髙田 祥三 (タカタ ショウゾウ)

写真a

所属

理工学術院

職名

名誉教授

ホームページ

http://www.takata.mgmt.waseda.ac.jp

学歴 【 表示 / 非表示

  •  
    -
    1978年

    東京大学   工学系研究科   精密機械工学専門課程博士課程修了  

  •  
    -
    1972年

    東京大学   工学部   精密機械工学科卒業  

学位 【 表示 / 非表示

  • The University of Tokyo   Doctor of Engineering

  • 東京大学   工学博士

経歴 【 表示 / 非表示

  • 1990年
    -
    1992年

    大阪大学工学部電子制御機械工学科 助教授

  • 1980年
    -
    1990年

    東洋大学工学部機械工学科 助教授

  • 1978年
    -
    1980年

    東洋大学工学部機械工学科 専任講師

所属学協会 【 表示 / 非表示

  •  
     
     

    SME (Society of Manufacturing Engineers)

  •  
     
     

    ASME (American Society of Mechanical Engineers)

  •  
     
     

    CIRP (The International Academy for Production Engineering)

  •  
     
     

    人工知能学会

  •  
     
     

    日本設備管理学会

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研究分野 【 表示 / 非表示

  • 安全工学

  • 社会システム工学

研究キーワード 【 表示 / 非表示

  • 環境調和型生産,メンテナンスマネジメント,環境調和型製品サービスシステム

論文 【 表示 / 非表示

  • Simulation System as a Tool for Improving Material Flow Management in Circular Manufacturing

    K. Asai, D. Nishida, S. Takata

    Proceedings of the 11th International Symposium on Environmentally Conscious Design and Inverse Manufacturing    2019年11月  [査読有り]

  • Selecting the Optimum Inspection Method for Preventive Maintenance

    N. Kuboki, S. Takata

    Procedia CIRP   80   512 - 517  2019年  [査読有り]

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    Abstract

    With technological advances, our lives have become increasingly dependent on various facilities. It is important to detect deterioration or failure symptoms using inspection or monitoring devices for enabling preventive maintenance to keep them working. For this purpose, it is necessary to select the proper inspection method to detect deterioration and failure symptoms of each equipment item. In this paper, we propose a systematic method to determine the optimum combination of inspection methods to minimize the sum of inspection costs and the losses due to equipment failure considering the detection capability of both humans and inspection or monitoring devices. The proposed method was applied to the equipment in a distribution center to demonstrate its effectiveness.

    © 2019 The Authors. Published by Elsevier B.V. This is an open access article under the CC BY-NC-ND license (http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/)
    Peer-review under responsibility of the scientific committee of the 26th CIRP Life Cycle Engineering (LCE) Conference.
    Keywords: inspetion method; preventive maintenance; inspection and monitoring devices; causal relation; Genetic Altgorithm

    DOI

  • Life cycle simulation system as an evaluation platform for multitiered circular manufacturing systems

    S. Takata, K. Suemasu, K. Asai

    CIRP Annals - Manufacturing Technology   68   21 - 24  2019年  [査読有り]

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    A life cycle simulation (LCS) is a powerful tool for evaluating the life cycle scenarios of circular manufacturing. Although many LCSs have been developed so far, they were specific to particular scenarios and products. Therefore, we developed a general-purpose LCS system that can be used to evaluate various life cycle scenarios including multiple circulation paths such as closed-loop and cascade reuse and recycling. This system is useful for developing effective circular manufacturing systems with proper life cycle options. We applied it to a closed-loop and cascade reuse of lithium-ion batteries of electric vehicles in order to demonstrate its effectiveness.

