WO2023090080A1 - 製造条件設定支援装置、製造条件設定支援装置の作動方法、および製造条件設定支援装置の作動プログラム - Google Patents

製造条件設定支援装置、製造条件設定支援装置の作動方法、および製造条件設定支援装置の作動プログラム Download PDF

Info

Publication number
WO2023090080A1
WO2023090080A1 PCT/JP2022/039788 JP2022039788W WO2023090080A1 WO 2023090080 A1 WO2023090080 A1 WO 2023090080A1 JP 2022039788 W JP2022039788 W JP 2022039788W WO 2023090080 A1 WO2023090080 A1 WO 2023090080A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
raw material
manufacturing
prediction
lens precursor
quality
Prior art date
Application number
PCT/JP2022/039788
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
敬之 西
慎市 菊池
守 西谷
Original Assignee
富士フイルム株式会社
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 富士フイルム株式会社 filed Critical 富士フイルム株式会社
Publication of WO2023090080A1 publication Critical patent/WO2023090080A1/ja

Links

Images

Classifications

    • GPHYSICS
    • G05CONTROLLING; REGULATING
    • G05BCONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B19/00Programme-control systems
    • G05B19/02Programme-control systems electric
    • G05B19/418Total factory control, i.e. centrally controlling a plurality of machines, e.g. direct or distributed numerical control [DNC], flexible manufacturing systems [FMS], integrated manufacturing systems [IMS] or computer integrated manufacturing [CIM]

