JP2003268428A

JP2003268428A - 鋼材の製品品質制御装置

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Publication number: JP2003268428A
Application number: JP2002064030A
Authority: JP
Inventors: Hiroyasu Shigemori; 弘靖茂森; Isamu Okamura; 勇岡村
Original assignee: JFE Steel Corp
Current assignee: JFE Steel Corp
Priority date: 2002-03-08
Filing date: 2002-03-08
Publication date: 2003-09-25
Anticipated expiration: 2022-03-08
Also published as: JP3738738B2

Abstract

(57)【要約】【課題】上工程の製造実績に応じて、要求仕様を満足
する下工程の製造条件指示値を得る。【解決手段】過去に製造した製品毎に、素材成分と操
業条件それぞれの指示値と実績値、及び、材質実績値を
事例として蓄積する製造情報記憶手段と、入力される素
材成分及び操業条件の指示値に基づいて製品を製造した
時に得られる材質を、前記製造情報記憶手段に蓄積され
たデータを利用して推定する材質推定手段と、要求仕様
及び上工程の製造実績を取得し、前記材質推定手段から
出力された材質推定値とその推定誤差から、要求仕様を
満足する製品を製造することが可能な下工程の操業条件
の指示値を出力する製品品質制御手段と、を備えた鋼材
の製品品質制御装置により、前記課題を解決する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、製品品質制御装置
に係り、特に、鋳造された鋼材を、加熱、圧延、冷却、
熱処理などして製品の材質を作り込む際に用いるのに好
適な、上工程の製造実績（成分や操業条件）から要求仕
様（機械試験特性値範囲）を満足する下工程の製造条件
（成分や操業条件）の指示値を決定することが可能な、
製品品質制御装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】客先から鋼材製品の発注があると、機械
試験特性値範囲など、客先の製品に対する要求仕様から
製品を製造するための製造条件を決定し、該製品を製造
する。

【０００３】製造の途中において、それまでの工程（上
工程）で製造実績が品質設計で決定した指示値と異なっ
た場合、それ以降の工程（下工程）で品質設計で決定し
たとおりに製造すると、要求仕様を満足する品質が得ら
れない。そのため、製造の途中で、上工程の製造実績を
元に、要求仕様を満足するように下工程の製造条件指示
値を変えている。

【０００４】その方法として、従来は、機械試験特性値
の目標値を定め、それが得られる下工程の製造条件指示
値を、材質予測モデルを元に求めることが一般に行われ
ている。既存の材質予測モデルは、製造実績から材質の
予測値を出力するものである。

【０００５】例えば、特開平５−２８７３４１には、製
造条件指示値の範囲と、そのときの機械試験特性実績範
囲を格納したデータベースを基に、要求仕様を満足する
製造条件を求める方法が記載されている。更に、特開平
５−２８７３４２には、要求仕様を満足する実績が無い
場合、既存の材質推定モデルを用いて材質を推定し、要
求仕様を満足する製造条件を求めることが記載されてい
る。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
材質推定モデルを用いて材質を推定する方法は、過去の
製造実績を基に材質の推定値を出力するだけで、その推
定誤差をも評価するものではない。従って、材質推定値
から決定される下工程の製造条件を用いて製品を製造し
たとしても、その製品が必ずしも要求仕様を満足すると
は限らない。

【０００７】又、一般に鋼材の製造実績は、製造条件の
指示値に対して、あるばらつきやバイアスを持ってい
て、これらは製造条件指示値に対する誤差となる。しか
もばらつきやバイアスを発生させる要因は、生産設備の
能力、保守状況、制御精度、あるいはオペレータの技能
や経験等から定まる操業実力の変動により変化する。

【０００８】しかしながら、従来の方法では、このよう
な誤差要因や誤差の経年変化を考慮できないので、従来
の材質推定方法で求めた製造条件を用いて製品を製造し
ても該製品の材質実績が要求仕様を満足する保証はな
い。更に、設備改善や操業改善等により操業実力が向上
しているにも拘わらず、古い製造実績に基づいて製造条
件を決定すると、必要以上に高度の制御が要求されてし
まう等の問題点を有していた。

