JP7098720B2 - 装置調整機器、付加製造装置、付加製造方法、及びプログラム - Google Patents

Description

本発明は、装置調整機器、付加製造装置、付加製造方法、及びプログラムに関する。

金属等の粉末材料に光ビームを照射し溶融固化することによって所望の造形物（目的物）を製造する粉末床溶融結合（Powder Bed Fusion）に代表される付加製造が一般に知られている。同一仕様、同一工程で製造した装置であれば常に同一の安定した運転結果が得られることが望ましいが、実際には、原料、使用環境、装置状態等によって、その性能や目的物の品質に微妙な違い、ずれが生じることがある。従来は、このような付加製造装置の運転条件（制御パラメータ・運転パラメータ）を、その装置に予め設定された自動制御機能や現地運転員の判断により調整して決定しているが、上記要因から最適な運転条件を実現できていない場合がある。

米国特許出願公開第２０１３／０１７９３８８号明細書

上述した課題について、多数の装置から収集した運転データのビッグデータ解析を行って、最適な運転条件を実現しようとする試みがなされている。しかしながら、収集する運転データにおいては、その制御パラメータが任意に設定されており、また運転結果（目的物の形状、品質等）には、様々な要因が複雑に絡み合っている。そのため、ビッグデータ解析による解決手法には不確定要素が多く、また、考慮すべき因子が多すぎて、信頼性のある結果が得られないことがある。例えば、原料成分が主因子であったとしても、評価パラメータとして登録されてなければ、残りの因子をいくら調整しても良い結果は得られない。また、原料成分を主因子として把握し、評価パラメータに登録したとしても、原料成分はケースバイケースで千差万別であるため、同じ原料を用いたデータ量が不十分になりがちで、信頼性のある結果は得られない。

本発明の一実施形態は上記課題に鑑みなされたもので、各々の付加製造装置において最適な運転条件を実現するための装置調整機器、付加製造装置、付加製造方法、及びプログラムを提供する。

本発明の少なくとも一実施形態に係る装置調整機器は、目的物を製造するための付加製造装置の運転条件を調整する装置調整機器であって、前記付加製造装置で製造可能な複数の標準試験片に各々対応する標準試験片データ及び該標準試験片を製造するときの標準パラメータセットを記憶する記憶部と、前記目的物の造形仕様データに基づいて、複数の前記標準試験片データから、前記造形仕様データに適合する前記標準試験片データを選択する選択部と、選択された前記標準試験片データと、該標準試験片データに対応する前記標準パラメータセットを用いて前記付加製造装置が製造した標準試験片の試験造形結果データと、に基づいて、前記付加製造装置の運転条件を調整するための前記付加製造装置の制御パラメータ群である造形パラメータセットを生成する調整部と、を具備することを特徴とする。
本発明の少なくとも一実施形態に係る付加製造装置は、装置調整機器から指定された運転条件を基に目的物の製造をする付加製造装置であって、前記目的物の造形仕様データに適合する標準試験片データ及び該標準試験片を製造するときの標準パラメータセットを受信する受信部と、受信した前記標準試験片データ及び前記標準パラメータセットを基に、前記標準試験片を付加製造する付加製造部と、前記付加製造部が製造した前記標準試験片を測定した測定結果を基に、試験造形結果データを生成する測定部と、を備え、前記標準試験片データと前記試験造形結果データとに基づいて、運転条件を調整するために生成された造形パラメータセットを前記装置調整機器から前記受信部が受信すると、前記付加製造部は、該造形パラメータセットと前記造形仕様データとを用いて、前記目的物を製造し、測定した前記目的物の造形結果データを、前記測定部が生成すると、前記目的物の造形結果データを前記装置調整器に送信すると共に、該造形結果データが品質条件を満たしているか否かを問い合わせる。

本発明の少なくとも一実施形態に係る付加製造方法は、目的物を製造するための付加製造装置と、該付加製造装置の運転条件を調整する装置調整機器との間で実行される付加製造方法であって、前記付加製造装置で製造可能な複数の標準試験片に各々対応する標準試験片データ及び該標準試験片を製造するときの標準パラメータセットが前記装置調整機器に記憶されており、前記装置調整機器が、前記目的物の造形仕様データを受信すると、複数の前記標準試験片データから、前記造形仕様データに適合する前記標準試験片データを選択するステップと、選択された前記標準試験片データと、該標準試験片データに対応する前記標準パラメータセットを用いて前記付加製造装置が製造した標準試験片の試験造形結果データとに基づいて、前記付加製造装置の運転条件を調整するための前記付加製造装置の制御パラメータ群である造形パラメータセットを生成し、前記付加製造装置に送信するステップと、前記付加製造装置が、前記造形パラメータセットと前記造形仕様データとを用いて、前記目的物を製造し、該目的物を測定した結果である造形結果データを、前記装置調整機器に送信すると共に、該造形結果データが品質条件を満たしているか否かを問い合わせるステップと、を具備することを特徴とする。
本発明の少なくとも一実施形態に係るプログラムは、目的物を製造するための付加製造装置の運転条件を調整する装置調整機器のプログラムであって、前記付加製造装置で製造可能な複数の標準試験片に各々対応する標準試験片データ及び該標準試験片を製造するときの標準パラメータセットが記憶されており、前記目的物の造形仕様データに基づいて、複数の前記標準試験片データから、前記造形仕様データに適合する前記標準試験片データを選択するステップと、選択された前記標準試験片データと、該標準試験片データに対応する前記標準パラメータセットを用いて前記付加製造装置が製造した標準試験片の試験造形結果データと、に基づいて、前記付加製造装置の運転条件を調整するための前記付加製造装置の制御パラメータ群である造形パラメータセットを生成するステップと、をコンピュータに実行させる。

各々の付加製造装置において最適な運転条件を実現するための装置調整機器、付加製造装置、付加製造方法、及びプログラムを提供することができる。

装置調整機器の実施形態の一例を示す概略図。 図１に関連して装置調整方法を説明するフローチャート。 図１に関連して標準試験片の造形前後の手順を説明する模式図。 図１に関連して目的物の造形前後の手順を説明する模式図。 装置調整機器の実施形態の一例を示す概略図。 図５に関連して装置調整方法を説明するフローチャートの前半部分。 図５に関連して装置調整方法を説明するフローチャートの後半部分。 図５に関連して標準試験片の造形前後の手順を説明する模式図。 図５に関連して目的物の造形前後の手順を説明する模式図。

以下、本発明の一実施形態に係る装置調整機器、付加製造装置、付加製造方法、及びプログラムについて、図１から図８を参照して説明を行う。なお、本発明の一実施形態では、調整対象装置として付加製造システムを例示して説明するが、本発明は、これに限らず、使用環境を考慮した運転条件の最適化が要求される製造装置等、他の装置への適用も可能である。例えば、工作機械やエネルギー発生装置、ＣＯ₂回収装置やＮＯ_x処理装置を備える環境・化学プラント等に本発明を適用しても良い。

図１に示す本発明の一実施形態に係る装置調整機器は、制御部としてのホストコンピュータ（以降、ＨＣ）１１と記憶部としてのデータベース（以降、ＤＢ）１２とを有し、コントロールセンタ１０に配置されている。ＨＣ１１は、通信ネットワーク２０を介して、各プラント３０₁～３０_nに配置された付加製造システムＥ₁～Ｅ_nが備える各付加製造装置Ｅ１₁～Ｅ１_nと通信可能に接続されている。なお、ｎは２以上の整数である。図１では、各プラント３０₁～３０_nに付加製造装置Ｅ１₁～Ｅ１_nを１つずつ配置しているが、付加製造装置Ｅ１₁～Ｅ１_nの配置はどのようなものでも良い。例えば、１つのプラントに全ての付加製造装置Ｅ１₁～Ｅ１_nを配置しても良いし、プラント３０₁～３０_n毎に１つ又は複数の付加製造装置を配置しても良い。各付加製造システムＥ₁～Ｅ_nは、後述するように、付加製造装置Ｅ１₁～Ｅ１_n以外の他の装置を含んでいても良い。

各プラント３０₁～３０_nは、例えば、ガスタービン、蒸気タービン、コンプレッサ等の複数の回転機械を備える発電プラントを含んでいても良い。各プラント３０₁～３０_nに配置された付加製造システムＥ₁～Ｅ_nは、例えば、燃料ノズル、タービン動翼・静翼、インペラ等、発電プラントで使用される各種の交換可能な部品（交換部品）を製造するために使用されても良い。コントロールセンタ１０は、例えば、発電プラントを運営する発電事業者に回転機械等を納入する開発・製造・販売事業者によって管理・運営・制御されていても良い。各プラント３０₁～３０_n及び各付加製造システムＥ₁～Ｅ_nは、同一地域内に設置されていても良いし、あるいは、複数の異なる地域や国に設置されていても良い。ＨＣ１１は、各付加製造システムＥ₁～Ｅ_nの製品仕様や制御可能なパラメータのリスト、その初期設定値等の情報を把握・記憶していても良い。

ＨＣ１１は、装置構成としては、ＣＰＵ（Central Processing Unit）等の演算装置、ＨＤＤ（Hard Disk Drive）、ＲＡＭ（Random Access Memory）、ＲＯＭ（Read Only Memory）等の記憶装置、及び通信装置等を含む（図示省略）。ＨＣ１１は、機能構成としては、選択部１１ａ、調整部１１ｂ、蓄積部１１ｃ、及び評価部１１ｄを含む。選択部１１ａ、調整部１１ｂ、蓄積部１１ｃ、及び評価部１１ｄの各機能は、例えば、上述の演算装置が記憶装置から読み出したプログラムやソフトウェア等を実行することで実現される。ＨＣ１１は、通信ネットワーク２０を介して、各プラント３０₁～３０_nの付加製造システムＥ₁～Ｅ_nに配置された各付加製造装置Ｅ１₁～Ｅ１_nと通信を行い、各付加製造装置Ｅ１₁～Ｅ１_nから取得した情報を解析することで、各付加製造装置Ｅ１₁～Ｅ１_nの運転条件を調整・最適化する。

ＤＢ１２は、ＨＤＤ等の記憶装置等からなり、後述する造形仕様データ、標準試験片データ、標準パラメータセット、試験造形結果データ、差異データ、事例データ、造形パラメータセット、造形結果データ、品質認証データ等を記憶する。ＨＣ１１は、必要に応じて、ＤＢ１２が記憶しているデータを読み出して参照したり、各付加製造装置Ｅ１₁～Ｅ１_nから受信したデータ又は自身が生成したデータをＤＢ１２に書き込んで記憶したりする。また、ＤＢ１２は、上記のデータに加え、後述する知見データ及び部品データ等を更に記憶する構成であっても良い。

知見データは、例えば、目的物の造形に使用する原料に関する情報（例えば、原料の理論的な材料特性や経験的に導き出された特性等の情報）、装置の使用環境（温度、湿度、気圧、ほこり等の散乱微粒子の多さ等）に関する情報、装置の運転履歴（連続運転時間、経年劣化、部品交換等）に関する情報、付加製造プロセスの挙動を予測するための物理モデル等を含んでいても良い。後述する試験造形結果データや造形結果データにこのような原料、使用環境、運転履歴等に関する情報が含まれる場合には、これらの情報を知見データとしてＤＢ１２に蓄積しても良い。部品データは、例えば、目的物の部品番号や三次元ＣＡＤデータ等の設計情報を含んでいても良い。

上述した各種データは、互いに独立して（別々のファイル、別々のテーブル、別々のアドレス等）記憶されていても良いが、その場合でも、互いに関連付けがなされている。例えば、装置の運転履歴は、当該運転履歴を測定した期間における使用環境と関連付けられている。なお、ここでは、ＤＢ１２は、ＨＣ１１と直接接続されているが、ＤＢ１２をデータベースサーバとして、通信ネットワーク２０と接続し、ＨＣ１１とは、通信ネットワーク２０を介して接続するようにしても良い。即ち、ＨＣ１１とＤＢ１２とは、物理的、地理的に離れた場所に設置されていても良い。またこの場合、上述した各種データは、複数の場所に分散して蓄積されていても良い。