Definitions

  • the technology of the present disclosure relates to a manufacturing condition setting support device, a method of operating the manufacturing condition setting support device, and an operation program for the manufacturing condition setting support device.
  • One embodiment of the technology of the present disclosure predicts with high accuracy the preferred conditions that are manufacturing conditions for products that satisfy the required quality when there are individual differences in raw materials and when manufacturing equipment changes over time.
  • a manufacturing condition setting support device an operation method of the manufacturing condition setting support device, and an operation program of the manufacturing condition setting support device.
  • the manufacturing condition setting support device of the present disclosure includes a processor, and the processor includes manufacturing conditions when manufacturing products from raw materials using manufacturing equipment, raw material shape information representing the shape of raw materials, and operation history representing the operation history of the manufacturing equipment. History information is acquired, and based on the manufacturing conditions, raw material shape information, and operation history information, a first prediction is made to predict the state of the manufacturing equipment during operation, and the manufacturing conditions, raw material shape information, operation history information, and state are predicted. Based on the prediction result of , perform the second prediction to predict the product quality, calculate the evaluation value according to the difference between at least the required quality of the product and the quality prediction result, and minimize the evaluation value Optimization problem By solving, a suitable condition, which is a manufacturing condition that satisfies the required quality, is derived.
  • the processor makes a first prediction using a first machine learning model trained to output a state prediction result when the manufacturing conditions, the raw material shape information, and the operation history information are input, and the manufacturing conditions, the raw materials It is preferable to perform the second prediction using a second machine learning model trained to output a quality prediction result when the shape information, the operation history information, and the state prediction result are input.
  • the processor uses raw material shape information, operation history information, actual measured values of the state, and actual measured values of the quality when the product is actually manufactured under suitable conditions as training data to generate the first machine learning model and the second machine learning model. Additional learning is preferred.
  • the first machine learning model and the second machine learning model are preferably constructed by neural networks.
  • the processor shares manufacturing conditions and operation history information, performs first and second predictions on a plurality of pieces of raw material shape information of a plurality of raw materials, derives a plurality of quality prediction results, and determines the required quality and quality of the product. In addition to the difference from the prediction result of the quality, it is preferable to calculate the evaluation value according to the dispersion of the prediction results of a plurality of qualities.
  • the processor acquires raw material physical property information representing physical properties of the raw material, and makes a first prediction and a second prediction based on the raw material physical property information in addition to the manufacturing conditions, raw material shape information, and operation history information. preferable.
  • the raw material is the lens precursor
  • the product is the lens
  • the manufacturing equipment is a polishing machine that polishes the lens precursor.
  • the manufacturing conditions are the polishing time of the lens precursor by the polishing machine, the number of revolutions of the polishing plate for rotary polishing of the lens precursor, the identification information of the pressing position of the lens precursor against the polishing plate, and the oscillation width of the lens precursor with respect to the polishing plate. , the rocking speed of the lens precursor against the polishing dish, the pressing pressure of the lens precursor against the polishing dish, the flow rate of the polishing solution flowing between the lens precursor and the polishing plate, the temperature of the polishing solution, and the temperature of the environment where the polishing machine is installed. and the raw material shape information includes at least one of a center thickness of the lens precursor, an outer diameter of the lens precursor, a curvature of the lens precursor, and surface shape information of the lens precursor.
  • the operation history information includes at least one of identification information of the polishing dish, the number of operations of the polishing dish, identification information of the polishing liquid, and the number of times of operation of the polishing liquid.
  • the prediction result of the state is the number of revolutions of the holder that holds the lens precursor and rotates following the rotation of the polishing dish that rotates and polishes the lens precursor
  • the quality prediction result includes at least one of the vibration amount of the pressing arm and the torque applied to the motor that rotationally drives the polishing dish, and the quality prediction result includes the thickness of the central portion of the lens, the curvature of the lens, and the surface shape information of the lens. preferably includes at least one of
  • Raw material physical property information includes lens precursor transition temperature, lens precursor hardness, lens precursor thermal expansion coefficient, lens precursor thermal conductivity, lens precursor elastic modulus, lens precursor wear degree, and lens precursor It preferably includes at least one of the acid resistance of the precursor.
  • the operation method of the manufacturing condition setting support device of the present disclosure acquires manufacturing conditions when manufacturing products from raw materials using manufacturing equipment, raw material shape information representing the shape of raw materials, and operation history information representing the operation history of manufacturing equipment. performing a first prediction for predicting the operating state of the manufacturing equipment based on the manufacturing conditions, raw material shape information, and operation history information; manufacturing conditions, raw material shape information, operation history information, and state prediction Based on the results, performing a second prediction for predicting the product quality, calculating an evaluation value according to at least the difference between the required quality of the product and the quality prediction result, and optimally minimizing the evaluation value and deriving suitable conditions, which are manufacturing conditions that satisfy the required quality, by solving the transformation problem.
  • the operation program of the manufacturing condition setting support device of the present disclosure acquires manufacturing conditions when manufacturing products from raw materials using manufacturing equipment, raw material shape information representing the shape of raw materials, and operation history information representing the operation history of manufacturing equipment. performing a first prediction for predicting the operating state of the manufacturing equipment based on the manufacturing conditions, raw material shape information, and operation history information; manufacturing conditions, raw material shape information, operation history information, and state prediction Based on the results, performing a second prediction for predicting the product quality, calculating an evaluation value according to at least the difference between the required quality of the product and the quality prediction result, and optimally minimizing the evaluation value
  • the computer is caused to execute processing including derivation of suitable conditions, which are manufacturing conditions that satisfy the required quality, by solving the transformation problem.
  • the technology of the present disclosure when there are individual differences in raw materials and when manufacturing equipment changes over time, it is possible to predict with high accuracy the favorable conditions that are manufacturing conditions for products that satisfy the required quality. It is possible to provide a manufacturing condition setting support device, a method of operating the manufacturing condition setting support device, and an operation program for the manufacturing condition setting support device.
  • FIG. 4 is a diagram showing a lens precursor, raw material shape information, and raw material physical property information; It is a figure which shows a lens and required quality information.
  • FIG. 4 is a diagram which shows the computer which comprises a manufacturing condition setting assistance apparatus. It is a block diagram which shows the processing part of CPU of a manufacturing condition setting assistance apparatus. It is a figure which shows the outline
  • FIG. 3 is a diagram showing neural networks that constitute a first machine learning model and a second machine learning model
  • 4 is a table showing data that is the source of first teacher data for a first machine learning model and second teacher data for a second machine learning model
  • FIG. 10 is a diagram showing that an average value of holder rotational speed actual measurement values over polishing time is registered as a state measurement value
  • FIG. 4 is a diagram showing an outline of processing in the learning phase of the first machine learning model
  • FIG. 10 is a diagram showing an outline of processing in the learning phase of the second machine learning model; It is a figure which shows the outline
  • FIG. 10 is a diagram showing that favorable conditions differ depending on the setting of satisfaction values;
  • FIG. 4 is a diagram showing an outline of processing of a derivation unit; It is a flowchart which shows the processing procedure of a manufacturing condition setting assistance apparatus.
  • FIG. 2 is a diagram showing an overview of the conventional technique described in WO2021/002108 as a comparative example; 1 is a diagram illustrating an outline of a method according to technology of the present disclosure;
  • FIG. 4 is a table showing various data when a lens is actually manufactured under suitable conditions.
  • FIG. 5 is a diagram showing an outline of processing in an additional learning phase of the first machine learning model
  • FIG. 10 is a diagram showing an outline of processing in the additional learning phase of the second machine learning model
  • FIG. 10 is a diagram showing a third embodiment in which an evaluation value is calculated also according to variations in a plurality of quality prediction results for a plurality of pieces of raw material shape information of a plurality of lens precursors;
  • manufacturing condition setting support device 10 is connected to fine grinder 11 .
  • the manufacturing condition setting support apparatus 10 is, for example, a desktop personal computer, and has a display 12 and input devices 13 such as a keyboard and a mouse.
  • the display 12 displays various screens. Various screens are provided with an operation function by a GUI (Graphical User Interface).
  • the manufacturing condition setting support device 10 receives input of operation instructions from the input device 13 through various screens.
  • the input device 13 is operated by an operator of the fine grinder 11 . Although only one fine grinder 11 is connected to the manufacturing condition setting support device 10 in FIG.
  • a lens precursor 14 after rough polishing is introduced into the fine polishing machine 11 .
  • a fine grinder 11 finely grinds a lens precursor 14 to obtain a lens 15 having a desired spherical surface.
  • the fine grinder 11 is an example of the "manufacturing equipment” and the “grinder” according to the technology of the present disclosure.
  • the lens precursor 14 is an example of a "raw material” according to the technology of the present disclosure.
  • the lens 15 is an example of a "product” according to the technology of the present disclosure. It should be noted that the lens precursor 14 is to be the lens 15 as a product after fine polishing. When viewed from the lens 15, the lens precursor 14 can also be expressed as an unpolished (precisely polished) product.
  • the production conditions 16 are conditions for producing the lens 15 from the lens precursor 14 using the fine grinder 11 .
  • the raw material shape information 17 is information representing the shape of the lens precursor 14 .
  • the raw material physical property information 18 is information representing physical properties of the lens precursor 14 .
  • the operation history information 19 is information representing the operation history of the fine grinder 11 .
  • the required quality information 20 is information representing the required quality of the lens 15 desired by the operator.
  • the raw material shape information 17 may be input to the manufacturing condition setting support device 10 by communication from a measuring device that measures the shape values of the lens precursor 14 .
  • the raw material physical property information 18 catalog data issued by the manufacturer of the lens precursor 14 is quoted.
  • the raw material physical property information 18 may be input to the manufacturing condition setting support device 10 by communication from a measuring device that measures the physical property values of the lens precursor 14 .
  • the operation history information 19 may be input from the fine grinder 11 to the manufacturing condition setting support device 10 by communication.
  • the manufacturing condition setting support device 10 Based on the manufacturing conditions 16, the raw material shape information 17, the raw material physical property information 18, the operation history information 19, and the required quality information 20, the manufacturing condition setting support device 10 derives the suitable conditions 16S, which are the manufacturing conditions 16 that satisfy the required quality. do.
  • the manufacturing condition setting support device 10 transmits the derived suitable conditions 16S to the fine grinder 11 .
  • the fine polishing machine 11 finely polishes the lens precursor 14 under the suitable conditions 16S to make the lens precursor 14 into the lens 15 .
  • the fine polisher 11 includes a polishing plate 25, a rotating mechanism 26, a holder 27, an arm 28, an elevating mechanism 29, a swinging mechanism 30, a nozzle 31, a supply mechanism 32, and a controller. 33, etc.
  • a polishing dish 25 rotary polishes the lens precursor 14 .
  • the polishing plate 25 is inclined at an angle ⁇ with respect to the vertical direction VD, as shown in FIG. Further, the position of the polishing plate 25 in the horizontal direction HD can be changed by a moving mechanism (not shown).
  • the polishing dish 25 is composed of a mushroom-like dish body 34 and a pad 35 attached to the surface of the dish body 34 .
  • the plate body 34 is made of stainless steel, for example, and the pad 35 is made of hard urethane, for example. Pad 35 contacts lens precursor 14 and polishes lens precursor 14 . Prior to the fine polishing of the lens precursor 14, the pad 35 is re-polished from its previously used state with a dedicated tool. A groove may be formed in the pad 35 .
  • the rotating mechanism 26 is composed of a motor, gears, etc., and drives the polishing plate 25 to rotate.
  • the holder 27 has a disc shape that is one size larger than the lens precursor 14, and holds the lens precursor 14 by fitting it into an internal recess.
  • the holder 27 rotates following the rotation of the polishing plate 25 .
  • the arm 28 is shaped like an elongated rod with a sharp tip. The arm 28 can be moved up and down by a lifting mechanism 29 composed of a motor, gears, and the like.
  • the arm 28 has a pressing position shown in the drawing where the tip of the arm 28 is in contact with the center of the holder 27 and presses the lens precursor 14 against the polishing dish 25 via the holder 27, and a pressing position where the tip is separated from the center of the holder 27 (not shown). It is possible to move up and down between the separated position.
  • the pressing position is the edge of the polishing dish 25 eccentric from the center. 3
  • the arm 28 can be swung in the horizontal direction HD by a swing mechanism 30 composed of a motor, gears, and the like.
  • a supply mechanism 32 is connected to the nozzle 31 .
  • the supply mechanism 32 is composed of a pump and piping installed in a tank (not shown) that stores the polishing liquid 36 .
  • the nozzle 31 supplies the polishing liquid 36 pumped up from the tank by the supply mechanism 32 toward the polishing dish 25 .
  • a polishing liquid 36 is flowed between the Lens Precursor 14 and the polishing dish 25 (pad 35).
  • the polishing liquid 36 flowed between the lens precursor 14 and the polishing dish 25 is collected in a tank and reused.
  • a heater (not shown) is attached to the tank, and the polishing liquid 36 is heated to a set temperature by the heater. Prior to the fine polishing of the lens precursor 14, the polishing liquid 36 in the tank is replaced with new one from that which has been used so far.
  • the controller 33 centrally controls the driving of the entire fine grinder 11 including the rotating mechanism 26, the lifting mechanism 29, the swing mechanism 30, the supply mechanism 32, and the like. Specifically, the controller 33 controls the drive of the rotation mechanism 26 to change the number of rotations of the polishing dish 25 per unit time (per minute, for example) (referred to as the number of rotations of the polishing dish) ADRF. The controller 33 controls the drive of the lifting mechanism 29 to change the pressing pressure P of the arm 28 against the holder 27 and the pressing pressure P of the lens precursor 14 against the polishing dish 25 . The controller 33 changes the pressing position of the lens precursor 14 against the polishing dish 25 by controlling the drive of the swing mechanism 30 .
  • the controller 33 changes the swing width W of the lens precursor 14 with respect to the polishing dish 25 and the swing speed V of the lens precursor 14 with respect to the polishing dish 25 by controlling the driving of the swing mechanism 30 . Furthermore, the controller 33 changes the flow rate FR of the polishing liquid 36 and the temperature ALT of the polishing liquid 36 by controlling the driving of the supply mechanism 32 and the heater.
  • the manufacturing conditions 16 include the polishing time T of the lens precursor 14 by the fine polisher 11 and the polishing plate rotation speed ADRF.
  • the manufacturing conditions 16 include identification information (abbreviated as position identification information) SPID (ID stands for Identification Data) of the position of the polishing dish 25 in the horizontal direction HD and the position at which the lens precursor 14 is pressed against the polishing dish 25; It includes the motion width W, the swing speed V, and the pressing pressure P. Further, the manufacturing conditions 16 include the flow rate FR, the temperature ALT, and the temperature of the environment where the fine grinder 11 is installed (environmental temperature) ET. The horizontal HD position of the polishing dish 25 remains unchanged during the fine polishing of the lens precursor 14 to the lens 15 .
  • the position identification information SPID of the position of the polishing plate 25 in the horizontal direction HD is, for example, "1" when the position of the polishing plate 25 in the horizontal direction HD is the center position of the fine polisher 11, If the position in HD is the end position of the fine grinder 11, it is “2".
  • the pressing position changes during the fine polishing of the lens precursor 14 to the lens 15, such as the center of the polishing dish 25 in the first half of fine polishing and the edge of the polishing dish 25 in the second half.
  • the position identification information SPID of the pressing position is, for example, "1" when the pressing position is the center of the polishing dish 25, and "2" when the pressing position is the edge of the illustrated polishing dish 25.
  • the position of the polishing plate 25 in the horizontal direction HD is detected by a sensor mounted on a moving mechanism for moving the polishing plate 25 in the horizontal direction HD.
  • the pressing position is similarly detected by a sensor mounted on the swing mechanism 30 .
  • the operation history information 19 includes identification information of the polishing dish 25 (denoted as polishing dish identification information) ADID, the number of operations of the polishing dish 25 (denoted as the number of times of polishing dish operation) ADNO, and identification information of the polishing liquid 36 (polishing liquid identification). information) ALID, and the number of operations of the polishing liquid 36 (referred to as the number of times of polishing liquid operation) ALNO.
  • the polishing dish identification information ADID is information for uniquely identifying the polishing dish 25 attached to each of the plurality of fine polishing machines 11 .
  • the polishing liquid identification information ALID is information for uniquely identifying the polishing liquid 36 stored in each tank of the plurality of fine polishing machines 11 .
  • the number of polishing dish operations ADNO is the number of times when the pad 35 is re-polished with a dedicated tool as 0 times.
  • the polishing liquid operation count ALNO is the number of times when the polishing liquid 36 is replaced with a new one is counted as 0 times.
  • the raw material shape information 17 includes the center thickness of the lens precursor 14 (denoted as lens precursor center thickness) PTH, the outer diameter of the lens precursor 14 (lens precursor outer diameter and POD, the curvature of the lens precursor 14 (referred to as lens precursor curvature) PC, and the surface shape information of the lens precursor 14 (referred to as lens precursor surface shape information) PW.
  • the lens precursor center thickness PTH is, for example, the distance between the front surface center OA and the rear surface center OB of the lens precursor 14 .
  • the lens precursor surface shape information PW is information representing aberration components of the lens precursor 14 .
  • the raw material physical property information 18 includes the transition temperature PTT of the lens precursor 14, the hardness PH of the lens precursor 14, the thermal expansion coefficient PCTE of the lens precursor 14, the thermal conductivity PTC of the lens precursor 14, and the lens precursor 14
  • the elastic modulus PEM, the pre-lens 14 abrasion PAD, and the acid resistance PAR of the lens precursor 14 are included.
  • the hardness PH is, for example, the Mohs hardness.
  • the degree of wear PAD is, for example, the limit number of wears in a wear test specified by JIS (Japanese Industrial Standards).
  • the acid resistance PAR is, for example, a numerical value of a level such as good or bad.
  • the degree of abrasion PAD and the degree of acid resistance PAR are included in the raw material physical property information 18 when the lens precursor 14 is glass.
  • the required quality information 20 includes the center thickness of the lens 15 with the required quality (represented as the required quality central part thickness) LTH_TGT, the curvature of the lens 15 with the required quality (represented as the required quality curvature ) LC_TGT, and surface shape information of the lens 15 of required quality (represented as required quality surface shape information) LW_TGT.
  • the required quality central portion thickness LTH_TGT is, for example, the distance between the center OC of the front surface of the lens 15 and the center OD of the rear surface thereof.
  • the required quality surface shape information LW_TGT is information representing the aberration component of the lens 15 with the required quality, similar to the lens precursor surface shape information PW.
  • the computer that constitutes the manufacturing condition setting support apparatus 10 includes, in addition to the display 12 and the input device 13 described above, a storage 40, a memory 41, a CPU (Central Processing Unit) 42, and a communication unit. 43. These are interconnected via bus lines 44 .
  • the CPU 42 is an example of a “processor” according to the technology of the present disclosure.
  • the storage 40 is a hard disk drive built into the computer that constitutes the manufacturing condition setting support device 10 or connected via a cable or network.
  • the storage 40 is a disk array in which a plurality of hard disk drives are connected.
  • the storage 40 stores a control program such as an operating system, various application programs, various data associated with these programs, and the like.
