JP7853566B2 - Prediction device, learning device, prediction program, and learning program - Google Patents
Prediction device, learning device, prediction program, and learning programInfo
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Description
本発明は、鋼材の特性を予測するための予測装置、学習装置、予測プログラム、及び学習プログラムに関する。 This invention relates to a prediction device, a learning device, a prediction program, and a learning program for predicting the properties of steel materials.
従来より、連続焼鈍プロセスについて、階層型ニューラルネットワークを用いて高強度冷延鋼板の材質と複数の材質影響因子との間の非線形な関係式を構築して材質予測に利用する方法が知られている(例えば、特許文献1)。 Conventionally, a method has been known for using hierarchical neural networks to construct a nonlinear relationship between the material properties of high-strength cold-rolled steel sheets and multiple material-influencing factors, and then using this for material property prediction in continuous annealing processes (for example, Patent Document 1).
しかしながら、上記特許文献1に記載の方法では、鋼材の靭性を予測することを考慮していない。 However, the method described in Patent Document 1 above does not take into consideration the prediction of the toughness of the steel material.
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、鋼材の靭性を精度よく予測することができる予測装置、学習装置、予測プログラム、及び学習プログラムを提供するものである。 This invention has been made in view of the above circumstances, and provides a prediction device, a learning device, a prediction program, and a learning program that can accurately predict the toughness of steel materials.
上記目的を達成するために、本発明の第1態様に係る予測装置は、製造ラインで製造される鋼材の靭性を予測する予測装置であって、前記鋼材について、前記製造ラインにおける複数のセンサで測定される複数の測定データを取得する取得部と、予め学習されたニューラルネットワークを用いて、前記取得部により取得された前記複数の測定データから、前記鋼材の靭性を予測する予測部と、を含み、前記ニューラルネットワークは、前記製造ラインで製造される前記鋼材についての前記複数の測定データに基づいて、前記鋼材の靭性を表すグラフに関するパラメータを予測するためのニューラルネットワークである。 To achieve the above objective, a prediction device according to a first aspect of the present invention is a prediction device for predicting the toughness of steel material manufactured on a manufacturing line, comprising: an acquisition unit that acquires a plurality of measurement data measured by a plurality of sensors on the manufacturing line for the steel material; and a prediction unit that uses a pre-trained neural network to predict the toughness of the steel material from the plurality of measurement data acquired by the acquisition unit, wherein the neural network is a neural network for predicting parameters relating to a graph representing the toughness of the steel material based on the plurality of measurement data for the steel material manufactured on the manufacturing line.
本発明の第1態様に係る予測装置によれば、鋼材について、前記製造ラインにおける複数のセンサで測定される複数の測定データを取得し、ニューラルネットワークを用いて、鋼材の靭性を表すグラフに関するパラメータを予測することにより、鋼材について精度よく靭性を予測することができる。 According to the prediction device of the first aspect of the present invention, by acquiring multiple measurement data points measured by multiple sensors in the manufacturing line for steel materials, and predicting parameters related to a graph representing the toughness of the steel materials using a neural network, the toughness of the steel materials can be predicted with high accuracy.
ここで、測定データとは、製造ラインにおいて製造中の鋼材についてセンサによって測定されるデータである。 Here, measurement data refers to data measured by sensors on steel materials being manufactured on the production line.
本発明の第2態様に係る予測装置は、第1態様に係る予測装置において、前記製造ラインは、熱間圧延ラインであり、前記鋼材は、熱延鋼板である。 The prediction device according to the second aspect of the present invention is the same as the prediction device according to the first aspect, wherein the manufacturing line is a hot rolling line and the steel material is a hot-rolled steel sheet.
本発明の第3態様に係る予測装置は、第1態様又は第2態様に係る予測装置において、前記複数の測定データは、前記製造ラインにおける前記複数のセンサで測定される、前記鋼材の温度及びサイズの少なくとも一方を含む。 A prediction device according to a third aspect of the present invention, in a prediction device according to the first or second aspect, wherein the plurality of measurement data includes at least one of the temperature and size of the steel material, measured by the plurality of sensors in the manufacturing line.
本発明の第4態様に係る予測装置は、第1態様~第3態様の何れかひとつの態様に係る予測装置において、前記鋼材の靭性を表すグラフに関するパラメータは、DWTT(Drop Weight Tear Test)における延性破面率が所定値となるときの温度、及びDWTTにおける破面遷移温度の回帰曲線の形状パラメータを含む。 The fourth aspect of the present invention is a prediction device according to any one of the first to third aspects, wherein the parameters relating to the graph representing the toughness of the steel material include the temperature at which the ductile fracture surface ratio in the Drop Weight Tear Test (DWTT) reaches a predetermined value, and the shape parameters of the regression curve of the fracture transition temperature in the DWTT.
本発明の第5態様に係る学習装置は、製造ラインで製造される鋼材の靭性を予測するためのニューラルネットワークを学習する学習装置であって、複数本の前記鋼材の各々について、前記製造ラインにおける複数のセンサで測定される複数の測定データを取得する取得部と、前記取得部により取得された前記複数の測定データと、計測された前記鋼材の靭性とに基づいて、ニューラルネットワークを学習する学習部と、を含み、前記ニューラルネットワークは、前記製造ラインで製造される鋼材についての複数の測定データに基づいて、当該鋼材の靭性を表すグラフに関するパラメータを予測するためのニューラルネットワークである。 A fifth aspect of the present invention is a learning device for training a neural network to predict the toughness of steel materials manufactured on a manufacturing line, comprising: an acquisition unit that acquires a plurality of measurement data measured by a plurality of sensors on the manufacturing line for each of a plurality of steel materials; and a learning unit that trains a neural network based on the plurality of measurement data acquired by the acquisition unit and the measured toughness of the steel materials, wherein the neural network is a neural network for predicting parameters relating to a graph representing the toughness of the steel materials based on the plurality of measurement data for the steel materials manufactured on the manufacturing line.
本発明の第5態様に係る学習装置によれば、複数本の前記鋼材の各々について、前記製造ラインにおける複数のセンサで測定される複数の測定データを取得し、前記複数の測定データと、計測された前記鋼材の靭性とに基づいて、鋼材の靭性を表すグラフに関するパラメータを予測するためのニューラルネットワークを学習することにより、鋼材について精度よく靭性を予測することができる。 According to the fifth aspect of the present invention, a learning device can accurately predict the toughness of a steel material by acquiring multiple measurement data points from multiple sensors in the manufacturing line for each of the multiple steel materials, and by training a neural network for predicting parameters related to a graph representing the toughness of the steel material based on the multiple measurement data points and the measured toughness of the steel material.
本発明の第6態様に係る学習装置は、第5態様に係る学習装置において、前記鋼材の靭性は、前記鋼材の先端部及び後端部の少なくとも何れか一方から採取した試料について計測されたものである。 The learning device according to the sixth aspect of the present invention is a learning device according to the fifth aspect, in which the toughness of the steel material is measured from a sample taken from at least one of the leading and trailing ends of the steel material.
