研究内容

  • 研究キーワード

    エネルギー貯蔵・制御、機器の寿命予測、故障物理、品質管理、信頼性工学

     

    研究内容の詳細

  • 現在の主な研究内容を示します.具体の成果発表は研究業績をご覧下さい.
  • 1)エネルギーシステムの信頼性・安全性・レジリエンス
  • 現在 i-パワードエネルギー・システム研究センターで推進しているインターネット型自律分散エネルギーシステム「バーチャルグリッド」を土台として,エネルギーシステムの信頼性・安全性・レジリエンスに関する要素技術の研究開発を行っています.
  • 自律分散型エネルギーシステムであるバーチャルグリッドが適用されるシーンのひとつとして,コワーキングスペースがあります.利用者が,このような場所を使う最大の目的は,仕事や学習の目的を達成することです.エネルギー消費は,この空間の使い勝手,言い換えれば品質を支えるために行われるものとなります.そこで,エネルギー消費を一つの要素として位置付け,環境や電力消費に関する大量のセンシングデータを,様々なデータ解析手法を用いて分析し,課題発見やエネルギー消費の最適化に活用する研究に取り組んでいます.研究の場所は,電気通信大学附属図書館の Ambient Intelligence Agora を活用しています.
  • また,グリッドに接続されたデバイスの機種や個体の判別や,接続した蓄電池の信頼性の診断を,機械学習や深層学習の手法を用いて行う方法の研究も行っています.これらの機能をバーチャルグリッドのインターフェイスとなるハブデバイスに実装することにより,グリッド全体をより安全,レジリエントに運用することが可能となります.
  • さらに,自律分散型のシステムを安全・安心に運営していくには,要素となるデバイスやコンポーネントの信頼性・安全性を向上させるだけでなく,「想定外」とされることの多い創発的な事象を予測し,対処することが必要です.また,人ー機械系のシステムにおいては,いかに「信頼」できるシステムを構築するかという課題もあります.
  • 当研究室では,これらのテーマに幅広く取り組んでいます.
  • 研究題目例:
  • センサーネットワークのデータ統合と位相的データ解析による環境・エネルギー分析に関する研究
  • センサーデータを用いたパブリックスペースの局所リスク評価と制御法の研究
  • 創電と蓄電を用いたエネルギーシステムの都市空間における効果的活用に関する研究
  • 自律分散グリッドにおける接続デバイスの個体分析と診断に関する研究
  • 創発的不具合解析のためのFRAMに基づく定量的分析に関する一考察
  • 自動/有人レジの不満データの際に着目した対人自動システムの信頼構造の分析
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  • 2)電子・電気デバイスの信頼性解析
  • 再生可能エネルギーを指向する世界においては,今まで以上に電子・電気デバイスの果たす役割が大きくなります.例えば,データ駆動型社会を支える大容量メモリデバイスや,EVなどに用いられる大容量の蓄電池や高効率なパワーデバイスは,新しい社会基盤を形成するキーデバイスといっても過言ではありません.これらの電子・電気デバイスには高い信頼性・安全性が要求されるため,産業界ではそのための技術開発が強力に進められています.
  • IoTの発達により,ビッグデータを前提とした研究が数多く進められています.一方で,信頼性に関する研究においては,かならずしもデータは大きくありません.高い信頼性のデバイスやシステムほど,観測される故障はすくなくなるためです.このスモールデータに基づくデータ解析においては,物理・化学的な知見や測定上の創意工夫と,高度な統計解析手法などを組み合わせて取り組む必要があります.
  • 当研究室は,大学における信頼性データ解析における研究成果と,産業界における製品固有の信頼性技術のコラボレーションによって,研究開発に貢献する高度な信頼性解析手法の研究開発に取り組んでいます.
  • 研究題目例:
  • TDDB寿命分布における故障物理に基づく事前情報を用いた統計モデリングの研究
  • 欠陥密度が不均一な場合の寿命分布の推定法および試験方法に関する研究
  • 充放電経路実験と電気化学インピーダンス法によるリチウムイオン二次電池の劣化メカニズムの検討
  • リチウムイオン二次電池のフィールド劣化における稼働プロファイルの影響評価
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  • 研究内容のパネル等
  •  リチウムイオン二次電池の残容量予測に関する研究

     半導体デバイスの超長期信頼化に関する研究
  •  社会インフラの不具合未然防止に関する研究
  •  i-パワードエネルギーシステムの信頼性・安全性・レジリエンスに関する研究
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    共同・受託研究テーマ

    エナジーデバイスの信頼度予測及び高信頼化に関する研究

    創発的不具合の未然防止とシステム・レジリエンス確保に関する研究

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  • 科学研究費助成事業・研究協賛

  • 認知症対応型AI・IoTシステム研究推進事業(国立研究開発法人日本医療研究開発機構(AMED)、分担)、2020-2023、代表:山口晴保).
  • 協調給電による再生可能エネルギー指向自律分散グリッドの開発と実証(科研費・挑戦的研究(開拓)、17H06293、2017-2020、代表:横川慎二).
  • 機械学習・深層学習を用いたリチウムイオン二次電池の市場信頼性予測の研究(公益財団法人カシオ科学振興財団・研究協賛、2016-2017、代表:横川慎二).
  • リチウムイオン二次電池の余寿命予測とリユースのための2変量寿命分布解析の応用(科研費・基盤研究(c)、26350472、2014-2016、代表:横川慎二).
  • リスクモードとオンラインモニタリング技術高度化に着目した未然防止体系の新展開(科研費・基盤研究(A)、15H01786、2015-2020、代表:鈴木和幸).
  • 次世代品質・信頼性情報システムの研究と開発(科研費・基盤研究(A)、22241038、2010-2015、代表:鈴木和幸).
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  • Rリポジトリ

    講義用資料(R Script)など