JP2010115692A - Device and method for predicting quality in manufacturing process, program and computer-readable recording medium - Google Patents

Device and method for predicting quality in manufacturing process, program and computer-readable recording medium Download PDF

Info

Publication number
JP2010115692A
JP2010115692A JP2008291447A JP2008291447A JP2010115692A JP 2010115692 A JP2010115692 A JP 2010115692A JP 2008291447 A JP2008291447 A JP 2008291447A JP 2008291447 A JP2008291447 A JP 2008291447A JP 2010115692 A JP2010115692 A JP 2010115692A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
quality
local
relational expression
variable
value
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP2008291447A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP5195331B2 (en
Inventor
Kiyoshi Wajima
潔 和嶋
Akira Morita
彰 森田
Kenta Sakabe
健太 坂部
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nippon Steel Corp
Original Assignee
Nippon Steel Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Nippon Steel Corp filed Critical Nippon Steel Corp
Priority to JP2008291447A priority Critical patent/JP5195331B2/en
Publication of JP2010115692A publication Critical patent/JP2010115692A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP5195331B2 publication Critical patent/JP5195331B2/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02PCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P90/00Enabling technologies with a potential contribution to greenhouse gas [GHG] emissions mitigation
    • Y02P90/02Total factory control, e.g. smart factories, flexible manufacturing systems [FMS] or integrated manufacturing systems [IMS]
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02PCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P90/00Enabling technologies with a potential contribution to greenhouse gas [GHG] emissions mitigation
    • Y02P90/30Computing systems specially adapted for manufacturing

Landscapes

  • Management, Administration, Business Operations System, And Electronic Commerce (AREA)
  • General Factory Administration (AREA)

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To perform quality prediction with high accuracy in a manufacturing process which has characteristic which is non-linear and fluctuated timewisely and in which the ease of understanding of a relational formula is required. <P>SOLUTION: The whole operation range of the manufacturing process is divided into a plurality of local regions, a local relation formula is prepared in each local region and a nonlinear characteristic is predicted with high accuracy in order to construct the whole relational formula by their combination. The relationship between operation variables and the quality variables is readable from the constitution of the whole relation formula and the value of coefficient of each local relational formula by humans. Furthermore, when the predicting accuracy of the local relation formula is deteriorated by the change of the relationship between the operation variable and the quality variable, the coefficient of the local relational formula is renewed so as to reduce the predicting error. <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&INPIT

Description

本発明は、製造プロセスにおける品質予測装置、予測方法、プログラム及びコンピュータ読み取り可能な記録媒体に関し、特に、複数の操業因子の結果として品質が決まる製造プロセスで、かつ操業変数と品質変数の間に非線形な特性があり、時間の経過に伴う設備の状態変化等に起因して操業変数と品質変数の関係が変化する製造プロセスで、更に操業変数から品質変数を推定する関係式が人間によって理解可能であることが求められる製造プロセスの品質予測に係わるものである。本発明では、製造プロセスの操業範囲全体を複数の局所領域に分割し、局所領域ごとに局所関係式を作成して、その組合せで全体の関係式を構築するため、非線形な特性を高い精度で予測し、かつ全体の関係式の構成や各局所関係式の係数の値から操業変数と品質変数の関係を人間が読み取ることができる。更に操業変数と品質変数の関係が変化して局所関係式の予測精度が劣化した場合は、予測誤差を改善するよう局所関係式の係数を更新する。従って、本発明は、非線形かつ時間変動のある特性を有する製造プロセスで、かつ品質予測の関係式の理解し易さが求められる製造プロセスにおいて、オペレータへのガイダンスや品質制御のための品質予測に用いて好適な技術である。   The present invention relates to a quality prediction apparatus, a prediction method, a program, and a computer-readable recording medium in a manufacturing process, and more particularly, to a manufacturing process in which quality is determined as a result of a plurality of operating factors, and between operation variables and quality variables. This is a manufacturing process in which the relationship between operating variables and quality variables changes due to changes in the state of equipment over time, etc., and humans can understand the relational expressions for estimating quality variables from operating variables. It relates to the quality prediction of the manufacturing process that is required to exist. In the present invention, the entire operating range of the manufacturing process is divided into a plurality of local regions, a local relational expression is created for each local area, and the entire relational expression is constructed by combining the local relational expressions. Human beings can predict the relationship between the operation variable and the quality variable from the configuration of the whole relational expression and the coefficient value of each local relational expression. Further, when the relationship between the operation variable and the quality variable changes and the prediction accuracy of the local relational expression deteriorates, the coefficient of the local relational expression is updated so as to improve the prediction error. Therefore, the present invention is useful for guidance to operators and quality prediction for quality control in a manufacturing process having non-linear and time-varying characteristics and requiring easy understanding of relational expressions for quality prediction. This is the preferred technique to use.

従来、操業条件に基づいて品質が決まる製造プロセスにおいて、製品の製造過程で品質を予測する手法としては、品質不良発生のメカニズムに関する知識を基に作成した物理モデルや、或いは操業データと品質データに重回帰分析を適用して得られる線形式のモデル(以下、重回帰モデル)を用いて、製品の操業データをモデルに入力し、品質の予測値を算出する方法が良く知られている。   Conventionally, in a manufacturing process in which quality is determined based on operating conditions, as a method for predicting quality in the manufacturing process of a product, a physical model created based on knowledge about the mechanism of occurrence of quality defects, or operation data and quality data is used. 2. Description of the Related Art There is a well-known method of calculating product quality prediction values by inputting product operation data into a model using a linear model obtained by applying multiple regression analysis (hereinafter, multiple regression model).

また、特許文献1に開示された手法では、時間の経過に伴う設備の状態変化等に起因する製造プロセスの特性の変化に適応した品質予測を行うため、線形式で表現した圧延機のエッジドロップ量の予測モデルを対象に、この線形式モデルのパラメータを逐次最小二乗法にて更新することで、特性の変化に適応した品質予測を行う方法を実現している。   Further, in the technique disclosed in Patent Document 1, in order to perform quality prediction adapted to the change in the characteristics of the manufacturing process caused by the change in the state of the equipment over time, the edge drop of the rolling mill expressed in a line format For a quantity prediction model, a method for quality prediction adapted to changes in characteristics is realized by updating the parameters of the linear model sequentially by the least square method.

更に、特許文献2に開示された手法では、熱間圧延の仕上げ圧延における被圧延材の幅変化量予測を対象に、予測対象の被圧延材に類似した過去の圧延事例をデータベースから選択し、過去事例の操業データと仕上幅変化量データから、重回帰モデルをオンラインで作成して、被圧延材の幅変動予測値を算出することで、操業変数と品質変数の間に非線形性がある製造プロセスにおいても、精度良く予測を行う方法を実現している。この手法では、被圧延材の圧延実績に基づいて、データベースの内容を新しい事例に更新する処理を行うことで、圧延条件や設備の経時変化等に起因した操業条件と仕上幅変化量の特性の変化を反映して予測を行う方法も実現している。   Furthermore, in the method disclosed in Patent Document 2, for the purpose of predicting the width change amount of the material to be rolled in the finish rolling of hot rolling, a past rolling example similar to the material to be rolled is selected from the database, Production with nonlinearity between operation variables and quality variables by creating a multiple regression model online from the past case operation data and finish width change data, and calculating the predicted width fluctuation of the material to be rolled In the process, a method for predicting with high accuracy is realized. In this method, based on the rolling performance of the material to be rolled, the contents of the database are updated to a new case, so that the characteristics of the operating conditions and the amount of change in the finish width due to changes in rolling conditions and equipment over time, etc. A method of forecasting reflecting changes is also realized.

また、特許文献3及び特許文献4に開示された手法では、操業データ及び品質データを基に、操業変数を基底ベクトルとする操業因子空間を幾つかの局所領域に分割して、各局所領域における操業因子と品質の関連性を人間が直感的に理解し易い線形式でモデル化している。そして、各局所線形式が全体の品質に対して、どの程度影響しているかを示す寄与率を操業変数空間の座標の関数として表す活性度関数を操業データから求めて、全体の操業変数と品質変数との関連を表す関係式を導出することにより、複雑な非線形特性を有する多変量の操業変数と品質変数との関係式を人間に理解し易い数式で表現して、品質予測に用いる装置を実現している。   Further, in the methods disclosed in Patent Document 3 and Patent Document 4, based on operation data and quality data, an operation factor space having an operation variable as a base vector is divided into several local regions, and each local region The relationship between operational factors and quality is modeled in a linear format that is easy for humans to understand intuitively. Then, an activity function that expresses the contribution rate indicating how much each local line format affects the overall quality as a function of the coordinate of the operation variable space is obtained from the operation data, and the overall operation variable and quality are determined. By deriving a relational expression that expresses the relationship with a variable, a relational expression between a multivariate operation variable having complex nonlinear characteristics and a quality variable is expressed by a mathematical expression that is easy to understand for humans, and an apparatus used for quality prediction Realized.

特開2004−90074号公報Japanese Patent Laid-Open No. 2004-90074 特開2007−50413号公報JP 2007-50413 A 特許第3875875号公報Japanese Patent No. 3875875 特開2007−140694号公報JP 2007-140694 A 芳谷直治著「ベクトル型忘却係数を用いたパラメータ逐次推定とその実プラントへの適用」計測・制御自動学会論文集vol25、No5、579/585(1989年)Yoshiharu Naoya “Sequential parameter estimation using vector-type forgetting factor and its application to actual plant” Vol., No. 5, 579/585 (1989) 坂本慶行ら著「情報量統計学」共立出版株式会社(1983年)“Information Statistics” by Keiyuki Sakamoto et al. (1983)

しかしながら、前記の物理モデルに基づく方法では、品質不良発生のメカニズムが十分に解明されていない製造プロセスでは、物理モデルを作成することができないという問題があった。また、重回帰モデルを用いる方法では、操業変数と品質変数は線形の関係にあり、また全ての操業範囲において、両者を単一の線形式で表現できるとの前提条件に基づいてモデルを作成する。このため、操業変数と品質変数の間に非線形な関連がある製造プロセスや、各々異なる特性を有する複数の品質不良要因が存在する製造プロセスに対しては、必要な精度を有する品質予測モデルが作成できない問題があった。   However, the method based on the physical model has a problem that a physical model cannot be created by a manufacturing process in which the mechanism of occurrence of defective quality is not sufficiently elucidated. In addition, in the method using multiple regression model, the operation variable and the quality variable are in a linear relationship, and the model is created based on the premise that both can be expressed in a single line format in the entire operation range. . For this reason, a quality prediction model with the required accuracy is created for manufacturing processes that have a non-linear relationship between operational variables and quality variables, and for manufacturing processes that have multiple quality failure factors with different characteristics. There was a problem that could not be done.

特許文献1に開示された方法では、操業変数と品質変数を線形式で表現して十分な精度を実現できる製造プロセスに対しては、特性の変化があっても、それに適応して十分な予測精度を維持することが可能である。しかしながら、操業変数と品質変数の間に非線形性がある場合には、適用できないといった問題があった。   According to the method disclosed in Patent Document 1, for a manufacturing process capable of expressing operation variables and quality variables in a linear format and realizing sufficient accuracy, even if there is a change in characteristics, sufficient prediction can be made by adapting to the change. It is possible to maintain accuracy. However, there is a problem that it cannot be applied when there is nonlinearity between the operation variable and the quality variable.

特許文献2に開示された手法では、操業変数と品質変数の間に非線形性があり、かつ製造プロセスの設備の経時変化等に起因して、操業変数と品質変数の関係が変化した場合にも高い精度で予測を行うことを可能とするものである。しかしながら、予測したい製品に類似した過去事例データをオンラインで選択し、都度、重回帰で線形モデルを作成する方法であるため、線形式の係数等モデルに関する情報を抽出しにくく、例えばある操業範囲で操業変数を変更した場合に、品質にどのような影響があるかをモデルから読み取るといった分析を行うことが難しいといった問題があった。   In the method disclosed in Patent Document 2, there is a non-linearity between the operation variable and the quality variable, and even when the relationship between the operation variable and the quality variable is changed due to a change in the manufacturing process equipment over time, etc. It is possible to perform prediction with high accuracy. However, since it is a method of creating a linear model by multiple regression, selecting past case data similar to the product you want to predict online, it is difficult to extract information about the model such as linear coefficient, for example, in a certain operating range There is a problem that it is difficult to perform an analysis such as reading from the model what kind of influence the quality has when the operation variable is changed.

特許文献3及び特許文献4に開示された手法では、操業変数を基底ベクトルとする操業変数空間を幾つかの局所領域に分割して、各局所領域における操業変数と品質変数の関連性を人間が直感的に理解し易い線形式でモデル化し、該線形式と局所領域の活性度関数の積の和で全体の関係式を算出することで、非線形特性を有する多変量の操業と品質の関係式を人間に理解し易く表現していることから、各局所領域の線形モデルが適用される操業範囲や、各操業範囲での線形モデルの係数の値からモデルの妥当性を、従来の経験と照らし合わせて評価することが可能である。しかしながら、操業変数と品質変数の関係が変化した場合、モデルを再作成するに十分なデータ数が蓄積されるまでの時間が必要であることから、予測精度が改善されるまでに時間を要するといった問題があった。   In the methods disclosed in Patent Document 3 and Patent Document 4, an operation variable space having an operation variable as a basis vector is divided into several local regions, and the relationship between the operation variable and the quality variable in each local region is determined by a human. Modeling in a linear format that is easy to understand intuitively, and calculating the overall relational expression by the sum of the product of the linear form and the activity function of the local region. Therefore, the validity of the model is compared with the conventional experience based on the operation range to which the linear model of each local region is applied and the coefficient value of the linear model in each operation range. It is possible to evaluate together. However, if the relationship between operational variables and quality variables changes, it takes time to accumulate enough data to recreate the model, so it takes time to improve the prediction accuracy. There was a problem.

本発明は前記のような点に鑑みてなされたものであり、人間が理解し易く、かつ非線形な特性を有する製造プロセスの品質を高い精度で予測し、更に設備の経時変化等に起因して、操業変数と品質変数の関係が変化した場合にもモデルを自動的に更新して高い予測精度を維持する品質予測装置、予測方法、プログラム、及びコンピュータ読み取り可能な記録媒体を提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of the above points, and predicts the quality of a manufacturing process that is easy for humans to understand and has non-linear characteristics with high accuracy. An object of the present invention is to provide a quality prediction device, a prediction method, a program, and a computer-readable recording medium that automatically update a model and maintain high prediction accuracy even when the relationship between an operation variable and a quality variable changes. And