本発明の第7態様に係る予測プログラムは、製造ラインで製造される鋼材の靭性を予測するための予測プログラムであって、コンピュータを、前記鋼材について、前記製造ラインにおける複数のセンサで測定される複数の測定データを取得する取得部、及び予め学習されたニューラルネットワークを用いて、前記取得部により取得された前記複数の測定データから、前記鋼材の靭性を予測する予測部として機能させるための予測プログラムであり、前記ニューラルネットワークは、前記製造ラインで製造される前記鋼材についての前記複数の測定データに基づいて、前記鋼材の靭性を表すグラフに関するパラメータを予測するためのニューラルネットワークである。 A prediction program according to a seventh aspect of the present invention is a prediction program for predicting the toughness of steel manufactured on a manufacturing line. This program causes a computer to function as a prediction unit that uses an acquisition unit to acquire multiple measurement data points measured by multiple sensors on the manufacturing line for the steel, and a pre-trained neural network to predict the toughness of the steel from the multiple measurement data points acquired by the acquisition unit. The neural network is a neural network for predicting parameters related to a graph representing the toughness of the steel based on the multiple measurement data points for the steel manufactured on the manufacturing line.
本発明の第8態様に係る学習プログラムは、製造ラインで製造される鋼材の靭性を予測するためのニューラルネットワークを学習するための学習プログラムであって、コンピュータを、複数本の前記鋼材の各々について、前記製造ラインにおける複数のセンサで測定される複数の測定データを取得する取得部、及び前記取得部により取得された前記複数の測定データと、計測された前記鋼材の靭性とに基づいて、ニューラルネットワークを学習する学習部として機能させるための学習プログラムであり、前記ニューラルネットワークは、前記製造ラインで製造される鋼材についての複数の測定データに基づいて、当該鋼材の靭性を表すグラフに関するパラメータを予測するためのニューラルネットワークである。 The eighth aspect of the present invention is a learning program for training a neural network for predicting the toughness of steel materials manufactured on a manufacturing line. This program causes a computer to function as an acquisition unit that acquires multiple measurement data points measured by multiple sensors on the manufacturing line for each of the multiple steel materials, and as a learning unit that trains a neural network based on the multiple measurement data points acquired by the acquisition unit and the measured toughness of the steel materials. The neural network is a neural network for predicting parameters related to a graph representing the toughness of the steel materials based on the multiple measurement data points for the steel materials manufactured on the manufacturing line.
本発明によれば、鋼材の靭性を精度よく予測することができる。 According to this invention, the toughness of steel materials can be predicted with high accuracy.
以下、図面を用いて、本発明の実施形態について説明する。なお、本発明の実施形態では、予測装置及び学習装置を、鋼材の材質を予測する材質予測装置に適用した場合を例に説明する。 The embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. In this embodiment, the example described will be one in which the prediction device and learning device are applied to a material prediction device that predicts the material properties of steel.
<本発明の実施の形態の概要>
これまで製造現場における電縫鋼管用の熱延鋼板の機械特性の予測および制御は、原理原則をもとにした物理冶金モデルも参考にはされるが、主としてプロセスデータの挙動をみて、製造現場の経験と実績を簡単な回帰式に置き換えたものにより行われてきた。しかしこの方法ではまだ予測精度が十分ではなく、特に厚肉材で要求される靭性(シャルピー衝撃試験、またはDWTT(Drop Weight Tear Test)にて評価される)では実製造において外れ値が発生することもある。従って、既存の製造結果に基づいたさらに高精度な熱延鋼板の機械的性質の予測技術が必要である。
<Summary of Embodiments of the Invention>
Until now, the prediction and control of the mechanical properties of hot-rolled steel sheets for electric resistance welded pipes in manufacturing sites have mainly relied on observing the behavior of process data and replacing manufacturing site experience and results with simple regression equations, although physical metallurgical models based on fundamental principles have been referenced. However, this method still lacks sufficient prediction accuracy, and outliers can occur in actual manufacturing, especially for toughness required for thick-walled materials (evaluated by Charpy impact tests or DWTT (Drop Weight Tear Test)). Therefore, there is a need for a more accurate prediction technology for the mechanical properties of hot-rolled steel sheets based on existing manufacturing results.
鋼材の材質予測の高精度化には、以下の(1)~(5)のような課題がある。 Improving the accuracy of steel material prediction presents the following challenges: (1) to (5).
(1)原理原則に基づく物理モデルの高精度化が必要である。 (1) It is necessary to improve the accuracy of physical models based on fundamental principles.
(2)工場での鋼板の冷却挙動などを予測するプロセスモデルの高精度化が必要である。 (2) It is necessary to improve the accuracy of process models that predict the cooling behavior of steel sheets in factories.
(3)プロセス温度などのプロセス状態の測定誤差の同定が必要である。 (3) It is necessary to identify measurement errors in process conditions such as process temperature.
(4)各工場における隠れた変数の明確化が必要である。 (4) It is necessary to clarify the hidden variables in each factory.
(5)外乱による確率因子の同定が必要である。 (5) It is necessary to identify the probability factors caused by the disturbance.
これまで原理原則に基づく物理モデルによる材質予測を中心に行われてきたが、これのみでは実際の製品の材質予測には限界がある。なぜならば、予測精度には上記物理モデル以外の要因が大きく影響するからである。 Until now, material prediction has primarily relied on physical models based on fundamental principles. However, this alone has limitations in predicting the material properties of actual products. This is because factors other than the aforementioned physical models significantly influence prediction accuracy.
近年、物理モデルにかわり、ニューラルネットワーク(NN)モデルによる材質予測が注目されてきている。実際の製造現場においては、ある範囲のばらつきは存在するものの、製造条件に対して一定の特性が得られている。このことから、製造条件と材質との間に相関関係が存在しているはずである。そこで工場の材質に紐づけられた製造条件に関するビッグデータを教師データに用いて、NNにより相関関係をモデル化できれば、物理モデルに比較して高精度な材質予測モデルが構築できる可能性があり、これまでにもいくつかの先行文献が存在する。例えば、上記特許文献1には、NNを用いて冷延鋼板の材質と複数の材質影響因子との間の非線形な関係式を求め、この非線形な関係式に、冷延鋼板の目標材質と、材質影響因子のうちの1つである意図的制御因子を除く残りの材質影響因子を代入して上記目標材質が得られる意図的制御因子の目標値を求め、この目標値に上記意図的制御因子を制御して冷延鋼板間の材質バラツキが極めて小さい製造方法が記述されている。 In recent years, neural network (NN) models have gained attention as a replacement for physical models for material prediction. In actual manufacturing settings, while some variability exists, certain characteristics are obtained for each manufacturing condition. Therefore, a correlation must exist between manufacturing conditions and material properties. If this correlation can be modeled using NNs with big data on manufacturing conditions linked to factory materials as training data, it may be possible to construct a material prediction model with higher accuracy than physical models. Several prior documents have already explored this approach. For example, Patent Document 1 describes a manufacturing method that uses NNs to derive a nonlinear relationship between the material properties of cold-rolled steel sheets and multiple material-influencing factors. By substituting the target material properties of the cold-rolled steel sheet and the remaining material-influencing factors (excluding one intentional control factor) into this nonlinear relationship, a target value for the intentional control factor that yields the target material properties is determined. This target value is then used to control the intentional control factor, resulting in extremely small material variability between cold-rolled steel sheets.
