JP7416155B1 - 樹脂組成物の物性予測装置及び方法 - Google Patents
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Abstract
Description
以下、本発明の実施の形態を添付図面にしたがって説明する。
図1は、本実施の形態に係る樹脂組成物の物性予測装置1(以下、単に物性予測装置1という)の概略構成図である。物性予測装置1は、ベースポリマ、難燃剤、難燃助剤、及びその他材料を用いて製造される樹脂組成物の物性を予測する装置である。
次に、データベース6について説明する。データベース6は、機械学習に用いる情報を含む全体の情報を統合したデータベースである。図2は、データベース6の一例を示す図である。なお、図2はデータベース6の概念を示すものであり、実際の実験データ等を記載したものではない。図2に示すように、データベース6は、少なくとも、配合量データ11と、照射量データ13と、物性データ14と、を含んでいる。図示例では、データベース6は、樹脂組成物を識別するためのIDデータ(ID)12を含んでいる。なお、データベース6は、これら以外の情報を含んでもよく、例えば、樹脂組成物の製造条件を表すデータ(所謂、プロセスデータ)や、樹脂組成物の組織の状態を表すデータ(所謂、組織データ)等をさらに含んでいてもよい。
データ取得処理部20は、外部から入力された各種データをデータベース6に登録し記憶部3に記憶するデータ取得処理(図6(a)参照)を行う。各種データの入力は、入力装置5により行われてもよいし、外部装置からの通信(有線通信あるいは無線通信、あるいはネットワークを介した通信等)により行われてもよいし、さらには、USBメモリ等のメディアを介して行われてもよい。また、データ取得処理部20は、外部装置にデータを要求する信号を送信するなど、積極的にデータの取得を行うよう構成されていてもよい。
データ抽出処理部21は、予測対象の物性(物性予測処理部23によって予測する物性)に応じて、種々のデータを含むデータベース6から、機械学習時に説明変数として用いる説明変数データ61、及び機械学習時に目的変数として用いる目的変数データ62を抽出して学習用データ6aを生成するデータ抽出処理を行う(図3、図6(b)参照)。
回帰モデル作成処理部22は、データ抽出処理部21で抽出した学習用データ6a(説明変数データ61及び目的変数データ62)を用いて機械学習を行い、回帰モデル7を作成する回帰モデル作成処理(図7(a)参照)を行う。
物性予測処理部23は、回帰モデル7により、予測元となる予測元データ8に応じた物性データ14を予測する物性予測処理(図7(b)参照)を行う。以下、予測元データ8として用いる配合量データ11を予測元配合量データ11dという。物性予測処理部23は、予測した物性データ14を予測データ9として記憶部3に記憶する。以下、予測した物性データ14を予測物性データ14aという。
予測物性提示処理部24は、予測データ9を提示する予測物性提示処理を行う。予測物性提示処理では、例えば、予測データ9を表示器4に表示する。なお、予測物性提示処理では、予測データ9以外のデータ、例えば、説明変数データ61として用いた項目等もあわせて提示するように構成されていてもよい。
(メインルーチン)
図5は、本実施の形態に係る樹脂組成物の物性予測方法のフロー図である。なお、図5において、実線で示す矢印は、制御の流れを表しており、破線で示す矢印は、信号やデータの入出力を表している。
初期の伸びまたは引張強度の予測に好適な説明変数について、検討を行った。検討では、図8(a)に示すように、17種のベースポリマ、17種のフィラー(難燃剤及び難燃助剤)、2種の酸化防止剤、1種の銅害防止剤、5種の滑剤、1種の着色剤、1種の架橋助剤、及び照射量のデータを含むデータを学習用データ6aとして用い、交差検証法(Cross-validation)により、使用する説明変数データ61を削減した際の回帰モデル7の予測精度の変化について検討した。検討に際しては、全データのうち7割を学習用データ6a、残りの3割をテストデータに分割し、分割された学習用データ6aを用いて回帰モデル7を作成した後、作成した回帰モデル7でテストデータの評価を行い、平均絶対誤差率MAPEを算出した。このようなデータの分割と回帰モデル7の作成、評価を30回繰り返し、平均絶対誤差率(MAPE)の平均値を算出した。なお、平均絶対誤差率が小さいほど、予測精度の高い優れた回帰モデル7が作成できているといえる。予測対象の物性としては、初期の伸び及び引張強度とした。