  • a solid state drive may be used instead of the hard disk drive.
  • the memory 41 is a work memory for the CPU 42 to execute processing.
  • the CPU 42 loads the program stored in the storage 40 into the memory 41 and executes processing according to the program. Thereby, the CPU 42 comprehensively controls each part of the computer.
  • the memory 41 may be built in the CPU 42 .
  • the communication unit 43 controls transmission of various information to and from an external device such as the fine grinder 11 .
  • an operation program 50 is stored in the storage 40 of the manufacturing condition setting support device 10.
  • the operating program 50 is an application program for causing a computer to function as the manufacturing condition setting support device 10 . That is, the operation program 50 is an example of the "operation program of the manufacturing condition setting support device" according to the technology of the present disclosure.
  • a first machine learning model 51, a second machine learning model 52, a calculation algorithm 53, and an optimization algorithm 54 are also stored in the storage 40.
  • the CPU 42 of the computer constituting the manufacturing condition setting support device 10 cooperates with the memory 41 and the like to control the acquisition unit 60, read/write (hereinafter abbreviated as RW (Read Write)). It functions as a unit 61 , a first prediction unit 62 , a second prediction unit 63 , a calculation unit 64 , a derivation unit 65 and a transmission unit 66 .
  • the acquisition unit 60 acquires the manufacturing conditions 16, raw material shape information 17, raw material physical property information 18, operation history information 19, and required quality information 20. Acquisition unit 60 outputs manufacturing conditions 16 , raw material shape information 17 , raw material physical property information 18 , operation history information 19 , and required quality information 20 to RW control unit 61 .
  • the RW control unit 61 controls storage of various data in the storage 40 and reading of various data in the storage 40 .
  • the RW control unit 61 stores the manufacturing conditions 16 , the raw material shape information 17 , the raw material physical property information 18 , the operation history information 19 , and the required quality information 20 from the acquisition unit 60 in the storage 40 .
  • the RW control unit 61 reads the manufacturing conditions 16, the raw material shape information 17, the raw material physical property information 18, the operation history information 19, and the required quality information 20 from the storage 40, and reads the manufacturing conditions 16, the raw material shape information 17, and the raw material physical property information. 18 , and operation history information 19 to the first prediction unit 62 and the second prediction unit 63 , and the required quality information 20 to the calculation unit 64 .
  • the RW control unit 61 reads the first machine learning model 51 from the storage 40 and outputs the first machine learning model 51 to the first prediction unit 62.
  • the RW control unit 61 also reads the second machine learning model 52 from the storage 40 and outputs the second machine learning model 52 to the second prediction unit 63 .
  • the RW control unit 61 reads the calculation algorithm 53 from the storage 40 and outputs the calculation algorithm 53 to the calculation unit 64.
  • the RW control unit 61 also reads the optimization algorithm 54 from the storage 40 and outputs the optimization algorithm 54 to the derivation unit 65 .
  • the first prediction unit 62 makes a first prediction that predicts the operating state of the fine grinder 11 based on the manufacturing conditions 16, the raw material shape information 17, the raw material physical property information 18, and the operation history information 19.
  • the first prediction unit 62 outputs a state prediction result (denoted as a state prediction result) 70 by the first prediction to the second prediction unit 63 .
  • the state in operation is a state in which the lens precursor 14 is being fine-polished.
  • the second prediction unit 63 makes a second prediction for predicting the quality of the lens 15 based on the manufacturing conditions 16, the raw material shape information 17, the raw material physical property information 18, the operation history information 19, and the state prediction result 70.
  • the second prediction unit 63 outputs a quality prediction result (denoted as a quality prediction result) 71 by the second prediction to the calculation unit 64 .
  • the calculation unit 64 calculates an evaluation value 72 according to the difference between the required quality information 20 and the quality prediction result 71. Calculation unit 64 outputs evaluation value 72 to derivation unit 65 .
  • the derivation unit 65 derives the suitable condition 16S based on the evaluation value 72.
  • the derivation unit 65 outputs the suitable condition 16S to the transmission unit 66.
  • the transmission unit 66 transmits the favorable condition 16S to the fine grinder 11.
  • the first prediction unit 62 inputs the manufacturing conditions 16, the raw material shape information 17, the raw material physical property information 18, and the operation history information 19 to the first machine learning model 51, and the first machine learning A process of outputting the state prediction result 70 from the model 51 is performed as the first prediction.
  • the state prediction result 70 includes a prediction result (referred to as a holder rotation speed prediction result) HLRF_PDT of the number of driven rotations of the holder 27 per unit time (per minute, for example), and the vibration generated in the arm 28 due to the driven rotation of the holder 27.
  • VA_PDT of the vibration amount of the arm 28 (denoted as vibration amount prediction result)
  • N_PDT of the torque applied to the motor of the rotation mechanism 26 denoted as torque prediction result).
  • the second prediction unit 63 inputs manufacturing conditions 16, raw material shape information 17, raw material physical property information 18, operation history information 19, and state prediction results 70 to the second machine learning model 52.
  • the process of outputting the quality prediction result 71 from the second machine learning model 52 is performed as the second prediction.
  • the quality prediction result 71 includes the prediction result of the center thickness of the lens 15 (denoted as the lens center thickness prediction result) LTH_PDT, the prediction result of the curvature of the lens 15 (denoted as the lens curvature prediction result) LC_PDT, and the lens 15 thickness. It includes LW_PDT, a prediction result of surface shape information (denoted as a lens surface shape information prediction result).
  • the lens central portion thickness prediction result LTH_PDT corresponds to the required quality central portion thickness LTH_TGT
  • the lens curvature prediction result LC_PDT corresponds to the required quality curvature LC_TGT.
  • the lens surface shape information prediction result LW_PDT corresponds to the required quality surface shape information LW_TGT.
  • the first machine learning model 51 and the second machine learning model 52 are constructed by a neural network 75.
  • the neural network 75 has an input layer 76, a hidden layer (also called an intermediate layer) 77, and an output layer 78, as is well known. These input layer 76, hidden layer 77, and output layer 78 each have a plurality of nodes ND. Between the node ND of the input layer 76 and the node ND of the hidden layer 77, and between the node ND of the hidden layer 77 and the node ND of the output layer 78, a weight indicating the strength of the connection of each node ND is set. be done.
  • a suitable activation function such as a linear function or ReLu (Rectified Linear Unit) function is set in the node ND of the output layer 78 .
  • FIG. 10 exemplifies the case where there is one hidden layer 77, the present invention is not limited to this.
  • each item of the manufacturing condition 16 the raw material shape information 17, the raw material physical property information 18, and the operation history information 19 (polishing time T, oscillation width W, flow rate FR, environmental temperature ET, lens precursor center thickness PTH, lens precursor surface shape information PW, transition temperature PTT, elastic modulus PEM, polishing dish identification information ADID, number of polishing liquid operations ALNO, etc.) are input. Also, each item of the state prediction result 70 (holder rotational speed prediction result HLRF_PDT, etc.) is output from each node ND of the output layer 78 of the first machine learning model 51 .
  • each item of manufacturing conditions 16, raw material shape information 17, raw material physical property information 18, operation history information 19, and state prediction result 70 is input to each node ND of the input layer 76 of the second machine learning model 52.
  • each item of the quality prediction result 71 (lens central portion thickness prediction result LTH_PDT, lens surface shape information prediction result LW_PDT, etc.) is output from each node ND of the output layer 78 of the second machine learning model 52 .
  • Tensorflow registered trademark
  • Keras Keras
  • MATLAB registered trademark
  • manufacturing conditions 16, raw material shape information 17, raw material physical property information 18, operation A plurality of sets of history information 19, measured state values 81, and measured quality values 82 are assigned management IDs and stored in the storage 40, for example.
  • a set of these manufacturing conditions 16, raw material shape information 17, raw material physical property information 18, operation history information 19, state measured value 81, and quality measured value 82 is the first training data 85 of the first machine learning model 51 (see FIG. 13). ) and the second teacher data 88 of the second machine learning model 52 (see FIG. 14).
  • a1, b1, c1, d1, e1, and f1 of the management ID "L00001" are manufacturing conditions 16, raw material shape information 17, raw material physical property information 18, operation history information 19, state measured values 81, and quality measured values. 82 items are registered. Although omitted with "", the numerical value of each item is also registered in other management ID sets.
  • the measured state values 81 are the holder rotational speed actual measured value HLRF_MV obtained by actually measuring the holder rotational speed HLRF with a rotation sensor, the vibration amount actual measured value VA_MV obtained by actually measuring the vibration amount VA with a vibration sensor, and the torque N actually measured with a torque sensor. contains the actual torque value N_MV measured in .
  • the quality measurement value 82 includes a lens center thickness measurement value LTH_MV obtained by actually measuring the lens center thickness LTH with a ruler, and a lens curvature measurement value LC_MV obtained by actually measuring the lens curvature LC with a curvature sensor. Also, the quality actual measurement value 82 includes a lens surface shape information actual measurement value LW_MV obtained by actually measuring the lens surface shape information LW with a measuring instrument.
  • the holder rotational speed actual measurement value HLRF_MV is not consistently the same value over the polishing time T, but changes with the polishing time T. For this reason, the average value of the holder rotational speed actual measurement values HLRF_MV over the polishing time T is calculated, and the calculated average value is registered as the state actual measurement value 81 .
  • the average values of the vibration amount actual measurement value VA_MV and the torque actual measurement value N_MV over the polishing time T are similarly registered as the state actual measurement value 81 .
  • the maximum value, the mode value, or the like may be registered instead of the average value.
  • two average values, maximum values, or modes of the first half and the second half of the polishing time T may be registered.
  • the state prediction result 70 includes two holder rotational speed prediction results HLRF_PDT for the first half and the second half of the polishing time T, and the like.
  • first teacher data 85 is provided in the learning phase of the first machine learning model 51.
  • the first teaching data 85 is a set of manufacturing conditions 16, raw material shape information 17, raw material physical property information 18, operation history information 19, and state measured values 81 registered in table 80 shown in FIG.
  • the manufacturing conditions 16, the raw material shape information 17, the raw material physical property information 18, and the operation history information 19 of the first teacher data 85 are input to the first machine learning model 51, whereby the first machine learning model 51 A prediction result 70L is output.
  • the loss calculation of the first machine learning model 51 is performed using a regression loss function such as the mean square error.
  • Various coefficients (weights between nodes ND) of the first machine learning model 51 are updated according to the result of the loss calculation, and the first machine learning model 51 is updated according to the update settings.
  • the manufacturing conditions 16, the raw material shape information 17, the raw material physical property information 18, and the operation history information 19 are input to the first machine learning model 51, and the input from the first machine learning model 51
  • the series of processes of outputting the state prediction result for learning 70L, calculating the loss, setting the update, and updating the first machine learning model 51 are repeated while the first teacher data 85 are exchanged.
  • the repetition of the above series of processes is terminated when the prediction accuracy of the learning state prediction result 70L with respect to the state actual measurement value 81 reaches a predetermined set level.
  • the first machine learning model 51 whose prediction accuracy has thus reached the set level is stored in the storage 40 and used by the first prediction unit 62 . Regardless of the prediction accuracy of the learning state prediction result 70L with respect to the state actual measurement value 81, learning may be terminated when the series of processes described above is repeated a set number of times.
  • second teacher data 88 is provided in the learning phase of the second machine learning model 52.
  • the second teacher data 88 includes the manufacturing conditions 16, the raw material shape information 17, the raw material physical property information 18, the operation history information 19, and the actual quality values 82 registered in the table 80 shown in FIG. It is a group with The manufacturing condition 16, the raw material shape information 17, the raw material physical property information 18, the operation history information 19, and the state prediction result for learning 70L of the second teacher data 88 are input to the second machine learning model 52, thereby A learning quality prediction result 71L is output from the learning model 52 .
  • the loss calculation of the second machine learning model 52 is performed using a regression loss function such as the mean square error.
  • Various coefficients (weights between nodes ND) of the second machine learning model 52 are updated according to the result of the loss calculation, and the second machine learning model 52 is updated according to the update settings.
  • the manufacturing conditions 16, the raw material shape information 17, the raw material physical property information 18, the operation history information 19, and the learning state prediction result 70L are input to the second machine learning model 52,
  • the series of processes of outputting the learning quality prediction result 71L from the second machine learning model 52, calculating the loss, setting the update, and updating the second machine learning model 52 are repeated while exchanging the second teacher data 88. .
  • the repetition of the above series of processes is terminated when the prediction accuracy of the learning quality prediction result 71L with respect to the actual quality value 82 reaches a predetermined set level.
  • the second machine learning model 52 whose prediction accuracy has thus reached the set level is stored in the storage 40 and used by the second prediction unit 63 .
  • the learning may be terminated when the above series of processes are repeated a set number of times. .
  • the calculation unit 64 uses the satisfaction trade-off method as the calculation algorithm 53 .
  • the calculation unit 64 sets the absolute values of the differences between the corresponding items of the required quality information 20 and the quality prediction result 71 as evaluation values L1, L2, and L3, as shown in formulas (1) to (3) below.
  • the difference between the corresponding items of the requested quality information 20 and the quality prediction result 71 is the deviation of the quality prediction result 71 from the requested quality.
  • L1 ( ⁇ LTH) in Equation (1) is the absolute value of the difference between the required quality central portion thickness LTH_TGT and the lens central portion thickness prediction result LTH_PDT.
  • L2( ⁇ LC) in Equation (2) is the absolute value of the difference between the required quality curvature LC_TGT and the lens curvature prediction result LC_PDT.
  • L3 ( ⁇ LW) in Equation (3) is the absolute value of the difference between the required quality surface shape information LW_TGT and the lens surface shape information prediction result LW_PDT.
  • the satisfaction trade-off method as the calculation algorithm 53 is represented by the following formula (4).
  • L is an evaluation value 72 that is finally calculated
  • Wi is a weight given to each evaluation value L1 to L3
  • LSi is a satisfaction value
  • is a coefficient.
  • the satisfaction value LSi is set by the operator.
  • “max Wi (Li-LSi)” is the difference (Li-LSi) between each evaluation value L1-L3 and the satisfaction value LS1-LS3 corresponding to each evaluation value L1-L3. of the three values obtained by multiplying the weights W1 to W3 by the weights W1 to W3.
  • “ ⁇ WiLi” is the weighted sum of the evaluation values L1 to L3.
  • the difference Li between the required quality information 20 and the quality prediction result 71 is relatively large, and a relatively small value is set as the satisfaction value LSi. Adopted.
  • Li is relatively large and a relatively small value is set as the satisfaction value LSi, and items with relatively large Wi occupy a relatively large proportion.
  • the evaluation value L is set to a relatively large Li and a relatively small value as the satisfaction value LSi, and items having a relatively large Wi occupy a relatively large proportion. Therefore, solving the optimization problem for minimizing the evaluation value L in the derivation unit 65 means that Li is relatively large, a relatively small value is set as the satisfaction value LSi, and Wi is relatively large. is to be improved with priority.
  • the preferred condition 16S is drawn in a two-dimensional space represented by, for example, a first evaluation value L3_1 for the first aberration component and a second evaluation value L3_2 for the second aberration component.
  • a first evaluation value L3_1 for the first aberration component and a second evaluation value L3_2 for the second aberration component.
  • Pareto solutions There are a plurality of so-called Pareto solutions on the line PL. Therefore, if an attempt is made to improve the first aberration component associated with the first evaluation value L3_1, the second aberration component associated with the second evaluation value L3_2 deteriorates, and conversely, the second aberration component is improved. If so, there is a trade-off relationship that the first aberration component becomes worse.
  • FIG. 16 shows only the evaluation value L3 among the evaluation values L1 to L3 for the sake of simplicity of explanation.
  • the first aberration component is permitted to some extent within the range of the standard, and is set to improve the second aberration component as much as possible (emphasis on the second aberration component).
  • the first satisfied value LS3_1 is set to a value smaller than the second satisfied value LS3_2, as indicated by point P2
  • deterioration of the second aberration component is permitted to some extent within the range of the standard, and the first is set to improve the aberration component of , as much as possible (focus on the first aberration component).
  • the derivation unit 65 uses a genetic algorithm as the optimization algorithm 54 and solves an optimization problem for minimizing the evaluation value 72 to derive the suitable condition 16S.
  • the genetic algorithm as its name suggests, is based on the evolutionary theory of genes, and prepares multiple solution candidates, here, suitable condition 16S candidates, and highly evaluated candidates, here, the evaluation value L is relatively low. This is an algorithm that preferentially selects candidates and searches for a solution, here, a suitable condition 16S, while repeating crossover, mutation, and the like.
  • the optimization algorithm 54 Bayesian optimization or the like may be used instead of the genetic algorithm.
  • the preferred condition 16S includes a preferred polishing time (denoted as preferred polishing time) T_S for the lens precursor 14 by the fine polisher 11 and a preferred rotational speed (referred to as preferred polishing plate rotational speed) ADRF_S of the polishing dish 25. include.
  • the suitable condition 16S includes identification information of a suitable position of the polishing dish 25 in the horizontal direction HD and identification information of a suitable pressing position of the lens precursor 14 against the polishing dish 25 (denoted as suitable position identification information) SPID_S, polishing A preferred swing width (denoted as preferred swing width) W_S of the lens precursor 14 relative to the dish 25, a preferred swing speed (referred to as preferred swing speed) V_S of the lens precursor 14 relative to the polishing plate 25, and It includes a preferred pressing pressure (denoted as preferred pressing pressure) P_S of the Lens Precursor 14 against the polishing dish 25 .
  • the preferred conditions 16S include a preferred flow rate (denoted as preferred flow rate) FR_S of the polishing liquid 36, a preferred temperature (referred to as preferred polishing liquid temperature) ALT_S of the polishing liquid 36, and a preferred installation of the fine polisher 11. It contains the temperature of the environment (denoted as preferred environment temperature) ET_S.
  • the operator inputs manufacturing conditions 16, raw material shape information 17, raw material physical property information 18, operation history information 19, and required quality information 20 via the input device 13. .
  • the acquisition unit 60 acquires the manufacturing conditions 16, the raw material shape information 17, the raw material physical property information 18, the operation history information 19, and the requested quality information 20 (step ST100).
  • Manufacturing conditions 16 , raw material shape information 17 , raw material physical property information 18 , operation history information 19 , and required quality information 20 are output from acquisition unit 60 to RW control unit 61 and stored in storage 40 by RW control unit 61 .
  • the manufacturing conditions 16, raw material shape information 17, raw material physical property information 18, operation history information 19, and required quality information 20 are read from the storage 40 by the RW control unit 61.
  • Manufacturing conditions 16 , raw material shape information 17 , raw material physical property information 18 , and operation history information 19 are output from RW control section 61 to first prediction section 62 and second prediction section 63 .
  • the required quality information 20 is output from the RW control unit 61 to the calculation unit 64 .
  • the manufacturing conditions 16, the raw material shape information 17, the raw material physical property information 18, and the operation history information 19 are input to the first machine learning model 51, and the first machine learning model State prediction result 70 is output from 51 (step ST110, first prediction).
  • the state prediction result 70 is output from the first prediction section 62 to the second prediction section 63 .
  • the manufacturing conditions 16, the raw material shape information 17, the raw material physical property information 18, the operation history information 19, and the state prediction result 70 are input to the second machine learning model 52, A quality prediction result 71 is output from the second machine learning model 52 (step ST120, second prediction). A quality prediction result 71 is output from the second prediction section 63 to the calculation section 64 .