しかし、従来技術は、薄板での特性と予測に関するものが主であり、肉厚が分厚く、優れた靭性が要求される製品の性能予測に関する技術はまだない。 However, conventional technologies primarily focus on the properties and predictions of thin sheets, and there are currently no technologies for predicting the performance of products with thicker walls and requiring superior toughness.
また、NNモデルには問題がある。製造現場では、様々な外乱が存在しており、プロセス条件に関する測定データと材質との関係は決定論的ではない。そのため、通常のNNでは、過学習により、汎化誤差を小さくできない可能性が有る。その対策として、NNにベイズ推定を組み合わせたベイジアンニューラルネットワーク(BNN)が有効であり、本実施形態では、予測モデルとしてBNNを用いる。 Furthermore, NN models have a problem. In manufacturing environments, various disturbances exist, and the relationship between measurement data related to process conditions and material properties is not deterministic. Therefore, conventional NNs may suffer from overfitting, potentially failing to minimize generalization errors. As a countermeasure, a Bayesian Neural Network (BNN), which combines NN with Bayesian estimation, is effective, and in this embodiment, a BNN is used as the predictive model.
また、このBNNを用いた予測モデルから鋼材の靭性を予測する。ここで、靭性(延性破面率)はその遷移温度付近で急激に変化し、遷移温度から離れた温度域では非常に高位、または低位の値のみを取り、モデルでの予測に適さないため、靭性値の遷移カーブを決定したうえで、その曲線の遷移をモデルにより予測し、得られた曲線から所定の温度での値を決定する。 Furthermore, the toughness of the steel material is predicted using this BNN-based prediction model. Here, toughness (ductile fracture surface ratio) changes rapidly near its transition temperature, and in temperature ranges far from the transition temperature, it only takes on very high or very low values, making it unsuitable for model prediction. Therefore, the transition curve of the toughness value is determined, the transition of that curve is predicted by the model, and the value at a given temperature is determined from the resulting curve.
<熱間圧延ラインの構成の概略>
図1は、材質予測装置10の適用先の一例である熱間圧延ラインの概略構成の一例を示す図である。
<Outline of the hot rolling line configuration>
Figure 1 shows an example of a schematic configuration of a hot rolling line, which is an example of an application site for the material prediction device 10.
図1において、熱間圧延ラインは、加熱炉11と、幅方向圧延機13と、粗圧延機14と、仕上圧延機15と、冷却装置(ランアウトテーブル)16と、巻取装置(コイラー)17と、を有する。 In Figure 1, the hot rolling line comprises a heating furnace 11, a widthwise rolling mill 13, a roughing mill 14, a finish rolling mill 15, a cooling device (runout table) 16, and a coiling device (coiler) 17.
加熱炉11は、スラブ(鋳片)Sを加熱する。 The heating furnace 11 heats the slab (cast slab) S.
幅方向圧延機13は、加熱炉11で加熱されたスラブSを幅方向に圧延する。 The widthwise rolling mill 13 rolls the slab S, heated in the heating furnace 11, in the widthwise direction.
粗圧延機14は、幅方向圧延機13で幅方向に圧延されたスラブSを上下方向から圧延して粗バーにする。図1に示す例では、粗圧延機14は、ワークロールのみからなる圧延スタンド14aと、ワークロールとバックアップロールとを有する圧延スタンド14b~14eとを有する。 The roughing mill 14 rolls the slab S, which has been rolled in the width direction by the width-direction rolling mill 13, from above and below to form a rough bar. In the example shown in Figure 1, the roughing mill 14 has a rolling stand 14a consisting only of work rolls, and rolling stands 14b to 14e having work rolls and backup rolls.
仕上圧延機15は、粗圧延機14で製造された粗バーをさらに所定の厚みまで連続して熱間仕上圧延を行う。図1に示す例では、仕上圧延機15は、7つの圧延スタンド15a~15gを有する。 The finishing rolling mill 15 further performs hot finishing rolling on the rough bar produced by the rough rolling mill 14 to a predetermined thickness. In the example shown in Figure 1, the finishing rolling mill 15 has seven rolling stands 15a to 15g.
冷却装置16は、仕上圧延機15により熱間仕上圧延が行われた熱延鋼板H(以下、単に鋼板Hと称する)を冷却水により冷却する。 The cooling device 16 cools the hot-rolled steel sheet H (hereinafter simply referred to as steel sheet H) that has undergone hot finishing rolling by the finishing rolling mill 15 with cooling water.
巻取装置17は、冷却装置16により冷却された鋼板Hをコイル状に巻き取り、熱延コイルとして製造する。 The winding device 17 winds the steel plate H, cooled by the cooling device 16, into a coil shape to manufacture a hot-rolled coil.
尚、熱間圧延ラインは、公知の技術で実現することができ、図1に示す構成に限定されるものではない。 Furthermore, the hot rolling line can be realized using known technologies and is not limited to the configuration shown in Figure 1.
また、加熱炉11の後段箇所において、加熱炉11から抽出したスラブSのサイズを計測するセンサ20が設けられている。これにより、センサ20は、スラブSのサイズを計測して出力する。ここで、スラブSのサイズとは、スラブSの厚みを意味する。 Furthermore, a sensor 20 is provided downstream of the heating furnace 11 to measure the size of the slab S extracted from the heating furnace 11. The sensor 20 measures and outputs the size of the slab S. Here, the size of the slab S refers to its thickness.
また、粗圧延機14の後段箇所において、粗バーの温度及びサイズを計測するセンサ22が設けられている。これにより、センサ22は、粗バーの温度及びサイズを計測して出力する。ここで、粗バーのサイズとは、粗バーの厚みを意味する。 Furthermore, a sensor 22 is provided downstream of the roughing mill 14 to measure the temperature and size of the rough bar. The sensor 22 measures and outputs the temperature and size of the rough bar. Here, the size of the rough bar refers to its thickness.
また、仕上圧延機15の前段箇所において、粗バーの温度を計測するセンサ23が設けられている。これにより、センサ23は、粗バーの温度を計測して出力する。 Furthermore, a sensor 23 is provided in the upstream section of the finishing rolling mill 15 to measure the temperature of the rough bar. The sensor 23 measures and outputs the temperature of the rough bar.
