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2014 年度 実績報告書

原料や装置特性の変化および不確定性を考慮した仮想計測技術の開発

研究課題

研究課題/領域番号 24560940
研究機関京都大学

研究代表者

加納 学  京都大学, 情報学研究科, 教授 (30263114)

研究期間 (年度) 2012-04-01 – 2015-03-31
キーワード仮想計測技術 / ソフトセンサー / 入力変数選択 / 産業応用 / 局所PLS / 不確定性
研究実績の概要

最終年度は,初年度から開発を継続し,石油化学,製剤,半導体など複数の産業プロセスでその有効性を確認できたJust-In-Time型モデル構築手法である局所PLSについて,さらにアルゴリズムの改良を進めると共に,特に,統計モデルの推定性能を大きく左右する入力変数選択についての検討に取り組んだ.
統計モデルを用いて仮想計測を実現する際には,出力変数の推定に寄与しない入力変数を取り除く必要がある.入力変数を1つずつ個別に評価する従来法よりも効率的に変数選択を行う方法として,入力変数をグループ化して,グループ単位で変数選択を行う方法がある.その1つが研究代表者らが開発したNCSC-VS(Nearest Correlation Spectral Clustering-based Variable Selection)であるが,NCSC-VSはパラメータ調整が難しく,計算負荷が高いという欠点が指摘されていた.そこで,本研究最終年度に,変数間の相関関係に基づくクラスタリング手法であるNCLM(Nearest Correlation Louvain Method)と,NCLMを用いた入力変数選択手法NCLM-VSを開発した.LMはSCよりも速く隣接行列を分割でき,生成するグループ数を調整する必要がない.提案法の有効性を,石油化学および製剤プロセスの操業データを用いて検証した結果,NCLM-VSはNCSC-VSを含む従来法よりも高い推定精度を実現できると共に,計算時間も大幅に改善することができることが確認された.

  • 研究成果

    (8件)

すべて 2015 2014

すべて 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 2件、 謝辞記載あり 2件) 学会発表 (6件)

  • [雑誌論文] Adaptive Virtual Metrology Design for Semiconductor Dry Etching Process through Locally Weighted Partial Least Squares2015

    • 著者名/発表者名
      Toshiya Hirai, Manabu Kano
    • 雑誌名

      IEEE Transaction on Semiconductor Manufacturing

      巻: 28 ページ: 137-144

    • DOI

      10.1109/TSM.2015.2409299

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Prediction of Molten Steel Temperature in Steel Making Process with Uncertainty by Integrating Gray-Box Model and Bootstrap Filter2014

    • 著者名/発表者名
      Iftikhar Ahmad, Manabu Kano, Shinji Hasebe, Hiroshi Kitada, Noboru Murata
    • 雑誌名

      Journal of Chemical Engineering of Japan

      巻: 47 ページ: 827-834

    • DOI

      10.1252/jcej.14we067

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [学会発表] Process Parameter Optimization based on LW-PLS in Pharmaceutical Granulation Process2015

    • 著者名/発表者名
      Ryosuke Yoshizaki, Manabu Kano, Shuichi Tanabe, Takuya Miyano
    • 学会等名
      International Symposium on Advanced Control of Chemical Processes (ADCHEM)
    • 発表場所
      Whistler, Canada
    • 年月日
      2015-06-07 – 2015-06-10
  • [学会発表] Nearest Correlation Louvain Method for Fast and Good Selection of Input Variables of Statistical Model2015

    • 著者名/発表者名
      Taku Uchimaru, Koji Hazama, Koichi Fujiwara, Manabu Kano
    • 学会等名
      International Symposium on Advanced Control of Chemical Processes (ADCHEM)
    • 発表場所
      Whistler, Canada
    • 年月日
      2015-06-07 – 2015-06-10
  • [学会発表] Optimization of Nonlinear Multi-Stage Process with Characteristic Changes through Locally-Weighted Partial Least Squares2015

    • 著者名/発表者名
      Ryosuke Yoshizaki, Sanghong Kim, Manabu Kano
    • 学会等名
      The 10th Asian Control Conference (ASCC)
    • 発表場所
      Kota Kinabalu, Malaysia
    • 年月日
      2015-05-31 – 2015-06-03
  • [学会発表] Efficient Wavenumber Selection Based on Nearest Correlation Louvain Method for NIR Calibration Modeling2015

    • 著者名/発表者名
      Taku Uchimaru, Koji Hazama, Koichi Fujiwara, Manabu Kano
    • 学会等名
      The 10th Asian Control Conference (ASCC)
    • 発表場所
      Kota Kinabalu, Malaysia
    • 年月日
      2015-05-31 – 2015-06-03
  • [学会発表] Wavenumber Selection for NIR Calibration Modeling: Application to Water and Drug Content Estimation2014

    • 著者名/発表者名
      Taku Uchimaru, Takuya Miyano, Koichi Fujiwara, Manabu Kano, Hideaki Tanabe, Hiroshi Nakagawa, Tomoyuki Watanabe, Naoki Wakiyama
    • 学会等名
      AIChE Annual Meeting
    • 発表場所
      Atlanta, US
    • 年月日
      2014-11-16 – 2014-11-21
  • [学会発表] Application of Locally Weighted Partial Least Squares to Design of Semiconductor Virtual Metrology2014

    • 著者名/発表者名
      Toshiya Hirai, Koji Hazama, Manabu Kano
    • 学会等名
      IEEE Multi-conference on Systems and Control (MSC)
    • 発表場所
      Antibes, France
    • 年月日
      2014-10-08 – 2014-10-10

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公開日: 2016-06-01  

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