本発明の製造プロセスにおける品質予測装置製造は、プロセスにおける操業変数と品質変数との関係を表す関係式yを、該操業変数を基底ベクトルとする操業変数空間を分割した各局所領域iにおける該操業変数と該品質変数との関係を表す局所関係式yiと、該局所関係式yiの操業変数空間全体上の各点における関係式yへの寄与率を表す活性度関数Φiとの積の、全ての該局所領域iに関する総和で表し、操業変数の実績値である操業データを前記関係式yに入力して品質予測値を算出する製造プロセスにおける品質予測装置であって、
予測対象製品の所定の複数pの操業データを前記製造プロセスから取り出して入力する操業データ入力手段と、
前記操業変数空間を複数M個に分けた前記各局所領域iにおける分割座標情報からなる分割パターンより、該各局所領域iにおける操業変数と品質変数との関係を表す所定の第1の関数形の局所関係式yiの、操業変数空間全体上の各点における関係式yへの寄与率を表す、所定の第2の関数形の活性度関数Φiの係数を算出して記憶する活性度関数記憶手段と、
前記操業データと前記各局所領域iにおける前記活性度関数Φiに基づいて、該操業データに対する品質予測値への該各局所領域iの寄与率を算出する寄与率演算手段と、
前記各局所領域iにおける局所関係式yiの係数の初期値を算出して格納し、前記操業データと該局所関係式yiの係数に基づいて、該局所関係式yiの演算を行う局所関係式演算手段と、
前記局所関係式yiの演算結果と前記操業データに対する品質予測値への各局所領域iの寄与率との積の、全ての前記局所領域iに関する総和を算出して品質予測値とする品質予測値算出手段と、
前記品質予測値を外部に出力する品質予測値出力手段と、
製品の品質が測定された時点で、その品質データを前記製造プロセスから取り出して入力する品質データ入力手段と、
前記品質データと前記品質予測値の差である予測誤差を前記各局所領域iごとに算出し、該予測誤差及び該操業データに対する品質予測値への該各局所領域iの寄与率に基づいて、前記局所関係式yiの係数の値を更新する局所関係式更新手段とを有することを特徴とする。
本発明の製造プロセスにおける品質予測装置製造の他の特徴とするところは、前記局所関係式yiが、前記複数の操業変数の全て又は少なくとも一つ以上を独立変数とする線形多項式である点にある。
本発明の製造プロセスにおける品質予測装置の他の特徴とするところは、前記活性度関数Φiが、前記局所領域iの重心に中心を持つ正規分布関数で構成される正規メンバシップ関数である点にある。
本発明の製造プロセスにおける品質予測装置の他の特徴とするところは、前記局所関係式更新手段は、前記局所領域iにおける更新前の前記線形多項式の係数をWi(T−1)、前記操業データからなるベクトルをu(T)として下式(1)を用いて係数を算出する点にある。
The quality predicting device manufacturing in the manufacturing process of the present invention is the operation in each local region i obtained by dividing the operation variable space in which the relational expression y representing the relationship between the operation variable and the quality variable in the process is the basis vector. a local relation y i representing the relationship between the variables and said quality variables, the product of the activity function [Phi i representing the contribution to equation y at each point on the entire operating variable space of the topical relation y i A quality predicting apparatus in a manufacturing process that represents a sum of all the local regions i, and inputs operation data, which is an actual value of an operation variable, into the relational expression y to calculate a quality predicted value,
Operation data input means for taking out and inputting predetermined plural p operation data of the prediction target product from the manufacturing process;
A predetermined first function form representing a relationship between an operation variable and a quality variable in each local area i based on a division pattern composed of division coordinate information in each local area i obtained by dividing the operation variable space into a plurality of M pieces. An activity function that calculates and stores a coefficient of an activity function Φ i of a predetermined second function form that represents the contribution ratio of the local equation y i to the equation y at each point on the entire operation variable space. Storage means;
Based on the activity function [Phi i in the respective local region i and the operation data, and the contribution ratio calculating means for calculating a contribution ratio of each of the local region i to quality prediction value for該操industry data,
The stored to calculate the initial values of the coefficients of the local equation y i in each local region i, based on the coefficients of the operational data and said local equation y i, topical performing the calculation of the topical relation y i Relational expression calculation means;
Quality prediction that calculates the sum of all the local areas i of the product of the calculation result of the local relational expression y i and the contribution rate of each local area i to the quality prediction value for the operation data to obtain a quality prediction value A value calculating means;
Quality predicted value output means for outputting the quality predicted value to the outside;
When the quality of the product is measured, quality data input means for extracting and inputting the quality data from the manufacturing process;
A prediction error, which is a difference between the quality data and the quality prediction value, is calculated for each local region i, and based on the prediction error and the contribution rate of each local region i to the quality prediction value for the operation data, And local relational expression updating means for updating the coefficient value of the local relational expression y i .
Another feature of manufacturing the quality prediction apparatus in the manufacturing process of the present invention is that the local relational expression y i is a linear polynomial having all or at least one of the plurality of operation variables as independent variables. is there.
Another feature of the quality prediction apparatus in the manufacturing process of the present invention is that the activity function Φ i is a normal membership function composed of a normal distribution function centered on the center of gravity of the local region i. It is in.
Another feature of the quality predicting apparatus according to the manufacturing process of the present invention is that the local relational expression updating means sets the coefficient of the linear polynomial before the update in the local region i to W i (T−1) and the operation. The coefficient is calculated using the following equation (1), where u (T) is a vector consisting of data.

Figure 2010115692
Figure 2010115692

本発明の製造プロセスにおける品質予測装置の他の特徴とするところは、前記局所関係式yiの係数の初期値、及び前記分割パターンは、複数の製品の前記操業データ、及び前記品質データを格納したデータベースより、
(a)所定の選択条件に該当する前記操業データ及び品質データを抽出するデータ抽出手段と、
(b)前記操業変数空間を、複数M個の局所領域iに分ける分割パターン候補を、複数p通り作成する分割パターン候補作成手段と、
(c)前記分割パターン候補それぞれの分割座標情報に基づき、前記各局所領域iにおける活性度関数Φiの係数を算出する活性度関数算出手段と、
(d)前記分割パターン候補それぞれについて、前記各局所領域iにおける前記操業データと前記品質データに基づき、前記局所関係式yiの係数を算出する局所関係式算出手段と、
(e)前記分割パターン候補それぞれについて、前記各局所領域の局所関係式yiと活性度関数Φiの積を、全ての該局所領域に関して加算して前記関係式yを算出して、該操業変数空間全体における操業変数と品質変数の関連を表す関係式yを導出する関係式算出手段と、
(f)前記分割パターン候補それぞれに対して導出された前記関係式yに、前記抽出された操業データを入力して品質予測値を算出し、該品質予測値と該抽出された品質データとの差の二乗総和である予測誤差を算出し、該予測誤差の値が最も小さい分割パターン候補を選択する最小誤差関係式選択手段と、
(g)前記最も小さい予測誤差の値を、所定の誤差判定方法で予め設定した誤差判定指標と比較して、収束が十分であるか不十分であるかを判定する学習誤差評価手段とを具備し、
前記収束が不十分なときには、前記最小誤差関係式選択手段で選択された分割パターン候補を基にして、前記複数Mを1増やして、前記(b)〜(g)の手段による一連の処理を繰り返すことによって算出された局所関係式yiの係数の初期値、及び分割パターンである点にある。
本発明の製造プロセスにおける品質予測装置の他の特徴とするところは、前記製造プロセスは、鉄鋼プロセスであって、前記品質変数は、製品の表面疵、機械強度特性値、形状の平坦度、製品サイズ、内部応力、又はこれら品質に影響を及ぼすプロセス値である点にある。例えば前記製造プロセスは、鉄鋼製品である薄鋼板の熱間圧延プロセスであって、前記品質は、粗圧延出側の板幅と捲き取り入側における被圧延材の板幅の変化量であり、前記製造プロセスの操業変数は、被圧延材の目標板幅、目標板厚、等価炭素量、仕上げ圧延出側目標温度、捲き取り目標温度から少なくとも一つ以上選択する。又は、前記製造プロセスは、鉄鋼製品である薄鋼板の熱間圧延プロセスであって、前記品質は、熱延ランアウトテーブル出側での捲き取り温度であり、前記製造プロセスの操業変数は、被圧延材が精錬工程を終了した時点での溶鋼内のC量、Si量、Mn量、P量、S量、Cu量、Ni量、Cr量、Mo量、Nb量、V量、Ti量、B量、Al量、N量、O量、Ca量、被圧延材の目標板幅、目標板厚、等価炭素量、仕上げ圧延出側目標温度、捲き取り目標温度、圧延速度、冷却水水量密度、冷却水温から少なくとも一つ以上選択する。
Another feature of the quality prediction apparatus in the manufacturing process of the present invention is that the initial value of the coefficient of the local relational expression y i and the division pattern store the operation data and the quality data of a plurality of products. From the database
(A) data extraction means for extracting the operation data and quality data corresponding to a predetermined selection condition;
(B) division pattern candidate creation means for creating a plurality of p division pattern candidates for dividing the operation variable space into a plurality of M local regions i;
(C) an activity function calculating means for calculating a coefficient of the activity function Φ i in each local region i based on the divided coordinate information of each of the divided pattern candidates;
(D) For each of the divided pattern candidates, a local relational expression calculating means for calculating a coefficient of the local relational expression yi based on the operation data and the quality data in each local region i;
(E) For each of the divided pattern candidates, the product of the local relational expression y i of each local area and the activity function Φ i is added for all the local areas to calculate the relational expression y, and the operation A relational expression calculating means for deriving a relational expression y representing the relation between the operation variable and the quality variable in the entire variable space;
(F) The extracted operation data is input to the relational expression y derived for each of the division pattern candidates to calculate a quality prediction value, and the quality prediction value and the extracted quality data are A minimum error relational expression selecting means for calculating a prediction error which is a sum of squares of differences and selecting a division pattern candidate having the smallest value of the prediction error;
(G) learning error evaluation means for comparing the smallest prediction error value with an error determination index set in advance by a predetermined error determination method to determine whether the convergence is sufficient or insufficient. And
When the convergence is insufficient, the plurality of M is incremented by 1 based on the division pattern candidates selected by the minimum error relational expression selection unit, and a series of processing by the units (b) to (g) is performed. This is the initial value of the coefficient of the local relational expression y i calculated by repeating and the division pattern.
Another feature of the quality prediction apparatus in the manufacturing process of the present invention is that the manufacturing process is a steel process, and the quality variables include surface defects of the product, mechanical strength characteristic values, flatness of the shape, product It is the process value that affects the size, internal stress, or quality. For example, the manufacturing process is a hot rolling process of a thin steel plate that is a steel product, and the quality is a change amount of a plate width on a rough rolling exit side and a plate width of a rolled material on a rolling-in side, As the operation variable of the manufacturing process, at least one or more is selected from the target plate width, target plate thickness, equivalent carbon amount, finish rolling target temperature, and scraping target temperature of the material to be rolled. Alternatively, the manufacturing process is a hot rolling process of a thin steel plate that is a steel product, and the quality is a scraping temperature at the outlet side of the hot-rolled runout table, and the operation variable of the manufacturing process is C amount, Si amount, Mn amount, P amount, S amount, Cu amount, Ni amount, Cr amount, Mo amount, Nb amount, V amount, Ti amount, B in molten steel at the time when the material finishes the refining process Amount, Al amount, N amount, O amount, Ca amount, target plate width of rolled material, target plate thickness, equivalent carbon amount, finish rolling target temperature, scraping target temperature, rolling speed, cooling water amount density, Select at least one of the cooling water temperatures.

本発明の製造プロセスにおける品質予測方法は、製造プロセスにおける操業変数と品質変数との関係を表す関係式yを、該操業変数を基底ベクトルとする操業変数空間を分割した各局所領域iにおける該操業変数と該品質変数との関係を表す局所関係式yiと、該局所関係式yiの操業変数空間全体上の各点における関係式yへの寄与率を表す活性度関数Φiとの積の、全ての該局所領域iに関する総和で表し、操業変数の実績値である操業データを前記関係式yに入力して品質予測値を算出する製造プロセスにおける品質予測方法であって、
予測対象製品の所定の複数pの操業データを前記製造プロセスから取り出して入力する操業データ入力手段を用いて操業データを入力する工程と、
前記操業変数空間を複数M個に分けた前記各局所領域iにおける分割座標情報からなる分割パターンより、該各局所領域iにおける操業変数と品質変数との関係を表す所定の第1の関数形の局所関係式yiの、操業変数空間全体上の各点における関係式yへの寄与率を表す、所定の第2の関数形の活性度関数Φiの係数を算出して記憶する活性度関数記憶手段を用いて活性度関数を記憶する工程と、
前記操業データと前記各局所領域iにおける前記活性度関数Φiに基づいて、該操業データに対する品質予測値への該各局所領域iの寄与率を算出する寄与率演算手段を用いて寄与率を算出する工程と、
前記各局所領域iにおける局所関係式yiの係数の初期値を算出して格納し、前記操業データと該局所関係式yiの係数に基づいて、該局所関係式yiの演算を行う局所関係式演算手段を用いて局所関係式の演算を行う工程と、
前記局所関係式yiの演算結果と前記操業データに対する品質予測値への各局所領域iの寄与率との積の、全ての前記局所領域iに関する総和を算出して品質予測値とする品質予測値算出手段を用いて品質予測値を算出する工程と、
前記品質予測値を外部に出力する品質予測値出力手段を用いて品質予測値を出力する工程と、
製品の品質が測定された時点で、その品質データを前記製造プロセスから取り出して入力する品質データ入力手段を用いて品質データを入力する工程と、
前記品質データと前記品質予測値の差である予測誤差を前記各局所領域iごとに算出し、該予測誤差及び該操業データに対する品質予測値への該各局所領域iの寄与率に基づいて、前記局所関係式yiの係数の値を更新する局所関係式更新手段を用いて局所関係式を更新する工程とを有することを特徴とする。
本発明のプログラムは、製造プロセスにおける操業変数と品質変数との関係を表す関係式yを、該操業変数を基底ベクトルとする操業変数空間を分割した各局所領域iにおける該操業変数と該品質変数との関係を表す局所関係式yiと、該局所関係式yiの操業変数空間全体上の各点における関係式yへの寄与率を表す活性度関数Φiとの積の、全ての該局所領域iに関する総和で表し、操業変数の実績値である操業データを前記関係式yに入力して品質予測値を算出するためのプログラムであって、
予測対象製品の所定の複数pの操業データを前記製造プロセスから取り出して入力する操業データ入力処理と、
前記操業変数空間を複数M個に分けた前記各局所領域iにおける分割座標情報からなる分割パターンより、該各局所領域iにおける操業変数と品質変数との関係を表す所定の第1の関数形の局所関係式yiの、操業変数空間全体上の各点における関係式yへの寄与率を表す、所定の第2の関数形の活性度関数Φiの係数を算出して記憶する活性度関数記憶処理と、
前記操業データと前記各局所領域iにおける前記活性度関数Φiに基づいて、該操業データに対する品質予測値への該各局所領域iの寄与率を算出する寄与率演算処理と、
前記各局所領域iにおける局所関係式yiの係数の初期値を算出して格納し、前記操業データと該局所関係式yiの係数に基づいて、該局所関係式yiの演算を行う局所関係式演算処理と、
前記局所関係式yiの演算結果と前記操業データに対する品質予測値への各局所領域iの寄与率との積の、全ての前記局所領域iに関する総和を算出して品質予測値とする品質予測値算出処理と、
前記品質予測値を外部に出力する品質予測値出力処理と、
製品の品質が測定された時点で、その品質データを前記製造プロセスから取り出して入力する品質データ入力処理と、
前記品質データと前記品質予測値の差である予測誤差を前記各局所領域iごとに算出し、該予測誤差及び該操業データに対する品質予測値への該各局所領域iの寄与率に基づいて、前記局所関係式yiの係数の値を更新する局所関係式更新処理とをコンピュータに実行させる。
本発明のコンピュータ読み取り可能な記録媒体は、本発明のプログラムを記録したことを特徴とする。
The quality prediction method in the manufacturing process according to the present invention includes the operation in each local region i obtained by dividing the operation variable space having the operation variable as a basis vector, the relational expression y representing the relationship between the operation variable and the quality variable in the manufacturing process. a local relation y i representing the relationship between the variables and said quality variables, the product of the activity function [Phi i representing the contribution to equation y at each point on the entire operating variable space of the topical relation y i Is a quality prediction method in a manufacturing process that represents a sum of all the local regions i, and inputs operation data, which is an actual value of an operation variable, into the relational expression y to calculate a quality prediction value,
A step of inputting operation data using operation data input means for taking out and inputting predetermined plural p operation data of the prediction target product from the manufacturing process;
A predetermined first function form representing a relationship between an operation variable and a quality variable in each local area i based on a division pattern composed of division coordinate information in each local area i obtained by dividing the operation variable space into a plurality of M pieces. An activity function that calculates and stores a coefficient of an activity function Φ i of a predetermined second function form that represents the contribution ratio of the local equation y i to the equation y at each point on the entire operation variable space. Storing an activity function using storage means;
Based on the activity function [Phi i in the respective local region i and the operational data, the contribution ratio with the contribution ratio calculating means for calculating a contribution ratio of each of the local region i to quality prediction value for該操Industry Data A calculating step;
The stored to calculate the initial values of the coefficients of the local equation y i in each local region i, based on the coefficients of the operational data and said local equation y i, topical performing the calculation of the topical relation y i A step of calculating a local relational expression using a relational expression calculating means;
Quality prediction that calculates the sum of all the local areas i of the product of the calculation result of the local relational expression y i and the contribution rate of each local area i to the quality prediction value for the operation data to obtain a quality prediction value Calculating a quality predicted value using a value calculating means;
Outputting a quality prediction value using quality prediction value output means for outputting the quality prediction value to the outside;
When the quality of the product is measured, the step of inputting the quality data using quality data input means for taking out and inputting the quality data from the manufacturing process;
A prediction error, which is a difference between the quality data and the quality prediction value, is calculated for each local region i, and based on the prediction error and the contribution rate of each local region i to the quality prediction value for the operation data, And updating the local relational expression using local relational expression updating means for updating the coefficient value of the local relational expression y i .
The program according to the present invention includes the operation variable and the quality variable in each local region i obtained by dividing the operation variable space having the operation variable as a base vector by using the relational expression y representing the relationship between the operation variable and the quality variable in the manufacturing process. a local relation y i representing the relationship between, the product of the activity function [Phi i representing the contribution to equation y at each point on the entire operating variable space of the topical relation y i, all of the A program for calculating a quality prediction value by inputting operation data, which is an actual value of an operation variable, into the relational expression y, which is expressed as a sum of local areas i,
Operation data input processing for extracting and inputting predetermined plural p operation data of the prediction target product from the manufacturing process;
A predetermined first function form representing a relationship between an operation variable and a quality variable in each local area i based on a division pattern composed of division coordinate information in each local area i obtained by dividing the operation variable space into a plurality of M pieces. An activity function that calculates and stores a coefficient of an activity function Φ i of a predetermined second function form that represents the contribution ratio of the local equation y i to the equation y at each point on the entire operation variable space. Amnestics,
Based on the activity function [Phi i in the respective local region i and the operation data, and the contribution ratio calculation process for calculating the contribution ratio of each of the local region i to quality prediction value for該操industry data,
The stored to calculate the initial values of the coefficients of the local equation y i in each local region i, based on the coefficients of the operational data and said local equation y i, topical performing the calculation of the topical relation y i Relational expression processing,
Quality prediction that calculates the sum of all the local areas i of the product of the calculation result of the local relational expression y i and the contribution rate of each local area i to the quality prediction value for the operation data to obtain a quality prediction value Value calculation processing,
A quality prediction value output process for outputting the quality prediction value to the outside;
When the quality of the product is measured, a quality data input process for extracting and inputting the quality data from the manufacturing process;
A prediction error, which is a difference between the quality data and the quality prediction value, is calculated for each local region i, and based on the prediction error and the contribution rate of each local region i to the quality prediction value for the operation data, And causing the computer to execute local relational expression update processing for updating the coefficient value of the local relational expression y i .
The computer-readable recording medium of the present invention is characterized by recording the program of the present invention.

