Toward Green and Smart Manufacturing

最新ニュース

2025年

• [2025.06.29] International Symposium on Scheduling 2025 においてM2東本翔大郎君が研究発表しました。
• [2025.06.26] 経済産業省「成長型中小企業等研究開発支援事業」に採択されました！ （三星ダイアモンド・山本金属製作所との共同研究開発）innovation/2025/250626saitaku.html">令和7年度予算「成長型中小企業等研究開発支援事業」の補助事業者を採択
• [2025.06.25] 精密工学会2025年度関西支部地方定期学術講演会において，M2中村昌起君とM1照尾将生君がそれぞれ研究発表しました。
• [2025.05.25] 第69回システム制御情報学会研究発表講演会において，M2東本翔大郎君が研究発表しました。
• [2025.03.25] 日刊工業新聞に超硬合金切削加工技術に関する諏訪教授の記事が掲載されました。電子版 Biz-Nova
• [2025.03.24] B4和田和真君が日本機械学会・畠山賞を受賞しました。
• [2025.03.24] 2024年度生産開発工学専攻修論公聴会において，M2藤井勇人君が優秀発表賞を受賞しました。
• [2025.03.17] 2025年度精密工学会春季大会学術講演会において，M1中村昌起君が企業賞【三菱電機株式会社】を受賞しました！
• [2025.03.17] 2025年度精密工学会春季大会学術講演会において，D2小田和哉君とM1中村昌起君がそれぞれ研究発表しました。
• [2025.03.09] 日本鉄鋼協会2025春季大会・討論会「不確実環境におけるシステムのシステミック最適化とその方法論」において，諏訪教授が座長と講演を行いました．
• [2025.03.03] 日本機械学会生産システム部門講演会2025において，M2清水陽登君・米本助教が研究発表しました。
• [2025.01.22] 精密工学会・システム制御情報学会のIMS-CyFA合同研究会において，諏訪教授が講演しました。
• [2025.01.17] 日本鉄鋼協会の(企業の技術/研究開発者向け)システム技術教育講座において，諏訪教授が「機械学習を用いたデータ分析入門」の講師を務めました。

→ 過去のニュース

研究室のミッション

脱炭素化による地球環境保全や持続可能な社会が発展する中，多くのエネルギーを必要とする製造活動において，省エネ・省資源のものづくりは喫緊の課題となっています。

高度なシステム技術と最適化技術を駆使し，高生産性とエネルギー高効率利用を両輪とする「真に持続可能な製造」とそのシステムを構築していかねばなりません。

当研究グループでは，製造の物理現象と物理情報，さらにはシステム最適化の観点から，次世代の地球に優しい製造の在り方を探求しています。

主な研究テーマ／プロジェクト

生産システムのエネルギー利用効率最適化

製造工場では，工場エネルギー管理システム（FEMS）の導入によるトップダウンの節電協力体制や，工作機械や産業ロボットなどの生産設備レベルでの省エネ技術の革新など，トップダウン／ボトムアップのグリーン製造が活発化しています。これを有効に機能させるためには，生産システム全体のエネルギー利用を向上させるための方法論・技術の開発がますます重要となっています。

この課題に対して，研究グループではエネルギー負荷計画の概念を導入し，システム全体のエネルギー効率性と生産性の最適化技術，ならびにその根拠となるシステム理論の構築を目指しています。

• 切削加工における精緻な消費電力予測モデルの構築
• 省エネルギー指向スケジューリング
• エネルギー利用効率性を考慮したグリーン工程設計の方法論

• 『サステナブル時代に向けた工作機械』日刊工業新聞(2017.3.15)
• Yonemoto, R. and Suwa, H., Task Scheduling of Material-Handling Manipulator for Enhancing Energy Efficiency in Flow-Type FMS, International Journal of Automation Technology, Vol.14 No.6, 943-950 (2020).
• Samukawa, T., Shimomoto, K., and Suwa, H., Estimation of In-Process Power Consumption in Face Milling by Specific Energy Consumption Model, International Journal of Automation Technology, Vol.14 No.6, 951-958 (2020).
• Yonemoto, R. and Suwa, H. (2019) Evaluation of Energy Efficiency and Productivity in Scheduling by Using Physical Simulator, Transactions of the Institute of Systems, Control and Information Engineers, Vol.32, No.5, pp.185-191.
• 寒川哲夫・諏訪晴彦, 切削加工における消費エネルギー密度に基づく切削時消費電力の予測に関する基礎的研究, 精密工学会誌, Vol.83, No.4, pp.367-374, 2017.

