広島大学におけるデジタルものづくり領域での産学官連携
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(2) J. Jpn. Soc. Intel. Prod., Vol. 17, No. 1, 2021. う人づくり」を柱とした， 「ひろしまものづくりデジ タルイノベーション創出プログラム（以下，プログ ラム） 」に取り組んでいる．プログラムの特徴の一つ は，Ⅰ研究→Ⅱ開発→Ⅲ生産→Ⅳ消費／サービスと いった，ものづくりのバリューチェーン全体のデジ タル化に向けて，産学官共創による先端的な研究開 発や産業人材の育成を推進することである．この中 で，センター1） （図 1）は，Ⅰ～Ⅲを受け持つことを 目的に，広島中央サイエンスパーク内に 2019 年 2 月 に発足した．なお，Ⅳについては，広島大学 AI・ データイノベーション教育研究センター（2020 年 10 月設置）が主として受け持ち，データサイエンスに 関する社会人向けの実践的な人材育成を行っていく．. 図 1 センター外観（ひろしま産学共同研究拠点）. ⑵ センターの特徴 広島県は 2017 年まで 14 年連続で製造品出荷額等 が中国・四国・九州地方で第一位であり，ものづく りが盛んな地域である．マツダ株式会社がシミュ レーションを駆使して効率的な開発を行う MBD 手 法を導入し高効率エンジンを開発するなどの成果を あげ，広島大学ではマツダ株式会社やコベルコ建機 株式会社と MBD に関する共同研究講座・研究所を 学内に設置するなど，デジタルものづくりに取り組 む素地（先行優位性）がこの地域にある．特に MBD. 手法は，多くの産業における共通技術となりえ，波 及範囲が広い．そこで，センターでは，この MBD を起点とし，研究領域として広島大学が保有する強 い技術を 3 つ選定し活動することとした．また，開 発技術を短期かつ確実に社会実装へ繋げるためには シーズ起点だけではなくニーズ起点からの開発プロ セスが有効である．つまり，センター活動は，この 「ニーズからのバックキャスティング」と「MBD に よる産学官連携」の 2 つを研究管理手法として採用 している． さらに，MBD を利用し「産学官のアンダーワン ルーフ」で人材育成・研究活動を行う計画である． 従来，大学・研究機関と産業界との連携活動におい ては，シームレスにつながりにくい構造であったが （図 2 参照），モデルを共通言語とすることでその境 界を超え，基礎研究から社会実装まで一体とした連 携を目指す． ⑶ 産学官連携のしくみ センターでは，図 3 に示す「人材育成と社会実装 への枠組み」により活動を行っている．それは，大 学が保有する知見，プログラム予算等による研究機 器の整備，招へい研究者を活用し，参画企業が技術 の社会実装と産業人材の創出を行うための創造的・ 効率的活動である．日本は欧米諸国と比較し，イノ ベーションの取組みに見合う成果が得られていない2） との指摘もあり，図 3 上から下への迅速／着実な流 れをつくるため，プロジェクトが取り扱う技術の特 徴や参画企業の要望に応じた共創コンソーシアムを 運営している．社会実装が近くなるにつれ企業の個 別課題に対応しなければならないことが多く，技術 の共通課題（人材育成活動を含む）はオープン活動 （コンソーシアムの覚書による規定），個別課題（製 品化に向かう活動）は共創コンソーシアムから移行 したクローズ活動（個別の共同研究契約による規定） とし，特に情報・知財の“分離と連携”の構造と なっている．また，共創コンソーシアムを包含する. 図 2 MBD とアンダーワンルーフによる産学官連携. ― 2 ―.