以上のようにした本発明は、操業変数と品質変数の間に非線形な特性がある製造プロセスの品質予測を行うに当たり、多変量の操業変数からなる操業変数空間を複数の局所領域に分割して、各局所領域における操業因子と品質の関連性を人間が理解可能な数式で表現し、該数式と局所領域の活性度関数の積の和で全体の関係式を算出して、更に製品の品質が測定された時点で、品質の実績値とモデルによる品質予測値に基づき前記数式の係数を更新するものである。   As described above, the present invention divides an operation variable space composed of multivariate operation variables into a plurality of local regions when performing quality prediction of a manufacturing process having nonlinear characteristics between operation variables and quality variables. The relationship between the operating factors and quality in each local area is expressed by a mathematical formula that can be understood by humans, and the overall relational expression is calculated by the sum of the product of the mathematical formula and the activity function of the local area. Is measured, the coefficient of the mathematical formula is updated based on the actual quality value and the quality predicted value by the model.

本発明によれば、操業変数と品質変数の間に非線形な特性がある製造プロセスの品質予測を行う予測モデルを、高精度でかつ内容を人間が理解し易い形式で構築することができることから、予測結果に関する合理性を人間が判断しながら精度の高い品質予測を行うことができる。また、設備の経時変化等に起因して、操業変数と品質変数の関係が変化した場合においても、モデルを自動的に更新して高い予測精度を維持することができる。   According to the present invention, it is possible to build a prediction model for predicting the quality of a manufacturing process having a non-linear characteristic between an operation variable and a quality variable in a format that is highly accurate and easy for humans to understand the contents. It is possible to perform quality prediction with high accuracy while the human being judges the rationality regarding the prediction result. Further, even when the relationship between the operation variable and the quality variable changes due to a change in equipment over time, the model can be automatically updated to maintain high prediction accuracy.

以下、添付図面を参照して、本発明の好適な実施形態について説明する。
(第1の実施形態)
図1は、本実施形態の製造プロセスにおける品質予測装置100の構成を示すブロック図である。品質予測装置100は、以下に詳述するが、製造プロセスにおける操業変数と品質変数との関係を表す関係式yを、該操業変数を基底ベクトルとする操業変数空間を分割した各局所領域iにおける該操業変数と該品質変数との関係を表す局所関係式yiと、該局所関係式yiの操業変数空間全体上の各点における関係式yへの寄与率を表す活性度関数Φiとの積の、全ての該局所領域iに関する総和で表し、操業変数の実績値である操業データを関係式yに入力して品質予測値を算出する。
Preferred embodiments of the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings.
(First embodiment)
FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of a quality prediction apparatus 100 in the manufacturing process of the present embodiment. As will be described in detail below, the quality prediction apparatus 100 uses a relational expression y representing the relationship between an operation variable and a quality variable in a manufacturing process, and each local region i obtained by dividing an operation variable space having the operation variable as a basis vector. a local relation y i representing the relationship between該操industry variables and said quality variables, the activity function [Phi i representing the contribution to equation y at each point on the entire operating variable space of the topical relation y i The operation data, which is the actual value of the operation variable, is input to the relational expression y to calculate the quality prediction value.

図1の101は操業データ入力手段として機能する操業データ入力部であり、品質予測装置100には、製造プロセス200から収集された予測対象製品の操業データが入力される。具体的な操業データ入力部101としては、例えばキーボード、データシートを読み込むOCR、工場内に設置されたセンサによる測定信号を逐次収集して保存し、予め設定されたタイミングでLAN等を介してデータを取り込むコンピュータが考えられる。   Reference numeral 101 in FIG. 1 denotes an operation data input unit that functions as an operation data input unit. The operation data of the prediction target product collected from the manufacturing process 200 is input to the quality prediction apparatus 100. Specific operation data input unit 101 includes, for example, a keyboard, an OCR for reading a data sheet, and measurement signals from sensors installed in the factory, collected and stored sequentially, and data is transmitted via a LAN or the like at a preset timing. Think of a computer that captures.

操業データは、例えば鉄鋼プロセスでは、精錬工程で測定された溶鋼の各種元素の成分量や、連続鋳造工程における湯面変動量や鋳造速度、更には熱延工程での圧延荷重や捲き取り温度等である。また、これら操業データに基づいて予測を行いたい品質としては、例えば鉄鋼プロセスの場合では、薄板や厚板等の各種製品の、表面疵や内部欠陥の発生個数、抗張力や降伏応力、伸び率等の機械強度特性値、波高さ等の形状平坦度、板厚・板幅・板長さ等の製品サイズ、内部応力等、直接顧客から要求される最終製品の各種品質指標である。それに加え、これら最終品質に影響を及ぼすプロセス値も予測対象となる品質である。   For example, in the steel process, the operation data includes the amounts of various elements of the molten steel measured in the refining process, the amount of molten steel surface fluctuation and casting speed in the continuous casting process, and the rolling load and scraping temperature in the hot rolling process. It is. In addition, the quality to be predicted based on these operation data includes, for example, in the case of the steel process, the number of surface defects and internal defects, tensile strength, yield stress, elongation rate, etc. of various products such as thin plates and thick plates. These are various quality indicators of the final product directly requested by customers, such as mechanical strength characteristic values, shape flatness such as wave height, product size such as plate thickness, plate width and plate length, and internal stress. In addition, the process values that affect these final qualities are also the quality to be predicted.

ここで、複数p個の操業変数u1,u2,…,upに基づいて品質を予測する場合、品質はu1〜upを基底ベクトルとするp次元の操業変数空間における関数とみなすことができる。従って、操業変数と品質変数の関係を表す関係式yは、一般に、写像関数f(・)を介した式(3)で表すことができる。   Here, when the quality is predicted based on a plurality of p operation variables u1, u2,..., Up, the quality can be regarded as a function in a p-dimensional operation variable space having u1 to up as basis vectors. Therefore, the relational expression y representing the relation between the operation variable and the quality variable can be generally expressed by the expression (3) via the mapping function f (·).

Figure 2010115692
Figure 2010115692

写像関数f(・)は、通常の製造プロセスの場合、非線形・多変量の複雑な関数であり、操業変数空間全体に渡る適正な関数式を見出すのは難しい。そこで、本発明においては、操業変数空間を複数の局所領域に分割し、各局所領域iにおける操業変数と品質変数の関係を表す局所関係式yi^(u_)(本実施形態では^を付す。なお、yi^は^がyiの上に、u_は_がuの下に付されているものとする。以下同様。)と、操業変数空間全体上の各点における局所関係式yi^の寄与率を表す活性度関数Φi(u_)の積の和である式(4)によって、全体の関係式yを表すものとする。ここで、Σは項の和、Mは局所領域の個数を表している。 The mapping function f (•) is a non-linear and multivariate complex function in the case of a normal manufacturing process, and it is difficult to find an appropriate functional expression over the entire operation variable space. Therefore, in the present invention, the operation variable space is divided into a plurality of local regions, and a local relational expression y i ^ (u_) representing the relationship between the operation variable and the quality variable in each local region i (in this embodiment, ^ is attached). Note that y i ^ is assumed that ^ is attached to y i , u_ is attached to _ below u, and so on.) And local relational expression y at each point on the entire operation variable space The whole relational expression y is expressed by Expression (4) which is the sum of products of the activity functions Φ i (u_) representing the contribution rate of i ^. Here, Σ represents the sum of terms, and M represents the number of local regions.

Figure 2010115692
Figure 2010115692

操業データ入力部101により入力される操業データは、操業変数u1〜upに対応する数値が記載されたデータであって、これに対して以降に述べる各部による演算処理を実行することで、上記の式(4)に等価な演算が実行され、品質予測値が算出される。   The operation data input by the operation data input unit 101 is data in which numerical values corresponding to the operation variables u1 to up are described, and by performing arithmetic processing by each unit described below, An operation equivalent to equation (4) is executed to calculate a quality prediction value.

図1の102は活性度関数記憶手段として機能する活性度関数記憶部であり、式(4)における活性度関数Φiの係数を算出して、記憶する。活性度関数Φiの係数は、操業変数空間をM個の局所領域に分けた分割パターンの分割座標情報に基づいて算出する。図2に、u1及びu2の2個の操業変数からなる操業変数空間を、3つの局所領域に分割した場合の分割パターン例の模式図を示す。操業データは、操業変数空間上に存在する点とみなすことができ、図2の例では、操業データは局所領域2と局所領域3の境界域に位置している。具体的な分割座標情報としては、例えば各局所領域の頂点の座標値を用いる方法がある。又は、図2に示すように局所領域の分割を、操業変数の軸に平行な分割のみと限定する場合においては、局所領域iごとに得られるp次元空間内の超直方体である各局所領域の重心点の座標ci jと、各操業変数の軸方向の超直方体の長さΔi jを用いても良い。ここで、j=1・・・pは、操業変数を示す添え字である。本実施形態では、人間による分割の理解のし易さの観点から、分割パターンは操業変数に平行な分割のみと限定し、分割座標情報も重心点と超直方体の長さを用いるものとする。 Reference numeral 102 in FIG. 1 denotes an activity function storage unit that functions as an activity function storage unit, which calculates and stores the coefficient of the activity function Φ i in equation (4). The coefficient of the activity function Φ i is calculated based on the division coordinate information of the division pattern in which the operation variable space is divided into M local regions. FIG. 2 shows a schematic diagram of an example of a division pattern when an operation variable space composed of two operation variables u1 and u2 is divided into three local regions. The operation data can be regarded as a point existing on the operation variable space. In the example of FIG. 2, the operation data is located in the boundary region between the local region 2 and the local region 3. As specific division coordinate information, for example, there is a method of using coordinate values of vertices of each local region. Alternatively, as shown in FIG. 2, in the case where the division of the local region is limited to only the division parallel to the axis of the operation variable, each local region that is a super rectangular parallelepiped in the p-dimensional space obtained for each local region i. The coordinates c i j of the center of gravity point and the length Δ i j of the hypercube in the axial direction of each operation variable may be used. Here, j = 1... P is a subscript indicating an operation variable. In this embodiment, from the viewpoint of easy understanding of division by humans, the division pattern is limited to only division parallel to the operation variable, and the division coordinate information also uses the center of gravity point and the length of the super rectangular parallelepiped.

また、活性度関数Φiには、操業変数空間の任意の位置で各関数値の総和が1となる式(5)の正規条件を満たす任意の関数を用いることができる。 As the activity function Φ i , an arbitrary function that satisfies the normal condition of Expression (5) in which the sum of the function values is 1 at an arbitrary position in the operation variable space can be used.

Figure 2010115692
Figure 2010115692

本実施形態では、隣接する局所領域の境界を滑らかに接続する関数として、式(6)に示すp次元の正規分布関数μiを式(7)に代入して得られる正規メンバシップ関数を活性度関数Φiとする。ここで、ci jは局所領域の重心点、σi jは正規分布関数の標準偏差を表しており、該重心点と該正規分布関数の標準偏差が、正規メンバシップ関数における係数である。 In this embodiment, a normal membership function obtained by substituting the p-dimensional normal distribution function μ i shown in Equation (6) into Equation (7) as a function for smoothly connecting the boundaries of adjacent local regions is activated. A degree function Φ i is assumed. Here, c i j represents the barycentric point of the local region, and σ i j represents the standard deviation of the normal distribution function, and the barycentric point and the standard deviation of the normal distribution function are coefficients in the normal membership function.

Figure 2010115692
Figure 2010115692

上記の式(6)における局所領域の重心点には、前記分割座標情報における各局所領域の重心点の座標ci jを用いれば良く、また標準偏差σi jは各操業変数の軸方向の超直方体の長さΔi jを用いて、例えば次の式(8)で算出する方法がある。 The coordinates c i j of the centroid point of each local area in the divided coordinate information may be used as the centroid point of the local area in the above equation (6), and the standard deviation σ i j is the axial direction of each operation variable. There is a method of calculating, for example, by the following equation (8) using the length Δ i j of the super rectangular parallelepiped.

Figure 2010115692
Figure 2010115692

ここで、αは非負の実数値であって、このα値が小さいほど式(6)における正規分布関数の標準偏差が小さくなることから、式(7)にて計算される活性度関数Φiにおいては、局所領域の境界部分で領域が互いに重畳する部分が小さくなるよう活性度関数を設定したことに相当する。図3は、一次元の操業変数空間を2つの局所領域に分割する場合で、α値を変更した場合の活性度関数Φiの差異を模式的に説明した図である。α値は、局所領域に対応する対象プロセスの操業範囲に関する物理的な知見から経験的に設定してもよく、或いは予測精度を確認しながら、値を変更して最も良い精度が得られた値を用いるようにしても良い。図4には、二次元の操業変数空間における活性度関数の例として、u1とu2からなる操業因子空間を3つの領域に分割した場合の活性度関数を示す。 Here, α is a non-negative real value, and the smaller the α value, the smaller the standard deviation of the normal distribution function in equation (6). Therefore, the activity function Φ i calculated in equation (7) This corresponds to setting the activity function so that the portion where the regions overlap each other at the boundary portion of the local region becomes small. FIG. 3 is a diagram schematically illustrating the difference in the activity function Φ i when the α value is changed when the one-dimensional operation variable space is divided into two local regions. The α value may be set empirically from physical knowledge about the operation range of the target process corresponding to the local region, or the value obtained by changing the value while checking the prediction accuracy. May be used. FIG. 4 shows an activity function when the operation factor space composed of u1 and u2 is divided into three regions as an example of the activity function in the two-dimensional operation variable space.

活性度関数記憶部102では、前記の手順で活性度関数Φiの係数を算出し、該係数を記憶して、以降の各部にて利用可能とする。なお、該係数の算出に用いた分割パターンの分割座標情報は、第2の実施形態に述べる装置にて決定しても良く、或いは製造プロセスに関する経験に基づいて分割を設定しても良い。 In the activity function storage unit 102, the coefficient of the activity function Φ i is calculated by the above-described procedure, the coefficient is stored, and can be used in the subsequent units. Note that the division coordinate information of the division pattern used for the calculation of the coefficient may be determined by the apparatus described in the second embodiment, or division may be set based on experience with the manufacturing process.

