(57)【要約】【課題】要求品質を満たすコンクリートを精度良く作成可能なコンクリートの製造システム及びコンクリートの製造方法を提供する。【解決手段】コンクリートの製造システムは、コンクリートミキサに投入前のセメント、水及び骨材を含むコンクリート材料に関する情報である材料情報、及びコンクリートミキサにおいて混練されているコンクリートの混練状態に関する情報である混練状態情報の少なくとも一方を検出可能な検出装置と、材料情報とコンクリートの性状に関する情報である性状情報とを関連付けた第１関連付け情報、及び混練状態情報と性状情報とを関連付けた第２関連付け情報の少なくとも一方を記憶する記憶装置と、検出装置で検出された材料情報、及び混練状態情報の少なくとも一方と、記憶装置に記憶された第１関連付け情報、及び第２関連付け情報の少なくとも一方に基づいて、コンクリート材料の配合量を決定する配合量決定装置と、を備える。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
セメント、水及び骨材を含むコンクリート材料を混練してコンクリートを製造するコンクリートの製造システムであって、
コンクリートミキサに投入される前の前記コンクリート材料に関する情報である材料情報、及び前記コンクリートミキサにおいて混練されているコンクリートの混練状態に関する情報である混練状態情報の少なくとも一方を検出可能な少なくとも一つの検出装置と、
前記材料情報と前記コンクリートの性状に関する情報である性状情報とを関連付けた第１関連付け情報、及び前記混練状態情報と前記性状情報とを関連付けた第２関連付け情報の少なくとも一方を記憶する記憶装置と、
前記検出装置で検出された前記材料情報、及び前記混練状態情報の少なくとも一方と、前記記憶装置に記憶された前記第１関連付け情報、及び前記第２関連付け情報の少なくとも一方に基づいて、前記コンクリート材料の配合量を決定する配合量決定装置と、を備えるコンクリートの製造システム。
【請求項２】
前記配合量決定装置は、前記材料情報及び前記混練状態情報の少なくとも一方と、前記第１関連付け情報及び前記第２関連付け情報の少なくとも一方と、を学習データとする機械学習を行うことにより生成された配合設計モデルに基づいて、前記コンクリート材料の前記配合量を決定する請求項１に記載のコンクリートの製造システム。
【請求項３】
前記少なくとも一つの検出装置は、前記コンクリートミキサにおいて混練されているコンクリートの画像を撮影可能な撮影装置を含み、
前記混練状態情報は、前記撮影装置により撮影されたコンクリートの撮影画像、及び前記撮影画像から取得される情報の少なくとも一方を含む請求項１又は２に記載のコンクリートの製造システム。
【請求項４】
前記少なくとも一つの検出装置は、前記コンクリートミキサに投入される前の前記骨材に関する情報である骨材情報を検出可能な骨材情報検出装置を含み、
前記材料情報は前記骨材情報を含む請求項１乃至３の何れか１項に記載のコンクリートの製造システム。
【請求項５】
前記性状情報は、前記コンクリートの強度に関する指標である強度指標値、及び前記コンクリートの流動性に関する指標である流動性指標値の少なくとも一方を含む請求項１乃至４の何れか１項に記載のコンクリートの製造システム。
【請求項６】
前記検出装置で検出された前記材料情報、及び前記混練状態情報の少なくとも一方と、前記記憶装置に記憶された前記第１関連付け情報、及び前記第２関連付け情報の少なくとも一方に基づいて、前記コンクリートミキサを少なくとも含むコンクリート製造装置の制御を行う制御装置をさらに備える請求項１乃至５の何れか１項に記載のコンクリートの製造システム。
【請求項７】
前記制御装置は、前記材料情報及び前記混練状態情報の少なくとも一方と、前記第１関連付け情報及び前記第２関連付け情報の少なくとも一方と、を学習データとする機械学習を行うことにより生成された制御モデルに基づいて、前記コンクリート製造装置の制御を行う請求項６に記載のコンクリートの製造システム。
【請求項８】
セメント、水及び骨材を含むコンクリート材料を混練してコンクリートを製造するためのコンクリートの製造方法であって、
コンクリートミキサに投入される前の前記コンクリート材料に関する情報である材料情報、及び前記コンクリートミキサにおいて混練されているコンクリートの混練状態に関する情報である混練状態情報の少なくとも一方を取得する情報取得ステップと、
前記材料情報と前記コンクリートの性状に関する情報である性状情報とを関連付けた第１関連付け情報、及び前記混練状態情報と前記性状情報とを関連付けた第２関連付け情報の少なくとも一方を取得する関連付け情報取得ステップと、
