本研究ではレーザ焼入れとレーザフォーミングを同時に達成する手法としてレーザ焼入れフォーミングを提案している．本報では特に，レーザ焼入れフォーミング遂行後の加工対象の残留応力に関して調査することを目的とした．結果として，局部弛緩法を用いることによって，従来のX線測定では難しいとされる焼入れ組織の残留応力の測定を行うことに成功した．

IoT環境下でつながった先にある，工場の将来展望を研究テーマとした「つながるサイバー工場研究分科会CPPS: Cyber Physical Production System」の活動を2016年6月より日本機械学会で開始している．CPPSとは何か，そのコンセプトと位置づけを明確化し，要素技術を明らかにすることを目的とする．その際，2040年の生産システムを予測し，CPPSにおいて現状との技術的な差をバックキャスティングし，必要な要素技術を検討しており，これまでの検討内容を紹介する．

新規装置の導入や入替計画，運転計画の立案において，シミュレーションの場となる仮想工場の構成が必要である．本報では，各企業夫々の製造シナリオに合わせた仮想工場を，振舞い記述を含む製造装置モデルから自動構成する手法を示す．装置の振舞いは取りうる状態とその遷移に基づいて記述する．仮想工場はマルチエージェントシステムとして構成する．これにより，工場単位から工程単位までの製造の様子を事前検証可能となる．

工場立地地域に最適な生産システムを構築するためには当該工場で働く技能者や技術者の意見やアイデアを生かすことが重要となる．そうした意見やアイデアを集める生産会議を支援するために，機械学習を用いたソリューションを本研究では提供する．同ソリューションは，会議参加者の気質や性格に関する情報および会議中における意見等の出現傾向他を分析し学習することで，会議に付与すべき役割や会議進行法を提案するものである．

製造業のサービス化を実現するにあたっては，各企業特性に応じた個別の戦略を構築する必要がある．すなわち，これまで議論されてきたサービス化の内容が全ての企業に適するわけでは無いが，企業特性に応じてサービス化戦略を構築することは容易でない．本研究では，企業の外部及び内部環境がサービス化戦略に及ぼす影響を評価する手法を提案し，企業特性に応じたサービス化戦略の構築を可能とすることを目的とする．

本研究では，機械・作業者間に能力差を有し，納期遵守のため残業や外注を考慮する生産計画問題を対象とする．計画立案には，複数財の配分に有効とされる最適化手法である組合せオークションを適用する．納期遅れ，残業と外注コスト，メイクスパンをそれぞれ価値判断に持つ3タイプの意思決定者を想定し，希求水準法により全ての意思決定者の価値判断基準を満たす生産計画を策定する．また計算機実験によりその有効性を検証する．

本研究では外食産業を対象に，勤務シフトの決定と業務内容の割当を同時に行うシフトスケジューリング手法を提案してきている．これまで人件費を目的関数とし，一定以上のサービス提供能力の投入を制約条件としてきたが，外食産業における人員不足の現状を考慮し，一定のサービス提供ができる総能力値に対する余剰能力値と不足能力値の線形荷重和による目的関数を新たに定義し，多目的構造とするモデルの提案と検証を行う．

近年，製品サービスシステムの実装を通じて，提供者と受給者により共創的に実現される文脈価値が注目を集めている．文脈価値は，提供者と受給者のコンテキスト（文脈）に規定されるため，文脈価値の効果的な共創を実現するためには，提供者と受給者間がコンテキストを適切に共有し，互いが適用する知識やスキルに関して合意する必要がある．本稿では，上記を支援するために，コンテキストを抽出・表現可能なモデルを提案する．

変形可能な車両の変形前後の強度変化傾向の検討を目的とし，車両に使用する部品長さとパイプ径を変更し，FEM解析を用いて変形前後の各部品のVon Mises応力値の比較を行った．変形した際の車両の強度の変化はフレーム長さには大きく影響を受けないことが分かった．パイプ径変更による解析結果は，荷重入力点付近の部品には細いパイプが有効である事が確認された．荷重入力点付近の部品は変形前後で応力値が変化し易い事が分かった．

