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公開番号2025124102
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-08-26
出願番号2024019896
出願日2024-02-14
発明の名称流動制御方法、プログラム及び液状物タンク装置
出願人コニカミノルタ株式会社
代理人弁理士法人光陽国際特許事務所
主分類B29C 31/04 20060101AFI20250819BHJP(プラスチックの加工;可塑状態の物質の加工一般)
要約【課題】本発明が解決しようとする課題は、タンクから流出する液状物の品質を適切に制御できる流動制御方法、プログラム及び液状物タンク装置を提供することである。
【解決手段】本発明の流動制御方法は、液状物が流入及び流出するタンクにおける流動制御方法であって、前記液状物の流動状態に関するパラメーターを計算結果として導出する流動状態計算工程と、前記計算結果に基づいて、前記液状物の流動範囲を調整する流動範囲調整工程と、を有する。
【選択図】図2
特許請求の範囲【請求項１】
液状物が流入及び流出するタンクにおける流動制御方法であって、
前記液状物の流動状態に関するパラメーターを計算結果として導出する流動状態計算工程と、
前記計算結果に基づいて、前記液状物の流動範囲を調整する流動範囲調整工程と、を有する、
流動制御方法。
続きを表示（約 1,700 文字）【請求項２】
前記液状物の質に関するパラメーターを質パラメーターとして検出する質パラメーター検出工程を有し、
前記流動範囲調整工程において、前記計算結果及び前記質パラメーターに基づいて、前記液状物の流動範囲を調整する、
請求項１に記載の流動制御方法。
【請求項３】
前記液状物の流動状態の計算に利用できる前記タンクに関するパラメーター及び／又は前記液状物に関するパラメーターを計算入力パラメーターとして取得する計算入力パラメーター取得工程と、
前記計算入力パラメーターに基づいて、前記計算結果を導出する前記流動状態計算工程と、
前記計算結果と目標として設定されている範囲との対比に基づいて、異常である可能性のある前記液状物の流動状態に関するパラメーターを異常候補として抽出する異常候補抽出工程と、
前記異常候補に基づいて、前記液状物の流動状態が正常であるか異常であるかを判断する判断工程と、
前記判断工程において前記液状物の流動状態が異常であると判断された場合、前記液状物の流動範囲に影響する前記液状物に関するパラメーターを調整パラメーターとして調整することによって、前記液状物の流動範囲を調整する前記流動範囲調整工程と、を有する、
請求項１に記載の流動制御方法。
【請求項４】
前記液状物の流動状態の計算に利用できる前記タンクに関するパラメーター及び／又は前記液状物に関するパラメーターを計算入力パラメーターとして取得する計算入力パラメーター取得工程と、
前記計算入力パラメーターに基づいて、前記計算結果を導出する前記流動状態計算工程と、
前記計算結果と目標として設定されている範囲との対比に基づいて、異常である可能性のある前記液状物の流動状態に関するパラメーターを異常候補として抽出する異常候補抽出工程と、
前記質パラメーター検出工程と、
前記異常候補及び前記質パラメーターに基づいて、前記液状物の流動状態が正常であるか異常であるかを判断する判断工程と、
前記判断工程において前記液状物の流動状態が異常であると判断された場合、前記液状物の流動範囲に影響する前記液状物に関するパラメーターを調整パラメーターとして調整することによって、前記液状物の流動範囲を調整する前記流動範囲調整工程と、を有する、
請求項２に記載の流動制御方法。
【請求項５】
前記計算結果が、滞留時間、及び滞留時間分布のうち少なくともいずれか一つである、
請求項１に記載の流動制御方法。
【請求項６】
前記計算結果が、密度分布、粘度分布、流速分布、温度分布、圧力分布、マーカー粒子分布、及び置換率のうち少なくともいずれか一つである、
請求項１に記載の流動制御方法。
【請求項７】
前記計算入力パラメーターが、前記液状物の温度、密度、圧力、流入量、流出量、流入速度、流出速度、体積、及び粘度、前記タンクの寸法、並びに前記液状物が含有するマーカー粒子の初期位置、大きさ、密度、粘度、及び温度のうち少なくともいずれか一つである、
請求項３に記載の流動制御方法。
【請求項８】
前記質パラメーターが、前記タンク内又は前記タンクから流出後の前記液状物の密度、粘度、及び色、並びに前記液状物に含まれる異常物の有無、数、形状、大きさ、及び種類のうち少なくともいずれか一つの時間的変化である、
請求項２に記載の流動制御方法。
【請求項９】
前記質パラメーター検出工程において、超音波を検出媒体に用いる検出器、電磁波を検出媒体に用いる検出器、カメラ、及び測色計のうち少なくともいずれか一つを用いて前記質パラメーターを検出する、
