JP2009116404A - Alloy design support system, alloy design support program, and alloy design support method - Google Patents

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Kazuhiro Aoyama
和浩 青山
Fumi Cho
文 張
Takeshi Koga
毅 古賀
Kazuhiro Oda
和宏 織田
Hiromi Matsushima
博実 松島
Takayuki Tsuchida
孝之 土田
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Nippon Light Metal Co Ltd
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To support a user to design alloy in order to enable the user to easily design new allow developing his/her desired metallic characteristics as much as possible. <P>SOLUTION: This alloy design support system is provided with a storage part 21 for storing prescribed manufacturing information related with the manufacturing conditions of each of a plurality of existing alloy and prescribed characteristic information related with the characteristics of the existing alloy; a difference information acquisition part 32 for acquiring difference information related with a difference between the prescribed manufacturing information of the two existing alloy for the object existing alloy as the whole part or one part of the plurality of existing alloy included in the storage part; and a map creation part 33 for creating an alloy design map by setting the object existing alloy on a map on which evaluation characteristic determined according to the prescribed characteristic information are defined as an evaluation axis, and applying the fluctuation information of the prescribed manufacturing information corresponding to the difference information obtained by the difference information acquisition part to the map. <P>COPYRIGHT: (C)2009,JPO&INPIT

Description

本発明は、ユーザが非常に複雑な合金の設計を行う際、その設計支援を行う合金設計支援システム、合金設計支援用プログラム、および合金設計支援方法に関する。そして、特にアルミニウム合金の設計支援に適している。   The present invention relates to an alloy design support system, an alloy design support program, and an alloy design support method for supporting design when a user designs a very complex alloy. It is particularly suitable for design support of aluminum alloys.

現在、地球的規模の環境保全のあり方について、日本国内のみならず世界中で議論が重ねられている。ここで、環境保全のためいわゆる循環型社会の形成が提唱されており、その一環として新規の合金設計は注目を集めている。アルミニウム合金は、「熱伝導性が高い、加工しやすい、耐食性がよい、磁気を帯びにくい」等の様々な特性を有し我々の日常生活に不可欠な素材であるとともに、「軽い、リサイクルしやすい、再生しやすい」素材として環境保全に果たす作用は極めて大きいからである。このように循環型社会を実現するために、アルミニウム合金には、環境にやさしい素材としてその利用率の増加および応用範囲の拡大が期待されている。   Currently, global environmental conservation is being discussed not only in Japan but around the world. Here, the formation of a so-called recycling society has been advocated for environmental conservation, and new alloy designs are attracting attention as part of this. Aluminum alloy has various characteristics such as “high thermal conductivity, easy to process, good corrosion resistance, hard to be magnetized”, etc. and is an indispensable material for our daily life, and “light, easy to recycle” This is because it has an extremely large effect on environmental conservation as a “reproducible” material. Thus, in order to realize a recycling society, aluminum alloys are expected to increase the utilization rate and the application range as environmentally friendly materials.

ここで、複雑な合金設計を支援するための技術が複数提案されている。第一の技術は非特許文献1に開示の技術であり、新たな合金設計をするための基礎として、従来までに開発された合金を区分けするための、いわゆるクラスタリングに関する技術である。当該技術では、クラスタリングによって形成されるクラスタ間での所定の変数の変動の一致度に基づいて最適なクラスタリングを行おうとするものである。   Here, a plurality of techniques for supporting complex alloy design have been proposed. The first technique is a technique disclosed in Non-Patent Document 1, and is a technique relating to so-called clustering for classifying previously developed alloys as a basis for designing a new alloy. In this technique, optimal clustering is performed based on the degree of coincidence of fluctuations of a predetermined variable between clusters formed by clustering.

また、第二の技術は非特許文献2に開示の技術であり、上記と同様にクラスタリングの技術である。当該技術は遺伝的アルゴリズムを利用したものであるが、当該クラスタリングの柔軟性が比較的低いため、ユーザへの設計支援が十分ではない。
青山和浩、西山明、古賀毅、茂手木智一:合金設計を支援するための実験データマニングと知識マネジメント・システム、日本機械学会第14回設計工学・システム部門講演会講演論文集、2004年 吉田一寛:データ集合からの設計マップの創成方法の考察、東京大学工学部システム創世学科卒業論文、2004年
The second technique is a technique disclosed in Non-Patent Document 2, and is a clustering technique as described above. Although this technique uses a genetic algorithm, since the flexibility of the clustering is relatively low, design support for the user is not sufficient.
Kazuhiro Aoyama, Akira Nishiyama, Akira Koga, Tomokazu Motegi: Experimental Data Manning and Knowledge Management System to Support Alloy Design, Proc. Kazuhiro Yoshida: Consideration of how to create a design map from a data set, The University of Tokyo Faculty of Engineering, Graduate School of System Creation, 2004

合金の利用率を高め、その応用範囲を拡大するためには、高性能、高品質、低コストの新規合金設計・開発が不可欠である。しかし、合金の設計は非常に複雑な設計である。即ち、合金設計は、その目的に応じて求められる金属特性(耐力、抗張力等)を満たすための添加元素(組成物)の割合と加工条件からなる製造条件を決定する一連の工程であるが、一般的にこの製造条件と金属特性の間には線形性を有する関係はなく、従って合金特性から容易に製造条件を決定することはできない。   High-performance, high-quality, low-cost new alloy design / development is indispensable in order to increase the utilization rate of alloys and expand their application range. However, the alloy design is a very complex design. That is, the alloy design is a series of steps for determining the manufacturing conditions consisting of the ratio of additive elements (composition) and processing conditions to satisfy the metal characteristics (strength, tensile strength, etc.) required according to the purpose. In general, there is no linear relationship between the manufacturing conditions and the metal characteristics, and therefore the manufacturing conditions cannot be easily determined from the alloy characteristics.

従来では、ユーザ個々のスキルによって、例えば熟練者といわれる方々の個々の経験や勘に従って、この製造条件を決定することが行われてきた。しかし、これらのスキルの伝承には多くの時間を要し、また熟練者であっても試行錯誤の連続である合金設計においては、新規合金の設計・開発には多くの時間とコストが必要とされる。   Conventionally, the manufacturing conditions have been determined according to the individual skill of the user, for example, according to the experience and intuition of each person who is said to be an expert. However, it takes a lot of time to pass on these skills, and even in the case of an alloy design that is a series of trial and error, even a skilled person requires a lot of time and cost to design and develop a new alloy. Is done.

本発明では、上記した問題に鑑み、ユーザが所望の金属特性を発揮する新規の合金を可及的に容易に行うために、当該ユーザの合金設計を支援する合金設計支援システム、合金
設計支援用プログラム、および合金設計支援方法を提供することを目的とする。
In the present invention, in view of the above-described problems, an alloy design support system for supporting the user's alloy design and an alloy design support system in order to make a new alloy exhibiting desired metal characteristics as easy as possible. An object is to provide a program and an alloy design support method.

上記課題を解決するために、本発明では、いわゆるデータマイニングの視点からユーザの合金設計を支援する。データマイニングは、統計学、パターン認識、人工知能等のデータ解析の手法を、大量の情報に適用することで、より客観性の担保されたデータ解析を行うものである。このデータマイニングを利用することで、大量の情報の裏に隠れたユーザが今まで気付かなかった規則性を導出することが可能となり、以てユーザの新規合金の設計を効率的に支援することが可能となる。   In order to solve the above problems, the present invention supports the user's alloy design from the viewpoint of so-called data mining. Data mining performs data analysis with more objectivity by applying data analysis techniques such as statistics, pattern recognition, and artificial intelligence to a large amount of information. By using this data mining, it becomes possible to derive the regularity that the user hidden behind a large amount of information has not noticed until now, so that it can efficiently support the design of the user's new alloy It becomes possible.

詳細には、本発明は、ユーザの新規合金の設計を支援する合金設計支援システムであって、 複数の既存合金のそれぞれについて、該既存合金の製造条件に関する所定製造情報と、該既存合金の特性に関する所定特性情報とを記憶する記憶部と、前記記憶部に含まれる複数の既存合金の全部又は一部である対象既存合金に対して、二つの既存合金のそれぞれの前記所定製造情報の差分に関する差分情報を取得する差分情報取得部と、前記対象既存合金を、前記所定特性情報に従って決定される評価特性を評価軸とするマップ上に設定し、且つ該マップに対して前記差分情報取得部によって取得された差分情報に対応する前記所定製造情報の変動情報を付与することで合金設計マップを作成するマップ作成部と、を備える。   Specifically, the present invention is an alloy design support system that supports a user's design of a new alloy, and for each of a plurality of existing alloys, predetermined manufacturing information regarding the manufacturing conditions of the existing alloy, and characteristics of the existing alloy A storage unit that stores predetermined characteristic information relating to, and a target existing alloy that is all or part of a plurality of existing alloys included in the storage unit, with respect to a difference between the predetermined manufacturing information of each of two existing alloys A difference information acquisition unit for acquiring difference information, and the target existing alloy are set on a map having an evaluation characteristic determined in accordance with the predetermined characteristic information as an evaluation axis, and the difference information acquisition unit is configured for the map. A map creation unit that creates an alloy design map by adding variation information of the predetermined manufacturing information corresponding to the acquired difference information.

本発明に係る合金設計支援システムでは、記憶部に記憶されている所定の情報、即ち既存合金に関する上記所定製造情報と所定特性情報に基づいた、合金設計の支援が行われる。即ち、従来までに知られることとなっている既存合金のその金属特性と、当該既存合金とが製造された際の製造条件を踏まえた設計支援が合金設計支援システムによって行われる。ここで、一般に既存合金の製造条件とその金属特性との間には、線形性等のユーザが直ちに認知することが可能な関係性を見いだすことは難しい。そこで、本発明に係る合金設計支援システムでは、これらの既存合金に関する情報(場合によっては、その情報量は極めて多大である)からユーザが新規の合金設計を為すに当たり、有用な規則性をデータマイニングの観点から導出するとともに、それをユーザに提示する。   The alloy design support system according to the present invention provides support for alloy design based on the predetermined information stored in the storage unit, that is, the predetermined manufacturing information and the predetermined characteristic information regarding the existing alloy. That is, the alloy design support system provides design support based on the metal characteristics of an existing alloy that has been known so far and the manufacturing conditions when the existing alloy is manufactured. Here, in general, it is difficult to find a relationship that can be immediately recognized by the user, such as linearity, between the manufacturing conditions of an existing alloy and its metal characteristics. Therefore, in the alloy design support system according to the present invention, data mining useful regularity when a user makes a new alloy design from information on these existing alloys (in some cases, the amount of information is extremely large). It is derived from the point of view and presented to the user.

上記所定製造情報は、既存合金の製造の際に設定された製造のためのパラメータに関する情報であり、例えば既存合金の組成物の組成量や、製造のための加工工程の温度や時間等の情報である。この所定製造情報を構成する各パラメータの種類は、必要に応じてユーザが適宜選択し、記憶部へ記憶させればよい。また、上記所定特性情報は、既存合金の金属特性を示す情報であり、例えば、耐力、抗張力等が挙げられる。また、この所定特性情報は、本発明に係る合金設計支援システムの設計支援をする際に、ユーザが所望する新規合金を特定するためのパラメータでもある。即ち、ユーザは、所望の金属特性を有する新規合金の設計を行う際に、本発明に係る合金設計支援システムによる支援を受けることが可能である。   The predetermined manufacturing information is information relating to manufacturing parameters set when manufacturing an existing alloy. For example, the composition amount of an existing alloy, information on the temperature and time of a processing step for manufacturing, etc. It is. The type of each parameter constituting the predetermined manufacturing information may be appropriately selected by the user as necessary and stored in the storage unit. The predetermined characteristic information is information indicating the metal characteristics of the existing alloy, and examples thereof include proof stress and tensile strength. The predetermined characteristic information is also a parameter for specifying a new alloy desired by the user when supporting the design of the alloy design support system according to the present invention. That is, the user can receive support from the alloy design support system according to the present invention when designing a new alloy having desired metal characteristics.

そこで、本発明に係る合金設計支援システムでは、上記記憶部が記憶する既存合金に関する所定製造情報に対して差分情報取得部が差分情報の取得を行う。尚、この差分情報の取得は、記憶部に記憶される全ての既存合金の所定製造情報に対して行う必要はなく、必要に応じた所定製造情報の選択が行われてもよい。尚、本発明においては、この差分情報取得の対象とされた既存合金を、対象既存合金と称する。この差分情報は、対象既存合金間の製造条件の異なる量、即ち金属特性と何らかのつながりを有する製造条件の変動量に関する情報である。   Therefore, in the alloy design support system according to the present invention, the difference information acquisition unit acquires the difference information for the predetermined manufacturing information related to the existing alloy stored in the storage unit. The acquisition of the difference information is not necessarily performed for the predetermined manufacturing information of all the existing alloys stored in the storage unit, and the predetermined manufacturing information may be selected as necessary. In the present invention, the existing alloy for which the difference information is acquired is referred to as a target existing alloy. This difference information is information on the amount of production conditions that differ between the target existing alloys, that is, the amount of variation in the production conditions that has some connection with the metal characteristics.

そして、この差分情報を踏まえて、マップ作成部による合金設計マップの作成が行われることになる。この合金設計マップが、ユーザが新規合金を設計しようとする際にその支
援をするものである。合金設計マップは、対象既存合金の所定特性情報に従って決定される評価特性を評価軸として形成されるマップであり、そこには対象既存合金と、該対象既存合金に関連し上記差分情報から導かれる変動情報(場合によっては、該変動情報は該差分情報そのものであってもよい)とが同時に示されている。これにより、ユーザは、上記評価軸上で、対象既存合金同士の相関関係を、変動情報を介して知ることができる。その結果、合金設計マップに設定された対象既存合金の間にわたる製造条件の変動の流れと、それと関連する評価軸による評価特性とを容易に関連付けることができ、以てユーザが所望する金属特性を有する新規合金へ至るであろう製造条件の指針を立てやすくなる。
Based on this difference information, an alloy design map is created by the map creation unit. This alloy design map assists the user when designing a new alloy. The alloy design map is a map formed with evaluation characteristics determined according to predetermined characteristic information of the target existing alloy as an evaluation axis, and is derived from the target existing alloy and the difference information related to the target existing alloy. Variation information (in some cases, the variation information may be the difference information itself) is shown at the same time. Thereby, the user can know the correlation between the target existing alloys on the evaluation axis through the variation information. As a result, it is possible to easily correlate the flow of manufacturing condition variation between the target existing alloys set in the alloy design map and the evaluation characteristics based on the evaluation axis related thereto, and thus the metal characteristics desired by the user can be obtained. It will be easier to guide the manufacturing conditions that will lead to the new alloys.

