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仮想計測技術
ソフトセンサー，バーチャルメトロロジー，PAT
製品品質を制御したくても肝心の品質をリアルタイムには計測できない．このあらゆる産業界に共通する問題を解決するために，運転状態（操業データ）から製品品質を推定する基盤技術を開発しています．半導体産業ではバーチャルメトロロジー（Virtual Metrology），製薬産業ではProcess Analytical Technology（PAT），その他，化学や鉄鋼等ではソフトセンサー（Softsensor）と呼ばれており，多くの企業と連携して技術開発と研究成果の実装を進めています．
様々なモデル構築方法が提案されていますが，製品特性や装置特性の変化にも適応可能な方法の１つとして，Just-In-Time型モデリングの一種である局所PLS（Locally Weighted Partial Least Squares: LW-PLS）を提案し，その産業応用を進めています．
本研究テーマに関連して，計測自動制御学会制御部門パイオニア技術賞を受賞しています．
第一三共との共同研究
製品試験による品質保証（Quality by Testing）から工程内での品質作り込み（Quality by Design）へというパラダイムシフトを起こし，製剤プロセスでRTRT（Real Time Release Testing）を実現するために，QbD（Quality by Design）とPAT（Process Analytical Technology）による重要品質特性の工程内監視・制御が求められています．特に統計的モデル構築手法に着目し，そのための基盤技術を開発しています．
- H. Nakagawa, M. Kano, S. Hasebe, T. Suzuki, N. Wakiyama: Real-Time Monitoring of Lubrication Properties of Magnesium Stearate Using NIR Spectrometer and Thermal Effusivity Sensor. International Journal of Pharmaceutics, Vol. 441, Issues 1-2, pp. 402-413 (2013)
- H. Nakagawa, T. Tajima, M. Kano, S. Kim, S. Hasebe, T. Suzuki, H. Nakagami: Evaluation of Infrared-Reflection Absorption Spectroscopy Measurement and Locally Weighted Partial Least Squares for Rapid Analysis of Residual Drug Substances in Cleaning Processes. Analytical Chemistry, Vol.84, No.8, pp.3820-3826 (2012)
- S. Kim, M. Kano, H. Nakagawa, S. Hasebe: Estimation of Active Pharmaceutical Ingredients Content Using Locally Weighted Partial Least Squares and Statistical Wavelength Selection. International Journal of Pharmaceutics, Vol.421, No.2, pp.269-274 (2011)
昭和電工との共同研究
局所PLSとモデル予測制御を組み合わせた推定制御システムを開発し，複数のプロセスで生産性向上を実現しています．また，相関型Just-In-Time型モデリング手法を開発し，化学プロセスを対象としたソフトセンサーの設計に適用することで，非常に高精度な品質予測を実現しました．
- S. Kim, M. Kano, S. Hasebe, A. Takinami, T. Seki: Long-Term Industrial Applications of Inferential Control Based on Just-In-Time Soft-Sensors: Economical Impact and Challenges. Industrial & Engineering Chemistry Research, Vol. 52, No. 35, pp. 12346-12356 (2013)
- K. Fujiwara, M. Kano, S. Hasebe, A. Takinami: Soft-Sensor Development Using Correlation-Based Just-In-Time Modeling. AIChE Journal, Vol.55, Issue 7, pp.1754-1765 (2009)
新日鐵住金との共同研究
現象論に基づく物理モデルと運転データに基づく統計モデルとを組み合わせたグレーボックスモデルを用いて，鉄鋼プロセスの安定操業を実現するためのシステム開発に取り組んでいます．
- I. Ahmad, M. Kano, S. Hasebe, H. Kitada, N. Murata: Gray-Box Modeling for Prediction and Control of Molten Steel Temperature in Tundish. Journal of Process Control, Vol. 24, Issue 4, pp. 375-382 (2014)
- T. Okura, I. Ahmad, M. Kano, S. Hasebe, H. Kitada, N. Murata: High-Performance Prediction of Molten Steel Temperature in Tundish through Gray-Box Model. ISIJ International, Vol. 53, No. 1, pp. 76-80 (2013)
- S. Sonoda, N. Murata, H. Hino, H. Kitada, M. Kano: A Statistical Model for Predicting the Liquid Steel Temperature in Ladle and Tundish by Bootstrap Filter. ISIJ International, Vol.52, No.6, pp.1086-1091 (2012)
JFEスチールとの共同研究
Just-In-Time型モデリング手法の一種である局所回帰（Locally Weighted Regression; LWR）を鉄鋼プロセスに適用することで，鉄鋼製品の品質バラツキを抑制し，製造コストを削減すると共に，製造現場における運転員の負担を軽減しています．
- H. Shigemori, M. Kano, S. Hasebe: Optimum Quality Design System for Steel Products through Locally-Weighted Regression Model. Journal of Process Control, Vol.21, Issue 2, pp.293-301 (2011)
- 茂森, 南部, 長尾, 荒木, 水島, 加納, 長谷部: 制約付き局所回帰モデルを用いた鋼材の平面形状制御. 計測自動制御学会論文集, Vol.46, No.8, pp.472-479 (2010)
- 茂森, 長尾, 平田, 南部, 池田, 水島, 加納, 長谷部: 局所回帰モデルを用いた鋼材の品質制御. 計測自動制御学会論文集, Vol.44, No.4, pp.325-332 (2008)
業績（発表論文）リスト
論文リストについては，各教員のページを参照して下さい．