(3) 産学連携学 Vol. 17, No. 1, 2021. 図 3 人材育成と社会実装への枠組み. 枠組みとして研究プロジェクトがあり，主として強 いシーズを持続的に提供するための大学を中心とし た研究活動と位置付けている．なお，共創コンソー シアムは，すぐに規定等が決定され整備されたもの ではなく，企業へコンソーシアム参加の声掛け活動 を経て徐々に構築されたものであり，その経緯は次 章に示す． ⑷ 組織体制 センターの組織体制を図 4 に示す．主宰者は湯㟢 英彦広島県知事（官） ，事業責任者は小飼雅道マツダ 株式会社代表取締役会長（産） ，そして大学責任者で ある越智光夫広島大学学長（学）のトップ 3 者の産 学官連携体制となっている．事業責任者とは毎月研 究プロジェクトの進捗管理の場を持つ．また，セン ター長は研究及び産学連携経験が豊富な中條善樹京 都大学名誉教授を招へいし，副センター長 2 名は産 業界出身と官出身の構成で，センター内組織も産学. 官の視点を持つ．なお，企業との個別共同研究では， 副センター長が専門領域別に産学の間に立ち調整役 も担う． 各研究プロジェクトでは，招へい研究者として， アルバータ大学名誉教授から特任教授 1 名，インド 工科大学デリー校等から特任教授 2 名など海外研究 者の招へい，国内他大学やベンチャー企業から客員 教員などの受け入れ（計 5 名）に加え，県内産業群 から出向による研究者として特任教員（計 11 名）を 迎え，多彩かつ社会実装に向けた人員構成となって いる．. 3 ．共創コンソーシアム ⑴ 設立までの経緯 イノベーション創出のしくみに関する議論は多く されており3），コンソーシアムは大学内での共創活 動としても選択されている．センターではニーズ／. 図 4 センター組織体制. ― 3 ―.
(4) J. Jpn. Soc. Intel. Prod., Vol. 17, No. 1, 2021. シーズのマッチング度合いや参加への高い合意性が 研究開発効率に重要と考え，企業の参画への思いを 聞くことからスタートした．当初，後述する 3 つの コンソーシアムは同一構造の覚書（規定）にて管理 することを予定していたが，技術者面談や，コン ソーシアムごとの説明会を実施していく過程で，研 究分野や進展度などによりコンソーシアムに対する 考えの違いがあることがわかってきた．また，これ までの大学とのコンソーシアム参画の経験から，特 に知財運用での難しさを懸念し，参画の躊躇がみら れた．そこで，コンソーシアム規定である覚書（秘 密情報取扱規程，知財と成果の取扱いに関するガイ ドラインを含む）は，基本部分を共通にして，研究 プロジェクトの特性に応じて活動内容（すなわち規 定の一部）を変更するという二段構造で運用するこ ととした． ⑵ 共創コンソーシアム 2019 年 6 月 6 日に 214 名の参加を得て開所記念講 演会を実施し共創コンソーシアム活動はスタートし た．3 つのコンソーシアムの参画企業・機関数は想 定を超え，それぞれ 18，18，19 社・機関，コンソー シアム全体参加者数（登録者数）は延べ 565 名と なっている．すでに個別企業との共同研究・共同研 究講座は延べ 15 件（2020 年度 10 月末時点）となっ た． 以下に本連携活動で注視している点を示す．まず， プロジェクトリーダーは，産学官連携に対し理解レ ベルを上回る，言わば熱意ある教員になっていただ いている．これは産学官連携成功の秘訣として帰着 することともいえる．また，共創活動では多様／価 値観の異なる技術者の関与が重要であり，互いに意 思疎通を図るしくみが必要となる．センターでは， 課題事象をモデル化する MBD の考えを共通言語， コミュニケーションツールと位置付けている．さら に，イノベーション創出にはパートナー選びが重要. であることから，コンソーシアム参画企業の選定で は，コンソーシアム活動への貢献度を評価軸の一つ とし，大学シーズ／企業ニーズのマッチング可能性 を互いに実感できた段階で，参画手続きをさせてい ただいている．これらがコンソーシアム内の活発な 活動，共同研究ステップの確度を高くする要因とな り，実績数値として表れていると考える．. 4 ．研究プロジェクト プログラムでは，地域の技術の強みである MBD を起点として，様々な領域に拡大することを構想し て，3 つの研究プロジェクトを立ち上げた．各プロ ジェクトの関係を図 5 に示す．MBD をリサーチ領 域まで展開して自動車用途の革新的多機能材料の創 出を目指す「材料モデルベースリサーチ」，生産プロ セスの環境／劣化変動等へのロバスト性向上を指向 する「データ駆動型スマートシステム」，さらには製 品開発・製造現場で生じる様々な（振動）現象を データ収集する高速ビジョンによる「スマート検 査・モニタリング」である．次節以降，技術紹介は 要約のみとし，主に産学連携の視点から示す． ⑴ 材 料 モ デ ル ベ ー ス リ サ ー チ（MBR：Model Based Research） まずモデルについて示す．これは，複雑な現象に ついてメカニズムをベースに単純化した理論や数式 モデルで明らかにすることであり，狙いは，1. 技術 者の発想力を高め新しい価値創出，2. 試作品を作ら ず机上開発による効率化，3. モデルを共通言語とし て部門外との連携強化，である．これまでの産学共 同研究では，大学よりで基礎理論の実用化研究の位 置づけが見られた．それに比し，材料 MBR で狙う 産学共同研究は，3. モデルを共通言語とすることで， 大学と産業界の境界を超える活動を行う（図 2）．ま た，図 6 に示すように，MBD のターゲットは製品／. 図 5 各研究プロジェクトの位置づけ. ― 4 ―.
