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公開番号2025146323
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-10-03
出願番号2024047031
出願日2024-03-22
発明の名称学習装置、推定装置、学習済モデルの生成方法、推定方法、学習プログラム及び推定プログラム
出願人横浜ゴム株式会社
代理人弁理士法人はるか国際特許事務所
主分類B29B 7/28 20060101AFI20250926BHJP(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】ゴム材料の混練についてロット単位のデータ解析を行うことが容易化する。
【解決手段】データ解析装置1は、ロット単位プロセスデータとロット単位品質データを取得する学習データ取得部701と、前記ロット単位プロセスデータに含まれる複数のバッチ単位プロセスデータのそれぞれに基づいて、複数のバッチ単位統計プロセスデータを生成するとともに、前記複数のバッチ単位統計プロセスデータに基づいて、ロット単位統計プロセスデータを生成する学習統計プロセスデータ生成部702と、前記複数のバッチ単位品質データに基づいて、ロット単位統計品質データを生成する学習統計品質データ生成部703と、前記ロット単位統計プロセスデータと前記ロット単位統計品質データを含む学習データを生成する学習データ生成部704と、前記学習データに基づいて機械学習モデル706の学習を実行する学習部705と、を含む。
【選択図】図9

特許請求の範囲【請求項１】
ロット単位のゴム材料が、複数の混練工程のそれぞれで、複数のバッチの前記ゴム材料に分けて混練されて、前記複数の混練工程のうち最後の工程の後に、複数のバッチの前記ゴム材料のそれぞれの混練成果物が得られる製造プロセスに関する学習装置であって、
バッチ単位の前記ゴム材料の混練中における混練状態をそれぞれ示す複数のバッチ単位プロセスデータをロット単位で集めたロット単位プロセスデータと、バッチ単位の前記ゴム材料の前記混練成果物の品質をそれぞれ示す複数のバッチ単位品質データをロット単位で集めたロット単位品質データと、を取得するデータ取得手段と、
前記複数のバッチ単位プロセスデータのそれぞれに基づいて、前記製造プロセスに関するバッチ単位の統計的な情報をそれぞれ示す複数のバッチ単位統計プロセスデータを生成するとともに、前記複数のバッチ単位統計プロセスデータに基づいて、前記製造プロセスに関するロット単位の統計的な情報を示すロット単位統計プロセスデータを生成する統計プロセスデータ生成手段と、
前記複数のバッチ単位品質データに基づいて、前記複数の混練成果物の品質に関するロット単位の統計的な情報を示すロット単位統計品質データを生成する統計品質データ生成手段と、
前記ロット単位統計プロセスデータと前記ロット単位統計品質データを含む学習データを生成する学習データ生成手段と、
前記学習データに基づいて機械学習モデルの学習を実行する学習手段と、
を含む学習装置。
続きを表示（約 5,200 文字）【請求項２】
前記統計プロセスデータ生成手段は、前記複数のバッチ単位統計プロセスデータに基づいて、前記製造プロセスに関する混練機単位の統計的な情報を示す複数の混練機単位統計プロセスデータを生成するとともに、前記複数の混練機単位統計プロセスデータに基づいて、前記ロット単位統計プロセスデータを生成する、
請求項１に記載の学習装置。
【請求項３】
前記統計プロセスデータ生成手段は、前記複数のバッチ単位プロセスデータのそれぞれを所定規則により所定の時間帯に分けて、前記時間帯別に前記複数のバッチ単位統計プロセスデータを生成するとともに、前記時間帯別の前記複数のバッチ単位統計プロセスデータに基づいて、前記時間帯別に前記ロット単位統計プロセスデータを生成し、
前記学習データ生成手段は、前記時間帯別の前記ロット単位統計プロセスデータと、前記ロット単位品質データと、を含む前記学習データを生成する、
請求項２に記載の学習装置。
【請求項４】
前記学習装置は、
複数のロットの前記ゴム材料が、それぞれ複数のバッチの前記ゴム材料に分けて順に投入されて、該各バッチの前記ゴム材料を順に混練する、前記複数の混練工程のうちの１つを示す第１混練工程に１つ割り当てられる第１混練機と、
前記第１混練機による混練後、前記各ロットの前記ゴム材料が、それぞれ複数のバッチの前記ゴム材料に分けて投入されて、該各バッチの前記ゴム材料を順に混練する、前記第１混練工程の後の工程を示す第２混練工程に１つ割り当てられる第２混練機と、
