JP2022000535A - Method for generating coating weight prediction model, method for predicting plating coating weight, method for controlling plating coating weight, method for manufacturing hot-dip metal coated steel sheet, device for performing them and method for generating quality prediction model - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、製造された製品の品質を予想する技術に関する。本発明は、例えば、溶融亜鉛めっき鋼板などの溶融めっき鋼板の製造に関する技術に用いられる技術である。 The present invention relates to a technique for predicting the quality of manufactured products. The present invention is a technique used in a technique for manufacturing a hot-dip galvanized steel sheet such as a hot-dip galvanized steel sheet.
従来、亜鉛めっき鋼板の付着量予測は、物理モデルに基づく予測モデル式(数値計算式)を用いて演算される(例えば、非特許文献1、特許文献1)。
また、特許文献2には、各種の実績データを入力項目とし、ワイピングノズル出力(ノズルの操業条件)を出力項目としたデータをデータベースに蓄えておき、これからめっきする材料に対する要求点を選択し、選択した近傍データに基づき局所モデル(重回帰モデル)を作成する。そして、作成した局所モデルに要求点を代入して、これからめっきする鋼板のためのワイピングノズル出力を決定することでめっき付着量を制御する、ことが記載されている。
Conventionally, the prediction of the adhesion amount of a galvanized steel sheet is calculated using a prediction model formula (numerical calculation formula) based on a physical model (for example, Non-Patent Document 1 and Patent Document 1).
Further, in
物理モデルに基づく予測モデル(数値計算式)で付着量を予測した場合、モデルそのものが誤差を有しているため、更なる予測精度の向上が求められている。
例えば、連続亜鉛めっき鋼板の製造においては、先行材の尾端部と後行材の先端部を溶接しながら連続して鋼板のめっき処理が実行される。そして、付着量変更点の直後近傍においては、例えば、先行材に対する後行材の学習値を用いて変更直後に対応しているが、予測誤差が大きいほど付着量誤差が発生しやすくなる。このとき、操業条件に合わせた細かいプリセットテーブルを作成すれば解決できる可能性がある。しかし、そのためには、大量の開発時間を要する上に、操業の変化に応じたメンテナンスが必要である。
When the amount of adhesion is predicted by a prediction model (numerical calculation formula) based on a physical model, the model itself has an error, so that further improvement in prediction accuracy is required.
For example, in the production of a continuous galvanized steel sheet, the plating process of the steel sheet is continuously executed while welding the tail end portion of the leading material and the tip end portion of the trailing material. Then, in the vicinity immediately after the change in the adhesion amount, for example, the learning value of the trailing material with respect to the preceding material is used to correspond immediately after the change, but the larger the prediction error is, the more likely the adhesion amount error is to occur. At this time, it may be possible to solve the problem by creating a detailed preset table that matches the operating conditions. However, this requires a large amount of development time and maintenance in response to changes in operations.
また近年、表面外観を美麗にする目的で、ワイピングノズル出力において、ワイピング温度を高温(亜鉛の融点を超える温度(500℃程度))に且つ吐出圧を低圧としてめっき付着処理を実行する技術がある。この技術に対応した物理モデル式は確立されておらず、従来の物理モデルをベースに、一部定数を高温向けに変化させて付着量予測値を求めることが試行されている状態である。 Further, in recent years, for the purpose of beautifying the surface appearance, there is a technique for performing plating adhesion treatment at a wiping nozzle output with a high wiping temperature (a temperature exceeding the melting point of zinc (about 500 ° C.)) and a low discharge pressure. .. The physical model formula corresponding to this technique has not been established, and it is being tried to obtain the predicted value of the adhesion amount by changing a part of the constants for high temperature based on the conventional physical model.
本発明は、上記のような点に着目してなされたもので、仮にワイピング出力を高温・低圧にした連続溶融めっき鋼板の製造であっても、めっき付着量の予測精度が向上可能な技術を提供することを目的としている。 The present invention has been made by paying attention to the above points, and a technique capable of improving the prediction accuracy of the plating adhesion amount even in the production of a continuous hot-dip galvanized steel sheet having a high temperature and low pressure wiping output. The purpose is to provide.
課題を解決するために、本発明の一態様は、めっき浴に浸漬後の被めっき鋼板の表面に対しワイピングノズルからワイピングガスを噴射してめっき付着量を調整する付着調整工程を備えた溶融めっき鋼板の製造設備における、上記付着調整工程後のめっき付着量を予測するための付着量予測モデルの生成方法であって、被めっき鋼板に関する鋼板情報から選択した1以上のデータ及びワイピングノズルに関するノズル操業情報から選択した1以上のデータを含む入力操業情報のデータと、その入力操業情報のデータを用いた上記付着調整工程後のめっき付着量の実績データとを有する学習用データを、複数組、取得し、取得した学習用データを用いた機械学習により、上記入力操業情報のデータの少なくとも一部を入力データに含み、めっき付着量を出力データとする付着量予測モデルを生成する、ことを要旨とする。
上記機械学習による入力データの1つとして、上記鋼板情報から選択した1以上のデータ及び上記ノズル操業情報から選択した1以上のデータを入力データに含み、めっき付着量を出力データとして演算するための物理モデルに基づく数値計算式を用いて演算しためっき付着量を有しても良い。
In order to solve the problem, one aspect of the present invention is hot-dip plating provided with an adhesion adjustment step of injecting a wiping gas from a wiping nozzle onto the surface of a steel plate to be plated after being immersed in a plating bath to adjust the amount of plating adhesion. It is a method of generating an adhesion amount prediction model for predicting the plating adhesion amount after the adhesion adjustment step in a steel plate manufacturing facility, and one or more data selected from the steel plate information regarding the steel plate to be plated and a nozzle operation related to a wiping nozzle. Acquire a plurality of sets of learning data having input operation information data including one or more data selected from the information and actual data of the plating adhesion amount after the adhesion adjustment step using the input operation information data. The gist is to generate an adhesion amount prediction model that includes at least a part of the above input operation information data in the input data and uses the plating adhesion amount as output data by machine learning using the acquired learning data. do.
As one of the input data by the machine learning, one or more data selected from the steel plate information and one or more data selected from the nozzle operation information are included in the input data, and the plating adhesion amount is calculated as output data. It may have a plating adhesion amount calculated by using a numerical calculation formula based on a physical model.
また、本発明の態様は、めっき浴に浸漬後の被めっき鋼板の表面に対しワイピングノズルからワイピングガスを噴射してめっき付着量を調整する付着調整工程を備えた溶融めっき鋼板の製造設備における、上記付着調整工程後のめっき付着量を予測する、めっき付着量の予測方法であって、上記態様の付着量予測モデルの生成方法で生成した付着量予測モデルを用いて、めっき付着量を予測することを要旨とする。 Further, an aspect of the present invention is in a hot-dip plated steel sheet manufacturing facility provided with an adhesion adjusting step of injecting a wiping gas from a wiping nozzle onto the surface of a steel sheet to be plated after being immersed in a plating bath to adjust the amount of plating adhesion. It is a method for predicting the amount of plating adhesion after the above-mentioned adhesion adjustment step, and predicts the amount of plating adhesion by using the adhesion amount prediction model generated by the method for generating the adhesion amount prediction model of the above-described embodiment. The gist is that.
また、本発明の態様は、めっき浴に浸漬後の被めっき鋼板の表面に対しワイピングノズルからワイピングガスを噴射してめっき付着量を調整する付着調整工程を備えた溶融めっき鋼板の製造設備における、上記付着調整工程後のめっき付着量を制御する、めっき付着量制御方法であって、溶融めっき鋼板の製造は、先行材の尾端部と後行材の先端部とを溶接によって接続して被めっき鋼板を連続して搬送し、後行材に対する上記付着調整工程を実行する前に、後行材の鋼板情報の少なくとも一部を含む後行材に設定した設定操業情報と、上記態様の付着量予測モデルの生成方法で生成した付着量予測モデルとを用いて、後行材へのめっき付着量の予測値を算出する予測値算出工程と、算出した付着量の予測値と予め設定した付着用目標値との偏差に基づき、上記偏差が小さくなる方向に、後行材に対するワイピングノズルに関する操業情報を再設定する再設定工程と、を実行することを要旨とする。 Further, an aspect of the present invention is in a hot-dip plated steel plate manufacturing facility provided with an adhesion adjusting step of injecting a wiping gas from a wiping nozzle onto the surface of the steel plate to be plated after being immersed in a plating bath to adjust the amount of plating adhesion. It is a plating adhesion amount control method that controls the plating adhesion amount after the adhesion adjustment step. In the production of a hot-dip plated steel plate, the tail end of the preceding material and the tip of the following material are connected by welding and covered. Before the plated steel plate is continuously conveyed and the adhesion adjusting step for the trailing material is executed, the set operation information set for the trailing material including at least a part of the steel plate information of the trailing material and the adhesion of the above-mentioned embodiment are performed. Using the adhesion amount prediction model generated by the amount prediction model generation method, the prediction value calculation process for calculating the prediction value of the plating adhesion amount to the trailing material, the calculated adhesion amount prediction value, and the preset adhesion The gist is to execute the resetting step of resetting the operation information regarding the wiping nozzle for the trailing material in the direction in which the deviation becomes smaller based on the deviation from the target value.
また、本発明の態様は、めっき浴に浸漬後の被めっき鋼板の表面に対しワイピングノズルからワイピングガスを噴射してめっき付着量を調整する付着調整工程を備えた溶融めっき鋼板の製造方法であって、上記態様の付着量制御方法でめっき付着量を調整することを要旨とする。 Further, an aspect of the present invention is a method for manufacturing a hot-dip galvanized steel sheet, which comprises an adhesion adjusting step of injecting a wiping gas from a wiping nozzle onto the surface of a steel sheet to be plated after being immersed in a plating bath to adjust the amount of plating adhesion. Therefore, the gist is to adjust the plating adhesion amount by the adhesion amount control method of the above aspect.
また、発明の態様は、設定された操業条件のデータで製造装置の操業を実行して、被加工品を製品に加工する加工工程における、上記製造された製品に要求される複数の品質から選択した品質である選択品質を予測するための品質予測モデルの生成方法であって、上記被加工品に関する情報から選択した1以上のデータ及び上記操業条件から選択した1以上のデータを含む入力操業情報のデータと、その入力操業情報のデータを用いた上記加工工程後の製品の上記選択品質に関する実績データとを有する学習用データを、複数組、取得し、取得した学習用データを用いた機械学習により、上記入力操業情報のデータの少なくとも一部を入力データに含み、上記選択品質に関するデータを出力データとする品質予測モデルを生成し、上記被加工品に関する情報から選択した1以上のデータ及び上記操業条件から選択した1以上のデータを入力データに含む、ことを要旨とする。
上記選択品質に関するデータを出力データとして演算するための物理モデルに基づく数値計算式を用いて演算した上記選択品質に関するデータを、上記機械学習による入力データの1つとしても良い。
Further, the aspect of the invention is selected from a plurality of qualities required for the manufactured product in the processing process of processing the workpiece into a product by executing the operation of the manufacturing apparatus with the data of the set operating conditions. It is a method of generating a quality prediction model for predicting the selected quality, which is the selected quality, and is input operation information including one or more data selected from the information on the workpiece and one or more data selected from the above operating conditions. A plurality of sets of learning data having the data of the above and the actual data regarding the selection quality of the product after the processing process using the input operation information data are acquired, and the machine learning using the acquired learning data. As a result, a quality prediction model is generated in which at least a part of the data of the input operation information is included in the input data and the data related to the selected quality is used as the output data, and one or more data selected from the information related to the workpiece and the above are described. The gist is to include one or more data selected from the operating conditions in the input data.
