氏名

タテノ シゲユキ

立野 繁之

職名

准教授 (https://researchmap.jp/read0113207/)

所属

(大学院情報生産システム研究科)

連絡先

メールアドレス

メールアドレス
tateno@waseda.jp

住所・電話番号・fax番号

住所
〒808-0135北九州市若松区 ひびきの2-7 
電話番号
093-692-5148
fax番号
093-692-5148

URL等

WebページURL

http://www.f.waseda.jp/tateno

研究者番号
70243897

本属以外の学内所属

学内研究所等

理工学総合研究センター

兼任研究員 2003年-2006年

理工学術院総合研究所(理工学研究所)

兼任研究員 2006年-2018年

理工学術院総合研究所(理工学研究所)

兼任研究員 2018年-

学歴・学位

学歴

-1992年 九州大学 工学研究科 化学機械工学専攻

学位

博士(工学) 論文 反応工学・プロセスシステム

博士(工学) 九州大学

経歴

1992年-2003年九州大学大学院工学研究院 助手
2003年-2009年早稲田大学大学院情報生産システム研究科 助教授

所属学協会

化学工学会

計測自動制御学会

電子情報通信学会

日本設備管理学会

研究分野

キーワード

異常検知、異常診断、符号付有向グラフ、グラフ理論、プロセス運転・設備管理、プロセスシステム設計

科研費分類

工学 / プロセス・化学工学 / 反応工学・プロセスシステム

研究テーマ履歴

化学プラントを対象とした異常診断システムの開発

研究テーマのキーワード:異常検知診断、外面腐食、対応措置決定、符号付有向グラフ、グラフ理論

個人研究

パソコンのWeb-BTOシステムの開発

研究テーマのキーワード:BTO、Webアプリケーション、レコメンドシステム

個人研究

論文

過去事例を用いた石油化学プラントにおける保温材下での外面腐食の推算 −推算値の信頼性−

八尋 健太郎、文 星恵、立野繁之、松山久義、大島榮次

電子情報通信学会(信学技報)R2011-28p.7 - 122011年10月-

Estimation of external corrosion under insulation using Group numbering of continuous conditions

Kentaro Yahiro, Sunghye Moon, Shigeyuki Tateno and Hisayoshi Matsuyama

SICE Annual Conference 2011p.2893 - 28982011年09月-

18-8ステンレス製機器の鋭敏化域の被覆ライニングによる溶接法

林和広、立野繁之、松山久義

日本設備管理学会誌23(2)p.43 - 492011年07月-

Prediction of pipes surface corrosion of under insulation

Sunghye Moon and Shigeyuki Tateno

23rd ISChE2010年12月-

Development of PC BTO system: Algorithm of automatic selection for customers' purpose

Vitayaphibul Jirada, Lee Michael, Shigeyuki Tateno

23rd ISChE2010年12月-

Efficient management method of corrosion under insulation using Group numbering of continuous conditions

Sunghye Moon, Shigeyuki Tateno, Hisayoshi Matsuyama

International Conference on Control, Automation and Systems 20102010年10月-

Estimation of corrosion rates at external corrosion of pipes under insulation

Shigeyuki Tateno, Sunghye Moon, Hisayoshi Matsuyama

SICE Annual Conference 2010p.590 - 5952010年08月-

金型産業の企業力評価(2)

竹野徹、松山久義、立野繁之

日本設備管理学会誌22(1)p.3 - 72010年04月-

金型産業の企業力評価 −金型ユーザの視点で診る金型企業のモノづくり力評価−

竹野徹、松山久義、立野繁之

日本設備管理学会誌21(4)p.186 - 1942010年02月-

Calculation of Corrosion Rates on Outside Surface of Pipes Covered with Thermal Insulations

Satoshi Kibata, Shigeyuki Tateno, Hisayoshi Matsuyama

Proceedings of 2009 CACS International Automatic Control Conference2009年11月-

Performance Estimation Method of Computer Components on BTO Web Site

Shigeyuki Tateno, Yue Liu, and Hisayoshi Matsuyama

Proceedings of 2009 CACS International Automatic Control Conference2009年11月-

Estimation of Corrosion Rates on Outside Surface of Pipes

Satoshi Kibata, Hisayoshi Matsuyama, Shigeyuki Tateno

ICROS-SICE International Joint Conference 2009p.5084 - 50892009年08月-

Development of pressure control simulator for air-conditioning system in design review stage

