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公開番号2025094851
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-06-25
出願番号2023210642
出願日2023-12-13
発明の名称材料検索・配合設計装置及び配合設計方法
出願人株式会社日立製作所
代理人弁理士法人磯野国際特許商標事務所
主分類G06Q 50/04 20120101AFI20250618BHJP(計算;計数)
要約【課題】代替材、及び、代替材に添加する添加剤の検索を効率的に行うことを課題とする。
【解決手段】製品に使用している現行の材料又は使用を想定している材料である基準材の代替候補の材料である代替材に対し、添加する添加剤を選択し、配合設計部によって選択された代替材と、添加剤の組み合わせを出力する配合設計プログラム112、を備え、配合設計プログラムを実行しているプロセッサ11は、添加剤条件を満たす添加剤による物性変化率の範囲を基に、添加剤の物性変化特性に対応する添加率の範囲である添加率範囲を算出し、複数の物性について、算出した添加率範囲が重複する範囲を有する場合、当該重複する範囲を添加剤の添加率として選択し、代替材と、添加剤の組み合わせに加え、添加率範囲が重複する範囲に該当する添加率を出力する。
【選択図】図2
特許請求の範囲【請求項１】
製品に使用している現行の材料又は使用を想定している材料である基準材の代替候補の材料である代替材に対し、添加する添加剤を選択する配合設計部と、
前記配合設計部によって選択された前記代替材と、前記添加剤の組み合わせを出力する出力処理部と、
を備え、
前記配合設計部は、
添加剤条件を満たす前記添加剤による物性変化率の範囲を基に、前記添加剤の物性変化特性に対応する添加率の範囲である添加率範囲を算出し、
複数の物性について、算出した前記添加率範囲が重複する範囲を有する場合、当該重複する範囲を前記添加剤の添加率として選択し、
前記出力処理部は、
前記代替材と、前記添加剤の組み合わせに加え、前記添加率範囲が重複する範囲に該当する前記添加率を出力する
材料検索・配合設計装置。
続きを表示（約 1,200 文字）【請求項２】
前記添加剤の前記物性変化特性は、当該添加剤における添加率と、前記物性変化率に基づく機械学習によって生成される
ことを特徴とする請求項１に記載の材料検索・配合設計装置。
【請求項３】
前記基準材に対して、所定の検索条件を満たす材料を検索する材料検索部
を有し、
前記配合設計部は、
前記材料検索部において、前記検索条件を満たす前記材料が存在しない場合、前記基準材に対する類似の度合いを示す類似度に基づいて、前記基準材の代替材を選択する
ことを特徴とする請求項１に記載の材料検索・配合設計装置。
【請求項４】
前記配合設計部は、
物性座標空間における、前記代替材の物性情報と、前記基準材の物性情報のユークリッド距離に基づいて、前記基準材に対して類似している前記代替材を選択する
ことを特徴とする請求項３に記載の材料検索・配合設計装置。
【請求項５】
前記出力処理部は、
選択された前記代替材、及び、前記添加剤の環境負荷に関する情報を出力する
ことを特徴とする請求項１に記載の材料検索・配合設計装置。
【請求項６】
前記出力処理部は、
選択された前記代替材、及び、前記添加剤のコストに関する情報を出力する
ことを特徴とする請求項１に記載の材料検索・配合設計装置。
【請求項７】
前記出力処理部は、
選択された前記代替材と、添加剤の組み合わせを、所定のランキング形式で出力する
ことを特徴とする請求項１に記載の材料検索・配合設計装置。
【請求項８】
製品に使用している現行の材料又は使用を想定している材料である基準材の代替候補の材料である代替材と、前記代替材に添加する添加剤を検索する材料検索・配合設計装置が、
前記代替材に対する前記添加剤を選択する配合設計ステップと、
前記配合設計ステップによって選択された前記代替材と、前記添加剤の組み合わせを出力する出力処理ステップと、
を実行し、
前記材料検索・配合設計装置は、
前記配合設計ステップにおいて、
添加剤条件を満たす前記添加剤による物性変化率の範囲を基に、前記添加剤の物性変化特性に対応する添加率の範囲である添加率範囲を算出する添加率範囲算出ステップと、
複数の物性について、算出した前記添加率範囲が重複する範囲を有する場合、当該重複する範囲を前記添加剤の添加率として選択する添加率選択ステップと、
を実行し
前記出力処理ステップにおいて、