  • evaluation is performed according to the evaluation values L1 to L3, which are the differences between the required quality information 20 and the quality prediction result 71.
  • a value L (evaluation value 72) is calculated (step ST130). At this time, the operator inputs the satisfaction value LSi via the input device 13 .
  • the evaluation value 72 is output from the calculator 64 to the derivation unit 65 .
  • the derivation unit 65 uses a genetic algorithm as the optimization algorithm 54 to solve the optimization problem for minimizing the evaluation value 72, thereby deriving the favorable condition 16S (step ST140).
  • the suitable condition 16S is output from the derivation unit 65 to the transmission unit 66.
  • FIG. The suitable conditions 16S are transmitted to the fine grinder 11 by the transmitter 66 (step ST150).
  • a suitable condition 16S is set in the controller 33, and under the control of the controller 33, the fine polishing of the lens precursor 14 is performed under the suitable condition 16S.
  • the environmental temperature ET is set to a suitable environmental temperature ET_S by adjusting the temperature of the room in which the fine grinder 11 is installed with an air conditioner.
  • the CPU 42 of the manufacturing condition setting support device 10 includes the acquisition unit 60, the first prediction unit 62, the second prediction unit 63, the calculation unit 64, and the derivation unit 65.
  • the acquisition unit 60 represents the manufacturing conditions 16 when the lens 15 is made from the lens precursor 14 using the fine grinder 11, the raw material shape information 17 representing the shape of the lens precursor 14, and the operation history of the fine grinder 11. Acquire the operation history information 19 .
  • the first prediction unit 62 makes a first prediction for predicting the operating state of the fine grinder 11 based on the manufacturing conditions 16 , the raw material shape information 17 , and the operation history information 19 .
  • the second prediction unit 63 makes a second prediction for predicting the quality of the lens 15 based on the manufacturing conditions 16, the raw material shape information 17, the operation history information 19, and the state prediction result 70 of the first prediction.
  • the calculator 64 calculates an evaluation value 72 corresponding to the difference between the requested quality information 20 and the quality prediction result 71 by the second prediction.
  • the derivation unit 65 solves an optimization problem for minimizing the evaluation value 72 to derive a suitable condition 16S, which is a manufacturing condition 16 that satisfies the required quality.
  • a state prediction result 70 is output by predicting the operating state of the fine grinder 11 based on the manufacturing conditions 16.
  • the quality prediction result 71 is output by predicting the quality of the lens 15 based on the state prediction result 70 .
  • the suitable condition 16S is derived based on the quality prediction result 71.
  • the state of the fine grinder 11 during operation is predicted based on the raw material shape information 17 and the operation history information 19 .
  • Result 70 is output.
  • the quality prediction result 71 is output by predicting the quality of the lens 15 based on the manufacturing conditions 16, the raw material shape information 17, and the operation history information 19.
  • the conventional method described in WO2021/002108 does not consider individual differences in the lens precursor 14 and temporal changes in the fine polisher 11, especially the polishing dish 25 and the polishing liquid 36.
  • individual differences in the lens precursor 14 are taken into account with the raw material shape information 17, and deterioration of the fine grinder 11 with time is taken into account with the operation history information 19.
  • FIG. Therefore, when the lens precursor 14 has individual differences and when the fine grinder 11 changes over time, it is possible to predict the favorable conditions 16S with high accuracy.
  • the first prediction unit 62 uses the first machine learning model 51 to make the first prediction.
  • the first machine learning model 51 is trained to output a state prediction result 70 when manufacturing conditions 16, raw material shape information 17, and operation history information 19 are input.
  • the second prediction unit 63 uses the second machine learning model 52 to make a second prediction.
  • the second machine learning model 52 learns to output a quality prediction result 71 when manufacturing conditions 16, raw material shape information 17, operation history information 19, and state prediction result 70 are input. is done. Therefore, the state prediction result 70 and the quality prediction result 71 can be obtained more easily than when using a rule base or the like.
  • the first machine learning model 51 and the second machine learning model 52 are constructed by a neural network 75.
  • the neural network 75 is a popular method in the field of machine learning, and can be introduced without particular barriers. Therefore, the state prediction result 70 and the quality prediction result 71 can be obtained without taking much time and effort.
  • the acquisition unit 60 acquires the raw material physical property information 18 representing the physical properties of the lens precursor 14 .
  • the first prediction unit 62 and the second prediction unit 63 perform the first prediction and the second prediction based on the raw material physical property information 18 in addition to the manufacturing conditions 16, the raw material shape information 17, and the operation history information 19. . Therefore, the state prediction result 70 and the quality prediction result 71, as well as the favorable conditions 16S, can be predicted with higher accuracy.
  • the raw material physical property information 18 does not necessarily have to be acquired, and the first prediction and the second prediction may be performed without using the raw material physical property information 18 .
  • the lens precursor 14 was finely ground by the fine grinder 11 to make the lens 15, the operator set the manufacturing conditions 16 through trial and error based on his/her own experience. Therefore, it takes a considerable amount of time to manufacture the lens 15 that satisfies the required quality. Especially inexperienced operators took longer. Therefore, in this example, the lens precursor 14 is used as the raw material, the lens 15 is used as the product, and the fine grinder 11 for polishing the lens precursor 14 is used as the manufacturing equipment. Therefore, the lens 15 that satisfies the required quality can be produced in a short period of time without the help of a skilled operator.
  • the manufacturing conditions 16 include the polishing time T of the lens precursor 14 by the fine polisher 11, the polishing plate rotation speed ADRF, the position identification information SPID, and the oscillation width of the lens precursor 14 with respect to the polishing plate 25.
  • W the rocking speed V of the lens precursor 14 against the polishing dish 25, the pressing pressure P of the lens precursor 14 against the polishing dish 25, the flow rate FR of the polishing liquid 36, the temperature ALT of the polishing liquid 36, and the environment temperature ET.
  • the operation history information 19 includes polishing dish identification information ADID, polishing dish operating times ADNO, polishing liquid identification information ALID, and polishing liquid operating times ALNO. Further, as shown in FIG.
  • the raw material shape information 17 includes the lens precursor center thickness PTH, the lens precursor outer diameter POD, the lens precursor curvature PC, and the lens precursor surface shape information PW. Therefore, the state prediction result 70 and the quality prediction result 71, as well as the favorable condition 16S, can be predicted with high accuracy.
  • the manufacturing conditions 16 include at least one of polishing time T, polishing plate rotation speed ADRF, position identification information SPID, swing width W, swing speed V, pressing pressure P, flow rate FR, temperature ALT, and environmental temperature ET. It should contain one.
  • the manufacturing conditions 16 may include additional new items such as identification information on the position of the polishing dish 25 through which the polishing liquid 36 is poured, identification information on the shape of the grooves formed in the pad 35, and the like.
  • the raw material shape information 17 should include at least one of the lens precursor center thickness PTH, the lens precursor outer diameter POD, the lens precursor curvature PC, and the lens precursor surface shape information PW. These other new items may be added to the raw material shape information 17 .
  • the operation history information 19 may include at least one of the polishing dish identification information ADID, the number of polishing dish operations ADNO, the polishing liquid identification information ALID, and the number of polishing liquid operations ALNO. These other new items such as the identification information of the holder 27 may be added to the operation history information 19 .
  • the state prediction result 70 includes holder rotational speed prediction result HLRF_PDT, vibration amount prediction result VA_PDT, and torque prediction result N_PDT. Therefore, it is possible to predict the quality prediction result 71 with high accuracy. Also, as shown in FIG. 9, the quality prediction result 71 includes a lens central portion thickness prediction result LTH_PDT, a lens curvature prediction result LC_PDT, and a lens surface shape information prediction result LW_PDT. Therefore, it is possible to predict the favorable condition 16S with high accuracy.
  • the state prediction result 70 should include at least one of the holder rotation speed prediction result HLRF_PDT, the vibration amount prediction result VA_PDT, and the torque prediction result N_PDT. These other new items may be added to state prediction results 70 .
  • the quality prediction result 71 should include at least one of the lens central portion thickness prediction result LTH_PDT, the lens curvature prediction result LC_PDT, and the lens surface shape information prediction result LW_PDT. These other new items may be added to quality prediction results 71 .
  • the raw material physical property information 18 includes the transition temperature PTT of the lens precursor 14, the hardness PH of the lens precursor 14, the thermal expansion coefficient PCTE of the lens precursor 14, and the thermal conductivity PTC of the lens precursor 14. , the modulus PEM of the Lens Precursor 14 , the abrasion PAD of the Lens Precursor 14 , and the acid resistance PAR of the Lens Precursor 14 . Therefore, the state prediction result 70 and the quality prediction result 71, as well as the favorable conditions 16S, can be predicted with higher accuracy.
  • the raw material physical property information 18 includes the transition temperature PTT of the lens precursor 14, the hardness PH of the lens precursor 14, the thermal expansion coefficient PCTE of the lens precursor 14, the thermal conductivity PTC of the lens precursor 14, and the elastic modulus of the lens precursor 14. At least one of the PEM, the degree of wear PAD of the lens precursor 14, and the acid resistance PAR of the lens precursor 14 may be included. These other new items may be added to the raw material physical property information 18 .
  • the CPU 42 uses various data as teacher data when the lens 15 is actually manufactured under the preferred conditions 16S, and uses the first machine learning model 51 and the second machine learning model 51 as training data.
  • the model 52 is additionally trained.
  • the lens 15 is actually made under the preferred conditions 16S.
  • raw material shape information 17, raw material physical property information 18, operation history information 19, measured state value 81, and quality A set of measured values 82 is assigned a management ID and stored in, for example, the storage 40 .
  • five lenses 15 are produced under the preferred conditions 16S, and raw material shape information 17, raw material physical property information 18, operation history information 19, actual state values 81, and actual quality measurements of each of the five lenses 15 are shown.
  • An example of storing a set of values 82 is shown. As in the case of FIG.
  • the first teacher data for additional learning 105 is provided to the first machine learning model 51 immediately after the lens 15 is actually manufactured under the preferred condition 16S.
  • the first teaching data for additional learning 105 is a set of the suitable condition 16S, the raw material shape information 17 registered in the table 100 shown in FIG. .
  • Preferred conditions 16S, raw material shape information 17, raw material physical property information 18, and operation history information 19 of the first teacher data for additional learning 105 are input to the first machine learning model 51, whereby from the first machine learning model 51 An additional learning state prediction result 70RL is output.
  • the loss calculation of the first machine learning model 51 is performed.
  • Various coefficients (weights between nodes ND) of the first machine learning model 51 are updated according to the result of the loss calculation, and the first machine learning model 51 is updated according to the update settings.
  • the suitable condition 16S, the raw material shape information 17, the raw material physical property information 18, and the operation history information 19 are input to the first machine learning model 51, and from the first machine learning model 51
  • the series of processes of outputting the state prediction result 70RL for additional learning, loss calculation, update setting, and updating the first machine learning model 51 are repeatedly performed while the first teacher data for additional learning 105 is exchanged.
  • the repetition of the above series of processes ends when the prepared first teacher data for additional learning 105 (in this example, five types of first teacher data for additional learning 105) are exhausted.
  • the first machine learning model 51 subjected to additional learning is used in the first prediction unit 62 .
  • the second teacher data for additional learning 108 is provided to the second machine learning model 52.
  • the second training data for additional learning 108 includes suitable conditions 16S, raw material shape information 17, raw material physical property information 18, operation history information 19, and quality measurement values 82 registered in table 100 shown in FIG. It is a pair with the usage state prediction result 70RL.
  • Preferred conditions 16S, raw material shape information 17, raw material physical property information 18, operation history information 19, and additional learning state prediction results 70RL of the second teacher data for additional learning 108 are input to the second machine learning model 52, which A quality prediction result for additional learning 71RL is output from the second machine learning model 52 by .
  • the loss calculation of the second machine learning model 52 is performed based on the quality prediction result 71RL for additional learning and the actual quality value 82.
  • Various coefficients (weights between nodes ND) of the second machine learning model 52 are updated according to the result of the loss calculation, and the second machine learning model 52 is updated according to the update settings.
  • the suitable conditions 16S, the raw material shape information 17, the raw material physical property information 18, the operation history information 19, and the state prediction results for additional learning 70RL are input to the second machine learning model 52.
  • the repetition of the above series of processes ends when the prepared second teacher data for additional learning 108 (in this example, five types of second teacher data for additional learning 108) are exhausted.
  • the second machine learning model 52 subjected to additional learning is used in the second predictor 63 .
  • the raw material shape information 17, the operation history information 19, the measured state value 81, and the measured quality value 82 when the lens 15 is actually manufactured under the preferred conditions 16S are used as the additional learning third.
  • the first machine learning model 51 and the second machine learning model 52 are additionally learned as the first teacher data 105 and the second teacher data 108 for additional learning. Therefore, it is possible to appropriately correct deviations in prediction due to changes in the fine grinder 11 over time, and the state prediction result 70 and the quality prediction result 71 that are more in line with changes in the fine grinder 11 over time, and furthermore, are suitable. It becomes possible to predict condition 16S with high accuracy.
  • FIG. 21 five types of raw material shape information 17, raw material physical property information 18, operation history information 19, state measured value 81, and quality measured value 82 are shown for five lenses 15 actually made under suitable conditions 16S. is shown, but it is not limited to this.
  • First machine learning based on a set of raw material shape information 17, raw material physical property information 18, operation history information 19, state measured value 81, and quality measured value 82 by less than 5, for example, one lens 15 Additional learning of the model 51 and the second machine learning model 52 may be performed.
  • the first machine learning model 51 and the second Additional learning of the machine learning model 52 may be performed.
  • the operator may accept resetting of the satisfaction value LSi.
  • an evaluation value 72 is calculated according to variations in a plurality of quality prediction results 71 for a plurality of raw material shape information 17 of a plurality of lens precursors 14 as well.
  • the first prediction unit 62 and the second prediction unit 63 share the manufacturing conditions 16 and the operation history information 19, and the plurality of lens precursors 14_1, 14_2, 14_3, .
  • First prediction and second prediction are performed for a plurality of pieces of raw material shape information 17_1, 17_2, 17_3, . 71_3, . . . , and 71_m.
  • the calculation unit 64 calculates the average value of the absolute values of the differences between the required quality information 20 and the plurality of quality prediction results 71_1 to 71_m as the evaluation value L1, as shown in the following equations (5) to (7). Let L2 and L3.
  • the calculation unit 64 calculates the standard deviations ⁇ LTH_PDT, ⁇ LC_PDT, and ⁇ LW_PDT of each item of the plurality of quality prediction results 71_1 to 71_m as shown in the following formulas (8) to (10), using the evaluation values L4, L5, and Let it be L6.
  • the standard deviations ⁇ LTH_PDT, ⁇ LC_PDT, and ⁇ LW_PDT are examples of “variation in prediction results of multiple qualities” according to the technique of the present disclosure. Variance may be used instead of standard deviation.
  • ⁇ LTH_PDT L4 (8)
  • ⁇ LC_PDT L5 (9)
  • ⁇ LW_PDT L6 (10)
  • the operator when it is desired to suppress variations in lens center thickness LTH within a standard range, the operator replaces the satisfaction value LS4 related to the lens center thickness LTH with another satisfaction value. Set to an appropriate value less than LSi. Further, when the variation of the lens surface shape information LW is to be suppressed within the standard range, the operator sets the satisfaction value LS6 related to the lens surface shape information LW to an appropriate value smaller than the other satisfaction values LSi.
  • the first prediction unit 62 and the second prediction unit 63 share the manufacturing conditions 16 and the operation history information 19, and the plurality of raw material shape information 17_1 to 17_m of the plurality of lens precursors 14. to derive a plurality of quality prediction results 71_1 to 71_m, and in addition to the difference between the required quality information 20 and the quality prediction result 71, the variation of the plurality of quality prediction results 71_1 to 71_m Also, the evaluation value 72 is calculated according to. Therefore, it is possible to manufacture a plurality of lenses 15 in which variations in specific items are suppressed, or conversely, to manufacture a plurality of lenses 15 in which variations in specific items are allowed to some extent within the range of the standard. Therefore, it is possible to stably produce a plurality of lenses 15 having the required quality desired by the operator.
  • the average value over the polishing time T is registered as the measured state value 81, it is not limited to this.
  • Time-series data continuously measured during the polishing time T may be registered as the measured state values 81 .
  • the first machine learning model 51 and the second machine learning model 52 are constructed by a recurrent neural network or a long-short-term memory (LSTM) network capable of handling time-series data. Use what is provided.
  • the degree of contribution of each item to be input to the first machine learning model 51 to the prediction of the state prediction result 70 may be derived, and items with a relatively low degree of contribution may be removed from the input data.
  • the degree of contribution of each item input to the second machine learning model 52 to the prediction of the quality prediction result 71 may be derived, and items with relatively low contributions may be removed from the input data.
  • the first machine learning model 51 and the second machine learning model 52 are not limited to those constructed by the neural network 75 illustrated. For example, it may be constructed by boosting.
  • the design value of the shape of the lens 15 may be input to the first machine learning model 51 and the second machine learning model 52.
  • Information representing the quality of the lens 15 that can be found by visually observing the lens 15 may be added to the required quality information 20, the quality prediction result 71, and the quality measurement value 82.
  • the lens precursor 14 after rough polishing is exemplified, but the lens precursor 14 may not be rough polished.
  • the lens precursor 14 is used as the raw material
  • the lens 15 is used as the product
  • the fine grinder 11 is used as the manufacturing equipment, but the present invention is not limited to this.
  • the raw material may be a metal ingot
  • the product may be a lathe tool
  • the manufacturing equipment may be a grinder that grinds the metal ingot into a tool.
  • the manufacturing condition setting support device 10 may be integrated with the fine grinder 11 .
  • a processing unit that executes various processes such as the acquisition unit 60, the RW control unit 61, the first prediction unit 62, the second prediction unit 63, the calculation unit 64, the derivation unit 65, and the transmission unit 66
  • the following various processors can be used.
  • Various processors include, as described above, in addition to the CPU 42, which is a general-purpose processor that executes software (operation program 50) and functions as various processing units, FPGAs (Field Programmable Gate Arrays), etc.
  • Programmable Logic Device which is a processor whose circuit configuration can be changed, ASIC (Application Specific Integrated Circuit), etc. It includes electric circuits and the like.
  • One processing unit may be configured with one of these various processors, or a combination of two or more processors of the same or different type (for example, a combination of a plurality of FPGAs and/or a CPU and combination with FPGA). Also, a plurality of processing units may be configured by one processor.
  • a single processor is configured by combining one or more CPUs and software.
  • a processor functions as multiple processing units.
  • SoC System On Chip
  • a processor that realizes the functions of the entire system including multiple processing units with a single IC (Integrated Circuit) chip. be.
  • various processing units are configured using one or more of the above various processors as a hardware structure.
  • an electric circuit combining circuit elements such as semiconductor elements can be used.
  • the technology of the present disclosure can also appropriately combine various embodiments and/or various modifications described above. Moreover, it is needless to say that various configurations can be employed without departing from the scope of the present invention without being limited to the above embodiments. Furthermore, the technology of the present disclosure extends to storage media that non-temporarily store programs in addition to programs.
  • a and/or B is synonymous with “at least one of A and B.” That is, “A and/or B” means that only A, only B, or a combination of A and B may be used.
  • a and/or B means that only A, only B, or a combination of A and B may be used.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Quality & Reliability (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Automation & Control Theory (AREA)
  • Grinding And Polishing Of Tertiary Curved Surfaces And Surfaces With Complex Shapes (AREA)