請求項２に記載の流動制御方法。
【請求項１０】
前記流動範囲調整工程において、前記液状物の流動範囲を広範囲から狭範囲にわたり調整する、
請求項１に記載の流動制御方法。
（【請求項１１】以降は省略されています）
発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、流動制御方法、プログラム及び液状物タンク装置に関する。
続きを表示（約 1,800 文字）【背景技術】
【０００２】
プラスチック等の樹脂製品をはじめ、最終製品が固体物であっても、工程中では液体や液状物を扱うモノづくりが従来数多く存在する。今後は、高度な機能を有する化成品や複合樹脂材はもちろんのこと、医薬品、食料品、バイオモノづくり等の分野においても、中間物に液状物を用いるプロセスはますます増加すると考えられる。高度な機能を有する化成品や複合樹脂材とは、例えば液晶パネル用の光学フィルム、CFRTP（Carbon Fiber Reinforced Thermo Plastics、炭素繊維強化熱可塑性プラスチック）等である。
【０００３】
また、SDGs（Sustainable Development Goals、持続可能な開発目標）等の社会的要請が高まっている。そのため、これまでの大量生産及び大量消費の経済活動を見直し、「必要なモノを、必要なヒトに、必要なトキに、必要なダケ」提供するオンデマンドなモノづくりが求められている。そこで、液状物を素材として、一つのライン上で、需要に応じて異なる品種や異なる製品を切替えて製造するオンデマンドな生産スタイルが、今後さらに拡大していくものと予想される。
【０００４】
コンピューターの性能向上を背景に、あらゆる対象及び現象を計算機シミュレーションで解析できるようになった。しかし、モノづくり過程にあって時々刻々変化する対象物の状態や特性を可視化することは容易ではない。そこで、従来シミュレーションは、製造開始前の設計段階において、材料組成及びプロセスパラメーターの条件出しに用いられることが殆どであった。しかし、モノづくりのスタイルがオンデマンドなものになりつつある中、製造物が変更される毎にシミュレーションによる条件出しをしていては、時間やコストの観点から割に合わないケースが今後増えていくと考えられる。
【０００５】
一方、クラウドコンピューティング等の導入等により、今後も計算能力は飛躍的に向上していくことが予想される。そこで、モノづくりプロセス中で変化する対象物の状態等を例えば可視化し、その結果に基づいて、材料組成やプロセスパラメーターを適宜調整することで、製品品質や生産効率を高めることが期待される。
【０００６】
モノづくりにおいて、液状物を扱うプロセスには、脱泡用、又はプロセス中に問題が発生した場合の「しのぎ」のため、一定量の液状物を常時保留しておくストックタンクを設ける場合がある。しかし、液状物の流入及び流出が常時行われていたとしても、タンクの容量が大きいと、その構造等に起因して、内容物全体が定常的にリフレッシュされず一部に滞留が発生する。長時間滞留した液状物は、劣化物となったり、固化して異物になったりする。このような劣化物、異物等の異常物がタンクから流出すると、製品品質に問題が発生し得る。
【０００７】
このように、異常物の発生を防いで品質を安定化させ、あるいはオンデマンド生産における材料の速やかな切替の観点から、タンク内容物全ての速やかな置換が求められる。その一方で、一たび異常物が発生した場合には、プロセスを止めずに生産を維持継続できるよう、できる限り異常物が流出しないように、これを制御しなければならない。このように、オンデマンド生産において液状物の品質を制御するためには、相反する要件を両立させる必要がある。
【０００８】
特許文献１では、製品の品質管理の自動化や工場全体でのロスの抑制を図るための、タンクに出入りする流体の性状又は流量をリアルタイムに監視する技術が開示されている。特許文献２では、監視制御の精度や訓練装置の機能を向上するための、リアルタイムに近い間隔で演算される流体シミュレーション機能に関する技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
特開２００９－２３７６５３号公報
特開２００７－０４８１４４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかしながら、特許文献１及び２に記載の技術は、プラント等の内部状態を可視化しているが、その目的が異常の早期検知や劣化状況の把握に止まり、生産品質の維持又は制御を実現することは難しかった。
（【００１１】以降は省略されています）

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