前記代替材と、前記添加剤の組み合わせに加え、前記添加率範囲が重複する範囲に該当する前記添加率を出力する
配合設計方法。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、材料検索・配合設計装置及び配合設計方法の技術に関する。
続きを表示（約 1,800 文字）【背景技術】
【０００２】
近年、プラスチックの需要が増加傾向にある一方で、今後、枯渇資源である石油由来の新規プラスチックの生産量が減少すると予想される。これに伴い、再生プラスチックの割合が大幅に増加すると予想されている。
【０００３】
また、最近では、外観部品等に再生材を適用した製品のリリースが増加している。これによって、再生材の活用が新たな競争軸となりつつある。
【０００４】
なお、特許文献１には、「プロセッサは、入力設計パラメータを取得し、少なくとも２つの応力－ひずみ曲線を表すＳＳデータを記憶装置から読み出し、ＳＳカーブの形状を特徴付ける少なくとも１つの形状パラメータを含む特徴量をＳＳデータ毎に決定し、特徴量に基づいて少なくとも２つのＳＳデータをｋ個（ｋは２以上の整数）の類似群のうちの１つに割り当て、ｋ個の類似群のそれぞれにおいて、各類似群に割り当てられた少なくとも２つのＳＳデータの中から、入力設計パラメータが規定する設計範囲を満足する材料特性パラメータを有するターゲットの材料を検索し、ｋ個の類似群の中で、ターゲットのＳＳデータを検索できたｌ個（ｌはｋ以下の整数）の類似群のうちの、ユーザによって選択された類似群に割り当てられたＳＳデータに対応する材料を検索する」類似材料検索システム、試験装置およびコンピュータプログラムが記載されている（要約参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
特開２０２０－１９０８６３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
急速に高まる再生材需要に対して、現状では、候補材を選定するための方法やデータが不十分な状態と言える。さらに、必ずしも所望の特性を有する材料が存在せず、製造メーカ等は、適切な候補材の探索と採用に試作を繰り返す必要がある。このため、多大な時間と費用がかかることが課題となっている。
【０００７】
再生材活用の活性化に伴い、今後は再生材を製品の外観部品に適用する割合が増えるものと予想される。一方で、外観部品に再生材を用いる場合、内部部品に用いる場合に比べて、寸法や成形品質精度の要求スペックが高くなる。そのため、要求スペックに応じた適切な再生材を選定できないと、射出成形段階での調整では対応しきれない場合が生じ得る。
【０００８】
なお、特許文献１に記載の類似材料検索システムは、ＳＳカーブの形状を特徴付ける、少なくとも１つの形状パラメータを含む特徴量に基づいて最適材料を決定している。特許文献１に記載の技術は、登録されている材料にスペックを十分満たす特性を有する材料が存在する場合には有効である。しかし、登録されている材料にスペックを十分満たす特性を有する材料が存在しない場合について、適切な候補材を提案することは考慮されていない。そのため、特許文献１に記載の技術では、上記課題に示す要求スペックの高い再生材の供給を網羅的に解決することが難しい。
【０００９】
このような背景に鑑みて本発明がなされたのであり、本発明は、代替材、及び、代替材に添加する添加剤の検索を効率的に行うことを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
前記した課題を解決するため、本発明は、製品に使用している現行の材料又は使用を想定している材料である基準材の代替候補の材料である代替材に対し、添加する添加剤を選択する配合設計部と、前記配合設計部によって選択された前記代替材と、前記添加剤の組み合わせを出力する出力処理部と、を備え、前記配合設計部は、添加剤条件を満たす前記添加剤による物性変化率の範囲を基に、前記添加剤の物性変化特性に対応する添加率の範囲である添加率範囲を算出し、複数の物性について、算出した前記添加率範囲が重複する範囲を有する場合、当該重複する範囲を前記添加剤の添加率として選択し、前記出力処理部は、前記代替材と、前記添加剤の組み合わせに加え、前記添加率範囲が重複する範囲に該当する前記添加率を出力する。
その他の解決手段は実施形態中において適宜記載する。
【発明の効果】
（【００１１】以降は省略されています）

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