【０００９】本発明は、前記従来の問題点を解消するべ
くなされたもので、上工程の製造実績から、要求仕様を
満足する最適な下工程の製造条件指示値を得ることがで
きる製品品質制御装置を提供することを第１の課題とす
る。

【００１０】本発明は、又、操業実力の変動にも対応で
きる、鋼材の製品品質制御装置を提供することを第２の
課題とする。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明は、過去に製造し
た製品毎に、素材成分と操業条件それぞれの指示値と実
績値、及び、材質実績値を事例として蓄積する製造情報
記憶手段と、入力される素材成分及び操業条件の指示値
に基づいて製品を製造した時に得られる材質を、前記製
造情報記憶手段に蓄積されたデータを利用して推定する
材質推定手段と、要求仕様及び上工程の製造実績を取得
し、前記材質推定手段から出力された材質推定値とその
推定誤差から、要求仕様を満足する製品を製造すること
が可能な下工程の操業条件の指示値を出力する製品品質
制御手段と、を備えたことを特徴とする鋼材の製品品質
制御装置である。

【００１２】また、過去に製造した製品毎に、素材成分
と操業条件それぞれの指示値と実績値、及び、材質実績
値を事例として蓄積する製造情報記憶手段と、前記製造
情報記憶手段に蓄積されたデータから製造実績推定モデ
ルを作成し、該モデルを用いて、入力される素材成分及
び操業条件の指示値をもとに素材成分の実績値と操業の
実績を推定する製造条件実績推定手段と、該製造条件実
績推定手段から出力された素材成分実績推定値と操業条
件実績推定値を用いて、前記製造情報記憶手段に蓄積さ
れたデータを利用して製品材質を推定する材質推定手段
と、要求仕様及び上工程の製造実績を取得し、前記材質
推定手段から出力された材質推定値とその推定誤差か
ら、要求仕様を満足する製品を製造することが可能な下
工程の操業条件の指示値を出力する製品品質制御手段
と、を備えたことを特徴とする鋼材の製品品質制御装置
である。

【００１３】なお、前記製造条件実績推定手段が作成す
る製造実績推定モデルは最新データを用いて更新されて
いるものとするのが好適であり、また、前記材質推定手
段は、材質に与える影響の大きい入力変数をルールに従
って限定する入力変数限定手段と、該限定した入力変数
を用いて距離関数を定義し、この距離関数を用いて前記
製造情報記憶手段に蓄積されている素材成分実績値と操
業条件実績値を用いて入力値との距離を計算し、計算し
た距離に基づいて入力値に近い事例を抽出し、該抽出さ
れた事例の材質実績値から材質の推定値及びその推定誤
差を計算し、出力する材質推定計算手段と、を備えてい
るのが好適である。

【００１４】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明によ
る第１の実施形態について詳細に説明する。

【００１５】図１において、２０は本実施形態に係る製
品品質制御装置である。該製品品質制御装置２０には、
ローカルエリアネットワーク（ＬＡＮ）３０を介して、
製造実績収集装置２２と材料試験実績収集装置２４が接
続されている。これら各装置２０、２２、２４は計算
機、例えばワークステーションから構成することができ
る。

【００１６】製造実績収集装置２２は、図２に示す如
く、過去に製造した製品１４毎に、素材（鋳片）１０の
成分の指示値と実績値、および、加熱、圧延、冷却、熱
処理などの製造プロセス１２における操業条件の指示値
と実績値、を収集し、製品品質制御装置２０へ供給す
る。また、材料試験実績収集装置２４は、同じく、過去
に製造された製品１４毎に、製品の材料試験で得られる
機械試験特性値実績（強度、靭性等。以下材質実績値と
称する）を収集し、製品品質制御装置２０へ供給する。

【００１７】製品品質制御装置２０は、図３に示す如
く、下工程の製造条件作成手段２０２、材質推定手段２
０４、及び、製造情報記憶手段２０６を備えており、上
工程の製造実績の誤差及び材質モデルの誤差を加味し
て、要求仕様をする下工程の製造条件（成分および操業
条件）の指示値を出力するものである。

