本講演では,連続型多峰性関数の大域的最適解を求めるために開発されたParticle Swarm Optimizationをさらに発展させ,設計変数の平均と標準偏差を用いて探索領域を適宜変更させる領域適応型Particle Swarm Optimizationを提案する.本論文で提案する方法の有効性を数値計算例を通じて検討する.

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機械構造物の設計において,最適設計法や満足化設計法などの計算法が活用されるデジタルな設計環境の構築に大きく寄与している.通常は,満たさなければならない制約条件が多く存在し,その条件を取り扱うことが計算法に対する必要条件となっている.一方で,近年,複数のパラメータ群の動的な挙動を考慮した探索法としてPSO法が注目されており,その簡便な計算法にもかかわらず,導出が困難な大域的な最適解を導出することが可能であり,その利用が期待されている.しかしながら,挙動側面制約条件が多い機械構造物の設計においては,性能悪化が生じることが確認されている.本研究では,挙動制約条件が存在する問題において,良好な結果を得ることを目的とした改良を施し,いくつかの計算機実験により,その性能を確認した.

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近年、GPUの画像処理能力は著しく向上している。また、その内部での処理をプログラムすることが可能になっている。このような背景から、本研究ではセルオートマトン理論を用いた物体変形計算をGPUの画像処理能力を利用して高速·高精度化する手法を示す。本手法では配列データをテクスチャの色データに変換し、各テクセルを1つのセルとみなしてGPU内部で状態遷移式に従った処理を加えることで物体変形計算を行う。

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機械構造物の開発において,構想設計の充実は重要課題である,特に,機械構造物設計に内在する荷重条件等の設計パラメータの不確定性を考慮し,それに関する性能の信頼性を向上させる構想設計法の開発は,急務の課題となっている.そこで,機械構造物の性能の中で最も基本となる剛性と固有振動数に関する信頼性を同時に考慮可能な構想設計法を,フレーム要素を用いたトポロジー最適化に基づき開発する.さらに,簡単な数値例により,提唱する方法論の妥当性を検証する.

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本研究では,コンプライアントメカニズムの設計において,これまでにない高機能·高性能なコンプライアントメカニズムを実現するために,トポロジー最適化と形状最適化,そして設計者の創造的な活動を組み合わせた新しい創成設計法の構築を行う.また,設計の効率化を実現するために,一連の設計プロセスにおいて得られる様々な設計情報を体系化して蓄積し,再利用する方法を併せて構築する.

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毎分数10,000回転と高速に回転するレーザプリンタ用ポリゴンスキャナモータなどは,精密にアンバランスを補正する必要がある.本報では,生産ラインの最終工程として,共振後に位相が反転することを応用した″オートバランスシステム″を利用することを提案し,その有用性を実機と同じスケールで示す.また,システム全体の最適設計についても議論する.

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棒浮き·道糸·錘·ハリス·ガン玉·ハリからなる仕掛け構成の種類·形状·配置·個数·重さの違いによる釣り仕掛けを考える.さらに,魚の引きの強さと当たり方向として上下左右とその中間の全八方向を考え,浮きに作用する力の大きさを明らかにし,波の速度やうねりの高さの違いによる水中における仕掛けの挙動変化をアニメーションで再現し,今まで視認できず難しかった釣り仕掛けの評価を行う.

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　自動車の運転者は操舵入力に対する車両挙動をフィードバックして操作を行うが、従来の操舵装置では舵角や操舵トルクが車両挙動に対して線形に呼応しない部分を補正する操作をしていた。そこで運転者の入力と、前輪舵角特性の関係を自在に設定できるSBW車両を用い、両者の関係の最適化を考える。本稿では操舵入力に対する車両挙動の応答性に着目し、得られた実測値について車両·運転者モデル閉ループ解析を行ったので紹介する。

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最適設計手法が実際の設計プロセスの中に積極的に取り入れられるようになっているが,より良いもの,新しいものを創造するためには,最適解をそのまま利用するのではなく,最適解の物理的意味を理解することが重要である.そこで機能構造の分析に基づいた最適設計問題の再構築手法を提案する.数理的解析と機能構造の分析により,製品性能を向上させるために必要な改善項目を見出す.さらにその項目に対して,機能構造の再構築,制約の緩和を行うことにより,より良い設計案を導出することが可能となる.