Abstract

プロセッサを備え、プロセッサは、製造設備を用いて原材料から製品を作る際の製造条件、原材料の形状を表す原材料形状情報、および製造設備の稼働履歴を表す稼働履歴情報を取得し、製造条件、原材料形状情報、および稼働履歴情報に基づいて、製造設備の稼働中の状態を予測する第1予測を行い、製造条件、原材料形状情報、稼働履歴情報、および状態の予測結果に基づいて、製品の品質を予測する第2予測を行い、少なくとも製品の要求品質と品質の予測結果との差に応じた評価値を算出し、評価値を最小化する最適化問題を解くことで、要求品質を満たす製造条件である好適条件を導出する。

Description

製造条件設定支援装置、製造条件設定支援装置の作動方法、および製造条件設定支援装置の作動プログラム
 本開示の技術は、製造条件設定支援装置、製造条件設定支援装置の作動方法、および製造条件設定支援装置の作動プログラムに関する。
 製造設備を用いて原材料から製品を作る際の製造条件を元に製品の品質を予測するアルゴリズムを用いて、逆に要求品質を満たす製造条件(以下、好適条件という)を予測することが行われている。ただし、製造条件から直に製品の品質を予測すると、結果的に好適条件の予測精度が悪くなる。そこで、例えばWO2021/002108号には、好適条件の予測精度を高めるために、まずは製造条件から製造設備の稼働中の状態を予測し、次いで状態の予測結果から品質を予測する、という二段階の予測を行うことが記載されている。
 原材料に個体差がある場合は、原材料によって製造設備の稼働中の状態および製品の品質が変わってくる。また、例えば摩耗等、製造設備が経時的に変化する場合も、各時点によって製造設備の稼働中の状態および製品の品質が変わってくる。しかしながらWO2021/002108号においては、そうした点を加味することなく製造設備の稼働中の状態および製品の品質を予測している。このため、原材料に個体差がある場合、および製造設備が経時的に変化する場合は、WO2021/002108号に記載の方法では好適条件を高い精度で予測することができないおそれがあった。
 本開示の技術に係る1つの実施形態は、原材料に個体差がある場合、および製造設備が経時的に変化する場合に、要求品質を満たす製品の製造条件である好適条件を高い精度で予測することが可能な製造条件設定支援装置、製造条件設定支援装置の作動方法、および製造条件設定支援装置の作動プログラムを提供する。
 本開示の製造条件設定支援装置は、プロセッサを備え、プロセッサは、製造設備を用いて原材料から製品を作る際の製造条件、原材料の形状を表す原材料形状情報、および製造設備の稼働履歴を表す稼働履歴情報を取得し、製造条件、原材料形状情報、および稼働履歴情報に基づいて、製造設備の稼働中の状態を予測する第1予測を行い、製造条件、原材料形状情報、稼働履歴情報、および状態の予測結果に基づいて、製品の品質を予測する第2予測を行い、少なくとも製品の要求品質と品質の予測結果との差に応じた評価値を算出し、評価値を最小化する最適化問題を解くことで、要求品質を満たす製造条件である好適条件を導出する。
 プロセッサは、製造条件、原材料形状情報、および稼働履歴情報が入力された場合に、状態の予測結果を出力する学習がなされた第1機械学習モデルを用いて第1予測を行い、製造条件、原材料形状情報、稼働履歴情報、および状態の予測結果が入力された場合に、品質の予測結果を出力する学習がなされた第2機械学習モデルを用いて第2予測を行うことが好ましい。
 プロセッサは、好適条件にて実際に製品を作った場合の原材料形状情報、稼働履歴情報、状態の実測値、および品質の実測値を教師データとして、第1機械学習モデルおよび第2機械学習モデルを追加学習することが好ましい。
 第1機械学習モデルおよび第2機械学習モデルは、ニューラルネットワークにより構築されていることが好ましい。
 プロセッサは、製造条件および稼働履歴情報は共通で、複数の原材料の複数の原材料形状情報について第1予測および第2予測を行って、複数の品質の予測結果を導出し、製品の要求品質と品質の予測結果との差に加えて、複数の品質の予測結果のばらつきにも応じて評価値を算出することが好ましい。
 プロセッサは、原材料の物性を表す原材料物性情報を取得し、製造条件、原材料形状情報、および稼働履歴情報に加えて、さらに原材料物性情報にも基づいて、第1予測および第2予測を行うことが好ましい。
 原材料はレンズ前駆品であり、製品はレンズであり、製造設備はレンズ前駆品に研磨を施す研磨機であることが好ましい。
 製造条件は、研磨機によるレンズ前駆品の研磨時間、レンズ前駆品を回転研磨する研磨皿の回転数、研磨皿に対するレンズ前駆品の押し付け位置の識別情報、研磨皿に対するレンズ前駆品の揺動幅、研磨皿に対するレンズ前駆品の揺動速度、研磨皿に対するレンズ前駆品の押し付け圧力、レンズ前駆品と研磨皿の間に流す研磨液の流量、研磨液の温度、および研磨機の設置環境の温度のうちの少なくとも1つを含み、原材料形状情報は、レンズ前駆品の中心部厚み、レンズ前駆品の外径、レンズ前駆品の曲率、およびレンズ前駆品の表面形状情報のうちの少なくとも1つを含み、稼働履歴情報は、研磨皿の識別情報、研磨皿の稼働回数、研磨液の識別情報、および研磨液の稼働回数のうちの少なくとも1つを含むことが好ましい。
 状態の予測結果は、レンズ前駆品を保持するホルダであって、レンズ前駆品を回転研磨する研磨皿の回転に従動して回転するホルダの回転数、ホルダを介してレンズ前駆品を研磨皿に押し付けるアームの振動量、および研磨皿を回転駆動するモータに掛かるトルクのうちの少なくとも1つを含み、品質の予測結果は、レンズの中心部厚み、レンズの曲率、およびレンズの表面形状情報のうちの少なくとも1つを含むことが好ましい。
 原材料物性情報は、レンズ前駆品の転移温度、レンズ前駆品の硬度、レンズ前駆品の熱膨張係数、レンズ前駆品の熱伝導率、レンズ前駆品の弾性率、レンズ前駆品の摩耗度、およびレンズ前駆品の耐酸性度のうちの少なくとも1つを含むことが好ましい。
 本開示の製造条件設定支援装置の作動方法は、製造設備を用いて原材料から製品を作る際の製造条件、原材料の形状を表す原材料形状情報、および製造設備の稼働履歴を表す稼働履歴情報を取得すること、製造条件、原材料形状情報、および稼働履歴情報に基づいて、製造設備の稼働中の状態を予測する第1予測を行うこと、製造条件、原材料形状情報、稼働履歴情報、および状態の予測結果に基づいて、製品の品質を予測する第2予測を行うこと、少なくとも製品の要求品質と品質の予測結果との差に応じた評価値を算出すること、並びに、評価値を最小化する最適化問題を解くことで、要求品質を満たす製造条件である好適条件を導出すること、を含む。
 本開示の製造条件設定支援装置の作動プログラムは、製造設備を用いて原材料から製品を作る際の製造条件、原材料の形状を表す原材料形状情報、および製造設備の稼働履歴を表す稼働履歴情報を取得すること、製造条件、原材料形状情報、および稼働履歴情報に基づいて、製造設備の稼働中の状態を予測する第1予測を行うこと、製造条件、原材料形状情報、稼働履歴情報、および状態の予測結果に基づいて、製品の品質を予測する第2予測を行うこと、少なくとも製品の要求品質と品質の予測結果との差に応じた評価値を算出すること、並びに、評価値を最小化する最適化問題を解くことで、要求品質を満たす製造条件である好適条件を導出すること、を含む処理をコンピュータに実行させる。
 本開示の技術によれば、原材料に個体差がある場合、および製造設備が経時的に変化する場合に、要求品質を満たす製品の製造条件である好適条件を高い精度で予測することが可能な製造条件設定支援装置、製造条件設定支援装置の作動方法、および製造条件設定支援装置の作動プログラムを提供することができる。
製造条件設定支援装置および精研磨機を示す図である。 精研磨機を示す図である。 精研磨機と製造条件および稼働履歴情報を示す図である。 レンズ前駆品と原材料形状情報および原材料物性情報を示す図である。 レンズと要求品質情報を示す図である。 製造条件設定支援装置を構成するコンピュータを示すブロック図である。 製造条件設定支援装置のCPUの処理部を示すブロック図である。 第1予測部による第1機械学習モデルを用いた第1予測の概要、および状態予測結果を示す図である。 第2予測部による第2機械学習モデルを用いた第2予測の概要、および品質予測結果を示す図である。 第1機械学習モデルおよび第2機械学習モデルを構成するニューラルネットワークを示す図である。 第1機械学習モデルの第1教師データ、および第2機械学習モデルの第2教師データの元となるデータを示す表である。 研磨時間を通じたホルダ回転数実測値の平均値を状態実測値として登録することを示す図である。 第1機械学習モデルの学習フェーズにおける処理の概要を示す図である。 第2機械学習モデルの学習フェーズにおける処理の概要を示す図である。 算出部の処理の概要を示す図である。 満足値の設定によって好適条件が異なることを示す図である。 導出部の処理の概要を示す図である。 製造条件設定支援装置の処理手順を示すフローチャートである。 比較例としてのWO2021/002108号に記載の従来の手法の概要を示す図である。 本開示の技術に係る手法の概要を示す図である。 好適条件にて実際にレンズを作った場合の各種データを示す表である。 第1機械学習モデルの追加学習フェーズにおける処理の概要を示す図である。 第2機械学習モデルの追加学習フェーズにおける処理の概要を示す図である。 複数のレンズ前駆品の複数の原材料形状情報についての複数の品質予測結果のばらつきにも応じて評価値を算出する第3実施形態を示す図である。
 [第1実施形態]
 一例として図1に示すように、製造条件設定支援装置10は、精研磨機11に接続されている。製造条件設定支援装置10は、例えばデスクトップ型のパーソナルコンピュータであり、ディスプレイ12、およびキーボード、マウスといった入力デバイス13を有する。ディスプレイ12は各種画面を表示する。各種画面にはGUI(Graphical User Interface)による操作機能が備えられる。製造条件設定支援装置10は、各種画面を通じて、入力デバイス13からの操作指示の入力を受け付ける。入力デバイス13は、精研磨機11のオペレータにより操作される。なお、図1においては1台の精研磨機11しか製造条件設定支援装置10に接続されていないが、実際には複数台の精研磨機11が製造条件設定支援装置10に接続されている。
 精研磨機11には、粗研磨後のレンズ前駆品14が導入される。精研磨機11は、レンズ前駆品14に精研磨を施して、所望の球面を有するレンズ15とする。図1においてはレンズ15として凹レンズを例示しているが、これに限らない。精研磨機11は、本開示の技術に係る「製造設備」および「研磨機」の一例である。レンズ前駆品14は、本開示の技術に係る「原材料」の一例である。レンズ15は、本開示の技術に係る「製品」の一例である。なお、レンズ前駆品14とは、精研磨を施すことで製品のレンズ15となるものである。レンズ前駆品14は、レンズ15から見た場合、研磨(精研磨)未了品とも表現することができる。
 レンズ前駆品14の精研磨に先立って、製造条件設定支援装置10には、製造条件16、原材料形状情報17、原材料物性情報18、稼働履歴情報19、および要求品質情報20が入力される。製造条件16は、精研磨機11を用いてレンズ前駆品14からレンズ15を作る際の条件である。原材料形状情報17は、レンズ前駆品14の形状を表す情報である。原材料物性情報18は、レンズ前駆品14の物性を表す情報である。稼働履歴情報19は、精研磨機11の稼働履歴を表す情報である。要求品質情報20は、オペレータが所望するレンズ15の要求品質を表す情報である。これら製造条件16、原材料形状情報17、原材料物性情報18、稼働履歴情報19、および要求品質情報20は、例えばオペレータが入力デバイス13を操作することで入力される。なお、原材料形状情報17は、レンズ前駆品14の形状値を測定する測定装置から通信により製造条件設定支援装置10に入力されてもよい。原材料物性情報18は、レンズ前駆品14の製造元が発行するカタログデータが引用される。原材料形状情報17と同様に、原材料物性情報18は、レンズ前駆品14の物性値を測定する測定装置から通信により製造条件設定支援装置10に入力されてもよい。また、稼働履歴情報19は、精研磨機11から通信により製造条件設定支援装置10に入力されてもよい。
 製造条件設定支援装置10は、製造条件16、原材料形状情報17、原材料物性情報18、稼働履歴情報19、および要求品質情報20に基づいて、要求品質を満たす製造条件16である好適条件16Sを導出する。製造条件設定支援装置10は、導出した好適条件16Sを精研磨機11に送信する。精研磨機11は、好適条件16Sにてレンズ前駆品14に精研磨を施し、レンズ前駆品14をレンズ15とする。
 一例として図2および図3に示すように、精研磨機11は、研磨皿25、回転機構26、ホルダ27、アーム28、昇降機構29、揺動機構30、ノズル31、供給機構32、およびコントローラ33等を有する。研磨皿25はレンズ前駆品14を回転研磨する。研磨皿25は、図3に示すように、鉛直方向VDに対して角度θ傾いている。また、研磨皿25は、図示省略した移動機構により、水平方向HDの位置を変更可能である。研磨皿25は、キノコ状(Mushroom-like)をした皿本体34と、皿本体34の表面に取り付けられたパッド35とで構成される。皿本体34は例えばステンレス製であり、パッド35は例えば硬質ウレタン製である。パッド35はレンズ前駆品14に接触し、レンズ前駆品14を研磨する。レンズ前駆品14の精研磨に先立って、パッド35は、それまで使用されていた状態から専用の工具により研磨し直される。なお、パッド35には溝が形成されていてもよい。
 回転機構26はモータおよびギア等で構成され、研磨皿25を回転駆動する。ホルダ27はレンズ前駆品14よりも一回り大きい円盤状をしており、内部の窪みにレンズ前駆品14を嵌め込んで保持する。ホルダ27は研磨皿25の回転に従動して回転する。アーム28は先端が尖った細長棒状をしている。アーム28は、モータおよびギア等で構成される昇降機構29によって昇降可能である。より詳しくは、アーム28は、先端がホルダ27の中心に接して、ホルダ27を介してレンズ前駆品14を研磨皿25に押し付ける図示の押し付け位置と、先端がホルダ27の中心から離隔する図示省略した離隔位置との間で昇降可能である。本例においては、押し付け位置は、中心部から偏心した研磨皿25の端部である。また、アーム28は、図3に破線で示すように、モータおよびギア等で構成される揺動機構30によって水平方向HDに揺動可能である。
 ノズル31には供給機構32が接続されている。供給機構32は、研磨液36を貯留するタンク(図示省略)に設置されたポンプおよび配管等で構成される。ノズル31は、供給機構32によりタンクから汲み上げられた研磨液36を、研磨皿25に向けて供給する。研磨液36はレンズ前駆品14と研磨皿25(パッド35)の間に流される。レンズ前駆品14と研磨皿25の間に流された研磨液36は、タンクに回収されて再利用される。タンクにはヒータ(図示省略)が取り付けられており、研磨液36はヒータにより設定温度に温められる。レンズ前駆品14の精研磨に先立って、タンク内の研磨液36は、それまで使用されていたものから新品に交換される。
 コントローラ33は、回転機構26、昇降機構29、揺動機構30、および供給機構32等を含む精研磨機11の全体の駆動を統括的に制御する。具体的には、コントローラ33は、回転機構26の駆動を制御することで、研磨皿25の単位時間当たり(例えば1分間当たり)の回転数(研磨皿回転数と表記する)ADRFを変化させる。コントローラ33は、昇降機構29の駆動を制御することで、ホルダ27に対するアーム28の押し付け圧力P、ひいては研磨皿25に対するレンズ前駆品14の押し付け圧力Pを変化させる。コントローラ33は、揺動機構30の駆動を制御することで、研磨皿25に対するレンズ前駆品14の押し付け位置を変化させる。また、コントローラ33は、揺動機構30の駆動を制御することで、研磨皿25に対するレンズ前駆品14の揺動幅W、および研磨皿25に対するレンズ前駆品14の揺動速度Vを変化させる。さらに、コントローラ33は、供給機構32およびヒータの駆動を制御することで、研磨液36の流量FRおよび研磨液36の温度ALTを変化させる。
 製造条件16は、精研磨機11によるレンズ前駆品14の研磨時間T、および研磨皿回転数ADRFを含む。また、製造条件16は、研磨皿25の水平方向HDにおける位置および研磨皿25に対するレンズ前駆品14の押し付け位置の識別情報(位置識別情報と表記する)SPID(IDはIdentification Dataの略)、揺動幅W、揺動速度V、および押し付け圧力Pを含む。さらに、製造条件16は、流量FR、温度ALT、および精研磨機11の設置環境の温度(環境温度と表記する)ETを含む。研磨皿25の水平方向HDにおける位置は、レンズ前駆品14をレンズ15に精研磨する間は不変である。研磨皿25の水平方向HDにおける位置の位置識別情報SPIDは、例えば、研磨皿25の水平方向HDにおける位置が精研磨機11の中心位置であった場合は「1」、研磨皿25の水平方向HDにおける位置が精研磨機11の端の位置であった場合は「2」である。押し付け位置は、精研磨の前半は研磨皿25の中心部、後半は研磨皿25の端部等、レンズ前駆品14をレンズ15に精研磨する間で変化する。押し付け位置の位置識別情報SPIDは、例えば、押し付け位置が研磨皿25の中心部であった場合は「1」、押し付け位置が図示の研磨皿25の端部であった場合は「2」である。研磨皿25の水平方向HDにおける位置は、研磨皿25を水平方向HDに移動させる移動機構に搭載されたセンサにより検出する。押し付け位置も同様に、揺動機構30に搭載されたセンサにより検出する。
 稼働履歴情報19は、研磨皿25の識別情報(研磨皿識別情報と表記する)ADID、研磨皿25の稼働回数(研磨皿稼働回数と表記する)ADNO、研磨液36の識別情報(研磨液識別情報と表記する)ALID、および研磨液36の稼働回数(研磨液稼働回数と表記する)ALNOを含む。研磨皿識別情報ADIDは、複数台の精研磨機11の各々に取り付けられた研磨皿25を一意に識別するための情報である。研磨液識別情報ALIDも同様に、複数台の精研磨機11の各々のタンクに貯留された研磨液36を一意に識別するための情報である。研磨皿稼働回数ADNOは、専用の工具によりパッド35が研磨し直された場合を0回として計数した回数である。研磨液稼働回数ALNOも同様に、研磨液36が新品に交換された場合を0回として計数した回数である。
 一例として図4に示すように、原材料形状情報17は、レンズ前駆品14の中心部厚み(レンズ前駆品中心部厚みと表記する)PTH、レンズ前駆品14の外径(レンズ前駆品外径と表記する)POD、レンズ前駆品14の曲率(レンズ前駆品曲率と表記する)PC、レンズ前駆品14の表面形状情報(レンズ前駆品表面形状情報と表記する)PWを含む。レンズ前駆品中心部厚みPTHは、例えばレンズ前駆品14の表面の中心OAと裏面の中心OBの間隔である。レンズ前駆品表面形状情報PWは、レンズ前駆品14の収差成分を表す情報である。
 また、原材料物性情報18は、レンズ前駆品14の転移温度PTT、レンズ前駆品14の硬度PH、レンズ前駆品14の熱膨張係数PCTE、レンズ前駆品14の熱伝導率PTC、レンズ前駆品14の弾性率PEM、レンズ前駆品14の摩耗度PAD、およびレンズ前駆品14の耐酸性度PARを含む。硬度PHは、例えばモース硬度等である。摩耗度PADは、例えばJIS(Japanese Industrial Standards)規格で規定された摩耗試験における限界摩耗回数等である。耐酸性度PARは、例えば良、不良といったレベルを数値化したもの等である。摩耗度PADおよび耐酸性度PARは、レンズ前駆品14がガラスの場合に原材料物性情報18に含められる。
 一例として図5に示すように、要求品質情報20は、要求品質のレンズ15の中心部厚み(要求品質中心部厚みと表記する)LTH_TGT、要求品質のレンズ15の曲率(要求品質曲率と表記する)LC_TGT、および要求品質のレンズ15の表面形状情報(要求品質表面形状情報と表記する)LW_TGTを含む。要求品質中心部厚みLTH_TGTは、例えばレンズ15の表面の中心OCと裏面の中心ODの間隔である。要求品質表面形状情報LW_TGTは、レンズ前駆品表面形状情報PWと同様に、要求品質のレンズ15の収差成分を表す情報である。
 一例として図6に示すように、製造条件設定支援装置10を構成するコンピュータは、前述のディスプレイ12および入力デバイス13に加えて、ストレージ40、メモリ41、CPU(Central Processing Unit)42、および通信部43を備えている。これらはバスライン44を介して相互接続されている。なお、CPU42は、本開示の技術に係る「プロセッサ」の一例である。
 ストレージ40は、製造条件設定支援装置10を構成するコンピュータに内蔵、またはケーブル、ネットワークを通じて接続されたハードディスクドライブである。もしくはストレージ40は、ハードディスクドライブを複数台連装したディスクアレイである。ストレージ40には、オペレーティングシステム等の制御プログラム、各種アプリケーションプログラム、およびこれらのプログラムに付随する各種データ等が記憶されている。なお、ハードディスクドライブに代えてソリッドステートドライブを用いてもよい。
 メモリ41は、CPU42が処理を実行するためのワークメモリである。CPU42は、ストレージ40に記憶されたプログラムをメモリ41へロードして、プログラムにしたがった処理を実行する。これによりCPU42は、コンピュータの各部を統括的に制御する。なお、メモリ41は、CPU42に内蔵されていてもよい。通信部43は、精研磨機11等の外部装置との各種情報の伝送制御を行う。
 一例として図7に示すように、製造条件設定支援装置10のストレージ40には、作動プログラム50が記憶されている。作動プログラム50は、コンピュータを製造条件設定支援装置10として機能させるためのアプリケーションプログラムである。すなわち、作動プログラム50は、本開示の技術に係る「製造条件設定支援装置の作動プログラム」の一例である。ストレージ40には、第1機械学習モデル51、第2機械学習モデル52、算出アルゴリズム53、および最適化アルゴリズム54も記憶されている。
 作動プログラム50が起動されると、製造条件設定支援装置10を構成するコンピュータのCPU42は、メモリ41等と協働して、取得部60、リードライト(以下、RW(Read Write)と略す)制御部61、第1予測部62、第2予測部63、算出部64、導出部65、および送信部66として機能する。