Shigeyuki Tateno, Hisayoshi Matsuyama, Yu Fukuhara

Proceedings of 2008 CACS International Automatic Control Conference2008年11月-

Estimation of internal corrosion points of pipeline in chemical plants

Shigeyuki Tateno, Hisayoshi Matsuyama, Takashi Nomiyama

Proceedings of 2008 CACS International Automatic Control Conference2008年11月-

Search for appropriate inspection points of piping corrosion using diversity and consistency of databases

Shigeyuki Tateno, Hisayoshi Matsuyama, Yosuke Takahashi

Proceedings of 2008 CACS International Automatic Control Conference2008年11月-

Evaluation of selection method for appropriate inspection points using diversity and consistency

Yosuke Takahashi, Hisayoshi Matsuyama, Shigeyuki Tateno

International Conference on Control, Automation and Systems 2008p.1061 - 10652008年10月-

Expansion of simulator of pressure control system for air-conditioning system

Yu Fukuhara, Nobuhiro Tanaka, Takayuki Miyake, Shigeyuki Tateno, Hisayoshi Matsuyama

International Conference on Control, Automation and Systems 2008p.1066 - 10702008年10月-

大規模データベースオンラインモデリングの逐次予測システムの構築と工業炉プロセスへの応用

小川雅俊、葉怡君、大貝晴俊、立野繁之、内田健康

計測自動制御学会産業論文集7(4)p.26 - 322008年-

Design of a computer-aided system to select appropriate inspection points for CUI in petrochemistry plants

Masashi Harada, Shigeyuki Tateno, Hisayoshi Matsuyama

Proceedings of 2007 CACS International Automatic Control Conference2007年11月-

Development of simulator for design review stage of pressure control system at air-conditioning equipment

Kazuho Hirama, Nobuhiro Tanaka, Takayuki Miyake, Shigeyuki Tateno, and Hisayoshi Matsuyama

Proceedings of 2007 CACS International Automatic Control Conference2007年11月-

Design Method of Fault Diagnosis of Flowmeters using Historical Database

Shigeyuki Tateno, Zui Fuku kyo, Hisayoshi Matsuyama

International Conference on Control, Automation and Systems 2007p.2523 - 25272007年10月-

大規模データベースオンラインモデリングのクロスプラットフォームシステムの開発と高速化

小川雅俊、田島順一、大貝晴俊、立野繁之、伊藤雅浩、松崎眞六、内田健康

日本設備管理学会誌19(1)p.1 - 82007年06月-

空調設備における室内圧力制御系の設計審査用シミュレータの開発

田中大基,松山久義,立野繁之,三宅孝幸,田中伸宏

バルブ技報22(1)p.89 - 922007年01月-

Advance Evaluation of Diagnosis Accuracy of Fault Diagnosis Method Using a Signed Digraph

Hisayoshi Matsuyama, Shigeyuki Tateno, Yoshifumi Tsuge

Proceedings of 2006 CACS Automatic Control Conference2006年11月-

Development of Build to Order System for Providing Convenient and Functional User Interface in PC Productions

Shigeyuki Tateno, Kazuhiko Miyazaki, Kazushige Yoshida, Masashi Harada, Hisayoshi Matsuyama

Proceedings of 2006 CACS Automatic Control Conferencep.1117 - 11202006年11月-

A study on design review of the control performance of the air conditioning to prevent room pressure change troubles

Daiki Tanaka, Takamitsu Koike, Nobuhiro Tanaka, Takayuki Miyake, Shigeyuki Tateno, and Hisayoshi Matsuyama

SICE-ICASE International Joint Conference 2006p.5573 - 55782006年10月-

Design and Improvement of the Build To Order System with the Convenience in Selection of Personal Computer Components

Hiroyuki Sunagawa, Kazuhiko Miyazaki, Kazushige Yoshida, Shigeyuki Tateno, Hisayoshi Matsuyama

SICE-ICASE International Joint Conference 2006p.4355 - 43582006年10月-

Fault diagnosis of flow meters utilizing historical data

Rui YANG, Yuji SATOU, Shigeyuki TATENO, Hisayoshi MATSUYAMA

SICE-ICASE International Joint Conference 2006p.4703 - 47082006年10月-

Prediction of the maximum damaged part due to erosion-corrosion in pipes of chemical plants