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企業が継続して利益を得るためには,適切なサプライチェーンを動的に構築する必要がある.本研究では,遺伝的アルゴリズムを用いたリアクティブスケジューリング手法を拡張して,生産スケジュールの変更および顧客と企業間の交渉を繰り返すことで,受注生産における適切な納期と価格を算出する方法を提案した.本報告では,種々の計算機実験を行い,他の手法と実験結果を比較することで,本手法の有効性を検証する.

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本研究では,ジョブが断続的に投入される動的ジョブショップの納期遅れ最小化問題において,遺伝的アルゴリズムと優先規則を融合することによって,高性能なローリングスケジューリングを行う方法について検討している.本講演では,適切な優先規則を用いることで,短期間のジョブ投入計画情報のみに基づいて効率よく性能の良いスケジュールを探索できることを数値実験で示す.

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昨今の情報技術の進展により,工場内においてもICタグやRFID等の書き換え可能な小型情報媒体を用いて,部品や製品からの情報をリアルタイムに取得することができる環境になりつつある.このような情報を基に生産システムの状態をリアルタイムに把握し,状況に応じて動的に工程間でのロットサイズの変更をも含む準最適なスケジュールを生成する生産スケジューリングシステムを提案する.

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The purpose of product family analysis is to find an appropriate balance between the mix of variants in a product family and the need for reconfiguration and new investments in the manufacturing system. Obviously, in such analyses both product and manufacturing system related data must be considered concurrently. Providing this data manually can be both time consuming and error prone. The research presented in this paper show that such data can be generated by means of an interrelated product and resource capability model. A case where the configuration of a manufacturing line for a family of engine cylinder heads is used to exemplify, and show the feasibility of, the approach and underlying models.

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The trend to customized products goes on. Companies have to respond to this trend.This paper focuses on the differences to design mass customized products.

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　本研究では、低価格で安易に工作機械の加工状態を取得できるシステムの構築を目標とし、工作機械の加工状態の取得や加工精度にも影響する工具の磨耗状態の検出を可能にするシステムの開発を行った.本システムは、遠隔地における工作機械の主軸スピンドルから切削中の負荷電圧や複数のセンサ情報を取得するものである。また、複数のセンサ情報から負荷電圧だけでは、検出できない工具の磨耗状態や加工状態の検出が可能である。

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変種変量生産に対応するシステムとしてセル生産システムの重要性が認識されるようになった.日々の生産品目及び数量の頻繁な変化や,特急品等の不測の状況への対応が必要となる環境下において,高い生産性を維持しつつ,迅速かつ柔軟なシステム運用法への要求が高まっている.本研究では,オークション法に基づいたセル生産システムの自律的運用法を提案し,実ライン規模のシミュレーション実験によりその有効性を検証する.

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従来より,高い生産性を実現することを目的として,生産管理に関する様々な取り組みがなされてきた.最近ではTOCやAPS方式等が注目されているが,その多くは組み立て型生産を中心として体系化された手法であるといえる.本研究ではまず,分解型生産システムの一例として,アルミ板生産工場をモデル化した分散仮想工場に対してAPS方式を実装し,シミュレーション実験を通じてその基本特性の解析を行う.

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変種変量生産に対応する生産システムとして格子型機械配置生産システムが提唱されている.ここでは,本システムを対象に,動的な生産状況への適応を図る自律的運用法オークション方式により所持工具の配分を行う動的再構成機能を拡張し,さらに加工設備の配置も決定する自律的レイアウト機能を提案する.本研究では,総生産量の増減などの生産状況が変 化するシナリオを想定し,シミュレーションにより提案機能の有効性を検証する.

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消費者ニーズの多様化や国際的な競争の激化に伴い,生産システムには生産設備の効率的利用に加えて多品種変量生産への柔軟性が強く求められ,効果的な生産スケジューリングが必要とされている.本研究では,生産スケジューリングのうち製品投入計画に着目し,強化学習を用いて生産フロアの状態や生産要求を反映した製品投入計画を行う手法を提案し,その有効性を確認するために半導体生産システムを対象とした計算機実験を行う.

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本研究は,人間と機械が調和した作業支援システム(AWB:Attentive Workbench)を実現するために,ワイヤレス移動トレイシステムを開発するというものである.このトレイシステムの大きな特徴は,外部センサを用いず絶対位置決めを可能にし,ワイヤレスで自走できることである.本報では,このトレイシステムを開発するにあたって一つの方式を挙げ,それらについて特性評価を行い,結果を示す.また,その方式で実現可能かどうかを検討する.