    DOI

  • リーンオートメーションのためのマテリアルハンドリングシステム設計法

    山崎 康彦, 重松 研太, 翁 嘉華, 小島 史夫, 髙田 祥三

    日本機械学会論文集   84 ( 862 ) p. 17-00533  2018年  [査読有り]

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    Current production systems are required to stay up-to-date with the changing market conditions. To date, most conventional
    flexible systems are dependent on human flexibility. However, the demand for flexible automation systems is increasing
    because of rising labor costs and higher quality requirements, even in emerging countries. To implement automation systems
    in the unpredictable market, cost reduction is essential to reduce the investment risk. However, there is no systematic design
    method for reducing the cost of automation systems. Thus, in this study, we propose a new method for the design of material
    handling systems, wherein the waiting time of the equipment is reduced by grouping the operations and allocating certain
    equipment to each group. The proposed design method uses a genetic algorithm to determine the optimal grouping of
    operations on the basis of the equipment cost and cycle time. The design method is then applied to an automobile engine
    control unit to verify its effectiveness.

    DOI

  • Process-independent workstation layout for lean automation

    K. Shigematsu, Y. Yamazaki, S. Kato, F. Kojima, S. Takata

    CIRP Annals   67   475 - 478  2018年  [査読有り]

     概要を見る

    Owing to increasing labor costs, manufacturing companies have placed importance on the implementation of inexpensive automation systems, especially in developing countries. In response to such requirements, we have proposed a lean automation system, wherein the waiting time of the material handling equipment is reduced. This is achieved by grouping the operations and allocating equipment to each operation group. With this design method, the workstations are not necessarily arranged in the order of the process sequence. In this study, we propose a method for optimizing the workstation layout to reduce the equipment transfer distance and to decrease the cost of equipment for each product. To verify the effectiveness of the proposed lean automation system, the method developed herein is applied to an electric engine control unit assembly line.

    DOI

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書籍等出版物 【 表示 / 非表示

  • 機械実用便覧

    日本機械学会編, 髙田祥三

    丸善  2011年12月

  • 機械工学便覧デザイン編β1(設計工学)

    日本機械学会編, 髙田祥三

    丸善  2007年05月

  • LCCを最適化する論理的・合理的設備管理ライフサイクル・メンテナンス

    髙田祥三

    JIPMソリューション  2006年04月

  • 機械工学便覧デザイン編β(生産システム工学)

    日本機械学会編, 髙田祥三

    丸善  2005年07月

  • インバース・マニュファクチャリングハンドブック−ポストリサイクルの循環型ものづくり−

    インバース・マニュファクチャリングフォーラム監修, 髙田祥三

    丸善  2004年03月

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Misc 【 表示 / 非表示

  • 新興国に対する低環境負荷リマニュファクチャリング自動車の提供シナリオ

    土岐直弘, 髙田祥三

    2015年度精密工学会春季大会学術講演会講演論文集     93 - 94  2015年

  • モジュール組換リマニュファクチャリングにおける在庫管理方法

    荻野俊光, 髙田祥三

    2015年度精密工学会春季大会学術講演会講演論文集     101 - 102  2015年

  • 陽光パネルのライフサイクルビジネス設計

    木山大地, 髙田祥三

    2015年度精密工学会春季大会学術講演会講演論文集     105 - 106  2015年

  • エスカレータのライフサイクルメンテナンスにおける部品取替の同期化方法

    中西哲章, 髙田祥三

    2015年度精密工学会春季大会学術講演会講演論文集     111 - 112  2015年

  • Module-based renewal planning of energy using products for reducing environmental load and life cycle cost

    Hiroki Iijima, Saya Yoshida, Shozo Takata

    22ND CIRP CONFERENCE ON LIFE CYCLE ENGINEERING   29   162 - 167  2015年  [査読有り]

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    For products whose environmental load during operation is significant, frequent product renewal could be a better option over the life cycle than longer use with intensive maintenance. However, such frequent renewal could result in an excess consumption of resources. To address such a problem, we propose the concept of module-based renewal in which only the modules that mainly contribute to the energy consumption are replaced. The concept is applied to the air-conditioning system of a commercial building to illustrate the effectiveness of such an approach. The results of a life cycle simulation show that module-based renewal is superior to whole renewal in terms of environmental load, resource consumption, and life cycle cost. (C) 2015 The Authors. Published by Elsevier B.V.