Yoshimi Ueno, Kazunori Inoue, Shigeyuki Tateno, and Hisayoshi Matsuyama

SICE-ICASE International Joint Conference 2006p.2846 - 25812006年10月-

Risk based selection of inspection parts for surface corrosion of piping in chemical plants

Kotaro Hamano, Akira Kamaga, Shigeyuki Tateno, Hisayoshi Matsuyama

SICE-ICASE International Joint Conference 2006p.3408 - 34132006年10月-

Fault Diagnosis Method Using a Signed Digraph for Multiple Origins of Failures - Evaluation of the Diagnosis Accuracy -

Shigeyuki TATENO, Hisayoshi MATSUYAMA, and Yoshifumi TSUGE

2006 IEEE International Conference on Control Applicationsp.3271 - 32762006年09月-

Improvement of a Fault Diagnosis Algorithm Using a Signed Digraph with Considering Stuck Faults in Sensors

Shigeyuki TATNO, Hisayoshi MATSUYAMA and Yoshifumi TSUGE

Journal of Chemical Engineering of Japan39(1)p.34 - 422006年01月-

PC生産におけるユーザの利便性を備えたWeb-BTOシステムの開発

立野繁之、松山久義

電子情報通信学会(信学技報)R2005p.9 - 122005年10月-

化学プラントの配管のエロージョン・コロージョンによる最大腐食箇所の推定

井上和則、立野繁之、松山久義

電子情報通信学会(信学技報)R2005p.1 - 42005年10月-

空調系の室圧変動トラブルの未然防止に関する研究

小池隆允、立野繁之、松山久義

電子情報通信学会(信学技報)R2005-33p.17 - 202005年10月-

配管の外面腐食検査課書選択支援システムの開発

釜賀輝、立野繁之、松山久義

電子情報通信学会(信学技報)R2005-32p.13 - 162005年10月-

履歴データを利用した流量計の故障診断

佐藤祐治、立野繁之、松山久義

電子情報通信学会(信学技報)R2005p.5 - 82005年10月-

測定器の固着状態における符号付有向グラフを用いた異常診断システムの開発

立野繁之、松山久義、柘植義文

日本設備管理学会16(4)p.131 - 1412005年02月-

管理幅を基にした流量計故障診断法の改良 -2段階診断への拡張-

柘植義文、武田和宏、立野繁之、松山久義

日本設備管理学会15(2)p.75 - 832003年08月-

複合原因に対する符号付有向グラフを用いた異常診断法の診断精度の向上

武田和宏、柘植義文、立野繁之、松山久義

日本設備管理学会15(2)p.65 - 742003年08月-

3成分系の共沸物の組合せに関する位相幾何学・熱力学的条件を利用した2成分共沸温度の推算法

松山久義、中村 豊、立野繁之、武田和宏、柘植義文

化学工学論文集27(4)p.493 - 4962001年07月-

共沸蒸留プロセスのためのエントレーナ選択支援システムの改良 − 3成分系における共沸データの一部が欠落している場合への拡張 −

柘植義文、山縣謙一、立野繁之、松山久義

化学工学論文集26(3)p.394 - 4012000年05月-

管理幅を基にした流量計の故障診断法

柘植義文、松尾 誠、立野繁之、松山久義

日本設備管理学会誌10(2)p.8 - 131998年08月-

蒸留塔系における成分収支を利用した流量計の故障診断

立野繁之、高橋由仁、久次米正博、布川 了、柘植義文、松山久義

化学工学論文集24(2)p.266 - 2721998年03月-

共沸蒸留プロセスのためのエントレーナ選択支援システムの開発

柘植義文、三浦隆雅、立野繁之、松山久義

化学工学論文集22(5)p.1138 - 11461996年09月-

測定器の故障診断システムの最適設計

川端康史、立野繁之、柘植義文、松山久義

化学工学論文集22(5)p.1074 - 10921996年09月-

異常診断システムの測定系の最適設計

立野繁之、柴田望洋、柘植義文、松山久義

計測自動制御学会論文集32(4)p.577 - 5861996年04月-

測定器の故障診断システムの最適設計

川端康史、立野繁之、柘植義文、松山久義

化学工学論文集22(5)p.1074 - 10921995年09月-

測定器の故障を診断するためのアルゴリズムと診断システムの設計法

立野繁之、柴田望洋、柘植義文、松山久義

化学工学論文集21(4)p.766 - 7751995年07月-

不確定な正常状態で運転される連続プロセスの異常の検出と診断

立野繁之、森 一司、柘植義文、松山久義

化学工学論文集21(3)p.565 - 5721995年05月-

化学プラントの符号付有向グラフの自動生成−配管系の自動生成−

立野繁之、柴田望洋、柘植義文、松山久義

計測自動制御学会論文集30(11)p.1385 - 13941994年11月-

Optical Allication of Sensors for Fault Diagnosis System Using the Signed Directed Graph