図1の103は寄与率演算手段として機能する寄与率演算部であり、活性度関数Φiに、前記操業データの値を代入することによって、各局所領域が予測値に寄与する率を算出する。活性度関数Φiが正規メンバシップ関数である場合は、式(6)におけるu1〜upに、操業データ入力部101より入力されたu1〜upに対応する数値を設定して、式(6)及び式(7)の数式演算を行うことで寄与率を算出する。また、活性度関数Φiに、ファジー推論の分野の研究成果として提案された台形メンバシップ関数や三角メンバシップ関数を用いた場合も、これら各関数式の操業変数に対応する変数に操業データの数値を設定して演算を行えば良い。 Reference numeral 103 in FIG. 1 denotes a contribution rate calculation unit that functions as a contribution rate calculation unit, and calculates the rate at which each local region contributes to the predicted value by substituting the value of the operation data into the activity function Φ i. . When the activity function Φ i is a normal membership function, numerical values corresponding to u1 to up input from the operation data input unit 101 are set in u1 to up in the expression (6), and the expression (6) And the contribution rate is calculated by performing mathematical formula calculation of Formula (7). In addition, when the trapezoidal membership function and the triangular membership function proposed as research results in the field of fuzzy inference are used for the activity function Φ i , the operation data is stored in the variables corresponding to the operation variables of these functional expressions. What is necessary is just to calculate by setting a numerical value.

図1の104は局所関係式演算手段として機能する局所関係式演算部であり、局所関係式の係数値と、前記操業データに基づき、局所領域ごとに局所関係式yi^の値を算出する処理を行う。ここで、局所関係式yi^としては、連続値である品質変数と操業変数の関連を表現できる任意の数式を採用することができる。具体的には、操業変数の増減に対する品質変数の増減挙動を、係数の値より人間に読み取りやすく、かつ領域の分割が適正であれば十分な精度を有する式(9)の線形多項式を用いる方法がある。ここで、wijは線形多項式の係数である。 Reference numeral 104 in FIG. 1 denotes a local relational expression calculation unit that functions as a local relational expression calculation means, and calculates the value of the local relational expression y i ^ for each local region based on the coefficient value of the local relational expression and the operation data. Process. Here, as the local relational expression y i ^, an arbitrary mathematical expression that can express the relation between the quality variable and the operation variable that are continuous values can be adopted. More specifically, a method of using a linear polynomial of equation (9) having sufficient accuracy if the change behavior of the quality variable with respect to the increase or decrease of the operation variable is easier for humans to read than the coefficient value and the region division is appropriate. There is. Here, w ij is a coefficient of a linear polynomial.

Figure 2010115692
Figure 2010115692

局所関係式演算部104では、式(9)のように予め設定された局所関係式の数式と、その係数値を記憶しており、操業データ入力部101より入力されたu1〜upに対応する数値を設定して、局所関係式の演算処理を実行する。なお、局所関係式においては、入力された操業データu1〜upの全てに対応する操業変数を使用することに限定する必要はなく、一部のみを用いる局所関係式であっても良い。これは、操業変数のうち一部は、操業変数空間の分割のみに使用される変数であり、品質を予測する局所関係式には使用されない変数が存在する場合に相当する。   The local relational expression calculation unit 104 stores a mathematical expression of a local relational expression set in advance as in Expression (9) and its coefficient value, and corresponds to u1 to up input from the operation data input unit 101. Set a numeric value and execute local relational expression processing. In the local relational expression, it is not necessary to limit to using the operation variables corresponding to all of the input operation data u1 to up, and the local relational expression using only a part may be used. This corresponds to a case where some of the operation variables are variables used only for dividing the operation variable space, and there are variables that are not used in the local relational expression for predicting quality.

また、局所関係式の係数値は、後に述べる局所関係式更新部104によって更新されるが、その初期値の計算については、第2の実施形態にて行っても良く、或いは経験に基づいて適切な初期値を設定しても良い。なお、局所関係式に、線形多項式以外の数式を用いた場合には、該数式の操業変数に対応する変数に、操業データの数値を設定して局所関係式の演算を行えば良い。   In addition, the coefficient value of the local relational expression is updated by the local relational expression updating unit 104 described later. However, the calculation of the initial value may be performed in the second embodiment, or may be appropriately performed based on experience. An initial value may be set. When a mathematical expression other than a linear polynomial is used as the local relational expression, the local relational expression may be calculated by setting the numerical value of the operation data in a variable corresponding to the operation variable of the mathematical expression.

図1の105は品質予測値算出手段として機能する品質予測値算出部である。局所領域iごとに算出された局所関係式yi^の演算結果と、寄与率の演算結果の積を算出し、この積の値を全ての局所領域に関する和をとる演算を行うことで、上記の式(4)の操業変数と品質変数の関係式に基づく品質予測値が算出される。 Reference numeral 105 in FIG. 1 denotes a quality prediction value calculation unit that functions as a quality prediction value calculation unit. By calculating the product of the calculation result of the local relational expression y i ^ calculated for each local region i and the calculation result of the contribution rate, and calculating the sum of all the local regions with the value of this product, A quality prediction value based on the relational expression between the operation variable and the quality variable in the equation (4) is calculated.

図1の106は品質予測値出力手段として機能する品質予測値出力部であり、品質予測値算出部105により算出された品質予測値をガイダンス情報として表示、或いは品質制御に利用するために製造プロセスの制御系へ出力する。表示された品質予測値に基づいて、操業オペレータは、望ましい品質を得るための操業条件を決定することが可能であり、また検査員は品質不良の懸念がある製品の重点検査を行うことで、顧客への不良品出荷を防止することができる。また、品質制御に利用する場合は、品質予測値に基づいて、品質が望ましい範囲となるよう操作端となる操業変数の目標値を算出する処理を制御系で行い、製造プロセスの操業に反映することで、品質不良の発生を抑制することができる。   Reference numeral 106 in FIG. 1 denotes a quality prediction value output unit that functions as a quality prediction value output unit. The quality prediction value calculated by the quality prediction value calculation unit 105 is displayed as guidance information or used for quality control. Output to the control system. Based on the displayed quality prediction value, the operation operator can determine the operation condition for obtaining the desired quality, and the inspector conducts the priority inspection of the product with the concern of the quality defect, It is possible to prevent defective products from being shipped to customers. Also, when used for quality control, the control system performs the process of calculating the target value of the operation variable at the operation end so that the quality falls within the desired range based on the predicted quality value and reflects it in the operation of the manufacturing process. As a result, the occurrence of poor quality can be suppressed.

図1の107は品質データ入力手段として機能する品質データ入力部であり、製品の品質が測定された時点で、その品質データを製造プロセスから抽出し、入力する。例えば鉄鋼プロセスの場合は、自動疵検査装置による表面疵や内部欠陥の個数、サンプル試験工程での機械強度測定値、形状計による波高さ測定値、板厚・板幅測定計による寸法情報、内部応力、更には最終品質に影響を及ぼす中間工程段階での元素成分量や温度、サイズといった情報が品質データであって、これら品質データは、例えばキーボード、データシートを読み込むOCR、センサによる測定信号を逐次収集してLAN等を介して伝送する計算機によって入力される。   Reference numeral 107 in FIG. 1 denotes a quality data input unit that functions as a quality data input unit. When quality of a product is measured, the quality data is extracted from the manufacturing process and input. For example, in the case of a steel process, the number of surface defects and internal defects by an automatic defect inspection device, mechanical strength measurement values in a sample test process, wave height measurement values by a shape meter, dimensional information by a plate thickness / width measurement meter, internal Information such as the amount of elemental components, temperature, and size in the intermediate process stage that affects the stress and the final quality is quality data. These quality data include, for example, a keyboard, an OCR that reads a data sheet, and a measurement signal from a sensor. It is input by a computer that sequentially collects and transmits via a LAN or the like.

図1の108は局所関係式更新手段として機能する局所関係式更新部であり、各局所領域において品質データと品質予測値の差である予測誤差を算出し、この予測誤差及び該操業データに対する各局所領域の寄与率に基づいて、局所関係式yi^の係数の値を更新する。局所関係式yi^に式(9)の線形多項式を用いる場合、係数の更新は、例えば以下のようにして行われる。いま、更新に使用する製品の操業データからなるベクトルをu(T)、局所領域iにおける前記線形多項式の更新前の係数からなるベクトルをWi(T−1)と表すものとし、更に品質データ入力部107より入力された更新に使用する製品の品質データをy(T)とする。このとき、局所領域iにおける局所関係式yi^の係数Wi(T)は、次の式(1)で更新される。ここで、Ki(T)は、局所領域iにおける更新率行列であり式(2)で算出する。 Reference numeral 108 in FIG. 1 denotes a local relational expression update unit that functions as a local relational expression update unit. The local relational expression update unit calculates a prediction error that is a difference between the quality data and the quality predicted value in each local region, Based on the contribution ratio of the local region, the value of the coefficient of the local relational expression y i ^ is updated. When the linear polynomial of Expression (9) is used for the local relational expression y i ^, the coefficient is updated as follows, for example. Now, a vector composed of operation data of a product used for updating is represented as u (T), a vector composed of coefficients before updating of the linear polynomial in the local region i is represented as W i (T−1), and quality data The quality data of the product used for the update input from the input unit 107 is y (T). At this time, the coefficient W i (T) of the local relational expression y i ^ in the local region i is updated by the following expression (1). Here, K i (T) is an update rate matrix in the local region i, and is calculated by Expression (2).

Figure 2010115692
Figure 2010115692

式(1)及び式(2)は、例えば非特許文献1の73ページに記載された逐次最小二乗法の更新と同様の効果を、本発明における線形多項式の局所関係式yi^でも実現すべく、今回新たに考案した更新式である。式(1)は、右辺第2項の括弧内で算出される局所関係式の誤差に更新行列Ki(T)を乗じて得られるベクトルを修正量として、更新前の係数Wi(T−1)に加算することで更新後の係数を算出する。ここで、式(2)によれば、操業データu_(T)に対して、活性度関数の寄与率がΦi(u_(T))≒0であるような局所領域iの場合、Ki(T)≒0となることが分かる。従って、局所領域の寄与率がΦi(u_(T))≒0である場合には局所関係式の誤差が大きいときでも、前記修正量は殆ど零となり、係数Wi(T)は殆ど更新されない。すなわち、操業データに対して、殆ど寄与率を有しない局所関係式は、更新されないことを意味している。 Expressions (1) and (2) achieve the same effect as the update of the successive least squares method described on page 73 of Non-Patent Document 1, for example, with the local relational expression y i ^ of the linear polynomial in the present invention. Therefore, it is a renewal formula that was newly devised this time. Formula (1) is obtained by multiplying the error of the local relational expression calculated in parentheses in the second term on the right-hand side by the update matrix K i (T) as a correction amount and using the coefficient W i (T− The updated coefficient is calculated by adding to 1). Here, according to Equation (2), in the case of a local region i where the contribution rate of the activity function is Φ i (u_ (T)) ≈0 with respect to the operation data u_ (T), K i It can be seen that (T) ≈0. Therefore, when the contribution ratio of the local region is Φ i (u_ (T)) ≈0, even when the error in the local relational expression is large, the correction amount is almost zero, and the coefficient W i (T) is almost updated. Not. That is, a local relational expression having almost no contribution rate to the operation data means that it is not updated.

なお、式(2)における局所領域iの適応ゲイン行列Pi(T−1)は、次回のWi(T+1)の更新に備えて、次の式(10)で更新される。 Note that the adaptive gain matrix P i (T−1) of the local region i in Expression (2) is updated by the following Expression (10) in preparation for the next update of W i (T + 1).

Figure 2010115692
Figure 2010115692

ここで、Iは単位行列であり、またΛiは局所関係式yi^のp+1個の係数それぞれに対応した忘却係数λk(k=0、1、・・・、p)の逆数を対角成分とする式(11)の行列である。 Here, I is a unit matrix, and Λ i is a pair of reciprocals of forgetting coefficients λ k (k = 0, 1,..., P) corresponding to each of p + 1 coefficients of the local relational expression y i ^. It is a matrix of Expression (11) as a corner component.

Figure 2010115692
Figure 2010115692

忘却係数とは、係数を更新する際の修正量を算出するに際して、最新の操業及び品質データによる修正を、どの程度まで修正量に反映させるかを設定するための係数で、次の式(12)で算出される。   The forgetting factor is a factor for setting to what extent the correction based on the latest operation and quality data is reflected in the correction amount when calculating the correction amount when the coefficient is updated. ).

Figure 2010115692
Figure 2010115692

忘却係数λは0〜1の範囲を取り、λが小さいほど忘却効果が大きく、式(1)の更新行列Ki(T)が大きく評価される。逆にλ=1の場合、忘却効果は零であって、予測誤差の大きさに係わらず係数の更新は行われない。式(12)によれば、右辺の根号内の第2項を見ると、局所線形式の誤差が大きい場合にλ→0となり忘却効果が大きくなるが、操業データに対して活性度関数Φi(u_(T))≒0となるような局所領域の場合には、第2項は殆ど零となり、忘却効果は作用しないことが分かる。すなわち、操業データに対して、殆ど寄与率を有しない局所領域の関係式yi^に対しては、忘却効果が作用しないことを意味している。なお、式(12)における係数gkは、操業変数毎に忘却効果を個別に設定するための調整係数であり、各操業変数に対する物理的な知識から経験的に設定しても良く、或いは実操業を行いながら、品質予測精度が改善するように調整しても良い。 The forgetting factor λ takes a range of 0 to 1, and the smaller the λ, the greater the forgetting effect, and the update matrix K i (T) in Equation (1) is greatly evaluated. Conversely, when λ = 1, the forgetting effect is zero, and the coefficient is not updated regardless of the magnitude of the prediction error. According to Equation (12), when the second term in the root sign on the right side is viewed, λ → 0 and the forgetting effect increase when the local line format error is large. In the case of a local region where i (u_ (T)) ≈0, it can be seen that the second term is almost zero and the forgetting effect does not act. That is, it means that the forgetting effect does not act on the relational expression y i ^ of the local region having almost no contribution rate to the operation data. Note that the coefficient g k in the equation (12) is an adjustment coefficient for individually setting the forgetting effect for each operation variable, and may be set empirically from physical knowledge of each operation variable. You may adjust so that quality prediction accuracy may improve, performing operation.

なお、局所関係式に式(9)の線形多項式以外の関数を用いた場合は、採用した局所関係式の関数に対応した更新式を用いて、上記と同様の手順で演算を行い、係数の更新を行えば良い。   When a function other than the linear polynomial of equation (9) is used for the local relational expression, the update formula corresponding to the function of the adopted local relational expression is used, and the calculation is performed in the same procedure as described above. Update should be done.

以上、本発明で新たに考案した局所関係式yi^の更新式によって、操業変数と品質変数の関係が変化した場合、該局所関係式yi^の係数が迅速に更新されることから、予測精度が改善されるまでに要する時間を、大幅に短縮することが可能となった。 Above, the newly devised local equation y i ^ update equations in the present invention, if the relationship between the operating variables and quality variables has changed, since the coefficient of the topical relation y i ^ is rapidly updated, It has become possible to greatly reduce the time required for improving the prediction accuracy.

次に、図8に示す処理フロー図を用いて、本実施形態の品質予測装置100を用いて行う品質予測方法の各工程を説明する。   Next, each process of the quality prediction method performed using the quality prediction apparatus 100 of this embodiment is demonstrated using the processing flowchart shown in FIG.

図8のステップS101は、操業データ入力工程であって、操業データ入力部101を用いて、製造プロセスから操業データを入力する工程である。   Step S101 in FIG. 8 is an operation data input step, which is a step of inputting operation data from the manufacturing process using the operation data input unit 101.

図8のステップS102は、活性度関数記憶工程であって、活性度関数記憶部102を用いて、分割座標情報に基づき活性度関数Φiの係数を算出し、メモリや記憶装置に格納する処理を行う。活性度関数Φiに正規メンバシップ関数を用いる場合は、重心点には局所領域の重心点を設定し、また式(8)に基づいて、正規分布関数の標準偏差を算出する。前記操業データが入力された時点で、活性度関数Φiの係数をメモリや記憶装置から抽出して、次の工程に送る処理を行う。 Step S102 in FIG. 8 is an activity function storage process, which uses the activity function storage unit 102 to calculate the coefficient of the activity function Φ i based on the divided coordinate information and store it in the memory or storage device. I do. When a normal membership function is used as the activity function Φ i , the center of gravity of the local region is set as the center of gravity, and the standard deviation of the normal distribution function is calculated based on the equation (8). When the operation data is input, the coefficient of the activity function Φ i is extracted from the memory or the storage device and sent to the next process.