のそれぞれから取得する製造プロセスデータを処理する製造プロセスデータ処理手段であって、
前記製造プロセスデータに基づき、前記第１混練機における前記各バッチの混練開始時刻及び混練終了時刻、並びに混練中の該第１混練機の動作状態をそれぞれ示す、複数の第１バッチ単位プロセスデータを取得する第１バッチ単位プロセスデータ取得手段と、
前記製造プロセスデータに基づき、前記第２混練機における前記各バッチの混練開始時刻及び混練終了時刻、並びに混練中の該第２混練機の動作状態をそれぞれ示す、複数の第２バッチ単位プロセスデータを取得する第２バッチ単位プロセスデータ取得手段と、
前記複数の第１バッチ単位プロセスデータに基づいて、前記第１混練機における前記各ロットの最初の前記バッチの混練開始時刻及び最後の前記バッチの混練終了時刻を含む、前記第１混練機における前記各ロットの混練期間を特定する第１ロット混練期間特定手段と、
前記複数の第２バッチ単位プロセスデータに基づいて、前記第２混練機における前記各ロットの最初の前記バッチの混練開始時刻及び最後の前記バッチの混練終了時刻を含む、前記第２混練機における前記各ロットの混練期間を特定する第２ロット混練期間特定手段と、
前記第１混練機における前記各ロットの混練期間と前記第２混練機における前記各ロットの混練期間に基づいて、前記各ロットに対応する前記複数の第１バッチ単位プロセスデータの一部と前記複数の第２バッチ単位プロセスデータの一部を選択して、前記各ロットの前記ゴム材料を混練する間における、前記第１混練機及び前記第２混練機の両方の動作状態をそれぞれ示す、複数の前記ロット単位プロセスデータを生成するロット単位プロセスデータ生成手段と、
を含む製造プロセスデータ処理手段と、
前記混練成果物の品質に関する品質データを処理する品質データ処理手段であって、
前記品質データを取得する品質データ取得手段と、
前記製造プロセスデータ処理手段により特定される、前記複数の混練工程のうち最後の工程を示す最終混練工程における前記各ロットの前記混練期間に基づいて、前記最終混練工程に１つ割り当てられる最終混練機が混練する前記各ロットのバッチ群を特定するロット単位バッチ群特定手段と、
前記各ロットの前記バッチ群に基づいて、前記品質データをロット単位に分けて、複数の前記ロット単位品質データを生成するロット単位品質データ生成手段と、
を含む品質データ処理手段と、
を更に含み、
前記データ取得手段は、前記製造プロセスデータ処理手段から前記複数のロット単位プロセスデータのうち少なくとも１のロットに関する前記ロット単位プロセスデータを取得するとともに、前記品質データ処理手段から前記複数のロット単位品質データのうち少なくとも該１のロットに関する前記ロット単位品質データを取得する、
請求項１～３のいずれかに記載の学習装置。
【請求項５】
ロット単位のゴム材料が、複数の混練工程のそれぞれで、複数のバッチの前記ゴム材料に分けて混練されて、前記複数の混練工程のうち最後の工程の後に、複数のバッチの前記ゴム材料のそれぞれの混練成果物が得られる製造プロセスに関する推定装置であって、
バッチ単位の前記ゴム材料の混練中における混練状態をそれぞれ示す複数のバッチ単位プロセスデータをロット単位で集めたロット単位プロセスデータを取得するデータ取得手段と、
前記複数のバッチ単位プロセスデータのそれぞれに基づいて、前記製造プロセスに関するバッチ単位の統計的な情報をそれぞれ示す複数のバッチ単位統計プロセスデータを生成するとともに、前記複数のバッチ単位統計プロセスデータに基づいて、前記製造プロセスに関するロット単位の統計的な情報を示すロット単位統計プロセスデータを生成する統計プロセスデータ生成手段と、
前記ロット単位統計プロセスデータを学習済モデルに入力した際の出力に基づいて、前記混練成果物のロット単位の品質を推定する推定手段と、
を含む推定装置。
【請求項６】
前記統計プロセスデータ生成手段は、前記複数のバッチ単位統計プロセスデータに基づいて、前記製造プロセスに関する混練機単位の統計的な情報を示す複数の混練機単位統計プロセスデータを生成するとともに、前記複数の混練機単位統計プロセスデータに基づいて、前記ロット単位統計プロセスデータを生成する、
請求項５に記載の推定装置。
【請求項７】
前記統計プロセスデータ生成手段は、前記複数のバッチ単位プロセスデータのそれぞれを所定規則により所定の時間帯に分けて、前記時間帯別に前記複数のバッチ単位統計プロセスデータを生成するとともに、前記時間帯別の前記複数のバッチ単位統計プロセスデータに基づいて、前記時間帯別に前記ロット単位統計プロセスデータを生成し、
