JP7348488B2 - Physical property data prediction method and physical property data prediction device - Google Patents
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Description
本発明は、加硫ゴム組成物の物性データの値を予測する物性データ予測方法及び物性データ予測装置に関する。 The present invention relates to a physical property data prediction method and a physical property data prediction device for predicting values of physical property data of a vulcanized rubber composition.
近年、コンピュータに機械学習をさせて、入力されたデータから種々の予測を行う技術が活発に提案されている。複数のゴム材料、充填材、及びオイル等を原材料として配合して作製される加硫ゴム組成物についても、その物性データの値を予測することを、上記技術に適用することが考えられる。
従来より、複数のゴム材料、充填材、及びオイル等を試行錯誤により配合して加硫ゴム組成物を試作して物性データを実験して計測することが行われている。このため、加硫ゴム組成物の配合情報と物性データの値とを紐付けたデータは多数蓄積されている。この蓄積データを活用して、コンピュータに機械学習させて、物性データの値を予測することができる。
In recent years, technologies have been actively proposed that allow computers to perform machine learning to make various predictions from input data. It is also conceivable that the above technique can be applied to predicting the values of physical property data of a vulcanized rubber composition produced by blending a plurality of rubber materials, fillers, oils, etc. as raw materials.
BACKGROUND ART Conventionally, a vulcanized rubber composition has been prepared as a prototype by blending a plurality of rubber materials, fillers, oils, etc. through trial and error, and physical property data has been experimentally measured. For this reason, a large amount of data linking the formulation information of vulcanized rubber compositions and the values of physical property data has been accumulated. Using this accumulated data, it is possible to use machine learning on a computer to predict the values of physical property data.
例えば、ニューラルネットワークの手法を用いて、設計・配合等の実験データの要因群と特性群との写像関係を学習し、要因条件から特性値を推定するとともに、任意の特性データに対して、それを作り出す要因データの最適値を効率的にかつ容易に求める方法を提供する技術が知られている(特許文献1)。 For example, using a neural network method, we can learn the mapping relationship between a group of factors and a group of characteristics in experimental data such as design and formulation, and estimate characteristic values from factor conditions. A technique is known that provides a method for efficiently and easily determining the optimal value of factor data that produces the following (Patent Document 1).
この技術におけるニューラルネットワークの学習では、用意したデータを全て一律に読み取って複数の学習データに用いる。例えば、複数の学習データとして、加硫ゴム組成物の原材料の配合比率の情報と物性データの値とを紐付けた多数の蓄積された実験データセットが用いられる。この蓄積された実験データセットは、実験の日時が異なる多数のデータを集めたものである。実験データでは、実験する度に、基準となる加硫ゴム組成物の配合比率の情報と物性データの値を比較のための基準として、基準となる加硫ゴム組成物の配合比率から配合比率を変更した検討対象の加硫ゴム組成物の物性データの値を取得することが通常行われる。このため、複数の学習データには、基準となる加硫ゴム組成物の配合比率の情報と物性データの値の組が多数存在する。 In neural network learning using this technology, all prepared data is uniformly read and used for multiple pieces of training data. For example, as the plurality of learning data, a large number of accumulated experimental data sets in which information on the blending ratio of raw materials of the vulcanized rubber composition is linked to values of physical property data are used. This accumulated experimental data set is a collection of a large number of data with different experiment dates and times. In the experimental data, each time an experiment is conducted, the blending ratio is determined from the blending ratio of the reference vulcanized rubber composition using the information on the blending ratio of the reference vulcanized rubber composition and the value of the physical property data as a standard for comparison. It is common practice to obtain values of physical property data of the vulcanized rubber composition that has been changed. Therefore, in the plurality of learning data, there are many pairs of information on the blending ratio of the reference vulcanized rubber composition and values of physical property data.
しかし、基準となる加硫ゴム組成物の配合比率の情報と物性データの値は、必ずしも常に一定とは限らず、変動する。基準となる加硫ゴム組成物における配合比率は、予め設定された範囲にあるものの、過去の配合比率と現在の配合比率では、ばらつく場合もある。物性データの値についても、実験により取得されるデータであるため、日時等が異なることによりばらつきがある。
したがって、本来、同一の加硫ゴム組成物であっても、配合比率の情報と物性データの値が異なって学習データに含まれることは、機械学習した予測モデルから予測対象加硫ゴム組成物の物性データの値を精度よく予測する上で好ましくない。
However, the information on the blending ratio of the vulcanized rubber composition and the values of the physical property data, which serve as a reference, are not always constant and vary. Although the blending ratio in the standard vulcanized rubber composition is within a preset range, there may be variations between the past blending ratio and the current blending ratio. The values of physical property data are also data obtained through experiments, so there are variations due to differences in date and time.
Therefore, even if the vulcanized rubber compositions are the same, different blending ratio information and physical property data values may be included in the learning data. This is not preferable for accurately predicting the values of physical property data.
そこで、本発明は、予め設定された複数の原材料を組み合わせて配合した未加硫ゴム組成物から作製される加硫ゴム組成物の物性データの値を、コンピュータに予測させる際に、精度よく加硫ゴム組成物の物性データの値を予測させることができる物性データ予測方法及び物性データ予測装置を提供することを目的とする。 Therefore, the present invention aims to accurately predict the physical property data of a vulcanized rubber composition produced from an unvulcanized rubber composition prepared by combining a plurality of preset raw materials. It is an object of the present invention to provide a physical property data prediction method and a physical property data prediction device that can predict the values of physical property data of a sulfur rubber composition.