Shigeyuki TATENO, BohYoh Shibata, Yoshifumu Tsuge and Hisayoshi MATSUYAMA

IFAC Fault Detection, Supervision and Safety for Technical ProcessesSAFEPROCESS'94(2)p.736 - 7411994年06月-

符号付有向グラフと5段階パターンを利用する化学プロセスの異常診断法の精度の向上

立野繁之、柴田望洋、柘植義文、松山久義

化学工学論文集19(1)p.30 - 401993年01月-

書籍等出版物

入門TurboC++

立野繁之、武田和宏

ソフトバンク1991年 12月-

外部研究資金

科学研究費採択状況

研究種別:基盤研究(B)

トラブル未然防止型の設備管理に関するプロセスシステム工学的研究

2003年-2006年

研究分野:反応工学・プロセスシステム

配分額:¥14800000

研究種別:奨励研究(A)

化学プラントを対象とした複合異常原因に対応した異常診断システムの開発

2000年-2001年

研究分野:化学工学一般

配分額:¥2200000

研究種別:

レスキュー活動支援のための移動体遠隔監視無線システムの開発

2015年-1月-2018年-0月

配分額:¥4420000

研究種別:

トラブル未然防止型の設備管理に関するプロセスシステム工学的研究

配分額:¥14800000

研究種別:

化学プラントを対象とした複合異常原因に対応した異常診断システムの開発

配分額:¥2200000

研究種別:

高齢者を対象とした遠隔モニタリングシステムの開発

2019年-0月-2022年-0月

配分額:¥4290000

学内研究制度

特定課題研究

無線通信を利用した高齢者見守りシステムの開発

2019年度

研究成果概要:本研究では、病院での入院患者や介護施設の入所者の安全性の確保すること、および看護師・介護スタッフの作業の効率化を目標として、IoT用の近距離無線通信規格であるZigBeeを用いて、患者や要介護者の現在位置や活動情報を離れた箇所にあ...本研究では、病院での入院患者や介護施設の入所者の安全性の確保すること、および看護師・介護スタッフの作業の効率化を目標として、IoT用の近距離無線通信規格であるZigBeeを用いて、患者や要介護者の現在位置や活動情報を離れた箇所にある監視室でリアルタイムにモニタリングするシステムの開発を行った。本年度は監視見守り対象者が持ち運ぶポータブルデバイスの小型化、省電力化、およびIMUやGPSを搭載した各種モデルのプロトタイプの製作を行った。その結果、昨年度までのデバイスと比較し、サイズを40%程度に小型化することと、バッテリ使用時間を80%程度延長する事が可能となった。

状態変動を伴うプラントを対象とした異常検知のモデリング手法の開発

2003年度

研究成果概要: 本研究では、負荷変動を伴う化学プラントにおける異常検出の手法であるデータベースモデリング法の改良を行った。従来のデータベースモデリング法は予測精度が非常に高いという利点を備えているが、規模の大きなプラントを異常の検出・診断の対象... 本研究では、負荷変動を伴う化学プラントにおける異常検出の手法であるデータベースモデリング法の改良を行った。従来のデータベースモデリング法は予測精度が非常に高いという利点を備えているが、規模の大きなプラントを異常の検出・診断の対象とした場合には予測結果の探索に時間を要するためにオンラインでの予測が難しいといった問題点があった。 大規模系を対象としたデータベースモデリング法を実用化するためにはまずデータベースレコード探索を高速することが不可欠である。そのためには、ハードウェアの強化とソフトウェアの効率化の両面からのアプローチが考えられるが、本研究では比較的実装が容易な前者を採用した。 データベースの検索は膨大な数の整数演算の繰り返しであるので、ハードウェアの処理能力を向上させれば探索速度はリニアに向上することが期待できる。そこで、データベースを複数に分割し、ネットワークで接続された高速なHDと大容量のメモリを搭載した複数のパソコン上でそれぞれのデータベースの検索い、個々の探索結果を基に全体の予測値を求める手法を開発した。この手法によって接続したパソコンの台数分だけ探索速度を高速化することが可能である。実際に4台のパソコンで分割したデータベースをオンメモリで実装し、ネットワークを介してサーバにデータを集約するシステムで実験を行ったところ、パソコン単体の探索速度の3~3.5倍程度まで速度向上が可能であった。 本手法を用いることにより、対象の規模に合わせて探索に使用するパソコンの台数を増やせば、容易にオンライン異常検知が可能なデータベースモデリング法を構築することが可能である。 今後は、探索アルゴリズムの改良化によって探索に使用するパソコンの台数を削減する方法を検討する。

