JP2002219507A - 寸法制御目標値の決定方法 - Google Patents
寸法制御目標値の決定方法Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 被圧延材の寸法制御目標値を決定する際の寸
法余裕代を適切に設定し、歩留りの向上が可能な寸法制
御目標値の決定方法を提供する。 【解決手段】 注文寸法に寸法余裕代を加算して一の被
圧延材の寸法制御目標値を決定するに際し、一の被圧延
材を圧延する以前に圧延された先の被圧延材の寸法制御
偏差の統計量に基づき寸法余裕代を決定する。一の被圧
延材を圧延するに際し、一の板材を圧延する以前に圧延
された先の板材における幅方向中央部の板厚制御偏差の
統計量と板クラウンの統計量とに基づいて板厚制御目標
値を決定する。
法余裕代を適切に設定し、歩留りの向上が可能な寸法制
御目標値の決定方法を提供する。 【解決手段】 注文寸法に寸法余裕代を加算して一の被
圧延材の寸法制御目標値を決定するに際し、一の被圧延
材を圧延する以前に圧延された先の被圧延材の寸法制御
偏差の統計量に基づき寸法余裕代を決定する。一の被圧
延材を圧延するに際し、一の板材を圧延する以前に圧延
された先の板材における幅方向中央部の板厚制御偏差の
統計量と板クラウンの統計量とに基づいて板厚制御目標
値を決定する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、例えば板材などの
被圧延材を圧延する際の板幅や板厚などの寸法の制御目
標値を決定する方法に関する。
被圧延材を圧延する際の板幅や板厚などの寸法の制御目
標値を決定する方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】例えば、板材や管材などの被圧延材を圧
延するに際して、従来より、顧客からの注文寸法に寸法
余裕代を加算して被圧延材の寸法制御目標値を決定する
ことが行われている。
延するに際して、従来より、顧客からの注文寸法に寸法
余裕代を加算して被圧延材の寸法制御目標値を決定する
ことが行われている。
【０００３】例えば、管材を製造する際には顧客より管
の長さが注文管長として指定されるが、圧延における管
長目標値は注文管長に寸法余裕代を加算して注文管長よ
り長く圧延し、その後、先後端部を切断することによ
り、切断後の管長と注文管長との差が管長公差範囲以内
になるようにして出荷される。
の長さが注文管長として指定されるが、圧延における管
長目標値は注文管長に寸法余裕代を加算して注文管長よ
り長く圧延し、その後、先後端部を切断することによ
り、切断後の管長と注文管長との差が管長公差範囲以内
になるようにして出荷される。
【０００４】また、板材を製造する際には顧客より板幅
が注文板幅として指定されるが、特公平５−８１３２５
号公報に開示されているように、圧延における板幅目標
値は注文板幅に余幅と呼ばれる寸法余裕代を加算して注
文板幅より幅広に圧延し、その後、トリム工程で幅方向
の端部を切り落とすことにより、トリム後の板幅と注文
板幅との差が板幅公差範囲以内になるようにして出荷さ
れる。
が注文板幅として指定されるが、特公平５−８１３２５
号公報に開示されているように、圧延における板幅目標
値は注文板幅に余幅と呼ばれる寸法余裕代を加算して注
文板幅より幅広に圧延し、その後、トリム工程で幅方向
の端部を切り落とすことにより、トリム後の板幅と注文
板幅との差が板幅公差範囲以内になるようにして出荷さ
れる。
【０００５】寸法余裕代が大きいほど、最低寸法を満足
できずにスクラップとなる可能性は低下するが、最低寸
法に必要以上の寸法余裕代をとると歩留りが低下する。
したがって、寸法余裕代を適切な値に設定することが重
要である。
できずにスクラップとなる可能性は低下するが、最低寸
法に必要以上の寸法余裕代をとると歩留りが低下する。
したがって、寸法余裕代を適切な値に設定することが重
要である。
【０００６】また、板材を製造する際には顧客より板厚
が注文板厚として指定され、被圧延材の板厚偏差を板厚
公差によって定められる範囲以内にすることが要求され
る。板材の圧延では、圧延反力によってロールに弾性変
形が生じるため、幅方向端部の板厚が幅方向中央部の板
厚に比べて薄くなることが知られている。その板厚の差
を板クラウンと称している。幅方向中央部の板厚が注文
寸法に一致するように幅方向中央部の板厚制御目標値を
定めて圧延しても、板クラウンが板厚公差よりも大きけ
れば、幅方向端部の板厚と注文板厚の差が板厚公差範囲
外になり、幅方向端部で板厚外れが生じる。
が注文板厚として指定され、被圧延材の板厚偏差を板厚
公差によって定められる範囲以内にすることが要求され
る。板材の圧延では、圧延反力によってロールに弾性変
形が生じるため、幅方向端部の板厚が幅方向中央部の板
厚に比べて薄くなることが知られている。その板厚の差
を板クラウンと称している。幅方向中央部の板厚が注文
寸法に一致するように幅方向中央部の板厚制御目標値を
定めて圧延しても、板クラウンが板厚公差よりも大きけ
れば、幅方向端部の板厚と注文板厚の差が板厚公差範囲
外になり、幅方向端部で板厚外れが生じる。
【０００７】このような幅方向端部の板厚外れを防ぐ方
法として、特開平７−１８５６２５号公報には、板クラ
ウンを予測し、予測した板クラウンだけ幅方向中央部の
板厚制御目標値を厚く設定しておく方法が開示されてい
る。
法として、特開平７−１８５６２５号公報には、板クラ
ウンを予測し、予測した板クラウンだけ幅方向中央部の
板厚制御目標値を厚く設定しておく方法が開示されてい
る。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】しかし、従来、管長余
裕代や余幅などの寸法余裕代は、経験的すなわち試行錯
