平成２８年１１月１４日
01
革新的設計生産技術 公開シンポジウム２０１６「三次元異方性カスタマイズ化設計・付加製造拠点の構築と地域実証」
研究開発責任者（所属）：教授 掛下 知行（大阪大学）

デライトものづくり先行拠点の構築～関西地域活性化に向けた設計生産拠点構築、モデル実証と共通設計、発想支援
ソフト活用した高付加価値商品、デバイス事業創出～
発表者（所属）：教授 中野 貴由（大阪大学）、部長 寺西 正俊（パナソニック）
実施機関：（NEDO直接委託先）（大阪大学再委託先）

大阪大学
パナソニック株式会社
大阪府立産業技術総合研究所
帝人ナカシマメディカル株式会社
川崎重工業株式会社
大阪府立大学北須磨動物病院
京都大学
東京大学

ヒューリック浅草橋ビル ２階 HULIC HALL、15：25～15：45

アジェンダ

1. 「新しいものづくりシステム」へのアプローチ

２．研究開発の紹介

３．プラットフォーム（普及拠点）構想

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SIP革新的設計生産技術が実現するデライトものづくり 03
ＳＩＰ革新的設計生産技術ではデライトものづくりの中でA.感性 B.潜在価値 C.複雑・迅速造形 D.高性能・新機能に集中的に取り組む顧客価値
（満足）

Ａ.感性

新しいものづくり＝ デライトものづくり

Ｂ.潜在価値

Ｃ.複雑・迅速造形

デライト性
喜び・魅力
驚き

Ｄ.高性能・新機能

従来ものづくり性能
品質
機能的価値（品質等）

デライトものづくりシステムの理論・考え方

04

数理工学や統計手法、AI等を用いた、多様なプロトタイプの顧客提示に基づくインタラクティブ・価値探索型ものづくりへの挑戦
製品の使われ方のデータ

ユーザ
個人
企業

新しい価値

価値モデル（社会的知能）

多様な反応（喜び、驚き）デライト価値価値のアジャイルな繰返し 分析・評価
探索評価
顧客価値
初期提案

データ

相関分析
機能・技術
価値と技術の関係性
データマイニング
目標機能

多様なプロトタイプ生成

複雑造形・加工先端材料

概念・機能設計
検証技術

１．「新しいものづくりシステム」へのアプローチ（デライト価値）○狩野モデルと２つのデライト価値

常識超えの性能品質

＋α
機
能05

従来にない
性能品質

魅力品質
性能品質

基
本
機
能項目

内容

例（スマートフォン）

魅力品質

不充足でも仕方がない（不満には ハイレゾ音源（あれば良いが、なく思わない）が、充足されれば満足 ても不満ではない）、曲面液晶など一元的品質不充足だと不満、充足されると満足

当たり前品質不充足だと不満、充足されて当た 通話音声（音が良くて当たり前、り前聞き取りづらいと不満）

一元的品質

基本品質

当たり前品質

Ｂ.潜在価値①従来にない性能品質

Ｄ.高性能・新機能②常識超えの性能品質

バッテリーの持ち（稼働時間が長ければ満足、短いと不満）、重量など※狩野モデル：日本科学技術連盟WEB-SITEより

デライトものづくりシステム

「新しいものづくりシステム」へのアプローチ（マイノリティー発想） 06
１） 潜在価値 ⇒ マイノリティ発想の新カスタム設計手法

前代未聞：高級車でピンク

マイノリティの要素価値を取り入れることで突然変異により新たなデライトを創出「新しいものづくりシステム」へのアプローチ（異方性制御）
２） 高性能・新機能 ⇒ 異方性（材質・形状）制御

異方性（生体模倣） ＝

材質パラメータ＋材質パラメータ
・材料選択（異なる物性値）
・材料組織（結晶粒径、形状）・結晶方位（多結晶・方向制御材）
・単結晶化

形状パラメータ
形状パラメータ・表面形状パラメータ・内部構造パラメータ＊セル形状＊ソリッド体の配置など

・材質と形状の同時制御●材質パラメータ●形状パラメータ

・材料選択（異なる物性値）
・材料組織（多結晶・方向制御材・単結晶）・結晶方位・表面形状パラメータ・内部形状パラメータ（階層構造を含む）―セル形状，ソリッド体の配置など