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我々は,卓上作業を物理面,情報面の双方から支援するシステムであるAttentive Workbench(AWB)を提案している.本発表では,Attentive Workbenchに指差しインタフェースを導入する.この指差しインタフェースと,実際の作業支援を行う自走式トレイとを組み合わせて作業支援システムを実装し,実際に作業支援のデモンストレーションを行う.

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人の生産活動の支援には,人の状態をモニタして支援状況にフィードバックすることが必要である.副交感神経活動は作業者の快適性や集中度の指標として用いられており,本研究室では呼吸位相領域での心拍変動を解析することで高精度に副交感神経活動を評価する方法を開発し,その有用性を示してきた.本報では作業に伴う体の動きや会話等の外乱がある場合の解析手法について検討し,またそれらの副交感神経活動への影響を評価する.

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マニピュレータは,今までは主に工場の溶接ロボットなどのように,周囲の環境が決まっており,また作業とそれを実現する軌道が決まっていた場合に用いられてきた.しかし,近年は深海探査や災害救助活動,原子炉解体作業に伴う放射能測定作業等,人が直接介在できないところや周囲の環境が動的に変化し,またそれに伴って作業や軌道が変化する状況下での作業でもマニピュレータの導入が進んでいる.しかし,現在は一般的にこれらマニピュレータを人がジョイスティック等を用いて直接操作しており,変化する環境に対応して干渉回避等の高度な作業をするためにはジョイスティック操作者の熟練が必要とされる.したがって,簡単な指示でマニピュレータに高度な作業をさせることができるシステムの開発が望まれている.そこで,本研究では非熟練操作者が障害物回避やマニピュレータの可動範囲等の高度な事柄を意識することなく,簡単な指示で目的の動作をさせることができるマニピュレータの動作計画を作成することを目的とする.

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製品の小型化/多様化/ローコスト化が進むなか、構造/工法/設備一体となったものづくりの取り組みがますます重要になってきている。今回の発表では、センサモジュール組立ライン構築で、自動化ネック工程の1つであったシールド組立工程の自動化について紹介する。従来のフレキシブル基板によるシールド構造を、絶縁電線を巻きつける構造とし、巻線とレーザ加工(被覆剥き/半田付)技術を用いて、効率的な自動化を実現した。

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機構の設計において、設計期間の短縮や開発コストの低減のためには、設計の初期段階において計算機上で機構の挙動を予測することが重要である。しかしヒューマンインターフェースなどの設計において実際の感触が重要となるが、これを計算機上で確認する手法が現在確立していないない。本研究では機構の挙動を力覚で表示する手法の開発を行う。

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Life cycle engineering aims at rationalizing design and management of total product life cycle for reducing its environmental effects. Development and current status of life cycle engineering are reviewed. Core technology for life cycle engineering is considered from the viewpoint of manufacturing system engineering. Current achievements are evaluated, and future issues are identified, such as integration of reuse concept into product systems.

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近年、環境に配慮した様々な循環ビジネスが登場している。しかし、これらの循環ビジネスが経済的に成立するメカニズムや条件が明らかでないため、循環ビジネスは一部の業種や市場のみで実現されるにとどまっている。本研究では、循環ビジネスの事例収集を行い、これらを分類、モデル化することで、循環ビジネスが環境影響を低減しながら、同時に経済的にも成立する仕組みを明らかにし、循環ビジネス設計パターンの導出を試みる。

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アジア循環システムの是非について政府や企業において検討されている中、本研究では、経済的負担や環境負荷、法律など様々なリスクを考慮に入れ、アジア地域内の最適な循環システムの設計を目指す。そのために、いくつかの循環モデルを考案し、家電·PCの経済性評価を行った。その結果を報告するともに、経済面からみたアジア循環の可能性について検討を行う。

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循環型社会構築において,廃棄時の消費者行動がより多様化されていくことが最終処分の低下·行動の安定を強制力なく自律的に為しえる手法になりうるという仮説を立て,廃棄行動を多様化させる間接制御手法として行動情報の支援を提案した.
そして自転車とデスクトップPCという製品例題において消費者の廃棄行動をモデル化した社会シミュレーションによる計算機実験を行い,仮説の検証と行動の多様化に対する有効性の分析を行った.

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循環型社会形成のために.本研究では人工物に内在する「将来に環境負荷を低減できる可能性」に着目して,人工物の将来性を具体的に評価できる手法を提案する.その際,場の変化により発現し得る「潜在機能」という概念に着目する.
本研究では,人の将来予測に対する感覚に着目し,アンケート調査などを用いて人工物の将来性評価手法を構築する.この手法の有効性を示すために,飲料容器や椅子などの例題を適用した.