図8のステップS103は、寄与率演算工程であって、寄与率演算部103を用いて、操業データの値を式(6)〜式(8)の活性度関数Φiの式に設定し、各局所領域の寄与率を計算する処理を行う。 Step S103 in FIG. 8 is a contribution rate calculation step, and using the contribution rate calculation unit 103, the value of the operation data is set to the expression of the activity function Φ i of Expressions (6) to (8), Processing for calculating the contribution ratio of each local region is performed.

図8のステップS104は、局所関係式演算工程であって、局所関係式演算部104を用いて、局所関係式yi^の係数の値をメモリや記憶装置に格納しておき、前記操業データが入力された時点で係数を抽出して、局所関係式yi^の演算処理を行う。 Step S104 in FIG. 8 is a local relational expression calculation step, and the local relational expression calculation unit 104 is used to store the value of the coefficient of the local relational expression y i ^ in a memory or a storage device. When the is input, the coefficient is extracted and the local relational expression y i ^ is calculated.

図8のステップS105は、品質予測値算出工程であって、品質予測値算出部105を用いて、式(4)の操業変数と品質変数の関係式に基づく品質予測値を算出する処理を行う。   Step S105 in FIG. 8 is a quality predicted value calculation step, and uses the quality predicted value calculator 105 to perform a process of calculating a quality predicted value based on the relational expression between the operation variable and the quality variable in Expression (4). .

図8のステップS106は、品質予測値出力工程であって、品質予測値出力部106を用いて、該予測値をガイダンス情報として操業オペレータや検査員への表示画面等に出力する処理や、品質制御に利用するために製造プロセスの制御系への信号として伝送する処理を行う。   Step S106 in FIG. 8 is a quality predicted value output process, which uses the quality predicted value output unit 106 to output the predicted value as guidance information on a display screen for an operator or inspector, In order to use it for the control, it is transmitted as a signal to the control system of the manufacturing process.

図8のステップS107は、品質データ入力工程であって、品質データ入力部107を用いて、製品の品質が測定された時点で、その品質データを製造プロセスから抽出して入力する処理を行う。   Step S107 in FIG. 8 is a quality data input process. When the quality of the product is measured using the quality data input unit 107, the quality data is extracted from the manufacturing process and input.

図8のステップS108は、局所関係式更新工程であって、局所関係式更新部108を用いて、前記品質データと前記品質予測値の差である予測誤差を局所領域ごとに算出し、この予測誤差及び該操業データに対する各局所領域の寄与率に基づいて、局所関係式yi^の係数の値を更新する処理を行う。 Step S108 in FIG. 8 is a local relational expression update step, and the local relational expression update unit 108 is used to calculate a prediction error that is a difference between the quality data and the quality predicted value for each local region. Based on the error and the contribution ratio of each local region to the operation data, a process of updating the coefficient value of the local relational expression y i ^ is performed.

(第2の実施形態)
第2の実施形態として、局所関係式yi^の係数の初期値、及び分割パターンを算出する手順について述べる。図5は、局所関係式yi^の係数の初期値、及び分割パターンを算出するための構成を示す図である。
(Second Embodiment)
As a second embodiment, an initial value of a coefficient of the local relational expression y i ^ and a procedure for calculating a division pattern will be described. FIG. 5 is a diagram showing a configuration for calculating the initial value of the coefficient of the local relational expression y i ^ and the division pattern.

図5の400はデータベースであり、該製造プロセスにおける過去の操業及び品質データをセットとしたものを、製品の種類を示すコード情報や、各製造工程での製造時刻、向け先等の注文情報、製品を特定するための製品番号等と共に格納したものである。   Reference numeral 400 in FIG. 5 denotes a database, a set of past operation and quality data in the manufacturing process, code information indicating the type of product, manufacturing time in each manufacturing process, order information such as a destination, This is stored together with the product number for identifying the product.

図5の301はデータ抽出手段として機能するデータ抽出部であり、製品の種類を示すコード情報等外部より入力された品質予測を行う対象に関する選択条件に基づいて、データベース400より、所定の選択条件に該当する複数の操業データ及び品質データを抽出する。   Reference numeral 301 in FIG. 5 denotes a data extraction unit that functions as a data extraction unit. Based on the selection conditions relating to the target of quality prediction input from the outside, such as code information indicating the type of product, a predetermined selection condition is obtained from the database 400. A plurality of operation data and quality data corresponding to the above are extracted.

図5の302は分割パターン候補作成手段として機能する分割パターン候補作成部であり、前記抽出された操業データに対応するp個の操業変数からなる操業変数空間を分割した複数p通りの分割パターン候補を作成する。図6に、二次元の操業変数空間(p=2)を例として、分割パターン候補を作成する手順を模式的に示す。まず全く分割されていない操業変数空間に対して、2つの局所領域(M=2)に分割する場合を説明する。分割は、各操業変数に平行な軸で、かつ領域を2等分するように分割点が設定されることから、p=2通りの分割パターン候補が作成される。   Reference numeral 302 in FIG. 5 denotes a division pattern candidate creation unit that functions as a division pattern candidate creation unit, and a plurality of p division pattern candidates obtained by dividing an operation variable space composed of p operation variables corresponding to the extracted operation data. Create FIG. 6 schematically shows a procedure for creating candidate division patterns, taking a two-dimensional operation variable space (p = 2) as an example. First, a case where an operation variable space that is not divided at all is divided into two local regions (M = 2) will be described. In the division, since division points are set so as to divide the region into two equal axes on the basis of each operation variable, p = 2 types of division pattern candidates are created.

また、操業変数空間が既に幾つかの局所領域に分割されている場合は、活性度関数Φiによる重み付き誤差評価関数である後述する式(17)で各局所関係式yi^の誤差を算出し、この中で最も誤差の大きな局所領域を2つに分割する。図6には、既に3分割された操業変数空間をM=4に分割する手順を示すが、最も誤差の大きい領域が領域3−2である場合を例にとると、この領域3−2に対し、u1とu2それぞれの操業変数に平行な軸で、領域を2等分するように分割点が設定されることから、この場合もp=2通りの分割パターン候補が作成される。 Further, when the operation variable space is already divided into several local regions, the error of each local relational expression y i ^ is expressed by the following equation (17) which is a weighted error evaluation function by the activity function Φ i. The local area with the largest error is divided into two. FIG. 6 shows a procedure for dividing the operation variable space that has already been divided into three into M = 4. If the region with the largest error is the region 3-2, for example, the region 3-2 includes On the other hand, division points are set so as to divide the region into two equal parts with axes parallel to the operation variables of u1 and u2, and in this case as well, p = 2 division pattern candidates are created.

以降の活性度関数算出部303から関係式算出部305までの処理は、ここで作成された分割パターン候補の全てに対して行われる。   The subsequent processing from the activity function calculation unit 303 to the relational expression calculation unit 305 is performed for all of the divided pattern candidates created here.

図5の303は活性度関数算出手段として機能する活性度関数算出部であり、分割パターン候補作成部302で求めた分割パターンに対して、その分割座標情報に基づき活性度関数Φiを算出する。この活性度関数Φiは、図1の活性度関数設定部102と同一の関数式を用いる必要があり、本実施形態では、式(6)及び式(7)で定義される正規メンバシップ関数を用いる。 Reference numeral 303 in FIG. 5 denotes an activity function calculation unit that functions as an activity function calculation unit. The activity function Φ i is calculated based on the division coordinate information for the division pattern obtained by the division pattern candidate creation unit 302. . The activity function Φ i needs to use the same function expression as that of the activity function setting unit 102 in FIG. 1. In this embodiment, the regular membership function defined by the expressions (6) and (7) is used. Is used.

図5の304は局所関係式算出手段として機能する局所関係式算出部であり、局所領域で仮定された関数形に基づいて、局所関係式yi^の係数を計算する。局所関係式yi^が式(9)の線形多項式である場合、係数は、以下のように算出される。データ抽出部301より、N個のデータが抽出された場合、操業データはp行N列の行列データ、品質データはN次元のベクトルデータとなり、各局所関係式yi^は、式(13)の行列表現で表される。 Reference numeral 304 in FIG. 5 denotes a local relational expression calculation unit that functions as a local relational expression calculation unit, and calculates a coefficient of the local relational expression y i ^ based on a function form assumed in the local region. When the local relational expression y i ^ is the linear polynomial of Expression (9), the coefficient is calculated as follows. When N pieces of data are extracted from the data extraction unit 301, the operation data is p-row N-column matrix data, the quality data is N-dimensional vector data, and each local relational expression y i ^ is expressed by the equation (13). It is represented by the matrix representation of

Figure 2010115692
Figure 2010115692

活性度関数Φiを考慮して係数wijを求めるには、活性度関数Φiによる重み付き誤差評価関数、式(17)が最小となるように係数を決定すれば良い。 The taking into account the activity function [Phi i determine the coefficients w ij, weighted error evaluation function by activity function [Phi i, may be determined coefficients as equation (17) is minimized.

Figure 2010115692
Figure 2010115692

式(17)を最小とする係数は、式(18)を満たす係数に等しく、具体的には、式(19)の行列演算にて算出する。   The coefficient that minimizes Expression (17) is equal to the coefficient that satisfies Expression (18), and specifically, is calculated by matrix calculation of Expression (19).

Figure 2010115692
Figure 2010115692

以上の行列演算を行うことで、線形多項式による局所関係式yi^の係数wijを算出することができる。 By performing the above matrix operation, the coefficient w ij of the local relational expression y i ^ using a linear polynomial can be calculated.

図5の305は関係式算出手段として機能する関係式算出部であり、分割パターン候補それぞれについて、各局所領域の局所関係式yi^と活性度関数Φiの積を、全ての該局所領域に関して加算して関係式yを算出して、該操業変数空間全体における操業変数と品質変数の関連を表す関係式yを導出する。すなわち、活性度関数算出部303で算出された活性度関数Φiと、局所関係式算出部304で求められた局所関係式yi^を用いて、式(4)の線形結合式を作成し、品質変数と操業変数の関係式を作成する。 Reference numeral 305 in FIG. 5 denotes a relational expression calculation unit that functions as a relational expression calculation unit. For each divided pattern candidate, the product of the local relational expression y i ^ and the activity function Φ i of each local region is calculated for all the local regions. Is added to calculate the relational expression y, and the relational expression y representing the relation between the operation variable and the quality variable in the entire operation variable space is derived. That is, using the activity function Φ i calculated by the activity function calculating unit 303 and the local relational expression y i ^ obtained by the local relational expression calculating unit 304, a linear combination formula of Formula (4) is created. Create a relational expression between the quality variable and the operation variable.

図5の306は最小誤差関係式選択手段として機能する最小誤差関係式選択部であり、分割パターン候補それぞれに対して導出された関係式yに、前記抽出された操業データを入力して品質予測値を算出し、該品質予測値と該抽出された品質データとの差の二乗総和である予測誤差を算出し、該予測誤差の値が最も小さい分割パターン候補を選択する。すなわち、分割パターン候補作成部302で作成された複数の分割パターン候補全てに対して、活性度関数算出部303から関係式算出部305までの処理が行われ、品質変数と操業変数の関係式が作成されていることから、これらの関係式の中で、式(21)で定義される誤差が、最も少ない関係式を選択する処理を行う。   Reference numeral 306 in FIG. 5 denotes a minimum error relational expression selection unit that functions as a minimum error relational expression selection unit, and inputs the extracted operation data into the relational expression y derived for each divided pattern candidate to predict quality. A value is calculated, a prediction error that is a sum of squares of differences between the quality prediction value and the extracted quality data is calculated, and a division pattern candidate having the smallest value of the prediction error is selected. That is, the processing from the activity function calculation unit 303 to the relational expression calculation unit 305 is performed on all of the plurality of division pattern candidates created by the division pattern candidate creation unit 302, and the relational expression between the quality variable and the operation variable is obtained. Since it is created, a process of selecting a relational expression having the smallest error defined by Expression (21) among these relational expressions is performed.

Figure 2010115692
Figure 2010115692

図5の307は学習誤差評価手段として機能する学習誤差評価部であり、最も小さい予測誤差の値を、所定の誤差判定方法で予め設定した誤差判定指標(評価基準値)と比較して、収束が十分であるか不十分であるかを判定する。すなわち、最小誤差関係式選択部306で求めた誤差最小の関係式の誤差と、予め設定した評価基準値とを比較して、該誤差が該評価基準値以下であれば、十分な精度でデータを説明できる関係式が構築されたと判定する。収束判定の方法としては、例えば、関係式の誤差を収束判定因子と比較する方法、局所領域分割の増分に対する関係式誤差の変化量を収束判定因子と比較する方法、分割数と誤差を考慮した指標、例えば非特許文献2の43ページに記載された赤池の情報量指標等学習誤差のみならず局所領域の個数も評価に加えた指標を用い、分割の増加に対して該指標が増加した時点で分割を打ち切る方法等が用いられる。いずれの方法においても、収束が不十分と評価された場合には、分割数Mを1増やして、分割パターン候補作成部302以降の一連の処理を反復実行する。   Reference numeral 307 in FIG. 5 denotes a learning error evaluation unit that functions as a learning error evaluation unit, which compares the smallest prediction error value with an error determination index (evaluation reference value) set in advance by a predetermined error determination method, and converges. Is sufficient or insufficient. That is, the error of the minimum error relational expression obtained by the minimum error relational expression selecting unit 306 is compared with a preset evaluation reference value, and if the error is equal to or less than the evaluation reference value, the data is sufficiently accurate. It is determined that a relational expression that can explain is constructed. Convergence judgment methods include, for example, a method of comparing the error of the relational expression with the convergence judgment factor, a method of comparing the change amount of the relational expression error with respect to the increment of the local region division with the convergence judgment factor, and considering the number of divisions and error When an index, for example, Akaike's information amount index described on page 43 of Non-Patent Document 2 is used in addition to the learning error as well as the number of local regions, and the index increases when the number of divisions increases The method of aborting the division is used. In any method, when it is evaluated that the convergence is insufficient, the division number M is increased by 1, and a series of processes after the division pattern candidate creation unit 302 is repeatedly executed.

図7に、二次元の操業変数空間を例として、分割数Mを増やしながら分割パターンを作成する手順を模式的に示す。初期分割に対して、2つの分割パターン候補を作成して、変数u1に平行な軸での分割パターンが誤差が小さい場合を例にとると、このu1に平行な軸での分割パターンを選択する。次に、各局所領域の誤差を評価して、最も誤差の大きい局所領域2−1を選択する。この局所領域2−1を分割した2つの分割パターン候補を作成し、この中で誤差の少ないu2に平行な軸での分割パターンが選択される。以下同様に、局所領域の誤差評価と分割パターン候補の作成、選択を繰り返す。   FIG. 7 schematically shows a procedure for creating a division pattern while increasing the number M of divisions, taking a two-dimensional operation variable space as an example. For the initial division, two division pattern candidates are created, and when the division pattern on the axis parallel to the variable u1 has a small error, the division pattern on the axis parallel to u1 is selected. . Next, the error of each local region is evaluated, and the local region 2-1 having the largest error is selected. Two division pattern candidates obtained by dividing the local area 2-1 are created, and a division pattern on an axis parallel to u2 with a small error is selected. Similarly, the error evaluation of the local region and the creation and selection of the division pattern candidates are repeated.

学習誤差評価部307で収束したと判定された場合は、操業変数と品質変数の関係式の分割パターンの分割座標情報、及び局所関係式の係数を抽出する処理を行う。このようにして得られた該分割パターンの座標情報及び該局所関係式の係数は、過去の操業データ及び品質データに基づいて、操業変数と品質変数の関連を所定の誤差内で近似するよう算出されたものであることから、第1の実施形態における分割パターンの分割座標情報、及び局所関係式yi^の係数の初期値に用いて、良好な予測精度を実現するものである。 When it is determined that the learning error evaluation unit 307 has converged, a process of extracting the division coordinate information of the division pattern of the relational expression between the operation variable and the quality variable and the coefficient of the local relational expression is performed. The coordinate information of the division pattern and the coefficient of the local relational expression thus obtained are calculated so as to approximate the relation between the operation variable and the quality variable within a predetermined error based on the past operation data and quality data. Therefore, good prediction accuracy is realized by using the division coordinate information of the division pattern and the initial value of the coefficient of the local relational expression y i ^ in the first embodiment.