The data related to the selected quality calculated by using the numerical calculation formula based on the physical model for calculating the data related to the selected quality as the output data may be used as one of the input data by the machine learning.
本発明の態様によれば、仮にワイピングガスの温度をめっき液の溶融点以上の高温に設定する連続溶融めっき鋼板の製造であっても、めっき付着量の予測精度を向上することが可能となる。この結果、本発明の態様によれば、高品質の連続溶融めっき鋼板を製造可能とある。
ここで、溶融めっき付着量(選択品質)を予測する機械学習モデルの一説明変数(入力データ)として、物理モデル式の計算結果を採用する場合には、機械学習を完全なブラックボックス計算とするのではなく、物理的根拠を含めて機械学習による予測モデルを生成可能となる。
According to the aspect of the present invention, it is possible to improve the prediction accuracy of the plating adhesion amount even in the production of a continuous hot-dip galvanized steel sheet in which the temperature of the wiping gas is set to a high temperature equal to or higher than the melting point of the plating solution. .. As a result, according to the aspect of the present invention, it is possible to manufacture a high quality continuously hot-dip galvanized steel sheet.
Here, when the calculation result of the physical model formula is adopted as one explanatory variable (input data) of the machine learning model for predicting the amount of hot-dip plating adhesion (selective quality), the machine learning is regarded as a complete black box calculation. Instead, it is possible to generate a prediction model by machine learning including physical grounds.
また、機械学習モデルの一説明変数として、物理モデル式の計算結果を採用した場合には、物理モデル自体に誤差を有していても、その誤差を小さくした機械学習モデルを得ることが可能となる。なお、機械学習モデルの生成はオフライン処理であるため、時間が掛かる詳細な物理モデルを設定して用いることも可能となる。
また、本発明の態様によれば、例えば、物理モデル式にどういった成分が足りていないのか、を分析しつつ機械学習モデルを組むことができる上に、物理モデル式もある程度の精度を有しているので、その他の説明変数を補正として用いることができ、結果として予測精度の向上を見込むことができる。
また、説明変数に亜鉛鋼板の反り成分やワイピングガス温度を含める場合には、従来の物理モデルでは表現できないが、付着量に関係する見込みのある成分を取り込むことができるようになる。
In addition, when the calculation result of the physical model formula is adopted as one explanatory variable of the machine learning model, even if the physical model itself has an error, it is possible to obtain a machine learning model with the error reduced. Become. Since the generation of the machine learning model is an offline process, it is possible to set and use a detailed physical model that takes time.
Further, according to the aspect of the present invention, for example, it is possible to form a machine learning model while analyzing what kind of component is insufficient in the physical model formula, and the physical model formula also has a certain degree of accuracy. Therefore, other explanatory variables can be used as corrections, and as a result, improvement in prediction accuracy can be expected.
In addition, when the warp component of the galvanized steel sheet and the wiping gas temperature are included in the explanatory variables, it becomes possible to incorporate components that are likely to be related to the amount of adhesion, although it cannot be expressed by the conventional physical model.
次に、本発明の実施形態について図面を参照しつつ説明する。
本実施形態では、設定された操業条件のデータで製造装置の操業を実行して、被加工品を製品に加工する加工工程を有する製造設備として、連続溶融めっき鋼板の製造設備を例に挙げる。本発明は、被加工品を製品に加工する処理を物理モデルで表現可能であれば、溶融めっき鋼板以外の製品を加工する製造装置を用いた製造設備に対しても適用可能である。本発明は、溶融めっき鋼板の製造に好適な技術である。
また、本実施形態では、溶融めっきとして溶融亜鉛めっきを例にして説明する。
Next, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
In the present embodiment, a continuous hot-dip galvanized steel sheet manufacturing facility is taken as an example as a manufacturing facility having a processing process for processing a workpiece into a product by executing the operation of the manufacturing apparatus with the data of the set operating conditions. The present invention is also applicable to a manufacturing facility using a manufacturing apparatus for processing a product other than a hot-dip galvanized steel sheet, as long as the process of processing the workpiece into a product can be expressed by a physical model. The present invention is a technique suitable for manufacturing a hot-dip galvanized steel sheet.
Further, in the present embodiment, hot-dip galvanizing will be described as an example of hot-dip plating.
(構成)
図1は、連続亜鉛めっき鋼板の製造設備における、付着調整工程の処理を実行する装置周りの構成例を示す図である。付着調整工程(加工工程)は、めっき浴に浸漬後の被めっき鋼板10の表面に対しワイピングノズル6からワイピングガスを噴射してめっき付着量を調整する加工処理を実行する工程である。
連続亜鉛めっき鋼板の製造設備は、図1に示すように、溶接装置1、焼鈍炉3、めっき浴5を収容しためっき浴槽4、ワイピングノズル6、めっき付着量計7を備える。また、鋼板搬送のパスラインに沿って、ワイピングノズル6とめっき付着量計7との間に、合金化炉、及び冷却帯が配置されている。
(composition)
FIG. 1 is a diagram showing a configuration example around an apparatus for executing a process of an adhesion adjusting step in a continuous galvanized steel sheet manufacturing facility. The adhesion adjusting step (processing step) is a step of executing a processing process of injecting a wiping gas from the wiping nozzle 6 onto the surface of the
As shown in FIG. 1, the continuous galvanized steel sheet manufacturing equipment includes a welding device 1, a quenching
溶接装置1は、先行材(先行コイル)の尾端部と後行材(後行コイル)の先端部を溶接する装置である。溶接装置1で、順次、材料が接続されることで、連続して被めっき鋼板10が構成され、当該被めっき鋼板10は、連続して付着調整工程に搬送可能となっている。
なお、溶接の際に、先行材の尾端部と後行材の先端部の位置の搬送を一時停止するが、その停止は、ルーパー装置によって吸収されて、鋼板に対する、加熱処理やめっきの付着等の処理は、連続して実行可能となっている。
The welding device 1 is a device for welding the tail end portion of the leading material (leading coil) and the tip end portion of the trailing material (following coil). By sequentially connecting the materials in the welding apparatus 1, the
At the time of welding, the transfer of the positions of the tail end of the leading material and the tip of the trailing material is temporarily stopped, but the stop is absorbed by the looper device and heat treatment or plating adheres to the steel sheet. Etc. can be continuously executed.
被めっき鋼板10は、連続して、焼鈍炉3に過熱された後に、めっき浴5に浸漬することで、被めっき鋼板10の表面にめっきが付着してめっき層が形成される。続いて、被めっき鋼板10は、めっき湯面の上方に搬送され、浴槽4の上方にあるワイピングノズル6からのワイピングガスによって、めっき付着量(めっき層の厚さ)が目標付着量に制御される。その後、被めっき鋼板10は、合金化炉で加熱されて合金化処理が施され、続いて冷却帯で冷却処理が実行されてめっきが定着した後に、めっき付着量計7によって、鋼板へのめっき付着量が計測される。
The
上記のワイピングノズル6は、図2に示すように、浴槽4内のロール4aで搬送方向が上方に変更された被めっき鋼板10の両面に対向する位置に配置されている。ワイピングノズル6は、鋼板表面に向けてワイピングガスを噴射可能となっている。
また、ワイピングノズル6の駆動部として、高さ調整用アクチュエータ20、鋼板に対する距離を調整するノズル間隔調整用アクチュエータ21、ノズル角度調整用アクチュエータ22を備える。
As shown in FIG. 2, the wiping nozzle 6 is arranged at a position facing both sides of the
Further, as a driving unit of the wiping nozzle 6, a
高さ調整用アクチュエータ20は、ワイピングノズル6を上下方向に移動させて、めっき浴5の上面からの離隔高さを調整する装置である。ノズル間隔調整用アクチュエータ21は、ワイピングノズル6を、鋼板に対し接近・離隔する横方向に移動させて、鋼板からの離隔量を調整する装置である。高さ調整用アクチュエータ20及びノズル間隔調整用アクチュエータ21は、1つのアクチュエータで構成されていてもよい。ノズル角度調整用アクチュエータ22は、ワイピングノズル6における、鋼板表面に対する噴射方向の角度(噴射角)を、上下方向に変更して、鋼板表面に直交する方向に対する噴射角の傾きを調整するアクチュエータである。
The
また、ワイピングノズル6にガスを供給する供給管路には、圧力計23や温度計24が介装し、また、供給管路を介して供給されるガスの圧力を制御するガス圧調整装置25を有する。また、ガス温度を目標温度に調整する加熱装置も備える。
ここで、本実施形態では、ワイピング温度を高温(亜鉛の融点を超える温度(500℃程度))に制御する場合とする。
A
Here, in the present embodiment, it is assumed that the wiping temperature is controlled to a high temperature (a temperature exceeding the melting point of zinc (about 500 ° C.)).
(めっき制御装置30)
また、本実施形態の連続溶融めっき鋼板の製造設備は、めっき制御装置30を有する。
めっき制御装置30は、連続して搬送されてくる鋼板へのめっき付着制御を実行する。
本実施形態のめっき制御装置30は、図3に示すように、付着量予測モデルの生成装置31、めっき付着量の予測装置32、めっき付着量制御装置33を備える。
(Plating control device 30)
Further, the continuous hot-dip galvanized steel sheet manufacturing equipment of the present embodiment has a
The
As shown in FIG. 3, the
(付着量予測モデルの生成装置31)
付着量予測モデルの生成装置31は、めっき浴に浸漬後の被めっき鋼板10の表面に対しワイピングノズル6からワイピングガスを噴射してめっき付着量を調整する付着調整工程を備えた溶融めっき鋼板の製造設備における、付着調整工程後のめっき付着量を予測するための付着量予測モデル34を生成する装置である。
付着量予測モデルの生成装置31は、図4に示すように、学習用データ収集部31A、付着量演算部31B、予測モデル生成部31Cを備える。
(Attachment amount prediction model generation device 31)
The
As shown in FIG. 4, the adhesion amount prediction
<学習用データ収集部31A>
学習用データ収集部31Aは、被めっき鋼板10に関する鋼板情報から選択した1以上のデータ及びワイピングノズル6に関するノズル操業情報から選択した1以上のデータを含む入力操業情報のデータと、その入力操業情報のデータを用いた付着調整工程後のめっき付着量の実績データとを有する学習用データを、複数組、取得する処理を実行する。取得した学習用データは、データベース36(学習用記憶部)に順次記憶する。
すなわち、学習用データ収集部31Aは、各鋼材毎に、実際に使用した操業情報を入力操業情報のデータとし、その操業でのめっき付着量の実績データ(めっき付着量計7で計測した付着量)とを取得して学習用データとする。なお、めっき付着量計7での計測は、複数回、計測し、その平均値とする。
<Learning
The learning
That is, the learning
入力操業情報は、上位コンピュータであるプロセスコンピュータから供給される設定情報に基づき設定される。なお、設定情報には、目標亜鉛付着量を有する。
ここで、鋼板情報は、被めっき鋼板10の板幅、板厚、鋼種を含む。
ノズル操業情報は、ワイピングノズル6における、ノズル間隔、鋼板表面に対する噴射角度、めっき浴からの高さ、ワイピングガスの圧力、ワイピングガスの温度を含む。ノズル間隔は、鋼板10を挟んで対向する2つのノズル間の距離とも考えられるが、本願ではノズルから鋼板表面までの距離を表すものとする。
また、本実施形態では、入力操業情報として、ライン速度及びめっき浴の温度を含む。
データベース36中の学習用データは、順次、蓄積されて更新される。
The input operation information is set based on the setting information supplied from the process computer which is a higher-level computer. The setting information includes the target zinc adhesion amount.