【００１８】製造情報記憶手段２０６には、前記製造実
績収集装置２２及び材料試験実績収集装置２４で収集さ
れた製造条件の指示値と実績値、及び、材質実績値が事
例として蓄積される。具体的には、図４に示す如く、製
品毎の素材成分（成分１〜成分Ｋ）の指示値と実績値、
操業条件（操業１〜操業Ｌ）の指示値と実績値、及び材
質実績値（材質１〜材質Ｍ）が記載された表形式のデー
タベース（１行分が過去に製造された製品１４毎のデー
タであり、１事例に相当する）とすることができる。こ
の製造情報記憶手段２０６に蓄積されたデータベース
は、更に素材成分や操業条件が近いグループに分類（ク
ラスタリングと称する）して、各グループ毎のデータベ
ースとして製造情報記憶手段に蓄積させることもでき
る。

【００１９】材質推定手段２０４は、製造情報記憶手段
２０６に蓄積された製造条件の実績値及び材質実績値を
もとに、ある製造条件（素材の成分指示値及び操業条件
の指示値）で製造した場合の製品材質を推定するととも
に、その推定誤差も併せて求める。

【００２０】また、製造条件作成手段２０２は、要求仕
様及び上工程の製造実績を取得し、下工程の素材成分及
び操業条件の指示値を変化させて、材質推定手段２０４
に材質推定を行うように指示するとともに、その指示値
に対する材質予測値及びその誤差範囲を求め、材質推定
手段が求めた材質推定値および推定誤差を用いて、要求
仕様の範囲内にある下工程の製造条件指示値を検索して
出力するものである。

【００２１】次に、上記材質推定手段２０４について詳
細に説明する。材質推定手段２０４は図５に示すよう
に、入力変数限定手段２０４Ａ、材質推定計算手段２０
４Ｂ、及び、入力変数限定ルール格納千段２０４Ｃを備
えている。

【００２２】前記入力変数限定ルール格納手段２０４Ｃ
には、多数の入力変数の中から製品材質の推定に使用す
る入力変数を選択するためのルールが格納されている。
即ち、製品の材質に影響を与える要因には、素材（鋳
片）の化学成分（含有元素、含有量等）、加熱条件（鋼
材抽出温度、在炉時間等）、圧延条件（鋼材温度履歴、
圧延寸法、圧下率、圧延速度等）、冷却条件（鋼材温度
履歴、冷却速度等）、熱処理条件（炉内温度履歴、炉内
雰囲気等）等、非常に多くのものがあり、例えば５０〜
１００にも昇る。このような多数の材質影響要因を有す
る対象に対して、全ての材質影響要因を変数（入力変
数）として材質推定を行うと、入力空間の次元が多すぎ
て推定に非常に長い時間を要することから、材質推定に
使用する入力変数を選択することで推定に要する時間の
短縮を図る。そのためのルールを格納するのが入力変数
限定ルール格納手段２０４Ｃである。例えば、材質を作
り込む冶金プロセスには、素材のある成分Ａは、ある含
有量ａ以上にならないと材質に影響しないという特性が
ある。従って、入力変数Ａは入力値ａ以上の入力空間領
域では材質推定に用いるが、入力値ａ未満の領域では用
いない。このように入力変数の特性に着目して、入力空
間の領域により、入力変数を限定することができる。こ
うした入力変数限定ルールは、様々な方法で作成でき
る。例えば、物理現象に関する先見情報を蓄積したルー
ルを予め作成しておくことができる。あるいは、決定木
などにより、蓄積したデータから自動的にルールを作成
することもできる。