なお、分割パターンの分割座標情報、及び前記局所関係式yi^の係数の初期値は、第2の実施形態以外に、例えば製造プロセスに関する経験に基づいて適切な初期値を設定しても良く、或いは数理最適化手法の研究分野で提案された非線形最適化手法を応用して設定しても良い。 In addition to the second embodiment, the initial value of the division coordinate information of the division pattern and the coefficient of the local relational expression y i ^ may be set to an appropriate initial value based on, for example, experience with the manufacturing process. Alternatively, it may be set by applying a non-linear optimization method proposed in the research field of mathematical optimization methods.

本発明の製造プロセスにおける品質予測装置、予測方法はコンピュータにより実現可能である。図9に、本発明の製品材質値の予測装置として機能し得るコンピュータシステム1200の構成例を示す。コンピュータシステム1200は、CPU1201と、ROM1202と、RAM1203と、キーボード(KB)1209のキーボードコントローラ(KBC)1205と、表示部としてのCRTディスプレイ(CRT)1210のCRTコントローラ(CRTC)1206と、ハードディスク(HD)1211及びフレキシブルディスク(FD)1212のディスクコントローラ(DKC)1207と、LAN1220との接続のためのネットワークインターフェースコントローラ(NIC)1208とが、システムバス1204を介して互いに通信可能に接続された構成としている。   The quality prediction apparatus and prediction method in the manufacturing process of the present invention can be realized by a computer. FIG. 9 shows a configuration example of a computer system 1200 that can function as a product material value prediction apparatus of the present invention. The computer system 1200 includes a CPU 1201, a ROM 1202, a RAM 1203, a keyboard controller (KBC) 1205 of a keyboard (KB) 1209, a CRT display (CRT) 1210 as a display unit, a CRT controller (CRTC) 1206, and a hard disk (HD). ) 1211 and a flexible disk (FD) 1212 disk controller (DKC) 1207 and a network interface controller (NIC) 1208 for connection to the LAN 1220 are connected to each other via a system bus 1204 so that they can communicate with each other. Yes.

CPU1201は、ROM1202或いはHD1211に記憶されたソフトウェア、或いはFD1212より供給されるソフトウェアを実行することで、システムバス1204に接続された各構成部を総括的に制御する。すなわち、CPU1201は、所定の処理シーケンスに従った処理プログラムを、ROM1202、或いはHD1211、或いはFD1212から読み出して実行することで、前記本実施形態での動作を実現するための制御を行う。   The CPU 1201 comprehensively controls each component connected to the system bus 1204 by executing software stored in the ROM 1202 or the HD 1211 or software supplied from the FD 1212. That is, the CPU 1201 reads out and executes a processing program according to a predetermined processing sequence from the ROM 1202, the HD 1211, or the FD 1212, thereby performing control for realizing the operation in the present embodiment.

RAM1203は、CPU1201の主メモリ或いはワークエリア等として機能する。KBC1205は、KB1209や図示していないポインティングデバイス等からの指示入力を制御する。CRTC1206は、CRT1210の表示を制御する。DKC1207は、ブートプログラム、種々のアプリケーション、編集ファイル、ユーザファイル、ネットワーク管理プログラム、及び本実施形態における所定の処理プログラム等を記憶するHD1211及びFD1212とのアクセスを制御する。NIC1208は、LAN1220上の装置或いはシステムと双方向にデータをやりとりする。   A RAM 1203 functions as a main memory or work area of the CPU 1201. The KBC 1205 controls instruction input from the KB 1209, a pointing device (not shown), or the like. A CRTC 1206 controls display on the CRT 1210. The DKC 1207 controls access to the HD 1211 and the FD 1212 that store a boot program, various applications, an edit file, a user file, a network management program, a predetermined processing program in the present embodiment, and the like. The NIC 1208 exchanges data bidirectionally with a device or system on the LAN 1220.

前記コンピュータに対し、本発明の実施形態である品質予測装置の手段、及び品質予測装置の各工程の機能を実現するための処理を記載したソフトウェアのプログラムを供給して、コンピュータに格納された該プログラムに従って各種デバイスを動作させることによって実施したものは、本発明の範疇に含まれる。   A software program that describes the means of the quality prediction apparatus according to the embodiment of the present invention and the process for realizing the function of each step of the quality prediction apparatus is supplied to the computer, and the program stored in the computer What was implemented by operating various devices according to a program is included in the category of the present invention.

また、この場合、前記ソフトウェアのプログラム自体が上述した実施形態の機能を実現することになり、そのプログラム自体が、本発明の範疇に含まれる。なお、該プログラムコードの伝送媒体として、プログラムを電気信号として伝播させて供給するコンピュータネットワークシステム等の通信媒体を用いることもできる。   In this case, the software program itself realizes the functions of the above-described embodiments, and the program itself is included in the scope of the present invention. As a transmission medium for the program code, a communication medium such as a computer network system that transmits the program as an electric signal can be used.

更に、前記プログラムをコンピュータに供給するための手段、例えばかかるプログラムを格納した記憶媒体も本発明の範疇に含まれる。かかるプログラムコードを記憶する記憶媒体としては、例えばフレキシブルディスク、ハードディスク、光ディスク、光磁気ディスク、CD−ROM、CD−R、磁気テープ、不揮発性のメモリカード、ROM等を用いることができる。   Furthermore, means for supplying the program to a computer, for example, a storage medium storing the program is also included in the scope of the present invention. As a storage medium for storing the program code, for example, a flexible disk, a hard disk, an optical disk, a magneto-optical disk, a CD-ROM, a CD-R, a magnetic tape, a nonvolatile memory card, a ROM, or the like can be used.

以上に述べた本実施形態による、製造プロセスにおける品質予測装置、予測方法、プログラム及びコンピュータ読み取り可能な記録媒体によれば、操業変数と品質変数との間に非線形な特性がある製造プロセスの品質予測を行う関係式を作成するに際して、多変量の操業変数からなる操業変数空間を複数の局所領域に分割して、各局所領域における操業変数と品質変数との関連性を人間が理解可能な数式で表現し、該数式と局所領域の活性度関数の積の和で全体の関係式を算出することで、非線形な特性を有する製造プロセスの品質を高い精度で予測し、更に関係式の内容を人間が理解し易い形式で構築することができる。更に製品の品質が測定された時点で、品質の実績値と関係式による品質予測値に基づき局所関係式の係数を更新することによって、設備の経時変化等に起因して、操業変数と品質変数の関係が変化した場合においても、関係式を自動的に更新して高い予測精度を維持することが可能となる。   According to the quality prediction device, the prediction method, the program, and the computer-readable recording medium in the manufacturing process according to the present embodiment described above, the quality prediction of the manufacturing process having a non-linear characteristic between the operation variable and the quality variable. When creating the relational expression to perform the operation, the operation variable space consisting of multivariate operation variables is divided into multiple local regions, and the relationship between the operation variables and quality variables in each local region is a mathematical formula that can be understood by humans. And the overall relational expression is calculated by the sum of the product of the mathematical formula and the local area activity function, so that the quality of the manufacturing process having nonlinear characteristics can be predicted with high accuracy, and the contents of the relational expression Can be constructed in a format that is easy to understand. Furthermore, when the quality of the product is measured, the operating variables and quality variables are attributed to changes in equipment over time, etc. by updating the coefficients of the local relational expression based on the actual quality value and the quality predicted value based on the relational expression. Even when the relationship changes, the relational expression can be automatically updated to maintain high prediction accuracy.

(第1の実施例)
以下に、鉄鋼製品である薄鋼板の熱間圧延プロセスを対象として、粗圧延出側における被圧延材の板幅と捲取機入側における被圧延材の板幅の変化量を品質とし、操業変数には、被圧延材の目標板幅、目標板厚、等価炭素量、仕上げ圧延出側目標温度、捲き取り目標温度を用いて品質予測を行った実施例を述べる。
(First embodiment)
In the following, for the hot rolling process of thin steel sheets, which are steel products, the amount of change in the strip width of the rolled material on the rough rolling exit side and the strip width of the rolled material on the inlet side of the take-up machine is defined as quality. In the variable, an embodiment is described in which quality prediction is performed using the target plate width, target plate thickness, equivalent carbon amount, finish rolling target temperature, and scraping target temperature of the material to be rolled.

図10は、薄鋼板の熱間圧延プロセスの概略を示す図である。スラブと呼ばれる被圧延材の母材は、加熱炉から抽出された後に、粗圧延にて厚み40〜50mmのバー状に圧延される。粗圧延機の出側には、板幅計が設置されており、この時点での被圧延材の板幅を測定している。次いで被圧延材は、直列に配置された仕上げ圧延機にて連続的に圧延され、その後捲取機にてコイル状に巻き取られる。ここで、捲取機の直前には、捲取板幅計が設置されており、被圧延材が所定の幅の範囲内に入っているかを判定する処理が行われている。捲き取り板幅が所定の範囲にない場合、当該コイルは他の向け先に降格振替、若しくは全量が屑化処理されて大きな損失が発生するため、熱間圧延プロセスにおいては、粗圧延出側と捲き取り入側間の板幅の変動量を品質予測モデルで推定し、この予測結果を粗圧延の目標幅設定値に反映する制御系を用いることで、板幅不良の発生率を低減させている。   FIG. 10 is a diagram showing an outline of a hot rolling process of a thin steel plate. A base material of a material to be rolled, called a slab, is extracted from a heating furnace and then rolled into a bar shape having a thickness of 40 to 50 mm by rough rolling. A sheet width meter is installed on the exit side of the rough rolling mill, and the sheet width of the material to be rolled at this point is measured. Next, the material to be rolled is continuously rolled by a finish rolling mill arranged in series, and then wound into a coil by a winder. Here, immediately before the tapping machine, a tapping plate width meter is installed, and processing for determining whether the material to be rolled is within a predetermined width range is performed. If the strip width is not within the specified range, the coil will be demoted to other destinations, or the entire amount will be scrapped, resulting in a large loss. The amount of fluctuation in the sheet width between the rolling-in sides is estimated with a quality prediction model, and the occurrence rate of sheet width defects is reduced by using a control system that reflects this prediction result in the target width setting value for rough rolling. .

従来は、この板幅の変動量を予測するために、目標板幅、目標板厚、鋼材の等価炭素量を操業変数とした線形重回帰モデルによる板幅変動量予測モデルを作成し、逐次最小二乗法による係数の更新で精度維持を図りつつ予測を行っていた。この従来法に代わり、本発明による板幅変動量予測モデルを適用した。操業変数には、従来の線形重回帰モデルでの変数に加え、仕上げ圧延出側目標温度、捲き取り目標温度を追加してモデルを作成している。図11に、従来方式による板幅の変動量予測の精度と本発明による予測精度を比較するために、予測誤差(=予測値−実績値)の度数分布を示す。予測誤差のバラツキを示す標準偏差は、1.82から1.25に低減し、本発明による予測精度の改善を確認することができた。   Conventionally, in order to predict this variation in sheet width, a sheet width variation prediction model based on a linear multiple regression model with the target sheet width, target sheet thickness, and equivalent carbon content of steel as operational variables was created and The prediction was performed while maintaining accuracy by updating the coefficient by the square method. Instead of this conventional method, a plate width variation prediction model according to the present invention was applied. In addition to the variables in the conventional linear multiple regression model, the model is created by adding the finish rolling target temperature and the scraping target temperature as operation variables. FIG. 11 shows a frequency distribution of prediction errors (= predicted value−actual value) in order to compare the accuracy of predicting the fluctuation amount of the plate width according to the conventional method with the predictive accuracy according to the present invention. The standard deviation indicating the variation in the prediction error was reduced from 1.82 to 1.25, and the improvement of the prediction accuracy according to the present invention could be confirmed.

前記結果を踏まえて、本発明による幅変動予測モデルを継続して運用した結果、板幅不合の発生率が低減し、更に歩留まり向上、製品手入れの省力化、納期遅れの回避等の効果を得ることができた。   Based on the above results, the width fluctuation prediction model according to the present invention is continuously operated, and as a result, the occurrence rate of plate width mismatch is reduced, and further, the yield is improved, the labor for product maintenance is reduced, and the delivery time delay is avoided. I was able to.

(第2の実施例)
次に、鉄鋼製品である薄鋼板の熱間圧延プロセスを対象として、捲き取りにおける鋼板温度を品質(熱延ランアウトテーブル出側での捲き取り温度)とし、操業変数には、被圧延材が精錬工程を終了した時点での溶鋼内のC量、Si量、Mn量、P量、S量、Cu量、Ni量、Cr量、Mo量、Nb量、V量、Ti量、B量、Al量、N量、O量、Ca量、被圧延材の目標板幅、目標板厚、等価炭素量、仕上げ圧延出側目標温度、捲き取り目標温度、圧延速度、冷却水水量密度、冷却水温を用いて品質予測を行った実施例を述べる。
(Second embodiment)
Next, for the hot rolling process of thin steel sheets, which are steel products, the steel sheet temperature in scraping is defined as the quality (scraping temperature at the hot-rolling runout table exit side), and the material to be rolled is refined as the operating variable. C amount, Si amount, Mn amount, P amount, S amount, Cu amount, Ni amount, Cr amount, Mo amount, Nb amount, V amount, Ti amount, B amount, Al in molten steel at the time of completing the process Amount, N amount, O amount, Ca amount, target plate width, target plate thickness, equivalent carbon amount, finish rolling target temperature, scraping target temperature, rolling speed, cooling water density, and cooling water temperature. An embodiment in which quality prediction is performed using the method will be described.

図10における捲取機の位置には、放射温度計による非接触式の温度計が設置されており、薄鋼板の機械特性値等の材質特性に影響を及ぼす重要な管理指標である捲き取り時の鋼板温度を測温している。鋼板温度を所定の範囲に制御するため、仕上圧延機出側から捲き取りに至るまでのランアウトテーブル上には、鋼板に水を散布することによる冷却設備が具備されている。熱間圧延プロセスにおいては、鋼板の成分やサイズ、仕上げ圧延出側や捲き取り等各段階での目標温度、冷却水量密度を入力として、鋼板捲き取り温度を推定する予測モデルを作成し、この予測モデルを用いて捲き取り温度が所定の範囲となる冷却水量密度を算出し、水量密度の設定値を変更する操業が行われる。   A non-contact type thermometer with a radiation thermometer is installed at the position of the scraper in FIG. 10, and is an important management index that affects the material properties such as the mechanical property value of the thin steel plate. The steel plate temperature is measured. In order to control the steel sheet temperature within a predetermined range, a cooling facility by spraying water on the steel sheet is provided on the runout table from the finish rolling mill exit side to the scraping. In the hot rolling process, a prediction model is created to estimate the steel sheet scraping temperature, using the steel sheet composition and size, the target temperature at each stage such as finish rolling and scraping, and cooling water density as inputs. The operation of calculating the cooling water amount density in which the scraping temperature falls within a predetermined range using the model and changing the set value of the water amount density is performed.

従来は、ランアウトテーブル上で鋼板に水を散布した場合の冷却現象を、伝熱方程式に基づく物理モデルで推定を行っていた。この物理モデルに代わり、本発明を適用し、捲き取り温度推定モデルを作成して、実ラインで実施した。その結果、捲き取り温度の予測誤差の標準偏差が改善する効果が得られ、このモデルを継続して運用した結果、捲き取り温度不合の発生率が低減し、更に機械特性値のバラツキ低減による品質改善、歩留まり向上等の効果を得ることができた。   Conventionally, the cooling phenomenon when water is sprayed on a steel plate on a runout table has been estimated using a physical model based on a heat transfer equation. Instead of this physical model, the present invention was applied and a scraping temperature estimation model was created and implemented on an actual line. As a result, the standard deviation of the scraping temperature prediction error is improved, and as a result of continuous operation of this model, the occurrence rate of scraping temperature mismatch is reduced, and the quality due to the reduction in variation in mechanical property values is further reduced. Effects such as improvement and yield improvement could be obtained.