また、仕上圧延機15の後段箇所において、鋼板Hの温度及びサイズを計測するセンサ24が設けられている。これにより、センサ24は、鋼板Hの温度及びサイズを計測して出力する。ここで、鋼板Hのサイズとは、鋼板Hの厚みを意味する。 Furthermore, a sensor 24 is provided downstream of the finishing rolling mill 15 to measure the temperature and size of the steel plate H. The sensor 24 measures and outputs the temperature and size of the steel plate H. Here, the size of the steel plate H refers to its thickness.
また、冷却装置16の後段箇所において、冷却された鋼板Hの温度を計測するセンサ25が設けられている。これにより、センサ25は、鋼板Hの温度を計測して出力する。 Furthermore, a sensor 25 is provided downstream of the cooling device 16 to measure the temperature of the cooled steel plate H. The sensor 25 measures and outputs the temperature of the steel plate H.
また、巻取装置17による巻取り箇所において、コイル状に巻き取られた鋼板Hの温度を計測するセンサ26が設けられている。これにより、センサ26は、コイル状に巻き取られた鋼板Hの温度を計測して出力する。 Furthermore, a sensor 26 is provided at the winding point of the winding device 17 to measure the temperature of the coiled steel plate H. The sensor 26 measures and outputs the temperature of the coiled steel plate H.
センサ20、22、23、24、25、26は、例えば、温度を計測するための赤外線センサや、画像を撮像し、撮像画像を解析して、サイズを計測するセンサを用いて構成されている。 Sensors 20, 22, 23, 24, 25, and 26 are configured using, for example, infrared sensors for measuring temperature, and sensors that capture images, analyze the captured images, and measure size.
<材質予測装置の構成>
次に、材質予測装置の構成について説明する。図2には、材質予測装置10の機能的な構成を示した。
<Configuration of the material prediction device>
Next, the configuration of the material prediction device will be described. Figure 2 shows the functional configuration of the material prediction device 10.
図2に示すように、材質予測装置10は、測定データ取得部32、材質データ取得部34、学習部36、予測モデル記憶部38、予測部40、及び表示部42を備える。 As shown in Figure 2, the material prediction device 10 comprises a measurement data acquisition unit 32, a material data acquisition unit 34, a learning unit 36, a prediction model storage unit 38, a prediction unit 40, and a display unit 42.
測定データ取得部32は、学習時に、複数本の鋼材について、熱間圧延ラインにおける複数のセンサ20、22、23、24、25、26で測定される、温度及びサイズの少なくとも一方を取得する。 During the learning phase, the measurement data acquisition unit 32 acquires at least one of the temperature and size measurements for multiple steel materials, measured by multiple sensors 20, 22, 23, 24, 25, and 26 in the hot rolling line.
具体的には、測定データ取得部32は、学習時に、入力部(図示省略)により入力された化学組成を取得する。また、測定データ取得部32は、スラブSについて、センサ20の出力(サイズ)を取得する。また、測定データ取得部32は、粗バーについて、センサ22の出力(サイズ及び温度)とセンサ23の出力(温度)とを取得する。また、測定データ取得部32は、鋼板Hについて、センサ24、25、26の各々の出力(サイズ及び/又は温度)を取得する。 Specifically, the measurement data acquisition unit 32 acquires the chemical composition input by the input unit (not shown) during learning. The measurement data acquisition unit 32 also acquires the output (size) of sensor 20 for the slab S. Furthermore, the measurement data acquisition unit 32 acquires the output (size and temperature) of sensor 22 and the output (temperature) of sensor 23 for the rough bar. Finally, the measurement data acquisition unit 32 acquires the output (size and/or temperature) of sensors 24, 25, and 26 for the steel plate H.
測定データ取得部32は、予測時に、鋼材について、熱間圧延ラインにおける複数のセンサ20、22、23、24、25、26で測定される、温度及びサイズの少なくとも一方を取得する。 The measurement data acquisition unit 32 acquires at least one of the temperature and size of the steel material, measured by multiple sensors 20, 22, 23, 24, 25, and 26 in the hot rolling line, during prediction.
具体的には、測定データ取得部32は、予測時に、入力部(図示省略)により入力された化学組成を取得する。また、測定データ取得部32は、スラブSについて、センサ20の出力(サイズ)を取得する。また、測定データ取得部32は、粗バーについて、センサ22の出力(サイズ及び温度)とセンサ23の出力(温度)とを取得する。また、測定データ取得部32は、鋼板Hについて、センサ24、25、26の各々の出力(サイズ及び/又は温度)を取得する。 Specifically, the measurement data acquisition unit 32 acquires the chemical composition input by the input unit (not shown) during prediction. The measurement data acquisition unit 32 also acquires the output (size) of sensor 20 for the slab S. Furthermore, the measurement data acquisition unit 32 acquires the output (size and temperature) of sensor 22 and the output (temperature) of sensor 23 for the rough bar. Finally, the measurement data acquisition unit 32 acquires the output (size and/or temperature) of sensors 24, 25, and 26 for the steel plate H.
材質データ取得部34は、学習時に、入力部(図示省略)により入力された、複数本の熱延鋼板の各々の先端部及び後端部の少なくとも何れか一方の各位置から採取した試料について計測された材質データを取得する。材質データは、靭性に関するものであり、具体的には、鋼材の靭性を表すグラフに関するパラメータである。より具体的には、鋼材の靭性を表すグラフは、DWTT(Drop Weight Tear Test)における試験温度と延性破面率との関係を表すグラフであり、材質データは、DWTTにおける延性破面率が所定値(50%)となるときの温度である50%遷移温度α、及びDWTTにおける破面遷移温度の回帰曲線の形状パラメータβを含む(図3Aを参照)。図3Aでは、DWTTにおける試験温度と延性破面率との関係を表すグラフにおける、50%遷移温度αと形状パラメータβの例を示している。試験温度と延性破面率と50%遷移温度αと形状パラメータβとの関係は、以下の式で表される。
The material data acquisition unit 34 acquires material data measured from samples taken from at least one of the leading and trailing ends of each of the multiple hot-rolled steel sheets, which are input by the input unit (not shown) during learning. The material data relates to toughness, and specifically, it is a parameter related to the graph representing the toughness of the steel material. More specifically, the graph representing the toughness of the steel material is a graph that shows the relationship between the test temperature and the ductile fracture surface ratio in the DWTT (Drop Weight Tear Test), and the material data includes the 50% transition temperature α, which is the temperature at which the ductile fracture surface ratio in the DWTT reaches a predetermined value (50%), and the shape parameter β of the regression curve of the fracture transition temperature in the DWTT (see Figure 3A). Figure 3A shows an example of the 50% transition temperature α and the shape parameter β in the graph that shows the relationship between the test temperature and the ductile fracture surface ratio in the DWTT. The relationship between the test temperature, ductile fracture surface ratio, 50% transition temperature α, and shape parameter β is expressed by the following equation.
また、形状パラメータβのグラフ曲線への影響を図3Bに示す。図3Bでは、50%遷移温度α=-40℃であって、形状パラメータβ=1,2,5,10である例を示している。 Furthermore, the effect of the shape parameter β on the graph curve is shown in Figure 3B. Figure 3B shows an example where the 50% transition temperature α = -40°C and the shape parameter β = 1, 2, 5, and 10.