通信ネットワーク２０は、インターネット等のネットワークからなり、有線であっても無線であっても良いし、その組み合わせであっても良い。このような通信ネットワーク２０を用いることにより、各プラント３０₁～３０_nがコントロールセンタ１０の遠隔地にあっても、各付加製造システムＥ₁～Ｅ_n（各付加製造装置Ｅ１₁～Ｅ１_n）と通信可能である。なお、コントロールセンタ１０と各プラント３０₁～３０_nとの間の通信を秘密に保つため、通信ネットワーク２０を経由するデータには適宜暗号化等の難読化処理を施しても良い。あるいは、セキュリティの担保された専用の通信回線を用いても良い。

付加製造装置Ｅ１₁～Ｅ１_nは、同一仕様の装置である。本発明の一実施形態に係る装置調整機器は、複数の同一仕様の付加製造装置Ｅ１₁～Ｅ１_nを対象としている。ここで「同一仕様」とは、複数の装置が同一の設計仕様、及び／又は同一の製造工程により得られるものであることを意味する。付加製造装置Ｅ１₁～Ｅ１_nは、一例として、薄く積層した粉末（粉体）をレーザ等により加熱し溶融結合させて、三次元形状の目的物を造形していく「粉末床溶融結合（Powder Bed Fusion）方式」の装置を用いるものとするが、付加製造装置には、様々な方式の装置があり、他の方式、例えば、「指向性エネルギー堆積（Directed Energy Deposition）方式」の装置等でも良い。

各付加製造装置Ｅ１₁～Ｅ１_nには、多数のセンサ（以降、センサ群）Ｅ１ｓ₁～Ｅ１ｓ_nが設けられており、各センサ群Ｅ１ｓ₁～Ｅ１ｓ_nにより、付加製造装置Ｅ１₁～Ｅ１_nの使用環境、運転状態や目的物の特性等の各種パラメータを評価・測定可能となっている。センサ群Ｅ１ｓ₁～Ｅ１ｓ_nは、使用環境として、装置周囲の温度、湿度、気圧、ほこり等の微粒子の多さ等を検出可能なセンサを用い、運転状態として、レーザ出力、レーザ焦点距離、粉末の平坦度、溶融部の温度、各可動部の振動等を検出可能なセンサを用い、目的物の特性として、形状、強度、表面粗さ等を測定可能なセンサを用いる。また、各付加製造装置Ｅ１₁～Ｅ１_nには、運転履歴として、連続運転時間、経年劣化、部品交換等の情報が記録されていても良い。

次に、図２に示すフローチャートと共に、図３及び図４も参照して、図１に示した装置調整機器における装置調整方法を説明する。ここでは、図３及び図４に示すように、１つのプラント３０₁の付加製造システムＥ₁に配置された付加製造装置Ｅ１₁を通信対象として例示するが、他のプラント３０₂～３０_nの付加製造システムＥ₂～Ｅ_nに配置された各付加製造装置Ｅ１₂～Ｅ１_nでも同様の方法が適用できる。なお、図２に示すフローチャートでは、ＨＣ１１の実施するステップを図面左側のＨＣ１１の処理フローに沿って説明し、付加製造装置Ｅ１₁の実施するステップをその右側の付加製造装置Ｅ１₁の処理フローに沿って説明する。なお、上述した通り、付加製造システムＥ₁は付加製造装置Ｅ１₁以外の他の装置を含んでいても良いが、ここでは、付加製造装置Ｅ１₁のみが調整対象装置であるとして説明する。

（ステップＥ１）
プラント３０₁の付加製造装置Ｅ１₁は、付加製造装置Ｅ１₁によって所望の造形物（目的物）を製造するための造形仕様データを、通信ネットワーク２０を介して、ＨＣ１１へ送信する。この造形仕様データは、プラント３０₁の運営者が付加製造装置Ｅ１₁によって造形しようとしている目的物の形状、強度、寸法等の目標値（要求仕様）を含むデータであっても良いし、当該要求仕様を実現するための付加製造装置Ｅ１₁の運転計画（制御プロセスや制御パラメータ等）を含むデータであって良いし、その両方でも良い。造形仕様データはまた、目的物の三次元ＣＡＤデータ等の設計情報を含んでいても良い。ここでは、目的物として、例えばコンプレッサのインペラを想定するが、付加製造装置Ｅ１₁で造形可能な物体であればどのような形状のものであっても良い。

上記造形仕様データに含まれる目標値（要求仕様）としては、付加製造装置Ｅ１₁によって造形しようとしている目的物の原料成分（組成、配合、粒径等）、仕様（形状、寸法精度、表面粗さ、強度等）、当該仕様を達成するための指標（充填率や微細構造等）、原料コスト、製造コスト、歩留まり、製造に要する所要時間、目的物の品質等の目標値等を任意に設定可能である。ここで充填率は、目的物に含まれる空隙の少なさを意味し、微細構造は、目的物の結晶構造や結晶粒の大きさ等を意味し、強度等の目的物の機能に関連する。品質の目標値としては、例えば標準化・規格化団体等で目的物の種類や用途によって定められる要求基準値を含んでいても良い（標準規格適合性）。造形仕様データは、目的物の部品番号や型番等、装置調整機器が目的物を一意に特定できる情報を含んでいても良い。

（ステップＨ１）
ＨＣ１１の通信装置は、通信ネットワーク２０を介して、プラント３０₁の付加製造装置Ｅ１₁から送信された造形仕様データを受信する。受信した造形仕様データは、例えば、ＨＣ１１が備える記憶装置等に一時的に記憶される。なお、ＨＣ１１は、受信した造形仕様データをＤＢ１２に記憶する構成としても良い。

（ステップＨ２）
ＨＣ１１において、選択部１１ａは、付加製造装置Ｅ１₁から送信された造形仕様データに基づいて、ＤＢ１２に記憶されている複数の標準パラメータセットの中から、当該造形仕様データに適合する標準試験片（テストピース）データ及び標準パラメータセットを一つ以上選択する。なお、選択部１１ａが、当該造形仕様データに適合する標準試験片（テストピース）データを選択すれば、標準パラメータセットは一意に特定されるため、選択部１１ａは、標準試験片（テストピース）データを選択してもよい。選択部１１ａは、例えば、造形仕様データの特徴（目的物の開口数、開口位置、外壁厚さ、格子間隔、各部の角度・曲率等の形状の特徴）を抽出し、ＤＢ１２に記憶される標準試験片データの中から、各特徴に類似する形状を有する標準試験片を選択する。あるいは、選択部１１ａは、抽出した造形仕様データの特徴を幾何的に単純化またはモデル化したうえで、各特徴に類似する形状を有する標準試験片を適合する標準試験片として選択してもよい。標準試験片は、造形仕様データで規定される目的物を付加製造装置Ｅ１₁が正しく造形することができるか否かを試験するためのベンチマークとして用いられる標準化された小試験体であり、例えば、目的物の形状や特徴等をモデル化、単純化、又は抽象化したものである。標準試験片データは、標準試験片の形状、仕様、指標等の情報、及び三次元ＣＡＤデータ等の設計情報、つまり標準試験片の属性を示すデータを含み、付加製造装置Ｅ１₁が理解可能なファイルフォーマットで記述されている。ＤＢ１２は、例えば数種類から数十種類の標準試験片データと、各標準試験片データに関連付けられた標準パラメータセットを記憶している。選択部１１ａは、造形仕様データに含まれる目標値（要求仕様）と類似する、属性を有する前記標準試験片データを選択する。

標準パラメータセットは、選択した標準試験片データに基づき標準試験片を試験造形する際に付加製造装置Ｅ１₁が使用する制御パラメータ群または運転パラメータ群を含む。標準パラメータセットは、例えば、付加製造装置Ｅ１₁によって標準試験片を製造するために必要なレーザ照射位置に関連するパラメータ、標準試験片を所望の寸法精度とするために必要なレーザ出力に関連するパラメータ、標準試験片を所望の強度とするために必要なレーザ走査パターンに関連するパラメータ等を含んでいても良い。

標準パラメータセットはまた、上記例示した制御パラメータ以外にも、付加製造装置Ｅ１₁によって標準試験片を製造する場合に必要となる各種のパラメータを含んでいても良い。例えば、付加製造装置Ｅ１₁による造形では、目的物の形状によってはその造形品質が変わる可能性があるので、造形仕様データで表される目的物に、下支えが必要なオーバーハング等の形状や厚さや幅が急激に変化する形状が含まれる場合には、これらの形状の特徴をモデル化した標準試験片データを設定し、これらの形状を造形するのに適した制御パラメータを標準パラメータセットに含めれば良い。以下に、具体例の一部を例示して説明する。

（ケース１）
付加製造装置Ｅ１₁から「精密なガスタービンノズル」を製造するための造形仕様データがＨＣ１１へ送信された場合には、ＨＣ１１の選択部１１ａは、ＤＢ１２に記憶された複数の標準試験片データから、例えば、ガスタービンノズルの形状を単純化した「円筒型」の標準試験片に対応する標準試験片データを選択する。これは指定した円筒型形状を正確に造形できるかどうか(accuracy)を評価するものである。他にもガスタービンノズルの別の特徴、例えばノズル内の微細溝構造を、造形の分解能（resolution）の評価目的で試験片に加えたり、微細溝構造に最も近い形状を有する別の標準試験片にて評価したりしても良い。選択部１１ａは、当該「円筒型」の標準試験片を造形するために必要なレーザ照射位置に関連する制御パラメータ、例えばレーザのビーム径やビーム形状等と、造形仕様データで規定される寸法精度を最終的な目的物で実現するために標準試験片の試験造形で達成すべき「精密造形用レーザ出力」に関連する制御パラメータ、例えばレーザ強度や照射速度等とを選択し、標準パラメータセットに含める。

（ケース２）
付加製造装置Ｅ１₁から「高強度のインペラ」を製造するための造形仕様データがＨＣ１１へ送信された場合には、ＨＣ１１の選択部１１ａは、ＤＢ１２に記憶された複数の標準試験片データから、例えば、インペラの湾曲形状をモデル化した「オーバーハング型」の標準試験片に対応する標準試験片データを選択する。これは標準試験片にて、インペラの重力方向に対する傾きに対して形を崩さずに造形できるかどうかを評価するものである。選択部１１ａは、当該「オーバーハング型」の標準試験片を造形するために必要なレーザ照射位置に関連する制御パラメータと、造形仕様データで規定される強度を最終的な目的物で実現するために標準試験片の試験造形で達成すべき「高強度用レーザ走査パターン」に関連する制御パラメータとを選択し、標準パラメータセットに含める。レーザ走査パターンは、結晶構造の成長性や下層との密着性などを考慮して設定できる。また、オーバーハングの問題を解決するために、重力方向に対する造形物の向きという造形パラメータを再設定してもよい。

なお、上述したように、造形仕様データに目的物の部品番号、型番等の情報が含まれており、かつ、ＨＣ１１が当該部品番号に対応する目的物の部品データをＤＢ１２に記憶している場合、選択部１１ａは、この部品データを参照することによって、当該部品データに予め関連付けられた標準試験片データ及び標準パラメータセットを容易に選択することができる。例えば、コントロールセンタ１０が、発電プラントを運営する発電事業者に回転機械を納入する開発・製造・販売事業者によって管理・運営・制御されており、当該発電事業者が、自身のプラントに配置された付加製造装置によって回転機械の交換部品を造形しようとするケースが想定し得る。

（ステップＨ３）
標準試験片データ及び標準パラメータセットの選択後、ＨＣ１１の通信装置は、選択した標準試験片データ及び標準パラメータセットを、通信ネットワーク２０を介して、プラント３０₁の付加製造装置Ｅ１₁へ送信する。

（ステップＥ２）
プラント３０₁の付加製造装置Ｅ１₁は、通信ネットワーク２０を介して、ＨＣ１１の通信装置から送信された標準試験片データ及び標準パラメータセットを受信する。