以上より、本発明に係る合金設計支援システムによれば、ユーザに対して、既存合金の製造条件と金属特性に関する情報から有用な情報を提供することができ、その結果ユーザは新規合金の設計が容易に行う可能性が高くなる。   From the above, according to the alloy design support system according to the present invention, it is possible to provide useful information to the user from information on the manufacturing conditions and metal properties of the existing alloy, and as a result, the user can design a new alloy. The possibility of performing easily increases.

ここで、上記の合金設計支援システムにおいて、前記マップ作成部は、前記変動情報を、ユーザに対して視覚的に認識可能な所定記号で表示するようにしてもよい。上記所定記号の一例として、矢印記号等が挙げられる。このようにすることで、ユーザが視覚的に容易に新規合金の設計のための製造条件を認知することが可能となる。   Here, in the alloy design support system, the map creation unit may display the variation information with a predetermined symbol visually recognizable to the user. An example of the predetermined symbol is an arrow symbol. By doing in this way, it becomes possible for a user to recognize easily the manufacturing conditions for the design of a new alloy visually.

また上述までの合金設計支援システムにおいて、前記差分情報における二つの前記対象既存合金の前記所定製造情報の差分の傾向に基づいて、前記合金設計マップ上で該対象既存合金を複数の所定クラスタに区分けするとともに、該複数の所定クラスタにおける二つの該所定クラスタの間の前記所定製造情報の差分に関する情報をクラスタ差分情報として取得するクラスタリング処理部を、更に備えるようにし、そして、前記マップ作成部は、前記クラスタリング処理部によって生成された前記所定クラスタを有する前記合金設計マップに対して、前記クラスタ差分情報に対応する前記所定製造情報の変動情報を付与するようにしてもよい。   Further, in the alloy design support system described above, the target existing alloy is divided into a plurality of predetermined clusters on the alloy design map based on a difference tendency between the predetermined manufacturing information of the two target existing alloys in the difference information. In addition, a clustering processing unit that acquires, as cluster difference information, information on the difference between the predetermined manufacturing information between two predetermined clusters in the plurality of predetermined clusters, and the map creation unit includes: You may make it give the fluctuation | variation information of the said predetermined manufacture information corresponding to the said cluster difference information with respect to the said alloy design map which has the said predetermined cluster produced | generated by the said clustering process part.

上記のようにマップ作成部によって作成される合金設計マップは、ユーザの新規合金設計には非常に有用である。しかし、合金設計マップに設定される対象既存合金の数が多くなればなるほど、ユーザにより多くの情報を与えるためより正確な設計支援を行える可能性もあるが、一方でマップ上に付与される変動情報も多くなるためユーザが合金設計マップから得られる新規合金のための製造条件に関する情報が埋没してしまう虞もある。通常、マップ上で異なる対象合金であっても、その金属特性が隣接する場合もあるため、このような場合はユーザに提供される情報を集約してもよい。   The alloy design map created by the map creation unit as described above is very useful for the user's new alloy design. However, as the number of target existing alloys set in the alloy design map increases, there is a possibility that more accurate design support can be provided to give more information to the user. Since there is a lot of information, there is a possibility that information on manufacturing conditions for a new alloy obtained by the user from the alloy design map will be buried. Usually, even if the target alloy is different on the map, the metal characteristics may be adjacent to each other. In such a case, information provided to the user may be aggregated.

そこで、その情報の集約として上記クラスタリング処理部によるクラスタリングが行われる。このクラスタリングによって生成される所定クラスタは、合金設計マップに設定される全ての対象既存合金のうち、一又は複数の対象既存合金を含むものであり、これにより情報の集約が果たされる。尚、この所定クラスタの生成は、二つの前記対象既存合金の前記所定製造情報の差分の傾向に基づいて行われるものであり、これにより一の所定クラスタに属する一又は複数の対象既存合金と、他の所定クラスタに属する一又は複数の対象既存合金とは、互いの間に存在する所定製造情報の差分が大体一致することになる。そこで、マップ作成部は、個別の対象既存合金間の変動情報に代えて、所定クラスタ間の変動情報を付与することで、ユーザが所望する金属特性を有する新規合金の製造条件を認識しやすくなる。このクラスタリング処理部によるクラスタリングは、対象既存合金数が多くなるほど有用であろう。   Therefore, clustering by the clustering processing unit is performed as an aggregation of the information. The predetermined cluster generated by the clustering includes one or a plurality of target existing alloys among all target existing alloys set in the alloy design map, thereby collecting information. Note that the generation of the predetermined cluster is performed based on the tendency of the difference between the predetermined manufacturing information of the two target existing alloys, thereby, one or a plurality of target existing alloys belonging to one predetermined cluster, The difference between the predetermined manufacturing information existing between one or a plurality of target existing alloys belonging to another predetermined cluster is approximately the same. Therefore, the map creation unit can easily recognize the manufacturing conditions of the new alloy having the metal characteristics desired by the user by giving the variation information between the predetermined clusters instead of the variation information between the individual target existing alloys. . Clustering by this clustering processing unit will be more useful as the number of target existing alloys increases.

ここで、上記合金設計支援システムにおいて、前記クラスタリング処理部は、前記マップ作成部によって前記対象既存合金が設定されたマップにおいて、それぞれの対象既存合金が母点として属する所定ボロノイ領域を形成するボロノイ処理部と、前記ボロノイ処理
部によって形成された所定ボロノイ領域のうち、隣接する所定ボロノイ領域に属する対象既存合金を結んで、所定ドロネー辺による合金ネットワークを形成する合金ネットワーク形成部と、前記合金ネットワーク形成部によって形成された前記合金ネットワークに基づいて、関連付けされている前記所定ボロノイ領域同士を集約、展開することで、前記所定クラスタに区分けする区分け処理部と、を有するようにし、そして、前記マップ作成部は、前記区分け処理部によって区分けされた前記所定クラスタを有する前記合金設計マップに対して、前記変動情報を付与するようにしてもよい。
Here, in the alloy design support system, the clustering processing unit forms a predetermined Voronoi region in which each target existing alloy belongs as a generating point in the map in which the target existing alloy is set by the map creating unit. An alloy network forming unit for forming an alloy network by a predetermined Delaunay side by connecting a target existing alloy belonging to an adjacent predetermined Voronoi region among predetermined Voronoi regions formed by the Voronoi processing unit, and the alloy network forming A map processing unit for classifying the predetermined Voronoi regions associated with each other on the basis of the alloy network formed by a unit, and dividing the predetermined Voronoi regions into the predetermined clusters. The section is divided by the sorting processing section. With respect to the alloy design map having said predetermined clusters morning, may be given the variation information.

上記合金設計マップ上でクラスタリング処理部によるクラスタリングを行う際、大きな問題が生じる場合がある。所定クラスタを生成するためには、対象既存合金同士の製造条件の変動量と金属特性との相関関係に基づく必要があるため、該所定クラスタ生成に要する処理量が極めて大きくなる場合がある。また、合金設計マップ上で一の所定クラスタと他の所定クラスタとが重なってしまうと、新規合金の設計のための製造条件をユーザに認識させることが難しくなる場合がある。   When clustering by the clustering processing unit on the alloy design map, a big problem may occur. In order to generate a predetermined cluster, since it is necessary to be based on the correlation between the amount of variation in manufacturing conditions between the target existing alloys and the metal characteristics, the processing amount required for generating the predetermined cluster may be extremely large. Further, if one predetermined cluster overlaps another predetermined cluster on the alloy design map, it may be difficult for the user to recognize manufacturing conditions for designing a new alloy.

そこで、上記ボロノイ処理部と合金ネットワーク部による処理が行われる。ボロノイ処理部は、合金設計マップ上に対象既存合金それぞれが母点として属することになる所定ボロノイ領域を形成する。この所定ボロノイ領域は、数学的手法であるボロノイ図の形成手法に従って合金設計マップ上で形成されるため、一の所定ボロノイ領域の任意点と他の所定ボロノイ領域の任意点は、それぞれの母点より相手側の母点との方が点間距離が長くなり、且つ互いの領域が重なることはない。そして、合金ネットワーク形成部によって、隣接する所定ボロノイ領域間に所定ドロネー辺による合金ネットワークが形成される。このドロネー辺も、数学的手法によるものである。   Therefore, processing by the Voronoi processing unit and the alloy network unit is performed. The Voronoi processing unit forms a predetermined Voronoi region in which each target existing alloy belongs as a generating point on the alloy design map. Since this predetermined Voronoi region is formed on the alloy design map in accordance with a Voronoi diagram forming method which is a mathematical method, an arbitrary point of one predetermined Voronoi region and an arbitrary point of another predetermined Voronoi region are the respective mother points. Further, the distance between the points is longer with the other mother point, and the areas do not overlap each other. The alloy network forming unit forms an alloy network with predetermined Delaunay sides between adjacent predetermined Voronoi regions. This Delaunay side is also based on a mathematical method.

このように形成される所定ボロノイ領域は、重複することがないため所定クラスタの単位として利用できる。また、このようにして形成される合金ネットワークは、重ならない所定ボロノイ領域同士を集約・展開するための道筋(ネットワーク)を示すものとなるから、区分け処理部がこのネットワークに従って所定ボロノイ領域を集約・展開することで、所定クラスタの単位となるボロノイ領域生成のための処理量がいたずらに大きくなることを抑制できる。そこで、マップ作成部は、区分け処理部によって区分けされた所定クラスタに対して上記変動情報を付与することで、効率的な新規合金の設計支援が可能となる。   The predetermined Voronoi region formed in this way can be used as a unit of a predetermined cluster because it does not overlap. In addition, the alloy network formed in this way indicates a route (network) for aggregating and expanding predetermined Voronoi regions that do not overlap, so that the classification processing unit aggregates the predetermined Voronoi regions according to this network. By unfolding, it is possible to suppress an unnecessarily large amount of processing for generating a Voronoi region as a unit of a predetermined cluster. Therefore, the map creation unit can efficiently support the design of a new alloy by giving the variation information to the predetermined cluster classified by the classification processing unit.

ここで、上記合金設計支援システムにおいて、前記クラスタリング処理部によって生成される前記所定クラスタの数に関して、ユーザからの要求を受け付けるクラスタ数要求受付部を、更に備えるようにし、前記クラスタリング処理部は、前記合金設計マップ上の前記対象既存合金を、前記クラスタ数要求受付部によって受け付けられた前記所定クラスタ数に区分けするようにしてもよい。即ち、ユーザの要求に応じて、合金設計支援マップでのクラスタリングの程度を調整することが可能となる。   Here, in the alloy design support system, with respect to the number of the predetermined clusters generated by the clustering processing unit, it further includes a cluster number request receiving unit that receives a request from a user, the clustering processing unit, The target existing alloy on the alloy design map may be classified into the predetermined number of clusters received by the cluster number request receiving unit. That is, the degree of clustering in the alloy design support map can be adjusted according to the user's request.

クラスタリングによる所定クラスタの数が少ないときは、合金設計マップでの製造条件に関する変動情報と、金属特性との相関を巨視的に捉えることになるため、ユーザは大まかな設計の指針を認識することができる。一方で、その所定クラスタ数を増やすと、いわば細かな所定クラスタが生成されるため、設計指針を認識しにくくなるものの、製造条件に関する変動情報と、金属特性との相関を細かく認識することが可能となる。そこで、ユーザの要求に応じて所定クラスタ数を変更することが可能となることで、ユーザは所望する新規合金設計のための製造条件を正確に把握することが可能となる。   When the number of predetermined clusters due to clustering is small, the correlation between the manufacturing information on the alloy design map and the metal characteristics is captured macroscopically, so the user may recognize rough design guidelines. it can. On the other hand, if the number of the predetermined clusters is increased, so-called fine predetermined clusters are generated, so it becomes difficult to recognize the design guideline, but it is possible to recognize the correlation between the fluctuation information on the manufacturing conditions and the metal characteristics in detail. It becomes. Therefore, it becomes possible to change the predetermined number of clusters according to the user's request, so that the user can accurately grasp the manufacturing conditions for the desired new alloy design.

ここで、上述までの合金設計支援システムにおいて、ユーザの合金設計の前提となる前提製造情報に類似する情報を前記所定製造情報の一部として含む既存合金を、前記記憶装
置が記憶する前記複数の既存合金の中から前記対象既存合金として抽出する既存合金抽出部を、更に備えるようにし、前記差分情報取得部は、既存合金抽出部によって抽出された前記対象既存合金に対して、前記差分情報を取得するようにしてもよい。
Here, in the alloy design support system up to the above, the storage device stores the plurality of existing alloys containing information similar to the premise production information that is a premise of the user's alloy design as part of the predetermined production information. An existing alloy extraction unit that extracts the target existing alloy from the existing alloy is further provided, and the difference information acquisition unit outputs the difference information to the target existing alloy extracted by the existing alloy extraction unit. You may make it acquire.

記憶部が記憶する既存合金に関する情報は、多種多様な情報であり、場合によっては新規合金の設計のために必ずしもその全てが必要となるとは限らない。特に、一般的な合金設計においては、製造条件のうちいくつかの条件を前提条件として固定した上で、その他の条件を調整していくという手法が採られる。すると、ユーザの設計支援の観点から、この前提条件と同一か又は近い条件を有する既存合金情報が、ユーザの新規合金の設計に有用である場合がある。そこで、本発明に係る合金設計支援システムでは、ユーザが設計しようとする新規金属合金の前提製造情報との類似性という観点から、既存合金抽出部によって、記憶部に記憶されている既存合金に関する情報にふるいをかけるものとする。これにより、合金設計の支援において、ユーザに対してより適切な情報提供を行うことができる。ここで、上記前提製造情報とは、新規の合金を設計しようとするとき、予め決定される製造条件の一部に関する情報である。   The information on the existing alloy stored in the storage unit is a wide variety of information, and in some cases, all of the information is not necessarily required for designing a new alloy. In particular, in general alloy design, a method is adopted in which some conditions among manufacturing conditions are fixed as preconditions and other conditions are adjusted. Then, from the viewpoint of the user's design support, existing alloy information having conditions that are the same as or close to this precondition may be useful for designing the user's new alloy. Therefore, in the alloy design support system according to the present invention, information on the existing alloy stored in the storage unit by the existing alloy extraction unit from the viewpoint of similarity to the premise manufacturing information of the new metal alloy that the user intends to design. Shall be sifted. Thereby, in support of alloy design, more appropriate information can be provided to the user. Here, the premise manufacturing information is information regarding a part of manufacturing conditions determined in advance when a new alloy is to be designed.