状態変動を伴う化学プラントを対象とした異常検知のためのモデリング手法の開発

2004年度

研究成果概要: 本研究では、負荷が変動する診断対象プラントにおける異常の検出手法であるデータベースモデリング法の検出速度の改良を行った。データベースモデリング法の利点は予測精度が非常に高いという点であるが、規模の大きな診断プラントにおいて異常の... 本研究では、負荷が変動する診断対象プラントにおける異常の検出手法であるデータベースモデリング法の検出速度の改良を行った。データベースモデリング法の利点は予測精度が非常に高いという点であるが、規模の大きな診断プラントにおいて異常の検出・診断を行う場合には予測結果の探索にかなりの時間を要するためにオンラインでの予測が困難となる問題点があった。 大規模な対象においてデータベースモデリング法を用いるためには、データベースレコード探索を高速することが必要であるが、本研究ではソフトウェアによる効率化として検索アルゴリズムの改良を検討した。 従来のデータベースの検索に時間を要していた理由は、膨大な量のデータ全てに対して入力レコードと類似性の高いレコードを検索していたためである。ここで、対象としている化学プラントの状態変数は比較的揺るやかにしか変化しないという特徴を利用することによって、検索レコードの範囲を予め絞り込むことを考えられる。また、オンライン予測を行う際にレコードデータの入力の待ち時間を利用して、次に入力されるレコードの範囲を予め予測しておき、その予測レコードに対応した検索レコードの絞り込みを行えば、さらにレコード検索を高速化することが可能である。 これらの検索高速化アルゴリズムを配管系プラントの1年間分の測定データに適用し、その有用性を検証した。

履歴データベースを用いた故障流量計の検知・探索システムの開発

2007年度

研究成果概要: 石油・化学プラントの運転管理、設備管理はプラントに設置されている流量計から得られる測定値を基に行われるので、常に流量計の故障を検出・診断をして測定値の修正を行うことが必要である。しかし、流量計は運転中に取り外して検査・修理を行う... 石油・化学プラントの運転管理、設備管理はプラントに設置されている流量計から得られる測定値を基に行われるので、常に流量計の故障を検出・診断をして測定値の修正を行うことが必要である。しかし、流量計は運転中に取り外して検査・修理を行うことは不可能であり、定期修理時にしか検査・修理できない。そこで、運転中に測定値が偏っている流量計を見つけ出すことができれば、定期修理中にそのような流量計だけを検査してその他の無駄な検査をなくすことが可能であり、また測定値の偏りを測定することができれば、定期修理を行うまでの間、測定値を補正して運転を行うことができる。 今までの研究で、運転状態が常に変動しているプラントでの運転時における正常状態に時系列データを蓄積した“履歴データベース”を利用して、故障した流量計が1つだけの場合と仮定しての「故障診断法」が提案されている。よって本研究では、故障した流量計が多重存在するときの故障診断法の開発及び多重故障診断システムの設計を目指し、以下の研究成果を得た。1.多重故障診断法の開発 検出可能な故障流量計の数を3個以内と仮定し、多重故障(3個以下)が存在しても高精度で故障流量計を発見するシステムの開発。2.多重故障診断システム設計問題の定式化 上記の多重故障診断法を使用し、ユーザの要求仕様を満足することができるような多重故障診断システムの設計法の確立。 この多重故障診断システムの設計法を利用することにより、診断の対象となる流量計の特性やユーザの要望(欠報率及び誤報率に着目する)から最適な設計パラメータ(最適な誤差二乗和のしきい値と履歴データベースと比較する観測データの長さ)を設定できるようになる。