以上説明したように、本実施の形態に係る物性予測装置1では、説明変数データ61と物性データ14との関係を機械学習し、説明変数データ61と物性データ14との相関性を表す回帰モデル7を作成する回帰モデル作成処理部22と、回帰モデル7を用いて予測対象の物性を予測する物性予測処理部23と、を備え、物性予測処理部23によって予測する物性が予測対象の初期の伸びまたは引張強度である場合、説明変数データ61は、ベースポリマ、難燃剤、及び難燃助剤の各配合量の情報を含んでいる。
次に、以上説明した実施の形態から把握される技術思想について、実施の形態における符号等を援用して記載する。ただし、以下の記載における各符号等は、特許請求の範囲における構成要素を実施の形態に具体的に示した部材等に限定するものではない。
以上、本発明の実施の形態を説明したが、上記に記載した実施の形態は特許請求の範囲に係る発明を限定するものではない。また、実施の形態の中で説明した特徴の組合せの全てが発明の課題を解決するための手段に必須であるとは限らない点に留意すべきである。また、本発明は、その趣旨を逸脱しない範囲で適宜変形して実施することが可能である。
2…制御部
3…記憶部
6…データベース
6a…学習用データ
7…回帰モデル
8…予測元データ
9…予測データ
11…配合量データ
11a…ベースポリマ配合量データ
11b…フィラー配合量データ
11c…その他材料配合量データ
14…物性データ
20…データ取得処理部
21…データ抽出処理部
22…回帰モデル作成処理部
23…物性予測処理部
24…予測物性提示処理部
61…説明変数データ
62…目的変数データ
Claims (7)
- ベースポリマ、難燃剤、難燃助剤、及びその他材料を用いて製造される樹脂組成物の物性を予測する物性予測装置であって、
説明変数データと予測対象の物性の情報を含む物性データとの関係を機械学習し、前記説明変数データと前記物性データとの相関性を表す回帰モデルを作成する回帰モデル作成処理部と、
前記回帰モデルを用いて予測対象の物性を予測する物性予測処理部と、を備え、
前記物性予測処理部によって予測する物性が予測対象の初期の伸びまたは引張強度である場合、前記説明変数データは、前記ベースポリマ、前記難燃剤、及び前記難燃助剤の各配合量の情報を含む、
樹脂組成物の物性予測装置。 - 前記その他材料が、酸化防止剤、銅害防止剤のうち1つ以上を含み、
前記物性予測処理部によって予測する物性が予測対象の初期の伸びまたは引張強度である場合、前記説明変数データは、前記酸化防止剤及び前記銅害防止剤の各配合量の情報を含まない、
請求項1に記載の樹脂組成物の物性予測装置。 - 前記その他材料が、酸化防止剤、銅害防止剤、滑剤のうち1つ以上を含み、
前記物性予測処理部によって予測する物性が予測対象の初期の伸びまたは引張強度である場合、前記説明変数データは、前記酸化防止剤、前記銅害防止剤、及び前記滑剤の各配合量の情報を含まない、
請求項1に記載の樹脂組成物の物性予測装置。 - 少なくとも前記ベースポリマ、前記難燃剤、前記難燃助剤、及び前記その他材料の各配合量の情報を含む配合量データ、及び、少なくとも予測対象の物性の情報を含む物性データを含むデータベースと、
前記物性予測処理部によって予測する物性に応じて、前記データベースから前記説明変数データを抽出するデータ抽出処理部と、を備え、
前記データ抽出処理部は、前記物性予測処理部によって予測する物性が予測対象の初期の伸びまたは引張強度である場合、前記説明変数データが、少なくとも、前記ベースポリマ、前記難燃剤、及び前記難燃助剤の各配合量の情報を含み、かつ、前記酸化防止剤、前記銅害防止剤、及び前記滑剤の情報を含まないようにデータ抽出を行う、
請求項3に記載の樹脂組成物の物性予測装置。 - 予測対象の前記樹脂組成物が、電子線照射により架橋されるノンハロゲン系の樹脂組成物であり、
前記説明変数データは、架橋の際の電子線の照射量の情報を含む、
請求項1に記載の樹脂組成物の物性予測装置。 - 前記その他材料が、架橋助剤を含み、
前記物性予測処理部によって予測する物性が予測対象の初期の伸びまたは引張強度である場合、前記説明変数データは、前記架橋助剤の各配合量の情報を含む、
請求項5に記載の樹脂組成物の物性予測装置。 - ベースポリマ、難燃剤、難燃助剤、及びその他材料を用いて製造される樹脂組成物の物性を予測する物性予測方法であって、
説明変数データと予測対象の物性の情報を含む物性データとの関係を機械学習し、前記説明変数データと前記物性データとの相関性を表す回帰モデルを作成する回帰モデル作成処理工程と、
前記回帰モデルを用いて予測対象の物性を予測する物性予測処理工程と、を備え、
前記物性予測処理工程で予測する物性が予測対象の初期の伸びまたは引張強度である場合、前記説明変数データに、前記ベースポリマ、前記難燃剤、及び前記難燃助剤の各配合量の情報を含ませる、
樹脂組成物の物性予測方法。
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