（ステップＥ３）
標準試験片データ及び標準パラメータセットの受信後、付加製造装置Ｅ１₁は、当該標準試験片データ及び標準パラメータセットに基づいて、標準試験片の試験造形を実施する。この際、付加製造装置Ｅ１₁は、センサ群Ｅ１ｓ₁を用いて、試験造形時の使用環境として、装置周囲の温度、湿度、気圧、ほこり等の微粒子の多さ等を測定し、試験造形時の運転状態として、レーザ出力や対象領域（例えば、レーザ照射により形成される溶融池等）の温度や形状等を測定している。また、付加製造装置Ｅ１₁は、運転履歴として、連続運転時間、経年劣化、部品交換等の情報を最新の状態に更新する。

付加製造装置Ｅ１₁は、上記ケース１の場合は、「円筒型」の標準試験片を製造するために必要なレーザ照射位置に関する制御パラメータと、所望の寸法精度を達成するために必要な「精密造形用レーザ出力」に関する制御パラメータとに基づいて試験造形を行う。
また、上記ケース２の場合は、「オーバーハング型」の標準試験片を製造するために必要なレーザ照射位置に関する制御パラメータと、所望の強度を達成するために必要な「高強度用レーザ走査パターン」に関する制御パラメータとに基づいて試験造形を行う。この試験造形は、限られた数の標準試験片を用いて、調整対象となる付加製造装置Ｅ１₁の特性や傾向を効率良く把握できるという点で有用である。

（ステップＥ４）
付加製造装置Ｅ１₁は、試験造形した標準試験片をセンサ群Ｅ１ｓ₁で測定し、試験造形結果データを生成する。例えば、センサ群Ｅ１ｓ₁の中に形状測定用のセンサがあれば、当該センサを用いて、図３のような標準試験片ＳＴＰ（ここでは「オーバーハング型」の標準試験片を例示している）の形状を測定する。あるいは、センサ群Ｅ１ｓ₁の中に強度測定用のセンサがあれば、当該センサを用いて、図３のような標準試験片ＳＴＰの強度を測定する。なお、付加製造装置Ｅ１₁において、装置上での測定が難しい場合には、造形した標準試験片を測定するための専用の測定装置（例えば、三次元スキャナ等）を別途設置しても良い。

（ステップＥ５）
付加製造装置Ｅ１₁は、標準試験片の試験造形の結果得られた試験造形結果データを、通信ネットワーク２０を介して、ＨＣ１１の通信装置に送信する。試験造形結果データは、例えば、試験造形した標準試験片の形状、寸法精度、表面粗さ、強度、充填率、微細構造等の情報を含む。試験造形結果データはまた、試験造形に用いた原料、試験造形時の付加製造装置Ｅ１₁の使用環境、運転状態、及び運転履歴等のデータを含んでいても良い。

（ステップＨ４）
ＨＣ１１の通信装置は、通信ネットワーク２０を介して、付加製造装置Ｅ１₁から送信された試験造形結果データを受信する。この試験造形結果データは、付加製造装置Ｅ１₁や他の付加製造装置Ｅ１₂～Ｅ１_nで活用できる有意なデータとなる可能性があるので、後述する事例データとして再利用するため、ＨＣ１１の蓄積部１１ｃは、使用した標準試験片データ及び標準パラメータセットと関連付けて、ＤＢ１２に記憶しておく。この際、試験造形結果データに原料、使用環境、運転状態、運転履歴等のデータが含まれる場合には、これらのデータを知見データとしてＤＢ１２に蓄積しても良い。

（ステップＨ５）
ＨＣ１１は、標準試験片の試験造形結果が許容範囲内にあるか否かを判断する。ここで、許容範囲にあるか否かは、例えば、造形した標準試験片の形状に著しい欠陥があるか否か（例えば、オーバーハング部の倒壊等）、言い換えれば、後述する造形パラメータによって調整可能な範囲を超える程の造形異常があるか否かに基づいて判断する。試験造形結果が許容範囲内でない場合は、ステップＨ２に戻り、標準パラメータセットを構成する少なくとも一つの制御パラメータの設定値を変更し、変更後の制御パラメータを含む標準パラメータセットに基づき、再度標準試験片の造形を試みる。なお、試験造形結果が許容範囲内にあるか否かの判断は、付加製造装置Ｅ１₁側で行い、評価結果のみをＨＣ１１に送信することとしても良い。

（ステップＨ６）
試験造形結果が許容範囲内にあると判断した場合、ＨＣ１１の調整部１１ｂは、標準試験片データと試験造形結果データとのずれを評価及び分析して、造形パラメータセットを作成する。「ずれの評価」として、調整部１１ｂは、実際に造形された標準試験片の形状・寸法精度・強度等の測定値と、標準試験片データで規定される標準試験片の形状・寸法精度・強度等の目標値との間の差異を計算する。この差異は、調整対象となる付加製造装置Ｅ１₁の特性や傾向（クセ）を表す情報となる（以降、「差異データ」と称する）。「ずれの分析」として、調整部１１ｂは、差異データとＤＢ１２に記憶されている事例データとを比較することにより、差異データの表す付加製造装置Ｅ１₁の特性や傾向（クセ）を補償・調整し、付加製造装置Ｅ１₁の動作条件を最適化するように造形パラメータセットを作成するようにしている。例えば、試験造形結果データの造形時間が、標準試験片データの造形時間より長い場合、調整部１１ｂは、付加製造装置Ｅ１₁のレーザ走査スピードを速くするように、レーザ走査スピードに係る造形パラメータセットを調整する。例えば、試験造形結果データの表面の粗さを示すデータと、標準試験片データの表面の粗さを示すデータとを比較し、試験造形結果データの表面の方が粗いことが特定された場合、調整部１１ｂは、付加製造装置Ｅ１₁のレーザ照射強度を強くなるように、レーザ照射強度に係る造形パラメータセットを調整する。つまり、調整部１１ｂは、標準試験片データと試験造形結果データとの差異である差異データが小さくなるように造形パラメータセットを作成する。

ＤＢ１２に蓄積されている事例データは、付加製造装置Ｅ１₁～Ｅ１_nの過去の運転結果であって、付加製造装置Ｅ１₁及び他の付加製造装置Ｅ１₂～Ｅ１_nで過去に実施した試験造形や目的物の造形から得られた、所望の目的物の造形に成功した（後述する品質条件を満たした）場合の「差異データ」と「造形パラメータセット」との対応関係を蓄積したもの（統計データ）である。事例データとして例えば、「差異データがパターンＡの場合、造形パラメータセットＸを選択すれば、付加製造装置Ｅ１₁～Ｅ１_nのクセを補償・調整して品質条件を満たす所望の目的物を造形できる」、あるいは、「差異データがパターンＢの場合、造形パラメータセットＹを選択すれば、付加製造装置Ｅ１₁～Ｅ１_nのクセを補償・調整して品質条件を満たす所望の目的物を造形できる」といった、過去の運転結果に関する事例情報（成功事例）を含むことができる。なお、ＤＢ１２は、所望の目的物の造形に失敗した場合の過去の運転結果を事例データとして蓄積しても良い（失敗事例）。

造形パラメータセットは、上述の通り、標準試験片データと試験造形結果データとのずれを評価及び分析した結果得られるものであって、造形仕様データに基づき目的物を造形する際に付加製造装置Ｅ１₁～Ｅ１_nが使用する制御パラメータ群である。なお、造形パラメータセットは、付加製造装置Ｅ１₁～Ｅ１_nを運転するための運転条件、例えば、装置へ入力する入力データや装置を運転する運転パラメータ等、付加製造装置Ｅ１₁～Ｅ１_n側で操作する情報全般を含む。

このように、ＨＣ１１の調整部１１ｂは、限られた数の標準試験片に基づく試験造形結果データと過去の運転結果である事例データとに基づいて、付加製造装置Ｅ１₁～Ｅ１_nの運転条件を調整・最適化するための造形パラメータセットを生成している。これにより、目的物が品質条件を満たす所望の形状となるような最適な運転条件（最適な造形パラメータセット）を効率良く生成することが可能となる。

例えば、上記ケース１において、差異データが「円筒型」の標準試験片の下側部分で寸法精度が不足していることを示した場合、調整部１１ｂは、事例データを参照して、目的物（ガスタービンノズル）の造形時には当該寸法精度の不足が解消されるように、レーザ照射位置やレーザ出力の大きさ等に関する制御パラメータを調整する。また、上記ケース２において、差異データが「オーバーハング型」の標準試験片の湾曲部における強度が不足していることを示した場合、調整部１１ｂは、事例データを参照して、目的物（インペラ）の造形時には当該強度不足が解消されるように、レーザ照射位置やレーザ走査パターン等の制御パラメータを調整する。

なお、上述した造形パラメータセットの生成の際、過去の事例データの中に今回の差異データと一致するものがあれば、一致する過去の差異データに対応して記憶された造形パラメータセットと同一の造形パラメータセットを選択すれば良い。一方、一致するものがない場合には、差異データに加えて、上述した知見データも参照して、今回の差異データに適合する最適な造形パラメータセットを推測すれば良い。例えば、調整部１１ｂは、事例データの中から最も近い差異データを選択し、この差異データに対応する造形パラメータセットに含まれる制御パラメータを、知見データに含まれる付加製造装置Ｅ１₁～Ｅ１_nの物理モデルに基づき補正することで、最適な造形パラメータセットを推測することができる。

（ステップＨ７）
造形パラメータセットの作成後、ＨＣ１１の通信装置は、作成した造形パラメータセットを、通信ネットワーク２０を介して、付加製造装置Ｅ１₁へ送信する。なお、この造形パラメータセットには、目的物の三次元ＣＡＤデータ等の設計情報が含まれていても良い。

（ステップＥ６）
プラント３０₁の付加製造装置Ｅ１₁は、通信ネットワーク２０を介して、ＨＣ１１の通信装置から送信された造形パラメータセットを受信する。造形パラメータセットに目的物の三次元ＣＡＤデータ等の設計情報が含まれていた場合、付加製造装置Ｅ１₁は、当該設計情報を造形仕様データの一部として取り扱っても良い。

（ステップＥ７）
造形パラメータセットの受信後、付加製造装置Ｅ１₁は、造形仕様データ及び受信した造形パラメータセットに基づいて、造形仕様データで規定される所望の目的物を製造する。この際、付加製造装置Ｅ１₁は、センサ群Ｅ１ｓ₁を用いて、造形時の使用環境として、装置周囲の温度、湿度、気圧、ほこり等の微粒子の多さ等を測定し、造形時の運転状態として、レーザ出力や対象領域（例えば、レーザ照射により形成される溶融池等）の温度や形状等を測定している。また、付加製造装置Ｅ１₁は、運転履歴として、連続運転時間、経年劣化、部品交換等の情報を最新の状態に更新する。

（ステップＥ８）
付加製造装置Ｅ１₁は、製造した目的物をセンサ群Ｅ１ｓ₁で測定し、造形結果データを生成する。例えば、センサ群Ｅ１ｓ₁の中に形状測定用のセンサがあれば、当該センサを用いて、図４のような目的物ＴＰ（ここでは目的物としてインペラを例示している）の形状を測定する。あるいは、センサ群Ｅ１ｓ₁の中に強度測定用のセンサがあれば、当該センサを用いて、図４のような目的物ＴＰの強度を測定する。なお、付加製造装置Ｅ１₁において、装置上での測定が難しい場合には、造形した目的物を測定するための専用の測定装置（例えば、三次元スキャナ等）を別途設置しても良い。

（ステップＥ９）
付加製造装置Ｅ１₁は、通信ネットワーク２０を介して、目的物の造形の結果得られた造形結果データを、ＨＣ１１の通信装置に送信する。造形結果データは、例えば、造形した目的物の形状、寸法精度、表面粗さ、強度、充填率、微細構造等に関する情報を含む。造形結果データはまた、造形に用いた原料、造形時の付加製造装置Ｅ１₁の使用環境、運転状態、及び運転履歴等のデータを含んでいても良い。

