【略目次】

　第1章　最適設計の歴史　（編集：寒野善博・北山哲士）
第1部　基礎編
　第2章　数理最適化　（編集：奥野貴之）
　第3章　多目的最適化　（編集：荒川雅生）
　第4章　メタヒューリスティクス　（編集：小木曽望）
　第5章　感度解析　（編集：加藤準治）
　第6章　応答曲面・サロゲートモデル　（編集：北山哲士）
　第7章　寸法・形状最適化の基礎　（編集：下田昌利）
　第8章　トポロジー最適化の基礎　（編集：泉井一浩）
　第9章　ロバスト最適設計・信頼性最適設計　（編集：寒野善博）
第2部　実践編
　第10章　寸法・形状最適化の実践　（編集：下田昌利）
　第11章　トポロジー最適化の実践　（編集：加藤準治・泉井一浩）
　第12章　生産技術における最適設計　（編集：北山哲士）
　第13章　建築における最適設計　（編集：山川誠）
　第14章　航空宇宙分野における最適設計　（編集：小木曽望・下山幸治）
　第15章　アディティブマニファクチャリングにおける最適設計　（編集：竹澤晃弘）
　第16章　機械学習の利用　（編集：米倉一男）



【詳細目次】


第1章　最適設計の歴史　（編集：寒野善博・北山哲士）
1.1　土木工学・機械工学分野の最適設計の歴史［山川宏］
1.2　離散構造の最適設計の歴史［大崎純］
1.3　連続体の構造最適設計の歴史［西脇眞二］
1.4　多目的最適化・意思決定論の歴史［中山弘隆］


第1部　基礎編

第2章　数理最適化　（編集：奥野貴之）
2.1　最適化問題とは［矢部博］
2.2　変分法
　2.2.1　変分問題とは［寒野善博］
　2.2.2　変分法の基本補題とオイラー方程式［寒野善博］
　2.2.3　関数空間の導入と弱形式［寒野善博］
　2.2.4　有限要素法［寒野善博］
2.3　線形計画
　2.3.1　線形計画問題とは［矢部博］
　2.3.2　双対定理・相補性定理・二者択一定理［矢部博］
　2.3.3　単体法と主双対内点法［矢部博］
2.4　非線形計画
　2.4.1　非線形計画問題とは［奥野貴之］
　2.4.2　1次および2次の最適性条件［奥野貴之］
　2.4.3　凸最適化・錐最適化［田中未来］
　2.4.4　最適化アルゴリズム
　　a.　アルゴリズムの収束性能について［奥野貴之］
　　b.　直線探索法［奥野貴之］
　　c.　最急降下法［伊藤勝］
　　d.　加速勾配法［伊藤勝］
　　e.　ニュートン法と準ニュートン法［成島康史］
　　f.　信頼領域法［成島康史］
　　g.　非線形共役勾配法［成島康史］
　　h.　レーベンバーグ-マーカット法［奥野貴之］
　　i.　射影勾配法［伊藤勝］
　　j.　一般化縮約勾配法［伊藤勝］
　　k.　逐次線形計画法［伊藤勝］
　　l.　フランク-ウルフ法［伊藤勝］
　　m.　逐次2次計画法［成島康史］
　　n.　乗数法［田中未来］
　　o.　交互方向乗数法［田中未来］
　　p.　ペナルティ関数法［矢部博］
　　q.　内点法［矢部博］
　　r.　MMA法［奥野貴之］
2.5　非平滑最適化
　2.5.1　非平滑最適化問題［柳下翔太郎］
　2.5.2　解法：特別な構造をもつ問題に対する具体例
　　a.　劣勾配法［柳下翔太郎］
　　b.　近接勾配法［柳下翔太郎］
　　c.　平滑化法［柳下翔太郎］
2.6　整数計画問題［小林　健］

第3章　多目的最適化　（編集：荒川雅生）
3.1　多目的最適化の概念［荒川雅生］
3.2　スカラー化法［荒川雅生］
3.3　対話型手法［中山弘隆］
3.4　データ包絡分析法［荒川雅生］
3.5　進化計算による多目的最適化［荒川雅生］

第4章　メタヒューリスティクス　（編集：小木曽望）
4.1　メタヒューリスティクスの概念［小木曽望］
4.2　遺伝的アルゴリズム［荒川雅生］
4.3　PSO［荒川雅生］
4.4　差分進化［北山哲士］
4.5　共分散行列適応進化戦略(CMA-ES) ［秋本洋平］
4.6　蟻コロニー最適化(ACO) ［荒川雅生］
4.7　タブーサーチ［大崎純］
4.8　焼きなまし法［大崎純］
4.9　ベンチマーク問題［小木曽望］

