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成果報告書詳細
管理番号20170000000530
タイトル平成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 インタラクティブ型デライト設計プラットフォームの研究開発
公開日2018/3/8
報告書年度2016 - 2016
委託先名株式会社日立製作所
プロジェクト番号P14030
部署名IoT推進部
和文要約件名: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「インタラクティブ型デライト設計プラットフォームの研究開発」

本事業では、地域の企業や個人が持つアイデアを生かした新しいものづくりスタイルとして、ユーザやメーカなどのステークホルダが共同で課題を探索し、提供するものやシステムの価値を最大化するインタラクティブ型デライト設計の方法論を提案し、そこで用いるプラットフォームの設計、及びツール開発を行い、方法論を検証した。
まず、複数の設計案をシミュレーションする機能、価値と設計案の相関性を見出すための人工知能を統合したインタラクティブ型デライト設計プラットフォームを設計した。
プラットフォームの実現形態として、シミュレータには日立において開発した交通システムシミュレータ、人工知能には同様にAT/Hを用い、これらを連携させる設計案テーブル自動生成機能、価値指標可視化ツール、相関関係可視化ツールを開発した。
交通システムシミュレータとは、都市における鉄道新設による渋滞緩和効果、事業の投資対効果を一度に俯瞰することを可能とするシミュレータである。AT/Hとは、企業活動やシミュレーション実行により収集されたデータから、目的変数である経営KPIに関係すると考えられる説明変数の候補集合(組み合わせ特徴量)を自動生成し、経営KPIとの相関係数を抽出する人工知能である。
各種開発ツールの概要は以下の通りである。
設計案テーブル自動生成機能:交通システムシミュレータから出力されたデータに基づいて、AT/Hに入力する説明変数、目的変数を対象としデータテーブルを自動作成する。
価値指標可視化ツール:レーダチャートを用いて複数の価値指標を設計案ごとに可視化する。
相関関係可視化ツール:説明変数と目的変数をノードとし、それぞれをエッジで結んだグラフとし、相関係数を可視化する。
検証として、1,000案の路線案を作成し、交通システムシミュレータで道路混雑率、収益、移動時間を計算した。そして、それぞれの設計案から駅を設置した場所の緯度、経度を説明変数とし、道路混雑率、収益、移動時間を目的変数として抽出し、説明変数、及び目的変数のテーブルを作成し、AT/Hへの入力データとして相関関係を分析した。分析の結果、都市の中心部に路線を設置すると、道路混雑率が低減するとともに収益が向上し、都市の端部に設置すると移動時間が低下することが分かった。相関係数を反映した設計案を作成した結果、各価値指標において良好な結果が得られ、開発した機能、及びインタラクティブ型デライト設計の方法論の有効性を確認することができた。
英文要約Title:SIP(Cross-ministerial Strategic Innovation Promotion Program)/Innovative Design/Manufacturing Technologies, Development of Interactive Delight Design Platform (FY2016) Final Report

We suggested the methodology of interactive delight design to maximize the value of thing and system in this project. We designed the platform to use in the methodology and developed a prototype system. The platform integrated functions to simulate multiple design plans and to support creation of design plans by finding correlations between value indicators and design plans.
As one implementation of the proposed platform, we developed a system consisting of a traffic system simulator and artificial intelligence AT/H developed by HITACHI, and design plan data table generation function, value indicators visualization function, correlation visualization function.
Traffic system simulator is a simulator that makes it possible to visualize traffic congestion reduction effect caused by new railway construction and business ROI on a single display. AT/H is an artificial intelligence that extracts correlations between value indicators and combined feature quantities. It automatically generates a candidate set of explanatory variables (combined feature quantities) which is considered to be related to value indicators (purpose variables). Explanatory variables are based on data collected by corporate activities and simulation execution.
Design plan data table generation function creates explanatory variables and an objective variables data table as input data to AT/H based on the data output from the traffic system simulator. Value indicators visualization function visualizes multiple value indicators which mean purpose variables in radar chart format. Correlation visualization function visualizes correlation in graph network format which nodes are explanatory or purpose variables.
As a validation, we created 1000 railway network design plans and data tables which explanatory variables are location of station, and purpose variables are road congestion rate, profit and total travel time. Based on the data tables we executed correlation analysis using AT/H and extracted combined feature quantities. The result of the correlation analysis shows a reasonable result that there is a correlation between placing a railway in the center of the city and decreasing road congestion rate, increasing profit. On the other hand, there is a correlation between placing a railway in the edge of the city and decreasing total travel time. As a result of making the design plan that reflected correlation, a good result was provided in each value index and confirmed the effectiveness of interactive delight design methodology and function that we developed.
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