本発明の一態様は、予め設定された複数の原材料を組み合わせて配合した未加硫ゴム組成物から作製される加硫ゴム組成物の物性データの値を、コンピュータに予測させる物性データ予測方法である。当該予測方法は、
加硫ゴム組成物に用いる複数の原材料を用いて作製された複数の加硫ゴム組成物に関する物性データの値を学習用出力データとし、前記加硫ゴム組成物における前記原材料それぞれの配合比率の情報と、前記加硫ゴム組成物の加工条件の情報と、を学習用入力データとする学習データを用いて、前記物性データと前記配合比率及び前記加工条件との間の関係をコンピュータ内の予測モデルに機械学習させるステップと、
予測対象加硫ゴム組成物の加硫前の未加硫ゴム組成物を構成する構成原材料の配合比率の情報と、前記予測対象加硫ゴム組成物を作製するための加工における加工条件と、を用いて、前記予測対象加硫ゴム組成物の物性データの値を前記予測モデルに予測させるステップと、
前記予測モデルに機械学習させる前に、前記物性データの値と、前記原材料それぞれの前記配合比率の情報及び前記加工条件の情報とを組として、複数の前記加硫ゴム組成物の組を含んだオリジナルデータを取得し、前記オリジナルデータ中の加硫ゴム組成物における配合比率の情報及び該情報に対応する加硫ゴム組成物における物性データの値が、前記オリジナルデータ中の他のいずれかの加硫ゴム組成物における配合比率の情報及び該情報に対応する物性データの値と同一とみなされる条件を満足するか否かを判定することにより、前記条件を満足する加硫ゴム組成物の群を少なくとも1つ抽出し、抽出した前記加硫ゴム組成物の群における前記物性データの値を1つの値に統一することにより、前記オリジナルデータから前記学習用出力データを作成するステップと、を備える。
One aspect of the present invention is a physical property data prediction method that causes a computer to predict physical property data values of a vulcanized rubber composition produced from an unvulcanized rubber composition blended by combining a plurality of preset raw materials. be. The prediction method is
The values of physical property data regarding a plurality of vulcanized rubber compositions prepared using a plurality of raw materials used in the vulcanized rubber composition are used as learning output data, and the blending ratio of each of the raw materials in the vulcanized rubber composition is calculated. and information on the processing conditions of the vulcanized rubber composition as input data for learning, the relationship between the physical property data, the blending ratio , and the processing conditions is calculated in a computer. A step of machine learning the predictive model;
Information on the blending ratio of constituent raw materials constituting the unvulcanized rubber composition before vulcanization of the vulcanized rubber composition to be predicted, and processing conditions in processing for producing the vulcanized rubber composition to be predicted. using the prediction model to predict the value of the physical property data of the vulcanized rubber composition to be predicted;
Before the predictive model is subjected to machine learning, a plurality of sets of the vulcanized rubber compositions are included, with the value of the physical property data, information on the blending ratio of each of the raw materials, and information on the processing conditions being set as a set. The original data is acquired, and the information on the blending ratio in the vulcanized rubber composition in the original data and the value of the physical property data in the vulcanized rubber composition corresponding to the information are determined from any other vulcanization in the original data. A group of vulcanized rubber compositions satisfying the above conditions is determined by determining whether the information on the blending ratio in the vulcanized rubber composition and the value of the physical property data corresponding to the information satisfy the same condition. creating the learning output data from the original data by extracting at least one and unifying the values of the physical property data in the group of extracted vulcanized rubber compositions to one value.
抽出された前記加硫ゴム組成物の群において、いずれの加硫ゴム組成物の対についても、前記対における対応する配合比率同士の値の比は、第1の範囲内にあり、前記対における対応する物性データ同士の値の比は、第2の範囲内にあり、前記第1の範囲と前記第2の範囲は異なる、ことが好ましい。 In the extracted group of vulcanized rubber compositions, for any pair of vulcanized rubber compositions, the ratio of the values of corresponding compounding ratios in the pair is within the first range, and It is preferable that the ratio of values of corresponding physical property data is within a second range, and the first range and the second range are different.
前記第1の範囲は、前記第2の範囲よりも狭い、ことが好ましい。 Preferably, the first range is narrower than the second range.
前記第1の範囲は、0.95~1.05の範囲内にある、ことが好ましい。 Preferably, the first range is within a range of 0.95 to 1.05.
前記条件は、配合比率の情報が同一とみなされる条件と、物性データの値が同一とみなされる条件と、を含み、
前記物性データの値が同一とみなされる条件は、前記配合比率の情報が同一とみなされる条件を満足する加硫ゴム組成物の総数に対して0より大きく1以下の所定の数を乗算した値を設定数とし、前記加硫ゴム組成物の群の総数が、前記設定数になるように、前記物性データの値が同一とみなされる条件を設定する、ことが好ましい。
The conditions include a condition in which the information on the mixing ratio is considered to be the same, and a condition in which the value of the physical property data is considered to be the same,
The condition under which the values of the physical property data are considered to be the same is the value obtained by multiplying the total number of vulcanized rubber compositions that satisfy the conditions under which the information on the mixing ratio is considered to be the same by a predetermined number greater than 0 and less than or equal to 1. It is preferable to set conditions under which the values of the physical property data are considered to be the same, such that the total number of groups of the vulcanized rubber compositions is the set number.
前記物性データの値として統一する値は、前記加硫ゴム組成物の群における前記物性データの値の平均値あるいは中間値である、ことが好ましい。 It is preferable that the value to be unified as the value of the physical property data is an average value or an intermediate value of the values of the physical property data in the group of the vulcanized rubber compositions.
本発明の他の一態様は、予め設定された複数の原材料を組み合わせて配合した未加硫ゴム組成物から作製される加硫ゴム組成物の物性データの値を予測する、コンピュータで構成された物性データ予測装置である。当該物性データ予測装置は、
加硫ゴム組成物に用いる複数の原材料を、設定された配合比率で配合し、設定された加工条件で加工することにより作製される複数の加硫ゴム組成物に関する物性データの値を学習用出力データとし、前記加硫ゴム組成物における前記原材料それぞれの前記配合比率の情報と、前記加工条件のそれぞれの情報と、を学習用入力データとする学習データを用いて、前記物性データの値を予測モデルに機械学習させる機械学習部と、
予測対象加硫ゴム組成物の加硫前の未加硫ゴム組成物を構成する構成原材料の配合比率の情報と、前記予測対象加硫ゴム組成物を作製するための加工における加工条件と、を用いて、前記予測対象加硫ゴム組成物の物性データの値を予測する予測モデルを備える予測部と、
前記予測モデルに機械学習させる前に、前記物性データの値と、前記原材料それぞれの前記配合比率の情報及び前記加工条件の情報とを組として、複数の前記加硫ゴム組成物における前記組を含んだオリジナルデータを用意し、前記オリジナルデータ中の加硫ゴム組成物における配合比率の情報及び該情報に対応する加硫ゴム組成物における物性データの値が、前記オリジナルデータ中の他のいずれかの加硫ゴム組成物における配合比率の情報及び該情報に対応する物性データの値と同一とみなされる条件を満足するか否かを判定することにより、前記条件を満足する加硫ゴム組成物の群を抽出し、抽出した前記加硫ゴム組成物の群における物性データの値を1つの値に統一することにより、前記オリジナルデータから前記学習用出力データを作成する前処理部と、
を備える。
Another aspect of the present invention is a computer configured to predict values of physical property data of a vulcanized rubber composition produced from an unvulcanized rubber composition blended by combining a plurality of preset raw materials. This is a physical property data prediction device. The physical property data prediction device is
Output for learning values of physical property data regarding multiple vulcanized rubber compositions produced by blending multiple raw materials used for vulcanized rubber compositions at a set blending ratio and processing under set processing conditions. The value of the physical property data is predicted using learning data in which information on the blending ratio of each of the raw materials in the vulcanized rubber composition and information on each of the processing conditions are input data for learning. A machine learning department that performs machine learning on the model,
Information on the blending ratio of constituent raw materials constituting the unvulcanized rubber composition before vulcanization of the vulcanized rubber composition to be predicted, and processing conditions in processing for producing the vulcanized rubber composition to be predicted. a prediction unit comprising a prediction model that uses the prediction model to predict the value of the physical property data of the vulcanized rubber composition to be predicted;
Before the prediction model is subjected to machine learning, the value of the physical property data, the information on the blending ratio of each of the raw materials, and the information on the processing conditions are set as a set, and the set is included in a plurality of the vulcanized rubber compositions. The original data is prepared, and the information on the blending ratio of the vulcanized rubber composition in the original data and the value of the physical property data of the vulcanized rubber composition corresponding to the information are calculated from any other data in the original data. A group of vulcanized rubber compositions satisfying the above conditions is determined by determining whether the information on the blending ratio in the vulcanized rubber composition and the value of the physical property data corresponding to the information satisfy the same condition. a preprocessing unit that creates the learning output data from the original data by extracting the physical property data of the group of extracted vulcanized rubber compositions and unifying the values of physical property data in the extracted group of vulcanized rubber compositions to one value;
Equipped with
上述の物性データ予測方法及び物性データ予測装置によれば、加硫ゴム組成物の物性データの値を、コンピュータに予測させる際に、精度よく加硫ゴム組成物の物性データの値を予測させることができる。 According to the above-described physical property data prediction method and physical property data prediction device, when a computer predicts the values of physical property data of a vulcanized rubber composition, it is possible to accurately predict the values of physical property data of the vulcanized rubber composition. I can do it.