第5章　感度解析　（編集：加藤準治）
5.1　感度解析の概要［加藤準治］
5.2　有限差分近似による感度解析［小川竣・加藤準治］
5.3　直接法と随伴変数法［干場大也・小川竣・加藤準治］
5.4　構造系の感度解析［渡邉大貴・加藤準治］
5.5　固有値の感度解析［大崎純］

第6章　応答曲面・サロゲートモデル　（編集：北山哲士）
6.1　応答曲面・サロゲートモデルと逐次近似最適化［北山哲士］
6.2　多項式近似［小木曽望］
6.3　Kriging［下山幸治］
6.4　Radial basis function ネットワーク［北山哲士］
6.5　サポートベクトルマシン［巽啓司］
6.6　サポートベクトル回帰［巽啓司］

第7章　寸法・形状最適化の基礎　（編集：下田昌利）
7.1　寸法・形状最適化
　7.1.1　概念および分類［下田昌利］
　7.1.2　最適化問題の定式化と1次元(骨組)，2次元(板・シェル)，3次元(ソリッド) への適用［下田昌利］
7.2　パラメトリック (ベクトル型) 最適化［竹内謙善］
　7.2.1　IGA［竹内謙善］
　7.2.2　NURBS［竹内謙善］
　7.2.3　ベーシスベクトル法［竹内謙善］
　7.2.4　寸法最適化［竹内謙善］
7.3　ノンパラメトリック(関数型) 最適化(H1勾配法)
　7.3.1　形状最適化(線形弾性体の剛性最大化を例に) ［片峯英次］
　7.3.2　寸法最適化(板・シェルの剛性最大化を例に) ［下田昌利］

第8章　トポロジー最適化の基礎　（編集：泉井一浩）
8.1　トポロジー最適化の概念［西脇眞二］
8.2　トラス構造［林和希］
8.3　均質化法によるトポロジー最適化［鈴木克幸］
8.4　密度法［乙守正樹］
8.5　フィルタリング・正則化［川本敦史］
8.6　トポロジー最適化における最適性規準法［泉井一浩］
8.7　レベルセット法とフェーズフィールド法
　8.7.1　ハミルトン-ヤコビレベルセット法［山﨑慎太郎］
　8.7.2　フェーズフィールド法［竹澤晃弘］
8.8　発展方程式(反応拡散方程式) を利用したトポロジー最適化［近藤継男］
8.9　発見的手法(ESOなど) ［藤井大地］

第9章　ロバスト最適設計・信頼性最適設計　（編集：寒野善博）
9.1　ロバスト最適設計・信頼性最適設計の概念［寒野善博］
9.2　ロバスト最適化［寒野善博］
9.3　最悪ケースに基づくロバスト最適設計［寒野善博］
9.4　平均と標準偏差に基づくロバスト最適設計［小木曽望］
9.5　ファジイ数を用いた最適化［荒川雅生］
9.6　信頼性に基づく最適設計［小木曽望］


第2部　実践編

第10章　寸法・形状最適化の実践　（編集：下田昌利）
10.1　寸法最適化
　10.1.1　剛性設計問題
　　a.　骨組構造の断面寸法の最適化［下田昌利］
　　b.　板・シェル構造の板厚最適化［下田昌利］
　10.1.2　振動設計問題［下田昌利］
10.2　形状最適化
　10.2.1　剛性設計問題［下田昌利］
　10.2.2　強度設計問題［竹内謙善・下田昌利］
　10.2.3　振動設計問題［竹内謙善・下田昌利］
　10.2.4　音響設計問題［竹内謙善・下田昌利］
　10.2.5　流れ場設計問題［片峯英次］
　10.2.6　伝熱設計問題［片峯英次］
　10.2.7　多目的設計問題［片峯英次］
　10.2.8　多領域設計問題［片峯英次］
　10.2.9　材料非線形を考慮した設計問題［竹内謙善］
　10.2.10　マルチマテリアル設計問題［下田昌利］
　10.2.11　マルチスケール構造の設計問題［下田昌利］

