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2021 年度 実施状況報告書

ブロックチェーン技術を基盤としたサイバーフィジカルライフサイクルシステムの構築

研究課題

研究課題/領域番号 21K03823
研究機関早稲田大学

研究代表者

福重 真一  早稲田大学, 理工学術院, 教授 (10432527)

研究分担者 高本 仁志  国立研究開発法人産業技術総合研究所, 情報・人間工学領域, 主任研究員 (30613244)
研究期間 (年度) 2021-04-01 – 2024-03-31
キーワードブロックチェーン / CPS / ライフサイクルマネジメント / デジタルツイン
研究実績の概要

資源循環の過程で所有権が様々なステークホルダに移ってゆく人工物の情報を、リアルタイムに収集するためのブロックチェーン技術について検討を行った。具体的には、現実世界における製品ライフサイクルの状態をサイバー空間のデジタルモデルに反映させ、サイバー空間において様々な検証・分析を行うためのプラットフォーム Cyber-Physical Lifecycle System (CPLS)のアーキテクチャについて検討した。
個々の製品や設備の故障・廃棄のタイミングや各部品の劣化状態などは、その使用環境、使用頻度、メンテナンス回数などに大きく依存するため、製品個別の状態や循環の経路を把握し、その情報に基づいて再生処理の内容やタイミング、再利用先などを管理することが重要となる。このとき、多くの所有者を経由する資源循環のマテリアルフローをブロックチェーンによってどこまで詳細に把握し、現実世界のライフサイクルをサイバー空間においてどこまで正確に再現することができるか、具体的な製品を例題として検証するためのプロトタイプシステムを構築した。

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

従来のCPSは、生産システムや製品サービスシステムなど、特定のプロセスやシステムを対象としているのに対し、本研究で開発するCPLSはライフサイクル全体を対象とする点に特徴がある。製品のライフサイクルには、多様な消費者による使用環境や、使用済み製品の様々な回収方法、静脈産業における数多くの中小企業などが関わるため、CPLS実現の難易度は従来のCPSよりも格段に高い。その基本アーキテクチャの設計に予定よりも時間を要した。

今後の研究の推進方策

CPLSのプロトタイプシステムを開発し、ブロックチェーンのトレースフォワード・トレースバックによって得られた情報に基づき製品ライフサイクルのDigital Twin (DT)をサイバー空間に構成する。さらに、このDTモデルがライフサイクルのPhysical Twin (PT)、すなわち物理空間における製品や部品の資源循環フローをどれだけ正確に再現できているかを双子実験によって検証する。

次年度使用額が生じた理由

CPLSのプロトタイプシステムの開発に遅延が生じている。次年度は、ブロックチェーンのトレースフォワード・トレースバックによって得られた情報に基づき、製品ライフサイクルのDigital Twin (DT)をサイバー空間に構成するためのシステムを、市販のソフトウェアをベースに構築する。

  • 研究成果

    (1件)

すべて 2021

すべて 学会発表 (1件) (うち国際学会 1件)

  • [学会発表] Simulation-based Flow Management for Circular Manufacturing of Lithium Ion Battery2021

    • 著者名/発表者名
      Shinichi Fukushige, Keito Asai, Shozo Takata, Chiharu Tokoro
    • 学会等名
      EcoDesign2021
    • 国際学会

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公開日: 2022-12-28  

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