前記推定手段は、前記時間帯別の前記ロット単位統計プロセスデータを学習済モデルに入力した際の出力に基づいて、前記混練成果物のロット単位の品質を推定する、
請求項６に記載の推定装置。
【請求項８】
前記推定装置は、
複数のロットの前記ゴム材料が、それぞれ複数のバッチの前記ゴム材料に分けて順に投入されて、該各バッチの前記ゴム材料を順に混練する、前記複数の混練工程のうちの１つを示す第１混練工程に１つ割り当てられる第１混練機と、
前記第１混練機による混練後、前記各ロットの前記ゴム材料が、それぞれ複数のバッチの前記ゴム材料に分けて投入されて、該各バッチの前記ゴム材料を順に混練する、前記第１混練工程の後の工程を示す第２混練工程に１つ割り当てられる第２混練機と、
のそれぞれから取得する製造プロセスデータを処理する製造プロセスデータ処理手段であって、
前記製造プロセスデータに基づき、前記第１混練機における前記各バッチの混練開始時刻及び混練終了時刻、並びに混練中の該第１混練機の動作状態をそれぞれ示す、複数の第１バッチ単位プロセスデータを取得する第１バッチ単位プロセスデータ取得手段と、
前記製造プロセスデータに基づき、前記第２混練機における前記各バッチの混練開始時刻及び混練終了時刻、並びに混練中の該第２混練機の動作状態をそれぞれ示す、複数の第２バッチ単位プロセスデータを取得する第２バッチ単位プロセスデータ取得手段と、
前記複数の第１バッチ単位プロセスデータに基づいて、前記第１混練機における前記各ロットの最初の前記バッチの混練開始時刻及び最後の前記バッチの混練終了時刻を含む、前記第１混練機における前記各ロットの混練期間を特定する第１ロット混練期間特定手段と、
前記複数の第２バッチ単位プロセスデータに基づいて、前記第２混練機における前記各ロットの最初の前記バッチの混練開始時刻及び最後の前記バッチの混練終了時刻を含む、前記第２混練機における前記各ロットの混練期間を特定する第２ロット混練期間特定手段と、
前記第１混練機における前記各ロットの混練期間と前記第２混練機における前記各ロットの混練期間に基づいて、前記各ロットに対応する前記複数の第１バッチ単位プロセスデータの一部と前記複数の第２バッチ単位プロセスデータの一部を選択して、前記各ロットの前記ゴム材料を混練する間における、前記第１混練機及び前記第２混練機の両方の動作状態をそれぞれ示す、複数の前記ロット単位プロセスデータを生成するロット単位プロセスデータ生成手段と、
を含む製造プロセスデータ処理手段を更に含み、
前記データ取得手段は、前記製造プロセスデータ処理手段から前記複数のロット単位プロセスデータのうち少なくとも１のロットに関する前記ロット単位プロセスデータを取得する、
請求項５～７のいずれかに記載の推定装置。
【請求項９】
ロット単位のゴム材料が、複数の混練工程のそれぞれで、複数のバッチの前記ゴム材料に分けて混練されて、前記複数の混練工程のうち最後の工程の後に、複数のバッチの前記ゴム材料のそれぞれの混練成果物が得られる製造プロセスに関する学習済モデルの生成方法であって、
バッチ単位の前記ゴム材料の混練中における混練状態をそれぞれ示す複数のバッチ単位プロセスデータをロット単位で集めたロット単位プロセスデータと、バッチ単位の前記ゴム材料の前記混練成果物の品質をそれぞれ示す複数のバッチ単位品質データをロット単位で集めたロット単位品質データと、を取得するデータ取得ステップと、
前記複数のバッチ単位プロセスデータのそれぞれに基づいて、前記製造プロセスに関するバッチ単位の統計的な情報をそれぞれ示す複数のバッチ単位統計プロセスデータを生成するとともに、前記複数のバッチ単位統計プロセスデータに基づいて、前記製造プロセスに関するロット単位の統計的な情報を示すロット単位統計プロセスデータを生成する統計プロセスデータ生成ステップと、
前記複数のバッチ単位品質データに基づいて、前記複数の混練成果物の品質に関するロット単位の統計的な情報を示すロット単位統計品質データを生成する統計品質データ生成ステップと、
前記ロット単位統計プロセスデータと前記ロット単位統計品質データを含む学習データを生成する学習データ生成ステップと、
前記学習データに基づいて機械学習モデルの学習を実行する学習ステップと、
を含む学習済モデルの生成方法。
【請求項１０】
ロット単位のゴム材料が、複数の混練工程のそれぞれで、複数のバッチの前記ゴム材料に分けて混練されて、前記複数の混練工程のうち最後の工程の後に、複数のバッチの前記ゴム材料のそれぞれの混練成果物が得られる製造プロセスに関する推定方法であって、