工作機械の知能化に向けた加工プロセスの高精度予測（産学共同研究）

工作機械による除去加工において，先端的計測デバイスを用いた高付加価値加工データを根拠とした知的予測技術を探求します。

開発目標として，工作機械，工具，加工プロセスに対する固有の最適切削条件の獲得と，熱変位に基づく工具寿命の高精度予測のモデル構築と方法論を確立します。

• 工具の熱変位データに基づく工具寿命予測とその学習
• 消費電力に基づく工具異常検知

• Suwa, H., Oda, K., and Murakami, K., Anomalous Change Detection in Drilling Process Using Variational Autoencoder with Temperature Nearby Drill Edge, International Journal of Automation Technology, Vol.17, No.5 (2023). doi.org/10.20965/ijat.2023.p0449
• 小田和哉・諏訪晴彦・村上浩二, マルチモーダル変分自己符号化器を用いたエンドミル加工における加工異常の検知, 日本機械学会論文集 Vol.89, No.918, p.22-00290 (2022). doi:10.1299/transjsme.22-00290

超硬合金の切削加工と切削メカニズムの解明（産学共同研究）

急速な技術の進展にともない金型に対する要求は厳しさを増し，超硬合金による金型が使用され始めています。超硬合金の高精度かつ効率的な加工法が求められており，その工法として切削加工が考えられていますが，従来，超硬合金の切削はあまり試みられていません。

本研究では，一般に超硬合金よりも硬度が高いダイヤモンドとCBNを切削工具として，超硬合金の旋削加工やフライス加工の可能性を検討しています。

• ダイヤモンドコーテッド工具工具による超硬合金の切削技術
• 超硬合金の切削メカニズムの解明
• インプロセス工具摩耗計測システムの開発

• Suwa, H., Sakamoto, S., Nagata, M., Tezuka, K., and Samukawa, T., Applicability of Diamond Coated Tools for Ball-End Milling of Sintered Tungsten Carbide, International Journal of Automation Technology, Vol.14, No.1, pp.18-25 (2020). doi: 10.20965/ijat.2020.p0018
• Suwa, H., Sakamoto, S. and Samukawa, T. (2018) Capability of Diamond Coated Ball-End Tools in Milling of Sintered Tungsten Carbide, Proc. of 17th International Conference on Precision Engineering.
• Sakamoto, S., Suwa, H., and Moriwaki, T. (2017) Wear Properties of Diamond-Coated Ball End Tools in Milling of Tungsten carbide, Proc. of the 9th International Conference on Leading Edge Manufacturing in 21st Century.

フレキシブル製造システムにおけるスマート工具管理

グローバル化や少子高齢化など社会の変容に適応すべく，製造プロセスの自動化やデジタル技術の導入が不可逆的に進展しています。機械加工エリアにおいて変種変量生産に耐えうる柔軟製造システム（Flexible Manufacturing System; FMS）の導入が必要不可欠となっています。FMSを限られたリソースの中で生産能力を最大化するためには，生産の自動化とデジタル運用が喫緊の課題となっています。 しかし，大量の切削工具を必要とするため，工具の摩耗や交換のタイミング，異なる工具構成での生産能力の変化など，工具管理にかかわる多くの要因が生産効率に影響を与えます。適切な工具配分が行われないと，工具を無駄に使用しまう恐れや工具コストの増大の恐れ，最悪の場合，生産ラインが停止する恐れがあります。

在庫管理とそれに伴うコストを適切に考慮すれば，無駄な在庫の発生を抑えつつ，必要な資源を適切なタイミングで確保し，安定的な生産活動を実現することができます。本研究では，数理モデルを用いて，実用に即する新たな切削工具の在庫および状態管理の方法論の構築を目指しています。

• 工具利用効率と工具配分の最適化モデル
  
• 工具コスト削減と生産性の向上モデル

• Fujii, T. and Suwa, H., An Optimization Model for Cutting Tool Allocation in Flexible Manufacturing Systems Considering Remaining Usable Times and Machine Load Balance, The 20th ICPE International Conference on Precision Engineering, 2024.
• Douno, M. and Suwa, H., Simultaneous optimization of tool allocation and machine scheduling in parallel-type FMS, The 19th ICPE International Conference on Precision Engineering, 2022.
• Shimada, T. and Suwa, H., Optimization of Cutting Tools Allocation Enhancing Jobload Balance and Productivity in Parallel-Type FMS, International Journal of Automation Technology, Vol. 15, No. 6, pp. 804–812, 2021.