本論文では，流体問題における多目的トポロジー最適化問題として二次元翼の最適設計問題を扱い，抗力最小化と揚力最大化の二目的最適化問題が可能な多目的トポロジー最適化法を提案する．そして，抗力と揚力間のトレードオフに応じたパレート最適解の全容を得る．これにより，設計者への最適解の提示と，得られたパレート最適解集合に対するトレードオフ分析が可能になる．最後に，数値例により本提案手法の有効性を検証する．

本研究では，双腕型ロボットによる組立作業を想定したもとで，ロボット教示前の作業計画段階において，作業効率の高い組立順序を自動探索する方法を考察する．積木の組立作業を考察対象とし，強化学習のひとつである Q学習を利用して組立順序探索を行う仕組みを最初に検討する．続いて，ニューラルネットワークを利用したQ値の推定を通じて，過去の組立順序探索での学習結果を新たな組立製品の順序探索に転用する方法を考察する．

近年の情報・通信技術の発展に伴い，工場内の生産設備は外部インターネットと接続され生産指示や実績管理などに役立てられている．一方で，外部インターネットに接続されることによって設備を対象としたサイバー攻撃のリスクが高まっていることが問題視されている．本研究では蟻の群行動を基にしたアルゴリズムを用いて，サイバー攻撃を受けた設備の異常を検知する手法を提案し，計算機実験によりその有効性を確認する．

機械システムの最適設計においては，対象のモデル化，定式化，アルゴリズム選択，解探索の実行，結果の分析といった各作業を進めながら問題を具体化していく省察行為が不可欠である．そのプロセスこそが最適設計の知識であるが，多くは設計者の内部に留まっている．知識の共有・再利用に向けてはその明示化が課題である．本研究では省察プロセスを類型化し，それに基づく知識の記述的管理法を提案，具体的な例題を通じて検証する．

製品サービスシステム（PSS）の設計では，多様な利害関係者の要求充足を増大しつつ，各ステークホルダの当該PSSに関するライフサイクルコスト（LCC）を低減することが求められる．しかし既存研究は，特定の利害関係者のLCC分析に留まり，本目的の達成には至れていない．本稿は，複数利害関係者の要求に影響する機能・実体・LCCの構造を分析し，その結果に基づいてPSSの改善設計を支援する手法を提案する．

我々は，リコールプロセスにおける原因特定・回収範囲設定の支援を目的とした研究を行っている．第一報で報告した製品情報モデルを基に，本報では，製品情報データベースの構築を行った．次に，構築した製品情報データベースを用いた製品情報マネジメントシステムを実装した．最後に，模擬の製品情報を用いてケーススタディを行うことでリコールプロセスにおける提案内容の有効性を確認した．

製品サービスシステム（PSS）は，生産者と消費者が協働し，高付加価値の創出を目指すビジネスモデルである．一方で，製造業において，PSS設計における不十分な合意形成が，ステークホルダ間に情報の非対称性を引き起こし，これがPSSの導入や実践を失敗に導く要因の一つとなっている．本稿は，この問題に対し，設計の背景にある意図・願望・信念を明らかにすることで，情報の非対称性を特定し，その要因を分析可能とする．

プラスチック射出成形では、成形品の機械的特性を向上させるために、50wt%以上の濃度のガラス繊維が含有された高濃度ガラス繊維充填樹脂が用いられている。高濃度ガラス繊維充填樹脂では、一般的に使用されている40wt%以下の濃度の上記樹脂に比べて、成形品内において異なったガラス繊維配向を呈して、成形品の機械的特性が異なってくるものと予想される。そこで本研究では、ガラス繊維が60wt充填されたポリアミドPA66における機械的特性とガラス繊維配向について検討を行った。具体的には、ダンベル試験片形状成形品と平板形状成形品とを射出成形して、両者における引張強度および縦弾性率、成形品内部におけるガラス繊維配向、樹脂流動状況を計測した。その結果、成形品内部には、明確な繊維配向構造が発現し、それが成形品の機械的特性に影響を及ぼすことを実証した。