前記材料情報、及び前記混練状態情報の少なくとも一方と、前記第１関連付け情報、及び前記第２関連付け情報の少なくとも一方に基づいて、前記コンクリート材料の配合量を決定する配合量決定ステップと、を備えるコンクリートの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、セメント、水及び骨材を含むコンクリート材料を混練してコンクリートを製造するコンクリートの製造システム及びコンクリートの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
コンクリートの主な材料は、セメント、水、細骨材及び粗骨材である。また、コンクリートには、強度や耐久性の向上、流動性や凝結速度の調整などを目的として混和材料が混和されることがある。コンクリート（フレッシュコンクリート）は、セメントなどのコンクリート材料をミキサで練り混ぜることにより製造される。そして、製造後に品質検査（性状試験）を行い、製造されたコンクリートが要求品質を満たしているかが確認される。品質検査で確認されるコンクリートの性状としては、硬化後のコンクリートの強度に関する指標である２８日材齢強度、コンクリートの流動性に関する指標であるスランプ値、耐久性及び空気量、及び、塩害に対する耐久性に関する指標である塩化物イオン濃度などがある。
【０００３】
コンクリートが目的とする要求品質を満たすように、コンクリート材料の配合が決定される。より具体的には、コンクリートの製造工場において予め作成された配合設計モデル（配合設計基準）に基づいて配合計算が行われ、コンクリート材料の各々について、１バッチ当たりの配合量である設計配合量が決定される。なお、特許文献１に記載されているように、設計配合量は、暫定的に決定された暫定配合に基づいて、試験材料を試験的に生成し、該試験材料の性状試験の結果を考慮して決定されることがある。
【０００４】
特許文献１には、コンクリートの複数の構成材料についての材料情報、配合条件情報及び目標性能情報に基づいて、コンピュータが第一の配合設計を行うこと、第一の配合設計に基づいて試験材料の試し練りを行い、試験材料の性能試験により取得される試験材料の性能情報がコンクリートの目標性能情報を満たすか否かの判別をコンピュータが行うこと、及び試験材料の性能情報がコンクリートの目標性能情報を満たさない場合に、コンクリートの目標性能情報及び試験材料の性能情報に基づいて、配合条件情報を修正し、修正した配合条件情報に基づいて、コンピュータが第二の配合設計を行うことが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００４−１４８７５２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１に記載の装置や方法では、目標性能を満たすコンクリートの配合を決定するために、試験材料の試し練りを繰り返し行う必要があるので、コンクリートの製造に労力や時間、材料費などの費用がかかる。この際に産業廃棄物であるコンクリートを廃棄するので環境負荷の増加を招く虞がある。
【０００７】
上述した事情に鑑みて、本発明の少なくとも一実施形態の目的は、要求品質を満たすコンクリートを精度良く作成可能なコンクリートの製造システム及びコンクリートの製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
（１）本発明の少なくとも一実施形態にかかるコンクリートの製造システムは、
セメント、水及び骨材を含むコンクリート材料を混練してコンクリートを製造するコンクリートの製造システムであって、
コンクリートミキサに投入される前の前記コンクリート材料に関する情報である材料情報、及び前記コンクリートミキサにおいて混練されているコンクリートの混練状態に関する情報である混練状態情報の少なくとも一方を検出可能な少なくとも一つの検出装置と、
前記材料情報と前記コンクリートの性状に関する情報である性状情報とを関連付けた第１関連付け情報、及び前記混練状態情報と前記性状情報とを関連付けた第２関連付け情報の少なくとも一方を記憶する記憶装置と、
前記検出装置で検出された前記材料情報、及び前記混練状態情報の少なくとも一方と、前記記憶装置に記憶された前記第１関連付け情報、及び前記第２関連付け情報の少なくとも一方に基づいて、前記コンクリート材料の配合量を決定する配合量決定装置と、を備える。
【０００９】