なお、第1の実施形態及び第2の実施形態では、いずれもコンピュータ上のプログラムとして品質予測装置を実現したが、演算装置、メモリ等を組み合わせたハードウェアによって構成されるものであっても良い。また、本発明の品質予測装置は、複数の機器から構成されるものであっても、一つの機器から構成されるものであっても良い。   In both the first embodiment and the second embodiment, the quality prediction device is realized as a program on a computer. However, the quality prediction device may be configured by hardware combining an arithmetic device, a memory, and the like. . Moreover, the quality prediction apparatus of this invention may be comprised from a some apparatus, or may be comprised from one apparatus.

本実施形態の製造プロセスにおける品質予測装置の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the quality prediction apparatus in the manufacturing process of this embodiment. 二次元の操業変数空間を3つの局所領域に分割した分割パターン例を説明する図である。It is a figure explaining the example of a division | segmentation pattern which divided | segmented the two-dimensional operation variable space into three local regions. 一次元の操業変数空間を2つに分割する場合、分割パラメータα値を変更した場合の活性度関数の差異を説明する図である。When dividing a one-dimensional operation variable space into two, it is a figure explaining the difference of the activity function at the time of changing the division | segmentation parameter (alpha) value. 二次元の操業因子空間を3つの領域に分割した活性度関数の例を説明する図である。It is a figure explaining the example of the activity function which divided | segmented the two-dimensional operation factor space into three area | regions. 第2の実施形態の製造プロセスにおける品質予測装置において、局所関係式の係数の初期値、及び分割パターンを算出する場合の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure in the case of calculating the initial value of the coefficient of a local relational expression, and a division | segmentation pattern in the quality prediction apparatus in the manufacturing process of 2nd Embodiment. 二次元の操業変数空間で分割パターンの候補を作成する手順の模式図であり、(a)が操業変数空間が全く分割されていない場合(M=2に分割する場合)を示す図、(b)が操業変数空間が既に3つに分割されている場合(M=4に分割する場合)を示す図である。It is a schematic diagram of the procedure which produces the candidate of a division | segmentation pattern in a two-dimensional operation variable space, (a) is a figure which shows the case where the operation variable space is not divided at all (when dividing to M = 2), (b) ) Is a diagram showing a case where the operation variable space has already been divided into three (when M = 4). 二次元操業因子空間を例として、分割パターンの作成処理を模式的に説明する図である。It is a figure which illustrates typically the creation process of a division | segmentation pattern taking a two-dimensional operation factor space as an example. 実施形態の製造プロセスにおける品質予測方法の処理フローを示す図である。It is a figure which shows the processing flow of the quality prediction method in the manufacturing process of embodiment. 実施形態の製造プロセスにおける品質予測装置として機能し得るコンピュータシステムの一例を示すブロック図である。It is a block diagram which shows an example of the computer system which can function as a quality prediction apparatus in the manufacturing process of embodiment. 薄鋼板の熱間圧延プロセスの概略を示す図である。It is a figure which shows the outline of the hot rolling process of a thin steel plate. 本発明の実施例である板幅の変動量予測モデルの精度を従来方式との比較で示す図であり、(a)が従来の幅変動予測モデルによる予測精度を示す図、(b)が本発明による予測精度を示す図である。It is a figure which shows the precision of the fluctuation amount prediction model of the board width which is an Example of this invention by the comparison with a conventional system, (a) is a figure which shows the prediction precision by the conventional width fluctuation prediction model, (b) is this figure It is a figure which shows the prediction precision by invention.

符号の説明Explanation of symbols

100:製造プロセスにおける品質予測装置
101:操業データ入力部
102:活性度関数記憶部
103:寄与率演算部
104:局所関係式演算部
105:品質予測値算出部
106:品質予測値出力部
107:品質データ入力部
108:局所関係式更新部
200:製造プロセス
301:データ抽出部
302:分割パターン候補作成部
303:活性度関数算出部
304:局所関係式算出部
305:関係式算出部
306:最小誤差関係式選択部
307:学習誤差評価部
400:データベース
100: Quality prediction device 101 in the manufacturing process 101: Operation data input unit 102: Activity function storage unit 103: Contribution rate calculation unit 104: Local relational expression calculation unit 105: Quality prediction value calculation unit 106: Quality prediction value output unit 107: Quality data input unit 108: local relational expression update unit 200: manufacturing process 301: data extraction unit 302: division pattern candidate creation unit 303: activity function calculation unit 304: local relational expression calculation unit 305: relational expression calculation unit 306: minimum Error relational expression selection unit 307: learning error evaluation unit 400: database

Claims (11)

製造プロセスにおける操業変数と品質変数との関係を表す関係式yを、該操業変数を基底ベクトルとする操業変数空間を分割した各局所領域iにおける該操業変数と該品質変数との関係を表す局所関係式yiと、該局所関係式yiの操業変数空間全体上の各点における関係式yへの寄与率を表す活性度関数Φiとの積の、全ての該局所領域iに関する総和で表し、操業変数の実績値である操業データを前記関係式yに入力して品質予測値を算出する製造プロセスにおける品質予測装置であって、
予測対象製品の所定の複数pの操業データを前記製造プロセスから取り出して入力する操業データ入力手段と、
前記操業変数空間を複数M個に分けた前記各局所領域iにおける分割座標情報からなる分割パターンより、該各局所領域iにおける操業変数と品質変数との関係を表す所定の第1の関数形の局所関係式yiの、操業変数空間全体上の各点における関係式yへの寄与率を表す、所定の第2の関数形の活性度関数Φiの係数を算出して記憶する活性度関数記憶手段と、
前記操業データと前記各局所領域iにおける前記活性度関数Φiに基づいて、該操業データに対する品質予測値への該各局所領域iの寄与率を算出する寄与率演算手段と、
前記各局所領域iにおける局所関係式yiの係数の初期値を算出して格納し、前記操業データと該局所関係式yiの係数に基づいて、該局所関係式yiの演算を行う局所関係式演算手段と、
前記局所関係式yiの演算結果と前記操業データに対する品質予測値への各局所領域iの寄与率との積の、全ての前記局所領域iに関する総和を算出して品質予測値とする品質予測値算出手段と、
前記品質予測値を外部に出力する品質予測値出力手段と、
製品の品質が測定された時点で、その品質データを前記製造プロセスから取り出して入力する品質データ入力手段と、
前記品質データと前記品質予測値の差である予測誤差を前記各局所領域iごとに算出し、該予測誤差及び該操業データに対する品質予測値への該各局所領域iの寄与率に基づいて、前記局所関係式yiの係数の値を更新する局所関係式更新手段とを有することを特徴とする製造プロセスにおける品質予測装置。
The relational expression y representing the relationship between the operation variable and the quality variable in the manufacturing process is expressed as a local expression representing the relationship between the operation variable and the quality variable in each local region i obtained by dividing the operation variable space with the operation variable as a basis vector. a relational expression y i, of the product of the activity function [Phi i representing the contribution to equation y at each point on the entire operating variable space of the topical relation y i, the sum of all of said local area i A quality prediction device in a manufacturing process for calculating a quality prediction value by inputting operation data that is a result value of an operation variable into the relational expression y,
Operation data input means for taking out and inputting predetermined plural p operation data of the prediction target product from the manufacturing process;
A predetermined first function form representing a relationship between an operation variable and a quality variable in each local area i based on a division pattern composed of division coordinate information in each local area i obtained by dividing the operation variable space into a plurality of M pieces. An activity function that calculates and stores a coefficient of an activity function Φ i of a predetermined second function form that represents the contribution ratio of the local equation y i to the equation y at each point on the entire operation variable space. Storage means;
Based on the activity function [Phi i in the respective local region i and the operation data, and the contribution ratio calculating means for calculating a contribution ratio of each of the local region i to quality prediction value for該操industry data,
The stored to calculate the initial values of the coefficients of the local equation y i in each local region i, based on the coefficients of the operational data and said local equation y i, topical performing the calculation of the topical relation y i Relational expression calculation means;
Quality prediction that calculates the sum of all the local areas i of the product of the calculation result of the local relational expression y i and the contribution rate of each local area i to the quality prediction value for the operation data to obtain a quality prediction value A value calculating means;
Quality predicted value output means for outputting the quality predicted value to the outside;
When the quality of the product is measured, quality data input means for extracting and inputting the quality data from the manufacturing process;
A prediction error, which is a difference between the quality data and the quality prediction value, is calculated for each local region i, and based on the prediction error and the contribution rate of each local region i to the quality prediction value for the operation data, And a local relational expression updating means for updating a coefficient value of the local relational expression yi .
前記局所関係式yiが、前記複数の操業変数の全て又は少なくとも一つ以上を独立変数とする線形多項式であることを特徴とする請求項1に記載の製造プロセスにおける品質予測装置。 The quality prediction apparatus in the manufacturing process according to claim 1, wherein the local relational expression y i is a linear polynomial having all or at least one of the plurality of operation variables as independent variables. 前記活性度関数Φiが、前記局所領域iの重心に中心を持つ正規分布関数で構成される正規メンバシップ関数であることを特徴とする請求項1又は2に記載の製造プロセスにおける品質予測装置。 The quality predicting device in the manufacturing process according to claim 1, wherein the activity function Φ i is a normal membership function composed of a normal distribution function centered on the center of gravity of the local region i. . 前記局所関係式更新手段は、前記局所領域iにおける更新前の前記線形多項式の係数をWi(T−1)、前記操業データからなるベクトルをu(T)として下式(1)を用いて係数を算出することを特徴とする請求項2又は3に記載の製造プロセスにおける品質予測装置。
Figure 2010115692
The local relational expression update means uses the following expression (1), where W i (T−1) is a coefficient of the linear polynomial before update in the local region i, and u (T) is a vector composed of the operation data. The quality prediction apparatus in the manufacturing process according to claim 2, wherein a coefficient is calculated.
Figure 2010115692
前記局所関係式yiの係数の初期値、及び前記分割パターンは、複数の製品の前記操業データ、及び前記品質データを格納したデータベースより、
(a)所定の選択条件に該当する前記操業データ及び前記品質データを抽出するデータ抽出手段と、
(b)前記操業変数空間を、複数M個の局所領域iに分ける分割パターン候補を、複数p通り作成する分割パターン候補作成手段と、
(c)前記分割パターン候補それぞれの分割座標情報に基づき、前記各局所領域iにおける活性度関数Φiの係数を算出する活性度関数算出手段と、
(d)前記分割パターン候補それぞれについて、前記各局所領域iにおける前記操業データと前記品質データに基づき、前記局所関係式yiの係数を算出する局所関係式算出手段と、
(e)前記分割パターン候補それぞれについて、前記各局所領域の局所関係式yiと活性度関数Φiの積を、全ての該局所領域に関して加算して前記関係式yを算出して、該操業変数空間全体における操業変数と品質変数の関連を表す関係式yを導出する関係式算出手段と、
(f)前記分割パターン候補それぞれに対して導出された前記関係式yに、前記抽出された操業データを入力して品質予測値を算出し、該品質予測値と該抽出された品質データとの差の二乗総和である予測誤差を算出し、該予測誤差の値が最も小さい分割パターン候補を選択する最小誤差関係式選択手段と、
(g)前記最も小さい予測誤差の値を、所定の誤差判定方法で予め設定した誤差判定指標と比較して、収束が十分であるか不十分であるかを判定する学習誤差評価手段とを具備し、
前記収束が不十分なときには、前記最小誤差関係式選択手段で選択された分割パターン候補を基にして、前記複数Mを1増やして、前記(b)〜(g)の手段による一連の処理を繰り返すことによって算出された局所関係式yiの係数の初期値、及び分割パターンであることを特徴とする請求項1〜4のいずれか1項に記載の製造プロセスにおける品質予測装置。
The initial value of the coefficient of the local relational expression y i and the division pattern are obtained from a database storing the operation data and quality data of a plurality of products.
(A) data extraction means for extracting the operation data and the quality data corresponding to a predetermined selection condition;
(B) division pattern candidate creation means for creating a plurality of p division pattern candidates for dividing the operation variable space into a plurality of M local regions i;
(C) an activity function calculating means for calculating a coefficient of the activity function Φ i in each local region i based on the divided coordinate information of each of the divided pattern candidates;
(D) For each of the divided pattern candidates, a local relational expression calculating means for calculating a coefficient of the local relational expression yi based on the operation data and the quality data in each local region i;
(E) For each of the divided pattern candidates, the product of the local relational expression y i of each local area and the activity function Φ i is added for all the local areas to calculate the relational expression y, and the operation A relational expression calculating means for deriving a relational expression y representing the relation between the operation variable and the quality variable in the entire variable space;
(F) The extracted operation data is input to the relational expression y derived for each of the division pattern candidates to calculate a quality prediction value, and the quality prediction value and the extracted quality data are A minimum error relational expression selecting means for calculating a prediction error which is a sum of squares of differences and selecting a division pattern candidate having the smallest value of the prediction error;
(G) learning error evaluation means for comparing the smallest prediction error value with an error determination index set in advance by a predetermined error determination method to determine whether the convergence is sufficient or insufficient. And
When the convergence is insufficient, the plurality of M is incremented by 1 based on the division pattern candidates selected by the minimum error relational expression selection unit, and a series of processing by the units (b) to (g) is performed. 5. The quality prediction apparatus in a manufacturing process according to claim 1, wherein the quality prediction device is an initial value of a coefficient of a local relational expression y i calculated by repetition and a division pattern.
前記製造プロセスは、鉄鋼プロセスであって、前記品質変数は、製品の表面疵、機械強度特性値、形状の平坦度、製品サイズ、内部応力、又はこれら品質に影響を及ぼすプロセス値であることを特徴とする請求項1〜5のいずれか1項に記載の製造プロセスにおける品質予測装置。   The manufacturing process is a steel process, and the quality variable is a product surface defect, mechanical strength characteristic value, shape flatness, product size, internal stress, or a process value that affects the quality. The quality prediction apparatus in the manufacturing process of any one of Claims 1-5 characterized by the above-mentioned. 前記製造プロセスは、鉄鋼製品である薄鋼板の熱間圧延プロセスであって、前記品質は、粗圧延出側の板幅と捲き取り入側における被圧延材の板幅の変化量であり、前記製造プロセスの操業変数は、被圧延材の目標板幅、目標板厚、等価炭素量、仕上げ圧延出側目標温度、捲き取り目標温度から少なくとも一つ以上選択することを特徴とする請求項6に記載の製造プロセスにおける品質予測装置。   The manufacturing process is a hot rolling process of a thin steel plate that is a steel product, and the quality is a change amount of a strip width on a rough rolling exit side and a strip width of a rolled material on a rolling-in side, and the manufacturing The operation variable of the process is selected from at least one of a target plate width, a target plate thickness, an equivalent carbon amount, a finish rolling target temperature, and a scraping target temperature of the material to be rolled. Quality prediction device in the manufacturing process. 前記製造プロセスは、鉄鋼製品である薄鋼板の熱間圧延プロセスであって、前記品質は、熱延ランアウトテーブル出側での捲き取り温度であり、前記製造プロセスの操業変数は、被圧延材が精錬工程を終了した時点での溶鋼内のC量、Si量、Mn量、P量、S量、Cu量、Ni量、Cr量、Mo量、Nb量、V量、Ti量、B量、Al量、N量、O量、Ca量、被圧延材の目標板幅、目標板厚、等価炭素量、仕上げ圧延出側目標温度、捲き取り目標温度、圧延速度、冷却水水量密度、冷却水温から少なくとも一つ以上選択することを特徴とする請求項6に記載の製造プロセスにおける品質予測装置。   The manufacturing process is a hot rolling process of a thin steel plate that is a steel product, the quality is a scraping temperature at the outlet side of the hot rolled runout table, and an operation variable of the manufacturing process is a material to be rolled. C amount, Si amount, Mn amount, P amount, S amount, Cu amount, Ni amount, Cr amount, Mo amount, Nb amount, V amount, Ti amount, B amount in molten steel at the time of finishing the refining process, Al amount, N amount, O amount, Ca amount, target strip width, target plate thickness, equivalent carbon amount, finish rolling target temperature, scraping target temperature, rolling speed, cooling water amount density, cooling water temperature The quality prediction apparatus in the manufacturing process according to claim 6, wherein at least one or more is selected. 製造プロセスにおける操業変数と品質変数との関係を表す関係式yを、該操業変数を基底ベクトルとする操業変数空間を分割した各局所領域iにおける該操業変数と該品質変数との関係を表す局所関係式yiと、該局所関係式yiの操業変数空間全体上の各点における関係式yへの寄与率を表す活性度関数Φiとの積の、全ての該局所領域iに関する総和で表し、操業変数の実績値である操業データを前記関係式yに入力して品質予測値を算出する製造プロセスにおける品質予測方法であって、
予測対象製品の所定の複数pの操業データを前記製造プロセスから取り出して入力する操業データ入力手段を用いて操業データを入力する工程と、
前記操業変数空間を複数M個に分けた前記各局所領域iにおける分割座標情報からなる分割パターンより、該各局所領域iにおける操業変数と品質変数との関係を表す所定の第1の関数形の局所関係式yiの、操業変数空間全体上の各点における関係式yへの寄与率を表す、所定の第2の関数形の活性度関数Φiの係数を算出して記憶する活性度関数記憶手段を用いて活性度関数を記憶する工程と、
前記操業データと前記各局所領域iにおける前記活性度関数Φiに基づいて、該操業データに対する品質予測値への該各局所領域iの寄与率を算出する寄与率演算手段を用いて寄与率を算出する工程と、
前記各局所領域iにおける局所関係式yiの係数の初期値を算出して格納し、前記操業データと該局所関係式yiの係数に基づいて、該局所関係式yiの演算を行う局所関係式演算手段を用いて局所関係式の演算を行う工程と、
前記局所関係式yiの演算結果と前記操業データに対する品質予測値への各局所領域iの寄与率との積の、全ての前記局所領域iに関する総和を算出して品質予測値とする品質予測値算出手段を用いて品質予測値を算出する工程と、
前記品質予測値を外部に出力する品質予測値出力手段を用いて品質予測値を出力する工程と、
製品の品質が測定された時点で、その品質データを前記製造プロセスから取り出して入力する品質データ入力手段を用いて品質データを入力する工程と、
前記品質データと前記品質予測値の差である予測誤差を前記各局所領域iごとに算出し、該予測誤差及び該操業データに対する品質予測値への該各局所領域iの寄与率に基づいて、前記局所関係式yiの係数の値を更新する局所関係式更新手段を用いて局所関係式を更新する工程とを有することを特徴とする製造プロセスにおける品質予測方法。
The relational expression y representing the relationship between the operation variable and the quality variable in the manufacturing process is expressed as a local expression representing the relationship between the operation variable and the quality variable in each local region i obtained by dividing the operation variable space with the operation variable as a basis vector. a relational expression y i, of the product of the activity function [Phi i representing the contribution to equation y at each point on the entire operating variable space of the topical relation y i, the sum of all of said local area i A quality prediction method in a manufacturing process for calculating a quality prediction value by inputting operation data, which is an actual value of an operation variable, into the relational expression y,
A step of inputting operation data using operation data input means for taking out and inputting predetermined plural p operation data of the prediction target product from the manufacturing process;
A predetermined first function form representing a relationship between an operation variable and a quality variable in each local area i based on a division pattern composed of division coordinate information in each local area i obtained by dividing the operation variable space into a plurality of M pieces. An activity function that calculates and stores a coefficient of an activity function Φ i of a predetermined second function form that represents the contribution ratio of the local equation y i to the equation y at each point on the entire operation variable space. Storing an activity function using storage means;
Based on the activity function [Phi i in the respective local region i and the operational data, the contribution ratio with the contribution ratio calculating means for calculating a contribution ratio of each of the local region i to quality prediction value for該操Industry Data A calculating step;
The stored to calculate the initial values of the coefficients of the local equation y i in each local region i, based on the coefficients of the operational data and said local equation y i, topical performing the calculation of the topical relation y i A step of calculating a local relational expression using a relational expression calculating means;
Quality prediction that calculates the sum of all the local areas i of the product of the calculation result of the local relational expression y i and the contribution rate of each local area i to the quality prediction value for the operation data to obtain a quality prediction value Calculating a quality predicted value using a value calculating means;
Outputting a quality prediction value using quality prediction value output means for outputting the quality prediction value to the outside;
When the quality of the product is measured, the step of inputting the quality data using quality data input means for taking out and inputting the quality data from the manufacturing process;
A prediction error, which is a difference between the quality data and the quality prediction value, is calculated for each local region i, and based on the prediction error and the contribution rate of each local region i to the quality prediction value for the operation data, And a step of updating the local relational expression using local relational expression updating means for updating the value of the coefficient of the local relational expression y i .
製造プロセスにおける操業変数と品質変数との関係を表す関係式yを、該操業変数を基底ベクトルとする操業変数空間を分割した各局所領域iにおける該操業変数と該品質変数との関係を表す局所関係式yiと、該局所関係式yiの操業変数空間全体上の各点における関係式yへの寄与率を表す活性度関数Φiとの積の、全ての該局所領域iに関する総和で表し、操業変数の実績値である操業データを前記関係式yに入力して品質予測値を算出するためのプログラムであって、
予測対象製品の所定の複数pの操業データを前記製造プロセスから取り出して入力する操業データ入力処理と、
前記操業変数空間を複数M個に分けた前記各局所領域iにおける分割座標情報からなる分割パターンより、該各局所領域iにおける操業変数と品質変数との関係を表す所定の第1の関数形の局所関係式yiの、操業変数空間全体上の各点における関係式yへの寄与率を表す、所定の第2の関数形の活性度関数Φiの係数を算出して記憶する活性度関数記憶処理と、
前記操業データと前記各局所領域iにおける前記活性度関数Φiに基づいて、該操業データに対する品質予測値への該各局所領域iの寄与率を算出する寄与率演算処理と、
前記各局所領域iにおける局所関係式yiの係数の初期値を算出して格納し、前記操業データと該局所関係式yiの係数に基づいて、該局所関係式yiの演算を行う局所関係式演算処理と、
前記局所関係式yiの演算結果と前記操業データに対する品質予測値への各局所領域iの寄与率との積の、全ての前記局所領域iに関する総和を算出して品質予測値とする品質予測値算出処理と、
前記品質予測値を外部に出力する品質予測値出力処理と、
製品の品質が測定された時点で、その品質データを前記製造プロセスから取り出して入力する品質データ入力処理と、
前記品質データと前記品質予測値の差である予測誤差を前記各局所領域iごとに算出し、該予測誤差及び該操業データに対する品質予測値への該各局所領域iの寄与率に基づいて、前記局所関係式yiの係数の値を更新する局所関係式更新処理とをコンピュータに実行させるためのプログラム。
The relational expression y representing the relationship between the operation variable and the quality variable in the manufacturing process is expressed as a local expression representing the relationship between the operation variable and the quality variable in each local region i obtained by dividing the operation variable space with the operation variable as a basis vector. a relational expression y i, of the product of the activity function [Phi i representing the contribution to equation y at each point on the entire operating variable space of the topical relation y i, the sum of all of said local area i A program for calculating a quality prediction value by inputting operation data, which is an actual value of an operation variable, into the relational expression y,
Operation data input processing for extracting and inputting predetermined plural p operation data of the prediction target product from the manufacturing process;
A predetermined first function form representing a relationship between an operation variable and a quality variable in each local area i based on a division pattern composed of division coordinate information in each local area i obtained by dividing the operation variable space into a plurality of M pieces. An activity function that calculates and stores a coefficient of an activity function Φ i of a predetermined second function form that represents the contribution ratio of the local equation y i to the equation y at each point on the entire operation variable space. Amnestics,
Based on the activity function [Phi i in the respective local region i and the operation data, and the contribution ratio calculation process for calculating the contribution ratio of each of the local region i to quality prediction value for該操industry data,
The stored to calculate the initial values of the coefficients of the local equation y i in each local region i, based on the coefficients of the operational data and said local equation y i, topical performing the calculation of the topical relation y i Relational expression processing,
Quality prediction that calculates the sum of all the local areas i of the product of the calculation result of the local relational expression y i and the contribution rate of each local area i to the quality prediction value for the operation data to obtain a quality prediction value Value calculation processing,
A quality prediction value output process for outputting the quality prediction value to the outside;
When the quality of the product is measured, a quality data input process for extracting and inputting the quality data from the manufacturing process;
A prediction error, which is a difference between the quality data and the quality prediction value, is calculated for each local region i, and based on the prediction error and the contribution rate of each local region i to the quality prediction value for the operation data, A program for causing a computer to execute a local relational expression update process for updating a coefficient value of the local relational expression y i .
請求項10に記載のプログラムを記録したことを特徴とするコンピュータ読み取り可能な記録媒体。   A computer-readable recording medium on which the program according to claim 10 is recorded.
JP2008291447A 2008-11-13 2008-11-13 Quality prediction apparatus, prediction method, program, and computer-readable recording medium in manufacturing process Active JP5195331B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2008291447A JP5195331B2 (en) 2008-11-13 2008-11-13 Quality prediction apparatus, prediction method, program, and computer-readable recording medium in manufacturing process