ガラス繊維強化熱可塑性プラスチックの射出成形品の破断予測手法を検討した．まず，成形品の配向観察および成形品中の強化繊維の状態観察を行い，精度の高い配向解析を実施した．次に，引張試験と均質化法に基づいたシミュレーションを実施し，成形品の物性値を同定したうえで破断に至るまでの現象をシミュレーション結果から推定した．その結果，引張試験による破断位置と破断発生予測位置はほぼ一致した．

表面粗化した金属を金型内に設置して射出成形することで，金属と樹脂が直接接合される．本研究では，最終的な成形品の形状は同等のまま，ランナ形状やゲートの位置を変えることで，樹脂内のガラス繊維の配向や接合強度にどのような影響を与えるかについて調査する．CTを用いた観察から，配向が変化する様子を確認できた．それに伴って接合強度も変化することから，配向が接合強度に影響する要因の一つであると考察した．

通気性金型は，射出成形中に金型内で残留するガスを起因とした成形不良の低減対策として有効である．また，複雑形状部や薄肉部へ対して，低射出圧での溶融樹脂の充填が可能となり，成形サイクル中の射出成形機の消費電力削減が期待できる．本研究では，成形条件や通気特性，成形品形状を変化させた際の成形品の樹脂充填量と成形機の各種消費電力，金型内圧力を測定することで，通気性金型による電力削減効果を調査する．

射出成形法は溶融樹脂を射出する際、キャビティ内に存在する空気と、樹脂から発生するガスの混合気体を金型外に排出する必要がある。この気体の排出が不十分な場合、ショートショットやガス焼けといった成形不良が発生する可能性がある。本研究では、この気体を効果的に排出する機構を作製し、成形実験により、機構の有無でキャビティ空間への樹脂の充填量に差が生じるかを確認し、機構を評価する。

プラスチックレンズには、形状･寸法や表面性状に高い精度が要求されている。しかし、高い寸法精度と良好な表面性状を得るために樹脂に高い圧力を負荷すると、離型抵抗の増加を招き、その結果、成形品に変形や割れが発生する。そのため、高い寸法精度と良好な表面性状を保ちながら離型抵抗を低減させる方法が検討されている。これらの方法を検討する際には、まず第一に、離型抵抗を正確に計測することが重要となる。そこで本研究では、様々なキャビティ形状や表面性状・処理において、離型抵抗をより高精度に計測するために、汎用性を有し、かつ、高い感度の水晶圧電式高感度力センサを内蔵した離型抵抗計測金型の設計･製作を行なった。そして、本計測金型を用いて、プラスチックレンズの成形材料の一つであるフルオレン含有ポリエステルにおける離型抵抗計測を行い、成形条件が離型抵抗に及ぼす影響を明らかにした。

熱溶解積層法３Dプリンタを用いた積層造形について検討を行った。供試材料としてポリプロピレンを用い、微細形状を有する試験片を造形対象とし、実験計画法に基づいて積層条件を変化させて積層造形終了後の製品の状態を評価した。熱溶解積層法３Dプリンタを用いた微細形状の積層造形がどの程度実現できるのかについて試みた事例を紹介する。

昨今、自動車等の軽量化によりプラスチック製の部品の需要は高まり、今後はさらに増加すると思われる。多くの研究対象は不良対策や製造技術に関するものであるが、リサイクルを想定した破砕技術の検討も重要であり、特に塊状のものについては検討を要する.本研究では電気パルスを利用した破砕技術について検討したので報告する。