07

「新しいものづくりシステム」へのアプローチ（ユーザー設計）
３） ユーザー上流設計

１）ユーザーの関与（個別対応：ﾃﾞｶｯﾌﾟﾘﾝｸﾞ・ﾎﾟｲﾝﾄ）が下流にある場合メーカー（設計者・製造者）
標準設計

個別設計

部品生産

工場オプション

組 立

店舗オプション

個別設計

部品生産

【自動車の事例】

店舗（バイザー・ナビ・バックモニター等）

２）ユーザーの関与（個別対応：ﾃﾞｶｯﾌﾟﾘﾝｸﾞ・ﾎﾟｲﾝﾄ）が上流にある場合
メーカー
ユーザー
メーカー（製造者）（設計者）
ｵﾝﾘｰﾜﾝ商品

一般的な個別対応の幅

ユーザー（シート・内装等）

標準設計

08

組 立

店舗内オプション（清掃セット・マット等）【カスタム照明の事例】

店舗※１：「デカップリング・ポイント」とは、見込生産から注文生産（テーラー・メイド）に切り替わるタイミング
出典：『マス・カスタマイゼーション戦略のメカニズム』―個客対応マーケティングの実践と成果 2007/10（明治大学 片野 浩一 教授）

「新しいものづくりシステム」へのアプローチ（サイバー・フィジカル））09
４） サイバー・フィジカル・システム

サイバー仕様作成

フィジカル

ユーザーの声構想設計

マーケットイン

詳細設計

フィードバック

工程設計

製 造

ユーザー関与の上流化
満足バーチャル検証

プロトタイプ試作

カスタマイゼーション

デライト■「超スマート社会」を目指す、サイバー技術の応用
・ 医療系：施術の事前シミュレーション、インフォームドコンセント、遠隔地医療・ 製造系：デジタルものづくり、製造ナビゲーション、サービスナビゲーション
・ 建築系：BMS(Building Management System),BIM(Building Information Modeling)10