(5) 産学連携学 Vol. 17, No. 1, 2021. 図 6 MBD と MBR の関係. モジュール／部品単位であるが，材料 MBR は，適 用範囲を材料開発まで，スケールはミクロ／ナノレ ベルまで広げた活動である． 本プロジェクトのテーマの一つに，省エネと快適 性の複数機能を実現する「熱マネ・NVH（Noise, Vibration, Harshness）制御材料の開発」 （図 7 参照） がある．従来は熱と NVH の機能をそれぞれで制御 した材料を開発していたが，ここでは熱と NVH の 機能を同時制御する技術（モデル）の確立とそれを 実現する材料開発を目指す．また，共創コンソーシ アムではカーメーカーから生産を担う企業まで参加 しており，材料開発から生産工程までの研究体制と なっている．導入機器も，ポリウレタン高圧注入成 形システム，小型不織布開繊／混綿装置システム等， 実装に近いサイズの成形を可能としている． さらに，共創コンソーシアム内の人材育成活動と して，大学では提供が困難な，例えば生産工程や品 質評価技術の知見は参画企業が多く保有しており， 大学教員・学生と企業技術者が共に学ぶ「共育」の 場を目指している．. ⑵ データ駆動型スマートシステム 様々な生産設備では，経年変化や日々の環境条 件・動作条件に応じて，製品／部品の品質特性が変 化する．日本では長年稼働している設備（IT ではレ ガシーシステム4））が存在し，変化や老朽化に対応 し絶えず同じ性能を維持管理する技術が求められて いる．これを，MBD とデータベースを活用し実現 するのが「データ駆動型スマートシステム」研究で ある．開発する MBD アプローチとデータ駆動型ア プローチのインタープレイによる新しい開発プラッ ト フ ォ ー ム（図 8 参 照）は，IoT や CPS（CyberPhysical System）との親和性が高い点から，また実 際の社会課題への適用性に強みを持つことから，多 くの生産システムの基本制御技術になることを狙っ ている．本プロジェクトでは，個別の課題解決活動 は共同研究に移行・実施し，共創コンソーシアムで は技術習得のための人材育成と基本技術の理解・普 及に特化している．既に共同研究／共同研究講座が 多く進んでおり，広島大学内での“産学連携モデル” となっており，その活動事例を他のメンバーにも理 解いただくための「産学連携活動の見える化」ワー. 図 7 材料 MBR における吸音・断熱特性向上研究. ― 5 ―.
(6) J. Jpn. Soc. Intel. Prod., Vol. 17, No. 1, 2021. 図 8 データ駆動型スマートシステムで開発するプラットフォーム. クショップも実施している． ⑶ スマート検査・モニタリング このプロジェクトで提供する高速カメラ技術は， 画像を高速（リアルタイム）に撮り込み，画像処理， 課 題 抽 出 す る も の で あ る．こ れ が 振 動 レ ベ ル （1,000f/s 以上）まで高速処理できれば振動の見える 化が可能となる．当初は「高速カメラ技術」と表現 していたが，機器等の振動現象を非接触・リアルタ イムに見える「振動（の見える化）カメラ」とする ことで，産業現場から様々な課題があがってきた． プ ロ ジ ェ ク ト で は，「振 動 カ メ ラ」技 術（現 在 12,500f/s まで）と工場／敷地全体（かつ 100m 先の 見たい複数個所を詳細に）観察可能な「広域カメラ」 技術の開発（図 9 参照）を，共創コンソーシアムで はこれらを用いた現場での測定一次トライアルと画 像処理・カメラ技術のトレーニングを実施している． 研究プロジェクトでは知財マップに基づく研究進 捗管理も目指している．2 つのシーズに対応する. 様々なニーズの掘り起こし，それらを整理・共通化 することで，共創コンソーシアム内にいくつかの共 創チーム形成が出来つつあり，新たな活動の芽を見 出すことができている．. 5 ．今後の計画 ⑴ 実証環境（テストベッド）整備 プログラムでは，センター提供技術をトライアル し社会実装に繋げるための新たな拠点としてテスト ベッド（材料 MBR 棟，データ駆動棟，図 10 参照） を整備予定である．いわゆるテストベッドは表 1 に 示すように，PoC（Proof of Concept，概念実証を試 みる）ものと，実証実験プロトタイプ（実用化に向 けて課題検証する）ものの 2 タイプがあるが，材料 MBR 棟は後者を，データ駆動棟は前者に重きを置 いている．いずれにしても，コンソーシアム企業と 社会実装に向けた「アンダーワンルーフ」でのトラ イアルの場となる．例えば，企業技術者に社内のシ. 図 9 「スマート検査・モニタリング」プロジェクトの活動概要. ― 6 ―.
