計測・制御・システム工学部会ロードマップ (2024.4.25改訂）
年度
2005

2010

世界
鉄鋼生産
急
拡生
大産
期
調
整期

技術
レベル
技
維術
持の・優
拡位
大性2015

新拡興
大国期
2020

ー

2025

グ
ロ

先
差進
別技
化術による

バ
対ル
応生
期産

部会活動の課題

技術的ニーズ

計測分野

・先進課題の出現
CO2削減、廉価原料の使用
経年設備の災害事故やレアメタル削減、新商品差別化
プロセス造込み、課題変化迅速対応 設備延命による投資コスト

ー

革新的製品特性を実現するための全工程一貫製造プロ
セス制御

カ2050

ュー

2040

革
新的技
術
開発

持続可能な製鉄所の実現：
・環境調和に資する技術・革新な一貫製造プロセス技術
・サイバーフィジカルシステム
・人工知能との協業

さらなる高機能・高性能製品開発の為の大量データオンライ
ン計測と材質、プロセスシミュ
レーションとの融合

システム分野

非線形性を考慮したモデル予測 人間中心的なシステム構築技術
制御少数熟練者の活用
設備能力の最大発揮技術
非熟練者の熟練化促進
製造プロセスのばらつきのモデ
ル化と制御による製品品質のば非熟練者の熟練化定着
らつきをなくすための制御技術
人とシステムの信頼構築のためオペレータ操業支援技術の方法論

抑制のための設備・構造部材の・先進課題対応
安全性および余寿命診断
上工程センシング
特性計測
ばらつきレス化
鉄源多様化、原料利用効率化に
品質制御
伴う上工程のプロセス制御高度
大量データの活用拡大
システム間連携化のための悪環境での高精細・（スパ（ースモデリング
システム柔軟化
高精度三次元形状・分布計測
マルチエージェント制御
・大量データの活用拡大：データ駆動制御、機械学習）
計測、制御、システムに跨る統合技術実現
若年者比率増加による技能レ・さらなる多種データ活用とベル低下を補う賢い制御シス
人とシステムの協働、持続的なテム、シェアードコントロール、大量データの活用拡大
価値創造
オペレータと機械（人とシステ（IoT活用等大量計測データ、ム）の協調制御実現
高度モデリング、人工知能等）
・他部門との連携による国内労働者人口減少に対応する
労働人口減少に対応するプ
プロセス知とための熟練技能代替自動化技術、 ロセスの自動化、省力化技
計測・制御・システム技術
作業者支援技術
術との融合
さらなる高機能・高性能製品開発
スマート製鉄所の実現：の為の大量データオンライン計測 地球環境保護に貢献する・高度な自動化、機械化と材質、プロセスシミュレーション 鉄鋼プロセス制御技術
・一貫全体最適化製鉄所との融合
・適応・進化型人工知能

2030

ボ社ン
会ニ
実
現
ト
ラ
ル

制御分野

大量データの活用拡大

人とシステムの協働・協調
持続可能な価値創造～非定常対応支援とレジリエンス
カーボンニュートラル製鉄プロセ
スにおける生産管理・操業支援システム

気候変動や資源の不足・遍在に自律的に適応する生産管理・操業支援システム
超革新製鋼プロセスを支えるシ
ステム諸技術

持続可能かつカーボンニュートラルを実現する製鉄プロセスのための計測・制御・システム技術
赤字：既に取組済みの課題、青字：今後取組予定の課題

計測分野ロードマップ
研究ニーズ（技術的、社会的）

2010

2015

高温、高粉塵など悪環境下での安定計測・分布技術

設備・構造部材の安全性および余寿命診断

ワイヤレスセンサネットワークの鉄鋼
応用 （研究会 '12〜'14）
・疲労・腐食・ガス・センシン
グ素子開発
・発電型電源・ノード位置推定技術
悪環境下での計測技術基盤

2020「製銑プロセスを安定化する内部分布計測技術」 （研究会'23〜'25）
2025

熟練技能代替自動化技術、作業者支援技術

極限環境のセンシング
センサデバイスの多機能化、高度化、小型化

2030
製銑プロセスの内部状態のセンシン
グ手法の創
2040

環境調和型
大量データオンライン計測と材質、プロセスシミュレーションとの融合

イメージング技術、画像処理技術の高度化

マイクロ波・ミリ波デバイスの高性能化
センサ・デバイスの高性能化、小型化（アレイ化）
深層学習ＤＬによるコンピュータの認識精度向上

至近で取り組むべき課題【B】【C】【E】
・官能検査、行動モニタリングのためのIoT技術・AIと融合した計測技術

共通

適応的エリアセンシング手法を用いた知能化設備異常診断（研究会'16〜'18）

適応的エリアセンシング手法を用いた知能化設備異常診断（研究会II 19〜'22）
・単一センサーによる複数個所の高速精密計測と大量計測データの高度活用
設備モニタリングの高度自動化
計測の観点でのセキュリ

将来開発が必要な課題【B】【C】
・人とＡＩのハイブリッド（human inthe loop）における計測の在り方
・技術者少ない中で人を代替した計測技術の機能担保方法

共通

情報通信インフラ充実化と多元計

測・情報融合大量計測データの高度活用
ソフトセンサーセンサーフュージョン
生成AI、説明可能AI

至近で取り組むべき課題【B】【C】【E】
・上流～下流の品質計測の高度化および管理厳格化。

将来開発が必要な課題【B】【C】
・温室効果ガス排出抑制に向けて、多様化（電炉化、新還元プロセス、材料変化など）することで発生する外乱リスク回避のための安定計測・分析技術