そして、上記合金設計支援システムにおいて、前記既存合金抽出部は、仮に抽出された対象既存合金中の適性を、該仮に抽出された対象既存合金の前記所定製造情報と前記所定特性情報との相関関係に基づいて判断するようにしてもよい。即ち、既存合金抽出部は、対象既存合金を抽出したとしても、その適性をその都度判断することで、ユーザの設計支援に適した対象既存合金を最終的に抽出することが可能である。ここで、その適性の判断の基準は、仮に抽出された対象既存合金の所定製造情報と所定特性情報との相関関係である。この相関関係に何らかの矛盾点が見出せる場合は、その対象既存合金の適性は否定される。   And in the said alloy design support system, the said existing alloy extraction part is a correlation with the said predetermined manufacturing information and the said predetermined characteristic information of the target existing alloy extracted temporarily about the aptitude in the target existing alloy extracted temporarily. You may make it judge based on. That is, even if the existing alloy extracting unit extracts the target existing alloy, it can finally extract the target existing alloy suitable for the user's design support by judging the suitability of the target alloy each time. Here, the criterion for determining the suitability is the correlation between the predetermined manufacturing information of the target existing alloy and the predetermined characteristic information that are temporarily extracted. If any contradiction can be found in this correlation, the suitability of the target existing alloy is denied.

ここで、上述までの合金設計支援システムにおいて、前記所定製造情報は、合金製造条件に関する複数の所定製造項目に対応する情報を有するものであって、その場合は、前記差分情報取得部は、前記所定製造情報が有するそれぞれの前記所定製造項目に対応させて前記差分情報を取得し、前記マップ作成部は、前記所定製造情報が有するそれぞれの前記所定製造項目に対応させて、前記合金設計マップを作成するようにしてもよい。所定製造項目ごとに合金設計マップが作成されることで、所定製造項目の変動と合金の金属特性との関係をユーザが把握することができ、以てより効率的な合金設計支援が提供できる。   Here, in the alloy design support system described above, the predetermined manufacturing information includes information corresponding to a plurality of predetermined manufacturing items related to alloy manufacturing conditions, and in that case, the difference information acquisition unit includes The difference information is acquired corresponding to each of the predetermined manufacturing items included in the predetermined manufacturing information, and the map creating unit is configured to correspond to the predetermined manufacturing items included in the predetermined manufacturing information, You may make it create. By creating an alloy design map for each predetermined manufacturing item, the user can grasp the relationship between the fluctuation of the predetermined manufacturing item and the metal characteristics of the alloy, thereby providing more efficient alloy design support.

そして、前記所定製造情報の前記所定製造項目は、前記既存合金を組成する組成金属の組成量、および該既存合金を製造するための製造行程を少なくとも含むものであってよい。即ち、現実の合金設計において、組成物の組成量と製造工程とを決定することは不可欠であるから、それぞれの項目について合金設計マップが作成されるのが好ましい。   The predetermined manufacturing item of the predetermined manufacturing information may include at least a composition amount of a composition metal composing the existing alloy and a manufacturing process for manufacturing the existing alloy. That is, in the actual alloy design, since it is indispensable to determine the composition amount of the composition and the manufacturing process, it is preferable to create an alloy design map for each item.

また、本発明に係る合金設計支援システムは、展伸材に関する合金の設計支援に特に有用である。即ち、前記既存合金は展伸材に関する合金であることを意味する。これは、展伸材は、合金の組成物とその製造工程の両者を考慮しなければならない合金であることに拠る。もちろん、展伸材以外の合金、例えば製造工程が比較的単純な鋳造材に関する合金に対しても、本発明にかかる合金設計支援システムは有用であることは言うまでもない。   The alloy design support system according to the present invention is particularly useful for alloy design support related to wrought material. That is, it means that the existing alloy is an alloy related to the wrought material. This is because the wrought material is an alloy that must consider both the composition of the alloy and its manufacturing process. Of course, it goes without saying that the alloy design support system according to the present invention is also useful for alloys other than wrought materials, for example, alloys related to cast materials whose manufacturing process is relatively simple.

次に、上記課題を解決すべく、本発明を、コンピュータを作動させるプログラムの側面から捉えてもよい。詳細には、本発明は、ユーザの合金設計を支援するためのコンピュータ用プログラムであって、複数の既存合金のそれぞれについて、該既存合金の製造条件に関する所定製造情報と、該既存合金の特性に関する所定特性情報とを記憶する記憶装置を有するコンピュータに、前記記憶装置に含まれる複数の既存合金の全部又は一部である対象既存合金に対して、二つの既存合金のそれぞれの前記所定製造情報の差分に関する差分
情報を取得する差分情報取得ステップと、前記対象既存合金を、前記所定特性情報に従って決定される評価特性を評価軸とするマップ上に設定し、且つ該マップに対して前記差分情報取得部によって取得された差分情報に対応する前記所定製造情報の変動情報を付与することで合金設計マップを作成するマップ作成ステップと、を実行させる合金設計支援用プログラムである。これにより、ユーザは上記プログラムが実行されるコンピュータを介して、上述した効率的な合金設計のための支援を受けることができる。その他、上記までに開示された合金設計支援システムに関する発明特定事項に含まれる技術的思想を、本発明に係る合金設計支援用プログラムに対しても適用することが可能である。
Next, in order to solve the above problems, the present invention may be grasped from the aspect of a program that operates a computer. Specifically, the present invention relates to a computer program for supporting a user's alloy design, and relates to predetermined manufacturing information regarding manufacturing conditions of the existing alloy and characteristics of the existing alloy for each of a plurality of existing alloys. In a computer having a storage device for storing predetermined characteristic information, the predetermined manufacturing information of each of the two existing alloys with respect to a target existing alloy that is all or part of the plurality of existing alloys included in the storage device A difference information acquisition step for acquiring difference information relating to a difference, and the target existing alloy is set on a map having an evaluation characteristic determined according to the predetermined characteristic information as an evaluation axis, and the difference information is acquired with respect to the map A map creation process for creating an alloy design map by adding variation information of the predetermined manufacturing information corresponding to the difference information acquired by the unit Tsu and up, is an alloy design support for the program to be executed by the. Thereby, the user can receive the support for the above-mentioned efficient alloy design via the computer by which the said program is executed. In addition, the technical idea included in the invention specifying items related to the alloy design support system disclosed above can also be applied to the alloy design support program according to the present invention.

更に、上記課題を解決すべく、本発明を、新規の合金を設計する際にその設計を支援するための方法の側面から捉えてもよい。詳細には、本発明は、 ユーザの合金設計を支援するための合金設計支援方法であって、複数の既存合金のそれぞれについて、該既存合金の製造条件に関する所定製造情報と、該既存合金の特性に関する所定特性情報とを記憶する記憶装置に含まれる、複数の既存合金の全部又は一部である対象既存合金に対して、二つの既存合金のそれぞれの前記所定製造情報の差分に関する差分情報を取得する差分情報取得ステップと、前記対象既存合金を、前記所定特性情報に従って決定される評価特性を評価軸とするマップ上に設定し、且つ該マップに対して前記差分情報取得部によって取得された差分情報に対応する前記所定製造情報の変動情報を付与することで合金設計マップを作成するマップ作成ステップと、を含む合金設計支援方法である。これにより、ユーザは上記合金設計支援方法を介して、上述した効率的な合金設計のための支援を受けることができる。その他、上記までに開示された合金設計支援システムに関する発明特定事項に含まれる技術的思想を、本発明に係る合金設計支援方法に対しても適用することが可能である。   Furthermore, in order to solve the above-mentioned problems, the present invention may be grasped from the aspect of a method for assisting in designing a new alloy. Specifically, the present invention relates to an alloy design support method for supporting a user's alloy design, and for each of a plurality of existing alloys, predetermined manufacturing information relating to the manufacturing conditions of the existing alloy, and characteristics of the existing alloy The difference information about the difference between the predetermined manufacturing information of each of the two existing alloys is acquired with respect to the target existing alloy that is all or part of the plurality of existing alloys included in the storage device that stores the predetermined characteristic information regarding Difference information acquisition step, and the target existing alloy is set on a map having an evaluation characteristic determined according to the predetermined characteristic information as an evaluation axis, and the difference acquired by the difference information acquisition unit with respect to the map A map creation step of creating an alloy design map by giving variation information of the predetermined manufacturing information corresponding to the information. Thereby, the user can receive support for the above-mentioned efficient alloy design through the alloy design support method. In addition, the technical idea included in the invention specifying items related to the alloy design support system disclosed above can be applied to the alloy design support method according to the present invention.

ユーザが所望の金属特性を発揮する新規の合金を可及的に容易に行うために、当該ユーザの合金設計を支援することが可能となる。   It is possible to support the user's alloy design in order to make a new alloy exhibiting desired metal characteristics as easy as possible.

ここで、本発明に係る合金設計支援システムについて、明細書添付の図面に基づいて説明する。尚、当該実施例は本発明に係る合金設計支援システムの一例を示すものであり、本発明の権利範囲を限定するものではない。また、当該合金設計支援システムは、コンピュータに所定のプログラムを実行させることでその機能が発揮させられ、その結果、ユーザの新規合金の設計を効率的に支援することが可能となるものである。ここで、図1は、本発明に係る合金設計支援システム1の概略構成をおよび、各構成要素が果たす機能をイメージ化して機能ブロックで示した図である。尚、この機能ブロックは、コンピュータ本体3において実行されるプログラムによって実現されているが、それに代えて専用のプロセッサ等によって実現されるようにしてもよい。   Here, an alloy design support system according to the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. In addition, the said Example shows an example of the alloy design assistance system which concerns on this invention, and does not limit the scope of the right of this invention. In addition, the alloy design support system allows a computer to execute a predetermined program so that its function is exhibited. As a result, the user can efficiently support the design of a new alloy. Here, FIG. 1 is a diagram showing a schematic configuration of the alloy design support system 1 according to the present invention and functional blocks representing the function performed by each component. This functional block is realized by a program executed in the computer main body 3, but may be realized by a dedicated processor or the like instead.

本発明に係る合金設計支援システム1の概略構成について以下に説明する。合金設計支援システム1は、ハードディスクドライブ等で構成される記憶装置2と、CPU等の演算処理装置を有し様々な演算処理が可能なコンピュータ本体3と、コンピュータ本体3にユーザの指示や要求等を入力するための、キーボード等の入力装置4と、コンピュータ本体3による演算結果等を表示するためのディスプレイ5とで構成されている。そして、記憶装置2においては、ユーザの新規合金の設計支援を行うために蓄積された、従来までの既存合金に関する情報が、合金情報記憶部21によって格納されている。当該既存合金の情報については後述する。また、入力装置4においては、後述するユーザからのクラスタリングに関する要求を入力するためのクラスタリング入力部41が設けられている。そして、ディスプレイ5には、コンピュータ本体3による演算結果を表示するための表示部51が設けられている。   A schematic configuration of the alloy design support system 1 according to the present invention will be described below. The alloy design support system 1 includes a storage device 2 composed of a hard disk drive or the like, a computer main body 3 having an arithmetic processing device such as a CPU and capable of various arithmetic processing, and user instructions and requests to the computer main body 3. Are input devices 4 such as a keyboard and a display 5 for displaying calculation results by the computer main body 3. In the storage device 2, information related to the existing alloy that has been accumulated so as to support the design of a new alloy by the user is stored in the alloy information storage unit 21. Information on the existing alloy will be described later. In addition, the input device 4 is provided with a clustering input unit 41 for inputting a request regarding clustering from a user described later. The display 5 is provided with a display unit 51 for displaying a calculation result by the computer main body 3.

ここで、コンピュータ本体3においては、合金情報記憶部31によって記憶されている既存合金に関する情報のうち、ユーザの新規合金設計の支援に必要な既存合金を対象既存合金として抽出する対象既存合金抽出部31が設けられている。そして、この対象既存合金抽出部31によって抽出された対象既存合金について、それらが有する製造情報や特性情報に関する差分情報が、差分情報取得部32によって取得される。その後、取得された差分情報に従って、マップ作成部33によって合金設計マップの作成が行われ、当該合金設計マップが上記表示部51によってディスプレイ5の画面に表示される。また、マップ作成部33には、クラスタリング処理部35が設けられ、該クラスタリング処理部35は、ボロノイ処理部36、合金ネットワーク形成部37、区分け処理部38を有している。これらの詳細な説明は後述する。   Here, in the computer main body 3, the target existing alloy extraction unit that extracts, as the target existing alloy, the existing alloy necessary for the user's new alloy design support from the information on the existing alloy stored in the alloy information storage unit 31. 31 is provided. And the difference information acquisition part 32 acquires the difference information regarding the manufacturing information and characteristic information which they have about the object existing alloy extracted by this object existing alloy extraction part 31. Thereafter, according to the acquired difference information, an alloy design map is created by the map creation unit 33, and the alloy design map is displayed on the screen of the display 5 by the display unit 51. The map creation unit 33 is provided with a clustering processing unit 35, and the clustering processing unit 35 includes a Voronoi processing unit 36, an alloy network forming unit 37, and a classification processing unit 38. Detailed description thereof will be described later.

ここで、コンピュータ本体2による新規合金の設計支援のための処理について、図2に基づいて説明する。この処理は、入力装置4を介してユーザから設計支援の要求が出されたとき実行される処理である。ここで、図2に示す合金設計支援処理を説明する前に、記憶装置2に記憶されている既存合金に関する情報(以下、「既存合金情報」と言う。)について、図3に基づいて説明する。図3に示すように、既存合金情報は、既存合金毎に、該既存合金の製造条件に関する情報と該既存合金の金属特性に関する情報とで構成されており、更に製造条件に関する情報は、該既存合金を構成する組成物の組成量に関する情報と、該既存合金を製造するにあたり設定された製造工程に関する情報とで構成され、各情報には対応する数値が格納されている。このように、既存合金情報は、その既存合金の製造条件と金属特性とを関連付けて格納した情報である。   Here, processing for design support of a new alloy by the computer main body 2 will be described with reference to FIG. This process is performed when a design support request is issued from the user via the input device 4. Here, before describing the alloy design support process shown in FIG. 2, information on the existing alloy stored in the storage device 2 (hereinafter referred to as “existing alloy information”) will be described with reference to FIG. . As shown in FIG. 3, the existing alloy information includes information on the manufacturing conditions of the existing alloy and information on the metal characteristics of the existing alloy for each existing alloy, and further information on the manufacturing conditions includes the existing alloy information. It consists of information on the composition amount of the composition constituting the alloy and information on the manufacturing process set in manufacturing the existing alloy, and each information stores a corresponding numerical value. Thus, the existing alloy information is information in which the manufacturing conditions of the existing alloy and the metal characteristics are stored in association with each other.