誤的に決定されており、必ずしも最適な値ではなく、歩
留りの低下などの問題を招いていた。
裕代や余幅などの寸法余裕代は、経験的すなわち試行錯
誤的に決定されており、必ずしも最適な値ではなく、歩
留りの低下などの問題を招いていた。
【０００９】また、制御装置や制御方法の向上によって
圧延後の被圧延材の寸法精度が向上した場合は、寸法余
裕代を小さくすることによって歩留りの向上を図ること
ができるが、従来の試行錯誤的な寸法余裕代の決定方法
では寸法精度の考慮が不十分で寸法精度の向上が歩留り
の向上に繋がらないことがあった。
圧延後の被圧延材の寸法精度が向上した場合は、寸法余
裕代を小さくすることによって歩留りの向上を図ること
ができるが、従来の試行錯誤的な寸法余裕代の決定方法
では寸法精度の考慮が不十分で寸法精度の向上が歩留り
の向上に繋がらないことがあった。
【００１０】また、特開平７−１８５６２５号公報に開
示されている方法では、板厚の制御偏差が大きく幅方向
中央部の板厚が板厚制御目標値より薄くなる、あるい
は、板クラウンの制御偏差が大きく板クラウンが予測値
よりも大きくなると、幅方向端部の板厚が最小板厚を満
足しないという問題や、幅方向端部の板厚の目標値外れ
を防止するために幅方向中央部の板厚制御目標値を大き
くすると、幅方向中央部の板厚が最大板厚を満足しない
という問題が生じ、歩留りが低下することがある。
示されている方法では、板厚の制御偏差が大きく幅方向
中央部の板厚が板厚制御目標値より薄くなる、あるい
は、板クラウンの制御偏差が大きく板クラウンが予測値
よりも大きくなると、幅方向端部の板厚が最小板厚を満
足しないという問題や、幅方向端部の板厚の目標値外れ
を防止するために幅方向中央部の板厚制御目標値を大き
くすると、幅方向中央部の板厚が最大板厚を満足しない
という問題が生じ、歩留りが低下することがある。
【００１１】本発明の課題は、被圧延材の寸法制御目標
値を決定する際の寸法余裕代を適切に設定し、歩留りの
向上が可能な寸法制御目標値の決定方法を提供すること
にある。
値を決定する際の寸法余裕代を適切に設定し、歩留りの
向上が可能な寸法制御目標値の決定方法を提供すること
にある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】本発明は、注文寸法に寸
法余裕代を加算して一の被圧延材の寸法制御目標値を決
定する方法であって、一の被圧延材を圧延する以前に圧
延された先の被圧延材の寸法制御偏差の統計量に基づき
寸法余裕代を決定することを特徴とする寸法制御目標値
の決定方法である。
法余裕代を加算して一の被圧延材の寸法制御目標値を決
定する方法であって、一の被圧延材を圧延する以前に圧
延された先の被圧延材の寸法制御偏差の統計量に基づき
寸法余裕代を決定することを特徴とする寸法制御目標値
の決定方法である。
【００１３】この本発明に係る寸法制御目標値の決定方
法では、寸法余裕代の決定が、更に、寸法制御偏差の統
計量を注文寸法によって層別に分類した層別テーブルに
基づいて行われることが望ましい。
法では、寸法余裕代の決定が、更に、寸法制御偏差の統
計量を注文寸法によって層別に分類した層別テーブルに
基づいて行われることが望ましい。
【００１４】本発明に係る寸法制御目標値の決定方法で
は、寸法余裕代の決定が、更に、寸法制御偏差の統計量
と一の被圧延材の寸法公差とから演算される損失の期待
値に基づいて行われることが望ましい。
は、寸法余裕代の決定が、更に、寸法制御偏差の統計量
と一の被圧延材の寸法公差とから演算される損失の期待
値に基づいて行われることが望ましい。
【００１５】本発明に係る寸法制御目標値の決定方法で
は、寸法制御偏差の統計量として、平均値と標準偏差を
用いることが望ましい。また、本発明は、一の板材を圧
延する際の幅方向中央部の板厚制御目標値を決定する方
法であって、一の板材を圧延する以前に圧延された先の
板材の幅方向中央部の板厚制御偏差の統計量と板クラウ
ンの統計量とに基づいて前記板厚制御目標値を決定する
ことを特徴とする寸法制御目標値の決定方法である。
は、寸法制御偏差の統計量として、平均値と標準偏差を
用いることが望ましい。また、本発明は、一の板材を圧
延する際の幅方向中央部の板厚制御目標値を決定する方
法であって、一の板材を圧延する以前に圧延された先の
板材の幅方向中央部の板厚制御偏差の統計量と板クラウ
ンの統計量とに基づいて前記板厚制御目標値を決定する
ことを特徴とする寸法制御目標値の決定方法である。
【００１６】この本発明に係る寸法制御目標値の決定方
法では、板厚制御偏差と板クラウンの双方の統計量とし
て、平均値と標準偏差とを用いることが望ましい。以
下、本発明の原理を、板材圧延の際の板幅制御目標値の
決定方法と板材圧延の際の幅方向中央部の板厚制御目標
値の決定方法とを例に説明する。
法では、板厚制御偏差と板クラウンの双方の統計量とし
て、平均値と標準偏差とを用いることが望ましい。以
下、本発明の原理を、板材圧延の際の板幅制御目標値の
決定方法と板材圧延の際の幅方向中央部の板厚制御目標
値の決定方法とを例に説明する。
【００１７】最初に、板材圧延の際の板幅制御目標値の
決定方法について説明する。板幅の注文寸法（注文板
幅）がWO、板幅の公差上限値がｕW(>0)、板幅の公差下
限値がｄW(<0)の一の板材を圧延する際に、注文板幅WO
に板幅の寸法余裕代（余幅）MWを加算して板幅の寸法制
御目標値（板幅制御目標値）をWO+MWに設定したとす
る。板幅制御目標値WO+MWに対する板幅制御偏差ΔWを正
規確率変数とみなし、一の板材が圧延される以前に圧延
された先の板材の板幅制御目標値に対する板幅制御偏差
の統計量である平均値と標準偏差とをそれぞれＥとσと
すると、一の板材の板幅Wは平均値がWO+MW+Eで、標準偏