Here, the steel plate information includes the plate width, plate thickness, and steel type of the steel plate to be plated 10.
The nozzle operation information includes the nozzle spacing, the injection angle with respect to the steel plate surface, the height from the plating bath, the pressure of the wiping gas, and the temperature of the wiping gas in the wiping nozzle 6. The nozzle spacing can be considered as the distance between two nozzles facing each other across the
Further, in the present embodiment, the line speed and the temperature of the plating bath are included as the input operation information.
The learning data in the
ここで、学習用データは予測モデルの精度を向上させるため、データクレンジングなどの処理を考慮して実行しても良い。
その例について説明する。
(1)ノズル間隔データ
ノズル間隔は、前述のようにノズルから鋼板表面までの距離としている。本来鋼板までの距離計を設置することで計測が可能である。しかし、本願が対象とするプロセスでは、ワイピングノズル周辺温度が高温(亜鉛の融点に近い雰囲気温度)であることから、距離計を常設することが困難な場合がある。このような場合には、鋼板10を挟んで対向するノズル間の距離を利用することができる。例えば、対向するノズル間の距離の1/2から、(鋼板の板厚/2)を引いた値を、ノズルと鋼板との間の距離として、ノズル間隔を取得してもよい。そして、その値を、物理モデル計算や説明変数に用いる。
この場合、鋼板のパスライン(鋼板が通過する位置)がノズル間の中央であると仮定していることになるが、鋼板位置が一方のノズル側に偏る場合がある。そのときのデータをそのまま付着量予測モデルの学習用データとして利用すると、付着量予測モデルの予測精度が悪化することになる。
Here, in order to improve the accuracy of the prediction model, the training data may be executed in consideration of processing such as data cleansing.
An example will be described.
(1) Nozzle spacing data The nozzle spacing is the distance from the nozzle to the surface of the steel sheet as described above. Originally, measurement is possible by installing a rangefinder to the steel plate. However, in the process targeted by the present application, it may be difficult to permanently install a rangefinder because the temperature around the wiping nozzle is high (atmospheric temperature close to the melting point of zinc). In such a case, the distance between the nozzles facing each other across the
In this case, it is assumed that the pass line of the steel plate (the position where the steel plate passes) is the center between the nozzles, but the position of the steel plate may be biased to one nozzle side. If the data at that time is used as it is as the learning data of the adhesion amount prediction model, the prediction accuracy of the adhesion amount prediction model deteriorates.
このような、鋼板のパスラインが鋼板の表裏一方に偏っている場合には、鋼板の表裏の付着量に差が生ずる。このため、長手方向で同一位置における、鋼板表裏の付着量の差を評価し、その差が所定範囲を超える場合(例えば、3%や8%の差がある場合)のデータは除いて、学習用データとしてもよい。又は、鋼板の裏表の亜鉛付着量比が0.9〜1.1の場合のデータセットのみを学習用データとしてもよい。また、前述の所定範囲やデータセットの裏表の亜鉛付着量比の範囲は、付着量予測モデルの予測誤差を考慮して定めても良い。 When the pass line of the steel sheet is biased to one of the front and back surfaces of the steel sheet, there is a difference in the amount of adhesion between the front and back surfaces of the steel sheet. Therefore, the difference in the amount of adhesion between the front and back of the steel sheet at the same position in the longitudinal direction is evaluated, and the data is excluded when the difference exceeds a predetermined range (for example, when there is a difference of 3% or 8%). It may be used as data. Alternatively, only the data set when the zinc adhesion ratio on the front and back of the steel sheet is 0.9 to 1.1 may be used as the learning data. Further, the above-mentioned predetermined range and the range of the zinc adhesion amount ratio on the front and back of the data set may be determined in consideration of the prediction error of the adhesion amount prediction model.
あるいは、表裏の付着量の差に応じて、鋼板における表裏のノズル間隔を補正して保存するとしてもよい。この場合には、付着量に応じたノズル間隔の補正量を算出する関数などを、ノズル間隔の実測値と付着量の実績値を採取して構築し、利用すればよい。
これにより、鋼板のパスライン変動があっても、精度良い学習モデルを構築することが可能となる。
Alternatively, the nozzle spacing on the front and back of the steel sheet may be corrected and stored according to the difference in the amount of adhesion between the front and back. In this case, a function for calculating the correction amount of the nozzle interval according to the adhesion amount may be constructed by collecting the measured value of the nozzle interval and the actual value of the adhesion amount, and used.
This makes it possible to construct an accurate learning model even if the path line of the steel sheet fluctuates.
(2)学習用データの保存の仕方
予測する付着量は、鋼種や鋼板サイズなどにより、約20mg/m2〜300g/m2の範囲で分布している。学習用データの付着量に偏りがあると、データ数の多い付着量の予測精度が高く、データ数の少ない付着量の予測精度が悪化するなどの問題が生ずる。そこで、付着量を予め所定量(例えば、50g/m2〜100g/m2の範囲の適切な値)毎に分割し、分割された範囲のデータ数が所定のデータ数以上になるようにして学習用データを保存して、予測モデルの学習を行うとしてもよい。ここで、所定のデータ数はある程度学習が可能であればよいが例えば2000組程度でもよい。
このように学習用データを区分分割して保存し、各区分のデータ量を確保することで付着量全般の予測モデルの精度を維持させることが可能となる。また、このようなデータの持ち方をすれば、分割した区分ごとにモデルを構築することも可能となる。
(2) How to save the learning data The predicted adhesion amount is distributed in the range of about 20 mg / m 2 to 300 g / m 2 depending on the steel type and the size of the steel plate. If the amount of adhesion of the training data is biased, the prediction accuracy of the amount of attachment with a large number of data is high, and the prediction accuracy of the amount of attachment with a small number of data deteriorates. Therefore, in advance predetermined amount deposited amount (e.g., a suitable value in the range of 50g / m 2 ~100g / m 2 ) is divided for each, the number of data of the divided ranges are set to be more than a predetermined number of data The training data may be saved and the prediction model may be trained. Here, the predetermined number of data may be about 2000 sets, for example, as long as it can be learned to some extent.
By dividing and storing the learning data in this way and securing the amount of data in each division, it is possible to maintain the accuracy of the prediction model for the overall amount of adhesion. In addition, by holding such data, it is possible to build a model for each divided division.
(3)その他
また、物理モデルによる亜鉛付着量予測計算結果と亜鉛付着量実績を比較した際に、ノズル〜鋼板距離やガス圧力によって、差が顕著に異なる傾向がある。このため、一つの機械学習モデルによる全操業パターンの付着量予測が困難であると判断した場合、ガス圧やノズル間隔などの操業条件によって複数の機械学習モデルを構築し、操業条件からどのモデルを使用すればよいかを選択するようにしてもよい。
(3) Others In addition, when comparing the zinc adhesion amount prediction calculation result by the physical model and the zinc adhesion amount actual result, the difference tends to be remarkably different depending on the nozzle-steel plate distance and the gas pressure. Therefore, if it is determined that it is difficult to predict the amount of adhesion of all operation patterns by one machine learning model, multiple machine learning models are constructed according to the operation conditions such as gas pressure and nozzle spacing, and which model is selected from the operation conditions. You may choose whether to use it.
<データベース36>
データベース36には、溶融めっき鋼板の製造における実績データとして、被めっき鋼板10に関する鋼板情報から選択した1以上のデータ及びワイピングノズル6に関するノズル操業情報から選択した1以上のデータを含む入力操業情報と、その入力操業情報のデータを用いた付着調整工程後の、めっき付着量計7で計測されためっき付着量の実績データとを有する学習用データが、複数組、格納される。
その際、上述のデータクレンジングや付着量区分に応じたデータの保存量の調整が行われる。
また、データベース36には、生成された付着量予測モデル34(モデル式)も格納される。
<
The
At that time, the storage amount of the data is adjusted according to the above-mentioned data cleansing and the adhesion amount classification.
In addition, the generated adhesion amount prediction model 34 (model formula) is also stored in the
<付着量演算部31B>
付着量演算部31Bは、データベース36に格納されている各学習用データに基づき、各データ用学習用データ毎に、鋼板情報から選択した1以上のデータ及びノズル操業情報から選択した1以上のデータを入力データに含み、めっき付着量を出力データとして演算するための物理モデルに基づく数値計算式を用いて、めっき付着量(選択品質)を演算する。付着量演算部31Bは、演算しためっき付着量(演算付着量とも記載する)を、対応する学習用データにおける入力操業情報の一データとしてデータベース36に格納する。これによって、各学習用データを、演算付着量を含む状態に更新する。
<Adhesion
The adhesion
物理モデルに基づく数値計算式は、例えば、特許文献1、2、非特許文献1などに記載の公知のモデル式を採用すればよい。
モデル式の一例を、下記(1)式に示す。
W =f(LS、P、D、t) ・・・(1)
ここで、
LS:ライン速度
P:ワイピングガス圧
D:ノズル間隔
t:鋼板の板厚
W:物理モデルによる付着予想値
である。
As the numerical calculation formula based on the physical model, for example, known model formulas described in
An example of the model formula is shown in the following formula (1).
W = f (LS, P, D, t) ... (1)
here,
LS: Line speed P: Wiping gas pressure D: Nozzle interval t: Steel plate thickness W: Expected adhesion value by physical model.
<予測モデル生成部31C>
予測モデル生成部31Cは、付着量演算部31Bで処理後の複数組の学習用データを用いた機械学習により、入力操業情報のデータの少なくとも一部を入力データに含み、めっき付着量を出力データとする付着量予測モデル34を生成する。
ここで、本実施形態では、入力データとして、少なくとも、ノズル間隔、板厚、ライン速度、ワイピングガスの圧力、ワイピングガスの温度を含む。
更に、入力データとして、ノズル角度(鋼板表面に対する噴射角度)、鋼種、板幅、めっき浴の温度、ノズルのめっき浴からの高さの少なくとも1つを含むことが好ましい。
<Prediction model generation unit 31C>
The prediction model generation unit 31C includes at least a part of the input operation information data in the input data by machine learning using a plurality of sets of learning data processed by the adhesion
Here, in the present embodiment, the input data includes at least the nozzle spacing, the plate thickness, the line speed, the pressure of the wiping gas, and the temperature of the wiping gas.
