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2021 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  公立はこだて未来大学, システム情報科学部, 准教授 (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 3.研究課題名
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,Wi-Fi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3年度の研究計画では,新型コロナウイルス感染症拡大に伴い,現地(マレーシア,UTM KL/MJIIT)への渡航の目処が立たないことと,国際共同研究先でも活動制限令によって研究活動が十分にできない恐れがあることから,主に次の項目:(1)「Wi-Fi通信を用いた振動センシング手法の検討」と(2)「日報による作業状況の推定実験」に関して日本国内で研究を行った.
課題(1)については,Wi-Fi通信を用いてボール盤やフライス盤の動作時の振動と思われるデータを得ることができたが,工作機械の動作状況の推定までは至らなかった.また,Wi-Fi通信からCSI (Channel State Information) を取り出す新たな手法についても取り組んだ.
課題(2)については,センシングデータと日報データの関連性について検討を行うため,工作機械の作業者の記録と実験データを集めることで,今後センシングデータから工作機械の動作状況が推定できるようになった場合の準備を行った.また,様々な形式の日報データに対応できるよう,各種データからの表現抽出について取り組んだ.

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

4: 遅れている

理由

令和3年度も,新型コロナウイルス感染症の影響で,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,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.マレーシア国内も活動制限令が継続して発令されていたことから,共同研究先での実証実験も行うことができなかった.
一方,Wi-Fi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,日本国内で研究を進めることができ,Wi-Fi通信を用いて工作機械の動作時の振動をセンシングできる目処が立ちつつある.
しかしながら,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」で必要となる,マレーシアでの振動センシング基盤技術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遅れていると判断している.

今後の研究の推進方策

今後も新型コロナウイルス感染症に関して状況の大幅な改善の目処は立たず,マレーシアへの渡航には制限が生じると判断をしている.そのため,日本国内で機器故障検出・予測システムの研究を進めて,コロナ禍の状況が改善して渡航できるようになった場合,マレーシア工科大学の工場(UTM PrecisionLab)を利用した実証評価に取り組むことにする.日本国内でも,大学内設備を主に利用して,Wi-Fiを用いた振動センシング手法の検討と日報による作業状況の推定実験を行うことにする.
日本国内では,ボール盤やフライス盤を用いた金属加工時に,Wi-Fiセンシングを用いることで得られたCSIデータから作業者の識別が可能であるという予備実験をもとにして,作業者の識別や熟練度を推定する手法を検討する.特に,未熟練者の作業は刃先の当て方などが滑らかではなく,工作機械を用いた加工に異常状態を生じていると考え,金属加工の状況をセンシングする技術をもとにして,産業機械の異常検出技術について検討する.加えて,作業者の識別に関する実験を行う際に,簡易的な日報データを作成することで,工作機械取り扱いの熟練度,CSIデータ,日報記録の関連付けについての実験を行う.

次年度使用額が生じた理由

新型コロナウイルス感染症の影響で,海外の共同研究先への渡航および現地での実証評価が令和3年度も行えなかったため,渡航費としての旅費支出がないことと実証評価の結果を踏まえた測定器などの物品購入も行っていない.そのため,令和3年度の支出についても,大幅に少なくなり,次年度に繰り越すことになった.
今後,コロナ禍の状況が改善して渡航できるようになった場合の旅費や現地大学や日本での実証評価を元にして,測定器などの物品購入を行う予定である.

  • 研究成果

    (18件)

すべて 2022 2021 その他

すべて 国際共同研究 (1件) 雑誌論文 (3件) (うち査読あり 3件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (14件) (うち国際学会 7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] Influence of Weather Features in Determining Sudden Braking2021

    • 著者名/発表者名
      Sato Yuta、Kawatani Takuya、Mine Tsunenori
    • 雑誌名

      International Journal of Intelligent Transportation Systems Research

      巻: 19 ページ: 366~377

    • DOI

      10.1007/s13177-021-00253-6

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Prediction of Bus Travel Time over Intervals between Pairs of Adjacent Bus Stops Using City Bus Probe Data2021

    • 著者名/発表者名
      Kawatani Takuya、Yamaguchi Tsubasa、Sato Yuta、Maita Ryotaro、Mine Tsunenori
    • 雑誌名