試料は、オフラインで、巻取装置17により巻き取られた熱延コイルを巻き戻ししながら採取される。材質データは、更に、降伏応力と、引張強度とを含んでもよい。 The sample is collected offline, while unwinding the hot-rolled coil wound by the winding device 17. The material data may further include yield stress and tensile strength.
学習部36は、複数本の熱延鋼板の各々について、当該熱延鋼板に対する、測定データ取得部32によって取得した各種測定データ及び材質データ取得部34によって取得した材質データからなる教師データを作成する。 The learning unit 36 creates training data for each of the multiple hot-rolled steel sheets, consisting of various measurement data acquired by the measurement data acquisition unit 32 and material data acquired by the material data acquisition unit 34.
学習部36は、熱間圧延ラインで製造される鋼材についての各種測定データに基づいて鋼材の靭性を予測するためのニューラルネットワークである予測モデルを、作成した教師データに基づいて学習し、予測モデル記憶部38に格納する。本実施形態では、ニューラルネットワークとして、ベイジアンニューラルネットワークを用いる。また、化学組成と、加熱炉11の後段箇所における、スラブSのサイズと、粗圧延機14の後段箇所における、粗バーの温度及びサイズと、仕上圧延機15の前段箇所における、粗バーの温度と、仕上圧延機15の後段箇所における、鋼板Hの温度及びサイズと、冷却装置16の後段箇所における、冷却された鋼板Hの温度と、巻取装置17による巻取り箇所における、鋼板Hの温度と、をニューラルネットワークの入力とする。また、鋼材の靭性を表すグラフに関するパラメータをニューラルネットワークの出力とする。 The learning unit 36 learns a prediction model, which is a neural network for predicting the toughness of steel materials based on various measurement data of steel materials manufactured in the hot rolling line, using the created training data, and stores it in the prediction model storage unit 38. In this embodiment, a Bayesian neural network is used as the neural network. The chemical composition, the size of the slab S at the downstream location of the heating furnace 11, the temperature and size of the rough bar at the downstream location of the rough rolling mill 14, the temperature of the rough bar at the upstream location of the finish rolling mill 15, the temperature and size of the steel plate H at the downstream location of the finish rolling mill 15, the temperature of the cooled steel plate H at the downstream location of the cooling device 16, and the temperature of the steel plate H at the winding location by the winding device 17 are used as inputs to the neural network. Parameters related to the graph representing the toughness of the steel material are used as outputs to the neural network.
また、学習部36は、各教師データについて、当該教師データの各種測定データをニューラルネットワークに入力したときの出力と、当該教師データの材質データ(鋼材の靭性を表すグラフに関するパラメータ)との差分を表す損失関数が最小となるように、ニューラルネットワークを学習する。 Furthermore, the learning unit 36 trains the neural network for each training data set so that the loss function, which represents the difference between the output when various measurement data of the training data is input to the neural network and the material data of the training data (parameters related to the graph representing the toughness of the steel), is minimized.
予測部40は、予測モデル記憶部38に格納された予測モデルを用いて、測定データ取得部32によって取得された各種測定データから、鋼材の材質データとして、鋼材の靭性を表すグラフに関するパラメータを予測する。材質データとして、降伏応力と、引張強度とを更に含む場合には、降伏応力と、引張強度も予測される。
そして、予測部40は、予測された鋼材の靭性を表すグラフに関するパラメータから、鋼材の靭性を表すグラフの曲線を求め、所定の温度での延性破面率を予測する。
The prediction unit 40 uses the prediction model stored in the prediction model storage unit 38 to predict parameters related to the graph representing the toughness of the steel material as material data for the steel material, based on various measurement data acquired by the measurement data acquisition unit 32. If the material data further includes yield stress and tensile strength, then yield stress and tensile strength are also predicted.
The prediction unit 40 then uses parameters related to the predicted toughness graph of the steel material to determine the curve of the graph representing the toughness of the steel material and predicts the ductile fracture surface ratio at a predetermined temperature.
表示部42は、予測部40による予測結果を表示する。 The display unit 42 displays the prediction results from the prediction unit 40.
次に、材質予測装置10で実行される学習処理について、図4に示すフローチャートを参照して説明する。なお、図4に示す学習処理は、複数本の鋼材について、熱間圧延ラインにおける複数のセンサ20、22、23、24、25、26で測定された、温度及びサイズの少なくとも一方が入力されるとともに、複数本の鋼材から採取した試料について計測された材質データとして、鋼材の靭性を表すグラフに関するパラメータが入力されたときに実行される。 Next, the learning process performed by the material prediction device 10 will be explained with reference to the flowchart shown in Figure 4. The learning process shown in Figure 4 is executed when at least one of the temperature and size measured by multiple sensors 20, 22, 23, 24, 25, and 26 in the hot rolling line for multiple steel materials is input, along with parameters related to a graph representing the toughness of the steel materials, as material data measured from samples taken from the multiple steel materials.
ステップS100では、測定データ取得部32は、複数本の鋼材について、熱間圧延ラインにおける複数のセンサ20、22、23、24、25、26で測定された、温度及びサイズの少なくとも一方を取得する。また、測定データ取得部32は、複数本の鋼材の各々について、入力部(図示省略)により入力された化学組成を取得する。 In step S100, the measurement data acquisition unit 32 acquires at least one of the temperature and size measured by multiple sensors 20, 22, 23, 24, 25, and 26 in the hot rolling line for each of the multiple steel materials. The measurement data acquisition unit 32 also acquires the chemical composition input by the input unit (not shown) for each of the multiple steel materials.
ステップS102では、材質データ取得部34は、入力された、複数本の鋼材から採取した試料について材質データとして計測された、鋼材の靭性を表すグラフに関するパラメータを取得する。 In step S102, the material data acquisition unit 34 acquires parameters related to the graph representing the toughness of the steel, which are measured as material data for samples taken from multiple steel materials that were input.
ステップS104では、学習部36は、複数本の鋼材の各々について、測定データ取得部32によって取得した各種測定データ及び材質データ取得部34によって取得した材質データからなる教師データを作成する。 In step S104, the learning unit 36 creates training data for each of the multiple steel materials, consisting of various measurement data acquired by the measurement data acquisition unit 32 and material data acquired by the material data acquisition unit 34.
ステップS106では、学習部36は、熱間圧延ラインで製造される鋼材についての各種測定データに基づいて鋼材の材質を予測するためのニューラルネットワークである予測モデルを、作成した教師データに基づいて学習し、予測モデル記憶部38に格納する。 In step S106, the learning unit 36 trains a prediction model, which is a neural network for predicting the material properties of steel produced on a hot rolling line, based on the created training data, and stores it in the prediction model storage unit 38.