Further, it is preferable that the input data includes at least one of the nozzle angle (injection angle with respect to the steel plate surface), the steel type, the plate width, the temperature of the plating bath, and the height of the nozzle from the plating bath.
本実施形態では、上述のように、機械学習による入力データの1つとして、付着量演算部31Bが演算した付着予想値である演算付着量を機械学習の入力データとして用いる。
本実施形態では、付着量演算部31Bでの入力データが、機械学習の入力データとして含む構成としている。ただし、付着量演算部31Bの入力データの一部だけを機械学習の入力データとして含む構成としてもよい。
また、入力に物理モデルの出力を含まない構成としてもよい。
In the present embodiment, as described above, as one of the input data by machine learning, the calculated adhesion amount, which is the estimated adhesion value calculated by the adhesion
In the present embodiment, the input data in the adhesion
Further, the input may not include the output of the physical model.
ここで、物理モデルは、ここで記載された入力以外のものを含むモデルを構築して利用してもよい。例えば高温のワイピングガス温度を考慮したモデルなどでも構わない。
また、付着量演算部31B及び予測モデル生成部31Cの処理は、オフラインで実行可能であるので、物理モデルに基づく数値計算式などは、処理時間に余裕がある。このため、物理モデルをより詳細なモデルとして設定し、計算に時間を掛けることも可能である。
Here, the physical model may be used by constructing a model including other than the inputs described here. For example, a model that considers the high temperature of the wiping gas may be used.
Further, since the processing of the adhesion
(めっき付着量の予測装置32)
めっき付着量の予測装置32は、めっき浴槽4に浸漬後の被めっき鋼板10の表面に対しワイピングノズル6からワイピングガスを噴射してめっき付着量を調整する付着調整工程を備えた溶融めっき鋼板の製造設備における、付着調整工程後のめっき付着量を予測する装置である。
本実施形態のめっき付着量の予測装置32は、付着量予測部32Aを備える。付着量予測部32Aは、付着量予測モデルの生成装置31が生成した付着量予測モデル34を用いて、めっき付着量を予測する。
(Plating adhesion prediction device 32)
The plating adhesion
The plating adhesion
本実施形態のめっき付着量の予測装置32は、例えば、後行材に対する、プロセスコンピュータ40から供給された設定情報中の入力操業情報を操業の設定情報として付着量予測モデル34に入力して、設定された設定情報を用いて操業した場合における、予測めっき付着量を算出する。
本実施形態では、図4に示すように、めっき付着量の予測装置32は、めっき付着量制御装置33の一部を構成する。
The plating adhesion
In the present embodiment, as shown in FIG. 4, the plating adhesion
(めっき付着量制御装置33)
めっき付着量制御装置33は、めっき浴5に浸漬後の被めっき鋼板10の表面に対しワイピングノズル6からワイピングガスを噴射してめっき付着量を調整する付着調整工程を備えた溶融めっき鋼板の製造設備における、付着調整工程後のめっき付着量を制御する装置である。
本実施形態では、上述のように、溶融めっき鋼板の製造は、先行材の尾端部と後行材の先端部とを溶接によって接続して被めっき鋼板10を連続して搬送されて、めっき処理が連続して実行される。また、制御は、鋼材(先行材や後行材)毎に実行される。
本実施形態のめっき付着量制御装置33は、予測値算出部32、再設定部37、ノズル操作部38、ガス制御部39を備える。
(Plating adhesion amount control device 33)
The plating
In the present embodiment, as described above, in the production of the hot-dip galvanized steel sheet, the tail end portion of the preceding material and the tip end portion of the trailing material are connected by welding, and the steel sheet to be plated 10 is continuously conveyed and plated. Processing is executed continuously. Further, the control is executed for each steel material (preceding material and trailing material).
The plating adhesion
<予測値算出部32>
予測値算出部32は、後行材に対する付着調整工程を実行する前に、すなわち、各鋼材のめっき処理が実行される前に、後行材の鋼板情報の少なくとも一部を含む、後行材に設定された設定操業情報と、付着量予測モデルの生成装置31で生成した付着量予測モデル34とを用いて、後行材へのめっき付着量の予測値を算出する処理を実行する。
本実施形態の予測値算出部は、めっき付着量の予測装置32で構成される。
<Predicted
The predicted
The prediction value calculation unit of the present embodiment is composed of a plating adhesion
<再設定部37>
再設定部37は、後行材に対する付着調整工程を実行する前に、予測値算出部32が算出した付着量の予測値と、予め設定した付着用目標値との偏差に基づき、偏差が小さくなる方向に、後行材に対するワイピングノズル6に関する操業情報を再設定する処理を実行する。
本実施形態では、再設定するワイピングノズル6に関する操業情報は、ワイピングノズル6の位置とする。本実施形態では、ワイピングノズル6先端と鋼板表面との間隔を再設定する場合を例に挙げて説明する。再設定するワイピングノズル6の位置は、ワイピングノズル6の高さでも良いし噴射角度でもよい。また、再設定する操業情報は、2以上の操業情報であってもよい。
本実施形態の再設定部37は、図5に示すように、偏差量算出部37A、影響係数算出部37B、及び変更量算出部37Cを備える。
<
The resetting
In the present embodiment, the operation information regarding the wiping nozzle 6 to be reset is the position of the wiping nozzle 6. In the present embodiment, a case where the distance between the tip of the wiping nozzle 6 and the surface of the steel plate is reset will be described as an example. The position of the wiping nozzle 6 to be reset may be the height of the wiping nozzle 6 or the injection angle. Further, the operation information to be reset may be two or more operation information.
As shown in FIG. 5, the resetting
<偏差量算出部37A>
偏差量算出部37Aは、付着量目標値と予測値算出部32が求めた予測値との偏差を算出する。
なお、偏差量算出部37Aが算出した偏差が予め設定した閾値以下の場合には、再設定部37の処理を終了して、次の処理部に移行する。
<Deviation
The deviation
If the deviation calculated by the deviation
<影響係数算出部37B>
影響係数算出部37Bは、付着量予測モデルの生成装置31で生成した付着量予測モデル34を用いて、後行材における、めっき付着量の変化に対する、ワイピングノズル6に関する操業情報の変化の係数である影響係数を算出する。
本実施形態の影響係数算出部37Bは、後行材に設定した設定操業情報を変化することによる、付着量予測モデル34で予測するめっき付着量の変化に基づき、影響係数を算出する。
影響係数算出部37Bは、製造対象材料である後行材の製造のための設定条件の諸元近傍での少なくともワイピングノズル6の位置を含む製造諸元の摂動に基づいて影響係数を算出する。
<Impact
The impact
The impact
The influence
影響係数Kwdは、例えば、下記(2)式で表される。
Kwd =δW/δD ・・・(2)
δDは、製造諸元の摂動量である。
δWは、製造諸元の摂動に対する付着量の変化量である。
δDは、例えば次のようにして決定する。
The influence coefficient Kwd is expressed by, for example, the following equation (2).
Kwd = δW / δD ・ ・ ・ (2)
δD is the perturbation amount of the manufacturing specifications.
δW is the amount of change in the amount of adhesion with respect to the perturbation of the manufacturing specifications.
δD is determined, for example, as follows.
制御対象の後行材用に設定されたワイピングノズル6の操作量(プロセスコンピュータ40から入力した設定値)、若しくは、現在の操業時のワイピングノズル6の操業条件での操作量を、基準操作量する。次に、基準操作量を僅かにずらした、すなわち摂動させた操作量を摂動操作量とする。この操作量を変化させるワイピングノズル6に関する操業情報は、1つの変数でも良いし2種類以上でも構わない。
本実施形態では、鋼板に対するノズル6の離隔位置を、変化させるワイピングノズル6に関する操業情報とする。この場合、変化量は、例えば2mm〜6mmの範囲で設定する。
そして、δDを、上記変化量(=基準操作量 −摂動操作量)とする。
The operation amount of the wiping nozzle 6 set for the trailing material to be controlled (set value input from the process computer 40) or the operation amount under the operating conditions of the wiping nozzle 6 at the time of the current operation is used as the reference operation amount. do. Next, the operation amount in which the reference operation amount is slightly shifted, that is, the perturbation operation amount is defined as the perturbation operation amount. The operation information regarding the wiping nozzle 6 that changes the operation amount may be one variable or two or more types.
In the present embodiment, the operation information regarding the wiping nozzle 6 for changing the separation position of the nozzle 6 with respect to the steel plate is used. In this case, the amount of change is set in the range of, for example, 2 mm to 6 mm.
Then, let δD be the above-mentioned change amount (= reference operation amount-perturbation operation amount).
また、δWは次のようにして設定する。
まず、基準操作量を入力情報として、付着量予測モデル34によって付着量の予測値(第1予測値)を求める。基準予測値が、制御対象の後行材用に設定されたワイピングノズル6の操作量である場合、第1予測値は、予測値算出部32が算出した値となる。
次に、摂動操作量(基準操作の一部を変化した操作量)を入力情報として、付着量予測モデル34によって付着量の予測値(第2予測値)を求める。
そして、第1予測値と第2予測値との差を、δWとする。
この影響係数Kwdは、例えば、ノズル6位置の単位変化量(例えば1mm)に対する付着量の変化量を示す係数となる。
Further, δW is set as follows.
First, the predicted value (first predicted value) of the adhesion amount is obtained by the adhesion
Next, the predicted value (second predicted value) of the adhesion amount is obtained by the adhesion
Then, the difference between the first predicted value and the second predicted value is defined as δW.
This influence coefficient Kwd is, for example, a coefficient indicating the amount of change in the amount of adhesion with respect to the amount of unit change (for example, 1 mm) of the nozzle 6 position.
<変更量算出部37C>
変更量算出部37Cは、算出した影響係数Kwdと偏差とから、後行材に対するワイピングノズル6に関する操業情報の変更量を算出する。
本実施形態の変更量算出部37Cは、偏差量算出部37Aが求めた偏差量を、影響係数算出部37Bが求めた影響係数Kwdで割って、すなわち(偏差量/Kwd)の値を求め、その値をノズル6の位置の補正量とする。
変更量算出部37Cは、求めたノズル6の位置の補正量によって、設定された操業条件を更新する。
<Change
The change
The change
The change
<ノズル操作部38>
ノズル操作部38は、制御対象の鋼材(後行材)の付着量制御を実行すると判定すると、変更量算出部37Cが更新後の操業条件に対するノズル6の各指令を各アクチュエータに供給する。
例えば、先行材と後行材の溶接点がめっき浴5を通過時に、ノズル位置を目標とするノズル位置に変更する処理を実行する。
<
When the
For example, when the welding points of the leading material and the trailing material pass through the
<ガス制御部39>
ガス制御部39は、ノズル6に供給されるガスの圧力や温度を計測しつつ、当該ノズル6に供給されるガスの圧力及び温度を、予め設定された圧力及び温度となるように調整する。
<
The
(動作その他)
本実施形態では、過去の操業実績データからなる学習用データを用いて機械学習を行い、めっき付着量を予測する付着量予測モデル34を生成する際に、操業実績データに基づき物理モデルによって求めた付着量の予測値を機械学習の入力データの1つとして採用する。
この結果、本実施形態の付着量予測モデル34は、付着量予測精度が向上する。
すなわち、本実施形態では、亜鉛付着量を予測する機械学習モデルの一説明変数として物理モデル式の計算結果を採用する。このため、機械学習を完全なブラックボックス計算とするのではなく、物理的根拠を含めながら、物理モデル式にどういった成分が足りていないのか、を分析しつつ機械学習モデルを組むことができる。
(Operation and others)
In this embodiment, machine learning is performed using learning data consisting of past operation record data, and when the adhesion
As a result, the adhesion
That is, in this embodiment, the calculation result of the physical model formula is adopted as one explanatory variable of the machine learning model for predicting the zinc adhesion amount. For this reason, instead of making machine learning a complete black box calculation, it is possible to build a machine learning model while analyzing what components are lacking in the physical model formula, including the physical basis. ..