第11章　トポロジー最適化の実践　（編集：加藤準治・泉井一浩）
11.1　機能構造物(コンプライアントメカニズムを中心に) ［古田幸三］
11.2　幾何学的非線形性を考慮したトポロジー最適化［小川竣・加藤準治］
11.3　材料非線形を考慮したトポロジー最適化［干場大也・加藤準治］
11.4　応力制約条件付きのトポロジー最適化［渡邉大貴・加藤準治］
11.5　ロバストトポロジー最適化［竹澤晃弘］
11.6　信頼性に基づくトポロジー最適化［小木曽望］
11.7　流体分野におけるトポロジー最適化［矢地謙太郎］
11.8　熱流体分野におけるトポロジー最適化［矢地謙太郎］
11.9　音/振動分野におけるトポロジー最適化［山本崇史］
11.10　電磁場におけるトポロジー最適化［林聖勳・泉井一浩］
11.11　電磁波を考慮したトポロジー最適化［野村壮史］
11.12　マルチマテリアルトポロジー最適化［古田幸三］
11.13　マルチスケールトポロジー最適化［乙守正樹］

第12章　生産技術における最適設計　（編集：北山哲士）
12.1　生産技術における課題［北山哲士］
12.2　成形シミュレーション［戸倉直］
12.3　薄板成形における最適設計［北山哲士］
　12.3.1　U字ハット曲げ加工におけるスプリングバック抑制［北山哲士］
　12.3.2　Sレイル成形品のねじれ抑制［日野隆太郎］
　12.3.3　絞り加工におけるブランク形状最適化［日野隆太郎］
　12.3.4　ブランク形状と可変ブランクホルダー力の同時最適化［北山哲士］
　12.3.5　可変ブランクホルダー力と可変スライド速度の同時最適化［北山哲士］
12.4　鍛造における最適設計［北山哲士］
　12.4.1　可変背圧軌道の最適化［北山哲士］
　12.4.2　多段鍛造の段数最適化［日野隆太郎］
　12.4.3　プロセスパラメータの最適化［北山哲士］
12.5　プラスチック射出成形［北山哲士］
　12.5.1　多段保持圧力プロファイルの最適化［北山哲士］
　12.5.2　3次元冷却水管経路を用いたプロセスパラメータの最適化［北山哲士］
　12.5.3　型温加熱冷却成形におけるプロセスパラメータの最適化［北山哲士］

第13章　建築における最適設計　（編集：山川誠）
13.1　建築構造分野での課題［山川誠］
13.2　建築骨組構造の最適化［大崎純］
13.3　空間構造の最適設計［浜田英明］
13.4　混合整数計画法の適用［藤田慎之輔］
13.5　構造形態創生［横須賀洋平］
13.6　建築構造の動的応答制御［藤田皓平］
13.7　建築計画への応用［瀧澤重志］
13.8　建築環境への応用［長井達夫］
13.9　建築における統合設計［後藤一真・天野裕］

第14章　航空宇宙分野における最適設計　（編集：小木曽望・下山幸治）
14.1　航空機機体周りの流れの最適化［山﨑渉］
14.2　航空機エンジン内部の流れの最適化［船﨑健一］
14.3　流体と構造の連成最適化［阿部圭晃］
14.4　複合材料構造の最適化［本田真也］
14.5　旅客機の飛行経路の最適化［伊藤恵理・小木曽望］
14.6　航空機のシステムとしての最適化［小木曽望］
14.7　宇宙工学における最適化［大山聖］

第15章　アディティブマニファクチャリングにおける最適設計　（編集：竹澤晃弘）
15.1　アディティブマニュファクチャリングを前提とした設計上の諸問題と解決法［竹澤晃弘］
15.2　AMのためのトポロジー最適化［竹澤晃弘］
15.3　炭素繊維複合材料AMのためのトポロジー最適化［市原稔紀・上田政人］
15.4　ラティス構造最適化［竹澤晃弘］
15.5　アディティブマニュファクチャリングと最適化の産業応用例
　15.5.1　航空宇宙・機械・医療分野への活用事例［竹澤晃弘］
　15.5.2　土木建築分野への活用事例［加藤準治］

第16章　機械学習の利用　（編集：米倉一男）
16.1　深層学習の利用
　16.1.1　代理モデル［米倉一男］
　16.1.2　物理モデルベース機械学習［米倉一男］
16.2　深層生成モデルの利用
　16.2.1　VAE ［米倉一男］
　16.2.2　GAN ［米倉一男］
　16.2.3　拡散モデル［米倉一男］
　16.2.4　データ駆動型トポロジー最適化［矢地謙太郎・山﨑慎太郎］
16.3　強化学習の利用
　16.3.1　離散構造の最適化［林和希］
　16.3.2　連続体の最適化［米倉一男］
　16.3.3　多目的強化学習［米倉一男］