上記（１）の構成によれば、コンクリートの製造システムは、コンクリートミキサに投入される前のコンクリート材料に関する情報である材料情報、及びコンクリートミキサにおいて混練されているコンクリートの混練状態に関する情報である混練状態情報の少なくとも一方を検出可能な少なくとも一つの検出装置と、材料情報とコンクリートの性状に関する情報である性状情報とを関連付けた第１関連付け情報、及び混練状態情報と性状情報とを関連付けた第２関連付け情報の少なくとも一方を記憶する記憶装置と、を備えている。このため、検出装置により、材料情報や混練状態情報が取得可能である。また、記憶装置により、材料情報と性状情報とを関連付けた第１関連付け情報や、混練状態情報と性状情報とを関連付けた第２関連付け情報が取得可能である。
【００１０】
そして、コンクリートの製造システムは、検出装置で検出された材料情報や混練状態情報と、記憶装置に記憶された第１関連付け情報や第２関連付け情報と、に基づいて、コンクリート材料の配合量を決定する配合量決定装置をさらに備えている。ここで、材料情報や混練状態情報と性状情報とは相関関係を有しており、第１関連付け情報や第２関連付け情報は上述した相関関係を顕在化させるものである。このため、コンクリートの製造システムは、材料情報や混練状態情報と、第１関連付け情報や第２関連付け情報と、に基づいて、コンクリートの性状を精度良く推定可能である。また、コンクリートの性状を精度良く推定可能であるので、材料情報や混練状態情報と、第１関連付け情報や第２関連付け情報と、に基づいて、目標とするコンクリートの性状に対応するコンクリート材料の配合量を精度良く推定可能である。よって、コンクリートの製造システムは、要求品質を満たすコンクリートを精度良く作成可能である。
【００１１】
また、コンクリートの製造システムは、検出装置により材料情報や混練状態情報を取得することで、製造中のコンクリートの性状を精度良く推定することができる。このため、コンクリートの製造システムは、配合量決定装置により製造中のコンクリートの適切な配合を求め、該配合を製造中のコンクリートに適用すべくコンクリート材料を追加投入することで、製造されるコンクリートのバッチ毎の品質のバラツキを抑制することができ、且つ、要求品質を満たすコンクリートを精度良く作成可能である。
【００１２】
（２）幾つかの実施形態では、上記（１）の構成において、
前記配合量決定装置は、前記材料情報及び前記混練状態情報の少なくとも一方と、前記第１関連付け情報及び前記第２関連付け情報の少なくとも一方と、を学習データとする機械学習を行うことにより生成された配合設計モデルに基づいて、前記コンクリート材料の前記配合量を決定する。
【００１３】
上記（２）の構成によれば、学習データを蓄積することにより、材料情報や混練状態情報と第１関連付け情報や第２関連付け情報との相関関係の精度を向上させることができるので、機械学習を行うことにより生成された配合設計モデルは、目標とするコンクリートの性状に対応するコンクリート材料の配合量を精度良く推定可能である。
【００１４】
（３）幾つかの実施形態では、上記（１）又は（２）の構成において、
前記少なくとも一つの検出装置は、前記コンクリートミキサにおいて混練されているコンクリートの画像を撮影可能な撮影装置を含み、
前記混練状態情報は、前記撮影装置により撮影されたコンクリートの撮影画像、及び前記撮影画像から取得される情報の少なくとも一方を含む。
【００１５】
上記（３）の構成によれば、混練状態情報としてコンクリートミキサにおいて混練されているコンクリートの撮影画像や撮影画像から取得される情報が含まれる。コンクリートの撮影画像や撮影画像から取得される情報には、コンクリートの強度、流動性及び空気量などのコンクリートの性状に関する情報を含んでいる。このため、混練状態情報にコンクリートの撮影画像や撮影画像から取得される情報を含むことで、コンクリートの性状を精度良く推定可能である。
【００１６】
（４）幾つかの実施形態では、上記（１）〜（３）の構成において、
前記少なくとも一つの検出装置は、前記コンクリートミキサに投入される前の前記骨材に関する情報である骨材情報を検出可能な骨材情報検出装置を含み、
前記材料情報は前記骨材情報を含む。
【００１７】