 取得部60は、製造条件16、原材料形状情報17、原材料物性情報18、稼働履歴情報19、および要求品質情報20を取得する。取得部60は、製造条件16、原材料形状情報17、原材料物性情報18、稼働履歴情報19、および要求品質情報20をRW制御部61に出力する。
 RW制御部61は、ストレージ40への各種データの記憶、およびストレージ40内の各種データの読み出しを制御する。例えばRW制御部61は、取得部60からの製造条件16、原材料形状情報17、原材料物性情報18、稼働履歴情報19、および要求品質情報20をストレージ40に記憶する。また、RW制御部61は、製造条件16、原材料形状情報17、原材料物性情報18、稼働履歴情報19、および要求品質情報20をストレージ40から読み出し、製造条件16、原材料形状情報17、原材料物性情報18、および稼働履歴情報19を第1予測部62と第2予測部63に出力し、要求品質情報20を算出部64に出力する。
 RW制御部61は、第1機械学習モデル51をストレージ40から読み出し、第1機械学習モデル51を第1予測部62に出力する。また、RW制御部61は、第2機械学習モデル52をストレージ40から読み出し、第2機械学習モデル52を第2予測部63に出力する。
 RW制御部61は、算出アルゴリズム53をストレージ40から読み出し、算出アルゴリズム53を算出部64に出力する。また、RW制御部61は、最適化アルゴリズム54をストレージ40から読み出し、最適化アルゴリズム54を導出部65に出力する。
 第1予測部62は、製造条件16、原材料形状情報17、原材料物性情報18、および稼働履歴情報19に基づいて、精研磨機11の稼働中の状態を予測する第1予測を行う。第1予測部62は、第1予測による状態の予測結果(状態予測結果と表記する)70を第2予測部63に出力する。なお、稼働中の状態とは、ここではレンズ前駆品14を精研磨している最中の状態である。
 第2予測部63は、製造条件16、原材料形状情報17、原材料物性情報18、稼働履歴情報19、および状態予測結果70に基づいて、レンズ15の品質を予測する第2予測を行う。第2予測部63は、第2予測による品質の予測結果(品質予測結果と表記する)71を算出部64に出力する。
 算出部64は、要求品質情報20と品質予測結果71との差に応じた評価値72を算出する。算出部64は、評価値72を導出部65に出力する。
 導出部65は、評価値72に基づいて好適条件16Sを導出する。導出部65は、好適条件16Sを送信部66に出力する。送信部66は、好適条件16Sを精研磨機11に送信する。
 一例として図8に示すように、第1予測部62は、製造条件16、原材料形状情報17、原材料物性情報18、および稼働履歴情報19を第1機械学習モデル51に入力し、第1機械学習モデル51から状態予測結果70を出力させる処理を第1予測として行う。状態予測結果70は、ホルダ27の単位時間当たり(例えば1分間当たり)の従動回転数の予測結果(ホルダ回転数予測結果と表記する)HLRF_PDT、ホルダ27の従動回転によりアーム28に発生する振動の量、すなわちアーム28の振動量の予測結果(振動量予測結果と表記する)VA_PDT、および回転機構26のモータに掛かるトルクの予測結果(トルク予測結果と表記する)N_PDTを含む。
 一例として図9に示すように、第2予測部63は、製造条件16、原材料形状情報17、原材料物性情報18、稼働履歴情報19、および状態予測結果70を第2機械学習モデル52に入力し、第2機械学習モデル52から品質予測結果71を出力させる処理を第2予測として行う。品質予測結果71は、レンズ15の中心部厚みの予測結果(レンズ中心部厚み予測結果と表記する)LTH_PDT、レンズ15の曲率の予測結果(レンズ曲率予測結果と表記する)LC_PDT、およびレンズ15の表面形状情報の予測結果(レンズ表面形状情報予測結果と表記する)LW_PDTを含む。
 レンズ中心部厚み予測結果LTH_PDTは、要求品質中心部厚みLTH_TGTと対応し、レンズ曲率予測結果LC_PDTは、要求品質曲率LC_TGTと対応する。また、レンズ表面形状情報予測結果LW_PDTは、要求品質表面形状情報LW_TGTと対応する。
 一例として図10に示すように、第1機械学習モデル51および第2機械学習モデル52は、ニューラルネットワーク75により構築されている。ニューラルネットワーク75は、周知のように入力層76、隠れ層(中間層ともいう)77、および出力層78を有する。これら入力層76、隠れ層77、および出力層78は、それぞれ複数のノードNDをもつ。入力層76のノードNDと隠れ層77のノードNDとの間、および隠れ層77のノードNDと出力層78のノードNDとの間には、各ノードNDの結合の強さを示す重みが設定される。出力層78のノードNDには、線形関数、ReLu(Rectified Linear Unit)関数といった適当な活性化関数が設定されている。なお、図10においては隠れ層77が1つの場合を例示しているが、これに限らない。
 第1機械学習モデル51の入力層76の各ノードNDには、製造条件16、原材料形状情報17、原材料物性情報18、および稼働履歴情報19の各項目(研磨時間T、揺動幅W、流量FR、環境温度ET、レンズ前駆品中心部厚みPTH、レンズ前駆品表面形状情報PW、転移温度PTT、弾性率PEM、研磨皿識別情報ADID、研磨液稼働回数ALNO等)が入力される。また、第1機械学習モデル51の出力層78の各ノードNDからは、状態予測結果70の各項目(ホルダ回転数予測結果HLRF_PDT等)が出力される。一方、第2機械学習モデル52の入力層76の各ノードNDには、製造条件16、原材料形状情報17、原材料物性情報18、稼働履歴情報19、および状態予測結果70の各項目が入力される。また、第2機械学習モデル52の出力層78の各ノードNDからは、品質予測結果71の各項目(レンズ中心部厚み予測結果LTH_PDT、レンズ表面形状情報予測結果LW_PDT等)が出力される。なお、ニューラルネットワーク75の実行フレームワークとしては、Tensorflow(登録商標)、Keras、MATLAB(登録商標)等を用いることができる。
 一例として図11の表80に示すように、レンズ前駆品14を精研磨機11で実際に精研磨してレンズ15を作ったときの製造条件16、原材料形状情報17、原材料物性情報18、稼働履歴情報19、状態実測値81、および品質実測値82の組が、管理IDを付されて例えばストレージ40に複数記憶される。これら製造条件16、原材料形状情報17、原材料物性情報18、稼働履歴情報19、状態実測値81、および品質実測値82の組は、第1機械学習モデル51の第1教師データ85(図13参照)および第2機械学習モデル52の第2教師データ88(図14参照)の元となる。なお、管理ID「L00001」のa1、b1、c1、d1、e1、およびf1は、製造条件16、原材料形状情報17、原材料物性情報18、稼働履歴情報19、状態実測値81、および品質実測値82の各項目の数値が登録されていることを示す。「・・・」で省略しているが、他の管理IDの組にも各項目の数値が登録されている。
 状態実測値81は、ホルダ回転数HLRFを実際に回転センサで測定したホルダ回転数実測値HLRF_MV、振動量VAを実際に振動センサで測定した振動量実測値VA_MV、およびトルクNを実際にトルクセンサで測定したトルク実測値N_MVを含む。品質実測値82は、レンズ中心部厚みLTHを実際に物差しで測定したレンズ中心部厚み実測値LTH_MV、レンズ曲率LCを実際に曲率センサで測定したレンズ曲率実測値LC_MVを含む。また、品質実測値82は、レンズ表面形状情報LWを実際に測定器で測定したレンズ表面形状情報実測値LW_MVを含む。
 一例として図12に示すように、ホルダ回転数実測値HLRF_MVは、研磨時間Tで一貫して同じ値という訳ではなく、研磨時間Tによって変化する。このため、研磨時間Tを通じたホルダ回転数実測値HLRF_MVの平均値を算出し、算出した平均値を状態実測値81として登録する。図示は省略したが、振動量実測値VA_MVおよびトルク実測値N_MVについても同様に、研磨時間Tを通じた平均値を状態実測値81として登録する。なお、平均値に代えて、最大値、最頻値等を登録してもよい。また、研磨時間Tの前半と後半の2つの平均値、最大値、または最頻値等を登録してもよい。この場合、状態予測結果70には、研磨時間Tの前半と後半の2つのホルダ回転数予測結果HLRF_PDT等が含まれることとなる。
 一例として図13に示すように、第1機械学習モデル51の学習フェーズにおいては、第1教師データ85が与えられる。第1教師データ85は、図11で示した表80に登録された製造条件16、原材料形状情報17、原材料物性情報18、稼働履歴情報19、および状態実測値81の組である。第1教師データ85のうちの製造条件16、原材料形状情報17、原材料物性情報18、および稼働履歴情報19が第1機械学習モデル51に入力され、これにより第1機械学習モデル51から学習用状態予測結果70Lが出力される。
 学習用状態予測結果70Lおよび状態実測値81に基づいて、平均二乗誤差等の回帰損失関数を用いた第1機械学習モデル51の損失演算がなされる。そして、損失演算の結果に応じて第1機械学習モデル51の各種係数(ノードND間の重み)の更新設定がなされ、更新設定にしたがって第1機械学習モデル51が更新される。
 第1機械学習モデル51の学習フェーズにおいては、製造条件16、原材料形状情報17、原材料物性情報18、および稼働履歴情報19の第1機械学習モデル51への入力、第1機械学習モデル51からの学習用状態予測結果70Lの出力、損失演算、更新設定、および第1機械学習モデル51の更新の上記一連の処理が、第1教師データ85が交換されつつ繰り返し行われる。上記一連の処理の繰り返しは、状態実測値81に対する学習用状態予測結果70Lの予測精度が、予め定められた設定レベルまで達した場合に終了される。こうして予測精度が設定レベルまで達した第1機械学習モデル51が、ストレージ40に記憶されて第1予測部62で用いられる。なお、状態実測値81に対する学習用状態予測結果70Lの予測精度に関係なく、上記一連の処理を設定回数繰り返した場合に学習を終了してもよい。
 一例として図14に示すように、第2機械学習モデル52の学習フェーズにおいては、第2教師データ88が与えられる。第2教師データ88は、図11で示した表80に登録された製造条件16、原材料形状情報17、原材料物性情報18、稼働履歴情報19、および品質実測値82と、学習用状態予測結果70Lとの組である。第2教師データ88のうちの製造条件16、原材料形状情報17、原材料物性情報18、稼働履歴情報19、および学習用状態予測結果70Lが第2機械学習モデル52に入力され、これにより第2機械学習モデル52から学習用品質予測結果71Lが出力される。
 学習用品質予測結果71Lおよび品質実測値82に基づいて、平均二乗誤差等の回帰損失関数を用いた第2機械学習モデル52の損失演算がなされる。そして、損失演算の結果に応じて第2機械学習モデル52の各種係数(ノードND間の重み)の更新設定がなされ、更新設定にしたがって第2機械学習モデル52が更新される。
 第2機械学習モデル52の学習フェーズにおいては、製造条件16、原材料形状情報17、原材料物性情報18、稼働履歴情報19、および学習用状態予測結果70Lの第2機械学習モデル52への入力、第2機械学習モデル52からの学習用品質予測結果71Lの出力、損失演算、更新設定、および第2機械学習モデル52の更新の上記一連の処理が、第2教師データ88が交換されつつ繰り返し行われる。上記一連の処理の繰り返しは、品質実測値82に対する学習用品質予測結果71Lの予測精度が、予め定められた設定レベルまで達した場合に終了される。こうして予測精度が設定レベルまで達した第2機械学習モデル52が、ストレージ40に記憶されて第2予測部63で用いられる。なお、第1機械学習モデル51の場合と同様に、品質実測値82に対する学習用品質予測結果71Lの予測精度に関係なく、上記一連の処理を設定回数繰り返した場合に学習を終了してもよい。
 一例として図15に示すように、算出部64は、算出アルゴリズム53として満足化トレードオフ法を用いる。算出部64は、下記式(1)~(3)に示すように、要求品質情報20および品質予測結果71の対応する各項目の差の絶対値を評価値L1、L2、およびL3とする。要求品質情報20および品質予測結果71の対応する各項目の差は、端的に言えば要求品質に対する品質予測結果71のずれである。
 ΔLTH=|LTH_TGT-LTH_PDT|=L1      ・・・(1)
 ΔLC=|LC_TGT-LC_PDT|=L2         ・・・(2)
 ΔLW=|LW_TGT-LW_PDT|=L3   ・・・(3)
 式(1)のL1(ΔLTH)は、要求品質中心部厚みLTH_TGTとレンズ中心部厚み予測結果LTH_PDTとの差の絶対値である。式(2)のL2(ΔLC)は、要求品質曲率LC_TGTとレンズ曲率予測結果LC_PDTとの差の絶対値である。式(3)のL3(ΔLW)は、要求品質表面形状情報LW_TGTとレンズ表面形状情報予測結果LW_PDTとの差の絶対値である。
 算出アルゴリズム53としての満足化トレードオフ法は、下記式(4)で表される。なお、Lは最終的に算出する評価値72、Wiは各評価値L1~L3に与える重み、LSiは満足値、αは係数である。重みWiと満足値LSiとは、Wi=1/LSiという逆数の関係にある。満足値LSiはオペレータにより設定される。また、αは正の値でかつ0に近い値(α<<0、例えばα=10-6)である。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000001
 なお、式(4)において、「max Wi(Li-LSi)」は、各評価値L1~L3と、これら各評価値L1~L3に対応する満足値LS1~LS3との差(Li-LSi)に、重みW1~W3を乗算して得られた3個の値のうちの最大値を採用する、という意である。また、「ΣWiLi」は、評価値L1~L3の重み付き和である。「max Wi(Li-LSi)」は、要求品質情報20と品質予測結果71の差であるLiが比較的大きく、かつ満足値LSiとして比較的小さい値が設定され、Wiが比較的大きい項目が採用される。また、「ΣWiLi」は、Liが比較的大きく、かつ満足値LSiとして比較的小さい値が設定され、Wiが比較的大きい項目が比較的大きい割合を占める。総じて、評価値Lは、Liが比較的大きく、かつ満足値LSiとして比較的小さい値が設定され、Wiが比較的大きい項目が比較的大きい割合を占める。したがって、導出部65において評価値Lを最小化する最適化問題を解く、ということは、Liが比較的大きく、かつ満足値LSiとして比較的小さい値が設定され、Wiが比較的大きい項目の品質を優先的に改善する、ということである。
 一例として図16に示すように、好適条件16Sは、例えば第1の収差成分に関する第1評価値L3_1、および第2の収差成分に関する第2評価値L3_2で表される二次元空間に引かれた線PL上に複数存在する、いわゆるパレート解である。このため、第1評価値L3_1に係る第1の収差成分を良化させようとすると、第2評価値L3_2に係る第2の収差成分が悪化し、逆に第2の収差成分を良化させようとすると、第1の収差成分が悪化する、というトレードオフの関係となる。なお、図16においては、説明を簡単化するため評価値L1~L3のうちの評価値L3のみを示している。
 第1評価値L3_1に対応する第1満足値LS3_1よりも、第2評価値L3_2に対応する第2満足値LS3_2を小さい値に設定した場合は、点P1で示すように、第1の収差成分の悪化は規格の範囲内である程度許容し、第2の収差成分をできるだけ良化させる設定(第2の収差成分重視)となる。逆に、第2満足値LS3_2よりも第1満足値LS3_1を小さい値に設定した場合は、点P2で示すように、第2の収差成分の悪化は規格の範囲内である程度許容し、第1の収差成分をできるだけ良化させる設定(第1の収差成分重視)となる。第1満足値LS3_1と第2満足値LS3_2を大体同じ値に設定した場合は、点P3で示すように、第1の収差成分および第2の収差成分をともに程々良化させる設定(バランス重視)となる。オペレータは、こうした事情を加味したうえで、レンズ15の要求品質に応じた満足値LSiを設定する。
 一例として図17に示すように、導出部65は、最適化アルゴリズム54として遺伝的アルゴリズムを用い、評価値72を最小化する最適化問題を解くことで、好適条件16Sを導出する。遺伝的アルゴリズムは、その名の通り遺伝子の進化論的な考え方に基づくもので、解の候補、ここでは好適条件16Sの候補を複数用意し、高評価の候補、ここでは評価値Lが比較的低い候補を優先的に選択して、交叉、突然変異等を繰り返させながら、解、ここでは好適条件16Sを探索するアルゴリズムである。なお、最適化アルゴリズム54としては、遺伝的アルゴリズムに代えてベイズ最適化等を用いてもよい。
 好適条件16Sは、精研磨機11によるレンズ前駆品14の好適な研磨時間(好適研磨時間と表記する)T_S、および研磨皿25の好適な回転数(好適研磨皿回転数と表記する)ADRF_Sを含む。また、好適条件16Sは、研磨皿25の水平方向HDにおける好適な位置の識別情報および研磨皿25に対するレンズ前駆品14の好適な押し付け位置の識別情報(好適位置識別情報と表記する)SPID_S、研磨皿25に対するレンズ前駆品14の好適な揺動幅(好適揺動幅と表記する)W_S、研磨皿25に対するレンズ前駆品14の好適な揺動速度(好適揺動速度と表記する)V_S、および研磨皿25に対するレンズ前駆品14の好適な押し付け圧力(好適押し付け圧力と表記する)P_Sを含む。さらに、好適条件16Sは、研磨液36の好適な流量(好適流量と表記する)FR_S、研磨液36の好適な温度(好適研磨液温度と表記する)ALT_S、および精研磨機11の好適な設置環境の温度(好適環境温度と表記する)ET_Sを含む。
 次に、上記構成による作用について、図18のフローチャートを参照して説明する。製造条件設定支援装置10において作動プログラム50が起動されると、図7で示したように、製造条件設定支援装置10のCPU42は、取得部60、RW制御部61、第1予測部62、第2予測部63、算出部64、導出部65、および送信部66として機能される。
 まず、レンズ前駆品14の精研磨に先立って、オペレータにより、入力デバイス13を介して製造条件16、原材料形状情報17、原材料物性情報18、稼働履歴情報19、および要求品質情報20が入力される。これにより、取得部60において、製造条件16、原材料形状情報17、原材料物性情報18、稼働履歴情報19、および要求品質情報20が取得される(ステップST100)。製造条件16、原材料形状情報17、原材料物性情報18、稼働履歴情報19、および要求品質情報20は、取得部60からRW制御部61に出力され、RW制御部61によってストレージ40に記憶される。
 製造条件16、原材料形状情報17、原材料物性情報18、稼働履歴情報19、および要求品質情報20は、RW制御部61によってストレージ40から読み出される。製造条件16、原材料形状情報17、原材料物性情報18、および稼働履歴情報19は、RW制御部61から第1予測部62と第2予測部63に出力される。要求品質情報20は、RW制御部61から算出部64に出力される。
 図8で示したように、第1予測部62において、製造条件16、原材料形状情報17、原材料物性情報18、および稼働履歴情報19が第1機械学習モデル51に入力され、第1機械学習モデル51から状態予測結果70が出力される(ステップST110、第1予測)。状態予測結果70は、第1予測部62から第2予測部63に出力される。
 図9で示したように、第2予測部63において、製造条件16、原材料形状情報17、原材料物性情報18、稼働履歴情報19、および状態予測結果70が第2機械学習モデル52に入力され、第2機械学習モデル52から品質予測結果71が出力される(ステップST120、第2予測)。品質予測結果71は、第2予測部63から算出部64に出力される。
 図15で示したように、算出部64において、算出アルゴリズム53としての満足化トレードオフ法を用いて、要求品質情報20と品質予測結果71との差である評価値L1~L3に応じた評価値L(評価値72)が算出される(ステップST130)。この際、オペレータにより、入力デバイス13を介して満足値LSiが入力される。評価値72は、算出部64から導出部65に出力される。
 図17で示したように、導出部65において、最適化アルゴリズム54としての遺伝的アルゴリズムを用いて、評価値72を最小化する最適化問題を解くことで、好適条件16Sが導出される(ステップST140)。好適条件16Sは、導出部65から送信部66に出力される。好適条件16Sは、送信部66によって精研磨機11に送信される(ステップST150)。
 精研磨機11においてはコントローラ33に好適条件16Sが設定され、コントローラ33の制御の下、好適条件16Sにてレンズ前駆品14の精研磨が行われる。ここで、環境温度ETは、精研磨機11が設置された部屋の温度を空調設備で調整することで、好適環境温度ET_Sとする。
 以上説明したように、製造条件設定支援装置10のCPU42は、取得部60、第1予測部62、第2予測部63、算出部64、および導出部65を備える。取得部60は、精研磨機11を用いてレンズ前駆品14からレンズ15を作る際の製造条件16、レンズ前駆品14の形状を表す原材料形状情報17、および精研磨機11の稼働履歴を表す稼働履歴情報19を取得する。第1予測部62は、製造条件16、原材料形状情報17、および稼働履歴情報19に基づいて、精研磨機11の稼働中の状態を予測する第1予測を行う。第2予測部63は、製造条件16、原材料形状情報17、稼働履歴情報19、および第1予測による状態予測結果70に基づいて、レンズ15の品質を予測する第2予測を行う。算出部64は、要求品質情報20と第2予測による品質予測結果71との差に応じた評価値72を算出する。導出部65は、評価値72を最小化する最適化問題を解くことで、要求品質を満たす製造条件16である好適条件16Sを導出する。
 図19に示すように、WO2021/002108号に記載の従来の手法(比較例)では、製造条件16に基づいて精研磨機11の稼働中の状態を予測することで状態予測結果70を出力し、状態予測結果70に基づいてレンズ15の品質を予測することで品質予測結果71を出力していた。そして、品質予測結果71に基づいて好適条件16Sを導出していた。
