【研究分野】機械材料・材料力学

【研究領域課題番号】12450043 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

腐食 / 自動車 / 寿命予測 / ニューラルネットワーク / 多変量解析 / 車両パラメータ / 錆パラメータ / 防錆設計 / 防錆処理

【研究成果の概要】

本研究では、実環境で長期間使用される実構造機器において、材料、構造、使用環境、施した防食処理などの情報から、腐食の発生する時期、部位、腐食の種類及び程度を定量的に予測し、その予測技術をベースとして、腐食に関する定量的な目標レベル(いつ、どこに、どのような種類の、どの程度の腐食が発生するか)を設定し、それを満足するための実構造機器の防食に関する設計変数(構造や材質、防食処理)を定量的に決定するという防食を目指した多目的満足化設計法を研究開発した。具体的には、自動車の腐食現象を対象として、下記のような研究を行った。
(1)階層型ニューラルネットワークに、実際の腐食試験のデータを与え、学習させる。学習の精度および学習効率、獲得されたネットワーク構造に関して詳細な分析を行い、学習済ネットワークの信頼性について詳細に検討した。
(2)(1)の学習済ニューラルネットワークを用いた感度係数、すなわち、錆パラメータの各車両パラメータに対する感度、や車両パラメータ間の相関係数について詳細に調べ、錆パラメータに強く影響を与える車両パラメータ項目の絞り込み法について検討を行い、最終的に絞り込手法を提案した。
(3)(2)で絞り込まれた車両パラメータと錆パラメータの非線形関係を再度近似する。ここでも、(2)と同様に、学習の精度(汎化能力)、学習効率、獲得されたネットワーク構造に関して詳細な分析を行った。
(4)(1)〜(3)の非線形関係の定量化手法の研究開発と平行して、所定の腐食レベルを満足する車両パラメータの組み合わせの集合を多次元のデザインウインドウとして表示するシステムの研究開発を行った。
最終的に、腐食寿命の予測を行い、さらにターゲット寿命を実現する防錆処理設計の2段階設計法を開発し、実車に適用し、良好な結果を得た。

【研究種目】基盤研究(B)

【研究期間】2000 - 2002

【配分額】12,900千円 (直接経費: 12,900千円)

【研究分野】設計工学・機械要素・トライボロジー

【研究領域課題番号】09450065 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

ニュートラルネットワーク / 感性情報 / 自動車 / 操安性 / フィーリング解析 / 統計解析 / 満足化設計 / ニューラルネットワーク / ファジィ集合論 / アァジィ集合論

【研究成果の概要】

本研究では、感性の定量的な目標レベルを設定し、それを達成するための人工物の設計変数を定量的に決定するという、感性情報に基づく多目的満足化設計法を研究開発する。人工物の設計変数や応答諸特性・機能と感性情報の関係が特に複合的でありかつ非線形な自動車の操縦性・安定性(操安性)フィーリング問題を具体的な対象として、その関係を定量化し、さらに人工物設計へ定量的に感性情報を反映させるための手法を開発する。
昨年度は、まず、階層型ニュートラルネットワークによる学習から、感度解析と統計解析に基づく寄与の大きな項目の絞り込み、さらに学習済みネットワークから満足設計解の存在領域を多次元デザインウインドウとして表示するソフトウエアをWindows環境に構築した。そのソフトウエアを用いることにより、感性情報の処理過程を大幅に簡略化することが可能となった。最終年度の本年度は、より非線性の強いデータの処理を可能とするために、リカレント型のニュートラルネットワークを上記ソフトに組み込んだ。また、本手法の有効性を確認すべく、自動車の腐食寿命予測問題に適用し良好な結果を得た。最後に、これまでの研究成果のとりまとめを行った。

【研究種目】基盤研究(B)

【研究期間】1997 - 1999

【配分額】14,400千円 (直接経費: 14,400千円)