省エネ、低コストを狙いとした、アルミ鋳造品を1か所の湯口から同時に多数個鋳造する重力鋳造法である「Hプロセス」は砂型を使用する工法のため、生産性の更なる効率化のためには指向性凝固の制御が課題となる。そのため、砂型の厚みを部分的に変化させて、砂種の組合せを替えて温度計測し、指向性凝固へ与える影響について検証した結果を報告する。

切削加工後の金型の凹凸をなくすために必要な磨き加工は熟練と多くの時間を要するためロボットを用いた自動化と短縮化が進められている．しかし，段取りやティーチング，パスの生成に汎用性が無く，磨きの自動化に充分に活用できていない．そこで本研究ではファイバーブラシを5軸制御して工作機械上で磨きを行うCAMシステムの開発を目的とし，凸曲面を対象に実際に磨き加工ができるかについて基礎実験を行ったので報告する．

本研究では、複数の領域から成る濃淡パターンおよび粒子状のテクスチャがある画像中の濃淡むらを抽出する手法について検討した。先ず各領域の輝度差をなくして濃淡パターンの影響を低減した。次にフーリエ変換（FFT）手法を利用して粒子状のテクスチャのみを抽出した。抽出したテクスチャを用いて原画像のテクスチャを抑制することにより、むらが顕在化された画像を得た。この画像からFFT手法を用いてむらを抽出することができた。

現在各業種で，高齢化による後継者不足等，技術継承の難化が問題となっており，技術・技能の継承方法の開拓が急務となっている．本研究では画像処理技術を用いることで，金属光造形機を初めて扱う人でも熟練者の指導なしで作業が行えるような，作業のナビゲートや作業ミスの未然防止などのサポートを目的とする．

抗菌効果の評価法として公定法（JIS Z 2801）が定められているが，試料寸法等の条件が限られるとともに24時間以上の培養を必要とするため現場的な評価には適さない．本研究では塗装による抗菌機能実現を検討する中で，公定法に依らず培養中の顕微観察画像を解析することで，短時間で抗菌効果を評価する方法を検討した．条件によっては30分程度で抗菌効果を調べることができることを示した．

Concrete is an omnipresent material in social infrastructures, requiring careful diagnosis for defects to ensure users' safety. The hammering test is a traditional non-destructive testing method based on sound to find defects non-visible from the surface of structures. Our previous works successfully demonstrated the possibility of discriminating defect hammering samples using fuzzy c-means with spatial information. However, spatial information can sometimes be difficult to obtain in practice. The present paper investigates the possibility to substitute spatial information by temporal information. Early results of experiments using concrete test blocks indicate that although performance is degraded, better results are obtained than using only audio information.

現在，牛の飼養管理の大規模化が進んでおり，AIで牛の健康状態をモニタリングすることが求められている．牛の健康管理において，座位と反芻の時間は重要な情報であるが，現状は目視によって判定されている．これに対して本研究では目視による判定を自動化することを目的として，牛舎にカメラを設置し座位と反芻の判定を動画データからニューラルネットワークを用いて行い，高い精度で判別できることを確認した．

本講演では，単眼のハンディカム映像で自由に撮影されたラグビー試合映像を対象とし，深層学習を用いて選手とボールの位置を高精度に獲得する技術，特定のプレーを自動的に検出する技術について述べる．

多数の動画を一覧としてユーザに提示する際、サムネール画像が一般的に利用される。本研究では、1 カット（数十秒程度）の動画を対象に、その内容をよく表すフレームを抽出し動作を強調する描写を加えることでわかりやすいサムネール画像生成を目的とする。15種の動画を用い、20人が参加したユーザ実験により、提案手法により生成した画像がサムネールとしてより高い評価を得ることを確認した。

本研究は，骨格情報を用いて個人識別を行う際に，ＳＶＭとＣＮＮのどちらを用いるのが有効であるかの比較を目的とした．骨格情報は，単眼カメラから取得した画像にOpenposeと呼ばれる深層学習を適用することで抽出した．ＳＶＭで識別する際には，手動で特徴を選び出し，教師データを与えることで学習を行った．一方で．ＣＮＮで識別する際は，骨格情報の生データを入力とし，教師データを与えて学習を行った．