差がσの正規確率変数とみなせ、その確率密度関数は次
式（１）で表される。
決定方法について説明する。板幅の注文寸法（注文板
幅）がWO、板幅の公差上限値がｕW(>0)、板幅の公差下
限値がｄW(<0)の一の板材を圧延する際に、注文板幅WO
に板幅の寸法余裕代（余幅）MWを加算して板幅の寸法制
御目標値（板幅制御目標値）をWO+MWに設定したとす
る。板幅制御目標値WO+MWに対する板幅制御偏差ΔWを正
規確率変数とみなし、一の板材が圧延される以前に圧延
された先の板材の板幅制御目標値に対する板幅制御偏差
の統計量である平均値と標準偏差とをそれぞれＥとσと
すると、一の板材の板幅Wは平均値がWO+MW+Eで、標準偏
差がσの正規確率変数とみなせ、その確率密度関数は次
式（１）で表される。
【００１８】
【数１】
【００１９】ここでπは円周率である。板幅Wと注文板
幅WOとの差（W−WO）が板幅の公差下限値ｄWよりも小さ
くなった場合にスクラップになることによる損失をａ、
板幅Wと注文板幅WOとの差（W−WO）が板幅の公差上限値
ｕWよりも大きくなった場合にトリムによって幅端部を
切り捨てることによる損失をｂとすると、損失の期待値
Jは次式（２）で表される。
幅WOとの差（W−WO）が板幅の公差下限値ｄWよりも小さ
くなった場合にスクラップになることによる損失をａ、
板幅Wと注文板幅WOとの差（W−WO）が板幅の公差上限値
ｕWよりも大きくなった場合にトリムによって幅端部を
切り捨てることによる損失をｂとすると、損失の期待値
Jは次式（２）で表される。
【００２０】
【数２】
【００２１】したがって、期待値Jが最小となるように
余幅MWを決定して板幅制御目標値（W O+MW）を設定すれ
ば歩留りが向上する。具体的にJを最小にするMWは次式
（３）の解であるので、損失の期待値Jを最小にする余
幅MWは次式（４）で与えられる。
余幅MWを決定して板幅制御目標値（W O+MW）を設定すれ
ば歩留りが向上する。具体的にJを最小にするMWは次式
（３）の解であるので、損失の期待値Jを最小にする余
幅MWは次式（４）で与えられる。
【００２２】
【数３】
【００２３】
【数４】
【００２４】先の板材の板幅制御目標値に対する板幅制
御偏差は、制御モデルの高精度化や制御装置の改善など
によって減少したり、外乱の増大によって増加したりす
るので、先の板材の内で至近に圧延された板材の板幅制
御偏差を重視して余幅を決定することが望ましい。この
ためには、予め所定数を定めておき、至近に圧延された
所定数の板材の板幅制御偏差の統計量を１つの板材の圧
延が完了する毎に逐次更新して集計し直し、更新した統
計量を用いて一の板材の余幅を決定するのがよい。
御偏差は、制御モデルの高精度化や制御装置の改善など
によって減少したり、外乱の増大によって増加したりす
るので、先の板材の内で至近に圧延された板材の板幅制
御偏差を重視して余幅を決定することが望ましい。この
ためには、予め所定数を定めておき、至近に圧延された
所定数の板材の板幅制御偏差の統計量を１つの板材の圧
延が完了する毎に逐次更新して集計し直し、更新した統
計量を用いて一の板材の余幅を決定するのがよい。
【００２５】また、板幅制御偏差は、板幅制御の制御量
を決定している制御モデルの精度に依存するため、注文
板幅に依存することが多い。したがって、板幅制御偏差
を注文板幅によって層別に分類し、層別毎に板幅制御偏
差の統計量を求めた層別テーブルを準備し、一の板材の
圧延に際しては、層別テーブルから一の板材の注文板幅
が該当する層の統計量を呼び出し、その統計量に基づき
余幅を決定するのがよい。
を決定している制御モデルの精度に依存するため、注文
板幅に依存することが多い。したがって、板幅制御偏差
を注文板幅によって層別に分類し、層別毎に板幅制御偏
差の統計量を求めた層別テーブルを準備し、一の板材の
圧延に際しては、層別テーブルから一の板材の注文板幅
が該当する層の統計量を呼び出し、その統計量に基づき
余幅を決定するのがよい。
【００２６】以上の説明では、板幅制御目標値に対する
板幅制御偏差ΔWを最も一般的な確率分布である正規確
率変数とみなしたが、これに限るものではなく、確率密
度関数が次式（５）で表されるパラメータｍ、ｋを有す
るコーシー分布や、その他の確率分布であってもよく、
実際の板幅制御偏差の発生状況に応じて確率密度関数P
(W)を選択すればよい。なお、板幅制御偏差の発生状況
をコーシー分布とみなす場合は、平均値と標準偏差の代
わりに上記パラメータｍ、ｋを統計量として用いる。
板幅制御偏差ΔWを最も一般的な確率分布である正規確
率変数とみなしたが、これに限るものではなく、確率密
度関数が次式（５）で表されるパラメータｍ、ｋを有す
るコーシー分布や、その他の確率分布であってもよく、
実際の板幅制御偏差の発生状況に応じて確率密度関数P
(W)を選択すればよい。なお、板幅制御偏差の発生状況
をコーシー分布とみなす場合は、平均値と標準偏差の代
わりに上記パラメータｍ、ｋを統計量として用いる。
【００２７】
【数５】
【００２８】次に、板材圧延の際の幅方向中央部の板厚
制御目標値の決定方法について説明する。注文板厚がｈ
O、板厚の公差上限値がｕh(>0)、板厚の公差下限値がｄ
h(<0)の一の板材を圧延する際に、注文板厚ｈOに板厚余
裕代Mhを加算して幅方向中央部の板厚制御目標値を（ｈ
O+Mh）に設定したとする。幅方向中央部の板厚制御目標
値に対する板厚制御偏差ΔｈCを正規確率変数とみな
し、一の板材を圧延する前に圧延された先の板材の幅方
向中央部の板厚制御目標値に対する幅方向中央部の板厚
制御偏差の平均値をEC、標準偏差をσCとすると、一の
板材の幅方向中央部の板厚ｈCは平均値がｈO+Mh+ECで、
標準偏差がσCの正規確率変数とみなせ、その確率密度
関数は次式（６）で表される。
制御目標値の決定方法について説明する。注文板厚がｈ
