異常時コメントの検討」の実施を計画していたが,新型コロナウイルス感染症拡大に伴って課題(1),(3)の一部の実施にとどまった.特に,海外の共同研究先への渡航ができなかったことで,現地での事前実証評価ができず,今後の実証評価を行うための調整がついていないことが課題となっている.
具体的には,1台の機器振動をセンシングする基盤技術について取り組み,ボール盤やフライス盤の動作時に生じる振動を検出できることを確認したが,機械が正常動作をしている場合と異常動作をしている場合の違いを検出することまでは至らなかった.日報データについては,海外の共同研究先が担当している現地工場との連携と調整の目処が今後も立たないことから,日本国内でセンシング検出実験を行う際の日報データ収集法について検討をおこなった.

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

3: やや遅れている

理由

新型コロナウイルス感染症拡大に伴い,海外の共同研究先(マレーシア,マレーシア工科大学(UTM KL/MJIIT))に渡航して,当初計画で予定していた現地の実証評価環境の確認及び実証評価を行うことができなかった.
加えて,マレーシア国内に活動制限令が発令され,共同研究先では実験を一切できなかったことで,共同研究先が担当を予定していたテーマについて研究が進まなかった.
しかしながら,日本国内において,WiFiを用いた振動センシング基盤技術についての検討や日報からの不具合表現抽出の現地データを必要としない箇所については研究を進めることができ,当初計画では翌年度以降の内容を事前に検討することができた.
これらの結果,研究の進捗状況としては遅れている箇所と進んでいる箇所があるが,当初の研究目的である「日本国内と異なるマレーシアの環境下で評価」で必要と考えている振動センシング基盤技術のマレーシアでの事前評価が行えていないことから,全体としては当初の計画よりもやや遅れていると判断している.

今後の研究の推進方策

令和3年度も新型コロナウイルス感染症が収束する気配がないことから,マレーシアへの渡航は厳しいと判断して,日本国内で機器故障検出・予測システムの研究を進めて,共同研究先には日本で構築したシステムを用いて事前実証評価を行ってもらう.
日本国内では,1台の機器振動をセンシングする基盤技術を利用した工作機械の動作状況を推定する手法を用いて,工作機械が正常に動作している場合と刃先の当て方などで切削不良が生じている場合の状態識別を行うシステムの構築を行い,共同研究先で評価をしてもらう.複数台の機器を利用した工作機械の振動センシング技術についても日本国内で研究を行い,今後状況が改善して渡航できるようになった後に,現地に渡航してマレーシア工科大学の工場(UTM Precision Lab)を利用した実証評価に取り組む.
センシングデータと日報データの関連性についての研究では,日本において,WiFiセンシング実験を実施する際に日報を残すことで,日報による作業状況の推定実験を行う.

次年度使用額が生じた理由

新型コロナウイルス感染症拡大の影響に伴い,海外の共同研究先への渡航および現地での実証評価ができなくなったことで,渡航費としての旅費支出がなくなるとともに実証評価の結果を踏まえた測定器などの物品購入がなくなった.そのため,令和2年度の支出が大幅に少なくなり,次年度に繰り越すことになった.

  • 研究成果

    (11件)

すべて 2021 2020 その他

すべて 国際共同研究 (1件) 雑誌論文 (2件) (うち国際共著 1件、 査読あり 2件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (8件) (うち国際学会 6件)

  • [国際共同研究] MJIIT/UTM KL(マレーシア)

    • 国名
      マレーシア
    • 外国機関名
      MJIIT/UTM KL
  • [雑誌論文] IEEE 802.11ac-Based Outdoor Device-Free Human Localization2021

    • 著者名/発表者名
      Shigemi Ishida, Ryo Takahashi, Tomoki Murakami, and Shinya Otsuki
    • 雑誌名

      Sensors and Materials

      巻: 33(1) ページ: 53-68

    • DOI

      10.18494/SAM.2021.2987

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Initial Attempt on Wi-Fi CSI Based Vibration Sensing for Factory Equipment Fault Detection2020

    • 著者名/発表者名
      Sirui Jian, Shigemi Ishida, and Yutaka Arakawa
    • 雑誌名

      Proc. Int. Workshop MFSens

      ページ: 1-6

    • DOI

      10.1145/3427477.3429462

    • 査読あり / 国際共著
  • [学会発表] Mining Students’ Comments to Build an Automated Feedback System2021

    • 著者名/発表者名
      Jihed Makhlouf and Tsunenori Mine
    • 学会等名
      The 13th International Conference on Computer Supported Education (CSEDU2021)
    • 国際学会
  • [学会発表] Predicting Student Performance Using Teacher Observation Reports2021

    • 著者名/発表者名
      Fateen, Menna and Mine, Tsunenori
    • 学会等名
      2021, the Fourteenth International Conference on Educational Data Mining
    • 国際学会
  • [学会発表] 中学生の授業振り返り文からの成績推定に向けた特徴分 析2021

    • 著者名/発表者名
      細谷桃子,峯 恒憲
    • 学会等名
      電子情報通信学会 人工知能と知識処理研究会
  • [学会発表] 短答式試験における自動採点のための概念辞書 を用いたデータ拡張手法の提案2021

    • 著者名/発表者名
      加藤博之,石岡恒憲,峯 恒憲
    • 学会等名
      電子情報通信学会 人工知能と知識処理研究 会
  • [学会発表] Automatic Feedback Models to Students Freely Written Comments2020

    • 著者名/発表者名
      Makhlouf, Jihed and Mine, Tsunenori
    • 学会等名
      ICCE2020
    • 国際学会
  • [学会発表] Prediction Models for Automatic Assessment to Student Free-written Comments2020

    • 著者名/発表者名
      Makhlouf, Jihed and Mine, Tsunenori
    • 学会等名
      The 12th International Conference on Computer Supported Education (CSEDU2020)
    • 国際学会
  • [学会発表] Time-based Sampling Methods for Detecting Helpful Reviews2020

    • 著者名/発表者名
      Ristu Saptono and Tsunenori Mine
    • 学会等名
      The 2020 IEEE/WIC/ACM International Joint Conference on Web Intelligence and Intelligent Agent Technology (WI-IAT2'0)
    • 国際学会
  • [学会発表] Mixture-Preference Bayesian Matrix Factorization for implicit feedback datasets2020

    • 著者名/発表者名
      Shaowen Peng and Tsunenori Mine
    • 学会等名
      The 35th ACM/SIGAPP Symposium On Applied Computing
    • 国際学会

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公開日: 2021-12-27  

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