【００２３】入力変数限定手段２０４Ａは、材質を推定
しようとする製品に関する入力情報、即ち、素材の成分
指示値（含有元素、含有量等）及び製造プロセス１２に
おける加熱条件（鋼材抽出温度、在炉時間等）、圧延条
件（鋼材温度履歴、圧延寸法、圧下率、圧延速度等）、
冷却条件（鋼材温度履歴、冷却速度等）、熱処理条件
（炉内温度履歴、炉内雰囲気等）などの操業条件の指示
値を基に、入力変数限定ルールを参照して材質推定に使
用する入力変数を選択・限定し、この結果を材質推定計
算手段２０４Ｂに出力する。更に、入力された各指示値
の中から限定された入力変数に対応する指示値を抽出し
て、材質推定計算手段２０４Ｂに出力する。

【００２４】材質推定計算手段２０４Ｂは、入力変数限
定手段２０４Ａで選択された入力変数を用いて距離関数
（後述）を定義し、この距離関数を用いて、製造情報記
憶手段２０６に貯蔵されているデータの中から、入力値
に近いデータを有する事例を複数個抽出する。そして抽
出された事例の材質実績値を用いて、材質を推定して出
力する。併せて、推定誤差も出力する。

【００２５】ここで、上記製品品質制御装置２０は１つ
の計算機の中に構築することもできるが、複数計算機で
構築するようにしてもよい。

【００２６】以上の構成からなる鋼材の製品品質制御装
置２０を用いて、下工程における操業条件を求める手順
を、図６を参照して説明する。

【００２７】まず、ステップＳｌで、ある要求仕様を有
する製品Ｐｊに関する、下工程の素材成分の指示値及び
操業条件の指示値を製品品質制御装置２０に入力する。
ここで入力する各指示値は特に厳密さは必要なく、経験
や過去の実績等から適宜決定すればよい。また、この入
力は人間が行ったり、他の計算機から行うようにした
り、あるいは、下工程の製造条件作成開始の入力があっ
た時点で、製品品質制御装置自身に自動生成させるな
ど、いかようにしてもよい。

【００２８】次にステップＳ２で、初期入力された製品
Ｐｊに関する指示値をもとに、製造条件作成手段２０２
は、材質推定手段２０４に製品材質の推定を行うよう指
令を出し、材質推定手段２０４は、図７に示すサブルー
チンに従って材質の推定を行う。

【００２９】即ち、まずステップＳ２１で、入力変数限
定手段２０４Ａは入力変数限定ルール格納手段２０４Ｃ
に格納されているルールを参照して、ステップＳｌで入
力された製品Ｐｊに関する指示値（素材の成分とその含
有量、加熱炉における鋼材抽出温度や在炉時間、熱間圧
延における圧延温度、圧下率、寸法、及び圧延速度、そ
の他各種製造条件）を基に、材質に対する影響が大きい
入力変数を選択する。例えば、素材成分中の不可避的不
純物Ｐは通常含有量が０．０１質量％以下であれば製品
の材質に悪影響を及ぼさないが、これより多く含有され
ると材質に影響を与えるというルールがあれば、入力さ
れたＰの含有量が０．００６質量％の場合は、Ｐは入力
変数とはされないが、０．０２質量％であれば、入力変
数として選択されることになる。このようにして限定さ
れた入力変数、及びこれらの入力変数に相当する入力値
（指示値）は材質推定計算手段２０４Ｂに供給される。

【００３０】次いで、ステップＳ２２に進み、材質推定
計算手段２０４ＢはステップＳ２１で抽出された入力変
数、入力値、及び製造情報記憶手段２０６に格納された
データ中で前記抽出された入力変数に対応するデータを
用いて、距離関数を定義する。距離関数としては、例え
ば、選択された入力変数の数に相当する次元を有する空
間おけるユークリッド距離を用いることができる。ユー
クリッド距離Ｌは、入力された指示値を（Ｘ１０、Ｘ２
０、・・・）とし、製造情報記憶手段２０６内のデータ
を（Ｘ１、Ｘ２、・・・）とすると、次式で表わされ
る。

【００３１】Ｌ＝［ｗ１（Ｘ１−Ｘ１０）²＋ｗ２（Ｘ２−Ｘ２０）²＋・・・］^1/2 ・・・（１）ここで、ｗｉは重み係数であり、例えば、入力値が材質
（即ち出力値）に与える影響を多重回帰分析により求め
ることができる。