（ステップＨ８）
ＨＣ１１の通信装置は、通信ネットワーク２０を介して、付加製造装置Ｅ１₁から送信された造形結果データを受信する。この造形結果データは、付加製造装置Ｅ１₁や他の付加製造装置Ｅ１₂～Ｅ１_nで活用できる有意なデータとなる可能性があるので、上述した事例データとして再利用するため、ＨＣ１１の蓄積部１１ｃは、使用した造形仕様データ、造形パラメータセット、及び造形パラメータセットの導出に用いた差異データ（標準試験片データ及び試験造形結果データ）等と関連付けて、ＤＢ１２に記憶しておく。このとき、造形結果データに原料、使用環境、運転状態、運転履歴等のデータが含まれる場合には、これらのデータを知見データとしてＤＢ１２に蓄積しても良い。

（ステップＨ９）
ＨＣ１１の評価部１１ｄは、造形パラメータセットに基づいて実際に製造された目的物の品質が、所定の品質条件を満たすか否かを、造形結果データ及び造形仕様データに基づいて判断する。造形結果データに含まれる情報、例えば、形状、寸法精度、表面粗さ、強度、充填率、微細構造等の情報は、付加製造装置Ｅ１₁の品質保証の対象となり得るものであり、達成すべき目標の設定対象でもある。品質の目標値としては、例えば造形仕様データで規定される要求仕様を含むが、更に、コントロールセンタ１０の管理・運営・制御者（例えば、発電プラントを運営する発電事業者に回転機械等を納入する開発・製造・販売事業者）が独自に定める製品認定基準等を含んでいても良い。また、品質条件の指標は複数存在しても良く、例えば、形状に関する品質条件を満たしていたとしても、製造コストや製造に要する時間が規定範囲内でない場合には品質条件を満たさないと判断しても良い。

例えば、上述のように、コントロールセンタ１０が、発電プラントを運営する発電事業者に回転機械等を納入する開発・製造・販売事業者によって管理・運営・制御されており、当該発電事業者が、自身のプラントに配置された付加製造装置によって回転機械の交換部品を造形しようとするケースを想定すると、造形パラメータセットに基づいて実際に製造された目的物の品質が所定の品質条件を満たすと判断できる場合に限り、開発・製造・販売事業者は当該回転機械の交換部品として目的物を利用することを許可する（あるいは保守契約上の製品保証の対象とする）等の取り決めを行っても良い。

（ステップＨ１０）
目的物が所定の品質条件を満たすと判断した場合、ＨＣ１１の評価部１１ｄは、品質認証データを生成し、ＨＣ１１の通信装置は、通信ネットワーク２０を介して、生成した品質認証データを付加製造装置Ｅ１₁に送信する。この品質認証データは、調整対象である付加製造システムＥ₁（付加製造装置Ｅ１₁）が、特定の目的物の造形について所定の品質条件（造形仕様データで規定される要求仕様を含む品質の目標値）を満たしていることを証明する情報となる。

造形結果が所定の品質条件を満たしていないと判断した場合は、ステップＨ６へ戻り、造形パラメータセットを構成する少なくとも一つの制御パラメータの設定値を変更し、変更後の制御パラメータを含む造形パラメータセットに基づき、再度目的物の造形を試みる。事例データとして蓄積される造形結果データが少ない初期段階では、上述したステップＨ６～Ｈ９を複数回繰り返す可能性があるが、ある程度の数の造形結果データが事例データとして蓄積されれば、ステップＨ６における分析精度が向上し、上述したステップＨ６～Ｈ９を繰り返すことなく、最適な造形パラメータセットを精度良く得ることができる。即ち、ＨＣ１１と接続された複数の付加製造装置Ｅ１₁～Ｅ１_nが図２に示した装置調整方法を繰り返し実行することで、有意なデータとなる所望の目的物の造形に成功した場合の造形結果データが事例データとして蓄積され、結果として造形パラメータセットによる調整精度が向上する。

（ステップＥ１０）
付加製造装置Ｅ１₁は、通信ネットワーク２０を介して、ＨＣ１１の通信装置から送信された品質認証データを受信する。例えば、発電プラントを運営する発電事業者は、この証明情報を受信した後、造形した目的物を回転機械の交換部品として認定し、次回の定期検査等のタイミングにおいて利用することができる。

以上説明したように、本発明の一実施形態に係る装置調整機器は、付加製造システムが備える調整対象装置から受信する造形仕様データに適合した標準試験片を選択し、選択した標準試験片の試験造形を調整対象装置で実施し、試験造形結果データと事例データとに基づいて、目的物を造形するための造形パラメータセットを生成している。これにより、装置調整機器は、付加製造システムが備える調整対象装置の特性や傾向（クセ）を把握することが可能となり、調整対象装置にとって最適な造形パラメータセットを効率的に得て、運転条件を最適化することができる。

この際、装置調整機器は、複数の同一仕様の装置との情報通信によって、各装置からの造形結果データを事例データとして蓄積しているので、各プラントの現地運転員が把握する量よりもはるかに多い情報に基づいて対象装置の運転条件の最適化を行うことができる。従って、運転条件の最適化をより高精度に行うことが可能となり、造形する目的物の品質をより向上させることができる。また、限られた数の標準試験片に基づいて最適な運転条件を導き出しているので、前提条件が異なる膨大なデータから有意な傾向を抽出しようとする従来のビッグデータ解析と比較して、より効率的、かつ、より高速に運転条件を最適化することができる。

図５に示す本発明の一実施形態に係る装置調整機器は、基本的な構成は図１に示した装置調整機器と同じであるが、図１に示した付加製造システムＥ₁～Ｅ_nが、複数の同一仕様の「付加製造装置Ｅ１₁～Ｅ１_n」による造形工程を調整対象とするのに対して、図５に示す付加製造システムＥ₁～Ｅ_nでは、複数の工程が実施され、各工程に対応する装置が配置されており、これら複数の装置を連動させた調整が実施される点で異なる。ここで複数の付加製造システムＥ₁～Ｅ_nにおいて、同一工程に対応する装置同士は、同一仕様となっている。なお、各工程に対応する装置は、完全に独立した別々の筐体によって構成されていても良いし、複数の工程に対応する装置が同じ筐体に格納される構成であっても良い。

例えば、付加製造装置単体を調整するだけでは品質条件を満たすことが難しいとしても、他の工程（処理）を実施する装置（例えば、粉末製造装置、予備加熱装置、研磨加工装置、切削加工装置、熱間等方圧装置（ＨＩＰ： Hot Isostatic Pressing）等）を連動させた摺合せを行うことで、品質条件を満たすことができる場合がある。又は、付加製造装置単体で品質条件を満たしている場合であっても、他の工程を実施する装置を連動させた摺合せを行うことで、運転条件や目的物の品質を更に向上させることができる場合がある。以降の説明では、このように、単一の工程に係る装置を調整するだけでは所望の目的物や最適な運転条件が得られないような場合に、その前工程または後工程を実施する装置との調整（擦り合わせ）を行うことで、運転条件を最適化する例について説明する。

図５に示す付加製造システムＥ₁～Ｅ_nは、図１で例示した付加製造装置Ｅ１₁～Ｅ１_nを含み、更に、粉末製造装置、予備加熱装置、研磨加工装置、切削加工装置、及び熱間等方圧装置のうちの少なくとも１つを含む構成とされている。前工程としては、例えば粉末製造装置または予備加熱装置による処理（前工程処理装置）、後工程としては、例えば研磨加工装置、切削加工装置、または熱間等方圧装置による処理（後工程処理装置）が適用可能である。ここでは、付加製造システムＥ₁～Ｅ_nを、付加製造装置Ｅ１₁～Ｅ１_nに粉末製造装置Ｅ０₁～Ｅ０_nと研磨加工装置Ｅ２₁～Ｅ２_nとを組み合わせたものとして説明を行う。なお、図５に示す装置調整機器において、コントロールセンタ１０に配置されたＨＣ１１及びＤＢ１２、通信ネットワーク２０、付加製造装置Ｅ１₁～Ｅ１_nは、図１で示した装置調整機器で説明した構成と同じであるので、同じ符号を付しており、ここでは、重複する説明は省略する。

図５に示す装置調整機器においては、ＨＣ１１が、通信ネットワーク２０を介して、各プラント３０₁～３０_nの付加製造システムＥ₁～Ｅ_n（各粉末製造装置Ｅ０₁～Ｅ０_n、各付加製造装置Ｅ１₁～Ｅ１_n、及び各研磨加工装置Ｅ２₁～Ｅ２_n）と通信可能に接続されている。通信ネットワーク２０を用いることにより、各プラント３０₁～３０_nがコントロールセンタ１０の遠隔地にあっても、各装置と通信可能である。なお、ｎは２以上の整数である。図５では、各プラント３０₁～３０_nに付加製造システムＥ₁～Ｅ_nを１つずつ配置しているが、図１と同様に、付加製造システムＥ₁～Ｅ_nの配置はどのようなものでも良い。同様に、付加製造システムＥ₁～Ｅ_nに含まれる複数の装置の配置もどのようなものでも良く、例えば、複数の装置をそれぞれ別のプラントに配置しても良いし、任意の装置同士を組み合わせて、任意のプラントに配置するようにしても良い。

ＨＣ１１は、詳細は後述するが、通信ネットワーク２０を介して、付加製造システムＥ₁～Ｅ_nの備える各粉末製造装置Ｅ０₁～Ｅ０_n、各付加製造装置Ｅ１₁～Ｅ１_n、及び各研磨加工装置Ｅ２₁～Ｅ２_nとの間において、予め設定された情報（造形仕様データ、標準試験片データ、標準パラメータセット、試験造形結果データ、粉末製造パラメータセット、造形パラメータセット、研磨加工パラメータセット、粉末製造結果データ、造形結果データ、研磨加工結果データ、品質認証データ等）の通信を行い、取得した情報を解析することで、付加製造システムＥ₁～Ｅ_nの各々において、全体としての最適な運転条件を導出する。ＨＣ１１は、各粉末製造装置Ｅ０₁～Ｅ０_n、各付加製造装置Ｅ１₁～Ｅ１_n、及び各研磨加工装置Ｅ２₁～Ｅ２_nの製品仕様や制御可能なパラメータのリスト、その初期設定値等の情報を把握・記憶していても良い。

各付加製造システムＥ_１～Ｅ_ｎにおいて、各付加製造装置Ｅ１_１～Ｅ１_ｎは、主工程である付加製造工程（付加製造方法）に対応する装置であり、各粉末製造装置Ｅ０_１～Ｅ０_ｎは、主工程の前工程に対応する装置であり、各研磨加工装置Ｅ２_１～Ｅ２_ｎは、主工程の後工程に対応する装置である。例えば、プラント３０_１の付加製造システムＥ_１においては、前工程の粉末製造装置Ｅ０_１を運転し、その後、主工程の付加製造装置Ｅ１_１を運転し、その後、後工程の研磨加工装置Ｅ２_１を運転することで最終的な目的物を製造する。他のプラント３０_２～３０_ｎの付加製造システムＥ_２～Ｅ_ｎでも同様である。
各付加製造装置Ｅ１_１～Ｅ１_ｎは、受信部３１、付加製造部３２、測定部３３、及び送信部３４を具備し、これらは、ＲＯＭ等の記憶装置に格納されたプログラムをＣＰＵが読み出して実行することにより付加製造工程（付加製造方法）が実現される。受信部３１は、前記目的物の造形仕様データに適合する標準試験片データ及び該標準試験片を製造するときの標準パラメータセットを受信する。付加製造部３２は、受信した標準試験片データ及び前記標準パラメータセットを基に、標準試験片を付加製造する。測定部３３は、付加製造部３２が製造した標準試験片を測定した測定結果を基に、試験造形結果データを生成する。標準試験片データと試験造形結果データとに基づいて、運転条件を調整するために生成された造形パラメータセットをＨＣ１１から受信部３１が受信すると、付加製造部３２は、造形パラメータセットと造形仕様データとを用いて、前記目的物を製造する。測定部３３は、測定した目的物の造形結果データを生成する。送信部３４は、目的物の造形結果データを前記装置調整機器に送信すると共に、造形結果データが品質条件を満たしているか否かを問い合わせる。