筆者らは，Structure from Motion（SfM）による3次元計測におけるスケール不定性の問題を解決するために，透明平板越しに撮像することで生じる屈折を利用したSfMを提案してきた．しかし，この手法は透明平板を薄くした場合に屈折の効果が小さくなり，復元の精度が低下する課題がある．本研究ではこの問題を解決することを目的とし，薄板を用いた際にも精度良く3次元復元可能な手法を提案し，シミュレーション実験により有効性を検証する．

正距円筒画像を用いた魚眼ステレオカメラでは外部パラメータの推定の誤差により距離計測精度に影響が生じている．そこで本論文では外部パラメータの誤差をなくすため視差オフセットマップによる左右画像の位置合わせによる補正を提案する．補正をした魚眼ステレオカメラを実験により有用性を評価する．

３次元形状を計測する手法であるステレオビジョンは、高密度な点群が取得可能で、かつ色情報を併用出来ることから、様々な分野で利用されている。一方、これの利用にはカメラ間の位置関係などの複数のパラメータを精密に測定しておく必要があり、大変負担が大きい。筆者らは、カメラの自重やネジの締め付け等によりカメラの架台が変形した場合に、パラメータの再測定をすることなく修正を行う手法について検討した結果を示す。

カーボンナノチューブ（CNT）被覆砥粒がレジンボンド砥石の砥粒保持力に及ぼす効果を評価した．ダイヤモンド表面に施したCNTは，レジンボンドとダイヤモンド間でアンカー効果を発現させることが期待できる．砥粒を複合した樹脂の引張強度と樹脂に埋め込んだ単粒のシェア強度の平均値及びばらつきから，CNT被覆砥粒は未処理砥粒に比べて樹脂とダイヤモンドの界面での剥離が抑えられ，砥粒保持力が向上することが分かった．

化学反応性のオキサゾリン基含有コポリマーを用いてカーボンナノチューブ(CNT)ダイヤモンド砥粒とレジンを化学結合させ，砥粒保持力改善の検討を行った．コポリマーを用いて作製したCNT被覆砥粒をフェノール樹脂に埋め込み，シェア試験によって単粒保持力を評価した．CNT被覆砥粒の表面状態とCNTとコポリマーの被覆量が，砥粒保持力に及ぼす影響を調べ，コポリマーによる界面の化学結合が，砥粒保持力を改善させることを確認した．

化学的作用を持つ軟質な硫酸バリウム砥粒とダイヤモンド砥粒を固定砥粒化したメカノケミカル超砥粒砥石を用いた単結晶シリコンの超仕上げにおいて，砥石の表面状態によって，超仕上げ性能に差が現れる問題がある．本報では，目直し条件が作業面積率と目直し量に及ぼす影響，および砥石の表面状態が超仕上げ性能に及ぼす影響を調査した．その結果，良好な仕上げ面が得られる作業面積率および目直し量が明らかになったので報告する．

高機能マイクロ・ナノバブルクーラントを開発するため，マイクロ・ナノバブルに不活性ガス(窒素や炭酸ガス)を混入した時の効果を調べた．その結果，窒素および炭酸ガスをマイクロ・ナノバブルに混入すると，水溶性加工液中の溶存酸素量や炭酸ガス濃度を変化させることができた．また高速度鋼やステンレス鋼の研削加工では窒素を混入したときに加工性能が特に改善されることが分かった．

近年オープンイノベーションが世界的に注目されている．茨城大学では，デクセル（Dexel）と呼ばれる立体モデリング技術を用いた製造支援用ソフトウェアを研究・開発してきた．成果は既に多くの企業で利用されている．本技術の利用をさらに拡大するとともに本技術の性能を高めることを目的に，本技術をオープン化することを検討している．本稿では，デクセルモデリングの基本とOpenDexelModelingプロジェクトの構想について解説する．