上記（４）の構成によれば、材料情報としてコンクリートミキサに投入される前の骨材に関する情報である骨材情報が含まれる。ここで、骨材情報は、コンクリートの強度、流動性及び空気量などのコンクリートの性状に関する情報を含んでいる。例えば、骨材（細骨材）の表面水率は、コンクリートの流動性に影響を与えるコンクリート材料における水の割合や、コンクリートの強度や空気量に影響を与えるコンクリートの水セメント比に関連するパラメータである。換言すると、骨材（細骨材）の表面水率は、コンクリートの強度や流動性、空気量などのコンクリートの性状に関する情報を含んでいる。また、骨材の粒度分布が大きい場合には、粗骨材の間に細骨材が入り込むので、骨材の粒度分布が小さい場合に比べて密な状態になり、骨材間の付着力が大きくなる。このため、骨材の粒度分布が大きい場合には、骨材の粒度分布が小さい場合に比べて、セメントや水の量が少なくてもコンクリートの強度を大きくすることができる。換言すると、骨材の粒度分布は、コンクリートの強度や流動性などのコンクリートの性状に関する情報を含んでいる。このため、材料情報に骨材情報を含むことで、コンクリートの性状を精度良く推定可能である。
【００１８】
（５）幾つかの実施形態では、上記（１）〜（４）の構成において、
前記性状情報は、前記コンクリートの強度に関する指標である強度指標値、及び前記コンクリートの流動性に関する指標である流動性指標値の少なくとも一方を含む。
【００１９】
上記（５）の構成によれば、性状情報としてコンクリートの強度指標値や流動性指標値を含んでいるので、コンクリートの製造システムは、材料情報や混練状態情報と、第１関連付け情報や第２関連付け情報と、に基づいて、コンクリートの強度や流動性を精度良く推定可能である。よって、コンクリートの製造システムは、目標とするコンクリートの流動性に対応するコンクリート材料の配合量を精度良く推定可能である。
【００２０】
（６）幾つかの実施形態では、上記（１）〜（５）の構成において、
前記検出装置で検出された前記材料情報、及び前記混練状態情報の少なくとも一方と、前記記憶装置に記憶された前記第１関連付け情報、及び前記第２関連付け情報の少なくとも一方に基づいて、前記コンクリートミキサを少なくとも含むコンクリート製造装置の制御を行う制御装置をさらに備える。
【００２１】
上記（６）の構成によれば、制御装置により、コンクリートミキサを含むコンクリート製造装置の制御を行うことができる。制御装置によるコンクリート製造装置の制御としては例えばコンクリートミキサの混練時間の調整がある。制御装置により、材料情報や混練状態情報と、第１関連付け情報や第２関連付け情報と、に基づいて、目標とするコンクリートの性状に対応するコンクリートになるように、コンクリート製造装置の制御を行うことで、製造されるコンクリートのバッチ毎の品質のバラツキを抑制することができ、且つ、要求品質を満たすコンクリートを精度良く作成可能である。
【００２２】
（７）幾つかの実施形態では、上記（６）の構成において、
前記制御装置は、前記材料情報及び前記混練状態情報の少なくとも一方と、前記第１関連付け情報及び前記第２関連付け情報の少なくとも一方と、を学習データとする機械学習を行うことにより生成された制御モデルに基づいて、前記コンクリート製造装置の制御を行う。
【００２３】
上記（７）の構成によれば、学習データを蓄積することにより、材料情報や混練状態情報と第１関連付け情報や第２関連付け情報との相関関係の精度を向上させることができる。このため、機械学習を行うことにより生成された制御モデルによりコンクリート製造装置の制御を行うことで、製造されるコンクリートのバッチ毎の品質のバラツキを抑制することができ、且つ、要求品質を満たすコンクリートを精度良く作成可能である。
【００２４】
（８）本発明の少なくとも一実施形態にかかるコンクリートの製造方法は、
セメント、水及び骨材を含むコンクリート材料を混練してコンクリートを製造するためのコンクリートの製造方法であって、
コンクリートミキサに投入される前の前記コンクリート材料に関する情報である材料情報、及び前記コンクリートミキサにおいて混練されているコンクリートの混練状態に関する情報である混練状態情報の少なくとも一方を取得する情報取得ステップと、
前記材料情報と前記コンクリートの性状に関する情報である性状情報とを関連付けた第１関連付け情報、及び前記混練状態情報と前記性状情報とを関連付けた第２関連付け情報の少なくとも一方を取得する関連付け情報取得ステップと、
前記材料情報、及び前記混練状態情報の少なくとも一方と、前記第１関連付け情報、及び前記第２関連付け情報の少なくとも一方に基づいて、前記コンクリート材料の配合量を決定する配合量決定ステップと、を備える。
【００２５】
上記（８）の方法によれば、コンクリートの製造方法は、コンクリートミキサに投入される前のコンクリート材料に関する情報である材料情報、及びコンクリートミキサにおいて混練されているコンクリートの混練状態に関する情報である混練状態情報の少なくとも一方を取得する情報取得ステップと、材料情報と性状情報とを関連付けた第１関連付け情報、及び混練状態情報と性状情報とを関連付けた第２関連付け情報の少なくとも一方を取得する関連付け情報取得ステップと、を備えている。このため、情報取得ステップでは、材料情報や混練状態情報が取得可能である。また、関連付け情報取得ステップでは、材料情報と性状情報とを関連付けた第１関連付け情報や、混練状態情報と性状情報とを関連付けた第２関連付け情報が取得可能である。