本発明に係る合金設計システム1は、この既存合金情報を利用して、ユーザが要求する特性を有する新規合金の設計を支援するものである。従って、ユーザが要求可能な金属特性は、この既存合金情報に蓄積された情報の金属特性と同一か、又はそれから導出される特性となる。尚、図3に示す既存合金情報は一例であり、情報構造はこの例に限られない。そして、以下の説明においては、説明を簡便に且つ理解しやすいように既存合金情報の構造を適宜調整している。   The alloy design system 1 according to the present invention uses this existing alloy information to support the design of a new alloy having the characteristics required by the user. Therefore, the metal characteristics that can be requested by the user are the same as or derived from the metal characteristics of the information stored in the existing alloy information. The existing alloy information shown in FIG. 3 is an example, and the information structure is not limited to this example. In the following description, the structure of the existing alloy information is appropriately adjusted so that the description is simple and easy to understand.

ここで、図2に話を戻すと、合金設計支援処理においては、先ずS101で、上記対象既存合金抽出部31によって、対象既存合金の情報の抽出処理が行われる。本発明においては、当該処理を「グルーピング」と称する。このグルーピング処理は、合金情報記憶部21によって記憶されている既存合金情報のうち、ユーザの合金設計支援に有用なものを抽出するための処理である。合金情報記憶部21は、大量の既存合金に関する情報を格納しているため、その全てがユーザが所望する新規合金の設計支援のために必要とは限らない。特に、後述する「差分情報」を取得するためには、ユーザにとって有用な差分情報を取得しなければならないため、S101によるグルーピング処理は有用な処理である。尚、その詳細については後述する。S101の処理が終了すると、S102へ進む。   Returning to FIG. 2, in the alloy design support process, first, in step S <b> 101, the target existing alloy information extraction process is performed by the target existing alloy extraction unit 31. In the present invention, this processing is referred to as “grouping”. This grouping process is a process for extracting information useful for the user's alloy design support from the existing alloy information stored in the alloy information storage unit 21. Since the alloy information storage unit 21 stores a large amount of information on existing alloys, not all of them are necessary for design support of new alloys desired by the user. In particular, in order to acquire “difference information”, which will be described later, it is necessary to acquire difference information useful for the user, the grouping process in S101 is a useful process. The details will be described later. When the process of S101 ends, the process proceeds to S102.

S102では、S101で抽出された対象既存合金の情報から、それらの差分情報の取得が行われる。この差分情報の取得処理は、上記差分情報取得部32によって行われる。本発明に係る差分情報とは、特性が異なる一の既存合金と他の既存合金との間で、その特性の相違を導き出す要因となっていると考えられる、両既存合金間の製造条件に関する情報の「差分」を表すものである。言い換えると、この「差分」の存在が、合金の金属特性を決定付ける大きな要因であるから、ユーザに対して「差分」に関する差分情報を提示することで、ユーザが所望する新規合金の設計支援を行うことができるのである。   In S102, the difference information of the target existing alloy extracted in S101 is acquired. The difference information acquisition process is performed by the difference information acquisition unit 32. The difference information according to the present invention is information on manufacturing conditions between two existing alloys, which is considered to be a factor for deriving a difference in properties between one existing alloy having different properties and another existing alloy. Represents the “difference”. In other words, the existence of this “difference” is a major factor that determines the metal characteristics of the alloy, so by presenting the difference information regarding the “difference” to the user, the user can support the design of a new alloy desired by the user. It can be done.

差分情報の取得の一例を、図4(a)および(b)に基づいて説明する。図4(a)は、図3に示す既存合金情報のうち合金番号が6番の既存合金と8番の既存合金との間での
差分情報を示す図である。6番の既存合金と8番の既存合金との間では、製造条件に関する情報のうち、製造工程の情報は両者とも同一であるが、組成物の情報には相違があり、そして両者の金属特性にも相違がある。そこで、6番の既存合金から8番の既存合金方向への両者の差分を見てみると、「組成物1が増え組成物4が減少することで、特性1および特性2が増加する」という差分情報が見出せる。
An example of obtaining the difference information will be described based on FIGS. 4 (a) and 4 (b). FIG. 4A is a diagram showing difference information between the existing alloy number 6 and the existing number 8 alloy information in the existing alloy information shown in FIG. Between the existing alloy No. 6 and the existing alloy No. 8, among the information on the manufacturing conditions, the information on the manufacturing process is the same, but the information on the composition is different, and the metal characteristics of both There are also differences. Therefore, when looking at the difference between the No. 6 existing alloy and the No. 8 existing alloy, it is said that “the composition 1 increases and the composition 4 decreases and the characteristics 1 and 2 increase”. Difference information can be found.

同様に、図4(b)についても、図3に示す既存合金情報のうち合金番号が9番の既存合金と11番の既存合金との間での差分情報を示す図である。9番の既存合金と11番の既存合金との間では、製造条件に関する情報のうち、製造工程の情報は両者とも同一であるが、組成物の情報には相違があり、そして両者の金属特性にも相違がある。そこで、9番の既存合金から11番の既存合金方向への両者の差分を見てみると、「組成物1が増え組成物4が減少することで、特性1および特性2が増加する」という、図4(a)と同様の差分情報が見出せる。   Similarly, FIG. 4B is a diagram showing difference information between the existing alloy number 9 and the existing number 11 alloy information in the existing alloy information shown in FIG. Between the existing alloy No. 9 and the existing alloy No. 11, among the information on the manufacturing conditions, the information on the manufacturing process is the same, but the information on the composition is different, and the metal characteristics of both There are also differences. Therefore, looking at the difference between the No. 9 existing alloy and the No. 11 existing alloy, it is said that “the composition 1 increases and the composition 4 decreases and the characteristics 1 and 2 increase”. Difference information similar to that shown in FIG. 4A can be found.

また、図4に示す差分情報は、製造条件の情報のうち組成物に関する情報の差分と金属特性との相関を示すものであるが、同様に製造条件の情報のうち製造工程に関する情報の差分と金属特性との相関を示す差分情報も、差分情報取得部32によって取得される。この差分情報をまとめてユーザに提示することで、ユーザは新規合金の設計を容易に且つ確実に行うことが可能となる。そこで、次にユーザへの差分情報の提示に関して、S103の処理を説明する。   Moreover, although the difference information shown in FIG. 4 shows the correlation with the difference of the information regarding a composition among the information of manufacturing conditions, and a metal characteristic, the difference of the information regarding a manufacturing process among the information of manufacturing conditions is also similar. Difference information indicating a correlation with metal characteristics is also acquired by the difference information acquisition unit 32. By presenting this difference information together to the user, the user can easily and reliably design a new alloy. Then, the process of S103 is demonstrated regarding presentation of the difference information to a user next.

S103では、S102で取得された差分情報に基づいて、合金設計マップが作成される。この合金設計マップの作成処理は、上記マップ作成部33によって実行される。ここで、差分情報と合金設計マップの相関について、図5に基づいて説明する。図5に示す差分情報は、説明を簡便にするため、図3に示す既存合金情報ではなく、新たに設定された対象既存合金A、B、Cに関する差分情報である。そして、この差分情報は、製造条件に関する情報として、組成物1、組成物2および工程1に関する情報の差分を示す。例えば、合金Aから合金Bを見たときの差分情報は、組成物1の数値は増えるが、組成物2および工程1の数値は減るという情報である。このように、三種の対象既存合金の間での全ての差分情報(6通り)が、マトリックス状に図5に示されている。   In S103, an alloy design map is created based on the difference information acquired in S102. The alloy design map creation process is executed by the map creation unit 33. Here, the correlation between the difference information and the alloy design map will be described with reference to FIG. The difference information shown in FIG. 5 is not the existing alloy information shown in FIG. 3 but the difference information related to the newly set target existing alloys A, B, and C in order to simplify the explanation. And this difference information shows the difference of the information regarding the composition 1, the composition 2, and the process 1 as information regarding manufacturing conditions. For example, the difference information when the alloy B is viewed from the alloy A is information that the numerical value of the composition 1 is increased, but the numerical values of the composition 2 and the process 1 are decreased. Thus, all the difference information (six kinds) among the three types of target existing alloys is shown in a matrix in FIG.

ここで、本発明に係る合金設計マップは、図5に示すように、抗張力と耐力の二つの金属特性による評価軸で形成されたマップを、差分情報に関連する製造条件の項目(以下、「製造項目」と言う。本実施例では、組成物1、組成物2、工程1が製造項目に相当する)毎に用意し、各マップ上に三種の既存合金A〜Cをプロットする。そして、各マップにおいて、各既存合金間の各製造項目に関する差分情報を、既存合金間を結ぶ「矢印」として示す。この矢印の向きは、各製造項目の値が減少する方向に向くように設定される。例えば、図5に示す例では、製造項目「組成物1」については、既存合金Bから組成物1を減らすと既存合金AおよびCに近づき、更に既存合金Cから組成物を減らすと既存合金Aに近づくという三者の相関が示されている。製造項目「組成物2」および製造項目「工程1」につても、同様に三者の相関が示される。尚、この三者の結果は、S104の処理により、上記表示部51を介してディスプレイ5の画面上に表示されることになる。   Here, as shown in FIG. 5, the alloy design map according to the present invention is a map formed by evaluation axes based on two metal characteristics of tensile strength and proof stress, and items of manufacturing conditions related to difference information (hereinafter, “ In the present example, it is prepared for each of the composition 1, the composition 2, and the step 1), and three existing alloys A to C are plotted on each map. And in each map, the difference information regarding each manufacture item between each existing alloy is shown as an "arrow" which connects between the existing alloys. The direction of the arrow is set so that the value of each manufacturing item decreases. For example, in the example shown in FIG. 5, for the manufacturing item “composition 1”, when the composition 1 is reduced from the existing alloy B, the existing alloy A and C approaches, and when the composition is further reduced from the existing alloy C, the existing alloy A The three-way correlation of approaching is shown. The correlation between the three items is similarly shown for the manufacturing item “Composition 2” and the manufacturing item “Step 1”. These three results are displayed on the screen of the display 5 via the display unit 51 by the process of S104.

以上より、本合金設計支援処理によると、ユーザは自己が所望する合金の製造条件を、既存合金の製造条件と金属特性との関係から推し量ることができるようになり、以て合金設計支援システム1の設計支援の効果を享受することができる。   As described above, according to the present alloy design support process, the user can estimate the manufacturing conditions of the alloy he / she desires from the relationship between the manufacturing conditions of the existing alloy and the metal characteristics, and thus the alloy design support system 1. The effect of design support can be enjoyed.

ここで、上記対象既存合金抽出部31による抽出処理(グルーピング処理)について、図6〜8に基づいて詳細に説明する。図6は、当該グルーピング処理のフローチャートであり、図7は、グルーピング処理による抽出された対象既存合金のグループの変化につい
て示した図であり、図8は、グルーピング処理においてグループ分けされたグループが適正か否かを判別するための手順を示す図である。
Here, the extraction process (grouping process) by the target existing alloy extraction unit 31 will be described in detail with reference to FIGS. FIG. 6 is a flowchart of the grouping process, FIG. 7 is a diagram showing a change in the group of the target existing alloy extracted by the grouping process, and FIG. 8 shows that the group grouped in the grouping process is appropriate. It is a figure which shows the procedure for discriminating whether or not.

対象既存合金抽出部31によるグルーピング処理は、実際に行われる合金設計での便宜を考慮して行われる。実際に合金設計を行う際には、ユーザは、製造条件のうち、組成物と製造工程を別々に考えるケースが多い。それは、組成物の調整と製造工程条件の変更との間に時間的な前後順序が存在するため、即ち組成物量を決定した後に工程条件を決定する等といった前後順序が存在するため、一方を固定した前提の下で、他方を決定するのが効率的であるからである。一例としては、組成物を決めるにあたって、ユーザは、工程条件を事前に設定しておき、その同じ工程条件の下、組成物の調整を繰り返すことで新規合金を設計する。またそれと同様に、組成物を事前に設定し、同じ組成物の下、工程条件の調整を繰り返すことでも、新規合金を設計する。本発明においては、これら事前に決定される条件を「前提条件」と言う。   The grouping process by the target existing alloy extraction unit 31 is performed in consideration of the convenience in the actual alloy design. When actually designing an alloy, the user often considers the composition and the manufacturing process separately among the manufacturing conditions. One is fixed because there is a temporal order between the adjustment of the composition and the change of the manufacturing process condition, that is, the order of the process is determined after determining the amount of the composition. This is because it is efficient to determine the other under the above assumption. As an example, when determining a composition, a user sets process conditions in advance, and designs a new alloy by repeatedly adjusting the composition under the same process conditions. Similarly, a new alloy is designed by setting a composition in advance and repeatedly adjusting the process conditions under the same composition. In the present invention, these previously determined conditions are referred to as “preconditions”.

以上を考慮すると、実際の新規合金の設計では、製造条件のうち、組成物と工程条件のどちらかを固定した上で、もう一方を決定するという処理が行われる。すると、本発明に係る合金設計支援システム1においてもこの処理の流れに沿うことが好ましいと考えられる。即ち、合金設計支援システム1が合金設計マップでユーザを支援するためには、組成物と工程条件のどちらかの一方を固定して前提条件とした上で、他方の変動と合金の金属特性との相関を合金設計マップ上で示す必要がある。換言すると、合金設計マップで表示されるべき差分情報は、工程条件が同じ場合の既存合金間の組成物の差分情報、又は、組成物が同じ場合の既存合金間の工程条件の差分情報であることが好ましい。   In consideration of the above, in designing an actual new alloy, a process is performed in which one of the manufacturing conditions is fixed and the other is determined after fixing one of the composition conditions. Then, it is thought that it is preferable to follow the flow of this process also in the alloy design support system 1 according to the present invention. That is, in order for the alloy design support system 1 to assist the user with the alloy design map, one of the composition and the process condition is fixed as a precondition, and then the variation of the other and the metal characteristics of the alloy are determined. It is necessary to show this correlation on the alloy design map. In other words, the difference information to be displayed in the alloy design map is the difference information of the composition between the existing alloys when the process conditions are the same, or the difference information of the process conditions between the existing alloys when the composition is the same. It is preferable.

