電気システムデザイン [C4][遠隔(同)]

開講年度

2025年度

開講学期

前期

科目名

電気システムデザイン

授業種別

講義

科目名（英語）

Electrical System Design

授業情報(授業コード・クラス・授業形態)

A0400056 電気システムデザイン [C4][遠隔(同)]

担当教員

高木亮

単位数

2.0単位

曜日時限

金曜4限

キャンパス

新宿　遠隔

教室

学位授与の方針

1 基礎知識の修得 10 ％
2 専門分野の知識・専門技術の修得 80 ％
3 汎用的問題解決力の修得 10 ％
4 道徳的態度と社会性の修得 0

具体的な到達目標

システムの「デザイン」について体験的に知識を得る。

受講にあたっての前提条件

電気機器，制御工学などの知識は有用。例題として交通システムを取り上げるという意味，および大規模システムを取り扱うという観点から，交通システムの知識も有用である。例題としては取り上げないが，同様に大規模なシステムである電力システムも有用かも知れない。

授業の方法とねらい

我々の社会は，多くの「システム」によって支えられている。特に，電気工学の成果をさまざまに応用した「電気システム」は，大規模なものでもその特性がよく理解されており，設計（＝デザイン）や運用が容易である。電気システムを含め，一般的にシステムの設計や運用に関する学問が「システム工学」と呼ばれるものである。本講義ではそのエッセンスを学ぶことを主な目的とする。ここには電気工学の修得を通じてシステム工学的センスもある程度養成されていることを体験的に確認してもらうという意図がある。
現実の社会においては，正解がただひとつではなく無数にあるような問題を扱うことが多い。講義で取り扱うシステムの設計＝デザインの課題においては，そのような事例をあえて取り上げ，そうした問題に取り組む方法論を体得することも重要な目標となる。

AL・ICT活用

PBL（課題解決型学習）／e-ラーニング等ICTを活用した自主学習支援

第1回

授業形態

遠隔（オンデマンド）

事前学習

教科書・参考書を読んで，大規模システムの評価や最適化についての知識を深めておこう。

1時間

授業内容

1. 序論: 電気システムとは／この講義の性格／この講義の目的

事後学習・事前学習

第1回の講義の教材を視聴しておくこと。

2時間

第2回

授業形態

授業情報欄記載の通り

授業内容

2. デザインとは: 日本語としての「デザイン」と設計／評価と最適化

事後学習・事前学習

第1回目事後学習・事前学習に同じ。

2時間

第3回

授業形態

授業情報欄記載の通り

授業内容

3. 制御との関連: 設計と制御／最適設計と最適制御／設計と制御との中間(両方)の部分

事後学習・事前学習

第1回目事後学習・事前学習に同じ。

2時間

第4回

授業形態

授業情報欄記載の通り

授業内容

4. 実例を通して「デザイン」について考える(1): 電気車の走行性能の設計…列車の走行性能とは／基本的な設計

事後学習・事前学習

第1回目事後学習・事前学習に同じ。

2時間

第5回

授業形態

授業情報欄記載の通り

授業内容

5. 実例を通して「デザイン」について考える(2): 電気車の走行性能の設計…演習用の設計課題と具体的な補足説明

事後学習・事前学習

第1回目事後学習・事前学習に同じ。

2時間

第6回

授業形態

授業情報欄記載の通り

授業内容

6. 実例を通して「デザイン」について考える(3): 電気車の走行性能の設計…演習と宿題

事後学習・事前学習

第1回目事後学習・事前学習に同じ。

2時間

第7回

授業形態

授業情報欄記載の通り

授業内容

7. 実例を通して「デザイン」について考える(4): 電気車の走行性能の設計…課題の解説

事後学習・事前学習

第1回目事後学習・事前学習に同じ。

2時間

第8回

授業形態

授業情報欄記載の通り

授業内容

8. 最適化概論(1): システム工学とは／最適化の原理と応用／評価の重要性

事後学習・事前学習

第1回目事後学習・事前学習に同じ。

2時間

第9回

授業形態

授業情報欄記載の通り

授業内容

9. 最適化概論(2): 各種の最適化手法…山登り法・「線形計画法」

事後学習・事前学習

第1回目事後学習・事前学習に同じ。

2時間

第10回

授業形態

授業情報欄記載の通り

授業内容

10. 最適化概論(3): 各種の数値的最適化手法・メタヒューリスティクスなど

事後学習・事前学習

第1回目事後学習・事前学習に同じ。

2時間

第11回

授業形態

授業情報欄記載の通り

授業内容

11. 評価とシミュレーション(1): 工学的システムデザインにおける評価の重要性と困難さ

事後学習・事前学習

第1回目事後学習・事前学習に同じ。

2時間

第12回

授業形態

授業情報欄記載の通り

授業内容

12. 評価とシミュレーション(2): 実例: 列車ダイヤ評価…その方法

事後学習・事前学習

第1回目事後学習・事前学習に同じ。

2時間

第13回

授業形態

授業情報欄記載の通り

授業内容

13. 評価とシミュレーション(3): 実例: 列車ダイヤ評価…前提条件と評価結果の関係

事後学習・事前学習

第1回目事後学習・事前学習に同じ。

2時間

第14回

授業形態

授業情報欄記載の通り

授業内容

14. 評価とシミュレーション(4): レポートの作成

事後学習・事前学習

教科書・参考書・講義において配付した資料等を改めて読み返そう。

1時間

第15回

授業形態

授業情報欄記載の通り

授業内容

15. 学習成果の振り返り

事後学習

教科書，ノート，プリント等を見返すこと。

0.5時間

成績評価の方法

複数の課題に対するレポートを提出していただき，その成績（合計で0〜100点）によって評価する。グレードは，合計成績が95点以上をA+，85点以上をA，75点以上をB，65点以上をC，55点以上をDとし，合計成績がそれ以下の場合はFとする。

受講生へのフィードバック方法

教務課による成績発表の形で学生に評価結果を告知する。

教科書

高木亮, 『鉄道ダイヤがつくれる本』, オーム社 (2019). ISBN 978-4274507106

参考書

長尾智晴, 『最適化アルゴリズム』, 昭晃堂 (2000). ISBN 978-4785631123

（ただしこの本は絶版のようです。類書は数多くあると思いますから，ぜひ大学図書室で探してみてください）

オフィスアワー

水曜日 17:30〜18:00 (オンライン)。接続先は KU-LMS にて公開します。

受講生へのメッセージ

4年生向け講義でもあるので，学生側から積極的に参加し取り組むことにより大きな達成感が得られる，という意味で楽しい講義を目指すつもりである。意欲的な諸君の積極的な参加を希望する。

実務家担当科目

実務家担当科目ではない

実務経験の内容

教職課程認定該当学科

電気電子工学科

その他の資格・認定プログラムとの関連

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