履歴データベースを用いた流量計の多重故障に対する検知・診断システムの開発

2008年度

研究成果概要: 石油・化学プラントでの運転管理や設備管理は、プラント内の流量計から得られる測定値を基に行われる。長時間の運転中には流量計の指示値が正常値から外れてしまうことがあるため、流量計の故障を検出して測定値の修正を行うことが望まれている。... 石油・化学プラントでの運転管理や設備管理は、プラント内の流量計から得られる測定値を基に行われる。長時間の運転中には流量計の指示値が正常値から外れてしまうことがあるため、流量計の故障を検出して測定値の修正を行うことが望まれている。しかし、流量計は運転中に取り外して検査・修理を行うことは不可能であり、一般には定期修理時にしか検査・修理できない。 運転中に測定値がずれている流量計を見つけ出すことができれば、定期修理中にそのような流量計だけを検査してその他の無駄な検査をなくすことが可能であり、また測定値のずれの大きさを推定することができれば、定期修理を行うまでの間、測定値を補正して運転を行うことができる。  本研究では、故障した流量計が複数存在するときの故障診断法の開発及び多重故障診断システムの設計を目指し、以下の研究成果を得た。1.多重故障診断法の開発 検出可能な故障流量計の数を最大4個と仮定し、故障流量計が複数存在している状況下でも高精度に故障流量計を検出するシステムを開発した。2.多重故障診断システム設計問題の定式化 診断の精度の評価基準として誤報確率および欠報確率を用い、ユーザの要求仕様(検出する故障誤差の大きさ等)を満足することができる多重故障診断システムの設計法を確立した。

プラントにおける幾何学的情報を用いた配管の内部腐食箇所の推定

2010年度

研究成果概要:保温保冷材下の配管外面腐食箇所の推定方法として、今までに発生した過去の腐食事例をデータベースとして利用し、腐食の発生要因である離散的条件と連続的条件から減肉速度を推定する方法が幾つか提案されている。しかし、従来のニューラルネットワ...保温保冷材下の配管外面腐食箇所の推定方法として、今までに発生した過去の腐食事例をデータベースとして利用し、腐食の発生要因である離散的条件と連続的条件から減肉速度を推定する方法が幾つか提案されている。しかし、従来のニューラルネットワークを用いた手法では、学習データの網羅性に問題があり理論値を超える推定を行うことがあった。また近傍探索より加重平均を求める手法(近傍探索法)では、減肉速度の精度や腐食検査ポイントの的中率が低く、また推定値の範囲が広くなってしまうといった欠点があった。本研究では、連続的腐食条件である運転温度、設置高さ、管径を従来の連続値から多段階の離散値へと変換し、同一の区分内でのみ加重平均を取ることにより腐食条件の合致の有無を判断する区分探索手法を提案した。さらにこの区分探索によって減肉速度の推算および腐食検査ポイントの選定を行う方法を提案した。本手法は、従来のニューラルネットワークを用いた手法よりも減肉速度の推定値のばらつきを抑えることが可能となり、原理上理論値を超えるような出力はあり得ない。また従来の近傍探索法と比較しても、減肉速度の推定精度は大きく変わらないものの、推定可能率を20%程度向上させることができ、従来は推算不可能であった場合においても推算が可能となった。これらの結果より、異なるプラント間のデータベースを混用できる可能性が向上したと考えられ、より広い範囲での腐食条件を元にした減肉速度の推算が可能となった。

保温保冷材下における外面腐食の検査箇所選択支援システムの開発

2012年度

研究成果概要:現在、石油化学プラントにおける保温保冷材下の配管外面腐食は重大な問題となっている。配管の外面腐食箇所の推定方法としては、今までに発生した過去の腐食事例をデータベースとして利用し、腐食の発生要因である離散的条件(配管方向、湿潤環境の...現在、石油化学プラントにおける保温保冷材下の配管外面腐食は重大な問題となっている。配管の外面腐食箇所の推定方法としては、今までに発生した過去の腐食事例をデータベースとして利用し、腐食の発生要因である離散的条件(配管方向、湿潤環境の有無等)と連続的条件(温度、設置高さ等ど)から減肉速度を推定する方法が幾つか提案されている。しかし、従来のニューラルネットワークを用いた手法では、学習データの網羅性に問題があり理論値を超える推定を行うことがあった。また近傍探索より加重平均を求める手法(近傍探索法)では、減肉速度の精度や腐食検査ポイントの的中率が低く、また推定値の範囲が広くなってしまうといった欠点があった。そこで、連続的腐食条件である運転温度、設置高さ、管径を従来の連続値から多段階の離散値へと変換し、同一の区分内でのみ加重平均を取ることにより腐食条件の合致の有無を判断する「区分探索手法」が提案された。さらにこの区分探索によって減肉速度の推算および腐食検査箇所の選定を行う方法が提案された。本研究では区分探索手法を基本手法とし、各プラントから集められた腐食事例データベースを類似の特徴を持つ幾つかのサブデータベースへ分割し、推定箇所の環境因子に最も類似しているサブデータベースのみを使って腐食箇所を推算する手法を新に提案した。腐食事例データベースの分類にはSOM(Self-Organizing Maps)を使用し、従来のデータベースをほぼ同サイズの9種類のサブデータベースに分類した。SOMで分割したサブデータベースを使用することにより、従来法よりも減肉速度の推定値のばらつきを抑えることが可能となり、同等の信頼度で比較した場合推定可能率を15%程度向上させることができ、推算精度も10%程度向上させることができた。これらの結果より、異なるプラント間のデータベースを混用しさらに再分割できることが示され、より広い範囲での腐食条件を元にしたデータベースを有効に使用して減肉速度の推算を行うことが可能となった。