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環境調和設計においては、製品のみではなく、製品ライフサイクル全体にわたって発生するコストや環境負荷と、製品が提供する機能をうまくバランスさせることが重要である。本研究では、製品ライフサイクル全体にわたって製品の機能性、環境性、経済性を統合的、定量的に評価するトータルパフォーマンス評価手法を提案し、これを用いた製品ライフサイクル設計手法を開発する。

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資源の再利用を進めるためには、使用済み製品から回収される再生材と製造で利用される再生材の量をバランスさせる必要があり、そのためにはまず、季節変動のある使用済み製品の排出量を予測することが重要となる。本研究では、普及率が高く使用期間の比較的長い耐久消費材について、多変量解析を用いて過去の使用済み製品排出量から回帰式を求め、さらに各説明変数が排出量に及ぼす影響を明らかにした。

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部品のリユースを促進し効果的なライフサイクル管理を実現するため,部品とともにネットワーク上を移動して部品情報を管理する部品エージェントの開発を進めている.本報告では,部品エージェントが,部品に貼付したRFID(Radio Frequency IDentification)を用いて対応する部品を識別し,部品情報を把握,保存,活用して,適切な行動を提案するしくみについて紹介する.

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合理的な保全を行うためには、基本保全計画により適切な保全方式を選択する必要がある。保全方式の決定要因は、技術的要因と管理的要因に大別できる。管理的要因は、故障の影響度とそれに基づいて決められる設備の重要度から評価する。本報告では故障による種々の影響をAHPを用いて統合評価する手法を提案し、それとエスカレータに適用した結果を述べる。

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At product design stage, it is difficult to analyze functional requirements from customers and integrate these requirements into the component design scenarios. In this paper, a Function Tree Analysis model is employed to build up relationships between requirements and components design in terms of function, behavior, state hierarchies and logical relationship. This model can be regarded as a pseudocode description of product to represent assembly and control relationship between each functional module. Based on this model, designer can analyze optional design scenarios and make decisions on which parts of components can use existing designs and which parts need to use new technology. Based on this model, further optimization can be made.

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Service Engineering is a new engineering idea which aims at increasing service and knowledge contents of added values generated in product life cycle. In this report, firstly, we clarify why service should be discussed and argue that intensifying service contents is crucial not only for arriving at environmentally conscious design and manufacturing but also for creating more added values in future advanced societies. Secondly, we introduce essential concepts of service engineering that is required to intensify service contents. Furthermore, we discuss about relation between service development and traditional design issues.

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プロダクトの機械運動を解析するために,部品間の幾何拘束にすきまがないノーマルの状態で機構解析を行う.しかし,実際のプロダクトを構成している部品には加工による形状の誤差がある.その誤差によって部品間の幾何拘束にすきまが存在し,プロダクトには不測の挙動が起こる.本研究では不測の挙動をズレ・ガタで前提しする.ズレ·ガタの挙動を定義し,幾何拘束の種類に対してズレ·ガタのモデルを設定する.設定したモデルを用いて,組立品のズレ·ガタの挙動を解析する手法を提案し,支援システムを構築する.

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著者らはサービスを工学的な観点から取り扱うサービス工学研究を行っており,これまでにサービスモデリングの手法,及びサービスの評価手法の提案を行ってきた。本報では、サービスCADのプロトタイプであるService Explorerを用い,実際にイタリア,Abruzzo地区のホテルサービスを題材とするケーススタディにより,著者らが提案するサービスのモデリング手法,及び評価手法の実用性を検証した事例を紹介する。加えて、事例検証を通じて明らかになった提案手法の有効性と今後の課題に関する議論を行う。

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　著者らは製品の高付加価化を実現する要素としてサービスに着目し、サービスの設計·開発·生産のための工学的な手法を提供するサービス工学研究を進めている。その中で、サービスの設計支援システムであるサービスCADシステムの構築を目指し、Service Explorerと呼ぶプロトタイプをこれまでに開発している。本報では、サービスCADシステムに対する要求仕様を設計支援の観点を中心に再度整理し、本プロトタイプの具体構成案を再考にするとともに、今後の開発展望について述べる。

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著者らはこれまでに、計算機によるサービスの設計支援ツールであるサービスCADの提案を行ってきた。本報では予め蓄積された設計知識に対して類推を行なうことにより、設計中のサービスを改善するための知識としての柔軟な再利用を実現し、設計者による新たな設計解の導出を支援する推論機構の仕様を整理する。このために、Universal Abduction Studioと呼ばれる知識操作の枠組みを利用するが、現行のサービスCADで用いている知識記述形式そのままではこの枠組みを適用するに十分な記述能力を有していないため、特に機能構造の記述形式に注目し、その記述能力の拡張を行う。