更に、物理モデル式もある程度の精度を有しているので、その他の説明変数を補正として用いることができ、結果として、生成した付着量予測モデル34の精度向上を見込むことができる。
また、例えば、説明変数(付着量予測モデル34の入力データ)に亜鉛鋼板の反り成分やワイピングガス温度を含めることで、従来の物理モデルでは表現できないが、付着量に関係する見込みのある成分を取り込むことができる。この点からも、付着量予測モデル34は、付着量予測精度が向上する。
Further, since the physical model formula also has a certain degree of accuracy, other explanatory variables can be used as corrections, and as a result, the accuracy of the generated adhesion
Further, for example, by including the warp component of the galvanized steel sheet and the wiping gas temperature in the explanatory variables (input data of the adhesion amount prediction model 34), components that cannot be expressed by the conventional physical model but are likely to be related to the adhesion amount can be obtained. Can be captured. From this point as well, the adhesion
以上のように、本実施形態では、機械学習モデルの一説明変数として物理計算モデル式の計算結果を採用することで、物理計算モデル式の計算結果の誤差を補正する形で、その他の説明変数を用いた機械学習が行えるため、高い精度での付着量予測を行うことができる。 As described above, in the present embodiment, by adopting the calculation result of the physical calculation model formula as one explanatory variable of the machine learning model, the other explanatory variables are corrected in the form of correcting the error of the calculation result of the physical calculation model formula. Since machine learning can be performed using the above, it is possible to predict the amount of adhesion with high accuracy.
(変形例)
上記の実施形態では、再設定部37で、自動的にノズル操作情報を更新する場合を例示しているが、これに限定されない。
例えば、上と同様に次コイル(後行材)の付着量を計算し、付着量予測部32Aが求めた付着量予測値を表示させる。そして、それを基に、オペレータがノズル6を操作し付着量外れを改善するという方法であってもよい。このとき、例えば、操作量の目安として機械学習モデルを用いて計算した、ノズル圧力・ノズル間隔と付着量との関係を示したテーブルを用いる。
(Modification example)
In the above embodiment, the resetting
For example, the adhesion amount of the next coil (following material) is calculated in the same manner as above, and the adhesion amount prediction value obtained by the adhesion
(実施例)
本実施例では、物理モデルに上記式を採用し、ニューラルネットワークを用いた機械学習で付着量予測モデル34を生成した。めっきは溶融亜鉛めっきとした。
実施例では、機械学習の入力データは、物理モデルによる演算結果、ノズルのワイピングガス圧力、ワイピングガス温度、ノズル高さ、ノズル間隔、鋼種、板厚、ライン速度、めっき浴槽4でのめっき温度とし、出力データは、亜鉛付着量とした。
なお、鋼種は製造する鋼板の成分、製造方法の違いによってカテゴライズされた一種の符号であり、ラベルのような扱いとなる。
また、ノズルガスの温度は、亜鉛の融点を超える500度程度の温度で操業した。温度の検出は、直接計測した温度あるいはガス温度調整系の設定温度などを使用できる。
(Example)
In this embodiment, the above equation is adopted as the physical model, and the adhesion
In the embodiment, the input data of machine learning are the calculation result by the physical model, the nozzle wiping gas pressure, the wiping gas temperature, the nozzle height, the nozzle spacing, the steel grade, the plate thickness, the line speed, and the plating temperature in the plating bath 4. , The output data was the amount of zinc adhered.
The steel type is a kind of code categorized according to the composition of the steel sheet to be manufactured and the difference in the manufacturing method, and is treated like a label.
Further, the temperature of the nozzle gas was operated at a temperature of about 500 degrees, which exceeds the melting point of zinc. For temperature detection, the directly measured temperature or the set temperature of the gas temperature adjustment system can be used.
<比較例1>
比較例1では、物理モデルに基づく計算式によって予測付着量を求めた。
比較例1における、予測付着量と付着量実績の相関関係を図6に示す。
この比較例1では、RMSE(二乗平均平方根誤差)は21%であった。
<Comparative Example 1>
In Comparative Example 1, the predicted adhesion amount was obtained by a calculation formula based on a physical model.
FIG. 6 shows the correlation between the predicted adhesion amount and the actual adhesion amount in Comparative Example 1.
In Comparative Example 1, RMSE (Root Mean Square Error) was 21%.
<実施例1>
次に、実施例1では、機械学習の際に、物理モデルによる演算結果を用いず、生の操業実績データだけを入力データ(説明変数)とした機械学習を行って付着量予測モデルを生成し、その付着量予測モデルによって予測付着量を求めた。
実施例1における、予測付着量と付着量実績の相関関係を図7に示す。
この実施例1では、RMSE(二乗平均平方根誤差)は13%であった。
<Example 1>
Next, in the first embodiment, the adhesion amount prediction model is generated by performing machine learning using only the raw operation performance data as input data (explanatory variable) without using the calculation result by the physical model at the time of machine learning. , The predicted adhesion amount was obtained by the adhesion amount prediction model.
FIG. 7 shows the correlation between the predicted adhesion amount and the actual adhesion amount in Example 1.
In Example 1, the RMSE (Root Mean Square Error) was 13%.
<実施例2>
一方、実施例2では、実施例1での機械学習の説明変数(入力データ)の1つとして、更に、物理モデルによる演算結果を追加して、付着量予測モデル34を生成し、その付着量予測モデル34によって予測付着量を求めた。
実施例2における、予測付着量と付着量実績の相関関係を図8に示す。
この実施例2では、RMSE(二乗平均平方根誤差)は10%であった。
<Example 2>
On the other hand, in the second embodiment, as one of the explanatory variables (input data) of the machine learning in the first embodiment, the calculation result by the physical model is further added to generate the adhesion
FIG. 8 shows the correlation between the predicted adhesion amount and the actual adhesion amount in Example 2.
In Example 2, the RMSE (Root Mean Square Error) was 10%.
<評価>
比較例1と実施例1との比較から、物理モデルでの亜鉛付着量予測値に比べ、機械学習による予測モデルを用いた方が、誤差が小さくなることが分かった。
この実施例では、ワイピングガスの温度が亜鉛の融点を超える温度であることから、ワイピングガスの密度や粘度、流速が変化し、付着量に与える影響が考えられるが、これらの物理モデルを構築するのは容易でない。この点、実施例1では、機械学習によって、これらの影響が効果的に表現できたため、精度が向上したと考えられる。
<Evaluation>
From the comparison between Comparative Example 1 and Example 1, it was found that the error was smaller when the prediction model by machine learning was used than the predicted value of the zinc adhesion amount in the physical model.
In this example, since the temperature of the wiping gas exceeds the melting point of zinc, the density, viscosity, and flow velocity of the wiping gas may change, which may affect the amount of adhesion. Is not easy. In this regard, in Example 1, it is considered that the accuracy was improved because these effects could be effectively expressed by machine learning.
更に、実施例1及び実施例2から、機械学習の入力データとして、物理モデルに基づく演算結果を含めることで、更に、誤差が小さくなることが分かった。
このように、本発明に基づくことで、予測精度が向上することが分かる。
ここで、機械学習の入力データとして、物理モデルに基づく演算結果を含めることで、物理現象に基づくモデルを利用するため操業条件が大きく変わって、十分なデータがない状況であっても、それなりに操業を実施できる可能性があり、特殊な材料の操業時にも利用できることが期待される。また、物理モデルがそれなりの予測をして、機械学習が物理モデルに含まれない知識について、データに基づき予測値を補正するので、実施例2では、実施例1に比べ、更に精度向上したと考えられる。
Further, from Example 1 and Example 2, it was found that the error is further reduced by including the calculation result based on the physical model as the input data of the machine learning.
As described above, it can be seen that the prediction accuracy is improved based on the present invention.
Here, by including the calculation result based on the physical model as the input data of machine learning, the operating conditions change drastically because the model based on the physical phenomenon is used, and even if there is not enough data, it is reasonable. There is a possibility that the operation can be carried out, and it is expected that it can be used even when operating special materials. Further, since the physical model makes a reasonable prediction and the machine learning corrects the predicted value based on the data for the knowledge not included in the physical model, the accuracy of the second embodiment is further improved as compared with the first embodiment. Conceivable.
(効果)
本実施形態は、次のような効果を奏する。
(1)本実施形態は、めっき浴に浸漬後の被めっき鋼板10の表面に対しワイピングノズル6からワイピングガスを噴射してめっき付着量を調整する付着調整工程を備えた溶融めっき鋼板の製造設備における、上記付着調整工程後のめっき付着量を予測するための付着量予測モデルの生成方法であって、被めっき鋼板10に関する鋼板情報から選択した1以上のデータ及びワイピングノズル6に関するノズル操業情報から選択した1以上のデータを含む入力操業情報のデータと、その入力操業情報のデータを用いた上記付着調整工程後のめっき付着量の実績データとを有する学習用データを、複数組、取得し、取得した学習用データを用いた機械学習により、上記入力操業情報のデータの少なくとも一部を入力データに含み、めっき付着量を出力データとする付着量予測モデル34を生成する。
(effect)
This embodiment has the following effects.