粉末製造装置Ｅ０₁～Ｅ０_nは、同一仕様の装置である。ここで「同一仕様」とは、複数の装置が同一の設計仕様、及び／又は同一の製造工程により得られるものであることを意味する。粉末製造装置Ｅ０₁～Ｅ０_nは、所定の原料から付加製造装置Ｅ１₁～Ｅ１_nで使用する粉末となる球形状の粉体を作製するものであり、粉体の粒径、材質、組成、密度等を調整可能なものである。粉末製造装置Ｅ０₁～Ｅ０_nは、一種類の粉体のみを付加製造装置Ｅ１₁～Ｅ１_nに供給するものであっても良いし、複数の粉体を混合・撹拌して付加製造装置Ｅ１₁～Ｅ１_nに供給するものであっても良い。

各粉末製造装置Ｅ０₁～Ｅ０_nには、センサ群Ｅ０ｓ₁～Ｅ０ｓ_nが設けられており、各センサ群Ｅ０ｓ₁～Ｅ０ｓ_nにより、使用環境、運転状態の監視や粉体の評価・測定を実施可能となっている。センサ群Ｅ０ｓ₁～Ｅ０ｓ_nは、使用環境として、装置周囲の温度、湿度、気圧、ほこり等の微粒子の多さ等を検出可能なセンサを用い、運転状態として、処理温度や処理圧力等を検出可能なセンサを用い、粉体の評価・測定として、粉体の粒径、材質、組成、密度等を測定可能なセンサを用いる。また、各粉末製造装置Ｅ０₁～Ｅ０_nには、運転履歴として、連続運転時間、経年劣化、部品交換等の情報が記録されていても良い。

研磨加工装置Ｅ２₁～Ｅ２_nは、同一仕様の装置である。ここで「同一仕様」とは、複数の装置が同一の設計仕様、及び／又は同一の製造工程により得られるものであることを意味する。研磨加工装置Ｅ２₁～Ｅ２_nは、付加製造装置Ｅ１₁～Ｅ１_nで製造した三次元形状の目的物を研磨加工するものである。各研磨加工装置Ｅ２₁～Ｅ２_nは、例えば複数の工具を備えており、要求される表面加工精度によって異なる工具を使い分けた研磨加工が可能である。付加製造装置Ｅ１₁～Ｅ１_nで造形した目的物の形状と目標とする形状との間にずれがある場合に、そのずれを解消するために研磨加工装置Ｅ２₁～Ｅ２_nによる研磨加工を行うようにしても良い。なお、研磨加工装置Ｅ２₁～Ｅ２_nに代えて、付加製造装置Ｅ１₁～Ｅ１_nで製造した三次元形状の目的物を切削加工する切削加工装置を用いても良い。

各研磨加工装置Ｅ２₁～Ｅ２_nには、センサ群Ｅ２ｓ₁～Ｅ２ｓ_nが設けられており、各センサ群Ｅ２ｓ₁～Ｅ２ｓ_nにより、使用環境、運転状態の監視や目的物の評価・測定を実施可能となっている。センサ群Ｅ２ｓ₁～Ｅ２ｓ_nは、使用環境として、装置周囲の温度、湿度、気圧、ほこり等の微粒子の多さ等を検出可能なセンサを用い、運転状態として、装置内部温度や工具の動作位置等を検出可能なセンサを用い、目的物の評価・測定として、目的物の形状や表面粗さ等を測定可能なセンサを用いる。また、各研磨加工装置Ｅ２₁～Ｅ２_nには、運転履歴として、連続運転時間、経年劣化、部品交換等の情報が記録されていても良い。

次に、図６Ａ、図６Ｂに示すフローチャートと共に、図８も参照して、図５に示した装置調整機器における装置調整方法を説明する。ここでは、図８に示すように、１つのプラント３０_１の付加製造システムＥ_１（粉末製造装置Ｅ０_１、付加製造装置Ｅ１_１、及び研磨加工装置Ｅ２_１）を通信対象として例示するが、他のプラント３０_２～３０_ｎの各付加製造システムＥ_２～Ｅ_ｎでも同様の方法が適用できる。なお、図６Ａ、図６Ｂに示すフローチャートでは、ＨＣ１１の実施するステップを図面左側のＨＣ１１の処理フローに沿って説明し、粉末製造装置Ｅ０_１、付加製造装置Ｅ１_１、及び研磨加工装置Ｅ２_１の実施するステップをその右側に順に配列した粉末製造装置Ｅ０_１、付加製造装置Ｅ１_１、及び研磨加工装置Ｅ２_１の処理フローに沿って説明する。

（ステップＥ１１１）
プラント３０₁の付加製造装置Ｅ１₁は、付加製造システムＥ₁によって所望の造形物（目的物）を製造するための造形仕様データを、通信ネットワーク２０を介して、ＨＣ１１へ送信する。この造形仕様データは、プラント３０₁の運営者が付加製造システムＥ₁によって造形しようとしている目的物の形状、強度、寸法等の目標値（要求仕様）を含むデータであっても良いし、当該要求仕様を実現するための付加製造システムＥ₁の運転計画（制御プロセスや制御パラメータ等）を含むデータであって良いし、その両方でも良い。なお、造形仕様データの一部又は全部は、粉末製造装置Ｅ０₁からＨＣ１１へ送信される構成であっても良いし、研磨加工装置Ｅ２₁からＨＣ１１へ送信される構成であっても良いし、その両方でも良い。造形仕様データはまた、目的物の三次元ＣＡＤデータ等の設計情報を含んでいても良い。ここでは、目的物として、例えばコンプレッサのインペラを想定するが、付加製造システムＥ₁で造形可能な物体であればどのような形状のものであっても良い。

上記造形仕様データに含まれる目標値（要求仕様）としては、付加製造システムＥ₁によって造形しようとしている目的物の原料成分（組成、配合、粒径等）、仕様（形状、寸法精度、表面粗さ、強度等）、当該仕様を達成するための指標（充填率や微細構造等）、原料コスト、製造コスト、歩留まり、製造に要する所要時間、目的物の品質等の目標値等を任意に設定可能である。ここで充填率は、目的物に含まれる空隙の少なさを意味し、微細構造は、目的物の結晶構造や結晶粒の大きさ等を意味し、強度等の目的物の機能に関連する。品質の目標値としては、例えば標準化・規格化団体等で目的物の種類や用途によって定められる要求基準値を含んでいても良い（標準規格適合性）。造形仕様データは、目的物の部品番号や型番等、装置調整機器が目的物を一意に特定できる情報を含んでいても良い。

（ステップＨ２１）
ＨＣ１１の通信装置は、通信ネットワーク２０を介して、プラント３０₁の付加製造装置Ｅ１₁から送信された造形仕様データを受信する。受信した造形仕様データは、例えば、ＨＣ１１が備える記憶装置等に一時的に記憶される。なお、ＨＣ１１は、受信した造形仕様データをＤＢ１２に記憶する構成としても良い。

（ステップＨ２２）
ＨＣ１１において、選択部１１ａは、付加製造装置Ｅ１₁から送信された造形仕様データに基づいて、ＤＢ１２に記憶されている複数の標準パラメータセットの中から、当該造形仕様データに適合する標準試験片（テストピース）データ及び標準パラメータセットを一つ以上選択する。標準試験片は、造形仕様データで規定される目的物を付加製造装置Ｅ１₁が正しく造形することができるか否かを試験するためのベンチマークとして用いられる標準化された小試験体であり、例えば、目的物の形状や特徴等をモデル化、単純化、又は抽象化したものである。標準試験片データは、標準試験片の形状、仕様、指標等の情報、三次元ＣＡＤデータ等の設計情報を含み、付加製造装置Ｅ１₁が理解可能なファイルフォーマットで記述されている。ＤＢ１２は、例えば数種類から数十種類の標準試験片データと、各標準試験片データに関連付けられた標準パラメータセットを記憶している。

標準パラメータセットは、選択した標準試験片データに基づき標準試験片を試験造形する際に付加製造装置Ｅ１₁が使用する制御パラメータ群または運転パラメータ群を含む。標準パラメータセットは、例えば、付加製造装置Ｅ１₁によって標準試験片を製造するために必要なレーザ照射位置に関連するパラメータ、標準試験片を所望の寸法精度とするために必要なレーザ出力に関連するパラメータ、標準試験片を所望の強度とするために必要なレーザ走査パターンに関連するパラメータ等を含んでいても良い。

標準パラメータセットはまた、上記例示した制御パラメータ以外にも、付加製造装置Ｅ１₁によって標準試験片を製造する場合に必要となる各種のパラメータを含んでいても良い。例えば、付加製造装置Ｅ１₁による造形では、目的物の形状によってはその造形品質が変わる可能性があるので、造形仕様データで表される目的物に、下支えが必要なオーバーハング等の形状や厚さや幅が急激に変化する形状が含まれる場合には、これらの形状の特徴をモデル化した標準試験片データを設定し、これらの形状を造形するのに適した制御パラメータを標準パラメータセットに含めれば良い。

なお、上述したように、造形仕様データに目的物の部品番号、型番等の情報が含まれており、かつ、ＨＣ１１が当該部品番号に対応する目的物の部品データをＤＢ１２に記憶している場合、選択部１１ａは、この部品データを参照することによって、当該部品データに関連付けられた標準試験片データ及び標準パラメータセットを容易に選択することができる。例えば、コントロールセンタ１０が、発電プラントを運営する発電事業者に回転機械を納入する開発・製造・販売事業者によって管理・運営・制御されており、当該発電事業者が、自身のプラントに配置された付加製造装置によって回転機械の交換部品を造形しようとするケースが想定し得る。

（ステップＨ２３）
標準試験片データ及び標準パラメータセットの選択後、ＨＣ１１の通信装置は、選択した標準試験片データ及び標準パラメータセットを、通信ネットワーク２０を介して、プラント３０₁の付加製造装置Ｅ１₁へ送信する。

（ステップＥ１１２）
プラント３０₁の付加製造装置Ｅ１₁は、通信ネットワーク２０を介して、ＨＣ１１の通信装置から送信された標準試験片データ及び標準パラメータセットを受信する。

（ステップＥ１１３）
標準試験片データ及び標準パラメータセットの受信後、付加製造装置Ｅ１₁は、当該標準試験片データ及び標準パラメータセットに基づいて、標準試験片の試験造形を実施する。この際、付加製造装置Ｅ１₁は、センサ群Ｅ１ｓ₁を用いて、試験造形時の使用環境として、装置周囲の温度、湿度、気圧、ほこり等の微粒子の多さ等を測定し、試験造形時の運転状態として、レーザ出力や対象領域（例えば、レーザ照射により形成される溶融池等）の温度や形状等を測定している。また、付加製造装置Ｅ１₁は、運転履歴として、連続運転時間、経年劣化、部品交換等の情報を最新の状態に更新する。

標準試験片の試験造形を実施する際においては、粉末製造装置Ｅ０₁及び研磨加工装置Ｅ２₁は、各装置に予め設定された自動制御機能等により得られる所定の運転条件（制御パラメータ）に基づき運転されていても良い。即ち、標準試験片の試験造形の段階においては、ＨＣ１１は、粉末製造装置Ｅ０₁及び研磨加工装置Ｅ２₁の運転条件を制御するためのパラメータを送信せずとも良い。また、標準試験片の試験造形の段階においては、後工程を実行する研磨加工装置Ｅ２₁を使用しなくても良い。一方、これとは異なり、標準試験片の試験造形を実施する際において、粉末製造装置Ｅ０₁に適用可能な標準パラメータセット、研磨加工装置Ｅ２₁に適用可能な標準パラメータセットを送信する構成としても良い。

（ステップＥ１１４）
付加製造装置Ｅ１₁は、試験造形した標準試験片をセンサ群Ｅ１ｓ₁で測定し、試験造形結果データを生成する。例えば、センサ群Ｅ１ｓ₁の中に形状測定用のセンサがあれば、当該センサを用いて、図７のような標準試験片ＳＴＰ（ここでは「オーバーハング型」の標準試験片を例示している）の形状を測定する。あるいは、センサ群Ｅ１ｓ₁の中に強度測定用のセンサがあれば、当該センサを用いて、図７のような標準試験片ＳＴＰの強度を測定する。なお、付加製造装置Ｅ１₁において、装置上での測定が難しい場合には、造形した標準試験片を測定するための専用の測定装置（例えば、三次元スキャナ等）を別途設置しても良い。