ここで、合金情報記憶部21によって記憶される既存合金情報は、様々な且つ大量の情報であるが、前提条件としての組成物の条件又は工程条件に関する情報が完全に一致する情報数は、比較的少ないと思われる。そのため、その完全一致した既存合金情報のみを使っては、ユーザに対して信頼性の高い設計支援を行うことが困難となる虞がある。そこで、情報拡充のために数多くの合金実験を行い記憶される既存合金情報の数を増やすことも考えられるが、そのためには多大な時間とコストを要するため好ましくない。   Here, the existing alloy information stored by the alloy information storage unit 21 is various and a large amount of information. However, the number of information in which the information on the conditions of the composition or the process conditions as the preconditions completely matches is compared. It seems that there is little. Therefore, there is a possibility that it is difficult to provide reliable design support to the user by using only the existing alloy information that completely matches. Therefore, it is conceivable to increase the number of existing alloy information stored by conducting many alloy experiments for information expansion, but this is not preferable because it requires a lot of time and cost.

以上を踏まえて、対象既存合金抽出部31によるグルーピング処理は行われるのであり、具体的には、既存合金情報において、前提条件としての組成物の条件または工程条件が完全に同一ではなくても、「類似」すれば同一である場合と同様に差分情報を取得する処理を行っても良いと考える。そして、グルーピング処理では、組成物または工程条件が類似する既存合金を一つのグループに集め、同じグループにある既存合金が、組成物または工程条件が同じであると見なすことで、差分情報の取得、ユーザへの提示等が行われる。   Based on the above, the grouping process by the target existing alloy extraction unit 31 is performed, and specifically, in the existing alloy information, even if the composition condition or process condition as a precondition is not completely the same, If it is “similar”, it is considered that the process of acquiring the difference information may be performed in the same manner as in the case of being the same. In the grouping process, existing alloys with similar compositions or process conditions are collected into one group, and existing alloys in the same group are regarded as having the same composition or process conditions, thereby obtaining difference information. Presentation to the user is performed.

そこで、本実施例では、類似性を判断し当該グルーピング処理を行うために、データマイニングの手法として広く使われている、ニューラルネットワーク手法によるクラスタリングの一つであるSOM(自己組織マップ)の手法を利用する。SOMとは、人間の大脳皮質の神経機能をモデル化したニューラルネットワークである。ニューラルネットワークとは、人間の脳の仕組みを模倣した情報処理機構であり、そのニューロンの基本的なモデルは次式で表される。
mi(t+1) = mi(t) + hci(t)[x(t)-mi(t)]
これは多数の入力xiの線形加重和Σxiwiがある閾値より大きい場合に1を、そうでない場合には0を出力するものである。
Therefore, in this embodiment, in order to determine the similarity and perform the grouping process, a SOM (self-organization map) method, which is one of the clustering methods using the neural network method, is widely used as a data mining method. Use. SOM is a neural network that models the neural function of the human cerebral cortex. A neural network is an information processing mechanism that mimics the mechanism of the human brain. The basic model of the neuron is expressed by the following equation.
mi (t + 1) = mi (t) + hci (t) [x (t) -mi (t)]
This outputs 1 when the linear weighted sum Σx i w i of a large number of inputs xi is greater than a certain threshold value, and 0 otherwise.

このSOMは、階層型ニューラルネットワークの一種であり、層数は二層である。第一層はn次元の入力層x(t)であり、第二層は競合層と呼ばれ出力を視覚的に見るため一般的に二次元配列となっている。競合層のベクトルは、参照ベクトルmi(t)で表現され、入力
層と同様にn次元の要素を持つ。このSOMの学習は「教師なし競合学習」である。SOMでは学習にユークリッド距離が用いられる。以下に、SOMの学習の手順を示す。
1)すべての参照ベクトルmiの要素をランダムに決定する。
2)入力ベクトルx(t)を与える。このとき、x(t)とのユークリッド距離|x-mi|を最小にするようなニューロンiを探し、そのニューロンをcとすると、次式が成立する。
|x-mc| = min|x-mi|
3)参照ベクトルmcを持つニューロンを勝者ユニットとする。
4)勝者ユニットおよびその周辺の近傍Nc内のユニットは次式に従って入力ベクトルを学習する。
mi(t+1) = mi(t) + hci(t)[x(t)-mi(t)]
ただし、hci は近傍関数とし、i ∈ Ncであれば、hci = a(t)とし、それ以外ではhci =
0と定義される。尚、a(t)は学習率係数である。
5) 2)〜4)をT回繰り返すことで、学習を行う。近傍サイズはNc = Nc(t)という時間の
関数で表され、学習とともにそのサイズを小さくしていく。
6)すべての入力ベクトルに対して、2)〜5)を繰り返し行うことにより、各入力ベクトルに類似したユニットが集まるようになる。
This SOM is a kind of hierarchical neural network and has two layers. The first layer is an n-dimensional input layer x (t), and the second layer is called a competitive layer and is generally a two-dimensional array for visually viewing the output. The vector of the competitive layer is expressed by a reference vector mi (t) and has n-dimensional elements as in the input layer. This SOM learning is “unsupervised competitive learning”. In SOM, Euclidean distance is used for learning. The procedure for learning the SOM is shown below.
1) Randomly determine the elements of all reference vectors mi.
2) Give the input vector x (t). At this time, if a neuron i that minimizes the Euclidean distance | x-mi | with x (t) is searched for and that neuron is c, the following equation is established.
| x-mc | = min | x-mi |
3) A neuron having a reference vector mc is a winner unit.
4) The winner unit and the units in the vicinity Nc around it learn the input vector according to the following equation.
mi (t + 1) = mi (t) + hci (t) [x (t) -mi (t)]
However, hci is a neighborhood function. If i ∈ Nc, hci = a (t), otherwise hci =
Defined as 0. Note that a (t) is a learning rate coefficient.
5) Learning is performed by repeating 2) to 4) T times. The neighborhood size is expressed as a function of time of Nc = Nc (t), and the size is reduced with learning.
6) By repeating steps 2) to 5) for all input vectors, units similar to each input vector are gathered.

本実施例では、合金情報記憶部21が記憶する全ての既存合金情報に対して、このSOMによるグルーピング処理を施すことで、多量な既存合金情報をその類似性の観点から、複数のグループにグルーピングすることができる。換言すると、このグルーピング処理は、対象既存合金の情報として、差分情報の取得や合金設計マップの作成への処理の前段階として、ユーザの設計支援を行うために適切な既存合金情報を抽出する処理である。そこで、既存合金情報の「類似性」を判断基準とした当該グルーピング処理によるグループ数の変化の様子を、模式的に図7に示した。類似性を判断するための前提条件によって、全ての既存合金A〜Eをどのようにグルーピングするかが決定される。図7は、そのグルーピングの程度による、既存合金のグループ数の変化の一例を示している。   In this embodiment, all existing alloy information stored in the alloy information storage unit 21 is grouped by this SOM to group a large amount of existing alloy information into a plurality of groups from the viewpoint of similarity. can do. In other words, this grouping process is a process of extracting existing existing alloy information appropriate for providing user design support as a pre-stage of processing for obtaining difference information and creating an alloy design map as target existing alloy information. It is. FIG. 7 schematically shows how the number of groups is changed by the grouping process based on the “similarity” of the existing alloy information. The preconditions for judging similarity determine how all existing alloys A to E are grouped. FIG. 7 shows an example of the change in the number of groups of existing alloys depending on the degree of grouping.

このようにSOMにより「類似性」を判断基準としたグルーピング処理が行われるが、類似性故に同じグループに属する既存合金の情報であっても、その前提条件が完全に一致しているとは限らず、類似していると判断されるもののそこに存在する僅かな違いが、金属特性に影響して来る可能性も捨てきれない。即ち、前提条件を同一と見なし、その他の製造条件と金属特性との差分情報を正確に導くには、類似性の広がりが適正でなければならない。ここで、SOMによるグルーピング処理では、生成されるグループ数が多くなると、そこに属する既存合金の数は減ってくるため、類似性の広がりは狭くなり、極めて類似した既存合金が集まってくると考えられるが、差分情報を取得する際の対象既存合金数が減ることになり、ユーザへの適切な設計支援が行いにくくなる。   In this way, the grouping process using “similarity” as a criterion is performed by SOM, but the preconditions are not always completely matched even for information on existing alloys belonging to the same group due to similarity. In spite of the fact that they are judged to be similar, the slight difference that exists there can affect the metal properties. In other words, the similarity spread must be appropriate in order to accurately derive the difference information between the other manufacturing conditions and the metal characteristics, assuming that the preconditions are the same. Here, in the grouping process by SOM, when the number of generated groups increases, the number of existing alloys belonging to the group decreases, so that the spread of similarities narrows and very similar existing alloys gather. However, the number of target existing alloys at the time of acquiring the difference information is reduced, and it becomes difficult to perform appropriate design support for the user.

そこで、上記問題が考慮された本実施例に係るグルーピング処理について、図6に基づいて説明する。尚、本実施例では、前提条件を合金の組成物の組成量として、ユーザは工程条件に関して合金設計支援システムによる設計支援を受けるものとする。従って、この場合は、組成物条件の類似性について、グルーピング処理を行う。先ず、S201では、暫定グループ数を決める。差分情報に基づく設計支援の精度を上げるために、グループ数は少ない方がよい。そこで、グループ数の初期値は2として、以下の処理を行う。S201の処理が終了すると、S202へ進む。   Therefore, a grouping process according to the present embodiment in consideration of the above problem will be described with reference to FIG. In this embodiment, it is assumed that the precondition is the composition amount of the alloy composition, and the user receives design support from the alloy design support system regarding the process conditions. Therefore, in this case, a grouping process is performed for the similarity of the composition conditions. First, in S201, the number of provisional groups is determined. In order to increase the accuracy of the design support based on the difference information, the number of groups should be small. Therefore, the initial value of the number of groups is set to 2, and the following processing is performed. When the process of S201 ends, the process proceeds to S202.

S202では、上述したSOMによってグルーピング処理を行う。このとき、生成されるグループ数は、先のステップで決定されたグループ数である。その後、S203では、S202でグルーピングされたグループのうち、予め設定された前提条件と一番類似するグループが、候補グループとして選択される。S203の処理が終了すると、S204へ進む。   In S202, grouping processing is performed by the SOM described above. At this time, the number of groups generated is the number of groups determined in the previous step. Thereafter, in S203, the group most similar to the precondition set in advance among the groups grouped in S202 is selected as a candidate group. When the process of S203 ends, the process proceeds to S204.

ここで、S204では、S203で選択された候補グループをSOMによって二つのグループに分割(グルーピング)する。尚、このS204におけるグルーピングは、新規合金の設計支援のための差分情報を取得するために直接的に必要とされるグルーピングではなく、S203で選択された候補グループが、差分情報を取得するために適切なグループであるか否かを判断するためのグルーピングである。このS204〜S206の処理は、この候補グループの適性判断のための処理であり、その様子を図8にも基づいて説明する。ここで、S204の処理によるグルーピングは、図8に示す上段左側の候補グループを、同図上段右側に示すようにPとQの二つのグループに分割する処理である。   Here, in S204, the candidate group selected in S203 is divided (grouped) into two groups by SOM. Note that the grouping in S204 is not a grouping that is directly required to acquire the difference information for supporting the design of the new alloy, but the candidate group selected in S203 acquires the difference information. This is a grouping for determining whether or not the group is appropriate. The processes of S204 to S206 are processes for determining the suitability of this candidate group, and the situation will be described with reference to FIG. Here, the grouping by the process of S204 is a process of dividing the upper left candidate group shown in FIG. 8 into two groups of P and Q as shown in the upper right side of the figure.

次に、S205では、S204で分割されたグループそれぞれに対して、暫定的な合金設計マップを作成する。この合金設計マップは、上述したように候補グループの適正を判断するために作成されるマップであるが、その作成については、上述したマップ作成部33によるものと同じである。上記PとQに分割されたグループ毎に作成された暫定合金設計マップが、図8の下段に示されている。S205の処理が終了すると、S206へ進む。   Next, in S205, a temporary alloy design map is created for each of the groups divided in S204. This alloy design map is a map created in order to determine the suitability of the candidate group as described above, and the creation is the same as that by the map creation unit 33 described above. A provisional alloy design map created for each group divided into P and Q is shown in the lower part of FIG. When the processing of S205 ends, the process proceeds to S206.

S206では、S205で作成された二つの暫定合金設計マップにおいて、矛盾する規則性が存在しているか否かを判断する。本実施例では、当該暫定合金設計マップでは、組成物Xの変動と特性A、Bとの相関が示されている。ここで、グループPにおいては、組成物Xが減少するに従って、特性Bが低下するという規則性が見出せる一方で、グループQでは組成物Xが減少するに従って、特性Bが増加するという規則性が見出せ、両規則性は矛盾したものとなっている。従って、S203で選択された候補グループは、比較的広い広がりを持つ類似性によって集められた既存合金が属していると考えられ、以て差分情報取得部32による差分情報の取得を行うには、適切ではないグループと考えられる。そこで、このような場合は、S206の判断は否定判断となり、S208へ進む。S208では、暫定グループの数を現在の数から一つインクリメントして、S202以降の処理を行う。   In S206, it is determined whether or not contradictory regularity exists in the two provisional alloy design maps created in S205. In this example, the provisional alloy design map shows the correlation between the variation of the composition X and the characteristics A and B. Here, in group P, the regularity that the characteristic B decreases as the composition X decreases, while in the group Q, the regularity that the characteristic B increases as the composition X decreases can be found. Both rules are contradictory. Therefore, the candidate group selected in S203 is considered to belong to the existing alloy collected by the similarity having a relatively wide spread, and in order to acquire the difference information by the difference information acquisition unit 32, It is considered an inappropriate group. Therefore, in such a case, the determination in S206 is negative and the process proceeds to S208. In S208, the number of provisional groups is incremented by one from the current number, and the processing from S202 onward is performed.

また、S206の判断が肯定判断であった場合には、S203で選択された候補グループは適切なものであると考えられ、その場合はS207へ進み、上記候補グループを上記対象グループとして抽出し、グルーピング処理である対象既存合金抽出処理を終了する。この処理で抽出された対象グループに属する既存合金の情報は、対象既存合金の情報として図2に示すS102の処理へと渡されることになる。これにより、適切な類似性を有する既存合金情報に基づいて、ユーザに合金設計支援が行われることになる。   If the determination in S206 is affirmative, the candidate group selected in S203 is considered appropriate. In this case, the process proceeds to S207, where the candidate group is extracted as the target group, The target existing alloy extraction process which is a grouping process is terminated. The information on the existing alloy belonging to the target group extracted in this process is passed to the process of S102 shown in FIG. 2 as the information on the target existing alloy. Thereby, based on the existing alloy information which has appropriate similarity, an alloy design support is performed to a user.