次に、材質予測装置10で実行される材質予測処理について、図5に示すフローチャートを参照して説明する。なお、図5に示す材質予測処理は、鋼材について、熱間圧延ラインにおける複数のセンサ20、22、23、24、25、26で測定された、温度及びサイズの少なくとも一方が入力されたときに実行される。 Next, the material prediction process performed by the material prediction device 10 will be explained with reference to the flowchart shown in Figure 5. Note that the material prediction process shown in Figure 5 is performed when at least one of the temperature and size measured by multiple sensors 20, 22, 23, 24, 25, and 26 in the hot rolling line is input for steel materials.
ステップS110では、測定データ取得部32は、鋼材について、熱間圧延ラインにおける複数のセンサ20、22、23、24、25、26で測定される、温度及びサイズの少なくとも一方を取得する。また、測定データ取得部32は、入力部(図示省略)により入力された化学組成を取得する。 In step S110, the measurement data acquisition unit 32 acquires at least one of the temperature and size of the steel material, which are measured by multiple sensors 20, 22, 23, 24, 25, and 26 in the hot rolling line. The measurement data acquisition unit 32 also acquires the chemical composition input by the input unit (not shown).
ステップS112では、予測部40は、予測モデル記憶部38に格納された予測モデルを用いて、測定データ取得部32によって取得された各種測定データから、鋼材の材質データとして、鋼材の靭性を表すグラフに関するパラメータを予測する。そして、予測部40は、予測された鋼材の靭性を表すグラフに関するパラメータから、鋼材の靭性を表すグラフの曲線を求め、所定の温度での延性破面率を予測する。 In step S112, the prediction unit 40 uses the prediction model stored in the prediction model storage unit 38 to predict parameters related to the toughness graph of the steel material as material data from various measurement data acquired by the measurement data acquisition unit 32. Then, the prediction unit 40 obtains a curve representing the toughness graph of the steel material from the predicted parameters and predicts the ductile fracture surface ratio at a predetermined temperature.
ステップS114では、表示部42は、予測部40による予測結果を表示して、材質予測処理を終了する。 In step S114, the display unit 42 displays the prediction result from the prediction unit 40, and the material prediction process ends.
<実施例>
まず、予測モデルの構築の際の学習では、教師データとして、複数本の鋼材の測定データと、先端部又は後端部から採取した試料から測定した材質データとを利用する。
<Examples>
First, in the training process for building the predictive model, we use measurement data from multiple steel materials and material data measured from samples taken from the tip or tail end as training data.
学習で構築された予測モデルに、特定の鋼材の測定データを入力することで、鋼材の材質を予測する。 By inputting measurement data of specific steel materials into a predictive model built through learning, the material properties of the steel are predicted.
学習に使用する教師データの例としては、測定データおよび材質データとして下記のものを使用する。 Examples of training data used for learning include the following measurement and material data.
測定データは、形状データ(加熱炉11の後段箇所におけるスラブSのサイズ(厚さ)、粗圧延機14の後段箇所における粗バーのサイズ(厚さ)、及び仕上圧延機15の後段箇所における鋼板Hのサイズ(厚さ))と、プロセスデータ(加熱炉11のスラブ加熱温度、加熱時間、粗圧延機14の後段箇所における粗バーの温度、仕上圧延機15の前段箇所における粗バーの温度、仕上圧延機15の後段箇所における鋼板Hの温度、冷却装置16の後段箇所における鋼板Hの温度、冷却装置16の冷却テーブル上の鋼板Hの温度、巻取装置17による巻取り箇所における鋼板Hの温度)を含む。 The measurement data includes shape data (size (thickness) of the slab S at the downstream section of the heating furnace 11, size (thickness) of the rough bar at the downstream section of the roughing mill 14, and size (thickness) of the steel plate H at the downstream section of the finishing mill 15) and process data (slab heating temperature and heating time of the heating furnace 11, temperature of the rough bar at the downstream section of the roughing mill 14, temperature of the rough bar at the upstream section of the finishing mill 15, temperature of the steel plate H at the downstream section of the finishing mill 15, temperature of the steel plate H at the downstream section of the cooling device 16, temperature of the steel plate H on the cooling table of the cooling device 16, and temperature of the steel plate H at the winding section by the winding device 17).
入力として、測定データの他に、化学組成(C、Si、Mn、P、S、Ni、Cr、Mo、Nb、V、Ti、Al、Ca、N)と、組成式(焼入れ性(炭素当量:例えば、Ceqなど、参考文献1参照))とを含む。
[参考文献1]:鈴木、鉄と鋼 70 (1984) pp.2179-2187
The input includes measurement data, chemical composition (C, Si, Mn, P, S, Ni, Cr, Mo, Nb, V, Ti, Al, Ca, N), and compositional formula (hardenability (carbon equivalent: e.g., Ceq, see Reference 1)).
[Reference 1]: Suzuki, Iron and Steel 70 (1984) pp. 2179-2187
材質データは、降伏応力と、引張強度と、50%遷移温度αと、形状パラメータβとを含む。 The material data includes yield stress, tensile strength, 50% transition temperature (α), and shape parameter (β).
予測モデルであるベイジアンニューラルネットワークの構造として、入力層と出力層の間に隠れ層として3層設ける。隠れ層の各層のニューロン数は、第1層から順に、128、64、32とした。また、活性化関数はすべて双曲線正接関数(ハイパボリックタンジェント関数)とした。 The Bayesian neural network used as the prediction model has three hidden layers between the input and output layers. The number of neurons in each hidden layer is 128, 64, and 32, respectively. Furthermore, the activation function for all layers is the hyperbolic tangent function.
学習したニューラルネットワークを用いて材質データを予測した例が図6である。図6では、50%遷移温度αの実測値と、予測モデルによる予測値との相関、形状パラメータβの実測値と、予測モデルによる予測値との相関、降伏応力(YP)の実測値と、予測モデルによる予測値との相関、及び引張強度(TS)の実測値と、予測モデルによる予測値との相関を示している。上記図6に示したように、良い相関が得られており、精度よく予測できていることが分かる。 Figure 6 shows an example of predicting material data using a trained neural network. Figure 6 shows the correlation between the measured value of the 50% transition temperature α and the predicted value from the prediction model, the measured value of the shape parameter β and the predicted value from the prediction model, the measured value of the yield stress (YP) and the predicted value from the prediction model, and the measured value of the tensile strength (TS) and the predicted value from the prediction model. As shown in Figure 6, good correlations are obtained, indicating that the predictions are accurate.
このように、本実施形態では、鋼材について、熱間圧延ラインにおける複数のセンサで測定される複数の測定データを取得し、鋼材の靭性を表すグラフに関するパラメータを予測するためのニューラルネットワークを用いて、鋼材の靭性を表すグラフに関するパラメータを予測することにより、鋼材の靭性を精度よく予測することができる。 Thus, in this embodiment, by acquiring multiple measurement data points from multiple sensors in a hot rolling line for the steel material, and using a neural network to predict parameters related to the graph representing the toughness of the steel material, the toughness of the steel material can be predicted with high accuracy.