O、板厚の公差上限値がｕh(>0)、板厚の公差下限値がｄ
h(<0)の一の板材を圧延する際に、注文板厚ｈOに板厚余
裕代Mhを加算して幅方向中央部の板厚制御目標値を（ｈ
O+Mh）に設定したとする。幅方向中央部の板厚制御目標
値に対する板厚制御偏差ΔｈCを正規確率変数とみな
し、一の板材を圧延する前に圧延された先の板材の幅方
向中央部の板厚制御目標値に対する幅方向中央部の板厚
制御偏差の平均値をEC、標準偏差をσCとすると、一の
板材の幅方向中央部の板厚ｈCは平均値がｈO+Mh+ECで、
標準偏差がσCの正規確率変数とみなせ、その確率密度
関数は次式（６）で表される。
【００２９】
【数６】
【００３０】また、先の板材の板クラウンの平均値を
Ee、標準偏差をσeとすると、一の板材の板クラウンCr
は平均値がEeで、標準偏差がσeの正規確率変数とみな
せ、その確率密度関数は次式（７）で表される。
Ee、標準偏差をσeとすると、一の板材の板クラウンCr
は平均値がEeで、標準偏差がσeの正規確率変数とみな
せ、その確率密度関数は次式（７）で表される。
【００３１】
【数７】
【００３２】ここで、ｈCとCrが互いに独立であると仮
定すると、幅方向端部の板厚ｈe（=ｈC−Cr）は平均値
がｈO+Mh+EC−Eeで、標準偏差が√（σC 2＋σe 2）の正
規確率変数であるから、ｈeの確率密度関数は、次式
（８）で表される。
定すると、幅方向端部の板厚ｈe（=ｈC−Cr）は平均値
がｈO+Mh+EC−Eeで、標準偏差が√（σC 2＋σe 2）の正
規確率変数であるから、ｈeの確率密度関数は、次式
（８）で表される。
【００３３】
【数８】
【００３４】板厚余裕代Mhを大きくしていくと幅方向端
部の板厚と注文板厚の差が板厚公差下限値より小さくな
る可能性は低くなるが、逆に幅方向中央部の板厚と注文
板厚の差が板厚公差上限値より大きくなる可能性が大き
くなるというトレードオフの関係にあるので、例えば、
幅方向中央部の板厚と注文板厚の差が板厚公差上限値よ
り大きくなる確率と、幅方向端部の板厚と注文板厚の差
が板厚公差下限値より小さくなる確率が等しくなる、す
なわち、次式（９）を満たすように板厚余裕代Mhを定め
れば、幅方向の板厚分布全体が板厚公差範囲内に入る可
能性を増大させることができる。
部の板厚と注文板厚の差が板厚公差下限値より小さくな
る可能性は低くなるが、逆に幅方向中央部の板厚と注文
板厚の差が板厚公差上限値より大きくなる可能性が大き
くなるというトレードオフの関係にあるので、例えば、
幅方向中央部の板厚と注文板厚の差が板厚公差上限値よ
り大きくなる確率と、幅方向端部の板厚と注文板厚の差
が板厚公差下限値より小さくなる確率が等しくなる、す
なわち、次式（９）を満たすように板厚余裕代Mhを定め
れば、幅方向の板厚分布全体が板厚公差範囲内に入る可
能性を増大させることができる。
【００３５】
【数９】
【００３６】上式（９）において、両辺の被積分関数が
等しくなるように積分変数を変換すると次式（１０）が
導かれる。
等しくなるように積分変数を変換すると次式（１０）が
導かれる。
【００３７】
【数１０】
【００３８】したがって、前式（９）は次式（１１）と
等価となり、板厚余裕代Mhは次式（１２）で表される。
等価となり、板厚余裕代Mhは次式（１２）で表される。
【００３９】
【数１１】
【００４０】
【数１２】
【００４１】
【発明の実施の形態】本発明の実施の形態を、統計量と
して平均値と標準偏差とを用い、板材圧延の際の板幅制
御目標値の決定方法と板材圧延の際の幅方向中央部の板
厚制御目標値の決定方法を例に説明する。
して平均値と標準偏差とを用い、板材圧延の際の板幅制
御目標値の決定方法と板材圧延の際の幅方向中央部の板
厚制御目標値の決定方法を例に説明する。
【００４２】図１は、本発明の一の実施形態の板幅制御
目標値の決定方法に係る熱間圧延設備の構成例を示す概
要図である。本実施形態の熱間圧延設備は、竪型圧延機
１０、水平圧延機１１、生産管理計算機５０、統計処理
装置６０，寸法目標値演算器７０、設定計算機８０およ
び板幅計２０を備える。
目標値の決定方法に係る熱間圧延設備の構成例を示す概
要図である。本実施形態の熱間圧延設備は、竪型圧延機
１０、水平圧延機１１、生産管理計算機５０、統計処理
装置６０，寸法目標値演算器７０、設定計算機８０およ
び板幅計２０を備える。
【００４３】竪型圧延機１０は、ロール間隙を調整して
板材の板幅を圧下する機能を有し、水平圧延機１１は、
複数のスタンド（図では７基のスタンド：Ｆ１〜Ｆ７）
から構成され、それぞれのスタンドはロール間隙を調整
して板材の板厚を圧下する機能を有する。
板材の板幅を圧下する機能を有し、水平圧延機１１は、
複数のスタンド（図では７基のスタンド：Ｆ１〜Ｆ７）
から構成され、それぞれのスタンドはロール間隙を調整
して板材の板厚を圧下する機能を有する。
【００４４】仕上圧延機１１の出側には圧延された板材
の板幅を測定する板幅計２０が設けられ、板幅計２０で
測定された板幅測定値は統計処理装置６０に出力され
る。統計処理装置６０には、注文寸法、例えば板幅によ
って層別に分類した層別テーブルが設定されており、板
幅測定値が入力されるたびに板幅制御目標値に対する板
幅測定値の偏差（板幅制御偏差）を計算して層別テーブ
ルに格納するとともに、層別テーブルの層毎に板幅制御
偏差の平均値と標準偏差を集計し直して更新し、層別テ
ーブルに先の板材の最新値として記憶する。
の板幅を測定する板幅計２０が設けられ、板幅計２０で
測定された板幅測定値は統計処理装置６０に出力され
る。統計処理装置６０には、注文寸法、例えば板幅によ
って層別に分類した層別テーブルが設定されており、板
幅測定値が入力されるたびに板幅制御目標値に対する板
幅測定値の偏差（板幅制御偏差）を計算して層別テーブ