 対して図20に示すように、本開示の技術では、製造条件16に加えて、原材料形状情報17および稼働履歴情報19に基づいて精研磨機11の稼働中の状態を予測することで状態予測結果70を出力している。また、状態予測結果70に加えて、製造条件16、原材料形状情報17、および稼働履歴情報19に基づいてレンズ15の品質を予測することで品質予測結果71を出力している。
 WO2021/002108号に記載の従来の手法では、レンズ前駆品14の個体差、および精研磨機11、特に研磨皿25および研磨液36の経時的な変化を加味していない。対して本開示の技術では、原材料形状情報17によってレンズ前駆品14の個体差を加味し、稼働履歴情報19によって精研磨機11の経時的な劣化を加味している。したがって、レンズ前駆品14に個体差がある場合、および精研磨機11が経時的に変化する場合に、好適条件16Sを高い精度で予測することが可能となる。
 図8で示したように、第1予測部62は、第1機械学習モデル51を用いて第1予測を行う。図13で示したように、第1機械学習モデル51は、製造条件16、原材料形状情報17、および稼働履歴情報19が入力された場合に、状態予測結果70を出力する学習がなされている。また、図9で示したように、第2予測部63は、第2機械学習モデル52を用いて第2予測を行う。図14で示したように、第2機械学習モデル52は、製造条件16、原材料形状情報17、稼働履歴情報19、および状態予測結果70が入力された場合に、品質予測結果71を出力する学習がなされている。このため、ルールベース等を用いる場合と比べて、容易に状態予測結果70および品質予測結果71を得ることができる。
 図10で示したように、第1機械学習モデル51および第2機械学習モデル52は、ニューラルネットワーク75により構築されている。ニューラルネットワーク75は、機械学習の分野においてポピュラーな手法で、特に障壁なく導入可能である。このため、大した手間を掛けることなく状態予測結果70および品質予測結果71を得ることができる。
 取得部60は、レンズ前駆品14の物性を表す原材料物性情報18を取得する。第1予測部62および第2予測部63は、製造条件16、原材料形状情報17、および稼働履歴情報19に加えて、さらに原材料物性情報18にも基づいて、第1予測および第2予測を行う。このため、状態予測結果70および品質予測結果71、ひいては好適条件16Sをさらに高い精度で予測することが可能となる。また、例えばガラスのレンズ前駆品14とプラスチックのレンズ前駆品14等、物性の異なる複数品種のレンズ前駆品14にも対応することができる。なお、原材料物性情報18は必ずしも取得しなくてもよく、原材料物性情報18を用いることなく第1予測および第2予測を行ってもよい。
 従来は、レンズ前駆品14を精研磨機11で精研磨してレンズ15を作る場合、オペレータが自らの経験を頼りに試行錯誤しながら製造条件16を設定していた。このため、要求品質を満たすレンズ15を作るために相応の時間が掛かっていた。特に経験の浅いオペレータではより長い時間が掛かっていた。そこで、本例においては、原材料をレンズ前駆品14とし、製品をレンズ15とし、製造設備をレンズ前駆品14に研磨を施す精研磨機11としている。このため、熟練したオペレータの手を借りずとも、要求品質を満たすレンズ15を短時間で作ることができる。
 図3で示したように、製造条件16は、精研磨機11によるレンズ前駆品14の研磨時間T、研磨皿回転数ADRF、位置識別情報SPID、研磨皿25に対するレンズ前駆品14の揺動幅W、研磨皿25に対するレンズ前駆品14の揺動速度V、研磨皿25に対するレンズ前駆品14の押し付け圧力P、研磨液36の流量FR、研磨液36の温度ALT、および環境温度ETを含む。稼働履歴情報19は、研磨皿識別情報ADID、研磨皿稼働回数ADNO、研磨液識別情報ALID、および研磨液稼働回数ALNOを含む。また、図4で示したように、原材料形状情報17は、レンズ前駆品中心部厚みPTH、レンズ前駆品外径POD、レンズ前駆品曲率PC、およびレンズ前駆品表面形状情報PWを含む。このため、状態予測結果70および品質予測結果71、ひいては好適条件16Sを高い精度で予測することが可能となる。
 なお、製造条件16は、研磨時間T、研磨皿回転数ADRF、位置識別情報SPID、揺動幅W、揺動速度V、押し付け圧力P、流量FR、温度ALT、および環境温度ETのうちの少なくとも1つを含んでいればよい。研磨皿25における研磨液36を流す位置の識別情報、パッド35に形成された溝の形状の識別情報等、これらの他の新たな項目を製造条件16に追加してもよい。
 原材料形状情報17は、レンズ前駆品中心部厚みPTH、レンズ前駆品外径POD、レンズ前駆品曲率PC、およびレンズ前駆品表面形状情報PWのうちの少なくとも1つを含んでいればよい。これらの他の新たな項目を原材料形状情報17に追加してもよい。
 稼働履歴情報19は、研磨皿識別情報ADID、研磨皿稼働回数ADNO、研磨液識別情報ALID、および研磨液稼働回数ALNOのうちの少なくとも1つを含んでいればよい。ホルダ27の識別情報等、これらの他の新たな項目を稼働履歴情報19に追加してもよい。
 図8で示したように、状態予測結果70は、ホルダ回転数予測結果HLRF_PDT、振動量予測結果VA_PDT、およびトルク予測結果N_PDTを含む。このため、品質予測結果71を高い精度で予測することが可能となる。また、図9で示したように、品質予測結果71は、レンズ中心部厚み予測結果LTH_PDT、レンズ曲率予測結果LC_PDT、およびレンズ表面形状情報予測結果LW_PDTを含む。このため、好適条件16Sを高い精度で予測することが可能となる。
 状態予測結果70は、ホルダ回転数予測結果HLRF_PDT、振動量予測結果VA_PDT、およびトルク予測結果N_PDTのうちの少なくとも1つを含んでいればよい。これらの他の新たな項目を状態予測結果70に追加してもよい。
 品質予測結果71は、レンズ中心部厚み予測結果LTH_PDT、レンズ曲率予測結果LC_PDT、およびレンズ表面形状情報予測結果LW_PDTのうちの少なくとも1つを含んでいればよい。これらの他の新たな項目を品質予測結果71に追加してもよい。
 図4で示したように、原材料物性情報18は、レンズ前駆品14の転移温度PTT、レンズ前駆品14の硬度PH、レンズ前駆品14の熱膨張係数PCTE、レンズ前駆品14の熱伝導率PTC、レンズ前駆品14の弾性率PEM、レンズ前駆品14の摩耗度PAD、およびレンズ前駆品14の耐酸性度PARを含む。このため、状態予測結果70および品質予測結果71、ひいては好適条件16Sをさらに高い精度で予測することが可能となる。
 原材料物性情報18は、レンズ前駆品14の転移温度PTT、レンズ前駆品14の硬度PH、レンズ前駆品14の熱膨張係数PCTE、レンズ前駆品14の熱伝導率PTC、レンズ前駆品14の弾性率PEM、レンズ前駆品14の摩耗度PAD、およびレンズ前駆品14の耐酸性度PARのうちの少なくとも1つを含んでいればよい。これらの他の新たな項目を原材料物性情報18に追加してもよい。
 [第2実施形態]
 図21~図23に示す第2実施形態では、CPU42は、好適条件16Sにて実際にレンズ15を作った場合の各種データを教師データとして用いて、第1機械学習モデル51および第2機械学習モデル52を追加学習する。
 第2実施形態においては、好適条件16Sにて実際にレンズ15を作る。そして、一例として図21の表100に示すように、好適条件16Sにて実際にレンズ15を作った場合の原材料形状情報17、原材料物性情報18、稼働履歴情報19、状態実測値81、および品質実測値82の組を、管理IDを付して例えばストレージ40に記憶する。図21においては、好適条件16Sにて5個のレンズ15を作成し、5個のレンズ15のそれぞれの原材料形状情報17、原材料物性情報18、稼働履歴情報19、状態実測値81、および品質実測値82の組を記憶した例を示している。なお、図11の場合と同様に、管理ID「AL00001」のb1、c1、d1、e1、およびf1は、原材料形状情報17、原材料物性情報18、稼働履歴情報19、状態実測値81、および品質実測値82の各項目の数値が登録されていることを示す。「・・・」で省略しているが、他の管理IDの組にも各項目の数値が登録されている。
 一例として図22に示すように、第2実施形態においては、好適条件16Sにて実際にレンズ15を作った直後に、追加学習用第1教師データ105が第1機械学習モデル51に与えられる。追加学習用第1教師データ105は、好適条件16Sと、図21で示した表100に登録された原材料形状情報17、原材料物性情報18、稼働履歴情報19、および状態実測値81の組である。追加学習用第1教師データ105のうちの好適条件16S、原材料形状情報17、原材料物性情報18、および稼働履歴情報19が第1機械学習モデル51に入力され、これにより第1機械学習モデル51から追加学習用状態予測結果70RLが出力される。
 追加学習用状態予測結果70RLおよび状態実測値81に基づいて、第1機械学習モデル51の損失演算がなされる。そして、損失演算の結果に応じて第1機械学習モデル51の各種係数(ノードND間の重み)の更新設定がなされ、更新設定にしたがって第1機械学習モデル51が更新される。
 第1機械学習モデル51の追加学習フェーズにおいては、好適条件16S、原材料形状情報17、原材料物性情報18、および稼働履歴情報19の第1機械学習モデル51への入力、第1機械学習モデル51からの追加学習用状態予測結果70RLの出力、損失演算、更新設定、および第1機械学習モデル51の更新の上記一連の処理が、追加学習用第1教師データ105が交換されつつ繰り返し行われる。上記一連の処理の繰り返しは、用意された追加学習用第1教師データ105(本例においては5通りの追加学習用第1教師データ105)が尽きた場合に終了される。以降は、こうして追加学習がなされた第1機械学習モデル51が第1予測部62で用いられる。
 また、一例として図23に示すように、第1機械学習モデル51の追加学習と並行して、追加学習用第2教師データ108が第2機械学習モデル52に与えられる。追加学習用第2教師データ108は、好適条件16Sと、図21で示した表100に登録された原材料形状情報17、原材料物性情報18、稼働履歴情報19、および品質実測値82と、追加学習用状態予測結果70RLとの組である。追加学習用第2教師データ108のうちの好適条件16S、原材料形状情報17、原材料物性情報18、稼働履歴情報19、および追加学習用状態予測結果70RLが第2機械学習モデル52に入力され、これにより第2機械学習モデル52から追加学習用品質予測結果71RLが出力される。
 追加学習用品質予測結果71RLおよび品質実測値82に基づいて、第2機械学習モデル52の損失演算がなされる。そして、損失演算の結果に応じて第2機械学習モデル52の各種係数(ノードND間の重み)の更新設定がなされ、更新設定にしたがって第2機械学習モデル52が更新される。
 第2機械学習モデル52の追加学習フェーズにおいては、好適条件16S、原材料形状情報17、原材料物性情報18、稼働履歴情報19、および追加学習用状態予測結果70RLの第2機械学習モデル52への入力、第2機械学習モデル52からの追加学習用品質予測結果71RLの出力、損失演算、更新設定、および第2機械学習モデル52の更新の上記一連の処理が、追加学習用第2教師データ108が交換されつつ繰り返し行われる。上記一連の処理の繰り返しは、用意された追加学習用第2教師データ108(本例においては5通りの追加学習用第2教師データ108)が尽きた場合に終了される。以降は、こうして追加学習がなされた第2機械学習モデル52が第2予測部63で用いられる。
 このように、第2実施形態においては、好適条件16Sにて実際にレンズ15を作った場合の原材料形状情報17、稼働履歴情報19、状態実測値81、および品質実測値82を追加学習用第1教師データ105および追加学習用第2教師データ108として、第1機械学習モデル51および第2機械学習モデル52を追加学習する。このため、精研磨機11の経時的な変化による予測のずれを適切に修正することができ、より精研磨機11の経時的な変化に即した状態予測結果70および品質予測結果71、ひいては好適条件16Sを高い精度で予測することが可能となる。
 なお、図21においては、好適条件16Sにて実際に作った5個のレンズ15による5通りの原材料形状情報17、原材料物性情報18、稼働履歴情報19、状態実測値81、および品質実測値82の組を示したが、これに限らない。5個より少ない、例えば1個のレンズ15による1通りの原材料形状情報17、原材料物性情報18、稼働履歴情報19、状態実測値81、および品質実測値82の組に基づいて、第1機械学習モデル51および第2機械学習モデル52の追加学習を行ってもよい。反対に、5個より多いレンズ15による原材料形状情報17、原材料物性情報18、稼働履歴情報19、状態実測値81、および品質実測値82の組に基づいて、第1機械学習モデル51および第2機械学習モデル52の追加学習を行ってもよい。1個のレンズ15による1通りの原材料形状情報17、原材料物性情報18、稼働履歴情報19、状態実測値81、および品質実測値82の組を用いる場合は、レンズ15を1個作る毎に追加学習を行ってもよい。
 追加学習後に、オペレータによる満足値LSiの再設定を受け付けてもよい。
 [第3実施形態]
 図24に示す第3実施形態では、複数のレンズ前駆品14の複数の原材料形状情報17についての複数の品質予測結果71のばらつきにも応じて評価値72を算出する。
 一例として図24に示すように、第1予測部62および第2予測部63は、製造条件16および稼働履歴情報19は共通で、複数のレンズ前駆品14_1、14_2、14_3、・・・、および14_m(mはレンズ前駆品14の個数)の複数の原材料形状情報17_1、17_2、17_3、・・・、および17_mについて第1予測および第2予測を行って、複数の品質予測結果71_1、71_2、71_3、・・・、および71_mを導出する。
 算出部64は、下記式(5)~(7)に示すように、要求品質情報20および複数の品質予測結果71_1~71_mの対応する各項目の差の絶対値の平均値を評価値L1、L2、およびL3とする。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000002
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000003
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000004
 また、算出部64は、下記式(8)~(10)に示すように、複数の品質予測結果71_1~71_mの各項目の標準偏差σLTH_PDT、σLC_PDT、およびσLW_PDTを、評価値L4、L5、およびL6とする。なお、標準偏差σLTH_PDT、σLC_PDT、およびσLW_PDTは、本開示の技術に係る「複数の品質の予測結果のばらつき」の一例である。なお、標準偏差に代えて分散を用いてもよい。
 σLTH_PDT=L4    ・・・(8)
 σLC_PDT=L5     ・・・(9)
 σLW_PDT=L6   ・・・(10)
 この場合の算出アルゴリズム53としての満足化トレードオフ法は、下記式(11)で表される。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000005
 複数のレンズ前駆品14から作る複数のレンズ15において、例えばレンズ中心部厚みLTHのばらつきを規格の範囲に抑えたい場合、オペレータは、レンズ中心部厚みLTHに係る満足値LS4を、他の満足値LSiよりも小さい適当な値に設定する。また、レンズ表面形状情報LWのばらつきを規格の範囲に抑えたい場合、オペレータは、レンズ表面形状情報LWに係る満足値LS6を、他の満足値LSiよりも小さい適当な値に設定する。
 このように、第3実施形態では、第1予測部62および第2予測部63は、製造条件16および稼働履歴情報19は共通で、複数のレンズ前駆品14の複数の原材料形状情報17_1~17_mについて第1予測および第2予測を行って、複数の品質予測結果71_1~71_mを導出し、要求品質情報20と品質予測結果71との差に加えて、複数の品質予測結果71_1~71_mのばらつきにも応じて評価値72を算出する。このため、特定の項目のばらつきが抑えられた複数のレンズ15を作ったり、逆に特定の項目のばらつきを規格の範囲内である程度許容した複数のレンズ15を作ることができる。したがって、よりオペレータが所望する要求品質の複数のレンズ15を安定して作ることができる。
 状態実測値81として、研磨時間Tを通じた平均値等を登録するとしたが、これに限らない。研磨時間Tの間に連続的に測定した時系列データを状態実測値81として登録してもよい。ただし、この場合、第1機械学習モデル51および第2機械学習モデル52には、時系列データを扱うことが可能なリカレントニューラルネットワークまたは長・短期記憶(LSTM:Long short-term memory)ネットワークにより構築されたものを用いる。
 第1機械学習モデル51に入力する各項目の状態予測結果70の予測に対する寄与度を導出し、寄与度が比較的低い項目を入力データから除いてもよい。同様に、第2機械学習モデル52に入力する各項目の品質予測結果71の予測に対する寄与度を導出し、寄与度が比較的低い項目を入力データから除いてもよい。
 第1機械学習モデル51および第2機械学習モデル52は、例示のニューラルネットワーク75により構築されたものに限らない。例えばブースティングにより構築されたものであってもよい。
 レンズ15の形状の設計値を第1機械学習モデル51および第2機械学習モデル52に入力してもよい。
 要求品質情報20、品質予測結果71、および品質実測値82に、レンズ15を目視することで分かるような、レンズ15の品質を表す情報を追加してもよい。
 上記各実施形態では、粗研磨後のレンズ前駆品14を例示したが、レンズ前駆品14は粗研磨が施されていないものでもよい。また、上記各実施形態では、原材料としてレンズ前駆品14、製品としてレンズ15、製造設備として精研磨機11をそれぞれ例示したが、これに限らない。例えば原材料は金属塊、製品は旋盤のバイト、製造設備は金属塊を研磨してバイトとする研磨機であってもよい。
 図13で示した第1機械学習モデル51の学習、および図14で示した第2機械学習モデル52の学習は、製造条件設定支援装置10において行ってもよいし、製造条件設定支援装置10以外の装置で行ってもよい。
 製造条件設定支援装置10は、精研磨機11に一体的に組み込まれていてもよい。
 上記各実施形態において、例えば、取得部60、RW制御部61、第1予測部62、第2予測部63、算出部64、導出部65、および送信部66といった各種の処理を実行する処理部(Processing Unit)のハードウェア的な構造としては、次に示す各種のプロセッサ(Processor)を用いることができる。各種のプロセッサには、上述したように、ソフトウェア(作動プログラム50)を実行して各種の処理部として機能する汎用的なプロセッサであるCPU42に加えて、FPGA(Field Programmable Gate Array)等の製造後に回路構成を変更可能なプロセッサであるプログラマブルロジックデバイス(Programmable Logic Device:PLD)、ASIC(Application Specific Integrated Circuit)等の特定の処理を実行させるために専用に設計された回路構成を有するプロセッサである専用電気回路等が含まれる。
 1つの処理部は、これらの各種のプロセッサのうちの1つで構成されてもよいし、同種または異種の2つ以上のプロセッサの組み合わせ(例えば、複数のFPGAの組み合わせ、および/または、CPUとFPGAとの組み合わせ)で構成されてもよい。また、複数の処理部を1つのプロセッサで構成してもよい。
 複数の処理部を1つのプロセッサで構成する例としては、第1に、クライアントおよびサーバ等のコンピュータに代表されるように、1つ以上のCPUとソフトウェアの組み合わせで1つのプロセッサを構成し、このプロセッサが複数の処理部として機能する形態がある。第2に、システムオンチップ(System On Chip:SoC)等に代表されるように、複数の処理部を含むシステム全体の機能を1つのIC(Integrated Circuit)チップで実現するプロセッサを使用する形態がある。このように、各種の処理部は、ハードウェア的な構造として、上記各種のプロセッサの1つ以上を用いて構成される。
 さらに、これらの各種のプロセッサのハードウェア的な構造としては、より具体的には、半導体素子等の回路素子を組み合わせた電気回路(circuitry)を用いることができる。
 本開示の技術は、上述の種々の実施形態および/または種々の変形例を適宜組み合わせることも可能である。また、上記各実施形態に限らず、要旨を逸脱しない限り種々の構成を採用し得ることはもちろんである。さらに、本開示の技術は、プログラムに加えて、プログラムを非一時的に記憶する記憶媒体にもおよぶ。
 以上に示した記載内容および図示内容は、本開示の技術に係る部分についての詳細な説明であり、本開示の技術の一例に過ぎない。例えば、上記の構成、機能、作用、および効果に関する説明は、本開示の技術に係る部分の構成、機能、作用、および効果の一例に関する説明である。よって、本開示の技術の主旨を逸脱しない範囲内において、以上に示した記載内容および図示内容に対して、不要な部分を削除したり、新たな要素を追加したり、置き換えたりしてもよいことはいうまでもない。また、錯綜を回避し、本開示の技術に係る部分の理解を容易にするために、以上に示した記載内容および図示内容では、本開示の技術の実施を可能にする上で特に説明を要しない技術常識等に関する説明は省略されている。
 本明細書において、「Aおよび/またはB」は、「AおよびBのうちの少なくとも1つ」と同義である。つまり、「Aおよび/またはB」は、Aだけであってもよいし、Bだけであってもよいし、AおよびBの組み合わせであってもよい、という意味である。また、本明細書において、3つ以上の事柄を「および/または」で結び付けて表現する場合も、「Aおよび/またはB」と同様の考え方が適用される。
 本明細書に記載された全ての文献、特許出願および技術規格は、個々の文献、特許出願および技術規格が参照により取り込まれることが具体的かつ個々に記された場合と同程度に、本明細書中に参照により取り込まれる。