（ステップＥ１１５）
付加製造装置Ｅ１₁は、標準試験片の試験造形の結果得られた試験造形結果データを、通信ネットワーク２０を介して、ＨＣ１１の通信装置に送信する。試験造形結果データは、例えば、試験造形した標準試験片の形状、寸法精度、表面粗さ、強度、充填率、微細構造等の情報を含む。試験造形結果データはまた、試験造形に用いた原料、試験造形時の付加製造装置Ｅ１₁の使用環境、運転状態、及び運転履歴等のデータを含んでいても良い。またこの際、試験造形時に粉末製造装置Ｅ０₁及び研磨加工装置Ｅ２₁で使用された制御パラメータ、運転パラメータの値や使用環境、運転状態、及び運転履歴等のデータをＨＣ１１の通信装置に送信しても良い（図７の点線矢印参照）。

（ステップＨ２４）
ＨＣ１１の通信装置は、通信ネットワーク２０を介して、付加製造装置Ｅ１₁から送信された試験造形結果データを受信する。この試験造形結果データは、付加製造装置Ｅ１₁や他の付加製造装置Ｅ１₂～Ｅ１_nで活用できる有意なデータとなる可能性があるので、後述する事例データとして再利用するため、ＨＣ１１の蓄積部１１ｃは、使用した標準試験片データ及び標準パラメータセットと関連付けて、ＤＢ１２に記憶しておく。この際、試験造形結果データに原料、使用環境、運転状態、運転履歴等のデータが含まれる場合には、これらのデータを知見データとしてＤＢ１２に蓄積しても良い。

（ステップＨ２５）
ＨＣ１１は、標準試験片の試験造形結果が許容範囲内にあるか否かを判断する。ここで、許容範囲にあるか否かは、例えば、造形した標準試験片の形状に著しい欠陥があるか否か（例えば、オーバーハング部の倒壊等）、言い換えれば、後述する粉末製造パラメータセット、造形パラメータセット、及び研磨加工パラメータセットによって調整可能な範囲を超える程の造形異常があるか否かに基づいて判断する。試験造形結果が許容範囲内でない場合は、ステップＨ２２に戻り、標準パラメータセットを構成する少なくとも一つの制御パラメータの設定値を変更し、変更後の制御パラメータを含む標準パラメータセットに基づき、再度標準試験片の造形を試みる。なお、試験造形結果が許容範囲内にあるか否かの判断は、付加製造装置Ｅ１₁側で行い、評価結果のみをＨＣ１１に送信することとしても良い。

（ステップＨ２６）
試験造形結果が許容範囲内にあると判断した場合、ＨＣ１１の調整部１１ｂは、標準試験片データと試験造形結果データとのずれを評価及び分析して、粉末製造パラメータセット、造形パラメータセット、及び研磨加工パラメータセットを作成する。「ずれの評価」として、調整部１１ｂは、実際に造形された標準試験片の形状・寸法精度・強度等の測定値と、標準試験片データで規定される標準試験片の形状・寸法精度・強度等の目標値との間の差異を計算する。この差異は、調整対象となる付加製造装置Ｅ１₁の特性や傾向（クセ）を表す情報となる（以下、「差異データ」と称する）。「ずれの分析」として、調整部１１ｂは、差異データとＤＢ１２に記憶されている事例データとを比較することにより、差異データの表す付加製造装置Ｅ１₁の特性や傾向（クセ）を補償・調整し、付加製造システムＥ₁全体としての動作条件を最適化するように、粉末製造パラメータセット、造形パラメータセット、研磨加工パラメータセットを作成するようにしている。

ＤＢ１２に蓄積されている事例データは、付加製造システムＥ₁～Ｅ_nの過去の運転結果であって、粉末製造装置Ｅ０₁及び他の粉末製造装置Ｅ０₂～Ｅ０_n、付加製造装置Ｅ１₁及び他の付加製造装置Ｅ１₂～Ｅ１_n、研磨加工装置Ｅ２₁及び他の研磨加工装置Ｅ２₂～Ｅ２_nで過去に実施した試験造形や目的物の造形から得られた、所望の目的物の造形に成功した（後述する品質条件を満たした）場合の「差異データ」と「粉末製造パラメータセット」、「造形パラメータセット」、及び「研磨加工パラメータセット」との対応関係を蓄積したもの（統計データ）である。ここでは、造形パラメータセットだけでなく、前工程に係る粉末製造装置Ｅ０₁の粉末製造パラメータセット及び後工程に係る研磨加工装置Ｅ２₁の研磨加工パラメータセットも作成し、前工程・主工程・後工程を担う各装置を連動させて調整することで、付加製造装置Ｅ１₁単独の調整だけでは成しえない、付加製造システムＥ₁全体としての最適化が可能となる。

事例データとしては、例えば、「差異データがパターンＡの場合、粉末製造パラメータセットＬ、造形パラメータセットＭ、及び研磨加工パラメータセットＮを選択すれば、付加製造装置Ｅ１₁～Ｅ１_nのクセを補償・調整して品質条件を満たす所望の目的物を造形できる」、あるいは、「差異データがパターンＢの場合、粉末製造パラメータセットＰ、造形パラメータセットＱ、及び研磨加工パラメータセットＲを選択すれば、付加製造装置Ｅ１₁～Ｅ１_nのクセを補償・調整して品質条件を満たす所望の目的物を造形できる」といった、過去の運転結果に関する事例情報（成功事例）を含むことができる。なお、ＤＢ１２は、所望の目的物の造形に失敗した場合の過去の運転結果を事例データとして蓄積しても良い（失敗事例）。

粉末製造パラメータセットは、上述の通り、標準試験片データと試験造形結果データとのずれを評価及び分析した結果得られるものであって、造形仕様データに基づき目的物を造形する際に粉末製造装置Ｅ０₁～Ｅ０_nが使用する制御パラメータ群である。なお、粉末製造パラメータセットは、粉末製造装置Ｅ０₁～Ｅ０_nを運転するための運転条件、例えば、装置へ入力する入力データや装置を運転する運転パラメータ等、粉末製造装置Ｅ０₁～Ｅ０_n側で操作する情報全般を含む。また、粉末製造装置、予備加熱装置等、前工程の処理を実施する装置が使用する制御パラメータを前工程パラメータセットと総称する。

造形パラメータセットは、上述の通り、標準試験片データと試験造形結果データとのずれを評価及び分析した結果得られるものであって、造形仕様データに基づき目的物を造形する際に付加製造装置Ｅ１₁～Ｅ１_nが使用する制御パラメータ群である。なお、造形パラメータセットは、付加製造装置Ｅ１₁～Ｅ１_nを運転するための運転条件、例えば、装置へ入力する入力データや装置を運転する運転パラメータ等、付加製造装置Ｅ１₁～Ｅ１_n側で操作する情報全般を含む。

研磨加工パラメータセットは、上述の通り、標準試験片データと試験造形結果データとのずれを評価及び分析した結果得られるものであって、造形仕様データに基づき目的物を造形する際に研磨加工装置Ｅ２₁～Ｅ２_nが使用する制御パラメータ群である。なお、研磨加工パラメータセットは、研磨加工装置Ｅ２₁～Ｅ２_nを運転するための運転条件、例えば、装置へ入力する入力データや装置を運転する運転パラメータ等、研磨加工装置Ｅ２₁～Ｅ２_n側で操作する情報全般を含む。また、研磨加工装置、切削加工装置、熱間等方圧装置等、後工程の処理を実施する装置が使用する制御パラメータを後工程パラメータセットと総称する。

このように、ＨＣ１１の調整部１１ｂは、限られた数の標準試験片に基づく試験造形結果データと過去の運転結果である事例データとに基づいて、付加製造システムＥ₁全体として運転条件を調整・最適化するための粉末製造パラメータセット、造形パラメータセット、及び研磨加工パラメータセットを生成している。これにより、目的物が品質条件を満たす所望の形状となるような最適な運転条件（最適な粉末製造パラメータセット、造形パラメータセット、及び研磨加工パラメータセットの組み合わせ）を効率よく生成することが可能となる。なお、最適なパラメータセットの組み合わせを選択するために公知の最適化アルゴリズムを用いても良いし、選択の優先順位を予め設定しても良いし、事例データの内容を考慮した重み付けを行っても良い。

例えば、上記ケース１において、差異データが「円筒型」の標準試験片の下側部分で寸法精度が不足していることを示した場合、調整部１１ｂは、事例データを参照して、目的物（ガスタービンノズル）の造形時には当該寸法精度の不足が解消されるように、粉末製造パラメータセットによって粒径を調整し、造形パラメータセットによってレーザ照射位置やレーザ出力の大きさ等を調整し、研磨加工パラメータセットによって表面粗さを調整する。各パラメータセットは、寸法精度の不足を付加製造システムＥ₁全体として解消するように選択される。例えば、付加製造装置Ｅ１₁の調整では寸法精度の不足が生じる場合に、その不足の程度が一定以下であれば、造形パラメータセットを変更するのではなく、研磨加工パラメータセットを調整することで、後工程の研磨加工装置Ｅ２₁で寸法精度の不足を解消するなど、複数の装置を連動させた最適化が行われる。

また、上記ケース２において、差異データが「オーバーハング型」の標準試験片の湾曲部における強度が不足していることを示した場合、調整部１１ｂは、事例データを参照して、目的物（インペラ）の造形時には当該強度不足が解消されるように、粉末製造パラメータセットによって粉末の材質を調整し、造形パラメータセットによってレーザ照射位置やレーザ走査パターン等を調整し、研磨加工パラメータセットによって研磨深さや切削深さを調整する。各パラメータセットは、強度不足を付加製造システムＥ₁全体として解消するように選択される。例えば、付加製造装置Ｅ１₁の調整では強度の不足が生じる場合に、その不足の程度が一定以下であれば、造形パラメータセットを変更するのではなく、粉末製造パラメータセットを調整することで、前工程の粉末製造装置Ｅ０₁で強度の不足を解消するなど、複数の装置を連動させた最適化が行われる。

なお、上述した粉末製造パラメータセット、造形パラメータセット、及び研磨加工パラメータセットの生成の際、過去の事例データの中に今回の差異データと一致するものがあれば、一致する過去の差異データに対応して記憶された粉末製造パラメータセット、造形パラメータセット、及び研磨加工パラメータセットと同一の粉末製造パラメータセット、造形パラメータセット、及び研磨加工パラメータセットを選択すれば良い。一方、一致するものがない場合には、差異データに加えて、上述した知見データも参照して、今回の差異データに適合する最適な粉末製造パラメータセット、造形パラメータセット、及び研磨加工パラメータセットを推測すれば良い。例えば、調整部１１ｂは、事例データの中から最も近い差異データを選択し、この差異データに対応する粉末製造パラメータセット、造形パラメータセット、及び研磨加工パラメータセットに含まれる制御パラメータを、知見データに含まれる粉末製造装置Ｅ０₁～Ｅ０_n、付加製造装置Ｅ１₁～Ｅ１_n、及び研磨加工装置Ｅ２₁～Ｅ２_nの物理モデルに基づき補正することで、最適な粉末製造パラメータセット、造形パラメータセット、及び研磨加工パラメータセットを推測することができる。

（ステップＨ２７）
粉末製造パラメータセットの作成後、ＨＣ１１の通信装置は、作成した粉末製造パラメータセットを、通信ネットワーク２０を介して、粉末製造装置Ｅ０₁へ送信する。

（ステップＨ２８）
造形パラメータセットの作成後、ＨＣ１１の通信装置は、作成した造形パラメータセットを、通信ネットワーク２０を介して、付加製造装置Ｅ１₁へ送信する。なお、この造形パラメータセットには、目的物の三次元ＣＡＤデータ等の設計情報が含まれていても良い。

（ステップＨ２９）
研磨加工パラメータセットの作成後、ＨＣ１１の通信装置は、作成した研磨加工パラメータセットを、通信ネットワーク２０を介して、研磨加工装置Ｅ２₁へ送信する。