以下、一実施形態の物性データ予測方法及び装置物性データ予測装置について詳細に説明する。 Hereinafter, a physical property data prediction method and a physical property data prediction device of one embodiment will be described in detail.
一実施形態の物性データ予測方法は、コンピュータに、複数の加硫ゴム組成物に関する物性データの値と要因データとの関連付けを機械学習させ、機械学習したコンピュータの予測モデルを用いて、予測対象加硫ゴム組成物の物性データの値を予測する方法である。
図1は、コンピュータの物性データ予測方法の一例を示す図である。図2は、物性データ予測方法を行う一実施形態の物性データ予測装置の主な構成の一例を示す図である。物性データ予測装置100は、CPU102及びメモリ104を備えるコンピュータで構成される。物性データ予測装置100は、メモリ104に記憶するプログラムを起動することにより、機能を発揮する前処理部106、機械学習部108、及び予測部110をソフトウェアモジュールとして少なくとも形成する。物性データ予測装置100は、図示されないディスプレイと接続され、さらに、マウス及びキーボードを含む入力操作デバイスと接続されている。
The physical property data prediction method of one embodiment causes a computer to machine learn the association between physical property data values and factor data regarding a plurality of vulcanized rubber compositions, and uses a machine learned computer prediction model to This is a method for predicting the values of physical property data of sulfur rubber compositions.
FIG. 1 is a diagram showing an example of a method for predicting physical property data using a computer. FIG. 2 is a diagram illustrating an example of the main configuration of a physical property data prediction device according to an embodiment that performs a physical property data prediction method. The physical property
物性データ予測装置100の前処理部106は、機械学習のために、図1に示すように、加硫ゴム組成の物性データの値と、加硫ゴム組成物を構成する原材料それぞれの配合比率の情報及び加工条件の情報とを組として、複数の加硫ゴム組成物の組を含んだオリジナルデータを取得する(図1 ST10)。オリジナルデータは、メモリ104に記憶保持されている。オリジナルデータは、加硫ゴム組成物の情報(配合比率及び加工条件)と対応させて、実験により得られた物性データの値を含む実験データを多数蓄積保存したデータライブラリから、物性データ予測装置100に転送されたものであってもよい。
For machine learning, the
配合比率の情報は、加硫ゴム組成物における原材料それぞれの名称と、原材料それぞれの配合比率を含む。加工条件とは、例えば、未加硫ゴムを含む原材料を混ぜる混合機械装置の種類、混合する際の温度、混合する機械の混合回転数、混合圧力、及び、混合する機械への原材料の投入量合計量、を少なくとも1つ含む混合処理条件、あるいは、混合した未加硫ゴムを加硫するときの加硫温度、加硫時間、を少なくとも1つ含む加硫条件を含む。加硫ゴム組成物に関する物性データは、例えば、ゴム弾性、tanδ、比重、ムーニービス粘度、ムーニースコーチ、レオメータ測定結果、リュプケJIS硬度、モジュラス、破断強度、破断エネルギ、フィラー分散度、反撥弾性係数、定歪試験結果、摩耗試験結果、疲労試験結果、及びクラック成長特性の少なくとも1つを含む。 The information on the blending ratio includes the name of each raw material in the vulcanized rubber composition and the blending ratio of each raw material. Processing conditions include, for example, the type of mixing machine that mixes raw materials containing unvulcanized rubber, the temperature during mixing, the mixing rotation speed of the mixing machine, the mixing pressure, and the amount of raw materials input to the mixing machine. or vulcanization conditions including at least one of vulcanization temperature and vulcanization time when vulcanizing the mixed unvulcanized rubber. Physical property data regarding the vulcanized rubber composition include, for example, rubber elasticity, tan δ, specific gravity, Mooney Vis viscosity, Mooney scorch, rheometer measurement results, Lübke JIS hardness, modulus, breaking strength, breaking energy, filler dispersity, rebound modulus, constant It includes at least one of strain test results, wear test results, fatigue test results, and crack growth characteristics.