バッチ単位の前記ゴム材料の混練中における混練状態をそれぞれ示す複数のバッチ単位プロセスデータをロット単位で集めたロット単位プロセスデータを取得するデータ取得ステップと、
前記複数のバッチ単位プロセスデータのそれぞれに基づいて、前記製造プロセスに関するバッチ単位の統計的な情報をそれぞれ示す複数のバッチ単位統計プロセスデータを生成するとともに、前記複数のバッチ単位統計プロセスデータに基づいて、前記製造プロセスに関するロット単位の統計的な情報を示すロット単位統計プロセスデータを生成する統計プロセスデータ生成ステップと、
前記ロット単位統計プロセスデータを学習済モデルに入力した際の出力に基づいて、前記混練成果物のロット単位の品質を推定する推定ステップと、
を含む推定方法。
（【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、学習装置、推定装置、学習済モデルの生成方法、推定方法、学習プログラム及び推定プログラムに関し、特にゴム材料の混練プロセス中に生成されるデータの学習及び推定技術に関する。
続きを表示（約 3,400 文字）【背景技術】
【０００２】
従来、ゴム材料の混練プロセスで得られるゴム材料の混練成果物の品質を向上させるため、１のバッチのゴム材料を混練する間における混練状態を示すプロセスデータに基づいて生成される統計的な情報を示す統計プロセスデータと、ゴム材料の混練成果物の品質を示す品質データと、を用いたデータ解析を行う技術が知られている。例えば、特許文献１には、上記混練状態として混練機の動作状態を表す測定値の時系列を示す測定データに基づいて生成される統計データと、混練バッチの混練の異常度と、を機械学習により解析する技術が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特開２０２１－５９０５８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ゴム材料の混練はロットごとに行われているが、混練機では当該ロットを複数に分割してなるバッチごとにゴム材料の混練を行っており、混練機から出力されるプロセスデータはバッチ単位でしか利用できなかった。このため、ゴム材料の混練プロセスを事後にロット単位で解析することが容易ではなかった。
【０００５】
また、ゴム材料の混練は複数の混練工程を経て行われているが、各混練工程間では前の混練工程の各バッチのゴム材料の一部又は全部が該バッチ以外のバッチのゴム材料の一部又は全部と組み合わされて次の混練工程のバッチのゴム材料が作成されているため、各混練工程の各バッチ同士の関係が複雑である。このため、バッチ単位で得られるプロセスデータに基づく統計プロセスデータや品質データ同士には関連性が表われにくく、何かしらの関連性があることを使用の前提とする機械学習を用いてロット単位のデータ解析することが容易ではなかった。
【０００６】
本発明は上記課題に鑑みてなされたものであって、その目的は、ゴム材料の混練プロセスについてロット単位のデータ解析を行うことが容易化できる学習装置、推定装置、学習済モデルの生成方法、推定方法、学習プログラム及び推定プログラムを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
（１）本発明に係る学習装置は、ロット単位のゴム材料が、複数の混練工程のそれぞれで、複数のバッチの前記ゴム材料に分けて混練されて、前記複数の混練工程のうち最後の工程の後に、複数のバッチの前記ゴム材料のそれぞれの混練成果物が得られる製造プロセスに関する学習装置であって、バッチ単位の前記ゴム材料の混練中における混練状態をそれぞれ示す複数のバッチ単位プロセスデータをロット単位で集めたロット単位プロセスデータと、バッチ単位の前記ゴム材料の前記混練成果物の品質をそれぞれ示す複数のバッチ単位品質データをロット単位で集めたロット単位品質データと、を取得するデータ取得手段と、前記複数のバッチ単位プロセスデータのそれぞれに基づいて、前記製造プロセスに関するバッチ単位の統計的な情報をそれぞれ示す複数のバッチ単位統計プロセスデータを生成するとともに、前記複数のバッチ単位統計プロセスデータに基づいて、前記製造プロセスに関するロット単位の統計的な情報を示すロット単位統計プロセスデータを生成する統計プロセスデータ生成手段と、前記複数のバッチ単位品質データに基づいて、前記複数の混練成果物の品質に関するロット単位の統計的な情報を示すロット単位統計品質データを生成する統計品質データ生成手段と、前記ロット単位統計プロセスデータと前記ロット単位統計品質データを含む学習データを生成する学習データ生成手段と、前記学習データに基づいて機械学習モデルの学習を実行する学習手段と、を含む。