(1) The present embodiment is a hot-dip plated steel sheet manufacturing facility provided with an adhesion adjusting step of injecting wiping gas from a wiping nozzle 6 onto the surface of the steel plate to be plated 10 after being immersed in a plating bath to adjust the amount of plating adhesion. In the method for generating an adhesion amount prediction model for predicting the plating adhesion amount after the adhesion adjustment step, one or more data selected from the steel plate information regarding the steel plate to be plated 10 and the nozzle operation information regarding the wiping nozzle 6 are used. A plurality of sets of learning data having input operation information data including one or more selected data and actual data of the plating adhesion amount after the adhesion adjustment step using the input operation information data are acquired. By machine learning using the acquired learning data, an adhesion
その装置は、例えば、めっき浴に浸漬後の被めっき鋼板10の表面に対しワイピングノズル6からワイピングガスを噴射してめっき付着量を調整する付着調整工程を備えた溶融めっき鋼板の製造設備における、上記付着調整工程後のめっき付着量を予測するための付着量予測モデルの生成装置31であって、被めっき鋼板10に関する鋼板情報から選択した1以上のデータ及びワイピングノズル6に関するノズル操業情報から選択した1以上のデータを含む入力操業情報のデータと、その入力操業情報のデータを用いた上記付着調整工程後のめっき付着量の実績データとを有する学習用データを、複数組、格納した学習用データ記憶部35と、上記学習用データ記憶部35に格納された複数組の学習用データを用いた機械学習により、上記入力操業情報のデータの少なくとも一部を入力データに含み、めっき付着量を出力データとする付着量予測モデル34を生成する予測モデル生成部31Cと、を有する構成とする。
The apparatus is, for example, in a hot-dip plated steel sheet manufacturing facility provided with an adhesion adjusting step of injecting wiping gas from a wiping nozzle 6 onto the surface of a steel plate to be plated 10 after being immersed in a plating bath to adjust the amount of plating adhesion. An adhesion amount prediction
上記鋼板情報は、例えば、被めっき鋼板10の板幅、板厚、鋼種を含む。
上記ノズル操業情報は、例えば、ワイピングノズル6における、ノズル間隔、鋼板表面に対する噴射角度、めっき浴からの高さ、ワイピングガスの圧力、ワイピングガスの温度を含む。
また、上記入力操業情報として、例えば、ライン速度及び上記めっき浴の温度を含む。
この構成によれば、仮にワイピングガスの温度をめっき液の溶融点以上の高温に設定する連続溶融めっき鋼板の製造であっても、めっき付着量の予測精度を向上することが可能となる。この結果、本実施形態によれば、高品質の連続溶融めっき鋼板を製造可能とある。
The steel sheet information includes, for example, the plate width, plate thickness, and steel type of the
The nozzle operation information includes, for example, the nozzle spacing, the injection angle with respect to the steel plate surface, the height from the plating bath, the pressure of the wiping gas, and the temperature of the wiping gas in the wiping nozzle 6.
Further, the input operation information includes, for example, the line speed and the temperature of the plating bath.
According to this configuration, even in the production of a continuous hot-dip galvanized steel sheet in which the temperature of the wiping gas is set to a high temperature equal to or higher than the melting point of the plating solution, it is possible to improve the prediction accuracy of the plating adhesion amount. As a result, according to the present embodiment, it is possible to manufacture a high-quality continuous hot-dip galvanized steel sheet.
(2)本実施形態では、上記機械学習による入力データの1つとして、上記鋼板情報から選択した1以上のデータ及び上記ノズル操業情報から選択した1以上のデータを入力データに含み、めっき付着量を出力データとして演算するための物理モデルに基づく数値計算式を用いて演算しためっき付着量を有する。
その装置は、例えば、上記鋼板情報から選択した1以上のデータ及び上記ノズル操業情報から選択した1以上のデータを入力データに含み、めっき付着量を出力データとして演算するための物理モデルに基づく数値計算式を用いて、めっき付着量を演算する付着量演算部31Bと、を備え、上記機械学習による入力データの1つとして、上記付着量演算部31Bが演算するめっき付着量を用いる構成とする。
この構成によれば、本実施形態では、溶融めっき付着量を予測する機械学習モデルの一説明変数として、物理モデル式の計算結果を採用する。この結果、機械学習を完全なブラックボックス計算とするのではなく、物理的根拠を含めて機械学習による予測モデルを生成可能となる。
(2) In the present embodiment, as one of the input data by the machine learning, one or more data selected from the steel plate information and one or more data selected from the nozzle operation information are included in the input data, and the plating adhesion amount is included. Has a plating adhesion amount calculated using a numerical calculation formula based on a physical model for calculating as output data.
The device includes, for example, one or more data selected from the steel plate information and one or more data selected from the nozzle operation information in the input data, and a numerical value based on a physical model for calculating the plating adhesion amount as output data. It is provided with an adhesion
According to this configuration, in the present embodiment, the calculation result of the physical model formula is adopted as one explanatory variable of the machine learning model for predicting the adhesion amount of hot-dip plating. As a result, it becomes possible to generate a prediction model by machine learning including physical grounds, instead of making machine learning a complete black box calculation.
また、機械学習モデルの一説明変数として、物理モデル式の計算結果を採用することで、物理モデル自体に誤差を有していても、その誤差を小さくした機械学習モデルを得ることが可能となる。なお、機械学習モデルの生成はオフライン処理であるため、時間が掛かる詳細な物理モデルを設定して用いることも可能となる。
また、本実施形態によれば、例えば、物理モデル式にどういった成分が足りていないのか、を分析しつつ機械学習モデルを組むことができる上に、物理モデル式もある程度の精度を有しているので、その他の説明変数を補正として用いることができ、結果として予測精度の向上を見込むことができる。
Further, by adopting the calculation result of the physical model formula as one explanatory variable of the machine learning model, even if the physical model itself has an error, it is possible to obtain a machine learning model in which the error is reduced. .. Since the generation of the machine learning model is an offline process, it is possible to set and use a detailed physical model that takes time.
Further, according to the present embodiment, for example, it is possible to build a machine learning model while analyzing what kind of components are insufficient in the physical model formula, and the physical model formula also has a certain degree of accuracy. Therefore, other explanatory variables can be used as corrections, and as a result, improvement in prediction accuracy can be expected.
また、物理現象に基づくモデルを利用するため操業条件が大きく変わって、十分なデータがない状況であっても、それなりに操業を実施できる可能性があり、特殊な材料の操業時にも利用できることが期待される。また、物理モデルがそれなりの予測をして、機械学習が物理モデルに含まれない知識について、データに基づき予測値を補正するので、さらに精度向上したと考えられる。
また、説明変数に亜鉛鋼板の反り成分やワイピングガス温度を含めることで、従来の物理モデルでは表現できないが、付着量に関係する見込みのある成分を取り込むことができるようになる。
In addition, since the model based on physical phenomena is used, the operating conditions may change drastically, and even if there is not enough data, it may be possible to carry out the operation as it is, and it can be used even when operating special materials. Be expected. In addition, the physical model makes reasonable predictions, and machine learning corrects the predicted values based on the data for knowledge that is not included in the physical model, so it is considered that the accuracy has been further improved.
In addition, by including the warp component of the galvanized steel sheet and the wiping gas temperature as explanatory variables, it becomes possible to incorporate components that are likely to be related to the amount of adhesion, which cannot be expressed by the conventional physical model.
(3)本実施形態は、めっき浴に浸漬後の被めっき鋼板10の表面に対しワイピングノズル6からワイピングガスを噴射してめっき付着量を調整する付着調整工程を備えた溶融めっき鋼板の製造設備における、上記付着調整工程後のめっき付着量を予測する、めっき付着量の予測方法であって、本実施形態の付着量予測モデルの生成方法で生成した付着量予測モデル34を用いて、めっき付着量を予測する。
(3) The present embodiment is a hot-dip plated steel sheet manufacturing facility including a bonding adjustment step of injecting a wiping gas from a wiping nozzle 6 onto the surface of a
その装置は、例えば、めっき浴に浸漬後の被めっき鋼板10の表面に対しワイピングノズル6からワイピングガスを噴射してめっき付着量を調整する付着調整工程を備えた溶融めっき鋼板の製造設備における、上記付着調整工程後のめっき付着量を予測する、めっき付着量の予測装置32であって、実施形態の付着量予測モデルの生成装置31が生成した付着量予測モデル34を用いて、めっき付着量を予測する付着量予測部32Aを備える。
この構成によれば、仮にワイピングガスの温度をめっき液の溶融点以上の高温に設定する連続溶融めっき鋼板の製造であっても、めっき付着量の予測精度を向上することが可能となる。この結果、本発明の態様によれば、高品質の連続溶融めっき鋼板を製造可能とある。
The apparatus is, for example, in a hot-dip plated steel sheet manufacturing facility provided with an adhesion adjusting step of injecting a wiping gas from a wiping nozzle 6 onto the surface of a
According to this configuration, even in the production of a continuous hot-dip galvanized steel sheet in which the temperature of the wiping gas is set to a high temperature equal to or higher than the melting point of the plating solution, it is possible to improve the prediction accuracy of the plating adhesion amount. As a result, according to the aspect of the present invention, it is possible to manufacture a high quality continuously hot-dip galvanized steel sheet.
(4)本実施形態は、めっき浴に浸漬後の被めっき鋼板10の表面に対しワイピングノズル6からワイピングガスを噴射してめっき付着量を調整する付着調整工程を備えた溶融めっき鋼板の製造設備における、上記付着調整工程後のめっき付着量を制御する、めっき付着量制御方法であって、溶融めっき鋼板の製造は、先行材の尾端部と後行材の先端部とを溶接によって接続して被めっき鋼板10を連続して搬送し、後行材に対する上記付着調整工程を実行する前に、後行材の鋼板情報の少なくとも一部を含む後行材に設定した設定操業情報と、本実施形態の付着量予測モデルの生成方法で生成した付着量予測モデル34とを用いて、後行材へのめっき付着量の予測値を算出する予測値算出工程と、算出した付着量の予測値と予め設定した付着用目標値との偏差に基づき、上記偏差が小さくなる方向に、後行材に対するワイピングノズル6に関する操業情報を再設定する再設定工程と、を実行する。
(4) The present embodiment is a hot-dip plated steel plate manufacturing facility including a bonding adjustment step of injecting a wiping gas from a wiping nozzle 6 onto the surface of the steel plate to be plated 10 after being immersed in a plating bath to adjust the plating adhesion amount. In the above-mentioned plating adhesion amount control method for controlling the plating adhesion amount after the adhesion adjustment step, in the production of a hot-dip plated steel plate, the tail end portion of the leading material and the tip end portion of the trailing material are connected by welding. The set operation information set for the trailing material including at least a part of the steel plate information of the trailing material and the book before executing the above-mentioned adhesion adjusting step for the trailing material by continuously transporting the
その装置は、例えば、めっき浴に浸漬後の被めっき鋼板10の表面に対しワイピングノズル6からワイピングガスを噴射してめっき付着量を調整する付着調整工程を備えた溶融めっき鋼板の製造設備における、上記付着調整工程後のめっき付着量を制御する、めっき付着量制御装置33であって、溶融めっき鋼板の製造は、先行材の尾端部と後行材の先端部とを溶接によって接続して被めっき鋼板10を連続して搬送し、後行材に対する上記付着調整工程を実行する前に、後行材の鋼板情報の少なくとも一部を含む後行材に設定した設定操業情報と、本実施形態の付着量予測モデルの生成装置31で生成した付着量予測モデル34とを用いて、後行材へのめっき付着量の予測値を算出する予測値算出部32と、後行材に対する上記付着調整工程を実行する前に、算出した付着量の予測値と予め設定した付着用目標値との偏差に基づき、上記偏差が小さくなる方向に、後行材に対するワイピングノズル6に関する操業情報を再設定する再設定部37と、を備える構成とする。
この構成によれば、仮にワイピングガスの温度をめっき液の溶融点以上の高温に設定する連続溶融めっき鋼板の製造であっても、めっき付着量の精度を向上することが可能となる。この結果、本発明の態様によれば、高品質の連続溶融めっき鋼板を製造可能とある。
The apparatus is, for example, in a hot-dip plated steel plate manufacturing facility provided with an adhesion adjusting step of injecting a wiping gas from a wiping nozzle 6 onto the surface of a steel plate to be plated 10 after being immersed in a plating bath to adjust the amount of plating adhesion. A plating adhesion
According to this configuration, even in the production of a continuous hot-dip galvanized steel sheet in which the temperature of the wiping gas is set to a high temperature equal to or higher than the melting point of the plating solution, it is possible to improve the accuracy of the plating adhesion amount. As a result, according to the aspect of the present invention, it is possible to manufacture a high quality continuously hot-dip galvanized steel sheet.