【００２６】
そして、コンクリートの製造方法は、情報取得ステップで取得した材料情報や混練状態情報と、関連付け情報取得ステップで取得した第１関連付け情報や第２関連付け情報と、に基づいて、コンクリート材料の配合量を決定する配合量決定ステップをさらに備えている。上述したように、材料情報や混練状態情報と性状情報とは相関関係を有しており、第１関連付け情報や第２関連付け情報は上述した相関関係を顕在化させるものである。このため、コンクリートの製造方法は、材料情報や混練状態情報と、第１関連付け情報や第２関連付け情報と、に基づいて、コンクリートの性状を精度良く推定可能である。また、コンクリートの製造方法は、コンクリートの性状を精度良く推定可能であるので、材料情報や混練状態情報と、第１関連付け情報や第２関連付け情報と、に基づいて、目標とするコンクリートの性状に対応するコンクリート材料の配合量を精度良く推定可能である。よって、コンクリートの製造方法は、要求品質を満たすコンクリートを精度良く作成可能である。
【００２７】
また、コンクリートの製造方法は、情報取得ステップにて材料情報や混練状態情報を取得することで、製造中のコンクリートの性状を精度良く推定することができる。このため、コンクリートの製造方法は、配合量決定ステップにて製造中のコンクリートの適切な配合を求め、該配合を製造中のコンクリートに適用すべくコンクリート材料を追加投入することで、製造されるコンクリートのバッチ毎の品質のバラツキを抑制することができ、且つ、要求品質を満たすコンクリートを精度良く作成可能である。
【発明の効果】
【００２８】
本発明の少なくとも一実施形態によれば、要求品質を満たすコンクリートを精度良く作成可能なコンクリートの製造システム及びコンクリートの製造方法が提供される。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】本発明の一実施形態にかかるコンクリートの製造システムの構成を概略的に示す概略構成図である。
【図２】本発明の一実施形態にかかるコンクリートの製造システムの電気的構成の一例を概略的に示す概略ブロック図である。
【図３】本発明の一実施形態における性状情報推定装置や関連付け情報作成装置を説明するための図であって、図３（ａ）は、関連付け情報作成装置による第１関連付け情報の作成の一例を示す図であり、図３（ｂ）は、性状情報推定装置による性状情報の推定の一例を示す図であり、図３（ｃ）は、関連付け情報作成装置による第２関連付け情報の作成の一例を示す図であり、図３（ｄ）は、性状情報推定装置による性状情報の推定の他の一例を示す図である。
【図４】混練状態情報と性状情報との関係の一例を示すグラフである。
【図５】本発明の一実施形態における配合量決定装置を説明するための図であって、図５（ａ）は、配合量決定装置による設計配合量の決定の一例を示す図であり、図５（ｂ）は、配合量決定装置による修正設計配合量の決定の一例を示す図である。
【図６】本発明の一実施形態における制御装置を説明するための図である。
【図７】本発明の一実施形態にかかるコンクリートの製造方法のフロー図である。
【発明を実施するための形態】
【００３０】
以下、添付図面を参照して本発明の幾つかの実施形態について説明する。ただし、実施形態として記載されている又は図面に示されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対的配置等は、本発明の範囲をこれに限定する趣旨ではなく、単なる説明例にすぎない。
例えば、「ある方向に」、「ある方向に沿って」、「平行」、「直交」、「中心」、「同心」或いは「同軸」等の相対的或いは絶対的な配置を表す表現は、厳密にそのような配置を表すのみならず、公差、若しくは、同じ機能が得られる程度の角度や距離をもって相対的に変位している状態も表すものとする。
例えば、「同一」、「等しい」及び「均質」等の物事が等しい状態であることを表す表現は、厳密に等しい状態を表すのみならず、公差、若しくは、同じ機能が得られる程度の差が存在している状態も表すものとする。
例えば、四角形状や円筒形状等の形状を表す表現は、幾何学的に厳密な意味での四角形状や円筒形状等の形状を表すのみならず、同じ効果が得られる範囲で、凹凸部や面取り部等を含む形状も表すものとする。
