柴原研究室とは?

柴原研究室とは?

柴原研究室とは(1動画)
柴原研究室  実験設備動画(1動画)
高温割れ解析関係の研究(14動画)
機械学習関係の研究(8動画)
デジタルツイン・データ同化関係の研究(4動画)
修正熱収縮法・溶接変形関係の研究(2動画)
線状加熱・ひずみ取り関係の研究(4動画)
理想化陽解法FEM関係の研究(3動画)
残留応力低減法 関係の研究(2動画)
FSW・SPOT溶接 関係の研究(2動画)


①柴原研究室はどのような研究室ですか?

 学生の皆さんがチームになって、力を合わせて工学問題に取り組む。そのような研究室だと思っています。取り扱う問題は、船舶などの製造時におけるモノづくり問題、そして運用時における構造問題です。高速な有限要素法や粒子法といった、最新の構造解析技術、および人工知能・AIや最適化手法、といった情報関連技術を駆使して、諸問題を解決に導くのが本研究室の取り組みになります。
――具体的に取り組むべき工学問題とは?
 例えば、切断や曲げ、溶接などといった、造船所にはなくてはならない、モノづくり関連技術を正確に行うには、どのようにすれば良いかを科学します。そのためには、例えば、溶接の場合には、溶接変形がどのようなメカニズムで発生するかについて知らないといけないですし、また、切断や曲げ、溶接などと、変形や割れなどの相互作用なども知らないといけません。さらには、それらが完成後の構造物の強度に、どのような影響をもたらすのかについて、科学的に分析する必要があります。(そのために重要となる学問は、船舶工学、材料力学、構造力学、計算工学などだと考えています。)
――研究室の画期的な点はどこですか?
 誰も解くことのできなかった、製造上の問題を解決に導く製造革新を起こす点が、画期的だと考えております。そのために、多くの企業と共同研究を行うことで、研究をサポートして頂いております。また、研究室で開発された「理想化陽解法FEM」という超高速解析手法は、世界でもトップクラスの計算性能・計算速度を有しており、現在は、20社くらいの大手企業の方々に使われている解析技術になります。
――現在の研究室にとって、重要なキーワードは何ですか?
 キーワードは、シミュレーション、製造革新、デジタルツイン、そしてやる気 です。

②具体的な研究・実験内容はどのようなことをしていますか?

 モノづくり問題や構造問題を解くために必要な、シミュレーションツールの開発を行っています。例えば、船の製造に欠かせない、ガスバーナーを用いた板曲げ加工技術がありますが、柴原研究室ではロボットを駆使しつつAIを用いて任意の形状を自動的に作成するような技術にまで性能を高めております。この方法は、船の製造方法を画期的に変える可能性がある、と考えております。我々はこの技術をさらに発展させ、どのような曲がった板でも、真っ直ぐに戻す技術、いわゆる”ひずみ取り”と言われる技術にまで応用させることに成功し、学生たちと共に国際特許を申請しつつ企業の方と実用化に向けて取り組んでいるところです。また、溶接により生じる物体内部の力、残留応力と言いますが、それを考慮した高精度な破壊解析、あるいは船が折れるかどうかの座屈解析なども行っております。

③どのような学生がいますか?

 何事にも一生懸命取り組む、そのような学生が多いように、感じています。その結果として、学協会から多くの賞をもらっている点も、柴原研究室の特徴ではないかと思います。また、学生発案の特許なども多く存在します。車好きがいたり、スポーツ好きがいたり、留学生も現時点で2人います。外国人(エジプト人)の先生もひとりいます。遊ぶときも、勉強するときも、本気で取り組む、そのような学生に期待しています。

④今の時代にこそ海洋システム工学に携わる意義やおもしろさは?
 我々はこれまで、シミュレーションツールの開発に力を入れて参りましたが、ソフト面での様々な開発環境や、ハード面が、ようやく整ってきたところですので、そのような意味でも、これまでに解けなかった様々な問題が、シミュレーションを使うことで、どんどん解決に向かうと考えております。そういう意味で、これからシミュレーションを用いた研究が劇的に面白くなってくるのではないかと考えております。また、シミュレーションツールの発達によって、様々な形状をした船が、今後、提案されるのではないかと考えております。その提案された新しい船の製造にいち早く答えることができるのが”シミュレーション”だと考えおりまして、シミュレーションを駆使した新しい海洋モノづくりがこれから展開されるのではないかと期待しております。
 工作の面から考えると少し難しいですが、FSW・摩擦攪拌接合などという溶接を使わない新しい接合技術も提案されておりますので、そのような最先端の接合技術を如何にして早く実製造現場で使えるようにしていけるのか、シミュレーションの果たすべき役割は大きいと考えており、それを実現するのが柴原研究室の責務だと考えております。

⑤柴原先生がこの分野に携わった理由は?
 学生時代に構造解析学という授業がありまして、その中で、いわゆるFEM(有限要素法)という理論を用いたシミュレーションの実習を行いましたが、その際に、この技術が次世代の構造やモノづくりを画期的に変えるんだ!と思うに至りました。実験による「実物」も大事なのですが、コンピューター上で短時間に試行錯誤を繰り返すことのできるシミュレーションの魅力は今でもすごく感じています。

⑥まだ海洋システム工学について何も知らない学生に伝えたいことは?
 大阪公立大学の海洋システム工学科では、海洋環境や海洋資源、海洋エネルギー開発という学問的側面もございますが、製造業で必要な機械工学的な知識を、ほとんどすべて網羅的に身につけることができます。その知識を基にして、造船・海事分野のみならず、自動車や鉄鋼、プラント、建機、建築、電気などの、ありとあらゆる分野への就職を果たしております。本学科で勉強することで、かなり広い知識とセンス(特に力学的なセンス)を身につけることができますので、就職する分野をまだ決めたくない!決められたくない!という高校生の皆さんにも、是非お勧めしたい学科だと思います。

⑦柴原研究室が目指す研究室像は?
 研究室のメンバーはかけがえのない仲間でありライバルです。研究の道は時に厳しく一朝一夕には目標を達成することは難しいですが、これまでも仲間と共に懸命に努力し、切磋琢磨した先に、言葉にならない大きな喜びを手にし卒業していった学生達が沢山いました。学生たち全員をそのレベルにこ連れて行くのが私の役割と考えております。

⑧最近と昔での研究方針などの変化はありますか?
 以前と比べて、ロボット等の実験装置のレベルが格段に進歩したと考えておりまして、それを用いた実験が容易に行えるようになったと考えています。よって、以前はシミュレーションばかりをやっておりましたが、最近はロボット等を用いた研究も盛んに行うようになってきました。

⑨改めて、柴原研究室とは・・
 未来を切り開く製造革命を起こす、常にそのような研究室でありたいと考えております。そのために必要な、現象分析メカニズム解明などに必要なスキルを身につけてもらいたいと考えております。最終的は自ら考え行動できる技術者として、社会に貢献できる人材へと成長して欲しいと考えております。

⑩今、されている研究への想いを教えて下さい。
現在研究室では、特に、製造業の分野において、世の中を一変させるような研究の卵がいくつも作り出されていると思います。それら一つ一つを成功に導いて、製造革新を起こすのが私どもの研究室の目標であると考えております。

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

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