ルに格納するとともに、層別テーブルの層毎に板幅制御
偏差の平均値と標準偏差を集計し直して更新し、層別テ
ーブルに先の板材の最新値として記憶する。
【００４５】生産管理計算機５０は、一の板材の圧延に
際し、注文板幅、板幅公差を寸法目標値演算器７０に出
力し、竪型圧延機に送給される板材である素材の板幅を
設定計算機８０に出力する。
際し、注文板幅、板幅公差を寸法目標値演算器７０に出
力し、竪型圧延機に送給される板材である素材の板幅を
設定計算機８０に出力する。
【００４６】寸法目標値演算器７０には、予め前式
（４）が設定されており、統計処理装置から先の板材の
平均値と標準偏差の最新値を呼び出し、これらの最新値
と注文板幅と板幅公差とに基づき式（４）で余幅を求
め、板幅制御目標値を決定して設定計算機８０に出力す
る。
（４）が設定されており、統計処理装置から先の板材の
平均値と標準偏差の最新値を呼び出し、これらの最新値
と注文板幅と板幅公差とに基づき式（４）で余幅を求
め、板幅制御目標値を決定して設定計算機８０に出力す
る。
【００４７】設定計算機８０は、Ｆ７スタンド出側の板
幅が板幅制御目標値に一致するように竪型圧延機１０の
ロール間隙設定値を計算して竪型圧延機１０に出力す
る。本実施形態に係る熱間圧延設備は、以上のように構
成される。
幅が板幅制御目標値に一致するように竪型圧延機１０の
ロール間隙設定値を計算して竪型圧延機１０に出力す
る。本実施形態に係る熱間圧延設備は、以上のように構
成される。
【００４８】次に、上記熱間圧延設備による板幅制御目
標値の決定方法を添付図面を参照して説明する。図２は
本発明に係る寸法目標値演算器の処理内容を示すフロー
チャートである。
標値の決定方法を添付図面を参照して説明する。図２は
本発明に係る寸法目標値演算器の処理内容を示すフロー
チャートである。
【００４９】Ｓ１：一の板材の圧延が開始される前に、
生産管理計算機５０から一の板材の注文板幅WO、板幅公
差上限値ｕW、板幅公差下限値ｄWが寸法目標値演算器７
０に、また、一の板材の素材の板幅Ｗmが設定計算機８
０に出力される。
生産管理計算機５０から一の板材の注文板幅WO、板幅公
差上限値ｕW、板幅公差下限値ｄWが寸法目標値演算器７
０に、また、一の板材の素材の板幅Ｗmが設定計算機８
０に出力される。
【００５０】統計処理装置６０には、前述したように、
一の板材の圧延前に圧延された先の板材の板幅制御偏差
の平均値と標準偏差が記憶されている。なお、この平均
値と標準偏差は新たに板幅制御偏差が入力されるたびに
再計算され更新されて記憶される。
一の板材の圧延前に圧延された先の板材の板幅制御偏差
の平均値と標準偏差が記憶されている。なお、この平均
値と標準偏差は新たに板幅制御偏差が入力されるたびに
再計算され更新されて記憶される。
【００５１】Ｓ２：寸法目標値演算器７０では、板材の
線膨張を考慮し、注文板幅に対応するＦ７スタンド出側
の板幅ＷOHOTを次式（１３）で求める。
線膨張を考慮し、注文板幅に対応するＦ７スタンド出側
の板幅ＷOHOTを次式（１３）で求める。
【００５２】
【数１３】
【００５３】ここでαは線膨張係数、ΔTは熱間圧延の
温度と常温の温度差である。 Ｓ３〜Ｓ４：次いで、先の板材の板幅制御偏差の平均値
の最新値Eと標準偏差の最新値σを統計処理装置６０か
ら読み出し、これらの最新値、板幅公差上限値ｕWおよ
び板幅公差下限値ｄWから前式（４）で余幅MWを算出す
る。
温度と常温の温度差である。 Ｓ３〜Ｓ４：次いで、先の板材の板幅制御偏差の平均値
の最新値Eと標準偏差の最新値σを統計処理装置６０か
ら読み出し、これらの最新値、板幅公差上限値ｕWおよ
び板幅公差下限値ｄWから前式（４）で余幅MWを算出す
る。
【００５４】Ｓ５：余幅MWと板幅ＷOHOTとからＦ７スタ
ンド出側の板幅制御目標値Ｗaimを次式（１４）で求
め、設定計算機８０に出力する。
ンド出側の板幅制御目標値Ｗaimを次式（１４）で求
め、設定計算機８０に出力する。
【００５５】
【数１４】
【００５６】設定計算機８０は、Ｆ７スタンド出側の板
幅が板幅制御目標値Ｗaimに一致するように、竪型圧延
機１０のロール間隙設定値を計算して竪型圧延機１０に
出力する。竪型圧延機１０では、ロール間隙をロール間
隙設定値に設定して一の板材の圧延が開始される。ここ
で、ロール間隙設定値の計算は、竪型圧延機１０での板
幅圧下による板幅変化と、Ｆ１〜Ｆ７スタンドでの板厚
圧下による板幅変化と、Ｆ１〜Ｆ７スタンドの各スタン
ド間の張力による板幅変化と、Ｆ１〜Ｆ７スタンドでの
板クラウン変化に起因する板幅変化を考慮して決定する
公知の方法で行うことができる。
幅が板幅制御目標値Ｗaimに一致するように、竪型圧延
機１０のロール間隙設定値を計算して竪型圧延機１０に
出力する。竪型圧延機１０では、ロール間隙をロール間
隙設定値に設定して一の板材の圧延が開始される。ここ
で、ロール間隙設定値の計算は、竪型圧延機１０での板
幅圧下による板幅変化と、Ｆ１〜Ｆ７スタンドでの板厚
圧下による板幅変化と、Ｆ１〜Ｆ７スタンドの各スタン
ド間の張力による板幅変化と、Ｆ１〜Ｆ７スタンドでの
板クラウン変化に起因する板幅変化を考慮して決定する
公知の方法で行うことができる。
【００５７】図３は、本発明の別の実施形態の板厚制御
目標値の決定方法に係る熱間圧延設備の構成例を示す概
要図である。本実施形態の熱間圧延設備は、水平圧延機
１１、生産管理計算機５０、統計処理装置６０，寸法目
標値演算器７０、設定計算機８０および板厚計３０、板
クラウン計４０を備える。
目標値の決定方法に係る熱間圧延設備の構成例を示す概
要図である。本実施形態の熱間圧延設備は、水平圧延機
１１、生産管理計算機５０、統計処理装置６０，寸法目
標値演算器７０、設定計算機８０および板厚計３０、板
クラウン計４０を備える。