次に、前処理部106は、オリジナルデータ中の加硫ゴム組成物における配合比率の情報及びこの情報に対応する加硫ゴム組成物における物性データの値が、オリジナルデータ中の他のいずれかの加硫ゴム組成物における配合比率の情報及びこの該情報に対応する物性データの値と同一とみなされる条件を満足するか否かを判定する(図1 ST12)。これにより、同一とみなされる条件を満足する加硫ゴム組成物の群を抽出する。同一とみなされる条件は、物性データ予測装置100を操作するオペレータから、図示されない入力操作デバイスにより入力されて設定することができる。判定の結果として、同一とみなされる条件を満足する加硫ゴム組成物の群の情報(配合比率、物性データ)が図示されないディスプレイに画面表示される。
Next, the
同一とみなされる条件を満足するか否かの判定では、配合比率の情報と物性データの値を纏めて同一か否かを判定してもよいが、配合比率の情報が同一であるか否かの判定と、物性データの値が同一であるか否かの判定を別々に行ってもよい。配合比率の情報について同一とみなされる条件は、例えば配合比率が複数あり、比較する配合比率同士の比がいずれも所定の範囲内にあることとしてもよいし、比較する配合比率同士の相関係数を算出して、この相関係数が所定の値以上であることとしてもよい。物性データの値の同一とみなされる条件は、物性データが1つの場合、比較する物性データの値同士の比が所定の範囲内にあることとしてもよく、物性データが複数ある場合、比較する物性データの値同士の比がいずれも所定の範囲内にあることとしてもよいし、比較する物性データの値同士の相関係数を算出して、この相関係数が所定の値以上であることとしてもよい。配合比率の情報及び物性データの値の同一とみなされる条件は、比較する配合比率及び物性データの値同士の比がいずれも所定の範囲内にあることとしてもよいし、比較する配合比率同士及び物性データの値同士の相関係数を算出して、この相関係数が所定の値以上であることとしてもよい。 To determine whether the conditions for being considered to be the same are satisfied, it is possible to determine whether the information on the mixture ratio and the value of the physical property data are the same, but it is also possible to determine whether the information on the mixture ratio is the same or not. The determination and the determination of whether the values of the physical property data are the same may be performed separately. The conditions for information on mixture ratios to be considered the same may be, for example, that there are multiple mixture ratios and the ratios of the mixture ratios to be compared are all within a predetermined range, or there may be a correlation coefficient between the mixture ratios to be compared. The correlation coefficient may be greater than or equal to a predetermined value. The condition for the values of physical property data to be considered to be the same may be that when there is only one physical property data, the ratio of the values of the physical property data to be compared is within a predetermined range, and when there are multiple physical property data, the condition for the physical property data to be compared to be the same. It may be determined that the ratio between the data values is within a predetermined range, or it may be determined that the correlation coefficient between the values of the physical property data to be compared is calculated and that this correlation coefficient is greater than or equal to a predetermined value. Good too. The conditions for the information on the mixture ratio and the values of the physical property data to be considered to be the same may be that the ratios of the mixture ratios to be compared and the values of the physical property data are both within a predetermined range, or the conditions for the ratio of the mixture ratios to be compared and the values of the physical property data to be within a predetermined range. A correlation coefficient between values of physical property data may be calculated, and the correlation coefficient may be equal to or greater than a predetermined value.
次に、前処理部106は、抽出した加硫ゴム組成物の群における物性データの値を1つの値に統一することにより、オリジナルデータから学習用出力データを作成する(図1 ST14)。統一する物性データの値は、例えば、同一とみなされる条件を満足する加硫ゴム組成物における物性データの代表値であって、平均値あるいは中間値が挙げられる。
Next, the
この後、機械学習部108は、加硫ゴム組成物に関する物性データの値を学習用出力データとし、加硫ゴム組成物における原材料それぞれの配合比率の情報と、加工条件それぞれの情報と、を学習用入力データとする学習データを用いて、配合比率の情報及び加工条件の情報と、物性データの値との間の関係を、コンピュータ内の予測部110内にある予測モデルに機械学習させる(図1 ST16)。予測モデルの機械学習として、例えば、ニューラルネットワークによる深層学習(ディープラーニング)が用いられる。また、木構造を利用したランダムフォレストを用いることができる。モデルは、畳み込むニューラルネットワーク、スタッグドオートエンコーダ等、公知のモデルを用いることができる。こうして、予測モデルの機械学習は完了する。
Thereafter, the
次に、予測部110は、予測対象加硫ゴム組成物の加硫前の未加硫ゴム組成物を構成する構成原材料の配合比率の情報と、予測対象加硫ゴム組成物を作製するための加工における加工条件と、を用いて、予測対象加硫ゴム組成物の物性データを予測モデルに予測させる(図1 ST18)。
Next, the
このように、予測モデルが機械学習をするときの学習用データは、オリジナルデータそのものではなく、オリジナルデータ中で加硫ゴム組成物における配合比率の情報及びこの情報に対応する加硫ゴム組成物における物性データの値が、互いに同一とみなされる条件を満足する加硫ゴム組成物の群における物性データの値を1つの値に統一することにより作成されたデータである。これにより、本来同一と見なされるべき加硫ゴム組成物の物性データの値は、1つの値に統一されるので、機械学習した予測部から予測対象加硫ゴム組成物の物性データの値を精度よく予測することができる。 In this way, the learning data when the prediction model performs machine learning is not the original data itself, but the information on the blending ratio of the vulcanized rubber composition in the original data and the information on the vulcanized rubber composition corresponding to this information. This data is created by unifying the physical property data values of a group of vulcanized rubber compositions that satisfy the condition that the physical property data values are considered to be the same to one value. As a result, the values of the physical property data of the vulcanized rubber compositions, which should originally be considered the same, are unified into one value, so the machine learning prediction unit can accurately calculate the values of the physical property data of the vulcanized rubber compositions to be predicted. Can be predicted well.
図3(a)は、オリジナルデータの一部分を簡略化して記載した一例を示す図である。図3(a)に示すように、加硫ゴム組成物として、No.1~No.4が示されている。
加硫ゴム組成物は、原材料A~Dと1つの物性データの値が示されている。ここで、原材料A,Bは、例えば、異なるゴム材料であり、原材料C,Dは、例えばカーボンやシリカ等のフィラー材である。この他に、加硫促進剤やオイル等の可塑剤を原材料として加えることができる。
FIG. 3(a) is a diagram illustrating an example in which a part of the original data is simplified and described. As shown in FIG. 3(a), as a vulcanized rubber composition, No. 1~No. 4 is shown.
For the vulcanized rubber composition, raw materials A to D and the value of one physical property data are shown. Here, the raw materials A and B are, for example, different rubber materials, and the raw materials C and D are, for example, filler materials such as carbon and silica. In addition, a vulcanization accelerator and a plasticizer such as oil can be added as raw materials.
加硫ゴム組成物No.1の原材料Aの重量基準の配合率は、全重量を1として、0.430であり、加硫ゴム組成物No.1の原材料Bの重量基準の配合率は0.350を意味している。 Vulcanized rubber composition No. The weight-based compounding ratio of raw material A in No. 1 is 0.430, taking the total weight as 1. The weight-based blending ratio of raw material B in No. 1 means 0.350.
物性データは、例えば所定の温度における所定の伸張時におけるゴム弾性率である。図3(a)に示す例では、1つの物性データを備えるが、複数の物性データを備えてもよい。加硫ゴム組成物No.1における物性データの値は10.0であることを示している。
これに対して、加硫ゴム組成物No.2における配合比率は、加硫ゴム組成物No.1における配合比率とやや異なり、物性データの値も、加硫ゴム組成物No.1における配合比率とやや相違する。同様に、加硫ゴム組成物No.3,4における配合比率及び物性データの値も、加硫ゴム組成物No.1,2における配合比率及び物性データの値とやや相違する。
The physical property data is, for example, the rubber elastic modulus at a predetermined elongation at a predetermined temperature. In the example shown in FIG. 3(a), one physical property data is provided, but a plurality of physical property data may be provided. Vulcanized rubber composition No. The value of the physical property data for No. 1 is 10.0.