ここで、合金設計マップにおいては、差分情報に基づいた製造条件の変動と金属特性との相関がユーザに提示されることは、上述したとおりである。例えば、対象既存合金が五個の場合には、図9(a)に示すように合金設計マップにおいては、対象既存合金に対応する5つの点と、その点と点との間を結び両点間での製造条件(図9(a)においては所定の組成物)の変動を示す矢印付直線が示されている。これにより、ユーザは所定の組成物をどのように変動させたら、所望の特性A、Bを有する新規合金を設計できるかを推し量ることができる。   Here, as described above, in the alloy design map, the correlation between the variation of the manufacturing condition based on the difference information and the metal characteristic is presented to the user. For example, when there are five target existing alloys, as shown in FIG. 9 (a), in the alloy design map, the five points corresponding to the target existing alloy and the points are connected to each other. The straight line with an arrow which shows the fluctuation | variation of manufacturing conditions (a predetermined composition in Fig.9 (a)) is shown. Thereby, the user can estimate how a new alloy having desired characteristics A and B can be designed by changing the predetermined composition.

この合金設計マップによる設計支援は、当然にマップ上に表示される対象既存合金の数が増えれば増えるほど、ユーザに対してより多くの情報を与えるため、ユーザの設計支援には有用と考えられるが、一方で数の増加により上記矢印付直線が入り乱れるため、ユーザが合金設計マップから一定の規則性を読み取りにくくなる可能性が高くなる。   The design support by this alloy design map is naturally useful for the user's design support because as the number of target existing alloys displayed on the map increases, more information is given to the user. However, since the straight line with the arrow is disturbed due to an increase in the number, there is a high possibility that the user is difficult to read a certain regularity from the alloy design map.

そこで、本実施例に係る合金設計支援システム1で作成される合金設計マップには、ク
ラスタという概念を導入した。クラスタは、他のクラスタに属する既存合金との差分情報が類似する既存合金の集まりと定義される。そのため、合金設計マップおいては、同じクラスタに属する合金は、他のクラスタに属する合金への差分情報に基づく矢印の方向が一致する傾向が強い。そして、異なるクラスタに属する既存合金間での矢印の方向が一致すれば一致するほど、そこから見出される規則の信頼性は高いとい得る。
Therefore, the concept of cluster was introduced into the alloy design map created by the alloy design support system 1 according to this example. A cluster is defined as a group of existing alloys having similar difference information from existing alloys belonging to other clusters. Therefore, in the alloy design map, alloys belonging to the same cluster tend to have the same arrow direction based on difference information from alloys belonging to other clusters. And it can be said that the more consistent the directions of the arrows between the existing alloys belonging to different clusters are, the higher the reliability of the rule found therefrom.

そこで、本実施例では図10に示すように、既存合金間での極力一致した差分情報に基づく矢印の方向をクラスタ間の矢印の方向に変換し、既存合金間の製造条件の変化を昇華させて、クラスタ間の製造条件の変化として表す(図10の右側に示す状態)。その結果、合金設計マップに示される矢印の数が少なくなるので、合金設計マップは見やすくなり、またクラスタ間における製造条件の差分情報を、変動情報であるクラスタ間に渡る矢印で示しているので、既存合金間の矢印で示される場合よりも、そこから見出される規則の信頼性は向上すると考えられ、ユーザの新規合金の設計支援に資する。   Therefore, in this embodiment, as shown in FIG. 10, the direction of the arrow based on the difference information between the existing alloys as much as possible is converted into the direction of the arrow between the clusters, and the change in the manufacturing conditions between the existing alloys is sublimated. This is expressed as a change in manufacturing conditions between clusters (state shown on the right side of FIG. 10). As a result, since the number of arrows shown in the alloy design map is reduced, the alloy design map is easy to see, and the difference information of the manufacturing conditions between the clusters is indicated by the arrows across the clusters which are the variation information. Compared to the case indicated by the arrow between existing alloys, the reliability of the rules found therefrom is considered to be improved, which contributes to the user's support for designing a new alloy.

クラスタの概念が導入された合金設計マップでは、クラスタ間での製造条件と金属特性との相関をユーザが一望できるため、ユーザの新規合金の設計が容易となる。そこで、図11に基づいて、クラスタの概念が導入された合金設計マップによる、新規合金の設計支援の一例を示す。   In the alloy design map in which the concept of clusters is introduced, the user can overlook the correlation between the manufacturing conditions and the metal characteristics between the clusters, and thus the user can easily design a new alloy. Therefore, based on FIG. 11, an example of a new alloy design support based on an alloy design map in which the concept of clusters is introduced will be shown.

図11に示す例では、ユーザは、特性Aと特性Bが共に優れる新規合金を設計することを目標とする。ここで、当該新規合金に添加される組成物は組成物Xと組成物Yである。そこで、特性Aと特性Bを評価軸とする合金設計マップを、組成物Xと組成物Yのそれぞれに対して作成する。合金設計マップでは、設計しようとする目標合金と、その設計支援のための対象既存合金が11点示されている。そこで、クラスタ間における組成物Xの変動情報と、組成物Yの変動情報を、本発明に係る合金設計支援システム1によって表示させると、図11(b)と図11(c)のようになる。そこで、ユーザは、これらの合金設計マップに基づいて、目標の新規合金を得るには、製造条件として条件としてベース合金の組成物Xを下げるとともに組成物Yを上げればよいと、容易に推し量ることができる。   In the example shown in FIG. 11, the user aims to design a new alloy that has both excellent properties A and B. Here, the compositions added to the new alloy are composition X and composition Y. Therefore, an alloy design map having the characteristics A and B as evaluation axes is created for each of the composition X and the composition Y. The alloy design map shows 11 target alloys to be designed and 11 target existing alloys for design support. Therefore, when the variation information of the composition X between the clusters and the variation information of the composition Y are displayed by the alloy design support system 1 according to the present invention, the results are as shown in FIGS. 11B and 11C. . Therefore, based on these alloy design maps, the user can easily guess that it is only necessary to lower the composition X of the base alloy and raise the composition Y as the manufacturing conditions in order to obtain a target new alloy. Can do.

そこで、このようなユーザの設計支援を可能とするクラスタの概念が導入された合金設計マップの作成を行うための処理について、図12〜図16に基づいて説明する。当該合金設計マップの作成処理は、上記マップ作成部33とクラスタリング処理部35によって実行される。図12は、合金設計マップ上に当該クラスタを作成するためのフローチャートである。   A process for creating an alloy design map in which the concept of a cluster that enables design support by the user is introduced will be described with reference to FIGS. The alloy design map creation process is executed by the map creation unit 33 and the clustering processing unit 35. FIG. 12 is a flowchart for creating the cluster on the alloy design map.

先ず、S301では、合金設計マップ上に、図2に示すS102で差分情報の取得の対象となった、対象既存合金のプロットが行われる。尚、本実施例においては、合金設計マップは図13、14に示すように特性Xと特性Yを評価軸として有する二次元のマップである。そして、そこにプロットされた対象既存合金は、合金A〜Fの六個である。S301の処理後、S302へ進む。   First, in S301, a plot of the target existing alloy that is the target for obtaining the difference information in S102 shown in FIG. 2 is performed on the alloy design map. In this embodiment, the alloy design map is a two-dimensional map having characteristics X and Y as evaluation axes as shown in FIGS. And the target existing alloys plotted there are six alloys A to F. After the process of S301, the process proceeds to S302.

S302では、S301でプロットされた合金設計マップ上で、所定ボロノイ領域を作成する。この処理は、図1に示すボロノイ処理部36によって実行される。ここで、所定ボロノイ領域は、合金設計マップにおいて、S301でプロットされた対象既存合金をそれぞれ母点としたとき、該合金設計マップ上の点がどの母点に近いかによって区分けされた領域であり、このボロノイ領域の算出にはよく知られている数学的手法が用いられる。尚、本実施例の合金設計マップのように二次元のユークリッド平面の場合には、ボロノイ領域の境界線は、各々の母点の間の直線の二等分線の一部となる。そこで、S302の処理により導出された所定ボロノイ領域は、図13に示すようになり、各所定ボロノイ領域に一つの対象既存合金が属する状態となる。S302の処理が終了すると、S303へ進
む。
In S302, a predetermined Voronoi region is created on the alloy design map plotted in S301. This process is executed by the Voronoi processing unit 36 shown in FIG. Here, the predetermined Voronoi region is a region divided according to which generating point is close to the point on the alloy design map when the target existing alloy plotted in S301 is used as the generating point in the alloy design map. A well-known mathematical method is used to calculate the Voronoi region. In the case of a two-dimensional Euclidean plane as in the alloy design map of the present embodiment, the boundary line of the Voronoi region becomes a part of a straight bisector between the respective mother points. Therefore, the predetermined Voronoi regions derived by the process of S302 are as shown in FIG. 13, and one target existing alloy belongs to each predetermined Voronoi region. When the process of S302 ends, the process proceeds to S303.

S303では、S302で作成された所定ボロノイ領域に従い、隣接する所定ボロノイ領域の母点をつなぐドロネー辺により、合金ネットワークを形成する。この処理は、図1に示す合金ネットワーク形成部37によって実行される。このドロネー辺を介した合金ネットワークによる、対象既存合金の隣接関係を図14に示す。   In S303, in accordance with the predetermined Voronoi region created in S302, an alloy network is formed by Delaunay sides connecting the base points of adjacent predetermined Voronoi regions. This process is executed by the alloy network forming unit 37 shown in FIG. FIG. 14 shows the adjacent relationship of the target existing alloy by the alloy network via the Delaunay side.

ここで、S302で作成された所定ボロノイ領域は、その数学的意義からも本実施例においてはクラスタリング処理部35によって作成されるクラスタの単位(以下、「単位クラスタ」と言う。)となる。そして、この所定ボロノイ領域は、他の所定ボロノイ領域とは重なることは無いため、単位クラスタとしても非常に有用である。また、S303で形成された合金ネットワークは、ボロノイ領域の母点を結ぶことから、この単位クラスタの集約、展開の道筋となるものである。ここで、単位クラスタの集約とは、単位クラスタ同士が結合して一つの大きなクラスタになることであり、単位クラスタの展開とはその逆の動きである。但し、この単位クラスタの集約については合金ネットワークに従って行われるのだが、複数の合金ネットワークが存在する場合は(所定ボロノイ領域が三つ以上ある場合は、必ず合金ネットワークは複数存在する)、合金ネットワークのいずれのドロネー辺に従うかはS304の処理による。   Here, the predetermined Voronoi region created in S302 is a unit of clusters (hereinafter referred to as “unit cluster”) created by the clustering processing unit 35 in this embodiment from the mathematical significance. Since this predetermined Voronoi region does not overlap with other predetermined Voronoi regions, it is very useful as a unit cluster. In addition, the alloy network formed in S303 connects the base points of the Voronoi region, and thus becomes a route for aggregation and development of the unit clusters. Here, the aggregation of unit clusters means that unit clusters are combined into one large cluster, and the reverse movement of unit clusters is the opposite. However, this unit cluster aggregation is performed according to the alloy network. If there are multiple alloy networks (if there are three or more predetermined Voronoi regions, there will always be multiple alloy networks) Which Delaunay side to follow depends on the processing in S304.

S304では、合金ネットワークを構成するそれぞれのドロネー辺に従った単位クラスタの集約について、変位マトリックス法を利用して、その集約の優先順位の算出が行われる。本発明に係る合金設計支援システム1で作成される合金設計マップは、クラスタ間の製造条件の変化の傾向を示すことで、ユーザの設計支援を行うものである。そこで、上記集約の優先順位においても、このクラスタ間の製造条件の変化の傾向の強さ、いわばそれぞれのクラスタに属する対象既存合金同士の、製造条件の変化一致度を基準に、当該集約の優先順位が算出されるのが好ましい。その基準に従った評価式による評価が変位マトリックス法である。   In S304, for the aggregation of unit clusters according to the Delaunay sides constituting the alloy network, the priority of the aggregation is calculated using the displacement matrix method. The alloy design map created by the alloy design support system 1 according to the present invention provides a design support for the user by showing a tendency of change in manufacturing conditions between clusters. Therefore, even in the priority order of the aggregation, the priority of the aggregation is based on the strength of the tendency of the change in the manufacturing conditions between the clusters, that is, the degree of coincidence of the manufacturing conditions between the target existing alloys belonging to each cluster. The ranking is preferably calculated. The displacement matrix method is an evaluation based on an evaluation formula according to the standard.

ここで、変位マトリックス法による、二つのクラスタに属する対象既存合金間の「製造条件の変化一致度」の算出を行うための手順について、図15に基づいて説明する。その二つのクラスタをクラスタAとBとし、またそれぞれのクラスタに属する対象既存合金をai (i=1、2)、bj (j=3、4、5)とする。また、各対象既存合金が組成物または工程条件による製造条件を持つとする。ここで、ある製造条件に関して、二つのクラスタのそれぞれに属する対象既存合金間で差分情報を取得したとき、その差分が増加、減少、同値のいずれであるかカウントする。従って、カウント総数(増加の場合の数(以下、pとする)と減少の場合の数(以下、qとする)と同値の場合の数(以下、rとする)を足し合わせた総数)は、各クラスタに属する対象既存合金の数を掛け合わせた数となる(本実施例の場合は、i×jである)。図15に示す状態は、p=5、q=1、r=0である。   Here, the procedure for calculating the “matching degree of change in manufacturing conditions” between target existing alloys belonging to two clusters by the displacement matrix method will be described with reference to FIG. The two clusters are cluster A and B, and the target existing alloys belonging to the respective clusters are ai (i = 1, 2) and bj (j = 3, 4, 5). Further, it is assumed that each target existing alloy has manufacturing conditions depending on the composition or process conditions. Here, regarding the certain manufacturing condition, when the difference information is acquired between the target existing alloys belonging to each of the two clusters, it is counted whether the difference is an increase, a decrease, or the same value. Therefore, the total number of counts (the total number obtained by adding the number in the case of increase (hereinafter referred to as p) and the number in the case of decrease (hereinafter referred to as q) to the same value (hereinafter referred to as r)) is The number is obtained by multiplying the number of target existing alloys belonging to each cluster (in this embodiment, i × j). The state shown in FIG. 15 is p = 5, q = 1, and r = 0.