【００５８】水平圧延機１１は、複数のスタンド（図で
は７基のスタンド：Ｆ１〜Ｆ７）から構成され、それぞ
れのスタンドはロール間隙を調整して板厚を圧下する機
能を有する。水平圧延機１１の出側には圧延された板材
の幅中央部の板厚と板クラウンをそえぞれ測定する板厚
計３０と板クラウン計４０が設けられ、板厚計３０で測
定された板厚と板クラウン計４０で測定された板クラウ
ンは統計処理装置６０に出力される。
は７基のスタンド：Ｆ１〜Ｆ７）から構成され、それぞ
れのスタンドはロール間隙を調整して板厚を圧下する機
能を有する。水平圧延機１１の出側には圧延された板材
の幅中央部の板厚と板クラウンをそえぞれ測定する板厚
計３０と板クラウン計４０が設けられ、板厚計３０で測
定された板厚と板クラウン計４０で測定された板クラウ
ンは統計処理装置６０に出力される。
【００５９】統計処理装置６０には、注文寸法、例えば
板厚と材質とによって層別に分類された層別テーブルが
設定されており板厚測定値と板クラウン測定値が入力さ
れるたびに幅中央部の板厚制御目標値に対する板厚の偏
差（板厚制御偏差）と板クラウンのそれぞれの平均値と
標準偏差とを集計し直して更新し、更新した平均値と標
準偏差を先の板材の最新値として記憶する。
板厚と材質とによって層別に分類された層別テーブルが
設定されており板厚測定値と板クラウン測定値が入力さ
れるたびに幅中央部の板厚制御目標値に対する板厚の偏
差（板厚制御偏差）と板クラウンのそれぞれの平均値と
標準偏差とを集計し直して更新し、更新した平均値と標
準偏差を先の板材の最新値として記憶する。
【００６０】生産管理計算機５０は、一の圧延に際し、
注文板厚と板厚公差を寸法目標値演算器７０に出力し、
Ｆ１スタンドに送給する板材である素材の板厚を設定計
算機８０に出力する。
注文板厚と板厚公差を寸法目標値演算器７０に出力し、
Ｆ１スタンドに送給する板材である素材の板厚を設定計
算機８０に出力する。
【００６１】寸法目標値演算器７０には、予め前式（１
２）が設定されており、統計処理装置６０から先に板材
の板厚制御偏差と板クラウンのそれぞれの平均値と標準
偏差の最新値を呼び出し、これらの最新値と注文板厚と
板厚公差とに基づき、式（１２で板厚余裕代Mhを求め、
幅方向中央部の板厚制御目標値を決定して設定計算機８
０に出力する。
２）が設定されており、統計処理装置６０から先に板材
の板厚制御偏差と板クラウンのそれぞれの平均値と標準
偏差の最新値を呼び出し、これらの最新値と注文板厚と
板厚公差とに基づき、式（１２で板厚余裕代Mhを求め、
幅方向中央部の板厚制御目標値を決定して設定計算機８
０に出力する。
【００６２】設定計算機８０は、Ｆ７スタンド出側の幅
方向中央部の板厚が幅方向中央部の板厚制御目標値に一
致するようにＦ１〜Ｆ７スタンドのそれぞれのロール間
隙設定値を計算してＦ１〜Ｆ７スタンドに出力する。
方向中央部の板厚が幅方向中央部の板厚制御目標値に一
致するようにＦ１〜Ｆ７スタンドのそれぞれのロール間
隙設定値を計算してＦ１〜Ｆ７スタンドに出力する。
【００６３】本実施形態に係る熱間圧延設備は、以上の
ように構成される。次に、上記熱間圧延設備による板厚
制御目標値の決定方法を添付図面を参照して説明する。
ように構成される。次に、上記熱間圧延設備による板厚
制御目標値の決定方法を添付図面を参照して説明する。
【００６４】図４は本発明に係る寸法目標値演算器の処
理内容を示すフローチャートである。 Ｔ１：一の板材の圧延が開始される前に、生産管理計算
機５０から一の板材の注文板厚ｈO、板厚公差上限値
ｕh、板厚公差下限値ｄhが寸法目標値演算器７０に、ま
た、一の板材の素材の板厚ｈmが設定計算機８０に出力
される。
理内容を示すフローチャートである。 Ｔ１：一の板材の圧延が開始される前に、生産管理計算
機５０から一の板材の注文板厚ｈO、板厚公差上限値
ｕh、板厚公差下限値ｄhが寸法目標値演算器７０に、ま
た、一の板材の素材の板厚ｈmが設定計算機８０に出力
される。
【００６５】統計処理装置６０には、前述したように、
一の板材の圧延前に圧延された先の板材の板厚制御偏差
と板クラウンのそれぞれの平均値と標準偏差が記憶され
ている。なお、この平均値と標準偏差は新たに板厚制御
偏差と板クラウンが入力されるたびに再計算され更新さ
れて記憶される。
一の板材の圧延前に圧延された先の板材の板厚制御偏差
と板クラウンのそれぞれの平均値と標準偏差が記憶され
ている。なお、この平均値と標準偏差は新たに板厚制御
偏差と板クラウンが入力されるたびに再計算され更新さ
れて記憶される。
【００６６】Ｔ２：寸法目標値演算器７０は、板材の熱
膨張を考慮し、注文寸法に対応する水平圧延機出側の板
厚ｈOHOTを次式（１５）で求める。
膨張を考慮し、注文寸法に対応する水平圧延機出側の板
厚ｈOHOTを次式（１５）で求める。
【００６７】
【数１５】
【００６８】ここでαは線膨張係数、ΔTは熱間圧延の
温度と常温の温度差である。 Ｔ３〜Ｔ４：次いで、先の板材の幅方向中央部の板厚制
御偏差の平均値の最新値ECと標準偏差の最新値σC、な
らびに板クラウンの平均値の最新値Eeと標準偏差の最新
値σeとを統計処理装置６０から読み出し、これらの最
新値、板厚公差上限値ｕhおよび板厚公差下限値ｄhとか
ら、前式（１２）で板厚余裕代Mhを算出する。
温度と常温の温度差である。 Ｔ３〜Ｔ４：次いで、先の板材の幅方向中央部の板厚制
御偏差の平均値の最新値ECと標準偏差の最新値σC、な
らびに板クラウンの平均値の最新値Eeと標準偏差の最新
値σeとを統計処理装置６０から読み出し、これらの最
新値、板厚公差上限値ｕhおよび板厚公差下限値ｄhとか
ら、前式（１２）で板厚余裕代Mhを算出する。
【００６９】Ｔ５：板厚余裕代Mhと板厚ｈOHOTとから次
式（１６）でＦ７スタンド出側の幅方向中央部の板厚制