On the other hand, vulcanized rubber composition No. The blending ratio in vulcanized rubber composition No. 2 is as follows. The blending ratio is slightly different from that in vulcanized rubber composition No. 1, and the physical property data values are also different from those in vulcanized rubber composition No. 1. The blending ratio is slightly different from that in 1. Similarly, vulcanized rubber composition No. The blending ratio and physical property data values for vulcanized rubber composition No. 3 and 4 are also the same as those for vulcanized rubber composition No. The values of the blending ratio and physical property data in 1 and 2 are slightly different.
図3(b)は、オリジナルデータから学習用データとして抽出した一例を示す図である。
図3(b)に示す加硫ゴム組成物No.1及びNo.2が、同一とみなされる加硫ゴム組成物の群である。ここで、配合比率に関する同一とみなされる条件と、物性データの値に関する同一とみなされる条件は互いに異なり、一例として、配合比率に関する同一とみなされる条件は、対応する配合比率同士の比が0.95~1.05の範囲にあるとし、物性データの値に関する同一とみなされる条件は、物性データの値同士の比が0.93~1.07の範囲にあるとして、以下説明する。なお、配合比率に関する同一とみなされる条件は、対応する配合比率同士の比が0.97~1.03の範囲にあることがより好ましい。物性データの値同士の比が0.95~1.05の範囲にあることがより好ましい。
図3(a)に示す硫ゴム組成物No.1と加硫ゴム組成物No.2は、互いに、対応する配合比率同士の比が同一とみなされる条件(比が0.95~1.05)を満足する。しかし、加硫ゴム組成物No.3は、加硫ゴム組成物No.1に対して、対応する配合比率同士の比が同一とみなされる条件(比が0.95~1.05)を満足しない。具体的には、加硫ゴム組成物No.3の原材料Bの配合率0.370の、加硫ゴム組成物No.1の原材料Bの配合率0.350に対する比は1.057となっている。加硫ゴム組成物No.3の原材料Bの配合率0.370の、加硫ゴム組成物No.2の原材料Bの配合率0.362に対する比が0.95~1.05の範囲内にあるとしても、加硫ゴム組成物No.1及びNo.2の群と同一とみなされる条件を満足しない。
一方、加硫ゴム組成物No.4は、加硫ゴム組成物No.1,2に対して、対応する配合比率同士の比が同一とみなされる条件(比が0.95~1.05)を満足するが、加硫ゴム組成物No.1に対して、対応する物性データの値の比が1.08となっており、物性データの値に関する同一とみなされる条件(比が0.93~1.07)を満足しない。
このため、同一とみなされる条件を満足する加硫ゴム組成物は、No.1とNo.2になる。
このような同一とみなされる条件を満足する加硫ゴム組成物の群は、あらかじめクラスター分析を用いながら、同一とみなされる条件に基づいて、同一とみなされる条件を満足する加硫ゴム組成物の群を設定することができる。
FIG. 3(b) is a diagram showing an example of data extracted as learning data from the original data.
Vulcanized rubber composition No. shown in FIG. 3(b). 1 and no. 2 is a group of vulcanized rubber compositions that are considered to be the same. Here, the conditions that are considered to be the same regarding the blending ratio and the conditions that are considered to be the same regarding the values of physical property data are different from each other, and as an example, the conditions that are considered to be the same regarding the blending ratio are such that the ratio of the corresponding blending ratios is 0. The following description will be made on the assumption that the ratio of the physical property data values is in the range of 0.93 to 1.07. It is more preferable that the conditions regarding the blending ratios to be considered the same are that the ratio between the corresponding blending ratios is in the range of 0.97 to 1.03. It is more preferable that the ratio between the physical property data values is in the range of 0.95 to 1.05.
Sulfur rubber composition No. shown in FIG. 3(a). 1 and vulcanized rubber composition No. 1. 2 satisfies the condition that the corresponding blending ratios are considered to be the same (ratio is 0.95 to 1.05). However, vulcanized rubber composition No. 3 is vulcanized rubber composition No. 3. 1, the condition that the ratios of the corresponding blending ratios are considered to be the same (ratio of 0.95 to 1.05) is not satisfied. Specifically, vulcanized rubber composition No. Vulcanized rubber composition No. 3 with a blending ratio of raw material B of 0.370. The ratio of 1 to the blending ratio of raw material B of 0.350 is 1.057. Vulcanized rubber composition No. Vulcanized rubber composition No. 3 with a blending ratio of raw material B of 0.370. Even if the ratio of raw material B of No. 2 to the blending ratio of 0.362 is within the range of 0.95 to 1.05, vulcanized rubber composition No. 1 and no. It does not satisfy the conditions for being considered the same as Group 2.
On the other hand, vulcanized rubber composition No. 4 is vulcanized rubber composition No. 4. In contrast to vulcanized rubber composition No. 1 and 2, the corresponding compounding ratios satisfy the condition that the ratios are considered to be the same (ratio is 0.95 to 1.05). 1, the ratio of the corresponding physical property data value is 1.08, which does not satisfy the condition for the physical property data values to be considered to be the same (ratio of 0.93 to 1.07).
Therefore, the vulcanized rubber compositions satisfying the conditions considered to be the same are No. 1 and no. It becomes 2.
A group of vulcanized rubber compositions that satisfy such conditions that are considered to be the same is determined based on the conditions that are considered to be the same, using cluster analysis in advance. Groups can be set.
なお、実際のオリジナルデータでは、日時を変えて実験を行うことにより得られる基準となる加硫ゴム組成物の物性データの値は変動し、また、原材料の配合比率も変動するが、元来、同じ加硫ゴム組成物として実験を行っているので、物性データの値及び配合比率は、ばらつきはあるものの、ある値を中心にその周りに分布する。このため、本来同一とされる1つの加硫ゴム組成物に対して、同一とみなされる条件を満足する加硫ゴム組成物の群が1つのグループとして作成され、複数のグループが作成されることはない。
このように抽出された加硫ゴム組成物No.1、No2の物性データの値は、1つの値に統一される。このとき、配合率は統一しない。図3(b)に示す例では、加硫ゴム組成物No.1、No2の物性データの値の平均値10.3(=(10.0+10.5)/2)に統一される。
このようにして同一とみなされる加硫ゴム組成物の群の物性データの値は1つの値に統一されて学習用データが作成される。
In addition, in the actual original data, the values of the physical property data of the standard vulcanized rubber composition obtained by conducting experiments at different dates and times vary, and the blending ratio of raw materials also varies, but originally, Since the experiments were conducted using the same vulcanized rubber composition, the physical property data values and blending ratios are distributed around a certain value, although there are variations. Therefore, for one vulcanized rubber composition that is originally the same, a group of vulcanized rubber compositions that satisfy the conditions for being considered the same is created as one group, and multiple groups are created. There isn't.