      International Journal of Intelligent Transportation Systems Research

      巻: 19 ページ: 456~467

    • DOI

      10.1007/s13177-021-00251-8

    • 査読あり
  • [雑誌論文] C-AVDI: Compressive Measurement-Based Acoustic Vehicle Detection and Identification2021

    • 著者名/発表者名
      Dawton Billy、Ishida Shigemi、Arakawa Yutaka
    • 雑誌名

      IEEE Access

      巻: 9 ページ: 159457~159474

    • DOI

      10.1109/ACCESS.2021.3132061

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] Introduction of international collaboration with Malaysia Japan International Institute of Technology (MJIIT), Universiti Teknologi Malaysia2022

    • 著者名/発表者名
      Takanori Matsuzaki
    • 学会等名
      Sakura Science Project Lecture for Indonesian students
    • 国際学会
  • [学会発表] Grading with Rubric-based Semantic Embedding Optimization2022

    • 著者名/発表者名
      Wang Bo, Tsunenori Ishioka, Tsunenori Mine: Automatic Short Answer
    • 学会等名
      情報処理学会 第205回知能システム研究発表会 (SMASH2022 Winter)
  • [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
      Menna Fateen and Tsunenori Mine
    • 学会等名
      2021, the Fourteenth International Conference on Educational Data Mining
    • 国際学会
  • [学会発表] Generating Student Progress Reports Based on Keywords2021

    • 著者名/発表者名
      Shumpei Kobashi and Tsunenori Mine
    • 学会等名
      ICCE 2021
    • 国際学会
  • [学会発表] An Improved Model to Predict Student Performance Using Teacher Observation Reports2021

    • 著者名/発表者名
      Menna Fateen, Kyouhei Ueno, Tsunenori Mine
    • 学会等名
      ICCE 2021
    • 国際学会
  • [学会発表] Determination of Collection Points of Bus Probe Data to Achieve High Prediction Performance and Low Collection Cost2021

    • 著者名/発表者名
      Takuya Kawatani and Tsuneonri Mine
    • 学会等名
      The 13th International Conference on Mobile Computing and Ubiquitous Network (ICMU2021)
    • 国際学会
  • [学会発表] Estimation of Precedence Relations to Deal with Regional Complaint Reports2021

    • 著者名/発表者名
      Kohei Yamaguchi and Tsunenori Mine
    • 学会等名
      the 5th IEEE International Conference on Agents (IEEE-ICA 2021)
    • 国際学会
  • [学会発表] 高予測精度と低収集コストを実現するための バスプローブデータ収集地点の選定2021

    • 著者名/発表者名
      川谷 卓哉,佐藤 祐大,峯 恒憲
    • 学会等名
      情報処理学会 第187回IPSJ-DPS研究会,第 99回IPSJ-MBL研究会,第85回IPSJ-ITS研究会(IEICE-SeMI研究会連催)合同研究発表会
  • [学会発表] 路線バスと他の交通機関との相互乗り換えを保証するための遅延状況調査および運行ダイヤ改善指標の検討2021

    • 著者名/発表者名
      川谷 卓哉, 荒川 豊,峯 恒憲
    • 学会等名
      第29回 マルチメディア通信と分散処理ワークショップ (DPSWS2021)
  • [学会発表] 機械学習モデル構築のためのデータ・処理共有フレームワークの提案2021

    • 著者名/発表者名
      小西宏樹, 川谷卓哉, 峯 恒憲
    • 学会等名
      第29回 マルチメディア通信と分散処理ワークショップ (DPSWS2021)
  • [学会発表] 路線バスプローブデータ解析によるバス遅延状況の調査と遅延要因の検討2021

    • 著者名/発表者名
      川谷 卓哉, 峯 恒憲
    • 学会等名
      第19回ITS シンポジウム 2021
  • [学会発表] 機械学習における過程・結果をデータベースを介して共有する仕組みについての提案2021

    • 著者名/発表者名
      小西宏樹, 川谷卓哉, 峯 恒憲
    • 学会等名
      第19回ITS シンポジウム 2021
  • [学会発表] 日常的な家電操作による人物識別のためのマウス操作による検討2021

    • 著者名/発表者名
      須田 恭平, 石田 繁巳, 稲村 浩, 中村 嘉隆
    • 学会等名
      情報処理学会研究報告, モバイルコンピューティングとユビキタス通信研究会, WiPセッション

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公開日: 2022-12-28  

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