論文

従来の構造設計では難しかった多様解導出を可能とする創発設計システムを提案し、構造設計へ適用した。本研究においては、従来の最適化手法により得られた解と発現過程と最適化過程の２つの過程を有する本システムにより得られた多様解を比較することにより、２つの過程を有する本システムの有効性についての考察を行った。

アクチュエータを用いたアクティブ型免振装置を開発し、この免振装置の乗り心地改善効果を振動面と感性面の双方から検証した。その結果から、免振装置の稼動により、1-8Hzの広周波数域において人体振動は一様に低減し、乗り心地評価が向上することが示された。

本稿では、現在の最適デザインにおける要素還元的方法の限界およびデザイン解の画一化を解消すべく新たなデザイン方法を模索した。まず、要素が複雑に作用しあい、多様な種を生み出している生物界に目を向け、その有機組織の発生原理である創発という概念に着目した。次にこの創発過程とデザイン過程の類似性を確認し、デザインを創発的な過程ととらえることにより創発デザインの構造を決定した。さらに、創発デザインをＧＡや傾斜法など工学的方法により効率的に進める具体的な方法を考察した。

人工物設計を支援すべく、これまで多岐にわたる工学的設計方法の研究が行われてきた。その結果、既知系での最適な設計解を導く方法については多くの研究成果が得られた。しかし、未知系、すなわち従来にはない新しい発想の設計解を導く方法については、模索の段階といえる。このような背景において、従来の工学的設計方法の課題を述べるとともに、創発の概念を応用した新しい設計方法の研究を紹介した。

枝付け根付近に見られる自己補強形態であるあて部の生物学的適応挙動に着目し、この適用挙動を再現する有限要素解析を用いることで、力学的適応形状の生成方法を考察した。

本研究は、初期形状にとらわれない形状設計手法の構築を目的とし、有限要素解析における拘束条件と荷重条件の設定方法を考察するとともに、塑性理論に基礎を置く成長硬化理論を基に、骨折部近傍に見られる骨の成長と縮退を数値的に模倣する形状生成方法に関して基礎的検討を行った。

本研究では、ロバスト設計法を基に、機能のばらつきを人の嗜好性の違いに置換することで、嗜好性の違いを考慮する設計方法の構築し、その有効性を示した。

本研究では、革製シートのギャザーパターンに対するユーザの評価構造を解析した。双対尺度法、因子分析、クラスター分析などを用いたデータ解析の結果、規則性などの主要因が得られ、それらの主要因と設計仕様との因果関係が明確になった。

従来の設計は、要素還元論的な方法を用いていることから、既知系の中での最適化には効用を発揮するものの、未知系での設計解の導出には不向きであるとともに、多様解の導出が難しい。本研究では、創発の概念に基づいた設計方法について考察し、多様かつ新しい設計解導出の可能性を示した。

サイマル化をさらに促進させる方法として、両設計方法を定性設計方法から定量設計方法へ変換し、両設計情報を同質にするとともに、階層構造グラフを用いて両設計間のサイマルティーニアス・プロセスを構築する方法を提示した。さらに、定性設計と定量設計の融合を図るグレーボックスモデルが必要と唱え、今後のサイマル化の方法として示した。

本研究においては、自動車用シート設計に活用可能な定量的外観評価構造の解明を目的とし、感性工学の手法を用いた実験解析を行った。その結果、ヒトの嗜好に基づく層別化が行われるとともに、各層別の定量的評価構造が明らかになった。

本研究では、設計者が新製品の構想を有し、ユーザ要求から直接的に影響を受ける製品特性や構成要素を把握している場合において、その２次的、３次的な間接的影響を明確にし、それを含んだ設計プロセスを構築する方法として、ＱＦＤと階層構造グラフを用いた方法を提示した。

本研究においては、製品における構成要素の標準化法と、それを織り込んだプロセス化の新たな方法として、判別分析法と因子分析法を用いた他製品との比較法を提示するとともに、事例研究によりその有効性を示した。

本研究においては、製品開発上の課題である外観設計と機能設計間のサイマル化の方法として、両設計方法を定性的方法から定量的方法へ変換するとともに、グラフ理論を用いて両設計間のサイマルティーニアス・プロセスを構築する方法を示した。

自動車開発はヒップポイントの決定より始まることから、シートの仕様決定は主要な課題である。本研究では、主要なシート仕様の決定を支援するツールとして、シート外観の評価構造を明らかにするために、外観要素評価から嗜好評価を定量的に予測する方法を構築した。

自動車開発におけるサイマル化の推進を目的として、サイマル化要因の抽出とその構造の分析、サイマル化に関する主要な因子の抽出、ならびにサイマル化のボトルネック設計要素の抽出とその設計要素と因子との関係を解析した。

自動車開発におけるサイマルティーニアス・プロセス導入を取り巻く課題と戦略的視点を述べるとともに、テールランプ設計を事例とした検討結果を報告した。テールランプ設計においては、まず、外観の定量的設計方法を構築し、次に、その外観設計と従属関係の強い配光設計との共存解を求める設計プロセスを、階層構造グラフを用いることにより策定した。

歩行障害者の行動自由度の向上を狙いとして、歩行補助具の提案を試みた。内容は、低合成材料の弾性座屈挙動を利用する構造モデルにより、歩行時の姿勢保持機能と着座時の姿勢変化機能という相反し合う両機能の両立を図るものである。

シートの座り心地解析の結果、その代用特性として、腰椎支持割合など体圧分布上の４物性、静ばね定数とヒステリシスロス率の合成値などたわみ・振動特性上の３物性、およびヒップアングルの合計８物性が選定され、今後の定量設計方法への活用可能な設計因子として示された。

シート設計要因には評価の個人差が比較的少ない性能要因と、個人差大の嗜好要因が混在しており、この視点から評価構造の解明を試みた。その結果、嗜好要因として抽出されたばね感と硬さ感をもとに層別化した７グループの各評価構造が明らかとなり、シートの嗜好特性を制御する設計法として示した。