Claims (12)

  1.  プロセッサを備え、
     前記プロセッサは、
     製造設備を用いて原材料から製品を作る際の製造条件、前記原材料の形状を表す原材料形状情報、および前記製造設備の稼働履歴を表す稼働履歴情報を取得し、
     前記製造条件、前記原材料形状情報、および前記稼働履歴情報に基づいて、前記製造設備の稼働中の状態を予測する第1予測を行い、
     前記製造条件、前記原材料形状情報、前記稼働履歴情報、および前記状態の予測結果に基づいて、前記製品の品質を予測する第2予測を行い、
     少なくとも前記製品の要求品質と前記品質の予測結果との差に応じた評価値を算出し、
     前記評価値を最小化する最適化問題を解くことで、前記要求品質を満たす製造条件である好適条件を導出する、
    製造条件設定支援装置。
  2.  前記プロセッサは、
     前記製造条件、前記原材料形状情報、および前記稼働履歴情報が入力された場合に、前記状態の予測結果を出力する学習がなされた第1機械学習モデルを用いて前記第1予測を行い、
     前記製造条件、前記原材料形状情報、前記稼働履歴情報、および前記状態の予測結果が入力された場合に、前記品質の予測結果を出力する学習がなされた第2機械学習モデルを用いて前記第2予測を行う請求項1に記載の製造条件設定支援装置。
  3.  前記プロセッサは、
     前記好適条件にて実際に前記製品を作った場合の前記原材料形状情報、前記稼働履歴情報、前記状態の実測値、および前記品質の実測値を教師データとして、前記第1機械学習モデルおよび前記第2機械学習モデルを追加学習する請求項2に記載の製造条件設定支援装置。
  4.  前記第1機械学習モデルおよび前記第2機械学習モデルは、ニューラルネットワークにより構築されている請求項2または請求項3に記載の製造条件設定支援装置。
  5.  前記プロセッサは、
     前記製造条件および前記稼働履歴情報は共通で、複数の前記原材料の複数の前記原材料形状情報について前記第1予測および前記第2予測を行って、複数の前記品質の予測結果を導出し、
     前記製品の要求品質と前記品質の予測結果との差に加えて、複数の前記品質の予測結果のばらつきにも応じて前記評価値を算出する請求項1から請求項4のいずれか1項に記載の製造条件設定支援装置。
  6.  前記プロセッサは、
     前記原材料の物性を表す原材料物性情報を取得し、
     前記製造条件、前記原材料形状情報、および前記稼働履歴情報に加えて、さらに前記原材料物性情報にも基づいて、前記第1予測および前記第2予測を行う請求項1から請求項5のいずれか1項に記載の製造条件設定支援装置。
  7.  前記原材料はレンズ前駆品であり、前記製品はレンズであり、前記製造設備は前記レンズ前駆品に研磨を施す研磨機である請求項1から請求項6のいずれか1項に記載の製造条件設定支援装置。
  8.  前記製造条件は、前記研磨機による前記レンズ前駆品の研磨時間、前記レンズ前駆品を回転研磨する研磨皿の回転数、前記研磨皿に対する前記レンズ前駆品の押し付け位置の識別情報、前記研磨皿に対する前記レンズ前駆品の揺動幅、前記研磨皿に対する前記レンズ前駆品の揺動速度、前記研磨皿に対する前記レンズ前駆品の押し付け圧力、前記レンズ前駆品と前記研磨皿の間に流す研磨液の流量、前記研磨液の温度、および前記研磨機の設置環境の温度のうちの少なくとも1つを含み、
     前記原材料形状情報は、前記レンズ前駆品の中心部厚み、前記レンズ前駆品の外径、前記レンズ前駆品の曲率、および前記レンズ前駆品の表面形状情報のうちの少なくとも1つを含み、
     前記稼働履歴情報は、前記研磨皿の識別情報、前記研磨皿の稼働回数、前記研磨液の識別情報、および前記研磨液の稼働回数のうちの少なくとも1つを含む請求項7に記載の製造条件設定支援装置。
  9.  前記状態の予測結果は、前記レンズ前駆品を保持するホルダであって、前記レンズ前駆品を回転研磨する研磨皿の回転に従動して回転するホルダの回転数、前記ホルダを介して前記レンズ前駆品を前記研磨皿に押し付けるアームの振動量、および前記研磨皿を回転駆動するモータに掛かるトルクのうちの少なくとも1つを含み、
     前記品質の予測結果は、前記レンズの中心部厚み、前記レンズの曲率、および前記レンズの表面形状情報のうちの少なくとも1つを含む請求項7または請求項8に記載の製造条件設定支援装置。
  10.  請求項6を引用する請求項7から請求項9のいずれか1項に記載の製造条件設定支援装置であって、
     前記原材料物性情報は、前記レンズ前駆品の転移温度、前記レンズ前駆品の硬度、前記レンズ前駆品の熱膨張係数、前記レンズ前駆品の熱伝導率、前記レンズ前駆品の弾性率、前記レンズ前駆品の摩耗度、および前記レンズ前駆品の耐酸性度のうちの少なくとも1つを含む製造条件設定支援装置。
  11.  製造設備を用いて原材料から製品を作る際の製造条件、前記原材料の形状を表す原材料形状情報、および前記製造設備の稼働履歴を表す稼働履歴情報を取得すること、
     前記製造条件、前記原材料形状情報、および前記稼働履歴情報に基づいて、前記製造設備の稼働中の状態を予測する第1予測を行うこと、
     前記製造条件、前記原材料形状情報、前記稼働履歴情報、および前記状態の予測結果に基づいて、前記製品の品質を予測する第2予測を行うこと、
     少なくとも前記製品の要求品質と前記品質の予測結果との差に応じた評価値を算出すること、並びに、
     前記評価値を最小化する最適化問題を解くことで、前記要求品質を満たす製造条件である好適条件を導出すること、
    を含む製造条件設定支援装置の作動方法。
  12.  製造設備を用いて原材料から製品を作る際の製造条件、前記原材料の形状を表す原材料形状情報、および前記製造設備の稼働履歴を表す稼働履歴情報を取得すること、
     前記製造条件、前記原材料形状情報、および前記稼働履歴情報に基づいて、前記製造設備の稼働中の状態を予測する第1予測を行うこと、
     前記製造条件、前記原材料形状情報、前記稼働履歴情報、および前記状態の予測結果に基づいて、前記製品の品質を予測する第2予測を行うこと、
     少なくとも前記製品の要求品質と前記品質の予測結果との差に応じた評価値を算出すること、並びに、
     前記評価値を最小化する最適化問題を解くことで、前記要求品質を満たす製造条件である好適条件を導出すること、
    を含む処理をコンピュータに実行させるための製造条件設定支援装置の作動プログラム。
PCT/JP2022/039788 2021-11-18 2022-10-25 製造条件設定支援装置、製造条件設定支援装置の作動方法、および製造条件設定支援装置の作動プログラム WO2023090080A1 (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2021-188162 2021-11-18
JP2021188162 2021-11-18

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2023090080A1 true WO2023090080A1 (ja) 2023-05-25

Family

ID=86396699

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/JP2022/039788 WO2023090080A1 (ja) 2021-11-18 2022-10-25 製造条件設定支援装置、製造条件設定支援装置の作動方法、および製造条件設定支援装置の作動プログラム

Country Status (1)

Country Link
WO (1) WO2023090080A1 (ja)

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2013167933A (ja) * 2012-02-14 2013-08-29 Omron Corp システム制御装置およびシステム制御方法
JP2021012475A (ja) * 2019-07-04 2021-02-04 トヨタ紡織株式会社 情報処理装置、情報処理方法及びプログラム

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2013167933A (ja) * 2012-02-14 2013-08-29 Omron Corp システム制御装置およびシステム制御方法
JP2021012475A (ja) * 2019-07-04 2021-02-04 トヨタ紡織株式会社 情報処理装置、情報処理方法及びプログラム

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Zeng et al. Experimental investigation and analytical modelling of the effects of process parameters on material removal rate for bonnet polishing of cobalt chrome alloy
TWI775569B (zh) 研磨裝置、研磨方法、以及電腦程式製品
JP6346128B2 (ja) 最適な操作条件を算出できる射出成形システム及び機械学習器
CN111133560A (zh) 使用机器学习方式以产生工艺控制参数的半导体制造
JP2017030067A (ja) 加工時間測定機能とオンマシン測定機能を有する制御装置付き加工装置
Kum et al. A novel media properties-based material removal rate model for magnetic field-assisted finishing
WO2020137802A1 (ja) パッド温度調整装置、パッド温度調整方法、研磨装置、および研磨システム
JP2014161938A (ja) ドレッサの研磨部材上の摺動距離分布の取得方法、ドレッサの研磨部材上の摺動ベクトル分布の取得方法、および研磨装置
JP2018065211A (ja) 工作機械の加工プログラムの設定値を学習する機械学習装置および加工システム
WO2007072857A1 (ja) 眼鏡レンズのレンズ面切削加工装置、レンズ面切削加工方法および眼鏡レンズ
JP2020109839A (ja) パッド温度調整装置、パッド温度調整方法、研磨装置、および研磨システム
KR102317391B1 (ko) 기판 처리 장치, 프로그램을 기록한 기억 매체
US20230043639A1 (en) Chemical mechanical polishing system for a workpiece, arithmetic system, and method of producing simulation model for chemical mechanical polishing
WO2023090080A1 (ja) 製造条件設定支援装置、製造条件設定支援装置の作動方法、および製造条件設定支援装置の作動プログラム
Tan et al. Thermal error prediction of machine tool spindle using segment fusion LSSVM
CN116133790A (zh) 机器人修复控制系统和方法
Singh et al. Analysis and optimization of parameters in optical polishing of large diameter BK7 flat components
Zhu et al. Predictive topography model for shape adaptive grinding of metal matrix composites
Liao et al. Surface shape development of the pitch lap under the loading of the conditioner in continuous polishing process
CN118251636A (en) Manufacturing condition setting support device, method of operating the same, and program for operating the same
TWI600987B (zh) Method of constructing processing expert system and electronic device using the method
Ahn et al. Run-to-run process control of magnetic abrasive finishing using bonded abrasive particles
Schneckenburger et al. Material removal predictions in the robot glass polishing process using machine learning
JP4495398B2 (ja) 研磨パッドの交換方法,研磨パッドの動的粘弾性測定装置
Achour et al. Deterministic polishing of micro geometries

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 22895364

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

ENP Entry into the national phase

Ref document number: 2023561488

Country of ref document: JP

Kind code of ref document: A