また、複数本の鋼材について、熱間圧延ラインにおける複数のセンサで測定される複数の測定データを取得し、複数の測定データと計測された鋼材の材質とに基づいて、鋼材の靭性を表すグラフに関するパラメータを予測するためのニューラルネットワークを学習することにより、鋼材の靭性を精度よく予測することができる。 Furthermore, by acquiring multiple measurement data points from multiple sensors in the hot rolling line for multiple steel materials, and training a neural network to predict parameters related to a graph representing the toughness of the steel based on these multiple measurement data points and the measured material properties of the steel, it is possible to accurately predict the toughness of the steel.
また、精度よく鋼材の靭性を予測することができるため、最適な製造条件を決定することができる。 Furthermore, because the toughness of the steel can be predicted with high accuracy, the optimal manufacturing conditions can be determined.
また、事前に計測された化学成分から好ましい製造条件を決定することができるため、製品歩留まり向上を実現することができる。 Furthermore, since preferred manufacturing conditions can be determined from chemical components measured in advance, product yield can be improved.
そこで、本実施形態では、ベイジアンニューラルネットワークによる鋼材の靭性の予測を行う。 Therefore, in this embodiment, the toughness of the steel material is predicted using a Bayesian neural network.
また、ニューラルネットワークの学習では、鋼材の測定データ及び材質データからなる教師データを用いる。また、材質検査において不合格と判断された鋼材についての教師データも用いる。このとき、データ洗浄により、材質検査において合格と判断された鋼材についての教師データを減らすことにより、不合格と判断された鋼材についての教師データの割合を高くする。 Furthermore, the neural network training uses training data consisting of measurement data and material data of the steel. Training data for steel judged to be unsatisfactory in material inspection is also used. At this time, data cleaning is performed to reduce the training data for steel judged to be satisfactory in material inspection, thereby increasing the proportion of training data for steel judged to be unsatisfactory.
これにより、鋼材の材質予測を高精度化することができる。また、鋼材の長手方向の端部について採取した試料に対して計測した材質データを用いるため、教師データを簡易に生成することができる。 This allows for highly accurate prediction of steel material properties. Furthermore, since material data measured from samples taken at the longitudinal ends of the steel material is used, training data can be easily generated.
<変形例>
上記の実施の形態では、材質予測処理と学習処理とを1つの装置で実現する場合を例に説明したが、これに限定されるものではなく、材質予測処理を行う予測装置と学習処理を行う学習装置とに分けて構成してもよい。この場合には、学習装置は、測定データ取得部32、材質データ取得部34、学習部36、及び予測モデル記憶部38を備える。予測装置は、測定データ取得部32、予測部40、及び表示部42を備える。
<Different example>
In the above embodiment, the case in which material prediction processing and learning processing are implemented in a single device was described as an example, but it is not limited to this, and the system may be configured by separating it into a prediction device that performs material prediction processing and a learning device that performs learning processing. In this case, the learning device includes a measurement data acquisition unit 32, a material data acquisition unit 34, a learning unit 36, and a prediction model storage unit 38. The prediction device includes a measurement data acquisition unit 32, a prediction unit 40, and a display unit 42.
また、本実施形態では、加熱炉11の後段箇所、粗圧延機14の後段箇所、仕上圧延機15の前段箇所、後段箇所、冷却装置16の後段箇所、巻取装置17による巻取り箇所にセンサを設置した場合について説明したが、設置箇所はこれに限られるものではない。他の箇所にセンサを設置してもよい。 Furthermore, while this embodiment describes the case where sensors are installed at the downstream section of the heating furnace 11, the downstream section of the roughing mill 14, the upstream and downstream sections of the finishing mill 15, the downstream section of the cooling device 16, and the winding section of the winding device 17, the installation locations are not limited to these. Sensors may be installed at other locations.
また、ニューラルネットワークの入力となる測定データは、上記で説明した例に限定されるものではない。また、ニューラルネットワークの出力となる材質データは、上記で説明した例に限定されるものではない。特に靭性の評価試験として用いられることが多い、シャルピー衝撃試験、CTOD(Crack Tip Opening Displacement)試験によって得られた試験温度に対する靭性値の変化に対しても同様の学習と予測が可能である。 Furthermore, the measurement data used as input to the neural network is not limited to the examples described above. Similarly, the material data used as output to the neural network is not limited to the examples described above. In particular, similar learning and prediction are possible for changes in toughness values with respect to test temperature obtained from Charpy impact tests and CTOD (Crack Tip Opening Displacement) tests, which are often used as toughness evaluation tests.
以上説明した本発明の実施形態は、コンピュータがプログラムを実行することによって実現することができる。また、前記プログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体及び前記プログラム等のコンピュータプログラムプロダクトも本発明の実施形態として適用することができる。記録媒体としては、例えば、フレキシブルディスク、ハードディスク、光ディスク、光磁気ディスク、CD-ROM、磁気テープ、不揮発性のメモリカード、ROM等を用いることができる。 The embodiments of the present invention described above can be realized by a computer executing a program. Furthermore, a computer-readable recording medium on which the program is recorded, and a computer program product such as the program itself, can also be applied as embodiments of the present invention. Examples of recording media that can be used include flexible disks, hard disks, optical disks, magneto-optical disks, CD-ROMs, magnetic tapes, non-volatile memory cards, ROMs, and the like.
10 材質予測装置
11 加熱炉
13 幅方向圧延機
14 粗圧延機
15 仕上圧延機
16 冷却装置
17 巻取装置
20、22、23、24、25、26 センサ
32 測定データ取得部
34 材質データ取得部
36 学習部
38 予測モデル記憶部
40 予測部
42 表示部
10 Material prediction device 11 Heating furnace 13 Width direction rolling mill 14 Rough rolling mill 15 Finish rolling mill 16 Cooling device 17 Winding devices 20, 22, 23, 24, 25, 26 Sensor 32 Measurement data acquisition unit 34 Material data acquisition unit 36 Learning unit 38 Prediction model storage unit 40 Prediction unit 42 Display unit
Claims (8)
前記鋼材について、前記製造ラインにおける複数のセンサで測定される前記鋼材の温度及びサイズを含む複数の測定データ、並びに化学組成を取得する取得部と、
予め学習されたニューラルネットワークを用いて、前記取得部により取得された前記複数の測定データ及び前記化学組成から、前記鋼材の靭性を予測する予測部と、を含み、
前記ニューラルネットワークは、前記製造ラインで製造される前記鋼材についての前記複数の測定データ及び前記化学組成に基づいて、前記鋼材の靭性を表すグラフに関するパラメータを予測するためのニューラルネットワークであり、
前記鋼材の靭性を表すグラフに関するパラメータは、DWTT(Drop Weight Tear Test)における延性破面率が50%となるときの温度、及びDWTTにおける破面遷移温度の回帰曲線の形状パラメータを含む予測装置。 A predictive device for predicting the toughness of steel materials manufactured on a production line,
The acquisition unit acquires multiple measurement data, including the temperature and size of the steel material measured by multiple sensors in the manufacturing line, as well as the chemical composition of the steel material.