【００３２】そして、上記（１）式に基づいて製造情報
記憶手段２０６に貯蔵されている各事例のデータと入力
値の間の距離を計算する。この距離は貯蔵されている事
例の数だけ算出される。

【００３３】次いでステップＳ２３に進み、図８に示す
如く、入力値の近傍にある事例のデータを製造情報記憶
手段２０６に蓄積されているデータから取得する。これ
には様々な方法があるが、例えば製造情報記憶手段２０
６の中のデータで、前記（１）式で計算した距離Ｌが小
さい方からＮ個（Ｎは予め定めた定数）の事例のデータ
を入力値近傍にある事例のデータと定義することができ
る。

【００３４】次いでステップＳ２４に進み、入力値の近
傍にある取得された事例のデータか材質に関連するデー
タ（図４の材質１〜材質Ｍの実績値）を用いて、その入
力値に対する材質推定値（出力値）とその推定誤差を計
算する。

【００３５】これには、様々な方法があるが、例えば上
記のようにして取得された材質に関連する実績データの
平均値［材質１１〜［材質Ｍ］を次式で算出し、これら
を材質推定値として出力し、同じくそれらの標準偏差を
計算し、推定誤差として出力することができる。あるい
は、特開平６−９５８８０に記載されているように、近
傍の事例との類似度を評価することもできる。

【００３６】［材質１］＝Σ材質１i／Ｎ［材質２］＝Σ材質２i／Ｎ・・・・・・・・・・・［材質Ｍ］＝Σ材質Ｍi／Ｎ・・・（２）ここで、ｉ＝１〜Ｎ

【００３７】出力値（材質推定値）としては、例えば、
引張強度、降伏点、伸び、シャルピー吸収エネルギーな
どの材質を表わす出力変数を用いることができる。

【００３８】上述のステップＳ２３、Ｓ２４の処理は、
いずれも材質推定計算手段２０４Ｂが行い、その結果は
製造条件作成手段２０２に出力される。

【００３９】次に図６のステップＳ３に進み、材質推定
手段２０４が求めた材質推定値及び推定誤差を用いて、
製造条件作成手段２０２は、下記式に基づく判定、即
ち、推定誤差を考慮した材質推定値が要求仕様の許容範
囲内かどうかを判定する。

【００４０】要求仕様の下限値≦材質推定値士推定誤差
≦要求仕様の上限値・・・（３）

【００４１】（３）式を満足した場合には、ステップＳ
４に進んで、上記判定に使用した下工程の製造条件指示
値を図示しない記憶手段に記憶し、ステップＳ５に進
む。一方、ステップＳ３で（３）式を満足しなかった場
合には、ステップＳ５に飛ぶ。

【００４２】ステップＳ５では、取り得る下工程製造条
件指示値の全てについて、材質推定を行ったか否かを判
定し、判定結果が否である場合にはステップＳ６に進
み、下記（４）式、（５）式に従って下工程製造条件指
示値を変更し、ステップＳ２に戻る。

【００４３】

【数１】

【００４４】式中のα、βは各成分、各操業条件の増減
分であり、予め実験的、経験的に決めておく必要があ
る。〈〉は、この〈〉中のいずれか１つを選択する
ことを意味する。成分１を例にとれば、現在の成分１の
指示値［成分１］_iにα１だけ増加させて新指示値［成
分１］_i+1とするケース、α１だけ減じて新指示値［成
分１］_i+1とするケース、あるいは、［成分１］_iをその
まま新指示値［成分１］ _i+1とするケースがある。

【００４５】一方、ステップＳ５において、取り得る下
工程製造条件指示値の全てについて、材質推定を行った
と判定された場合にはステップＳ７に進み、それら各製
品の下工程製造条件指示値を出力して終了する。

【００４６】なお、上記のようにして得られた下工程製
造条件指示値は、製造情報記憶手段２０６に記憶するよ
うにしておけば、これに対応する下工程製造条件実績値
と材質実績値を収集するだけで、事例を追加できる。