一方、一の構成要素を「備える」、「具える」、「具備する」、「含む」、又は、「有する」という表現は、他の構成要素の存在を除外する排他的な表現ではない。
なお、同様の構成については同じ符号を付し説明を省略することがある。
【００３１】
図１は、本発明の一実施形態にかかるコンクリートの製造システムの構成を概略的に示す概略構成図である。コンクリートの製造システム１は、セメント、水、粗骨材（骨材）及び細骨材（骨材）を含むコンクリート材料を混練してコンクリートを製造するものであって、コンクリート製造装置２と、少なくとも一つの検出装置６と、コンクリート製造装置２を制御可能に構成されている第１情報処理装置８と、第１情報処理装置８との間でデータの送受信が可能に構成されている第２情報処理装置９と、を備えている。
【００３２】
コンクリート製造装置２は、図１に示されるように、コンクリート材料を貯蔵可能な貯蔵容器３（貯蔵ビン）と、貯蔵容器３から送られたコンクリート材料を計量可能な計量器４（計量ビン）と、計量器４から送られたコンクリート材料を混練可能なミキサ５（コンクリートミキサ）と、を備えている。計量器４は、開閉可能な開閉弁などを有しており、ミキサ５に投入されるコンクリート材料の量である投入量を調整可能に構成されている。
【００３３】
図１に示されるように、コンクリート製造装置２は、コンクリート材料の種類ごとに異なる複数の貯蔵容器３及び計量器４を備えている。貯蔵容器３は、セメントを貯蔵可能なセメント貯蔵容器３１と、水を貯蔵可能な水貯蔵容器３２と、粗骨材を貯蔵可能な粗骨材貯蔵容器３３と、細骨材を貯蔵可能な細骨材貯蔵容器３４と、を含んでいる。また、計量器４は、セメントを計量可能なセメント計量器４１と、水を計量可能な水計量器４２と、粗骨材を計量可能な粗骨材計量器４３と、細骨材を計量可能な細骨材計量器４４と、を含んでいる。なお、コンクリート製造装置２は、コンクリート材料の各々の種類ごと（例えばセメントの種類ごと）に異なる複数の貯蔵容器３及び計量器４を備えていてもよい。また、計量器４は、粗骨材計量器４３と細骨材計量器４４の代わりに、粗骨材と細骨材が混合された骨材を計量可能であり、且つ、骨材の投入量を調整可能な骨材計量器を含んでいてもよい。
【００３４】
ミキサ５は、図１に示されるように、撹拌軸５１と、撹拌軸５１の径方向外側に設けられてコンクリートを撹拌する撹拌羽根５２と、撹拌軸５１を回転駆動させる電動モータを含む駆動源５３と、を含んでいる。
【００３５】
図１に示されるように、コンクリート材料の各々は、貯蔵容器３から計量器４に送られて計量される。そして、計量器４により計量されたコンクリート材料の各々が、ミキサ５に投入されて撹拌羽根５２により混練されることで、コンクリートが製造される。製造されたコンクリートは、コンクリートの性状を確認するための性状試験（品質検査）が行われて、要求品質を満たすかが確認される。
【００３６】
少なくとも一つの検出装置６は、図１に示されるように、ミキサ５により混練中のコンクリートの混練状態に関する情報である混練状態情報ＩＫを取得可能に構成されている混練状態情報取得装置６０と、コンクリート材料に関する情報である材料情報ＩＭを取得可能に構成されている材料情報取得装置７０と、を含んでいる。
【００３７】
図１に示される実施形態では、混練状態情報取得装置６０は、ミキサ５で混練されているコンクリートを撮影可能な第１撮影装置６１を含んでいる。第１撮影装置６１により、ミキサ５で混練されているコンクリートの画像（撮影画像ＣＩ）が撮影される。第１情報処理装置８が備える画像処理装置８９（図２参照）は、撮影画像ＣＩを二値化処理やエッジ検出などの画像処理することで、コンクリートの形状や挙動などの情報ＩＣを取得可能に構成されている。撮影画像ＣＩや撮影画像ＣＩから取得される情報ＩＣには、混練されているコンクリートの流動状態を表す情報が含まれ、該情報には、コンクリートの強度、流動性及び空気量などのコンクリートの性状に関する情報が含まれる。また、混練状態情報ＩＫには、撮影画像ＣＩや撮影画像ＣＩから取得される情報ＩＣが含まれる。なお、混練状態情報取得装置６０は、第１撮影装置６１を含まずに、第１撮影装置６１以外の他の装置を含んでもよく、該他の装置により混練状態情報ＩＫを取得してもよい。
【００３８】