上述したステップＨ２７、Ｈ２８、Ｈ２９はこの順番で実行しても良いし、任意の順番に入れ替えても良いし、一部又は全部が並列に実行されても良い。

（ステップＥ０１１）
プラント３０₁の付加製造システムＥ₁が備える粉末製造装置Ｅ０₁は、通信ネットワーク２０を介して、ＨＣ１１の通信装置から送信された粉末製造パラメータセットを受信する。

（ステップＥ１１６）
プラント３０₁の付加製造システムＥ₁が備える付加製造装置Ｅ１₁は、通信ネットワーク２０を介して、ＨＣ１１の通信装置から送信された造形パラメータセットを受信する。造形パラメータセットに目的物の三次元ＣＡＤデータ等の設計情報が含まれていた場合、付加製造装置Ｅ１₁は、当該設計情報を造形仕様データの一部として取り扱っても良い。

（ステップＥ２１１）
プラント３０₁の付加製造システムＥ₁が備える研磨加工装置Ｅ２₁は、通信ネットワーク２０を介して、ＨＣ１１の通信装置から送信された研磨加工パラメータセットを受信する。

上述したステップＥ０１１、Ｅ１１６、Ｅ２１１はこの順番で実行しても良いし、任意の順番に入れ替えても良いし、一部又は全部が並列に実行されても良い。

（ステップＥ０１２）＜前工程＞
粉末製造パラメータセットの受信後、粉末製造装置Ｅ０₁は、受信した粉末製造パラメータセットに基づいて、付加製造装置Ｅ１₁に供給される粉末の作製を実施する。この際、粉末製造装置Ｅ０₁は、センサ群Ｅ０ｓ₁を用いて、粉末製造時の使用環境として、装置周囲の温度、湿度、気圧、ほこり等の微粒子の多さ等を測定し、粉末製造時の運転状態として、処理温度や処理圧力等を測定している。また、粉末製造装置Ｅ０₁は、運転履歴として、連続運転時間、経年劣化、部品交換等の情報を最新の状態に更新する。

（ステップＥ１１７）＜主工程＞
造形パラメータセットの受信後、付加製造装置Ｅ１₁は、造形仕様データ及び受信した造形パラメータセットに基づいて、造形仕様データで規定される所望の目的物を製造する。この際、付加製造装置Ｅ１₁は、センサ群Ｅ１ｓ₁を用いて、造形時の使用環境として、装置周囲の温度、湿度、気圧、ほこり等の微粒子の多さ等を測定し、造形時の運転状態として、レーザ出力や対象領域（例えば、レーザ照射により形成される溶融池等）の温度や形状等を測定している。また、付加製造装置Ｅ１₁は、運転履歴として、連続運転時間、経年劣化、部品交換等の情報を最新の状態に更新する。

（ステップＥ２１２）＜後工程＞
研磨加工パラメータセットの受信後、研磨加工装置Ｅ２₁は、受信した研磨加工パラメータセットに基づいて、付加製造装置Ｅ１₁で製造された目的物の研磨加工を実施する。この際、研磨加工装置Ｅ２₁は、センサ群Ｅ２ｓ₁を用いて、加工時の使用環境として、装置周囲の温度、湿度、気圧、ほこり等の微粒子の多さ等を測定し、加工時の運転状態として、内部温度や工具の動作位置等を測定している。また、研磨加工装置Ｅ２₁は、運転履歴として、連続運転時間、経年劣化、部品交換等の情報を最新の状態に更新する。

（ステップＥ０１３）
粉末製造装置Ｅ０₁は、作製した粉末をセンサ群Ｅ０ｓ₁で測定し、粉末製造結果データを生成する。例えば、センサ群Ｅ０ｓ₁の中に粒径測定用のセンサがあれば、当該センサを用いて、図８のような粉末ＰＤＲの粒径を測定する。あるいは、センサ群Ｅ０ｓ₁の中に材質測定用のセンサがあれば、当該センサを用いて、図８のような粉末ＰＤＲの材質を測定する。なお、粉末製造装置Ｅ０₁において、装置上での測定が難しい場合には、作製した粉末ＰＤＲを測定するための専用の測定装置（例えば、粒径測定装置等）を別途設置しても良い。また、粉末製造装置、予備加熱装置等、前工程の処理を実施する装置における測定結果を、前工程結果データと総称する。

（ステップＥ１１８）
付加製造装置Ｅ１₁は、造形した目的物をセンサ群Ｅ１ｓ₁で測定し、造形結果データを生成する。例えば、センサ群Ｅ１ｓ₁の中に形状測定用のセンサがあれば、当該センサを用いて、図８のような研磨加工前の目的物ＰＲＥ（ここでは目的物としてインペラを例示している）の形状を測定する。あるいは、センサ群Ｅ１ｓ₁の中に強度測定用のセンサがあれば、当該センサを用いて、図８のような研磨加工前の目的物ＰＲＥの強度を測定する。なお、付加製造装置Ｅ１₁において、装置上での測定が難しい場合には、造形した目的物ＰＲＥを測定するための専用の測定装置（例えば、三次元スキャナ等）を別途設置しても良い。

（ステップＥ２１３）
研磨加工装置Ｅ２₁は、加工した目的物をセンサ群Ｅ２ｓ₁で測定し、研磨加工結果データを生成する。例えば、センサ群Ｅ２ｓ₁の中に形状測定用のセンサがあれば、当該センサを用いて、図８のような目的物ＴＰ（ここでは目的物としてインペラを例示している）の形状を測定する。あるいは、センサ群Ｅ２ｓ₁の中に表面測定用のセンサがあれば、当該センサを用いて、図８のような目的物ＴＰの表面粗さを測定する。なお、研磨加工装置Ｅ２₁において、装置上での測定が難しい場合には、加工した目的物ＴＰを測定するための専用の測定装置（例えば、三次元スキャナ等）を別途設置しても良い。また、研磨加工装置、切削加工装置、熱間等方圧装置等、後工程の処理を実施する装置における測定結果を、後工程結果データと総称する。

上述したステップＥ０１３、Ｅ１１８、Ｅ２１３はこの順番で実行しても良いし、任意の順番に入れ替えても良いし、一部又は全部が並列に実行されても良い。

（ステップＥ０１４）
粉末製造装置Ｅ０₁は、通信ネットワーク２０を介して、粉末の作製の結果得られた粉末製造結果データを、ＨＣ１１の通信装置に送信する。粉末製造結果データは、例えば、製造した粉末の粒径、材質、組成、密度等に関する情報を含む。粉末製造結果データはまた、製造時の粉末製造装置Ｅ０₁の使用環境、運転状態、及び運転履歴等のデータを含んでいても良い。

（ステップＥ１１９）
付加製造装置Ｅ１₁は、通信ネットワーク２０を介して、目的物の造形の結果得られた造形結果データを、ＨＣ１１の通信装置に送信する。造形結果データは、例えば、造形した目的物の形状、寸法精度、表面粗さ、強度、充填率、微細構造等に関する情報を含む。造形結果データはまた、造形に用いた原料、造形時の付加製造装置Ｅ１₁の使用環境、運転状態、及び運転履歴等のデータを含んでいても良い。

（ステップＥ２１４）
研磨加工装置Ｅ２₁は、通信ネットワーク２０を介して、目的物の研磨加工の結果得られた研磨加工結果データを、ＨＣ１１の通信装置に送信する。研磨加工結果データは、例えば、研磨加工した結果としての目的物の形状、寸法精度、表面粗さ等に関する情報を含む。研磨加工結果データはまた、加工時の研磨加工装置Ｅ２₁の使用環境、運転状態、及び運転履歴等のデータを含んでいても良い。

上述したステップＥ０１４、Ｅ１１９、Ｅ２１４はこの順番で実行しても良いし、任意の順番に入れ替えても良いし、一部又は全部が並列に実行されても良い。

（ステップＨ３０）
ＨＣ１１の通信装置は、通信ネットワーク２０を介して、粉末製造装置Ｅ０₁から送信された粉末製造結果データを受信する。

（ステップＨ３１）
ＨＣ１１の通信装置は、通信ネットワーク２０を介して、付加製造装置Ｅ１₁から送信された造形結果データを受信する。

（ステップＨ３２）
ＨＣ１１の通信装置は、通信ネットワーク２０を介して、研磨加工装置Ｅ２₁から送信された研磨加工結果データを受信する。

上述したステップＨ３０、Ｈ３１、Ｈ３２はこの順番で実行しても良いし、任意の順番に入れ替えても良いし、一部又は全部が並列に実行されても良い。

これら粉末製造結果データ、造形結果データ、及び研磨加工結果データは、粉末製造装置Ｅ０₁や他の粉末製造装置Ｅ０₂～Ｅ０_n、付加製造装置Ｅ１₁や他の付加製造装置Ｅ１₂～Ｅ１_n、及び研磨加工装置Ｅ２₁や他の研磨加工装置Ｅ２₂～Ｅ２_nで活用できる有意なデータとなる可能性があるので、上述した事例データとして再利用するため、ＨＣ１１の蓄積部１１ｃは、使用した造形仕様データ、粉末製造パラメータセット、造形パラメータセット、研磨加工パラメータセット、及びこれらパラメータセットの導出に用いた差異データ（標準試験片データ及び試験造形結果データ）等と関連付けて、ＤＢ１２に記憶しておく。このとき、粉末製造結果データ、造形結果データ、及び研磨加工結果データに原料、使用環境、運転状態、運転履歴等のデータが含まれる場合には、これらのデータを知見データとしてＤＢ１２に蓄積しても良い。

（ステップＨ３３）
ＨＣ１１の評価部１１ｄは、粉末製造パラメータセット、造形パラメータセット、研磨加工パラメータセットに基づいて実際に製造された目的物の品質が、所定の品質条件を満たすか否かを、粉末製造結果データ、造形結果データ、研磨加工結果データの一部または全部、及び造形仕様データに基づいて判断する。粉末製造結果データ、造形結果データ、及び研磨加工結果データに含まれる情報、例えば、形状、寸法精度、表面粗さ、強度、充填率、微細構造等の情報は、付加製造装置Ｅ１₁の品質保証の対象となり得るものであり、達成すべき目標の設定対象でもある。

品質の目標値としては、例えば、造形仕様データで規定される要求仕様、コントロールセンタ１０の管理・運営・制御者（例えば、発電プラントを運営する発電事業者に回転機械等を納入する開発・製造・販売事業者）が独自に定める製品認定基準、標準化・規格化団体等で目的物の種類や用途によって定められる要求基準値等を含んでいても良い（標準規格適合性）。品質条件を満たすか否かの判断は、後工程の結果である研磨加工結果データのみに基づいて行っても良いし、前工程後の作製結果である粉末製造結果データ、主工程後の造形結果である造形結果データを組み合わせて判断しても良い。また、品質条件の指標は複数存在しても良く、例えば、形状に関する品質条件を満たしていたとしても、製造コストや製造に要する所要時間が規定範囲内でない場合には品質条件を満たさないと判断しても良い。

例えば、上述のように、コントロールセンタ１０が、発電プラントを運営する発電事業者に回転機械等を納入する開発・製造・販売事業者によって管理・運営・制御されており、当該発電事業者が、自身のプラントに配置された粉末製造装置、付加製造装置、研磨加工装置によって回転機械の交換部品を造形しようとするケースを想定すると、粉末製造パラメータセット、造形パラメータセット、及び研磨加工パラメータセットに基づいて実際に製造された目的物の品質が所定の品質条件を満たすと判断できる場合に限り、開発・製造・販売事業者は当該回転機械の交換部品として目的物を利用することを許可する（あるいは保守契約上の製品保証の対象とする）等の取り決めを行っても良い。