そして、これらp、q、rの数に応じて、両クラスタ間の「製造条件の変化一致度」を算出すればよい。その算出式の一例として、増加の場合の数pと減少の場合の数の差の絶対値を基準として、当該一致度を判断してもよい。即ち、一致度が高いほど、pもしくはqの値が何れかが偏って高くなると考えられるからである。図15に示す例では、四つあるクラスタのうち二つのクラスタを集約しようとする場合、その組合せは図15に示すように6通りある。そこで、この6通りにおいて、上記p、q、rの数に応じて上記一致度を算出し、その中で最も一度が高い組合せの二つのクラスタを優先的に集約する。尚、評価式については、その他の様々な評価式を利用することが可能である。   Then, according to the number of p, q, and r, the “matching degree of change in manufacturing conditions” between both clusters may be calculated. As an example of the calculation formula, the degree of coincidence may be determined based on the absolute value of the difference between the number p in the case of increase and the number in the case of decrease. That is, it is considered that either the value of p or q is biased higher as the degree of coincidence is higher. In the example shown in FIG. 15, when two clusters out of four clusters are aggregated, there are six combinations as shown in FIG. Therefore, in these six ways, the degree of coincidence is calculated according to the number of p, q, and r, and two clusters having the highest combination among them are preferentially aggregated. As the evaluation formula, various other evaluation formulas can be used.

また、この「製造条件の変化一致度」の計算は、上記合金ネットワークによる道筋に従う。そこで、図14に示す例においては、先ず合金Aと合金Bを集約したと仮定したとき
、その集約後のクラスタと、他の各単位クラスタとの変化一致度を算出し、同様に、合金Bと合金Cを集約したと仮定したとき、合金Aと合金Eを集約したと仮定したとき、合金Cと合金Dを集約したと仮定したとき、・・・・・・という具合に各単位クラスタの組み合わせにおいて「製造条件の変化一致度」が算出される。そして、その中で最も一致度が高い二つのクラスタに対して、高い集約の優先順位が付与される。尚、二つのクラスタが集約して一つのクラスタになったとき、該一つのクラスタは、元の二つのクラスタが有していた他のクラスタとの合金ネットワークによる隣接関係を継承するものとする。
In addition, the calculation of the “matching degree of change in manufacturing conditions” follows the route of the alloy network. Therefore, in the example shown in FIG. 14, when it is assumed that the alloy A and the alloy B are first aggregated, the degree of change coincidence between the cluster after the aggregation and each of the other unit clusters is calculated. Assuming that the alloy C and the alloy C are aggregated, assuming that the alloy A and the alloy E are aggregated, assuming that the alloy C and the alloy D are aggregated,... In the combination, the “matching degree of change in manufacturing conditions” is calculated. A high aggregation priority is given to the two clusters having the highest degree of coincidence among them. When the two clusters are aggregated into one cluster, the one cluster inherits the adjacent relationship by the alloy network with the other clusters that the original two clusters had.

このように、各クラスタの集約の優先度が算出されると、S305の処理によって図16に示すデンドログラム情報が作成される。デンドログラムとは、各終端ノードが各対象(対象既存合金を含む単位クラスタ)を表し、集約されてできたクラスタを非終端ノードで表した二分木情報である。このデンドログラム情報は、単位クラスタが集約される過程が明確に記述されるので、このデンドログラム情報に従えば、「製造条件の変化一致度」を反映した適切なクラスタの形成が可能となる。   Thus, when the priority of aggregation of each cluster is calculated, the dendrogram information shown in FIG. 16 is created by the processing of S305. The dendrogram is binary tree information in which each terminal node represents each target (unit cluster including the target existing alloy) and the cluster formed by aggregation is represented by a non-terminal node. Since this dendrogram information clearly describes the process in which the unit clusters are aggregated, according to this dendrogram information, it is possible to form an appropriate cluster that reflects the “matching degree of change in manufacturing conditions”.

S305の処理が終了すると、合金設計マップ作成処理によって作成されたデンドログラム情報を含む様々な情報は、図2に示すS104の処理に引き渡される。ここで、S104の処理である合金設計マップの表示処理の詳細について、図17に基づいて説明する。先ず、S401では、ユーザによって要求されたクラスタ数が受け付けられる。この処理は、入力装置4のクラスタリング入力部41を介して入力されたユーザの要求が、クラスタリング受付部34によって受け付けられることで実行される。S401の処理の終了後、S402へ進む。   When the process of S305 is completed, various information including the dendrogram information created by the alloy design map creation process is transferred to the process of S104 shown in FIG. Here, the details of the display process of the alloy design map which is the process of S104 will be described based on FIG. First, in S401, the number of clusters requested by the user is accepted. This process is executed when a user request input via the clustering input unit 41 of the input device 4 is received by the clustering receiving unit 34. After the process of S401 is completed, the process proceeds to S402.

S402では、S401で受け付けられた要求クラスタ数に従って、どの所定クラスタを形成するかを画定させる。この処理は、合金設計マップ作成処理によって作成されたデンドログラム情報に基づいて、区分け処理部38が行うことで、「製造条件の変化一致度」を反映した適切なクラスタが画定される。例えば、図18に示す例では、合金設計マップにプロットされる対象既存合金数が六個のとき、ユーザから要求されたクラスタ数が六個であれば、図18の左側に示すようにクラスタが画定され、要求されたクラスタ数が四個であれば、図18の右側のようにクラスタが画定される。このクラスタの集約(合金Bと合金Cの所定ボロノイ領域の集約等)は、先に算出されたデンドログラム情報による。S402の処理が終了すると、S403へ進む。   In S402, it is defined which predetermined cluster is to be formed according to the requested number of clusters accepted in S401. This processing is performed by the classification processing unit 38 based on the dendrogram information created by the alloy design map creation processing, so that an appropriate cluster reflecting the “matching degree of change in manufacturing conditions” is defined. For example, in the example shown in FIG. 18, when the number of target existing alloys plotted on the alloy design map is six, if the number of clusters requested by the user is six, clusters are formed as shown on the left side of FIG. If the number of defined and requested clusters is four, the clusters are defined as shown on the right side of FIG. This cluster aggregation (eg, aggregation of predetermined Voronoi regions of alloy B and alloy C) is based on the previously calculated dendrogram information. When the process of S402 ends, the process proceeds to S403.

S403では、S402で画定されたクラスタ間に、そのクラスタ間での製造条件の変化を示す変動情報が、矢印等の形で付与される。本実施例においては、製造条件の変化の程度に応じて、付与される矢印の形状や、その有無、又は両クラスタを結ぶ直線の種類等が変更される。これにより、ユーザは、合金設計マップにおいて、クラスタ間での製造条件の変化を視覚的に認知しやすくなり、ユーザの合金設計の支援がより効率的に行われる。上記矢印の形状等の選択の一例を表1に示す。表1で示すp、q、rは、先に示した差分情報における増加、減少、同値を表すパラメータと同義である。

Figure 2009116404
In S403, variation information indicating changes in manufacturing conditions between the clusters defined in S402 is given in the form of an arrow or the like. In the present embodiment, the shape of the arrow to be applied, the presence or absence thereof, the type of straight line connecting both clusters, and the like are changed according to the degree of change in manufacturing conditions. This makes it easier for the user to visually recognize changes in manufacturing conditions between clusters in the alloy design map, and the user's support for alloy design is more efficiently performed. An example of selection of the arrow shape and the like is shown in Table 1. P, q, and r shown in Table 1 are synonymous with parameters representing increase, decrease, and equivalence in the difference information shown above.
Figure 2009116404

S403の処理が終了すると、S404に進む。S404では、S402で画定された合金設計マップでのクラスタおよびS403で付与された変動情報等が、表示部51に渡されて、ディスプレイ5の画面に表示されることになる。ユーザはその表示結果を考慮して、上述してきたように効率的な合金設計を行うことが可能となる。   When the process of S403 ends, the process proceeds to S404. In S404, the clusters in the alloy design map defined in S402, the variation information given in S403, etc. are passed to the display unit 51 and displayed on the screen of the display 5. In consideration of the display result, the user can perform efficient alloy design as described above.

ここで、本発明に係る合金設計システム1では、合金設計マップに示されるクラスタの数を可能な範囲で任意に調整することができる。これは、合金設計マップ作成処理によって、デンドログラム情報が作成されるからである。その結果、ユーザが対象既存合金の製造条件の変化と金属特性との相関を巨視的に把握したいときは、クラスタ数を少なくすればよく、その巨視的な相関を把握した上でより詳細な相関を把握したいときは、クラスタ数を増やしていけばよい。これにより、ユーザは的確な新規合金の設計指針を立てることができる。   Here, in the alloy design system 1 according to the present invention, the number of clusters shown in the alloy design map can be arbitrarily adjusted within a possible range. This is because dendrogram information is created by the alloy design map creation process. As a result, if the user wants to grasp the correlation between the change in the manufacturing conditions of the target existing alloy and the metal properties macroscopically, it is sufficient to reduce the number of clusters, and the more detailed correlation after understanding the macroscopic correlation. If you want to know, you can increase the number of clusters. As a result, the user can set an appropriate design guideline for a new alloy.

本発明の実施例に係る合金設計支援システムの概略構成を表す図である。It is a figure showing the schematic structure of the alloy design assistance system which concerns on the Example of this invention. 図1に示す合金設計支援システムにおいて、ユーザの合金設計を支援するための処理の流れを示すフローチャートである。2 is a flowchart showing a flow of processing for supporting a user's alloy design in the alloy design support system shown in FIG. 1. 本発明の実施例に係る合金設計支援システムにおいて記憶装置に格納されている既存合金情報の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the existing alloy information stored in the memory | storage device in the alloy design assistance system which concerns on the Example of this invention. 本発明の実施例に係る合金設計支援システムにおいて、既存合金情報の差分情報の一例を示す図である。In the alloy design support system which concerns on the Example of this invention, it is a figure which shows an example of the difference information of the existing alloy information. 本発明の実施例に係る合金設計支援システムにおいて、ユーザに対して提示される合金設計マップの一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the alloy design map shown with respect to a user in the alloy design assistance system which concerns on the Example of this invention. 図2に示す処理において、差分情報を取得する対象となる既存合金を抽出するための処理の流れを示すフローチャートである。In the process shown in FIG. 2, it is a flowchart which shows the flow of the process for extracting the existing alloy used as the object from which difference information is acquired. 図6に示す処理で行われるグルーピングの様子を示す図である。It is a figure which shows the mode of the grouping performed by the process shown in FIG. 図6に示す処理で行われるグルーピングによって得られるグループの適正を判断するための手法を概念的に示す図である。It is a figure which shows notionally the method for judging the appropriateness of the group obtained by the grouping performed by the process shown in FIG. 本発明の実施例に係る合金設計支援システムにおいて、ユーザに対して提示される合金設計マップの一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the alloy design map shown with respect to a user in the alloy design assistance system which concerns on the Example of this invention. 本発明の実施例に係る合金設計支援システムで作成される合金設計マップにクラスタの概念が導入された場合の第一の図である。It is a 1st figure when the concept of a cluster is introduced into the alloy design map created with the alloy design support system which concerns on the Example of this invention. 本発明の実施例に係る合金設計支援システムで作成される合金設計マップにクラスタの概念が導入された場合の第二の図である。It is a 2nd figure when the concept of a cluster is introduced into the alloy design map created with the alloy design support system which concerns on the Example of this invention. 図2に示す処理において、合金設計マップを作成するための処理の流れを示すフローチャートである。3 is a flowchart showing a flow of processing for creating an alloy design map in the processing shown in FIG. 2. 図12に示す処理において、ボロノイ領域を用いて作成したクラスタが導入された合金設計マップの図である。FIG. 13 is a diagram of an alloy design map in which clusters created using Voronoi regions are introduced in the process shown in FIG. 12. 図13で作成されたボロノイ領域を利用して形成された合金ネットワークを示す図である。It is a figure which shows the alloy network formed using the Voronoi area | region created in FIG. 本発明の実施例に係る合金設計支援システムのクラスタが導入された合金設計マップにおいて、製造条件の変化の一致度に基づいたクラスタ同士の集約について説明する図である。It is a figure explaining aggregation of the clusters based on the coincidence degree of the change of manufacturing conditions in the alloy design map in which the clusters of the alloy design support system according to the embodiment of the present invention are introduced. 本発明の実施例に係る合金設計支援システムのクラスタが導入された合金設計マップにおいて、クラスタ同士の集約の過程を示すデンドログラム情報を示す図である。It is a figure which shows the dendrogram information which shows the process of aggregation of clusters in the alloy design map in which the cluster of the alloy design support system which concerns on the Example of this invention was introduced. 図2に示す処理において、合金設計マップを表示するための処理の流れを示すフローチャートである。3 is a flowchart showing a flow of processing for displaying an alloy design map in the processing shown in FIG. 2. 本発明の実施例に係る合金設計支援システムにおいて、ユーザの要求により合金設計支援マップ上でのクラスタ数を変更した場合の状態を示す図である。In the alloy design support system which concerns on the Example of this invention, it is a figure which shows the state at the time of changing the number of clusters on an alloy design support map by a user's request | requirement.

符号の説明Explanation of symbols

1・・・・合金設計支援システム
2・・・・記憶装置
3・・・・コンピュータ本体
4・・・・入力装置
5・・・・ディスプレイ
21・・・・合金情報記憶部
31・・・・対象既存合金抽出部
32・・・・差分情報取得部
33・・・・マップ作成部
34・・・・クラスタリング受付部
35・・・・クラスタリング処理部
36・・・・ボロノイ処理部
37・・・・合金ネットワーク形成部
38・・・・区分け処理部
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Alloy design support system 2 ... Storage device 3 ... Computer body 4 ... Input device 5 ... Display 21 ... Alloy information storage unit 31 ... Target existing alloy extraction unit 32 ... Difference information acquisition unit 33 ... Map creation unit 34 ... Clustering reception unit 35 ... Clustering processing unit 36 ... Voronoi processing unit 37 ...・ Alloy network forming unit 38...