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本研究では,切削油剤使用量を低減する切削法として,10ml/h程度の極微少量油剤を切削点のみに点滴供給する方法(PPL法)を検討した.超硬ボールエンドミルを用い被削材S50Cに対する切削実験を実施した結果,PPL法により,工具寿命が従来のミスト潤滑法と比較して向上するなどの効果を明らかにした.さらに,PPL法によると,周囲への切削油剤の飛散が少なく,従来のミスト潤滑法に比べてよりクリーンな加工が実現できることを明らかにした.

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環境対応切削技術として霧状の油剤を大量の空気と共に切削点に噴霧するミスト潤滑が注目されている.しかしこの方式では切削点に供給される正味の油量が少なく大部分の油が飛散するため、工作機械内部の汚染や作業者の健康被害の原因になる可能性がある.そこで本研究では、切削の潤滑に必要な油剤を液のまま切削点に供給する極微量潤滑切削を提案している.本報告ではチュービングポンプを用いた油剤供給装置を作製し切削性能を実験的に検証した結果、油剤が従来と比較してより連続的に供給され、各種性能が向上することがわかった.

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切削液をまったく使用しないドライ加工では冷却要素が欠如するために,工具寿命の著しい低下を招いてしまう.そこで,窒素ガスを用いた雰囲気下で加工を行うことによって,工具の発熱プロセスのひとつである酸化熱を抑制し温度低減,工具寿命の増加が期待できる.これまでの研究では切削条件が厳しくなるほど窒素による効果が確認出来ている.このことより,今回は高速領域となる切削条件での窒素切削に着目し研究を行った.

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環境対応切削法としてMQL法が注目されているが,現状でその大半を占めるミスト切削では供給した油剤の切削点に届く割合が低く,多くが工作機械の汚れや作業環境の悪化の原因となっている.そこで水に界面活性剤を添加し泡状にした切削液を考案し,これまでに旋削に使用した場合の有効性を確認した.今回は,泡状切削液の粘性に注目してドリルによる穴あけ加工に適用し,ウェット加工,ミスト加工と比較した結果を報告する.

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油膜付き水滴加工液を用いることで、高圧フラッドクーラントやMQLに比べ切削抵抗を低減できる。この切削抵抗減少量は供給量はもちろんのこと、油剤の種類、界面活性の大小、水と油剤の供給比率、供給水中の金属イオン濃度などに左右される。様々な実験よりこれらの影響メカニズムと主たる影響因子の同定を試みた結果について報告する。

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MQLなど微量油を供給する切削におけるすくい面上の摩擦力を、油剤が確実にすくい面に到達する断続切削条件下で測定·評価した。切削長さを変化させた場合の摩擦力の変化と絶対値を油剤の油性を変化させ測定した結果より、アルミ合金では油性効果により潤滑が達成されているのに対し、鋼材では明らかな油性効果が確認できなかった。

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ステンレス鋼SUS304の表面に大気中で低温プラズマを照射し二次元低速乾式切削を行った.その結果,プラズマ照射により切削抵抗が増加し仕上げ面が劣化し,さらに切りくず形状が連続的なのこ歯状から断続的なむしれ型になることが分かった.

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これまで,環境影響項目を地球温暖化に設定し,それに影響を及ぼすCO2,CH4,N2Oの排出量の解析を行ってきた.本報では,酸性化,富栄養化,光化学オキシダント,生態毒性,人間毒性を新たに環境影響項目に加え,それらに影響を及ぼす排出量の評価を試みる.また,これらの結果から,工作機械による加工を,環境影響という立場から総合的に評価し,考察を行う.

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使用済みの水溶性加工液から老廃物である劣化油分を分離し,体積の90%以上を占める水分は新しく調製する加工液の希釈水として再利用する,「水溶性加工液代謝システム」に関する研究を進めている.本報では,加工液から水分の高速回収が可能なシステムについて発表を行う.

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切削油剤がミスト状の飛沫となる状態が切削条件によってどのように変化するのかを明らかにし,その挙動の解明を行うこと,および発生したミストを効率よく集塵機により捕獲することを目的とする.フラッドクーラント時のミスト発生量は主軸回転速度,工具形状に関係していること,濃度の高い場所から集塵機へ向かう空気の流れをつくることにより集塵機への捕獲効率は向上することがわかった.

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