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2008291447A JP5195331B2 (en) 2008-11-13 2008-11-13 Quality prediction apparatus, prediction method, program, and computer-readable recording medium in manufacturing process

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2010115692A true JP2010115692A (en) 2010-05-27
JP5195331B2 JP5195331B2 (en) 2013-05-08

Family

ID=42303668

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2008291447A Active JP5195331B2 (en) 2008-11-13 2008-11-13 Quality prediction apparatus, prediction method, program, and computer-readable recording medium in manufacturing process

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP5195331B2 (en)

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101916080A (en) * 2010-07-15 2010-12-15 首钢总公司 System and method thereof for carrying out real-time online calculation on titanium balance of blast furnace
JP2012027683A (en) * 2010-07-23 2012-02-09 Nippon Steel Corp Quality prediction device, quality prediction method, program and computer readable recording medium
JP2019214066A (en) * 2018-06-13 2019-12-19 日本製鉄株式会社 Plate crown calculation device, plate crown calculating method, computer program, and computer-readable storage medium
JP2020069600A (en) * 2018-10-31 2020-05-07 株式会社ジェイテクト Machine tool
KR20210146466A (en) * 2020-05-26 2021-12-06 부곡스텐레스(주) Automatic Control System for Drawing Machine Using Load Cell
CN117055487A (en) * 2023-08-24 2023-11-14 北京科技大学 Two-roller skew rolling perforation parameter optimization method based on mechanism data hybrid driving

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003141215A (en) * 2001-11-02 2003-05-16 Nippon Steel Corp Operation analyzing device, method, computer program and computer readable storage medium, in manufacturing process
JP2005297015A (en) * 2004-04-13 2005-10-27 Toshiba Mitsubishi-Electric Industrial System Corp Winding temperature controller
JP2005337186A (en) * 2004-05-31 2005-12-08 Denso Corp Controller for internal combustion engine
JP2007050413A (en) * 2005-08-16 2007-03-01 Jfe Steel Kk Method and apparatus for controlling steel sheet width
JP2007140694A (en) * 2005-11-15 2007-06-07 Nippon Steel Corp Device and method for analyzing relevance of operation and quality in manufacturing process, computer program and computer-readable recording medium
JP2009151383A (en) * 2007-12-18 2009-07-09 Nippon Steel Corp Analyzer for analyzing relation between operation and quality in production process, analytical method, program, and computer-readable recording medium

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003141215A (en) * 2001-11-02 2003-05-16 Nippon Steel Corp Operation analyzing device, method, computer program and computer readable storage medium, in manufacturing process
JP2005297015A (en) * 2004-04-13 2005-10-27 Toshiba Mitsubishi-Electric Industrial System Corp Winding temperature controller
JP2005337186A (en) * 2004-05-31 2005-12-08 Denso Corp Controller for internal combustion engine
JP2007050413A (en) * 2005-08-16 2007-03-01 Jfe Steel Kk Method and apparatus for controlling steel sheet width
JP2007140694A (en) * 2005-11-15 2007-06-07 Nippon Steel Corp Device and method for analyzing relevance of operation and quality in manufacturing process, computer program and computer-readable recording medium
JP2009151383A (en) * 2007-12-18 2009-07-09 Nippon Steel Corp Analyzer for analyzing relation between operation and quality in production process, analytical method, program, and computer-readable recording medium

Cited By (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101916080A (en) * 2010-07-15 2010-12-15 首钢总公司 System and method thereof for carrying out real-time online calculation on titanium balance of blast furnace
JP2012027683A (en) * 2010-07-23 2012-02-09 Nippon Steel Corp Quality prediction device, quality prediction method, program and computer readable recording medium
JP2019214066A (en) * 2018-06-13 2019-12-19 日本製鉄株式会社 Plate crown calculation device, plate crown calculating method, computer program, and computer-readable storage medium
JP7052579B2 (en) 2018-06-13 2022-04-12 日本製鉄株式会社 Plate crown arithmetic unit, plate crown arithmetic unit, computer program, and computer-readable storage medium
JP2020069600A (en) * 2018-10-31 2020-05-07 株式会社ジェイテクト Machine tool
CN111113149A (en) * 2018-10-31 2020-05-08 株式会社捷太格特 Machine tool
JP7305945B2 (en) 2018-10-31 2023-07-11 株式会社ジェイテクト Machine Tools
KR20210146466A (en) * 2020-05-26 2021-12-06 부곡스텐레스(주) Automatic Control System for Drawing Machine Using Load Cell
KR102358954B1 (en) * 2020-05-26 2022-02-08 부곡스텐레스(주) Automatic Control System for Drawing Machine Using Load Cell
CN117055487A (en) * 2023-08-24 2023-11-14 北京科技大学 Two-roller skew rolling perforation parameter optimization method based on mechanism data hybrid driving
CN117055487B (en) * 2023-08-24 2024-04-16 北京科技大学 Two-roller skew rolling perforation parameter optimization method based on mechanism data hybrid driving

Also Published As

Publication number Publication date
JP5195331B2 (en) 2013-05-08

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5604945B2 (en) Quality prediction apparatus, quality prediction method, computer program, and computer-readable recording medium
TWI554340B (en) Rolling simulation device
JP5434837B2 (en) Quality prediction apparatus, quality prediction method, program, and computer-readable recording medium
JP5195331B2 (en) Quality prediction apparatus, prediction method, program, and computer-readable recording medium in manufacturing process
JP6922675B2 (en) Manufacturing process state predictors, methods and programs, and manufacturing process control systems
JP5068637B2 (en) Operation and quality related analysis apparatus, analysis method, program, and computer-readable recording medium in manufacturing process
JP5516390B2 (en) Quality prediction apparatus, quality prediction method, program, and computer-readable recording medium
JP5003483B2 (en) Material prediction and material control device for rolling line
JP2008112288A (en) Prediction type creation device, result prediction device, quality design device, prediction type creation method and method for manufacturing product
JP6439780B2 (en) Magnetic property prediction device and magnetic property control device for electrical steel sheet
KR20080071607A (en) Prediction formula making device and prediction formula making method
JP5704040B2 (en) Product quality management method and product quality management device
JP5867349B2 (en) Quality prediction apparatus, operation condition determination method, quality prediction method, computer program, and computer-readable storage medium
Xing et al. Hybrid intelligent parameter estimation based on grey case-based reasoning for laminar cooling process
JP5962290B2 (en) Steel heat transfer coefficient prediction apparatus and cooling control method
JP5817450B2 (en) Thick plate width control method
JP5375507B2 (en) Quality prediction apparatus, quality prediction method, program, and computer-readable recording medium
JP6508185B2 (en) Result prediction device and result prediction method
JP5488140B2 (en) Quality prediction apparatus, quality prediction method, computer program, and computer-readable recording medium
JP5682131B2 (en) Steel material prediction device
JP5375506B2 (en) Quality prediction apparatus, quality prediction method, program, and computer-readable recording medium
JP7449776B2 (en) Hot rolling line control system and hot rolling line control method
JP2006309709A (en) Result prediction device, control device and quality design device
JP5007630B2 (en) Product quality control method and control device
JP2010207900A (en) Method of predicting deformation resistance in hot rolling

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20110215

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20120516

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20120522

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20120719

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20130108

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20130121

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20160215

Year of fee payment: 3

R151 Written notification of patent or utility model registration

Ref document number: 5195331

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R151

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20160215

Year of fee payment: 3

S533 Written request for registration of change of name

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313533

R350 Written notification of registration of transfer

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350