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成果報告書詳細
管理番号20170000000527
タイトル平成26年度ー平成28年度成果報告書 SIP(戦略的イノベーション創造プログラム)/革新的設計生産技術 データマイニング、遺伝的アルゴリズム、迅速試作技術の融合による進化的ものづくりシステムの構築に向けた研究開発 
公開日2018/3/16
報告書年度2014 - 2016
委託先名京都試作センター株式会社 国立大学法人京都工芸繊維大学 株式会社ファーマサイエンス
プロジェクト番号P14030
部署名IoT推進部
和文要約件名:平成26年度ー平成28年度 成果報告書 SIP(戦略的イノベーション創造プログラム)/革新的設計生産技術/「データマイニング、遺伝的アルゴリズム、迅速試作技術の融合による進化的ものづくりシステムの構築に向けた研究開発」

(1)目的
ソサエティー5.0にそったものづくり基盤構築が国として進んでいる。一方、日本のものづくりの中核をなす中小企業は「設計済み部品製造」の受注が多い現状である。加えて、設計・企画・開発に携わりたくも中小企業には人・時間・費用等資源の余裕がない。当事業では“デザイン思考のものづくり”と“多数の企業等の間の一体的活動”それを支える“超精密・超高速な製造技術”の研究開発を行うことでこのような状況の打開を目指した。
(2)手法
1製品企画支援システム
製品企画時の発想に目的を絞ったシステム。従来の発想支援ツールは企画者の案を出発点に練るところに一つの限界があるため、本事業では、企画案を自動算出し、それを元に企画を深める手法をとった。
まず、大量情報(主にWebより集積)をグラフデータ化し、機械学習技術を用い知識ベースを構築した。次に、突然変異等遺伝的アルゴリズム概念を応用し、特定の製品に対する企画案を算出した。
2最適試作企業システム
京都試作ネットに所属する企業情報から企業の特色を抽出する。次に、試作依頼内容を分解した単語と、企業の特色との距離から最適な企業を探索する。
3超迅速先端試作システム
超精密高剛性門型マシニングセンタとその主軸に取り付けられる各種加工機能ユニットで構成される「超多機能多工程集約複合加工機」により、超迅速先端試作システムを構築する。
4イノベーションスタイル確立のための実践
産官学からの人員で構成する試作産業創成推進委員会の設置・開催及び京都試作ネット企業による開発試作例を用いた実証を行い本事業成果の具体的な活用方法についての提言をもらう。
(3)成果
1製品企画支援システム
製品を概念的記号で表現するところに特徴が出た。
システム構成は、ものづくり知識ベース、遺伝的アルゴリズムの概念による企画案創出機能、企画案の検討を深める関連情報表示、そして思考を深める支援機能群である。試作版を複数企業が試用し、30分程度の説明で操作を習得、従来なら至らなかった企画案が創出できたと好評価を得た。
2最適試作企業システム
制作依頼文章を入力とし企業名を探索、上位5社を最適企業とした。京都試作ネット企業を対象に行ったところ57%の正解率に至った。なお、従来方法は22%程度。探索対象データは、企業情報約30社、ものづくり企業情報の特徴を現す用語1700語強である。
3超迅速先端試作システム
全油静圧案内と静動圧ハイブリッド油軸受の主軸で構成される「超多機能多工程集約複合加工機(Super Processing Center: SPC)」ベースマシンを開発した。また、超高速スピンドル、放電加工、レーザー加工、マイクロフォーミング等の加工機能ユニットを製作し、SPCの加工機能(ミリング、ターニング、研削)と合わせて7種類の加工を実現するSPCを開発した。さらに、モデル部品を用いてSPCコンセプトによる新たな試作プロセスにより超迅速先端試作の可能性を検証した。
4イノベーションスタイル確立のための実践
超迅速先端試作システムは、外部利用に向け京都試作ネットと連携し京都工芸繊維大学内に「先端試作研究開発拠点設置」構想等の提言をもらった。京都試作ネット企業での「内視鏡外科手術用機器エネルギーデバイス」試作例を用いた実証では、従来手法と本研究開発手法との比較として「アイデア創案数で従来の約1.5倍ー3倍、斬新アイデア誘発」またプロトタイプ製作では「工程数約1/3、納期1/2」など大きな成果があった。
英文要約Title:Cross-ministerial Strategic Innovation Promotion Program Innovative Design/Manufacturing Technologies. Evolutionary Manufacturing System by uniting Data-mining, Genetic-Algorism and Ultra-Agile Advanced Manufacturing System FY2014-FY2016) FinalReport
(1)Objectives
"Society 5.0", one of the national policies, involves setting up a new society by innovative production models. However, small and medium-sized enterprises, the core of manufacturing in Japan, are having difficulty putting efforts into the new business style. In this project, we aimed for breakthrough of the situation by "design thinking" method using machine learning technology, and ultra-precision and -fast manufacturing technology.
(2)Approach
1.Support System for Creating Innovative Ideas (SSCII)
The system stimulates creativity by proposing eye-opening 20 ideas and giving various pieces of information related to those ideas. This will lead the creators to a different perspective.
2.Support System for Business Matching (SSBM)
The number of projects that companies jointly undertake to make a new product is increasing. SSBM helps to match companies that meet the requirement of the project, using text-mining techniques.
3.Ultra-Agile Manufacturing System
Ultra-agile manufacturing system will be developed using Super Processing Center (SPC) consisted of a double-column machining center with ultra-precision and high rigidity structure and various process-functional units attached to the spindle head.
4.Establishing Innovation Style
Shisaku Sangyo Sousei Suishin Committee, formed by governmental, industrial and academic personnel, will be held to evaluate the validity of the typical Shisaku case. Also, Kyoto Shisaku Net (KSN) will give advice to the committee by their experience.
(3)Results
1.Support System for Creating Innovative Ideas (SSCII)
SSCII includes a series of functions which support the operator create an innovative idea. To operate SSCII, all 5 companies from KSN were able to learn it within 0.5 hour and came up with several ideas they would not think of without SSCII.
2.Support System for Business Matching
SSBM predicted prospective companies by over 57% of correctness. The previous method scored around 22%. The number of information that explain the companies feature was about 1700 terms.
3.Ultra-Agile Manufacturing System
The base-machine of SPC that is consisted of all hydrostatic guideways and main spindle with hydrodynamic and hydrostatic hybrid bearings was developed. Various processing units (ultra-high speed spindle, electrical discharge machining unit, laser processing unit and micro forming unit) were produced, thereby SPC which was enabled 7 kinds of processes combined with machining functions (milling, turning and grinding) was developed. Furthermore a possibility of ultra-agile manufacturing system was evaluated through prototyping the model parts using new prototyping method with SPC concept.
4.Establishing Innovation Style
The committee proposed to establish "Center of R&D for Cutting-edge Shisaku technology" in Kyoto Institute of Technology.
KSN recommended SSCII, with which the number of new proposal and also prototyping became higher than expected comparing to the conventional method.
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