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講義名 システム工学 年度 2020
(副題) 更新日時 2020/09/23 10:53
開講学部・学科 工学部先端工学基礎学科
講義開講時期 前期 講義区分 講義
基準単位数 2.0
実務経験
科目分類名 専門科目
ナンバリングコード/分野 ナンバリングコードDK025
英文科目名 Systems Engineering
開講学期 5

担当教員
職種氏名職名
教育職員◎ 川西 通裕准教授

授業の目的・方針 システム工学の基礎的な素養を身に付けることにより、システム工学的思考を理解し、実践できるようになることを目的とする。システム工学の概念と手法および技術は様々な分野に適用され、各専門領域を超えた大きな広がりをもっている。ますます大規模かつ複雑になってきた人工的システムを構築するため、あるいは、もともと複雑な様相を呈する自然システムや社会システムを解明するために、今後のさらなる発展が期待される学問分野である。ここではシステム工学的思考とその技術を身に付けるため、出来るだけ多くの具体的な例題を盛り込み、学習を進める。
授業の達成目標 ①システムの表現、モデル化を理解する。
②システムのシミュレーションを理解する。
③システムの最適化の基礎を理解する。
④システムの信頼性評価を理解する。
⑤システムの適合性評価を理解する。
⑥システムの特性分析を理解する。
⑦ニューラルネットワーク、ファジイ理論を理解する。
⑧複雑システムを理解する。
⑨システム工学的アプローチを理解し、科学技術計算ソフトウエアの「MATLAB」を援用して実践できる。
学習・教育目標 【学部ディプロマポリシーに基づく。〔対応する授業の達成目標〕】
― (ⅰ)日本語による的確なコミュニケーション能力および英語等の外国語による基本的なコミュニケーション能力 〔   〕
― (ⅱ)物事に対して幅広い見方、考え方ができるとともに、説明できる能力〔   〕
― (ⅲ)十分な工学基礎の知識を修得し、それを工学分野の学習に適用する能力 〔   〕
◎ (ⅳ)機械システム、電子情報および物質工学の各分野の基礎知識とこれらの内少なくとも1分野の専門知識・技術 〔①~⑨〕
○ (ⅴ)目標を把握し、創造性を発揮し解決策を立て、問題を解決する能力 〔①~⑨〕
― (ⅵ)修得した学識と能力を応用し、技術者の果たすべき役割と社会的責任を理解しつつ、研究を遂行できる能力 〔   〕
授業計画表
テーマ内容・達成目標範囲(章、ページ番号)
1システム工学概要システムとは何か、MATLABについてP.1~P.4
2システムのモデル化(1)重回帰モデル、ARMAモデルP.5~P.24
3システムのモデル化(2)離散状態方程式モデルP.5~P.24
4システムのモデル化(3)連続状態方程式モデル、状態方程式の離散化P.5~P.24
5システムシミュレーションルンゲ・クッタ法、モンテカルロ法P.25~P.42
6システムの最適化(1)線形計画法、シンプレックス法P.43~P.74
7システムの最適化(2)最急降下法、ラグランジュ乗数法P.43~P.74
8システムの最適化(3)離散最適化、動的計画法P.43~P.74
9システムの信頼性評価(1)信頼度関数,故障率、保全度関数P.75~P.90
10システムの信頼性評価(2)直列システム,並列システムP.75~P.90
11システムの信頼性評価(3)平均故障寿命(MTTF)、アベイラビリティP.75~P.90
12システムの適合性評価最尤推定法、赤池情報量規範(AIC)プリント配布
13システムの特性分析周波数応答関数、感度分析プリント配布
14ファジィ理論メンバーシップ関数、ファジィ推論プリント配布
15複雑システムカオス、埋め込み、リアプノフ指数P.91~P.106
授業形式 ◆アクティブ・ラーニング型の授業要素を持つ場合は下記該当項目左に○を付してください
 (1)PBL(課題解決型学習)
 (2)反転授業(知識習得の要素を授業外に済ませ、
    知識確認等の要素を教室で行う)
 (3)ディスカッション、ディベート
 (4)グループワーク
 (5)プレゼンテーション
 (6)実習、フィールドワーク
成績評価方法 〔 〕内は対応する授業の達成目標
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レポート課題:80%〔①~⑨〕,授業参加度:20%〔①~⑧〕

レポート課題は,Moodleで解答例を公開し,採点後に返却する。
教科書 田村坦之 著「システム工学」(オーム社) 1999年 ISBN 978-4274131677
参考書、文献 (1) 室津、大場、米澤、藤井、小木曽 著「システム工学 第2版」(森北出版) 2006年
  ISBN 978-4627911727
(2) 中森義輝 著、計測自動制御学会 編「システム工学」(コロナ社) 2002年 ISBN 978-4339033670
授業オフィスアワー (時間帯・場所等)
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授業時間前後(対面での相談を希望する学生は、E-mail等で事前予約すること)・居室S4-15
準備学習、注意事項 授業時間外の学習 〔準備学習等〕、および学習上の注意事項
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・「授業計画」に示した内容について、テキストの該当部分を予習すること。
・講義では、適宜、教科書の内容を補足する資料を配付する。
関連する科目 <履修しておくことが望ましい科目>
「微分積分学1、2および演習」、「常微分方程式」