(7) 産学連携学 Vol. 17, No. 1, 2021. 図 10 実証環境（テストベッド）整備 表 1 テストベッドの類型 材料 MBR 棟. データ 駆動棟. 基礎的なシーズ研究の成果を社会に実装するために検証・実証する開発ラボ. ◎. ○. 類型. 機能. A. ラボラトリー （開発）. B. トライアル（試 作）／ FS. 開発成果の PoC・経済性等の検証・実証，導入効果の測定，改良実施. ○. ◎. C. ブリッジング／ マッチング. 産学官連携の強化機能，共同活動への橋渡し機能. ○. ○. D. シェアリング. 開発・試験に必要な装置・ソフトウエア等を共同化し，低コスト化・リスク分散. ○. ○. E. ショーケース. 新技術の導入に向けた装置・機器・ソフトウエア等のデモ・疑似体験. △. △. F. エデュケーショ ン. 人材育成，ORT/PBL 等の実施. ○. ◎. 【凡例】◎：備えるべき必須機能，○：備えるべき機能，△：必要性が薄い機能. ナリオ提案力（考え方と検証データ収集）にも活用 することで，社会実装と産業人材育成の同時実現が 加速することを期待している． なお，公設試験機関や企業では様々な試験機，実 用成形機を保有しており，昨今のコロナ禍やデジタ ルシフトへの進行も踏まえ，データ駆動棟では一部 のコンソーシアム参画企業・機関とリモートで結ぶ 「リモート」計測／制御機能も付加し，バーチャルな アンダーワンルーフへ拡大させる． ⑵ スマートイノベーションプログラム 広島大学では，2021 年 4 月から，先進理工系科学 研究科の学位プログラムとして「スマートイノベー ションプログラム」がスタートする．これは，各プ ロジェクトリーダーが中心教員となり，学生（博士 前期 22 名，後期 3 名）がイノベーション論なども学 ぶコースである．企業技術者からみるとコンソーシ アム活動および個別共同研究で短期的に技術習得し， 学位プログラムでは体系的に学び学位取得を目指す という好循環を想定している．これまで社会人枠の. 学生が学内に実証設備を得ることは困難な場合が あったと思われるが，テストベッドを活用し，教育 と社会実装の両立を目指す．. 6 ．おわりに センターは，現在，申請計画書に基づき手探りな がら運用している段階である．始まったばかりの評 価は早計だが，多くの参画企業を得て活動ができて いること，社会実装に向けた共同研究が順調に進展 していることから，良好なスタートが切れたと感じ ている．今後は，活動の拡大に向けたアクションプ ランが必要となる．いくつかの社会課題から新たな 研究領域と強いシーズの継続的創出，これらを戦 略／戦術／実行レベルで循環していくものである． センターの活動資金は現在，地方大学・地域産業創 生交付金事業（2018 年 10 月～2023 年 3 月）が中心 となっており，センターの自立化に向けた資金計画 も策定することになる．価値観が異なるメンバー間 の産学官連携では，参画機関の経営層・技術トップ. ― 7 ―.
(8) J. Jpn. Soc. Intel. Prod., Vol. 17, No. 1, 2021. の理解を得て，積極的に参加いただける環境をつく るといった実行レベルでの地道な活動も大切となる． センターは「モデル」と「データ」その連携を基 軸に活動し，社会実装を見据えバックキャスティン グすることの意義・効果を実証する場，テストベッ ドを拠点とした新たな産学官連携モデル形成の場と しても評価していく．. 引用文献. ― 8 ―. 1 ） 広島大学デジタルものづくり教育研究センター： http://hudmerc.hiroshima-u.ac.jp/ 2 ） 内閣府：平成 27 年度年次経済財政報告，第 3－ 1－13 図． 3 ） 一般社団法人日本経済団体連合会：「科学技術・イ ノベーション基本計画」策定に向けて，2020 年 10 月 13 日． 4） デジタルトランスフォーメーションに向けた研究 会：DX レポート，平成 30 年 9 月 7 日．.
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