The thus extracted vulcanized rubber composition No. The physical property data values of No. 1 and No. 2 are unified into one value. At this time, the blending ratio is not unified. In the example shown in FIG. 3(b), vulcanized rubber composition No. The average value of the physical property data values of No. 1 and No. 2 is unified to 10.3 (=(10.0+10.5)/2).
In this way, the values of physical property data of a group of vulcanized rubber compositions that are considered to be the same are unified to one value, and learning data is created.
このように、学習用データは、オリジナルデータそのものではなく、オリジナルデータ中で加硫ゴム組成物における配合比率の情報及びこの情報に対応する物性データの値が、互いに同一とみなされる条件を満足する加硫ゴム組成物の群における物性データの値を1つの値に統一することにより作成されたデータである。したがって、基準となる加硫ゴム組成物の配合比率の情報及び物性データの値の変動を抑えた学習用データを得ることができ、機械学習した予測モデルから予測対象加硫ゴム組成物の物性データの値を精度よく予測することができる。特に、物性データの値を1つの値に統一することで、予測対象加硫ゴム組成物の物性データの値を精度よく予測することができる。 In this way, the learning data is not the original data itself, but the information on the blending ratio of the vulcanized rubber composition in the original data and the values of the physical property data corresponding to this information satisfy the condition that they are considered to be the same. This data is created by unifying the physical property data values for a group of vulcanized rubber compositions into one value. Therefore, it is possible to obtain information on the blending ratio of the reference vulcanized rubber composition and learning data that suppresses fluctuations in the values of physical property data, and the physical property data of the target vulcanized rubber composition to be predicted from the machine learned prediction model. The value of can be predicted with high accuracy. In particular, by unifying the values of the physical property data to one value, it is possible to accurately predict the value of the physical property data of the vulcanized rubber composition to be predicted.
上述したように、比較対象の加硫ゴム組成物同士を同一とみなす条件が、配合率に関する条件と物性データの値に関する条件とを別々に設ける場合、抽出された加硫ゴム組成物の群において、いずれの加硫ゴム組成物の対についても、対における対応する配合比率同士の値の比は、第1の範囲内にあり、前記対における対応する物性データの値同士の値の比は、第2の範囲内にある場合、第1の範囲と前記第2の範囲は異なるように設定されることが好ましい。加硫ゴム組成物の配合比率のばらつきと、物性データの値のばらつきとは、異なる場合が多く、ばらつきの程度を考慮して、第1の範囲と前記第2の範囲を異なるように設定することにより、同一とみなす加硫ゴム組成物の群を精度よく抽出することができる。 As mentioned above, if the conditions for considering the vulcanized rubber compositions to be compared as the same include conditions regarding the blending ratio and conditions regarding the value of physical property data, then in the group of extracted vulcanized rubber compositions, , for any pair of vulcanized rubber compositions, the ratio of the values of the corresponding compounding ratios in the pair is within the first range, and the ratio of the values of the corresponding physical property data in the pair is: If it is within the second range, it is preferable that the first range and the second range are set to be different. Variations in the blending ratio of the vulcanized rubber composition and variations in the values of physical property data are often different, and the first range and the second range are set to be different in consideration of the degree of variation. By doing so, it is possible to accurately extract a group of vulcanized rubber compositions that are considered to be the same.
上記第1の範囲は、上記第2の範囲よりも狭い、ことが好ましい。物性データの値のばらつきは、実験によって求めるが、実験日時が異なれば、変化し易く、その振れ幅は大きい。これに対して、配合比率は、目標の配合比率が設計指針によって予め定まっており、そのばらつきは比較的小さい。このため、基準とする加硫ゴム組成物を精度よく抽出するために第1の範囲は第2の範囲よりも狭いことが好ましい。
第1の範囲は、0.95~1.05の範囲内にあることが好ましい。この範囲内に第1の範囲を設定することにより、基準とする加硫ゴム組成物を精度よく抽出することができる。
Preferably, the first range is narrower than the second range. Variations in the values of physical property data are determined through experiments, but they tend to change and have large fluctuations if the experiment dates and times differ. On the other hand, the target blending ratio is predetermined according to design guidelines, and the variation thereof is relatively small. Therefore, the first range is preferably narrower than the second range in order to accurately extract the reference vulcanized rubber composition.
Preferably, the first range is within the range of 0.95 to 1.05. By setting the first range within this range, the reference vulcanized rubber composition can be extracted with high accuracy.
また、比較対象の加硫ゴム組成物が同一とみなされる条件が、配合比率の情報が同一とみなされる条件と、物性データの値が同一とみなされる条件と、を含む場合、配合比率の情報が同一とみなされる条件を満足する加硫ゴム組成物の総数に対して0より大きく1以下の所定の数を乗算した値を設定数とし、抽出される加硫ゴム組成物の群の総数が、上記設定数になるように、物性データの値が同一とみなされる条件は設定される、ことが好ましい。たとえば、上記第1の範囲を固定する一方、配合比率の情報が同一とみなされる条件を満足する加硫ゴム組成物の中から、上記第2の範囲を種々変更して設定した第2の範囲に対する、物性データの値が同一とみなされる条件を満足する加硫ゴム組成物の数を求めることにより、第2の範囲を設定することができる。これにより、物性データの値のばらつきの大きさに応じて第2の範囲を自在に設定することができ、同一とみなされる加硫ゴム組成物の総数を適度な数として確保することができる。 In addition, if the conditions under which the vulcanized rubber compositions to be compared are considered to be the same include the conditions under which the information on the blending ratio is considered to be the same and the conditions under which the values of physical property data are considered to be the same, the information on the blending ratio The set number is the value obtained by multiplying the total number of vulcanized rubber compositions that satisfy the conditions that are considered to be the same by a predetermined number greater than 0 and less than or equal to 1, and the total number of groups of vulcanized rubber compositions to be extracted is It is preferable that the conditions for the values of the physical property data to be considered to be the same are set so that the above set number is achieved. For example, while the first range is fixed, a second range is set by variously changing the second range from among vulcanized rubber compositions that satisfy the condition that the information on the blending ratio is considered to be the same. The second range can be set by determining the number of vulcanized rubber compositions that satisfy the conditions for having the same physical property data values. Thereby, the second range can be freely set depending on the magnitude of variation in the values of physical property data, and the total number of vulcanized rubber compositions that are considered to be the same can be secured as an appropriate number.
同一とみなされる加硫ゴム組成物の群において物性データの値に設定される統一した値は、加硫ゴム組成物の群における物性データの値の平均値あるいは中間値である、ことが好ましい。 The unified value set for the physical property data in a group of vulcanized rubber compositions that are considered to be the same is preferably an average value or an intermediate value of the physical property data values in the group of vulcanized rubber compositions.