1. 「新しいものづくりシステム」へのアプローチ

２．研究開発の紹介

３．プラットフォーム（普及拠点）構想

２．研究開発の紹介（高性能・新機能化、潜在価値抽出）○研究開発のテーマアップとターゲット市場
デライト価値
対象出口テーマ【ツール開発】
カスタム照明セード

潜在価値
感性価値

高性能・新機能◎－（LED光源／カスタムセード）

カスタム骨インプラント（カスタムチタンプレート）【デバイス開発】
タービンブレード部材（ペルチェ素子生成／冷却効率）（ユーザー）
消費者
建築・設備事業者

Ｂｔｏ（Ｂto）Ｃ

◎◎

獣医師
飼い主

カスタム

異方性

Ｂｔｏ（Ｂｔｏ）Ｃ－◎

タービンメーカー
設備事業者等（高温耐熱性／冷却効率）

冷熱デバイス

ターゲット
市場

ＢｔｏＢ

－◎

設備事業者等

ＢｔｏＢ

11

研究開発の紹介（デライトものづくりシステム構想）○デライトものづくりシステム構想

12

研究開発の紹介（潜在価値抽出への取組み：カスタム照明セード） 13○ マイノリティ分析←先進的でない

多数派と少数派の違い

先進的→

少数派の人だけが，先進的と感じるサンプル←先進的でない

先進的→

13

14

研究開発の紹介（マイノリティー要素付与）○ マイノリティ要素付与（オフライン処理事例）
新形状（マジョリティー分析
・ユーザー設計）

既存サンプル

1位
４点

２位
３．６点

推定値
５．０７点

３位
３．５点

革新的形状（マイノリティ分析から）多数派が気づかなかった良さがあるかも？
推定値
７．１８点（少数派）
４．２２点（全体）DBに追加

現行のソフトでは設計できない形状設計ソフトの進化

14研究開発の紹介（カスタム照明設計ツールの全体像）
１） カスタム照明セード設計ツール

15研究開発の紹介○粉体粉末冶金協会 「新技術・新製品賞」 受賞（平成28年5月）「金属３Dプリンタ技術によるカスタム照明の開発」

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研究開発の紹介（上流設計に基づく高性能化・新機能化）

17○ ＡＭによる異方性組織制御
製造

最先端の金属３Dプリンター

電子ビーム（Arcam Q10） レーザ（EOS M 290）

解析 複合ビーム加工観察装置(FIB-SEM)
JEOL 4610F

111001

101

研究開発の紹介（異方性による高性能化・新機能化）○ 異方性組織制御<011>

β-Ti合金の異方性組織制御に世界で初めて成功

111

<001>

001

ヤング率, E (GPa)<001>

造形体140レーザ走査方向に｛001｝が優先配列

<111>

120

究極異方性（単結晶）材

100

異方性材

80

「非」異方性材

60
40

<011>

<100>

異方性集合組織の強度で達成可能な低ヤング率領域

200 10 20 30 40 50 60 70 80 90
Angle, θ (deg.)101

AMにより部位ごとに形状・材質を同時制御発揮されるヤング率

骨折位置

18

研究開発の紹介（カスタムインプラント設計ツール）
２） カスタム骨インプラント設計ツール

19

研究開発の紹介（技術成果の普及・広報）
日刊工業新聞 2016年6月28日

20

Scientific Reports誌（Nature出版） 2016年7月15日
現在開発中のβ型Ti合金単結晶の骨用インプラント適用の有用性に関する論文

21

研究開発の紹介
３） 冷熱デバイスの開発、事業化
従来法では、素子結晶の小型高アスペクト化に限界→異方性カスタム化

設計と生産の連結⇒ 「吸上げ凝固結晶成長法」により、冷却特性従来比50%改善（H28年度末）⇒ 光通信ﾓｼﾞｭｰﾙLD（Laser Diode)温調で、従来比40%消費電力改善、実用化
へき開性熱電性能
BAD

今後の展開

熱電性能
GOOD

冷熱デバイスの課題： 小型高アスペクト素子の熱電特性向上

・光通信向け冷熱デバイスの量産化準備を加速⇒ 300億円市場の獲得（H32）

・小型カスタム対応高速結晶形成装置完成、2017年度事業化、デバイス・商品リリース予定

22

1. 「新しいものづくりシステム」へのアプローチ

２．研究開発の紹介

３．プラットフォーム（普及拠点）構想

革新的設計生産技術の実用化

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・研究成果のツール化【ソフトウェア（プログラム等）、ハードウェア（装置等）】
・開発した技術等を拠点に設置し、活用事例の作成を中心に研究成果の実用化を進めていく
ハブ拠点【ハードウェア】
新機能・複雑造形等

本拠点【ソフトウェア】
感性、潜在価値等【イノベーションスタイル】
研究開発成果を使用した企業や個人ユーザの意見を得て新たな問題点を洗い出し、研究開発に迅速にフィードバックする、一連の試行錯誤を繰り返す仕組み

サテライト拠点

情報共有【仕組の構築】拠点による成果普及

３．プラットフォーム（普及拠点）構想① 地域への普及活動イメージ

産技研※SIP内閣府資料「デライトものづくりシステムの理論・考え方」より、一部引用

24

25

プラットフォーム（普及拠点）構築計画② 拠点構築計画

２０１６年度

２０１７年度

２０１８年度

ＳＩＰ終了後

優先導入
拠点運用開始

運用
本格化

利用者
拡大

継続普及

デライトものづくりシステムとしての優先課題

機能

人材・環境

高性能（デライト性）

低コスト

各拠点で開発されたツール

技術

産技研PFでのデライトものづくり実証

高品質

デライト設計チーム投入

大阪産業経済リサーチセンター

ＭＯＢＩＯほか

大阪府産業デザインセンター

デライト設計上流から下流まで一気通貫のデライトものづくり支援

金属AM・５軸加工機などの先端加工機器の導入・活用強化
CAD・CAEの導入・活用強化

各研究テーマの成果

トポロジー最適化
ツールの投入デライト設計ツール(完成版)の投入

革新的生産技術
プラットフォーム
機能の定着

課題のフィードバック※SIP内閣府資料「-デライトものづくりシステム-（検討まとめと項目整理案）」（平成２８年５月２日）より引用

プラットフォーム（普及拠点）による経済的波及効果③ 波及効果(出口戦略)と市場規模

26

終わり