(5)本実施形態では、上記ワイピングガスの温度を、めっきの溶融温度以上に設定する。
この構成によれば、物理モデルによる予測では誤差を含む操業条件であっても、高精度にめっき付着量の制御が可能となる。
(5) In the present embodiment, the temperature of the wiping gas is set to be equal to or higher than the melting temperature of the plating.
According to this configuration, it is possible to control the amount of plating adhesion with high accuracy even under operating conditions including errors in the prediction by the physical model.
(6)本実施形態では、上記再設定するワイピングノズル6に関する操業情報は、ワイピングノズル6の位置である。
この構成によれば、目標付着量への操業条件の変化の応答性が良い。
(6) In the present embodiment, the operation information regarding the wiping nozzle 6 to be reset is the position of the wiping nozzle 6.
According to this configuration, the responsiveness to the change in the operating conditions to the target adhesion amount is good.
(7)本実施形態では、上記再設定工程は、本実施形態の付着量予測モデルの生成方法で生成した付着量予測モデル34を用いて、後行材に対する、めっき付着量の変化に対する上記ワイピングノズル6に関する操業情報の変化の係数である影響係数を算出する影響係数算出工程と、算出した影響係数と上記偏差とから、後行材に対するワイピングノズル6に関する操業情報の変更量を算出する変更量算出工程と、を備える。
その装置は、例えば、上記再設定部37は、実施形態の付着量予測モデルの生成装置31で生成した付着量予測モデル34を用いて、後行材に対する、めっき付着量の変化に対する上記ワイピングノズル6に関する操業情報の変化の係数である影響係数を算出する影響係数算出部37Bと、
算出した影響係数と上記偏差とから、後行材に対するワイピングノズル6に関する操業情報の変更量を算出する変更量算出部37Cと、を備える構成とする。
この構成によれば、目標付着量となるノズル6位置により確実に調整可能となる。
(7) In the present embodiment, in the resetting step, the adhesion
In the apparatus, for example, the resetting
It is configured to include a change
According to this configuration, it is possible to surely adjust by the position of the nozzle 6 which is the target adhesion amount.
(8)本実施形態では、上記影響係数算出工程は、後行材に設定した設定操業情報を変化することによる、付着量予測モデル34で予測するめっき付着量の変化に基づき、上記影響係数を算出する。
その装置は、例えば、上記影響係数算出部37Bは、後行材に設定した設定操業情報を変化することによる、付着量予測モデル34で予測するめっき付着量の変化に基づき、上記影響係数を算出する構成とする。
この構成によれは、目標付着量となるノズル6位置により確実に調整可能となる。
(8) In the present embodiment, in the above-mentioned impact coefficient calculation step, the above-mentioned impact coefficient is calculated based on the change in the plating adhesion amount predicted by the adhesion
In the apparatus, for example, the impact
With this configuration, it is possible to surely adjust by the position of the nozzle 6 which is the target adhesion amount.
(9)本実施形態では、めっき浴に浸漬後の被めっき鋼板10の表面に対しワイピングノズル6からワイピングガスを噴射してめっき付着量を調整する付着調整工程を備えた溶融めっき鋼板の製造方法であって、本実施形態の付着量制御方法(付着量制御装置33)でめっき付着量を調整することを特徴とする溶融めっき鋼板の製造方法(製造装置)を提供する。
この構成によれば、高品質の連続溶融めっき鋼板を製造可能とある。
(9) In the present embodiment, a method for manufacturing a hot-dip plated steel sheet including a bonding adjustment step of injecting a wiping gas from a wiping nozzle 6 onto the surface of a
According to this configuration, it is possible to manufacture a high quality continuously hot-dip galvanized steel sheet.
(10)本実施形態では、設定された操業条件のデータで製造装置の操業を実行して、被加工品を製品に加工する加工工程における、上記製造された製品に要求される複数の品質から選択した品質である選択品質を予測するための品質予測モデルの生成方法であって、上記被加工品に関する情報から選択した1以上のデータ及び上記操業条件から選択した1以上のデータを含む入力操業情報のデータと、その入力操業情報のデータを用いた上記加工工程後の製品の上記選択品質に関する実績データとを有する学習用データを、複数組、取得し、取得した学習用データを用いた機械学習により、上記入力操業情報のデータの少なくとも一部を入力データに含み、上記選択品質に関するデータを出力データとする品質予測モデルを生成する。 (10) In the present embodiment, from the plurality of qualities required for the manufactured product in the processing process of processing the workpiece into a product by executing the operation of the manufacturing apparatus with the data of the set operating conditions. An input operation including one or more data selected from the information on the workpiece and one or more data selected from the above operating conditions, which is a method of generating a quality prediction model for predicting the selected quality, which is the selected quality. A machine that uses the acquired learning data by acquiring a plurality of sets of training data having information data and actual data related to the selection quality of the product after the processing process using the input operation information data. By learning, a quality prediction model is generated in which at least a part of the data of the input operation information is included in the input data and the data related to the selection quality is used as the output data.
このとき、上記被加工品に関する情報から選択した1以上のデータ及び上記操業条件から選択した1以上のデータを入力データに含み、上記選択品質に関するデータを出力データとして演算するための物理モデルに基づく数値計算式を用いて演算した上記選択品質に関するデータを、上記機械学習による入力データの1つとする構成を採用してもよい。
この品質予測モデルの生成方法は、品質精度が良品質予測モデルを提供可能となり、より高品質の製品を製造可能となる。
At this time, it is based on a physical model for including one or more data selected from the information on the workpiece and one or more data selected from the operating conditions in the input data and calculating the data on the selected quality as output data. A configuration may be adopted in which the data related to the selection quality calculated by using the numerical calculation formula is used as one of the input data by the machine learning.
This method of generating a quality prediction model makes it possible to provide a quality prediction model with good quality accuracy and to manufacture a higher quality product.
1 溶接装置
3 焼鈍炉
4 浴槽
5 浴
6 ワイピングノズル
7 めっき付着量計
10 鋼板
20 高さ調整用アクチュエータ
21 ノズル間隔調整用アクチュエータ
22 ノズル角度調整用アクチュエータ
23 圧力計
24 温度計
25 ガス圧調整装置
30 めっき制御装置
31 生成装置
31A 学習用データ収集部
31B 付着量演算部
31C 予測モデル生成部
32 予測装置(予測値算出部)
32A 付着量予測部
33 付着量制御装置
34 付着量予測モデル
35 学習用データ記憶部
36 データベース
37 再設定部
37A 偏差量算出部
37B 影響係数算出部
37C 変更量算出部
38 ノズル操作部
39 ガス制御部
1
32A Adhesion
Claims (21)
被めっき鋼板に関する鋼板情報から選択した1以上のデータ及びワイピングノズルに関するノズル操業情報から選択した1以上のデータを含む入力操業情報のデータと、その入力操業情報のデータを用いた上記付着調整工程後のめっき付着量の実績データとを有する学習用データを、複数組、取得し、
取得した学習用データを用いた機械学習により、上記入力操業情報のデータの少なくとも一部を入力データに含み、めっき付着量を出力データとする付着量予測モデルを生成する、
ことを特徴とする付着量予測モデルの生成方法。 Plating adhesion after the above-mentioned adhesion adjustment process in a hot-dip plated steel sheet manufacturing facility equipped with an adhesion adjustment process that adjusts the amount of plating adhesion by injecting wiping gas from the wiping nozzle onto the surface of the steel sheet to be plated after being immersed in the plating bath. It is a method of generating an adhesion amount prediction model for predicting the amount.
After the above adhesion adjustment step using the input operation information data including one or more data selected from the steel plate information related to the steel plate to be plated and one or more data selected from the nozzle operation information related to the wiping nozzle, and the input operation information data. Acquire a plurality of sets of learning data having the actual data of the plating adhesion amount of
By machine learning using the acquired learning data, an adhesion amount prediction model is generated in which at least a part of the input operation information data is included in the input data and the plating adhesion amount is used as output data.
A method for generating an adhesion amount prediction model.
上記ノズル操業情報は、ワイピングノズルにおける、ノズル間隔、鋼板表面に対する噴射角度、めっき浴からの高さ、ワイピングガスの圧力、ワイピングガスの温度を含み、
上記入力操業情報として、ライン速度及び上記めっき浴の温度を含む、
ことを特徴とする請求項1に記載した付着量予測モデルの生成方法。 The above steel sheet information includes the plate width, plate thickness, and steel type of the steel plate to be plated.
The nozzle operation information includes the nozzle spacing, the injection angle with respect to the steel plate surface, the height from the plating bath, the pressure of the wiping gas, and the temperature of the wiping gas in the wiping nozzle.
The input operation information includes the line speed and the temperature of the plating bath.
The method for generating an adhesion amount prediction model according to claim 1.
請求項1〜請求項3のいずれか1項に記載の付着量予測モデルの生成方法で生成した付着量予測モデルを用いて、めっき付着量を予測することを特徴とするめっき付着量の予測方法。 Plating adhesion after the above-mentioned adhesion adjustment process in a hot-dip plated steel sheet manufacturing facility equipped with an adhesion adjustment process that adjusts the amount of plating adhesion by injecting wiping gas from the wiping nozzle onto the surface of the steel sheet to be plated after being immersed in the plating bath. It is a method of predicting the amount of plating adhesion, which predicts the amount.
A method for predicting the amount of plating adhesion, which comprises predicting the amount of plating adhesion by using the adhesion amount prediction model generated by the method for generating the adhesion amount prediction model according to any one of claims 1 to 3. ..
溶融めっき鋼板の製造は、先行材の尾端部と後行材の先端部とを溶接によって接続して被めっき鋼板を連続して搬送し、
後行材に対する上記付着調整工程を実行する前に、
後行材の鋼板情報の少なくとも一部を含む後行材に設定した設定操業情報と、請求項1〜請求項3のいずれか1項に記載の付着量予測モデルの生成方法で生成した付着量予測モデルとを用いて、後行材へのめっき付着量の予測値を算出する予測値算出工程と、
算出した付着量の予測値と予め設定した付着用目標値との偏差に基づき、上記偏差が小さくなる方向に、後行材に対するワイピングノズルに関する操業情報を再設定する再設定工程と、
を実行することを特徴とするめっき付着量制御方法。 Plating adhesion after the above-mentioned adhesion adjustment process in a hot-dip plated steel sheet manufacturing facility equipped with an adhesion adjustment process that adjusts the amount of plating adhesion by injecting wiping gas from the wiping nozzle onto the surface of the steel sheet to be plated after being immersed in the plating bath. It is a plating adhesion amount control method that controls the amount,
In the production of hot-dip galvanized steel sheets, the tail end of the leading material and the tip of the trailing material are connected by welding to continuously transport the steel sheet to be plated.