(実施例、比較例)
タイヤに用いるトレッドゴムを加硫ゴム組成物として、上述の物性データ予測方法を行って、その効果を確認した。
トレッドゴムのオリジナルデータの配合比率は、ゴム原材料として、ブタジエンゴム、スチレンブタジエンゴム、天然ゴムを少なくとも含むゴム原材料の配合比率、フィラー原材料として、比表面積が異なる50種類のカーボンブラック、及び、比表面積が異なる30種類のシリカを少なくとも含むフィラー原材料の配合比率、加硫促進剤として、20種類の加硫促進剤の配合比率、可塑剤としてオイルや樹脂を少なくとも含む200種類の可塑剤の配合比率を含んでいる。
オリジナルデータは、加硫ゴム組成物の配合比率及び加工条件の情報と物性データの値との組を30000セット含んでいる。
物性データは、20℃おける2%伸張時の弾性率、及び20℃における周波数20Hzのtanδ(損失正接)を含んでいる。
(Example, comparative example)
The above-mentioned physical property data prediction method was performed using a vulcanized rubber composition as the tread rubber used in tires, and its effects were confirmed.
The blending ratio of the original data for tread rubber is the blending ratio of rubber raw materials containing at least butadiene rubber, styrene-butadiene rubber, and natural rubber as rubber raw materials, and the blending ratio of 50 types of carbon black with different specific surface areas and specific surface areas as filler raw materials. The blending ratio of filler raw materials containing at least 30 types of silica with different values, the blending ratio of 20 types of vulcanization accelerators as vulcanization accelerators, and the blending ratio of 200 types of plasticizers containing at least oil and resin as plasticizers. Contains.
The original data includes 30,000 sets of information on the blending ratio and processing conditions of the vulcanized rubber composition and physical property data values.
The physical property data includes the elastic modulus at 2% elongation at 20° C. and tan δ (loss tangent) at a frequency of 20 Hz at 20° C.
実施例として、加硫ゴム組成物が同一とみなされる条件を配合比率が同一とみなされる条件と、物性データの値が同一とみなされる条件に分け、配合比率が同一とみなされる条件として、上述の第1の範囲を0.97~1.03とし、物性データの値が同一とみなされる条件として、上述の第2の範囲を0.9~1.1とした。 As an example, the conditions under which the vulcanized rubber compositions are considered to be the same are divided into the conditions under which the blending ratios are considered to be the same and the conditions under which the values of physical property data are considered to be the same, and the conditions under which the blending ratios are considered to be the same are as described above. The first range was set to 0.97 to 1.03, and the second range was set to 0.9 to 1.1 as a condition for the values of physical property data to be considered to be the same.
このような条件によりオリジナルデータに前処理を行うことにより、基準となる加硫ゴム組成物の群を200グループ抽出した。すなわち、基準となる加硫ゴム組成物のデータが200個、オリジナルデータに含まれていることを示す。したがって、基準となる加硫ゴム組成物の群の物性データの値を、各グループごとに1つの代表値に統一した。代表値は、平均値を用いた。こうして前処理をすることによりオリジナルデータから作成した学習用データを用いて、予測部110の予測モデルに機械学習をさせた。
一方、比較例として、前処理をせずに、オリジナルデータを学習用データとして、予測部110の予測モデルに機械学習をさせた。
By pre-processing the original data under these conditions, 200 groups of vulcanized rubber compositions were extracted as standards. That is, it shows that the original data includes 200 pieces of data for the vulcanized rubber composition that serves as a reference. Therefore, the values of the physical property data of the group of reference vulcanized rubber compositions were unified to one representative value for each group. The average value was used as the representative value. Using the learning data created from the original data through preprocessing in this manner, the prediction model of the
On the other hand, as a comparative example, the prediction model of the
機械学習をさせた実施例及び比較例の予測モデルそれぞれに、異なる配合比率を持つ4種類のトレッドゴムの物性データの値を予測させた。これらの4種類のトレッドゴムの物性データ(上記弾性率及び上記tanδ)の値は、予め実験により取得した。 Each of the machine learning-based prediction models of Examples and Comparative Examples was used to predict values of physical property data of four types of tread rubber having different blending ratios. The values of the physical property data (the above elastic modulus and the above tan δ) of these four types of tread rubber were obtained in advance through experiments.
4種類のトレッドゴムの上記弾性率及び上記tanδの実験値と、予測モデルで予測した対応する予測値との間の誤差のうち、大きい誤差を%表示で表わすと、実施例の場合、6~7%であったのに対して、比較例の場合、8~15%であり、実施例における誤差は、比較例における誤差に比べて小さかった。
これより、上述の物性データ予測方法では、加硫ゴム組成物の物性データの値を、コンピュータに予測させる際に、精度よく加硫ゴム組成物の物性データの値を予測させることができることがわかる。
Among the errors between the experimental values of the elastic modulus and tan δ of the four types of tread rubber and the corresponding predicted values predicted by the prediction model, the largest error expressed as a percentage is 6 to 6 in the case of the example. 7%, whereas in the case of the comparative example it was 8 to 15%, and the error in the example was smaller than that in the comparative example.
From this, it can be seen that the above-mentioned physical property data prediction method can accurately predict the values of the physical property data of the vulcanized rubber composition when the computer predicts the values of the physical property data of the vulcanized rubber composition. .
以上、本発明の物性データ予測方法及び物性データ予測装置について詳細に説明したが、本発明は上記実施形態に限定されず、本発明の主旨を逸脱しない範囲において、種々の改良や変更してもよいのはもちろんである。 Although the physical property data prediction method and the physical property data prediction device of the present invention have been described in detail above, the present invention is not limited to the above embodiments, and various improvements and changes may be made without departing from the spirit of the present invention. Of course it's good.