（ステップＨ３４）
目的物が所定の品質条件を満たすと判断した場合、ＨＣ１１の評価部１１ｄは、品質認証データを生成し、ＨＣ１１の通信装置は、通信ネットワーク２０を介して、生成した品質認証データを付加製造装置Ｅ１₁に送信する。この品質認証データは、調整対象である付加製造システムＥ₁（粉末製造装置Ｅ０₁、付加製造装置Ｅ１₁、及び研磨加工装置Ｅ２₁）が、特定の目的物の造形について所定の品質条件（造形仕様データで規定される要求仕様を含む品質の目標値）を満たしていることを証明する情報となる。なお、ＨＣ１１の評価部１１ｄは、粉末製造装置Ｅ０₁及び研磨加工装置Ｅ２₁に対しても品質認証データを送信するようにしても良い。

造形結果が所定の品質条件を満たしていないと判断した場合は、ステップＨ２６へ戻り、粉末製造パラメータセット、造形パラメータセット、及び研磨加工パラメータセットを構成する少なくとも一つの制御パラメータの設定値を変更し、変更後の制御パラメータを含む粉末製造パラメータセット、造形パラメータセット、及び研磨加工パラメータセットに基づき、再度目的物の製造を試みる。

事例データとして蓄積される粉末製造結果データ、造形結果データ、及び研磨加工結果データが少ない初期段階では、上述したステップＨ２６～Ｈ３３を複数回繰り返す可能性があるが、ある程度の数の粉末製造結果データ、造形結果データ、及び研磨加工結果データが事例データとして蓄積されれば、ステップＨ２６における分析精度が向上し、上述したステップＨ２６～Ｈ３３を繰り返すことなく、最適な粉末製造パラメータセット、造形パラメータセット、及び研磨加工パラメータセットを精度良く得ることができる。

即ち、ＨＣ１１と接続された複数の粉末製造装置Ｅ０₁～Ｅ０_n、付加製造装置Ｅ１₁～Ｅ１_n、及び研磨加工装置Ｅ２₁～Ｅ２_nが図６Ａ、図６Ｂに示した装置調整方法を繰り返し実行することで、有意なデータとなる所望の目的物の造形に成功した場合の粉末製造結果データ、造形結果データ、及び研磨加工結果データが事例データとして蓄積され、結果として粉末製造パラメータセット、造形パラメータセット、及び研磨加工パラメータセットによる調整精度が向上する。

（ステップＥ１２０）
付加製造装置Ｅ１₁は、通信ネットワーク２０を介して、ＨＣ１１の通信装置から送信された品質認証データを受信する。例えば、発電プラントを運営する発電事業者は、この証明情報を受信した後、製造した目的物を回転機械の交換部品として認定し、次回の定期検査等のタイミングにおいて利用することができる。

以上説明したように、本発明の一実施形態に係る装置調整機器は、付加製造システムが備える調整対象装置から受信する造形仕様データに適した標準試験片を選択し、選択した標準試験片の試験造形を調整対象装置で実施し、試験造形結果データと事例データとに基づいて、目的物を製造するための粉末製造パラメータセット、造形パラメータセット、及び研磨加工結果データを生成している。これにより、装置調整機器は、付加製造システムが備える調整対象装置の特性や傾向（クセ）を把握することが可能となり、調整対象装置にとって最適な造形パラメータセットを効率的に得て、運転条件を最適化することができる。また、付加製造システムに含まれる複数の装置を連動させて調整することで、付加製造装置単体の調整だけでは所望の結果が得られないような場合であっても、前後工程の装置との擦り合わせにより全体としての運転条件を最適化し、品質条件を満たすことが可能となる。

なお、前工程として予備加熱装置を使用する場合は、粉末製造パラメータセット及び粉末製造結果データを、予備加熱パラメータセット及び予備加熱結果データと読み替えることで、上記と同様に装置調整方法を実施することができる。後工程として切削加工装置を使用する場合は、研磨加工パラメータセット及び研磨加工結果データを切削加工パラメータセット及び切削加工結果データと読み替えることで、上記と同様に装置調整方法を実施することができる。後工程として熱間等方圧装置を使用する場合は、研磨加工パラメータセット及び研磨加工結果データを加圧処理パラメータセット及び加圧処理結果データと読み替えることで、上記と同様に装置調整方法を実施することができる。

本発明は上述した実施形態に限定されることはなく、上述した実施形態に変形を加えた
形態や、これらの形態を適宜組み合わせた形態も含む。

上述した装置調整機器、付加製造装置、付加製造方法、及びプログラムによれば、付加製造装置に最適な運転条件を設定することができる。

１０ ：コントロールセンタ
１１ ：ホストコンピュータ
１１ａ ：選択部
１１ｂ ：調整部
１１ｃ ：蓄積部
１１ｄ ：評価部
１２ ：データベース
２０ ：通信ネットワーク
３０₁～３０_n：プラント
３１ ：受信部
３２ ：付加製造部
３３ ：測定部
３４ ：送信部
Ｅ０₁～Ｅ０_n：粉末製造装置
Ｅ１₁～Ｅ１_n：付加製造装置
Ｅ２₁～Ｅ２_n：研磨加工装置

Claims (16)

1. 目的物を製造するための付加製造装置の運転条件を調整する装置調整機器であって、
   前記付加製造装置で製造可能な複数の標準試験片に各々対応する標準試験片データ及び該標準試験片を製造するときの標準パラメータセットを記憶する記憶部と、
   前記目的物の造形仕様データに基づいて、複数の前記標準試験片データから、前記造形仕様データに適合する前記標準試験片データを選択する選択部と、
   選択された前記標準試験片データと、該標準試験片データに対応する前記標準パラメータセットを用いて前記付加製造装置が製造した標準試験片の試験造形結果データとに基づいて、前記付加製造装置の運転条件を調整するための前記付加製造装置の制御パラメータ群である造形パラメータセットを生成する調整部と、
   を具備することを特徴とする装置調整機器。
2. 前記造形仕様データ及び前記造形パラメータセットを用いて前記付加製造装置が製造した前記目的物の測定結果である造形結果データに基づき、前記目的物が所定の品質条件を満たしているか否かを判断する評価部を更に備え、
   前記記憶部は、前記付加製造装置の過去の運転結果である事例データを記憶し、
   前記調整部は、前記試験造形結果データ及び前記事例データに基づいて、前記付加製造装置の運転条件を調整するための前記造形パラメータセットを生成することを特徴とする請求項１に記載の装置調整機器。
3. 前記選択部は、前記造形仕様データに含まれる要求仕様と類似する属性を有する前記標準試験片データを選択することを特徴とする請求項１又は２に記載の装置調整機器。
4. 前記調整部は、前記標準試験片データと前記試験造形結果データとの差異が小さくなるように造形パラメータセットを作成することを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１つに記載の装置調整機器。
5. 前記目的物が所定の品質条件を満たした場合における過去の前記造形仕様データ、前記標準試験片データ、前記試験造形結果データ、前記造形パラメータセット、及び前記造形結果データを互いに関連付けて、前記事例データとして前記記憶部に記憶させる蓄積部を更に備えることを特徴とする請求項２に記載の装置調整機器。
6. 前記付加製造装置が実施する主工程の前工程は、前工程処理装置に実行され、前記主工程の後工程は、後工程処理装置に実行される場合において、
   前記前工程処理装置は、粉末製造装置、及び予備加熱装置の少なくとも一方を含み、
   前記後工程処理装置は、研磨加工装置、切削加工装置、及び熱間等方圧装置の少なくとも一つを含むことを特徴とする請求項２に記載の装置調整機器。
7. 前記調整部は、前記前工程処理装置の運転条件を調整するための前工程パラメータセット、及び前記後工程処理装置の運転条件を調整するための後工程パラメータセットの少なくとも一方を生成し、前記造形パラメータセットと連動させて調整を実施することを特徴とする請求項６に記載の装置調整機器。
8. 前記評価部は、前記目的物が所定の品質条件を満たしているか否かを判断する際に、前記造形結果データに加えて、更に、前記前工程パラメータセットを使用した前記前工程処理装置の測定結果である前工程結果データ、及び前記後工程パラメータセットを使用した前記後工程処理装置の測定結果である後工程結果データの少なくとも一方を参照することを特徴とする請求項７に記載の装置調整機器。
9. 前記品質条件は、前記目的物の要求仕様、経済的コスト、標準規格適合性、及び製造に要する時間の少なくとも一つに関する情報を含むことを特徴とする請求項２に記載の装置調整機器。
10. 前記要求仕様は、前記目的物の原料成分、形状、寸法精度、表面粗さ、強度、充填率、及び微細構造の少なくとも一つに関する情報を含むことを特徴とする請求項９に記載の装置調整機器。
11. 前記記憶部は、前記付加製造装置が使用する原料、前記付加製造装置の使用環境、前記付加製造装置の運転履歴、及び付加製造プロセス挙動の少なくとも一つに関する情報を含む知見データを更に記憶し、
    前記調整部は、前記造形パラメータセットを生成する際に、前記事例データに加えて、更に、前記知見データを参照することを特徴とする請求項２に記載の装置調整機器。
12. 前記蓄積部は、前記付加製造装置と同一仕様の他の付加製造装置から受信した過去の運転結果を、前記事例データとして前記記憶部に記憶させることを特徴とする請求項５に記載の装置調整機器。
13. 前記付加製造装置は回転機器を備える発電プラント内に配置されており、前記目的物は前記回転機器の交換部品であることを特徴とする請求項１から請求項１２のいずれか１つに記載の装置調整機器。
14. 請求項１から１３のいずれか１項に記載の装置調整機器から指定された運転条件を基に前記目的物の製造をする付加製造装置であって、
    前記目的物の前記造形仕様データに適合する標準試験片データ及び標準試験片を製造するときの前記標準パラメータセットを受信する受信部と、
    受信した前記標準試験片データ及び前記標準パラメータセットを基に、前記標準試験片を付加製造する付加製造部と、
    前記付加製造部が製造した前記標準試験片を測定した測定結果を基に、前記試験造形結果データを生成する測定部と、を備え、
    前記標準試験片データと前記試験造形結果データとに基づいて、運転条件を調整するために生成された造形パラメータセットを前記装置調整機器から前記受信部が受信すると、前記付加製造部は、該造形パラメータセットと前記造形仕様データとを用いて、前記目的物を製造し、
    測定した前記目的物の造形結果データを、前記測定部が生成すると、前記目的物の前記造形結果データを前記装置調整機器に送信すると共に、該造形結果データが品質条件を満たしているか否かを問い合わせる付加製造装置。
15. 目的物を製造するための付加製造装置と、該付加製造装置の運転条件を調整する装置調整機器との間で実行される付加製造方法であって、
    前記付加製造装置で製造可能な複数の標準試験片に各々対応する標準試験片データ及び該標準試験片を製造するときの標準パラメータセットが前記装置調整機器に記憶されており、
    前記装置調整機器が、
    前記目的物の造形仕様データを受信すると、複数の前記標準試験片データから、前記造形仕様データに適合する前記標準試験片データを選択するステップと、
    選択された前記標準試験片データと、該標準試験片データに対応する前記標準パラメータセットを用いて前記付加製造装置が製造した標準試験片の試験造形結果データとに基づいて、前記付加製造装置の運転条件を調整するための前記付加製造装置の制御パラメータ群である造形パラメータセットを生成し、前記付加製造装置に送信するステップと、
    前記付加製造装置が、
    前記造形パラメータセットと前記造形仕様データとを用いて、前記目的物を製造し、該目的物を測定した結果である造形結果データを、前記装置調整機器に送信すると共に、該造形結果データが品質条件を満たしているか否かを問い合わせるステップと、
    を具備することを特徴とする付加製造方法。
16. 目的物を製造するための付加製造装置の運転条件を調整する装置調整機器のプログラムであって、
    前記付加製造装置で製造可能な複数の標準試験片に各々対応する標準試験片データ及び該標準試験片を製造するときの標準パラメータセットが記憶されており、
    前記目的物の造形仕様データに基づいて、複数の標準試験片データから、造形仕様データに適合する標準試験片データを選択するステップと、
    選択された標準試験片データと、標準試験片データに対応する標準パラメータセットを用いて前記付加製造装置が製造した標準試験片の試験造形結果データとに基づいて、前記付加製造装置の運転条件を調整するための前記付加製造装置の制御パラメータ群である造形パラメータセットを生成するステップと、
    をコンピュータに実行させるプログラム。

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