Claims (15)

複数の既存合金のそれぞれについて、該既存合金の製造条件に関する所定製造情報と、該既存合金の特性に関する所定特性情報とを記憶する記憶部と、
前記記憶部に含まれる複数の既存合金の全部又は一部である対象既存合金に対して、二つの既存合金のそれぞれの前記所定製造情報の差分に関する差分情報を取得する差分情報取得部と、
前記対象既存合金を、前記所定特性情報に従って決定される評価特性を評価軸とするマップ上に設定し、且つ該マップに対して前記差分情報取得部によって取得された差分情報に対応する前記所定製造情報の変動情報を付与することで合金設計マップを作成するマップ作成部と、
を備えることを特徴とする合金設計支援システム。
For each of a plurality of existing alloys, a storage unit that stores predetermined manufacturing information related to manufacturing conditions of the existing alloy and predetermined characteristic information related to characteristics of the existing alloy;
For a target existing alloy that is all or part of a plurality of existing alloys included in the storage unit, a difference information acquisition unit that acquires difference information regarding the difference between the predetermined manufacturing information of each of two existing alloys;
The target existing alloy is set on a map having an evaluation characteristic determined according to the predetermined characteristic information as an evaluation axis, and the predetermined manufacturing corresponding to the difference information acquired by the difference information acquisition unit with respect to the map A map creation unit that creates an alloy design map by giving information fluctuation information;
An alloy design support system comprising:
前記マップ作成部は、前記変動情報を、ユーザに対して視覚的に認識可能な所定記号で表示することを特徴とする請求項1に記載の合金設計支援システム。   The alloy design support system according to claim 1, wherein the map creation unit displays the variation information with a predetermined symbol visually recognizable to a user. 前記差分情報における二つの前記対象既存合金の前記所定製造情報の差分の傾向に基づいて、前記合金設計マップ上で該対象既存合金を複数の所定クラスタに区分けするとともに、該複数の所定クラスタにおける二つの該所定クラスタの間の前記所定製造情報の差分に関する情報をクラスタ差分情報として取得するクラスタリング処理部を、更に備え、
前記マップ作成部は、前記クラスタリング処理部によって生成された前記所定クラスタを有する前記合金設計マップに対して、前記クラスタ差分情報に対応する前記所定製造情報の変動情報を付与する、
ことを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の合金設計支援システム。
Based on the difference tendency of the predetermined manufacturing information of the two target existing alloys in the difference information, the target existing alloy is divided into a plurality of predetermined clusters on the alloy design map, and two in the plurality of predetermined clusters A clustering processing unit that acquires information on the difference in the predetermined manufacturing information between the two predetermined clusters as cluster difference information;
The map creation unit gives variation information of the predetermined manufacturing information corresponding to the cluster difference information to the alloy design map having the predetermined cluster generated by the clustering processing unit.
The alloy design support system according to claim 1 or 2, characterized in that:
前記クラスタリング処理部は、
前記マップ作成部によって前記対象既存合金が設定されたマップにおいて、それぞれの対象既存合金が母点として属する所定ボロノイ領域を形成するボロノイ処理部と、
前記ボロノイ処理部によって形成された所定ボロノイ領域のうち、隣接する所定ボロノイ領域に属する対象既存合金を結んで、所定ドロネー辺による合金ネットワークを形成する合金ネットワーク形成部と、
前記合金ネットワーク形成部によって形成された前記合金ネットワークに基づいて、関連付けされている前記所定ボロノイ領域同士を集約、展開することで、前記所定クラスタに区分けする区分け処理部と、
を有し、
前記マップ作成部は、前記区分け処理部によって区分けされた前記所定クラスタを有する前記合金設計マップに対して、前記変動情報を付与する、
ことを特徴とする、請求項3に記載の合金設計支援システム。
The clustering processing unit
In the map in which the target existing alloy is set by the map creating unit, a Voronoi processing unit that forms a predetermined Voronoi region to which each target existing alloy belongs as a generating point,
Among the predetermined Voronoi regions formed by the Voronoi treatment unit, an alloy network forming unit that forms an alloy network with predetermined Delaunay sides by connecting target existing alloys belonging to adjacent predetermined Voronoi regions,
Based on the alloy network formed by the alloy network forming unit, the predetermined Voronoi regions associated with each other are aggregated and expanded, thereby classifying the predetermined cluster,
Have
The map creation unit gives the variation information to the alloy design map having the predetermined cluster divided by the classification processing unit,
The alloy design support system according to claim 3, wherein:
前記クラスタリング処理部によって生成される前記所定クラスタの数に関して、ユーザからの要求を受け付けるクラスタ数要求受付部を、更に備え、
前記クラスタリング処理部は、前記合金設計マップ上の前記対象既存合金を、前記クラスタ数要求受付部によって受け付けられた前記所定クラスタ数に区分けする、
ことを特徴とする請求項3又は請求項4に記載の合金設計支援システム。
Regarding the number of the predetermined clusters generated by the clustering processing unit, a cluster number request receiving unit that receives a request from a user is further provided,
The clustering processing unit classifies the target existing alloy on the alloy design map into the predetermined cluster number received by the cluster number request receiving unit.
The alloy design support system according to claim 3 or 4, wherein
ユーザの合金設計の前提となる前提製造情報に類似する情報を前記所定製造情報の一部として含む既存合金を、前記記憶装置が記憶する前記複数の既存合金の中から前記対象既存合金として抽出する既存合金抽出部を、更に備え、
前記差分情報取得部は、既存合金抽出部によって抽出された前記対象既存合金に対して、前記差分情報を取得する、
ことを特徴とする請求項1から請求項5の何れかに記載の合金設計支援システム。
An existing alloy containing information similar to the premise manufacturing information which is a premise of the user's alloy design is extracted as the target existing alloy from the plurality of existing alloys stored in the storage device. An existing alloy extraction part is further provided,
The difference information acquisition unit acquires the difference information for the target existing alloy extracted by the existing alloy extraction unit,
The alloy design support system according to any one of claims 1 to 5, wherein
前記既存合金抽出部は、仮に抽出された対象既存合金中の適性を、該仮に抽出された対象既存合金の前記所定製造情報と前記所定特性情報との相関関係に基づいて判断する、
ことを特徴とする請求項6に記載の合金設計支援システム。
The existing alloy extraction unit determines suitability in the temporarily extracted target existing alloy based on the correlation between the predetermined manufacturing information and the predetermined characteristic information of the temporarily extracted target existing alloy.
The alloy design support system according to claim 6.
前記所定製造情報は、合金製造条件に関する複数の所定製造項目に対応する情報を有し、
前記差分情報取得部は、前記所定製造情報が有するそれぞれの前記所定製造項目に対応させて前記差分情報を取得し、
前記マップ作成部は、前記所定製造情報が有するそれぞれの前記所定製造項目に対応させて、前記合金設計マップを作成する
ことを特徴とする請求項1から請求項7の何れかに記載の合金設計支援システム。
The predetermined manufacturing information has information corresponding to a plurality of predetermined manufacturing items related to alloy manufacturing conditions,
The difference information acquisition unit acquires the difference information corresponding to each of the predetermined manufacturing items included in the predetermined manufacturing information,
The alloy design map according to any one of claims 1 to 7, wherein the map creation unit creates the alloy design map in correspondence with each of the predetermined manufacturing items included in the predetermined manufacturing information. Support system.
前記所定製造情報の前記所定製造項目は、前記既存合金を組成する組成金属の組成量、および該既存合金を製造するための製造行程を少なくとも含む、
ことを特徴とする請求項8に記載の合金設計支援システム。
The predetermined manufacturing item of the predetermined manufacturing information includes at least a composition amount of a composition metal composing the existing alloy and a manufacturing process for manufacturing the existing alloy.
The alloy design support system according to claim 8.
前記既存合金は展伸材に関する合金である、
ことを特徴とする請求項1から請求項9の何れかに記載の合金設計支援システム。
The existing alloy is an alloy related to a wrought material,
The alloy design support system according to any one of claims 1 to 9, wherein
ユーザの合金設計を支援するためのコンピュータ用プログラムであって、複数の既存合金のそれぞれについて、該既存合金の製造条件に関する所定製造情報と、該既存合金の特性に関する所定特性情報とを記憶する記憶装置を有するコンピュータに、
前記記憶装置に含まれる複数の既存合金の全部又は一部である対象既存合金に対して、二つの既存合金のそれぞれの前記所定製造情報の差分に関する差分情報を取得する差分情報取得ステップと、
前記対象既存合金を、前記所定特性情報に従って決定される評価特性を評価軸とするマップ上に設定し、且つ該マップに対して前記差分情報取得部によって取得された差分情報に対応する前記所定製造情報の変動情報を付与することで合金設計マップを作成するマップ作成ステップと、
を実行させることを特徴とする、合金設計支援用プログラム。
A computer program for supporting a user's alloy design, which stores, for each of a plurality of existing alloys, predetermined manufacturing information regarding manufacturing conditions of the existing alloy and predetermined characteristic information regarding characteristics of the existing alloy In the computer with the device,
A difference information acquisition step for acquiring difference information regarding a difference between the predetermined manufacturing information of each of two existing alloys for a target existing alloy that is all or part of a plurality of existing alloys included in the storage device;
The target existing alloy is set on a map having an evaluation characteristic determined according to the predetermined characteristic information as an evaluation axis, and the predetermined manufacturing corresponding to the difference information acquired by the difference information acquisition unit with respect to the map A map creation step for creating an alloy design map by giving information fluctuation information,
An alloy design support program characterized in that
前記コンピュータに、
前記差分情報における二つの前記対象既存合金の前記所定製造情報の差分の傾向に基づいて、前記合金設計マップ上で該対象既存合金を複数の所定クラスタに区分けするとともに、該複数の所定クラスタにおける二つの該所定クラスタの間の前記所定製造情報の差分に関する情報をクラスタ差分情報として取得するクラスタリング処理ステップを、更に実行させる合金設計支援用プログラムであって、
前記マップ作成ステップでは、前記クラスタリング処理ステップにおいて生成された前記所定クラスタを有する前記合金設計マップに対して、前記クラスタ差分情報に対応する前記所定製造情報の変動情報が付与される、
ことを特徴とする請求項11に記載の合金設計支援用プログラム。
In the computer,
Based on the difference tendency of the predetermined manufacturing information of the two target existing alloys in the difference information, the target existing alloy is divided into a plurality of predetermined clusters on the alloy design map, and two in the plurality of predetermined clusters An alloy design support program for further executing a clustering process step of acquiring information on a difference of the predetermined manufacturing information between the two predetermined clusters as cluster difference information,
In the map creating step, variation information of the predetermined manufacturing information corresponding to the cluster difference information is given to the alloy design map having the predetermined cluster generated in the clustering processing step.
The alloy design support program according to claim 11, wherein:
前記クラスタリング処理ステップでは、前記コンピュータに、
前記マップ作成ステップにおいて前記対象既存合金が設定されたマップにおいて、それぞれの対象既存合金が母点として属する所定ボロノイ領域を形成するボロノイ処理ステップと、
前記ボロノイ処理ステップにおいて形成された所定ボロノイ領域のうち、隣接する所定ボロノイ領域に属する対象既存合金を結んで、所定ドロネー辺による合金ネットワークを
形成する合金ネットワーク形成ステップと、
前記合金ネットワーク形成ステップにおいて形成された前記合金ネットワークに基づいて、関連付けされている前記所定ボロノイ領域同士を集約、展開することで、前記所定クラスタに区分けする区分け処理ステップと、を実行させる合金設計支援用プログラムであって、
前記マップ作成ステップでは、前記区分け処理ステップにおいて区分けされた前記所定クラスタを有する前記合金設計マップに対して、前記変動情報が付与される、
ことを特徴とする請求項12に記載の合金設計支援用プログラム。
In the clustering processing step, the computer
In the map in which the target existing alloy is set in the map creating step, a Voronoi processing step of forming a predetermined Voronoi region to which each target existing alloy belongs as a generating point;
Of the predetermined Voronoi regions formed in the Voronoi treatment step, connecting the target existing alloy belonging to the adjacent predetermined Voronoi region, forming an alloy network by a predetermined Delaunay side, and
Based on the alloy network formed in the alloy network formation step, an alloy design support for executing a partitioning processing step of partitioning into the predetermined cluster by aggregating and expanding the predetermined Voronoi regions associated with each other A program for
In the map creation step, the variation information is given to the alloy design map having the predetermined cluster divided in the classification processing step.
The alloy design support program according to claim 12, wherein:
前記コンピュータに、
ユーザの合金設計の前提となる前提製造情報に類似する情報を前記所定製造情報の一部として含む既存合金を、前記記憶装置が記憶する前記複数の既存合金の中から前記対象既存合金として抽出する既存合金抽出ステップを、更に実行させる合金設計支援用プログラムであって、
前記差分情報取得ステップでは、既存合金抽出ステップにおいて抽出された前記対象既存合金に対して、前記差分情報が取得される、
請求項11から請求項13の何れかに記載の合金設計支援用プログラム。
In the computer,
An existing alloy containing information similar to the premise manufacturing information which is a premise of the user's alloy design is extracted as the target existing alloy from the plurality of existing alloys stored in the storage device. An alloy design support program for further executing the existing alloy extraction step,
In the difference information acquisition step, the difference information is acquired for the target existing alloy extracted in the existing alloy extraction step.
The alloy design support program according to any one of claims 11 to 13.
ユーザの合金設計を支援するための合金設計支援方法であって、
複数の既存合金のそれぞれについて、該既存合金の製造条件に関する所定製造情報と、該既存合金の特性に関する所定特性情報とを記憶する記憶装置に含まれる、複数の既存合金の全部又は一部である対象既存合金に対して、二つの既存合金のそれぞれの前記所定製造情報の差分に関する差分情報を取得する差分情報取得ステップと、
前記対象既存合金を、前記所定特性情報に従って決定される評価特性を評価軸とするマップ上に設定し、且つ該マップに対して前記差分情報取得部によって取得された差分情報に対応する前記所定製造情報の変動情報を付与することで合金設計マップを作成するマップ作成ステップと、
を含むことを特徴とする、合金設計支援方法。
An alloy design support method for supporting a user's alloy design,
For each of a plurality of existing alloys, all or part of the plurality of existing alloys included in a storage device that stores predetermined manufacturing information related to manufacturing conditions of the existing alloy and predetermined characteristic information related to characteristics of the existing alloy For the target existing alloy, a difference information acquisition step for acquiring difference information regarding the difference between the predetermined manufacturing information of each of the two existing alloys;
The target existing alloy is set on a map having an evaluation characteristic determined according to the predetermined characteristic information as an evaluation axis, and the predetermined manufacturing corresponding to the difference information acquired by the difference information acquisition unit with respect to the map A map creation step for creating an alloy design map by giving information fluctuation information,
An alloy design support method, comprising:
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