図１に示される実施形態では、材料情報取得装置７０は、貯蔵容器３から計量器４に送られる骨材のうちの、粗骨材及び細骨材の少なくとも一方を撮影可能な第２撮影装置７１を含んでいる。第２撮影装置７１により、ミキサ５に投入される前の骨材の画像（第２撮影画像ＣＡ）が撮影される。画像処理装置８９は、第２撮影画像ＣＡを二値化処理やエッジ検出などの画像処理することで、細骨材の表面水率や骨材の粒度分布などのミキサ５に投入される前の骨材に関する情報である骨材情報ＩＡを取得可能に構成されている。第２撮影画像ＣＡや第２撮影画像ＣＡから取得される骨材情報ＩＡには、ミキサ５に投入される前の骨材の状態を表す情報が含まれ、該情報には、コンクリートの強度、流動性及び空気量などのコンクリートの性状に関する情報が含まれる。また、材料情報ＩＭには、第２撮影画像ＣＡや第２撮影画像ＣＡから取得される骨材情報ＩＡが含まれる。なお、材料情報取得装置７０は、第２撮影装置７１を含まずに、第２撮影装置７１以外の他の装置を含んでもよく、該他の装置により材料情報ＩＭを取得してもよい。
【００３９】
図２は、本発明の一実施形態にかかるコンクリートの製造システムの電気的構成の一例を概略的に示す概略ブロック図である。図２に示されるように、第１情報処理装置８は、コンクリート製造装置２、混練状態情報取得装置６０、材料情報取得装置７０及び第２情報処理装置９に電気的に接続されている。電気的に接続されているとは、有線による物理的な接続だけでなく、無線により通信を含んでおり、接続された装置間における信号やデータなどの送受信が可能に構成されていることをいう。
【００４０】
第１情報処理装置８は、図２に示されるように、入出力装置８１（入出力インターフェース、通信装置）、記憶装置８２（ＲＯＭ、ＲＡＭ）、表示装置８３（ディスプレイ）、演算装置８４を含むマイクロコンピュータから構成されているが、一般的な構成および制御については適宜割愛することとする。第１情報処理装置８の入出力装置８１、記憶装置８２、表示装置８３及び演算装置８４のそれぞれは、バス８０に電気的に接続されている。
【００４１】
第１情報処理装置８の入出力装置８１は、コンクリートの製造システム１において用いられる各構成要素（ミキサ５など）からの各種情報が入力され、且つ、演算結果などに基づく各種情報を上述した各構成要素に出力する。また、入出力装置８１は、キーボードやマウス、無線通信装置などを含んでいる。記憶装置８２は、入力された各種情報や制御実施のために必要な各種プログラムや演算結果などを記憶可能に構成されている。演算装置８４は、上述した各種情報に基づいて演算処理を行う。表示装置８３は、入力された各種情報や上述した演算装置８４による演算結果などの情報を表示する。
【００４２】
第１情報処理装置８は、配合量決定装置８６と、性状情報推定装置８７と、関連付け情報作成装置８８と、上述した画像処理装置８９と、をさらに備えている。配合量決定装置８６、性状情報推定装置８７、関連付け情報作成装置８８及び画像処理装置８９は、バス８０に電気的に接続されている。なお、配合量決定装置８６、性状情報推定装置８７、関連付け情報作成装置８８及び画像処理装置８９の各々は、記憶装置８２に記憶されて演算装置８４により動作するプログラムであってもよい。
【００４３】
また、第２情報処理装置９（データサーバ）は、第１情報処理装置８と同様に、記憶装置９１、不図示の入出力装置及び不図示の演算装置を含むマイクロコンピュータから構成されているが、一般的な構成および制御については適宜割愛することとする。図２に示されるように、記憶装置９１には、目標品質ＴＱ、配合情報ＩＦ、混練状態情報ＩＫ、材料情報ＩＭ、性状情報ＩＰ、関連付け情報ＩＲ（第１関連付け情報ＩＲ１、第２関連付け情報ＩＲ２）、配合設計モデルＭＤ及び制御モデルＭＣなどが記憶されるようになっている。記憶装置９１には、コンクリートの製造を繰り返すことにより、配合情報ＩＦ、混練状態情報ＩＫ、材料情報ＩＭ及び性状情報ＩＰが蓄積され、蓄積された配合情報ＩＦなどの情報に基づいて、関連付け情報ＩＲ、配合設計モデルＭＤ及び制御モデルＭＣが適宜更新されるようになっている。
【００４４】
図３は、本発明の一実施形態における性状情報推定装置や関連付け情報作成装置を説明するための図であって、図３（ａ）は、関連付け情報作成装置による第１関連付け情報の作成の一例を示す図であり、図３（ｂ）は、性状情報推定装置による性状情報の推定の一例を示す図であり、図３（ｃ）は、関連付け情報作成装置による第２関連付け情報の作成の一例を示す図であり、図３（ｄ）は、性状情報推定装置による性状情報の推定の他の一例を示す図である。
【００４５】