御目標値ｈaimを求め、設定計算機８０に出力する。
式（１６）でＦ７スタンド出側の幅方向中央部の板厚制
御目標値ｈaimを求め、設定計算機８０に出力する。
【００７０】
【数１６】
【００７１】設定計算機８０は、Ｆ７スタンド出側の板
厚がｈaimに一致するようにＦ１〜Ｆ７スタンドのそれ
ぞれのロール間隙設定値を計算してＦ１〜Ｆ７スタンド
に出力し、Ｆ１〜Ｆ７スタンドではロール間隙をロール
間隙設定値に設定して圧延が開始される。ここで、ロー
ル間隙設定値の計算は、まず、Ｆ１〜Ｆ７スタンドのそ
れぞれのスタンド出側における幅方向中央部の板厚目標
値を求め、Ｆ１〜Ｆ７スタンドのそれぞれの圧延荷重を
計算し、圧延荷重による圧延機の弾性変形を考慮して決
定する公知の方法で行うことができる。
厚がｈaimに一致するようにＦ１〜Ｆ７スタンドのそれ
ぞれのロール間隙設定値を計算してＦ１〜Ｆ７スタンド
に出力し、Ｆ１〜Ｆ７スタンドではロール間隙をロール
間隙設定値に設定して圧延が開始される。ここで、ロー
ル間隙設定値の計算は、まず、Ｆ１〜Ｆ７スタンドのそ
れぞれのスタンド出側における幅方向中央部の板厚目標
値を求め、Ｆ１〜Ｆ７スタンドのそれぞれの圧延荷重を
計算し、圧延荷重による圧延機の弾性変形を考慮して決
定する公知の方法で行うことができる。
【００７２】以上で説明した２つの例においては、板
幅、幅方向中央部の板厚、板クラウンを熱間圧延の出側
で測定しているがこれに限るものではなく、常温まで温
度が低下してから測定しても良い。この場合は、板幅制
御偏差、幅方向中央部の板厚制御偏差を算出する基準と
なる板幅制御目標値、幅方向中央部の板厚制御目標値も
常温における値とすればよい。
幅、幅方向中央部の板厚、板クラウンを熱間圧延の出側
で測定しているがこれに限るものではなく、常温まで温
度が低下してから測定しても良い。この場合は、板幅制
御偏差、幅方向中央部の板厚制御偏差を算出する基準と
なる板幅制御目標値、幅方向中央部の板厚制御目標値も
常温における値とすればよい。
【００７３】
【実施例】(実施例） 図１に示した圧延設備を用い
て、図２に示したフローチャートに従って板幅制御目標
値を決定して熱間圧延を実施した。このとき、図２のス
テップＳ２では、圧延材を注文板幅に応じて４つの層
（層１：注文板幅９００ｍｍ未満、層２：注文板幅９０
０ｍｍ以上１２００ｍｍ未満、層３：注文板幅１２００
ｍｍ以上１５００ｍｍ未満、層４：注文板幅１５００ｍ
ｍ以上）に分類して、圧延材の注文板幅が該当する層の
中で至近に圧延された２０本分に対して求められた板幅
制御偏差の平均値と標準偏差を用いた。
て、図２に示したフローチャートに従って板幅制御目標
値を決定して熱間圧延を実施した。このとき、図２のス
テップＳ２では、圧延材を注文板幅に応じて４つの層
（層１：注文板幅９００ｍｍ未満、層２：注文板幅９０
０ｍｍ以上１２００ｍｍ未満、層３：注文板幅１２００
ｍｍ以上１５００ｍｍ未満、層４：注文板幅１５００ｍ
ｍ以上）に分類して、圧延材の注文板幅が該当する層の
中で至近に圧延された２０本分に対して求められた板幅
制御偏差の平均値と標準偏差を用いた。
【００７４】従来、経験的に決定した余幅を用いて板幅
制御目標値を決定した場合とを１ヶ月間ずつ比較する
と、注文板幅に対する板幅偏差が公差範囲外となる不良
率が０．８４％から０．７３％に減少した。
制御目標値を決定した場合とを１ヶ月間ずつ比較する
と、注文板幅に対する板幅偏差が公差範囲外となる不良
率が０．８４％から０．７３％に減少した。
【００７５】（実施例２） 図３に示した圧延設備を用
いて、図４に示したフローチャートに従って幅方向中央
部の板厚制御目標値を決定して熱間圧延を実施した。こ
のとき、板クラウンは幅方向端部から２５ｍｍ位置の値
（幅方向中央部の板厚−幅方向端部から２５ｍｍ位置の
板厚）とし、図４のステップＳ２では、被圧延材を注文
板厚に応じて４つの層（層１：注文板厚２ｍｍ未満、層
２：注文板厚２ｍｍ以上４ｍｍ未満、層３：注文板厚４
ｍｍ以上７ｍｍ未満、層４：注文板厚７ｍｍ以上）に、
また、材質に応じて５つの層に分類して、被圧延材の注
文板厚と材質が該当する層の中で至近に圧延された２０
本分に対して求められた幅方向中央部の板厚制御偏差の
平均値と標準偏差、および板クラウンの平均値と標準偏
差を用いた。
いて、図４に示したフローチャートに従って幅方向中央
部の板厚制御目標値を決定して熱間圧延を実施した。こ
のとき、板クラウンは幅方向端部から２５ｍｍ位置の値
（幅方向中央部の板厚−幅方向端部から２５ｍｍ位置の
板厚）とし、図４のステップＳ２では、被圧延材を注文
板厚に応じて４つの層（層１：注文板厚２ｍｍ未満、層
２：注文板厚２ｍｍ以上４ｍｍ未満、層３：注文板厚４
ｍｍ以上７ｍｍ未満、層４：注文板厚７ｍｍ以上）に、
また、材質に応じて５つの層に分類して、被圧延材の注
文板厚と材質が該当する層の中で至近に圧延された２０
本分に対して求められた幅方向中央部の板厚制御偏差の
平均値と標準偏差、および板クラウンの平均値と標準偏
差を用いた。
【００７６】従来、経験的に決定した板厚余裕を用いて
幅方向中央部の板厚制御目標値を決定した場合とを１ヶ
月間ずつ比較すると、注文板厚に対する幅方向中央部の
板厚偏差、または注文板厚に対する幅方向端部の板厚偏
差が公差範囲外となる不良率が０．５６％から０．４０
％に減少した。
幅方向中央部の板厚制御目標値を決定した場合とを１ヶ
月間ずつ比較すると、注文板厚に対する幅方向中央部の
板厚偏差、または注文板厚に対する幅方向端部の板厚偏
差が公差範囲外となる不良率が０．５６％から０．４０
％に減少した。
【００７７】
【発明の効果】本発明によれば、被圧延材の寸法制御偏
差の統計量を用いて寸法余裕代を決定して寸法制御目標
値を設定するので、寸法外れとなる確率が低減し、歩留