近年，輸送機器等の構造材の軽量化に用いる材料として，炭素繊維強化樹脂(CFRP)が注目されている．その中でも，不連続短繊維熱可塑性CFRPは成形性が非強化の樹脂同様に良好でありながら比強度に優れる材料である．本研究では，この材料の良好な成形性に着目し，逐次張り出し加工を用いたシェル形状高比強度部材のラピッドマニュファクチャリング(RM)手法を提案する．本報告では，オイルバスにより温度を制御した成形実験について報告する．

機械設計では，部品や溝，穴などの形状特徴の配置作業が頻繁に必要となることから，これらの作業をコンピュータで支援する技術が期待されている．機械設計のほとんどの作業は対話的に行われるため，全自動で配置する手法よりも，対話的な配置作業を支援する技術が望まれている．本研究では，金型内部への冷却管配置問題を例に，冷却管周囲の距離場を利用することで，問題のある配置を高速に検出し，設計者に分かりやすく表示する機能を実装したので報告する．

本研究の目的は、自動車部品の安全性検証の支援用ソフトウェアの開発である。自動車の外装や内装部品(例えばフロントグリル)の指が接触する部分に鋭角な形状があると、指にケガをする可能性がある。このような問題が部品の試作段階で検出されると、大きな手戻りとなってしまう。本研究では、部品形状のオフセットに基づく指の接触形状の検出技術とエッジ部の角度評価を組み合わせることで、部品上の危険形状を自動検出するソフトウェアを実現した。計算の安定性と高速性の両立のために、処理には三方向デクセルモデルを利用した。

CNC旋盤は，各刃物台に取り付けられた工具の取り付け角度によって，複合加工機における傾斜軸の，割出角を限定した1+4軸加工に相当する加工を行える．本研究では，加工機上で工作物に対して取り得るすべての工具姿勢を候補とした姿勢決定と，機械動作の混在する経路に対する補間処理の定義によって，CNC旋盤を用いた1+4軸加工に適した工具経路を生成するCAMを作成する．

本研究では、農業機械の回転部への巻き込み事故を防止するための、ステレオカメラを用いた物体検出を行うシステムの構築に関して検討する。本報では、方向符号照合法（OCM）を用いた視差画像出力システムの構築及びFPGAへの実装結果について報告する。また、視差画像を用いた、カメラに対して一定の距離以内に進入した物体の検出に関する検討結果、撮影環境の照度への自動対応に関する検討結果についても報告する。

本研究ではCT画像を用いた人体構造学習支援VRアプリケーションを開発する．医学・看護学等の初学者にとって，人体の解剖学的3次元構造の把握や，人体構造の個人差の理解が重要である．そこで、CT画像を用いた3次元モデル生成機能と，没入型VR技術による3次元モデル提示機能とを持った，安価に利用可能で単機能なアプリケーションの開発を行った．同時に、アンケートにより開発したアプリケーションの評価を行う．

頭部への衝撃が原因で発症する脳神経損傷は，高次脳機能障害の要因でもあり早期診断が急務であるが，タンパク質の微量な滞留や漏出を特徴とする神経軸索損傷はCTやMRIで観察可能な病態を示さず，特に受傷直後は有効な診断方法がない．本講演では，培養神経細胞の衝撃試験と頭部外傷事故の症例解析により軽度から重度までの神経損傷の耐性曲線の作成し，その適用により脳震盪を含む神経損傷の発症を予測する手法を説明する．

ロボットの肩や手首は1関節多自由度である．このような関節に，球面運動機構を用いて，3つのアクチュエータを用いたパラレルリンク機構を適用する．3つのマニピュレータをそれぞれ別々にシリアルリンク機構の運動学計算を行う．これら3つを組み合わせることで，パラレルリンク機構を制御する．本研究では，球面運動機構の特性に着目して，パラレルリンク機構の2自由度関節と3自由度関節の運動解析を行う．