2050

鉄源多様化、原料利用効率化に伴う上工程のプロセス制御高度化

国内労働者人口減少に対応

最終目標

持続可能な高効率製鉄所の実現

経年設備の災害事故や設備延命による投資コスト抑制

Ａ：ナショプロ相当課題
Ｂ：研究会対応課題
Ｃ：フォーラム重点課題
Ｄ：各企業内対応課題
Ｅ：他分野との連携課題制御分野ロードマップ
研究ニーズ（技術的、社会的）2010

カーボンニュートラル社会の実現

国内労働者人口減少に対応する労働生産性の向上

高付加価値な商品・プロセス

オンライン最適化を核とした次世代鉄鋼プロセス制御 （研究会 '05~'09）

Ａ：ナショプロ相当課題
Ｂ：研究会対応課題
Ｃ：フォーラム重点課題
Ｄ：各企業内対応課題
Ｅ：他分野との連携課題⇒ 非定常操業における制御最適化技術
ばらつきのない製造を実現する大量データ活用型モデルベース制御技術 （研究会'09~'13）⇒ ばらつきの制御による製品品質高度化技術

2015

適応的エリアセンシング手法を用いた知能化設備異常診断 （研究会'16～'18）

2020

2025

2030

2040

高能率・安定圧延を実現する人とシステムのシェアードコントロール （研究会'18～'21）

研究課題 【B】【C】【E】

研究課題 【B】【C】

研究課題 【B】【C】

環境協調を実現する制御技術

自動化・省力化を実現する制御技術

革新的プロセスを実現する制御技術〇プロセス自動化のためのモデル化技術、制御技術〇大規模システムの分散協調制御〇LMIによる安定性と応答性を両立する制御系設計〇ロバスト・最適化技術によるロボット制御〇モデルベース開発による制御器設計〇マルチレート制御を応用した操作遠隔化〇サイバー空間の信頼性・ロバスト性評価〇機械学習・ニューラルネットワークを制御器として用いた制御系の安定性評価〇ハイブリッドシステム理論による製鉄所エネル
ギー制御〇温室効果ガス排出削減に寄与する最適化技術
製造プロセスおよびエネルギーの転換を前提とした製鉄所エネルギー制御・最適化

人・機械・システムによる製鉄所オペレーションの自動化・省力化
サイバーフィジカルシステムを核とする自律化技術の確立

2050

カーボンニュートラル製鉄

最終目標

持続可能な製鉄所の実現

自律操業する製鉄所

革新的製品・プロセスを実現するための全工程一貫製造プロセス制御

システム分野ロードマップ
研究ニーズ（技術的、社会的）2010

２．カーボンニュートラル生産システム

１．状況変化への対応能力の獲得
１）人とシステムの協調・共創２）レジリエントな生産管理、操業

３）AIの活用

エージェント技術による製鉄所「現場力」の維持発展（研究会
人とシステムの協調
人間中心的熟練化システム技術

2015「ゆらぎ」への耐性を実現するための人・システム共創型リスクマネジメント（震災復興アクションプラン '12~'14）
人を「育てる」システムへの進

レジリエントな組織、システムの実現を支援する人間・機械協調型シ2020

適応的エリアセンシング手法を用いた知能化設備異常診断（部会合同研究会 '16～'18）

安定的で持続可能な価値を創造するシステム技術
・熟練者がシステムを育てる，熟練者をシステムが育てる，システム自身が適応・進化する
・環境変動・市場ニーズに自律的に適用可能なレジリエントな生産管理システム

Ａ：ナショプロ相当課題
Ｂ：研究会対応課題
Ｃ：フォーラム重点課題
Ｄ：各企業内対応課題
Ｅ：他分野との連携課題

攻めの操業を支えるシステムレジリエンス（研究会 '20～'22）
・安定逸脱系のメカニズムモデル，破綻の未然防止を支援するシステムレジリエンス技術
2025

2030

2040

研究項目 【B】【C】
新たな状況への対応能力の獲得
・人と協調するシステム： 大量データと、人間の判断、行動情報を統合した認識、判断、行動、学習サイクルの支援システム，Human-In-The-Loop
・非定常事象に対応するためのレジリエントな生産 管理、操業支援技術の開発

研究項目 【B】【C】【E】
カーボンニュートラル生産システムの基礎技
術
・環境変動・市場ニーズに適応する強靱な生産管理システム（ベース技術）
・原料（CF水素・電力含む）調達～生産（素材）～メーカー（最終製品）～リサイクル/廃棄

環境調和・産業共生のための完全資源循環型（Crade-to-Cradle）製鉄所の実現
・ヒト中心型鉄鋼エコシステムのメカニズムとそのモデル
・CCS/CCU完全統合の鉄鋼ライフサイクルの評価と運用（← 高炉水素還元・大量CF水素のサプライ）・サイバーフィジカル製鉄所

2050

大量CF水素の安定的なライフサイクルシステムの構築
月面製鉄所に最適なロジスティクス・生産管理・操業支援のシステム技術
持続可能な環境調和型製鉄所の実現
キーワード
最終目標

参加型設計、複雑適応系、知の共有と組織化、知識フィル

サービスサイエンス、クラウドコン
ピューティング、レジリエンスエンジニ
アリング

機械学習（深層学習等）、確率的最適化・進化計算、生成

環境調和
持続可能