レスキュー隊員活動支援のための通信システム開発

2014年度

研究成果概要:レスキュー隊救援活動の安全性と作業効率を向上することを目的とし、ZigBeeネットワークを用いて複数センサの融合による位置情報及び活動情報を取得し、移動体を監視するシステムを構築してきた。今年度では、慣性ユニットに加えさらに高低差...レスキュー隊救援活動の安全性と作業効率を向上することを目的とし、ZigBeeネットワークを用いて複数センサの融合による位置情報及び活動情報を取得し、移動体を監視するシステムを構築してきた。今年度では、慣性ユニットに加えさらに高低差の補正を行うために気圧センサの追加をした。気圧センサによる高低情報の取得実験を行い、建物内では移動平均によるフィルタで高度の変化を誤差2%以内でリアルタイムに検知することが可能であった。また外乱の影響を受けやすい屋外であっても、大気との接触面積を最適化することでGPSと慣性センサを用いた移動体の位置推定における高低情報の補正に有効であることを証明した。

保温保冷材下における外面腐食の検査箇所選択支援システムの開発

2013年度

研究成果概要: 現在の石油・化学プラントは老朽化が進んでいるため、プラント内の配管の外面や屋外貯蔵タンクの外面・底板の腐食はかなり進行している場合があり、それらが原因で重大な事故や莫大な損失を生む可能性がある。そこで、配管周りの環境情報を利用し... 現在の石油・化学プラントは老朽化が進んでいるため、プラント内の配管の外面や屋外貯蔵タンクの外面・底板の腐食はかなり進行している場合があり、それらが原因で重大な事故や莫大な損失を生む可能性がある。そこで、配管周りの環境情報を利用し断熱材下で腐食が進行している詳細検査すべき箇所の選定を支援するシステムの開発を行っている。このシステムでは与えられたデータベースも用いて調査箇所の選定を行うため、選定箇所の的中率の精度を高めるためには、データベースの拡充が必要不可欠である。そのため、今年度は配管・タンクの壁面の腐食状態を検査する方法とそのデータの収集法を検討した。 配管やタンクの腐食状態を検査する方法として、比較的検査時間とコストが低くプラント運用中であっても検査ができるAE(アコースティックエミッション)診断法に着目した。AE診断を効率的に行うために、無線デバイスを搭載することにより複数箇所の計測データを長時間連続で取得し、腐食位置を正確に特定する技術と計測データの収集作業を効率化するシステムの開発を検討した。 この無線デバイスの選定および通信性能・適用性を検証するために、共同研究として行っていた小型電気自動車の自律隊列走行のための車車間通信システムの開発を行った。無線デバイスとしてはワイヤレスセンサーネットワーク規格の一つであるZigBeeを使用し、近距離間での通信性能を調べた。 さらに別の適用事例として、消防局のレスキュー隊の救助活動中における隊員の位置把握を目的とした遠隔監視システムのプロトタイプを作成した。実際の作業現場で通信実験を行ったところ、リレー式に複数の無線デバイスを経由することによって約1km離れた箇所のデータをほぼリアルタイムに取得できた。 これらの実証実験の結果から、ZigBee ワイヤレスセンサーネットワークがプラント内のAE診断計測システムへの適用に有効である可能が高いことが分かった。今度はAEセンサーをZigBee無線デバイスに融合し、プラント内での実験を行うことを検討している。