【０００８】
（２）（１）の学習装置において、前記統計プロセスデータ生成手段は、前記複数のバッチ単位統計プロセスデータに基づいて、前記製造プロセスに関する混練機単位の統計的な情報を示す複数の混練機単位統計プロセスデータを生成するとともに、前記複数の混練機単位統計プロセスデータに基づいて、前記ロット単位統計プロセスデータを生成してよい。
【０００９】
（３）（２）の学習装置において、前記統計プロセスデータ生成手段は、前記複数のバッチ単位プロセスデータのそれぞれを所定規則により所定の時間帯に分けて、前記時間帯別に前記複数のバッチ単位統計プロセスデータを生成するとともに、前記時間帯別の前記複数のバッチ単位統計プロセスデータに基づいて、前記時間帯別に前記ロット単位統計プロセスデータを生成し、前記学習データ生成手段は、前記時間帯別の前記ロット単位統計プロセスデータと、前記ロット単位品質データと、を含む前記学習データを生成してよい。
【００１０】
（４）（１）～（３）の学習装置において、前記学習装置は、複数のロットの前記ゴム材料が、それぞれ複数のバッチの前記ゴム材料に分けて順に投入されて、該各バッチの前記ゴム材料を順に混練する、前記複数の混練工程のうちの１つを示す第１混練工程に１つ割り当てられる第１混練機と、前記第１混練機による混練後、前記各ロットの前記ゴム材料が、それぞれ複数のバッチの前記ゴム材料に分けて投入されて、該各バッチの前記ゴム材料を順に混練する、前記第１混練工程の後の工程を示す第２混練工程に１つ割り当てられる第２混練機と、のそれぞれから取得する製造プロセスデータを処理する製造プロセスデータ処理手段であって、前記製造プロセスデータに基づき、前記第１混練機における前記各バッチの混練開始時刻及び混練終了時刻、並びに混練中の該第１混練機の動作状態をそれぞれ示す、複数の第１バッチ単位プロセスデータを取得する第１バッチ単位プロセスデータ取得手段と、前記製造プロセスデータに基づき、前記第２混練機における前記各バッチの混練開始時刻及び混練終了時刻、並びに混練中の該第２混練機の動作状態をそれぞれ示す、複数の第２バッチ単位プロセスデータを取得する第２バッチ単位プロセスデータ取得手段と、前記複数の第１バッチ単位プロセスデータに基づいて、前記第１混練機における前記各ロットの最初の前記バッチの混練開始時刻及び最後の前記バッチの混練終了時刻を含む、前記第１混練機における前記各ロットの混練期間を特定する第１ロット混練期間特定手段と、前記複数の第２バッチ単位プロセスデータに基づいて、前記第２混練機における前記各ロットの最初の前記バッチの混練開始時刻及び最後の前記バッチの混練終了時刻を含む、前記第２混練機における前記各ロットの混練期間を特定する第２ロット混練期間特定手段と、前記第１混練機における前記各ロットの混練期間と前記第２混練機における前記各ロットの混練期間に基づいて、前記各ロットに対応する前記複数の第１バッチ単位プロセスデータの一部と前記複数の第２バッチ単位プロセスデータの一部を選択して、前記各ロットの前記ゴム材料を混練する間における、前記第１混練機及び前記第２混練機の両方の動作状態をそれぞれ示す、複数の前記ロット単位プロセスデータを生成するロット単位プロセスデータ生成手段と、を含む製造プロセスデータ処理手段と、前記混練成果物の品質に関する品質データを処理する品質データ処理手段であって、前記品質データを取得する品質データ取得手段と、前記製造プロセスデータ処理手段により特定される、前記複数の混練工程のうち最後の工程を示す最終混練工程における前記各ロットの前記混練期間に基づいて、前記最終混練工程に１つ割り当てられる最終混練機が混練する前記各ロットのバッチ群を特定するロット単位バッチ群特定手段と、前記各ロットの前記バッチ群に基づいて、前記品質データをロット単位に分けて、複数の前記ロット単位品質データを生成するロット単位品質データ生成手段と、を含む品質データ処理手段と、を更に含み、前記データ取得手段は、前記製造プロセスデータ処理手段から前記複数のロット単位プロセスデータのうち少なくとも１のロットに関する前記ロット単位プロセスデータを取得するとともに、前記品質データ処理手段から前記複数のロット単位品質データのうち少なくとも該１のロットに関する前記ロット単位品質データを取得してよい。
（【００１１】以降は省略されています）

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