100 物性データ予測装置
102 CPU
104 メモリ
106 前処理部
108 機械学習部
110 予測部
100 Physical property
104
Claims (7)
加硫ゴム組成物に用いる複数の原材料を用いて作製された複数の加硫ゴム組成物に関する物性データの値を学習用出力データとし、前記加硫ゴム組成物における前記原材料それぞれの配合比率の情報と、前記加硫ゴム組成物の加工条件の情報と、を学習用入力データとする学習データを用いて、前記物性データと前記配合比率及び前記加工条件との間の関係をコンピュータ内の予測モデルに機械学習させるステップと、
予測対象加硫ゴム組成物の加硫前の未加硫ゴム組成物を構成する構成原材料の配合比率の情報と、前記予測対象加硫ゴム組成物を作製するための加工における加工条件と、を用いて、前記予測対象加硫ゴム組成物の物性データの値を前記予測モデルに予測させるステップと、
前記予測モデルに機械学習させる前に、前記物性データの値と、前記原材料それぞれの前記配合比率の情報及び前記加工条件の情報とを組として、複数の前記加硫ゴム組成物の組を含んだオリジナルデータを取得し、前記オリジナルデータ中の加硫ゴム組成物における配合比率の情報及び該情報に対応する加硫ゴム組成物における物性データの値が、前記オリジナルデータ中の他のいずれかの加硫ゴム組成物における配合比率の情報及び該情報に対応する物性データの値と同一とみなされる条件を満足するか否かを判定することにより、前記条件を満足する加硫ゴム組成物の群を少なくとも1つ抽出し、抽出した前記加硫ゴム組成物の群における前記物性データの値を1つの値に統一することにより、前記オリジナルデータから前記学習用出力データを作成するステップと、を備える、
ことを特徴とする物性データ予測方法。 A physical property data prediction method that causes a computer to predict physical property data values of a vulcanized rubber composition produced from an unvulcanized rubber composition blended by combining a plurality of preset raw materials, the method comprising:
The values of physical property data regarding a plurality of vulcanized rubber compositions prepared using a plurality of raw materials used in the vulcanized rubber composition are used as learning output data, and the blending ratio of each of the raw materials in the vulcanized rubber composition is calculated. and information on the processing conditions of the vulcanized rubber composition as input data for learning, the relationship between the physical property data, the blending ratio , and the processing conditions is calculated in a computer. A step of machine learning the predictive model;
Information on the blending ratio of constituent raw materials constituting the unvulcanized rubber composition before vulcanization of the vulcanized rubber composition to be predicted, and processing conditions in processing for producing the vulcanized rubber composition to be predicted. using the prediction model to predict the value of the physical property data of the vulcanized rubber composition to be predicted;
Before the predictive model is subjected to machine learning, a plurality of sets of the vulcanized rubber compositions are included, with the value of the physical property data, information on the blending ratio of each of the raw materials, and information on the processing conditions being set as a set. The original data is acquired, and the information on the blending ratio in the vulcanized rubber composition in the original data and the value of the physical property data in the vulcanized rubber composition corresponding to the information are determined from any other vulcanization in the original data. A group of vulcanized rubber compositions satisfying the above conditions is determined by determining whether the information on the blending ratio in the vulcanized rubber composition and the value of the physical property data corresponding to the information satisfy the same condition. creating the learning output data from the original data by extracting at least one and unifying the values of the physical property data in the group of extracted vulcanized rubber compositions to one value;
A physical property data prediction method characterized by the following.
前記物性データの値が同一とみなされる条件は、前記配合比率の情報が同一とみなされる条件を満足する加硫ゴム組成物の総数に対して0より大きく1以下の所定の数を乗算した値を設定数とし、前記加硫ゴム組成物の群の総数が、前記設定数になるように、前記物性データの値が同一とみなされる条件を設定する、請求項1~4のいずれか1項に記載の物性データ予測方法。 The conditions include a condition in which the information on the mixing ratio is considered to be the same, and a condition in which the value of the physical property data is considered to be the same,
The condition under which the values of the physical property data are considered to be the same is the value obtained by multiplying the total number of vulcanized rubber compositions that satisfy the conditions under which the information on the mixing ratio is considered to be the same by a predetermined number greater than 0 and less than or equal to 1. is a set number, and conditions are set for the values of the physical property data to be considered to be the same so that the total number of groups of the vulcanized rubber composition is the set number. Physical property data prediction method described in .
加硫ゴム組成物に用いる複数の原材料を、設定された配合比率で配合し、設定された加工条件で加工することにより作製される複数の加硫ゴム組成物に関する物性データの値を学習用出力データとし、前記加硫ゴム組成物における前記原材料それぞれの前記配合比率の情報と、前記加工条件のそれぞれの情報と、を学習用入力データとする学習データを用いて、前記物性データの値を予測モデルに機械学習させる機械学習部と、
予測対象加硫ゴム組成物の加硫前の未加硫ゴム組成物を構成する構成原材料の配合比率の情報と、前記予測対象加硫ゴム組成物を作製するための加工における加工条件と、を用いて、前記予測対象加硫ゴム組成物の物性データの値を予測する予測モデルを備える予測部と、
前記予測モデルに機械学習させる前に、前記物性データの値と、前記原材料それぞれの前記配合比率の情報及び前記加工条件の情報とを組として、複数の前記加硫ゴム組成物における前記組を含んだオリジナルデータを用意し、前記オリジナルデータ中の加硫ゴム組成物における配合比率の情報及び該情報に対応する加硫ゴム組成物における物性データの値が、前記オリジナルデータ中の他のいずれかの加硫ゴム組成物における配合比率の情報及び該情報に対応する物性データの値と同一とみなされる条件を満足するか否かを判定することにより、前記条件を満足する加硫ゴム組成物の群を抽出し、抽出した前記加硫ゴム組成物の群における物性データの値を1つの値に統一することにより、前記オリジナルデータから前記学習用出力データを作成する前処理部と、
を備えることを特徴とする物性データ予測装置。 A physical property data prediction device configured with a computer that predicts physical property data values of a vulcanized rubber composition produced from an unvulcanized rubber composition compounded by combining a plurality of preset raw materials,
Output for learning values of physical property data regarding multiple vulcanized rubber compositions produced by blending multiple raw materials used for vulcanized rubber compositions at a set blending ratio and processing under set processing conditions. The value of the physical property data is predicted using learning data in which information on the blending ratio of each of the raw materials in the vulcanized rubber composition and information on each of the processing conditions are input data for learning. A machine learning department that performs machine learning on the model,
Information on the blending ratio of constituent raw materials constituting the unvulcanized rubber composition before vulcanization of the vulcanized rubber composition to be predicted, and processing conditions in processing for producing the vulcanized rubber composition to be predicted. a prediction unit comprising a prediction model that uses the prediction model to predict the value of the physical property data of the vulcanized rubber composition to be predicted;
Before the prediction model is subjected to machine learning, the value of the physical property data, the information on the blending ratio of each of the raw materials, and the information on the processing conditions are set as a set, and the set is included in a plurality of the vulcanized rubber compositions. The original data is prepared, and the information on the blending ratio of the vulcanized rubber composition in the original data and the value of the physical property data of the vulcanized rubber composition corresponding to the information are calculated from any other data in the original data. A group of vulcanized rubber compositions satisfying the above conditions is determined by determining whether the information on the blending ratio in the vulcanized rubber composition and the value of the physical property data corresponding to the information satisfy the same condition. a preprocessing unit that creates the learning output data from the original data by extracting the physical property data of the group of extracted vulcanized rubber compositions and unifying the values of physical property data in the extracted group of vulcanized rubber compositions to one value;
A physical property data prediction device comprising:
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