レスキュー活動支援のための移動体遠隔監視無線システムの開発

2015年度

研究成果概要: 本研究では、レスキュー隊員の安全確保と活動効率の向上を目指して、ワイヤレスネットワークを利用したリモート監視システムを基本としたレスキュー活動支援システムの開発を行った。無線システムとして2.4GHz帯ZigBeeを採用し、移動... 本研究では、レスキュー隊員の安全確保と活動効率の向上を目指して、ワイヤレスネットワークを利用したリモート監視システムを基本としたレスキュー活動支援システムの開発を行った。無線システムとして2.4GHz帯ZigBeeを採用し、移動体の位置・高度・運動状態、および隊員の心拍数をモニタリングできるシステムを構築した。その実証実験において、外周総延長距離約1.4kmの広範囲においてほぼ安定(最大パケットロス10%以下)してリアルタイムのモニタリングが可能であった。さらに隊員が持ち歩くポータブルデバイスと各種センサ間をBluetoothで接続するHybrid無線システムを採用し、センサ選択の自由度を高めた。

無線ネットワークを用いた患者見守りシステムの開発

2017年度

研究成果概要:本研究では、無線通信規格の一つであるZigBeeを用いて、患者や要介護者の位置や活動情報をリモートにモニタリングするシステムの開発を行った。本研究では新たにZigBee上に実装されたDigiMeshプロトコルを使用して位置推定を行...本研究では、無線通信規格の一つであるZigBeeを用いて、患者や要介護者の位置や活動情報をリモートにモニタリングするシステムの開発を行った。本研究では新たにZigBee上に実装されたDigiMeshプロトコルを使用して位置推定を行った。新たなアルゴリズムとして取得できた全てのアクセスポイントの電波強度から任意の3点を選び、それら全ての組合せの結果からカーネル密度推定を用いる方法を検討し推定誤差を3メートル以内に抑えることが可能となった。被監視者の行動推定には、IMUを利用し3軸の合成値を1秒毎に取得し送信することとした。間欠的な合成値のみの情報で、静止状態・歩行状態・休息状態・高運動状態の推定を行うことが可能となった。

高齢者を対象とした遠隔モニタリングシステムの開発

2018年度

研究成果概要:本研究では、介護施設における入所者の安全性の確保や介護スタッフの作業の効率化を目標とし、近距離無線通信規格の一つであるZigBeeを用いて、要介護者やスタッフの現在位置や活動情報をリモートにモニタリングするシステムの開発を行った。...本研究では、介護施設における入所者の安全性の確保や介護スタッフの作業の効率化を目標とし、近距離無線通信規格の一つであるZigBeeを用いて、要介護者やスタッフの現在位置や活動情報をリモートにモニタリングするシステムの開発を行った。 システムの有用性を確認するために、実際の介護施設内で介護業務従事スタッフを対象として実証実験を行い、あるフロアの測位データをZigBeeネットワークで別のフロアまで送信し、終日データの収集を問題なく行える事を確認した。提案したカーネル密度推定法を他製品が使用している他の推定法(重み付き平均等)と比較し、ほぼ同等の推定精度を保ちながら広範囲のエリアであっても測位可能であることを示した。

現在担当している科目

科目名開講学部・研究科開講年度学期
シミュレーション技術大学院情報生産システム研究科2020秋学期
生産システム実験大学院情報生産システム研究科2020秋学期
生産プロセス工学研究(修士) 春大学院情報生産システム研究科2020春学期
生産プロセス工学研究(修士) 秋大学院情報生産システム研究科2020秋学期
生産プロセス工学研究(修士論文)大学院情報生産システム研究科2020通年
生産プロセス工学演習A大学院情報生産システム研究科2020秋学期
生産プロセス工学演習B大学院情報生産システム研究科2020春学期
情報生産プロセス特論大学院情報生産システム研究科2020秋学期
信頼性工学大学院情報生産システム研究科2020春学期
生産プロセス工学演習C大学院情報生産システム研究科2020春学期
生産プロセス工学演習D大学院情報生産システム研究科2020秋学期
情報管理大学院情報生産システム研究科2020秋学期
生産プロセス工学研究(博士) 春大学院情報生産システム研究科2020春学期
生産プロセス工学研究(博士) 秋大学院情報生産システム研究科2020秋学期
生産プロセス工学研究(博士論文)大学院情報生産システム研究科2020通年