    DOI

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共同研究・競争的資金等の研究課題 【 表示 / 非表示

  • 環境調和型プロダクト・サービス・ビジネスの設計支援システムの開発

    研究期間:

    2012年04月
    -
    2015年03月
     

     概要を見る

    環境問題の深刻化から,製造企業は低環境負荷のビジネスの実現を求められており,その方策として製品サービスシステム(PSS)に基づく環境調和型ビジネスが期待されている.本研究では,環境調和型PSSビジネスの設計において,シェアリングなどの複数顧客を必要とする提供方法も考慮し,環境負荷削減と顧客満足を実現することのできるサービスと提供方法の最適組合せを求める方法を提案し,マネージド・ドキュメントサービスへの適用によりその有効性を確認した

  • 鉄道駅設備におけるメンテナンスのあり方 Ⅱ

    研究期間:

    2015年
     
     
     

  • 空調機におけるデータを活用したライフサイクルマネジメントに関する研究

    研究期間:

    2015年
     
     
     

  • 生産設備の大規模データ解析手法の研究

    研究期間:

    2015年
     
     
     

  • 鉄道駅設備におけるメンテナンスのあり方

    研究期間:

    2014年
     
     
     

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講演・口頭発表等 【 表示 / 非表示

  • 運転要求・設備状態・メンテナンス作業負荷を考慮した ライフサイクル管理手法

    青木 聡汰, 髙田 祥三

    創立30周年記念 春季研究発表大会   日本設備管理学会  

    発表年月: 2019年06月

  • How to make use of IoT technologies for QCD Kaizen (improvement) activities

    S. Takata  [招待有り]

    Workshop: Technologies for ZERO DEFECT MANUFACTURING Strategy: from Measurements to Knowledge   (イタリア) 

    発表年月: 2019年06月

  • 統合循環生産システムの評価プラットフォームとしてのライフサイクルシミュレーションシステムの開発

    髙田祥三, 末益慧佑, 中村昌弘

    エコデザイン・プロダクツ&サービスシンポジウム2018   (東京(新宿区))  エコデザイン学会連合  

    発表年月: 2018年12月

  • 経済環境と企業の為替取引のモニタリングに基づく推奨為替商品の特定

    松本 有理子, 高田 祥三

    日本経営工学会2018年秋季大会   日本経営工学会  

    発表年月: 2018年10月

  • 運転制御用センサからのデータに基づくメカトロニクス機器の故障兆候検知法

    栗林拓也, 髙田祥三

    2018年度精密工学会秋季大会学術講演会講演論文集  

    発表年月: 2018年09月

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特定課題研究 【 表示 / 非表示

  • コスト競争力強化のための機器リユースを考慮したリーンオートメーション設計手法

    2018年  

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     近年、変化に対して柔軟に対応できる自動化ラインが求められている。これに関して、最近提案されたリーンオートメーション設計法では、マテハン機器がライン上を移動しながら複数マテハン作業を実行するため、生産要求が変化しても各機器の実行する作業を組み替えることで機器構成の変更を最小限に抑え、変更コストを削減できる可能性がある。しかし、現状の設計法では、将来の変更を考慮していない。そこで本研究では、モンテカルロ感度分析を用いて、将来発生するであろうライン変更で必要となるコスト増加が小さいマテハン機器の組み合わせを選択する設計方法を開発し、自動車のエンジンECUに適用することで有効性を確認した。

  • 状態基準メンテナンス・更新統合計画法

    2017年  

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    本研究では,複数アイテムから構成される設備について,アイテム間の相互作用を考慮しながら,構成要素の交換を行うべきか,あるいは設備自体の更新を行うべきかなどの意思決定を最適化する手法を提案した.意思決定は,運転データから判断される設備構成要素の処置タイミング,監視データから故障の予兆を検知したタイミング,設備構成要素が故障したタイミングで行うものとし,各時点での最適な処置内容と範囲は,運転履歴や監視データから推定する構成要素の余寿命と今後の運転状態などを考慮して決定する.提案手法を商業用ビルに設置されたマルチエアコンに適用し,運転方法等の違いに応じた適切な意思決定が可能なことを確認した.