Before performing the above adhesion adjustment step on the trailing material,
The set operation information set for the trailing material including at least a part of the steel plate information of the trailing material, and the adhesion amount generated by the method for generating the adhesion amount prediction model according to any one of claims 1 to 3. A prediction value calculation process for calculating the prediction value of the amount of plating adhered to the trailing material using the prediction model, and
Based on the deviation between the calculated predicted value of the adhesion amount and the preset target value for adhesion, the resetting process for resetting the operation information regarding the wiping nozzle for the trailing material in the direction in which the deviation becomes smaller, and the resetting process.
A plating adhesion control method characterized by performing.
請求項1〜請求項3のいずれか1項に記載に付着量予測モデルの生成方法で生成した付着量予測モデルを用いて、後行材に対する、めっき付着量の変化に対する上記ワイピングノズルに関する操業情報の変化の係数である影響係数を算出する影響係数算出工程と、
算出した影響係数と上記偏差とから、後行材に対するワイピングノズルに関する操業情報の変更量を算出する変更量算出工程と、
を備えることを特徴とする請求項5〜請求項7のいずれか1項に記載しためっき付着量制御方法。 The above resetting process is
Using the adhesion amount prediction model generated by the method for generating the adhesion amount prediction model according to any one of claims 1 to 3, the operation information regarding the wiping nozzle with respect to the change in the plating adhesion amount with respect to the trailing material. The impact factor calculation process that calculates the impact coefficient, which is the coefficient of change in
From the calculated impact coefficient and the above deviation, the change amount calculation process for calculating the change amount of the operation information regarding the wiping nozzle for the trailing material, and the change amount calculation process.
The plating adhesion amount control method according to any one of claims 5 to 7, further comprising.
請求項5〜請求項9のいずれか1項に記載しためっき付着量制御方法でめっき付着量を調整することを特徴とする溶融めっき鋼板の製造方法。 A method for manufacturing a hot-dip galvanized steel sheet, which comprises an adhesion adjustment step of injecting a wiping gas from a wiping nozzle onto the surface of a steel sheet to be plated after being immersed in a plating bath to adjust the amount of plating adhesion.
A method for manufacturing a hot-dip galvanized steel sheet, which comprises adjusting the plating adhesion amount by the plating adhesion amount control method according to any one of claims 5 to 9.
被めっき鋼板に関する鋼板情報から選択した1以上のデータ及びワイピングノズルに関するノズル操業情報から選択した1以上のデータを含む入力操業情報のデータと、その入力操業情報のデータを用いた上記付着調整工程後のめっき付着量の実績データとを有する学習用データを、複数組、格納した学習用データ記憶部と、
上記学習用データ記憶部に格納された複数組の学習用データを用いた機械学習により、上記入力操業情報のデータの少なくとも一部を入力データに含み、めっき付着量を出力データとする付着量予測モデルを生成する予測モデル生成部と、
を備えることを特徴とする付着量予測モデルの生成装置。 Plating adhesion after the above-mentioned adhesion adjustment process in a hot-dip plated steel sheet manufacturing facility equipped with an adhesion adjustment process that adjusts the amount of plating adhesion by injecting wiping gas from the wiping nozzle onto the surface of the steel sheet to be plated after being immersed in the plating bath. It is a generator of the adhesion amount prediction model for predicting the amount.
After the above adhesion adjustment step using the input operation information data including one or more data selected from the steel plate information related to the steel plate to be plated and one or more data selected from the nozzle operation information related to the wiping nozzle, and the input operation information data. A learning data storage unit that stores a plurality of sets of learning data having the actual data of the plating adhesion amount of
By machine learning using a plurality of sets of learning data stored in the learning data storage unit, at least a part of the input operation information data is included in the input data, and the adhesion amount prediction using the plating adhesion amount as the output data. A predictive model generator that generates a model, and a predictive model generator
A device for generating an adhesion amount prediction model, which comprises.
上記ノズル操業情報は、ワイピングノズルにおける、ノズル間隔、鋼板表面に対する噴射角度、めっき浴からの高さ、ワイピングガスの圧力、ワイピングガスの温度を含み、
上記入力操業情報として、ライン速度及び上記めっき浴の温度を含むことを特徴とする請求項11に記載した付着量予測モデルの生成装置。 The above steel sheet information includes the plate width, plate thickness, and steel type of the steel plate to be plated.
The nozzle operation information includes the nozzle spacing, the injection angle with respect to the steel plate surface, the height from the plating bath, the pressure of the wiping gas, and the temperature of the wiping gas in the wiping nozzle.
The apparatus for generating an adhesion amount prediction model according to claim 11, wherein the input operation information includes a line speed and a temperature of the plating bath.
上記機械学習による入力データの1つとして、上記付着量演算部が演算するめっき付着量が用いられる、
ことを特徴とする請求項11又は請求項12に記載した付着量予測モデルの生成装置。 The input data includes one or more data selected from the steel plate information and one or more data selected from the nozzle operation information, and a numerical calculation formula based on a physical model for calculating the plating adhesion amount as output data is used. Equipped with an adhesion amount calculation unit that calculates the plating adhesion amount,
As one of the input data by the machine learning, the plating adhesion amount calculated by the adhesion amount calculation unit is used.
11. The apparatus for generating an adhesion amount prediction model according to claim 11 or 12.
請求項11〜請求項13のいずれか1項に記載の付着量予測モデルの生成装置が生成した付着量予測モデルを用いて、めっき付着量を予測する付着量予測部を備えることを特徴とするめっき付着量の予測装置。 Plating adhesion after the above-mentioned adhesion adjustment process in a hot-dip plated steel sheet manufacturing facility equipped with an adhesion adjustment process that adjusts the amount of plating adhesion by injecting wiping gas from the wiping nozzle onto the surface of the steel sheet to be plated after being immersed in the plating bath. It is a device for predicting the amount of plating adhesion, which predicts the amount.
It is characterized by comprising an adhesion amount prediction unit for predicting a plating adhesion amount by using the adhesion amount prediction model generated by the adhesion amount prediction model generation apparatus according to any one of claims 11 to 13. A device for predicting the amount of plating adhesion.
溶融めっき鋼板の製造は、先行材の尾端部と後行材の先端部とを溶接によって接続して被めっき鋼板を連続して搬送し、
後行材に対する上記付着調整工程を実行する前に、後行材の鋼板情報の少なくとも一部を含む後行材に設定した設定操業情報と、請求項11〜請求項13のいずれか1項に記載の付着量予測モデルの生成装置で生成した付着量予測モデルとを用いて、後行材へのめっき付着量の予測値を算出する予測値算出部と、
後行材に対する上記付着調整工程を実行する前に、算出した付着量の予測値と予め設定した付着用目標値との偏差に基づき、上記偏差が小さくなる方向に、後行材に対するワイピングノズルに関する操業情報を再設定する再設定部と、
を備えることを特徴とするめっき付着量制御装置。 Plating adhesion after the above-mentioned adhesion adjustment process in a hot-dip plated steel sheet manufacturing facility equipped with an adhesion adjustment process that adjusts the amount of plating adhesion by injecting wiping gas from the wiping nozzle onto the surface of the steel sheet to be plated after being immersed in the plating bath. It is a plating adhesion amount control device that controls the amount,
In the production of hot-dip galvanized steel sheets, the tail end of the leading material and the tip of the trailing material are connected by welding to continuously transport the steel sheet to be plated.
Prior to executing the above-mentioned adhesion adjusting step for the trailing material, the set operation information set for the trailing material including at least a part of the steel plate information of the trailing material, and any one of claims 11 to 13. Using the adhesion amount prediction model generated by the generation device of the adhesion amount prediction model described, the prediction value calculation unit for calculating the prediction value of the plating adhesion amount to the trailing material, and the prediction value calculation unit.
Regarding the wiping nozzle for the trailing material in the direction in which the deviation becomes smaller based on the deviation between the calculated predicted value of the adhesion amount and the preset target value for adhesion before executing the adhesion adjusting step for the trailing material. The resetting unit that resets the operation information,
A plating adhesion amount control device characterized by being provided with.
請求項11〜請求項14のいずれか1項に記載に付着量予測モデルの生成装置で生成した付着量予測モデルを用いて、後行材に対する、めっき付着量の変化に対する上記ワイピングノズルに関する操業情報の変化の係数である影響係数を算出する影響係数算出部と、
算出した影響係数と上記偏差とから、後行材に対するワイピングノズルに関する操業情報の変更量を算出する変更量算出部と、
を備えることを特徴とする請求項15〜請求項17のいずれか1項に記載しためっき付着量制御装置。 The above reset part
Operation information regarding the above-mentioned wiping nozzle with respect to a change in the plating adhesion amount with respect to the trailing material by using the adhesion amount prediction model generated by the generation device of the adhesion amount prediction model according to any one of claims 11 to 14. The impact coefficient calculation unit that calculates the impact coefficient, which is the coefficient of change in
From the calculated impact coefficient and the above deviation, the change amount calculation unit that calculates the change amount of the operation information regarding the wiping nozzle for the trailing material, and
The plating adhesion amount control device according to any one of claims 15 to 17, wherein the plating adhesion amount control device is provided.
請求項15〜請求項19のいずれか1項に記載しためっき付着量制御装置を備える溶融めっき鋼板の製造装置。 It is a hot-dip galvanized steel sheet manufacturing apparatus equipped with an adhesion adjustment step of injecting a wiping gas from a wiping nozzle onto the surface of a steel sheet to be plated after being immersed in a plating bath to adjust the amount of plating adhesion.
A hot-dip galvanized steel sheet manufacturing apparatus comprising the plating adhesion amount control device according to any one of claims 15 to 19.
上記被加工品に関する情報から選択した1以上のデータ及び上記操業条件から選択した1以上のデータを含む入力操業情報のデータと、その入力操業情報のデータを用いた上記加工工程後の製品の上記選択品質に関する実績データとを有する学習用データを、複数組、取得し、
取得した学習用データを用いた機械学習により、上記入力操業情報のデータの少なくとも一部を入力データに含み、上記選択品質に関するデータを出力データとする品質予測モデルを生成し、
上記被加工品に関する情報から選択した1以上のデータ及び上記操業条件から選択した1以上のデータを入力データに含み、上記選択品質に関するデータを出力データとして演算するための物理モデルに基づく数値計算式を用いて演算した上記選択品質に関するデータを、上記機械学習による入力データの1つとする、
ことを特徴とする品質予測モデルの生成方法。 In the processing process of processing the workpiece into a product by executing the operation of the manufacturing equipment with the data of the set operating conditions, the selected quality, which is the quality selected from the multiple qualities required for the manufactured product, is selected. It is a method of generating a quality prediction model for prediction.
Input operation information data including one or more data selected from the information about the workpiece and one or more data selected from the operation conditions, and the above-mentioned product after the processing process using the input operation information data. Acquire multiple sets of learning data with actual data on selection quality,
By machine learning using the acquired training data, a quality prediction model is generated in which at least a part of the input operation information data is included in the input data and the data related to the selection quality is output data.
A numerical calculation formula based on a physical model that includes one or more data selected from the information on the workpiece and one or more data selected from the operating conditions in the input data, and calculates the data on the selected quality as output data. The data related to the selection quality calculated using the above is used as one of the input data by the machine learning.
A method of generating a quality prediction model, which is characterized by the fact that.
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