【００４７】次に本発明による第２の実施形態について
述べる。

【００４８】この実施形態に係る製品品質制御装置２
０′を図９に示す。前述した第１の実施形態に係る製品
品質制御装置２０とは、製造条件推定手段２１０を付加
した点で異なり、その他についてはほぼ同様の構成であ
るので、製造条件推定手段２１０を中心に説明し、その
他の説明は省略する。

【００４９】製造条件推定手段２１０は、製造条件作成
手段２０２からの指令があると、製造情報記憶手段２０
６に蓄積されている、過去に製造した製品毎の素材成分
の指示値とその実績値、及び、製造条件の指示値とその
実績値、を基に製造実績推定モデルを作成し、このモデ
ルを用いて、新たに製造しようとする製品の下工程の素
材成分の指示値と製造条件の指示値に対する実績値を推
定する（実際に製造した場合の実績値を意味するのでは
なく、現在の操業実力で製造すれば、こうなるであろう
と推定される実績推定値を算出する）と同時に、その結
果を材質推定手段２０４へ出力する。

【００５０】前述の第１実施形態では、製造条件指示値
を用いて材質を推定するようにしているが、本実施形態
では、製造実績推定モデルで推定した製造実績推定値を
用いて材質を推定するようにしているので、製造条件指
示値に対する製造実績のバイアスやばらつきに起因する
誤差を排除することができる。

【００５１】上記製造実績推定モデルは、例えば、図１
０に示すように、製造情報記憶手段２０６に蓄積された
事例３００個のデータを用いて、各パラメータ毎に、製
造条件の指示値を横軸（入力）とし、製造条件の実績値
を縦軸（出力）として最小２乗法で線形回帰式を作成し
て、これをモデルとすることができる。

【００５２】さらにこの製造実績推定モデルは、製造情
報記憶手段２０６に新たな事例が蓄積される毎に、事例
３００個のなかで、最も古い事例を削除するようにし
て、該モデルを更新するように構成することができる。
このように構成することで、該モデルは現在の操業実力
を反映したものとなり、従って操業実力の経年変化にも
対応することが可能となる。なお、本実施形態による製
品品質制御装置２０′は１つの計算機の中に構築するこ
ともできるが、複数計算機で構築するようにしてもよ
い。

【００５３】図１１に本実施形態での、製造条件を作成
するための手順を示す。図６に示したフローチャートに
ステップＳ１１を追加したものであり、説明は省略す
る。

【００５４】上記２つの実施形態においては、製造情報
記憶手段に蓄積されている事例を、特にクラスタリング
していないが、素材成分、操業条件が広範囲にわたる場
合には事例を近いグループにクラスタリングし、各グル
ープ毎のデータベースを製造情報記憶手段２０６に構築
するようにしてもよい。例えば、成分Ｃの含有量に応じ
て、極低炭素鋼、低炭素鋼、中炭素鋼、高炭素鋼のよう
なグループにクラスタリングすることが考えられる。こ
れによれば、信頼性の高い推定値を得ることができ、ま
た、推定に要する時間を更に短縮することができる。

【００５５】また、製品品質制御装置２０への過去の事
例収集は、製造実績収集装置２２、材料試験実績収集装
置２４が行うことで説明したが、これに限らず、人間が
直接入力してもよいし、フロッピー（登録商標）ディス
クなどの記録媒体を介してもよい。

【００５６】さらに、材質推定値の推定誤差は材質推定
計算手段２０４Ｂが計算、出力することで、説明した
が、別の手段が行うようにしてもよい。

【００５７】なお、製造情報記憶手段２０６は、素材の
指示値と実績値、操業条件の指示値と実績値、及び、材
質実績値を蓄積することで説明したが、第１実施形態で
は、素材の指示値及び操業条件の指示値は使用しないか
ら、これらを必ずしも蓄積する必要はない。

【００５８】

【発明の効果】本発明によれば、上工程の製造実績に応
じて、製造実績の誤差や材質モデルの誤差を加味して、
要求仕様を満足する下工程の製造条件指示値を得ること
ができる。従って、設計した製造条件指示値を与えたと
きに、材質実績が要求仕様を外れて不良が発生する頻度
を削減することができる。