  • 設備更新計画を統合した状態基準メンテナンス処理内容決定法

    2016年  

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    Forreducing the life cycle cost of the facilities, it is important to select theproper treatment based on the facility condition at the time of decision makingsuch as the time of preventive maintenance. For example, we need to decide whetherwe should replace a lower level item or an upper level item in the case of alower level item failure of the facilities with a hierarchical structure. Inthis study, we propose a method to estimate the expected extent ofdeterioration and failure effects which would occur in the future, based on theoperation and maintenance history as well as the current operating conditions,and to determine the appropriate treatments. In this method, we take the complementaryfunctional relationships among facility components in the case of redundantstructure into consideration in evaluating the failure effects. The method hasbeen applied to the multi-sprit type air-conditioning system of a commercialbuilding to illustrate its effectiveness.

  • 環境調和型プロダクト・サービス・ビジネスの設計支援技術の開発

    2011年  

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    1. 序論 環境問題の深刻化にともない,製造業は循環型生産に基づく環境調和型ビジネスへの移行が求められている.環境調和型ビジネスとは,「環境負荷削減方策を組込むことで,顧客価値と収益性を保ちながら従来よりも環境負荷削減を実現するビジネス」と定義する.従来の売切り型ビジネスでは,多くの場合3R (Reduce, Reuse, Recycling) の組込みは難しい.それは,使用・廃棄段階においてメーカによる管理ができず,使用履歴の把握や回収が容易でないからである.このような売切り型ビジネスからの脱却,およびそれによる環境負荷削減の期待から,近年,製品サービスシステム(以下PSS)の概念が注目されている.しかし,PSSに基づく環境調和型ビジネス設計手法に関する従来研究は,事例に基づいたものが多いが,成功事例が少なくPSSビジネスと環境負荷削減効果の間の関係について十分な知見が得られていない[1]. 本研究では,PSSビジネスにおける製品サービス提供形態に着目し,環境負荷削減効果との関係を検討する.ここで,製品サービス提供形態とは,「機能実現のための製品・サービスの構成,およびそれらを提供するための契約方法の組み合わせ」と定義する.まず,製品サービス提供形態と環境負荷削減方策の対応関係をそれらのメカニズムに基づいて分析する.そして,作成した対応表を基に,対象製品の特性に応じて選択される環境負荷削減方策を有効に機能させる上で効果のあるサービスと契約方法の組み合わせを導出し,環境調和型ビジネス設計支援に役立てることを目的とする.なお,本研究では,既存の提供形態の改善設計を目的としているため,製品改善や新規ビジネス設計は対象としない.2. 製品サービス提供形態と環境負荷削減方策の整理2.1. 製品サービス提供形態の構成要素 従来,製品サービス提供形態の変更,例えば,売切り型からレンタルへの変更による環境負荷削減の可能性などは議論されている[1].しかし,レンタルにより,組込み可能となる具体的な環境負荷削減方策とその削減メカニズムは明確にされていない.このことから,製品サービス提供形態を特徴づける要素を明らかにし,それらが個々に,環境負荷削減方策に対して与える影響を分析することが必要である.本研究では,製品循環の中で顧客と関連する要素として,所有権,期間,使用者,使用場所,メンテナンス実行者,回収者,引取場所の7つを製品サービス提供形態の構成要素として扱う.2.2. サービスの分類 サービスは,提供物の面から,行為,情報,金融に分類できる.また,梅田の環境サービスの分類を基にすると,製品および製品LCに関する「LC管理型サービス」と,直接顧客に提供される「ユーザ指向型サービス」に分類できる[2].本研究では,このうち製品のLC管理に直接影響を与え,環境負荷削減効果が高いと考えられるLC管理型サービスを扱う.また,提供物としては,行為の提供として「作業請負」,「場所提供」,「回収」を,情報の提供として「助言」を考える.2.3. 環境負荷削減方策の整理 環境負荷削減方策は,木村ら[3]に整理されたものを拡張して,メンテナンス,製品リユース,部品リユース,リサイクル,適正条件使用,適正環境使用,共同利用,複数量処理を考える.3. 