まりが向上する。
差の統計量を用いて寸法余裕代を決定して寸法制御目標
値を設定するので、寸法外れとなる確率が低減し、歩留
まりが向上する。
【図１】本発明の一の実施形態の板幅制御目標値の決定
方法に係る熱間圧延設備の構成例を示す概要図である。
方法に係る熱間圧延設備の構成例を示す概要図である。
【図２】本発明に係る寸法目標値演算器の処理内容を示
すフローチャートである。
すフローチャートである。
【図３】本発明の別の実施形態の板厚制御目標値の決定
方法に係る熱間圧延設備の構成例を示す概要図である。
方法に係る熱間圧延設備の構成例を示す概要図である。
【図４】本発明に係る寸法目標値演算器の処理内容を示
すフローチャートである。
すフローチャートである。
１０：竪型圧延機、 １１：水平圧延機 ２０：板幅計、 ３０：板厚計、 ４０：板クラウン計、 ５０：生産管理計算機、 ６０：統計処理装置、 ７０：寸法目標値演算器、 ８０：設定計算機
Claims (6)
- 【請求項１】 注文寸法に寸法余裕代を加算して一の被
圧延材の寸法制御目標値を決定する方法であって、前記
一の被圧延材を圧延する以前に圧延された先の被圧延材
の寸法制御偏差の統計量に基づき前記寸法余裕代を決定
することを特徴とする寸法制御目標値の決定方法。 - 【請求項２】 前記寸法余裕代の決定は、更に、前記寸
法制御偏差の統計量を注文寸法によって層別に分類した
層別テーブルに基づいて行われることを特徴とする請求
項１に記載の寸法制御目標値の決定方法。 - 【請求項３】 前記寸法余裕代の決定は、更に、前記寸
法制御偏差の統計量と前記一の被圧延材の寸法公差とか
ら演算される損失の期待値に基づいて行われることを特
徴とする請求項１または２に記載の寸法制御目標値の決
定方法。 - 【請求項４】 前記寸法制御偏差の統計量として、平均
値と標準偏差とを用いることを特徴とする請求項１〜３
のいずれかに記載の寸法制御目標値の決定方法。 - 【請求項５】 一の板材を圧延する際の幅方向中央部の
板厚制御目標値を決定する方法であって、前記一の板材
を圧延する以前に圧延された先の板材における幅方向中
央部の板厚制御偏差の統計量と板クラウンの統計量とに
基づいて前記板厚制御目標値を決定することを特徴とす
る寸法制御目標値の決定方法。 - 【請求項６】 前記板厚制御偏差と板クラウンの双方の
統計量として、平均値と標準偏差とを用いることを特徴
とする請求項５に記載の寸法制御目標値の決定方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001013652A JP3485093B2 (ja) | 2001-01-22 | 2001-01-22 | 寸法制御目標値の決定方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001013652A JP3485093B2 (ja) | 2001-01-22 | 2001-01-22 | 寸法制御目標値の決定方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002219507A true JP2002219507A (ja) | 2002-08-06 |
| JP3485093B2 JP3485093B2 (ja) | 2004-01-13 |
Family
ID=18880469
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001013652A Expired - Fee Related JP3485093B2 (ja) | 2001-01-22 | 2001-01-22 | 寸法制御目標値の決定方法 |
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|---|---|
| JP (1) | JP3485093B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008276620A (ja) * | 2007-05-01 | 2008-11-13 | Nippon Steel Corp | 鋼板トリム代設計支援システム、鋼板トリム代設計支援方法、コンピュータプログラム、及びコンピュータ読み取り可能な記録媒体 |
| JP2009524743A (ja) * | 2006-01-26 | 2009-07-02 | アルヴェーディ、ジョヴァンニ | 冷間圧延鋼板の特徴を備えた熱延二相鋼板 |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP7352378B2 (ja) | 2019-05-23 | 2023-09-28 | 株式会社東芝 | 製造制御装置、製造制御方法及びプログラム |
-
2001
- 2001-01-22 JP JP2001013652A patent/JP3485093B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009524743A (ja) * | 2006-01-26 | 2009-07-02 | アルヴェーディ、ジョヴァンニ | 冷間圧延鋼板の特徴を備えた熱延二相鋼板 |
| JP2008276620A (ja) * | 2007-05-01 | 2008-11-13 | Nippon Steel Corp | 鋼板トリム代設計支援システム、鋼板トリム代設計支援方法、コンピュータプログラム、及びコンピュータ読み取り可能な記録媒体 |
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|---|---|
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