It includes a prediction unit that uses a pre-trained neural network to predict the toughness of the steel material from the plurality of measurement data and the chemical composition acquired by the acquisition unit,
The neural network is a neural network for predicting parameters relating to a graph representing the toughness of the steel material based on the plurality of measurement data and the chemical composition of the steel material manufactured on the manufacturing line.
The parameters for the graph representing the toughness of the steel material include the temperature at which the ductile fracture surface ratio in the Drop Weight Tear Test (DWTT) becomes 50% , and the shape parameters of the regression curve of the fracture transition temperature in the DWTT.
複数本の前記鋼材の各々について、前記製造ラインにおける複数のセンサで測定される前記鋼材の温度及びサイズを含む複数の測定データ、並びに化学組成を取得する取得部と、
前記取得部により取得された前記複数の測定データ及び前記化学組成と、計測された前記鋼材の靭性とに基づいて、ニューラルネットワークを学習する学習部と、を含み、
前記ニューラルネットワークは、前記製造ラインで製造される鋼材についての前記複数の測定データ及び前記化学組成に基づいて、当該鋼材の靭性を表すグラフに関するパラメータを予測するためのニューラルネットワークであり、
前記鋼材の靭性を表すグラフに関するパラメータは、DWTT(Drop Weight Tear Test)における延性破面率が50%となるときの温度、及びDWTTにおける破面遷移温度の回帰曲線の形状パラメータを含む学習装置。 A learning device for training a neural network to predict the toughness of steel materials manufactured on a production line,
An acquisition unit that acquires multiple measurement data, including the temperature and size of the steel material measured by multiple sensors in the manufacturing line, as well as the chemical composition , for each of the multiple steel materials,
The system includes a learning unit that learns a neural network based on the plurality of measurement data and the chemical composition acquired by the acquisition unit, and the measured toughness of the steel material,
The neural network is a neural network for predicting parameters relating to a graph representing the toughness of steel manufactured on the production line, based on the multiple measurement data and the chemical composition of the steel.
The parameters for the graph representing the toughness of the steel material include a learning device that includes the temperature at which the ductile fracture surface ratio in the Drop Weight Tear Test (DWTT) becomes 50% , and the shape parameters of the regression curve of the fracture transition temperature in the DWTT.
前記鋼材について、前記製造ラインにおける複数のセンサで測定される前記鋼材の温度及びサイズを含む複数の測定データ及び化学組成を取得する取得部と、
請求項2記載の学習装置により予め学習された前記ニューラルネットワークを用いて、前記取得部により取得された前記鋼材についての前記複数の測定データ及び前記化学組成から、当該鋼材の靭性を表すグラフに関するパラメータを予測する予測部と、
を含む予測装置。 A predictive device for predicting the toughness of steel materials manufactured on a production line,
The acquisition unit acquires multiple measurement data , including the temperature and size of the steel material measured by multiple sensors in the manufacturing line, and the chemical composition of the steel material.
A prediction unit that uses the neural network pre-trained by the learning device described in claim 2 to predict parameters relating to a graph representing the toughness of the steel material from the plurality of measurement data and the chemical composition of the steel material acquired by the acquisition unit,
A prediction device that includes this.
前記鋼材は、熱延鋼板である請求項1記載の予測装置。 The aforementioned manufacturing line is a hot rolling line,
The prediction device according to claim 1, wherein the steel material is a hot-rolled steel sheet.
コンピュータを、
前記鋼材について、前記製造ラインにおける複数のセンサで測定される前記鋼材の温度及びサイズを含む複数の測定データ、並びに化学組成を取得する取得部、及び
予め学習されたニューラルネットワークを用いて、前記取得部により取得された前記複数の測定データ及び前記化学組成から、前記鋼材の靭性を予測する予測部
として機能させるための予測プログラムであり、
前記ニューラルネットワークは、前記製造ラインで製造される前記鋼材についての前記複数の測定データ及び前記化学組成に基づいて、前記鋼材の靭性を表すグラフに関するパラメータを予測するためのニューラルネットワークであり、
前記鋼材の靭性を表すグラフに関するパラメータは、DWTT(Drop Weight Tear Test)における延性破面率が50%となるときの温度、及びDWTTにおける破面遷移温度の回帰曲線の形状パラメータを含む予測プログラム。 A prediction program for predicting the toughness of steel materials manufactured on a production line,
Computers,
The system includes an acquisition unit that acquires multiple measurement data, including the temperature and size of the steel material measured by multiple sensors in the manufacturing line, as well as its chemical composition , and a prediction program that functions as a prediction unit that uses a pre-trained neural network to predict the toughness of the steel material from the multiple measurement data and chemical composition acquired by the acquisition unit.
The neural network is a neural network for predicting parameters relating to a graph representing the toughness of the steel material based on the plurality of measurement data and the chemical composition of the steel material manufactured on the manufacturing line.
The parameters for the graph representing the toughness of the steel material include a prediction program that includes the temperature at which the ductile fracture surface ratio in the Drop Weight Tear Test (DWTT) reaches 50% , and the shape parameters of the regression curve of the fracture transition temperature in the DWTT.
コンピュータを、
複数本の前記鋼材の各々について、前記製造ラインにおける複数のセンサで測定される前記鋼材の温度及びサイズを含む複数の測定データ、並びに化学組成を取得する取得部、及び
前記取得部により取得された前記複数の測定データ及び前記化学組成と、計測された前記鋼材の靭性とに基づいて、ニューラルネットワークを学習する学習部
として機能させるための学習プログラムであり、
前記ニューラルネットワークは、前記製造ラインで製造される鋼材についての前記複数の測定データ及び前記化学組成に基づいて、当該鋼材の靭性を表すグラフに関するパラメータを予測するためのニューラルネットワークであり、
前記鋼材の靭性を表すグラフに関するパラメータは、DWTT(Drop Weight Tear Test)における延性破面率が50%となるときの温度、及びDWTTにおける破面遷移温度の回帰曲線の形状パラメータを含む学習プログラム。
A learning program for training a neural network to predict the toughness of steel materials manufactured on a production line,
Computers,
A learning program for a learning unit that functions as a learning unit that learns a neural network based on the multiple measurement data and chemical composition of each of the multiple steel materials, including the temperature and size of the steel material measured by multiple sensors in the manufacturing line, and the measured toughness of the steel material, for each of the multiple steel materials,
The neural network is a neural network for predicting parameters relating to a graph representing the toughness of steel manufactured on the production line, based on the multiple measurement data and the chemical composition of the steel.
The parameters for the graph representing the toughness of the steel material include a learning program that includes the temperature at which the ductile fracture surface ratio in the Drop Weight Tear Test (DWTT) reaches 50% , and the shape parameters of the regression curve of the fracture transition temperature in the DWTT.
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- 2022-07-14 JP JP2022113244A patent/JP7853566B2/en active Active
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