製品サービス提供形態と環境負荷削減方策の対応表(1)環境負荷削減方法の整理 使用段階の主な環境負荷削減対象として,資源とエネルギがある.資源の削減方法は,生涯台数と運用台数の削減に分類できる.生涯台数は,各顧客が一定期間中に使用する台数を意味する.運用台数は,ある期間において同時に運用する台数を意味する.生涯台数の削減は,「メンテナンス」,「適正条件使用」,「適正環境使用」,「製品リユース」に対応する.運用台数の削減は,「共同利用」に対応する.エネルギは,原単位の低減と使用量の削減の2つがある.原単位の低減は製品改善にあたるので今回は扱わない.使用量の削減は,使用回数,使用時間の削減,および運転状態の改善に分類できる.使用回数の削減は,「適正条件使用」,「複数量処理」,使用時間の削減,運転状態の改善は「適正条件使用」に対応する. 製造段階の環境負荷削減対象は,主に資源である.資源の削減方法としては,「部品リユース」,「リサイクル」がある. (2)製品サービス提供形態の構成要素との対応付け 各環境負荷削減方策が「人」,「場所」,「提供方法」,「LCフロー」のどれにより実行されるのかという実行因子を把握する.そして,「人」,「場所」は,代替・促進,「提供方法」は配置方法,「LCフロー」は介入の改善策を適用し,製品サービス提供形態の構成要素と対応付ける.「人」は,使用者,保守実行者と対応する.「場所」は,使用場所と対応する.「提供方法」は,所有権,期間と対応する.最後に,「LCフロー」は,回収者,引取場所と対応する.各改善策の定義は以下に示す.・代替:従来より適切に行える人,場所に変更すること・促進:使用者に従来より適切な使用を促すこと・配置方法:製品循環または,人の集合により使用すること・介入:使用から廃棄のLCフローに介入し,再投入を実現すること 例えば,「適正条件使用」は,実行因子が人であり,改善策として代替・促進が対応する.そのため,使用者の変更のために作業請負サービス,または使用者の行動改善のために助言サービスを付加することが有効である.4. 製品サービス提供形態の導出方法(1)環境負荷削減方策の決定 LCAから環境負荷の大きいLC段階を把握する.削減対象より,製品に有効な環境負荷削減方策を選定する.(2)製品サービス提供形態の構成要素の値の決定 環境負荷削減を有効に機能させるために,必要な製品サービス提供形態の構成要素の値を変更する.5. 掃除機への適用(1)環境負荷削減方策の決定 掃除機の製品耐用寿命は7年,製品価値寿命は8年である.環境負荷はLCAより,材料調達・部品製造段階が4割,使用段階が3割を占める[3].価値寿命のほうが長いため,生涯台数削減として,「メンテナンス」を適用する.また,掃除機は,使用時期のばらつきおよび非稼働時間が比較的多い製品である.そのため,運用台数削減として「共同利用」を適用する.エネルギ削減には,使用時間の削減をするため,「適正条件使用」を適用する.最後に,主要部品の最長寿命が10年であるため,「部品リユース」は行わず,「リサイクル」を適用する.以上より,今回は4つの環境負荷削減方策を組込む.(2)製品サービス提供形態の構成要素の値の決定 掃除機の特性上,使用場所は「顧客」となる.「共同利用」は,配置方法の改善策から所有権,期間を変更する.次に,「適正条件使用」は,代替・促進の改善策から使用者の変更,もしくは,使用者の行動改善をする.「メンテナンス」は,代替・促進の改善策から,保守実行者を変更する.最後に,「リサイクル」は, LCフローの改善策から,回収者,引取場所を変更する.これら4つの環境負荷削減方策の組み合わせを考え, 今回は29の製品サービス提供形態が導出できた.6. 考察 まず,環境負荷削減方策間のコンフリクトを考察する.「共同利用」により,製品の稼働率が増加する一方,劣化速度は速くなる.それに対して,「適正条件使用」により,劣化速度の減少およびエネルギ消費の抑制が可能となる.また,「メンテナンス」により,状態量の回復という効果もある.「リサイクル」による新規素材投入量の削減も可能となる.そのため,今回の場合,環境負荷削減方策間でのコンフリクトはなく,方策が多く組み込まれている案1,2が環境面では望ましいと考えられる.  次に,環境負荷削減方策の効果の優先順位を考察する.「共同利用」は運用台数を削減するため,最も環境負荷削減の効果が期待できる.また,今回の場合,掃除機の平均使用時間が比較的短く,「適正条件使用」による使用時間の削減およびそれによる環境負荷削減効果は低いと考えられる.そのため,「メンテナンス」による長期使用の実現とそれによる環境負荷削減効果のほうが高いと考えられる.「リサイクル」は最後に必ず行われるものであり,全ての製品サービス提供形態に含まれる.以上より,今回の場合,環境負荷削減方策の効果の優先順位は,「共同利用」,「メンテナンス」,「適正条件使用」である.これに基づき,3つの方策を組込む場合の製品サービス提供形態の優先順位が付けられる.7. 結論 本研究は,製品サービス提供形態と環境負荷削減方策との関係をメカニズムに基づいて,分析的に解明することで,環境調和型ビジネスの設計支援法を提案し,掃除機へ適用した.実際の環境負荷削減効果はLCSによる検証が必要である.参考文献[1]佐藤雄太,環境調和型製品サービスシステム設計法,精密工学会春季大会学術講演会,2010, pp177-178.[2]梅田靖,持続可能社会に向けた環境サービスイノベーション,精密工学会誌,Vol76,No.3,2010,pp257-260.[3]木村文彦他,インバースマニュファクチャリングハンドブック,丸善,2004,pp57-60.[4]小林英樹,製品ライフサイクルプランニング,オーム社,2003.