【００５９】また、製造条件を作成する際、製造条件推
定手段による製造条件の実績推定値を用いる場合には、
より製造設備の実力を反映することができる。

【００６０】さらにこの際、製造条件推定手段が最新の
製造条件の指示値と実績値を用いることで、操業実力の
変動にも的確に対応できる。

【００６１】なお、製造条件を作成するにあたって使用
する材質推定手段として、材質に与える影響の大きい入
力変数を限定する入力変数限定手段と、限定した入力変
数を用いて作成した距離関数を基に材質推定値及びその
推定誤差を計算し、出力する材質推定計算手段と、を有
するものを用いることで、高精度の製造条件を作成する
ことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明を実現するに好適な装置構成を示すブロ
ック図

【図２】図１の装置構成において、過去の製造情報を収
集している様子を示すブロック図

【図３】第１の実施形態による製品品質制御装置を示す
ブロック図

【図４】前記実施形態で用いられる材質データベースの
例を示す図表

【図５】材質推定手段を示すブロック図

【図６】製品品質制御の手順を示す流れ図

【図７】材質推定の手順を示す流れ図

【図８】入力データの近傍の事例データから局所的に推
定するモデルを示す図

【図９】第２の実施形態による製品品質制御装置を示す
ブロック図

【図１０】製造条件推定モデルを示す図

【図１１】製品品質制御の手順を示す流れ図

【符号の説明】１０…素材１２…製造プロセス１４…製品２０…製品品質制御装置２２…製造実績収集装置２４…材料試験実績収集装置２０２…製造条件作成手段２０４…材質推定手段２０６…製造情報記憶手段２１０…製造条件推定手段

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】過去に製造した製品毎に、素材成分と操業
条件の実績値、及び、材質実績値を事例として蓄積する
製造情報記憶手段と、入力される素材成分及び操業条件の指示値に基づいて製
品を製造した時に得られる材質を、前記製造情報記憶手
段に蓄積されたデータを利用して推定する材質推定手段
と、要求仕様及び上工程の製造実績を取得し、前記材質推定
手段から出力された材質推定値とその推定誤差から、要
求仕様を満足する製品を製造することが可能な下工程の
操業条件の指示値を出力する製品品質制御手段と、を備えたことを特徴とする鋼材の製品品質制御装置。
【請求項２】過去に製造した製品毎に、素材成分と操業
条件それぞれの指示値と実績値、及び、材質実績値を事
例として蓄積する製造情報記憶手段と、前記製造情報記憶手段に蓄積されたデータから製造実績
推定モデルを作成し、該モデルを用いて、入力される素
材成分及び操業条件の指示値をもとに素材成分の実績値
と操業の実績を推定する製造条件実績推定手段と、該製造条件実績推定手段から出力された素材成分実績推
定値と操業条件実績推定値を用いて、前記製造情報記憶
手段に蓄積されたデータを利用して製品材質を推定する
材質推定手段と、要求仕様及び上工程の製造実績を取得し、前記材質推定
手段から出力された材質推定値とその推定誤差から、要
求仕様を満足する製品を製造することが可能な下工程の
操業条件の指示値を出力する製品品質制御手段と、を備えたことを特徴とする鋼材の製品品質制御装置。
【請求項３】前記製造条件実績推定手段が作成する製造
実績推定モデルは最新データを用いて更新されているこ
とを特徴とする請求項２に記載の鋼材の製品品質制御装
置。
【請求項４】前記材質推定手段は、材質に与える影響の大きい入力変数をルールに従って限
定する入力変数限定手段と、該限定した入力変数を用いて距離関数を定義し、この距
離関数を用いて前記製造情報記憶手段に蓄積されている
素材成分実績値と操業条件実績値を用いて入力値との距
離を計算し、計算した距離に基づいて入力値に近い事例
を抽出し、該抽出された事例の材質実績値から材質の推
定値及びその推定誤差を計算し、出力する材質推定計算
手段と、を備えてなることを特徴とする請求項１乃至３のいずれ
かに記載の鋼材の製品品質制御装置。