  • 顧客満足と環境負荷を考慮したモジュールベースモデルチェンジ計画

    2007年  

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    持続可能な社会の実現のためには,製品の機能を向上させながら,その製品の製造から廃棄までにかかる環境負荷を削減しなくてはならないが,これらの両立は一般には容易でない.環境負荷削減には,部品や製品のリユースが有効であり,リユース対象物の製造期間を長くすることで,リユースの効果も高くなる.一方,機能向上のためのモデルチェンジはその製品の製造期間を短くするため,限界リユース率を下げることになる.本研究は,リユースによる環境負荷の削減と製品機能の向上を両立させるために,モジュール単位でのモデルチェンジ計画の立案方法を開発したものである.具体的には,顧客満足とモジュールの関係をコンジョイント分析とQFDの手法を用いて同定し,顧客の要求を満足するように品質特性値を向上させるために,一部のモジュールをモデルチェンジする一方で,環境負荷削減効果が大きくなるように別のモジュールのモデルチェンジを抑えるという考え方に基づき,モジュールごとのモデルチェンジ計画を立案する方法を提示した.また開発手法をコピー機に適用し,その有効性を確認した.

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海外研究活動 【 表示 / 非表示

  • 循環型生産のための製品ライフサイクルエンジニアリング

    2006年10月
    -
    2007年03月

    イギリス   シェフィールド大学

    ドイツ   ベルリン工科大学

 

委員歴 【 表示 / 非表示

  • 2016年
    -
     

    ASTM International  Member of Editorial Board (Journal of Smart and Sustiainable Manufactueing Systems)

  • 2016年
    -
     

    ASTM International  Member of Editorial Board (Journal of Smart and Sustiainable Manufactueing Systems)

  • 2014年
    -
     

    ㈳日本鉄道車両機械技術協会  顧問

  • 2014年
    -
     

    経済産業省  日本工業標準調査会産業機械技術専門委員会委員長

  • 2014年
    -
     

    経済産業省  日本工業標準調査会標準第一部会委員

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