図３（ａ）に示されるように、関連付け情報作成装置８８は、予め記憶装置９１に蓄積された混練状態情報ＩＫと、予め記憶装置９１に蓄積された性状情報ＩＰであって、バッチ毎に混練状態情報ＩＫに関連付けて記憶された性状情報ＩＰと、に基づいて、混練状態情報ＩＫと性状情報ＩＰとを関連付けた第１関連付け情報ＩＲ１を作成する。ここで、性状情報ＩＰは、コンクリートの強度に関する指標である強度指標値ＶＩ、及び前記コンクリートの流動性に関する指標である流動性指標値ＶＦ、の少なくとも一方を含んでいる。性状情報ＩＰは、強度試験やスランプ試験などの品質検査（性状試験）により取得される強度指標値ＶＩや流動性指標値ＶＦの実測値を含んでいる。第１関連付け情報ＩＲ１は、混練状態情報ＩＫと性状情報ＩＰとの相関関係を示す式やグラフ、表などを含んでいる。また、関連付け情報作成装置８８は、混練状態情報ＩＫや性状情報ＩＰが追加される度に第１関連付け情報ＩＲ１を更新する。
【００４６】
図３（ｂ）に示されるように、性状情報推定装置８７は、予め記憶装置９１に記憶された第１関連付け情報ＩＲ１に基づいて、ミキサ５により混練中のコンクリートから取得した混練状態情報ＩＫから該混練状態情報ＩＫを取得したコンクリートの性状情報ＩＰを推定する。
【００４７】
図４は、混練状態情報と性状情報との関係の一例を示すグラフである。図４に基づいて、関連付け情報作成装置８８及び性状情報推定装置８７の具体的な動作を説明する。図４における横軸は、撮影画像ＣＩから取得される情報ＩＣであり、縦軸は、コンクリートの強度に関する指標である強度指標値ＶＩである。また、図４におけるＩＣ２やＩＣ３は、撮影画像ＣＩから取得される情報であり、ＶＩ２やＶＩ３は、情報ＩＣ２やＩＣ３を取得したコンクリートの各々について、コンクリートの製造後に強度試験（性状検査）を行うことにより実測された強度指標値である。関連付け情報作成装置８８は、情報ＩＣ２、ＩＣ３及び強度指標値ＶＩ２、ＶＩ３に基づいて、図４において回帰直線で示されるような、撮影画像ＣＩから取得される情報ＩＣと強度指標値ＶＩとを関連付けた第１関連付け情報ＩＲ１を作成する。性状情報推定装置８７は、第１関連付け情報ＩＲ１に基づいて、ミキサ５により混練中のコンクリートの撮影画像ＣＩから取得した情報ＩＣ１から、混練中のコンクリートの強度指標値ＶＩ１を推定する。なお、コンクリートの撮影画像ＣＩから取得した情報ＩＣについて、パターンマッチングを行うことで、強度指標値ＶＩ１を推定してもよい。
【００４８】
図３（ｃ）に示されるように、関連付け情報作成装置８８は、予め記憶装置９１に蓄積された材料情報ＩＭと、予め記憶装置９１に蓄積された性状情報ＩＰであって、バッチ毎に材料情報ＩＭに関連付けて記憶された性状情報ＩＰと、に基づいて、材料情報ＩＭと性状情報ＩＰとを関連付けた第２関連付け情報ＩＲ２を作成する。第２関連付け情報ＩＲ２は、材料情報ＩＭと性状情報ＩＰとの相関関係を示す式やグラフ、表などを含んでいる。また、関連付け情報作成装置８８は、材料情報ＩＭや性状情報ＩＰが追加される度に第２関連付け情報ＩＲ２を更新する。
【００４９】
図３（ｄ）に示されるように、性状情報推定装置８７は、予め記憶装置９１に記憶された第２関連付け情報ＩＲ２に基づいて、ミキサ５に投入される前のコンクリート材料から取得した材料情報ＩＭから該材料情報ＩＭを取得したコンクリート材料を混練することで製造されるコンクリートの性状情報ＩＰを推定する。
【００５０】
関連付け情報ＩＲ（第１関連付け情報ＩＲ１、第２関連付け情報ＩＲ２）は、性状情報ＩＰを推定するための基礎となる情報（材料情報ＩＭ、混練状態情報ＩＫ）が複数ある場合には、基礎となる情報と性状情報ＩＰとの相関性の強弱を示す情報を含んでいてもよく、該相関性の強弱に基づいて、性状情報推定装置８７は複数の基礎となる情報のうちの、少なくとも一つから性状情報ＩＰを推定してもよい。
【００５１】
図５は、本発明の一実施形態における配合量決定装置を説明するための図であって、図５（ａ）は、配合量決定装置による設計配合量の決定の一例を示す図であり、図５（ｂ）は、配合量決定装置による修正設計配合量の決定の一例を示す図である。
【００５２】
図５（ａ）に示されるように、配合量決定装置８６は、予め作成されて記憶装置９１に記憶された配合設計モデルＭＤに基づいて、配合設計を実行可能に構成されており、配合設計モデルＭＤに基づく配合設計により、目標品質ＴＱからコンクリートの配合量である設計配合量ＱＤを決定する。より具体的には、配合設計モデルＭＤは、検出装置６で検出されて予め記憶装置９１に記憶された材料情報ＩＭや混練状態情報ＩＫと、関連付け情報作成装置８８により作成されて予め記憶装置９１に記憶された第１関連付け情報ＩＲ１や第２関連付け情報ＩＲ２と、に基づいて、目標品質ＴＱから設計配合量ＱＤを決定する。
【００５３】
目標品質ＴＱは、目標とするコンクリートの性状に関する情報であり、目標とする強度に関する指標である目標強度指標ＴＳ、及び目標とする流動性に関する指標である目標流動性指標ＴＦを含んでいる。目標強度指標ＴＳは、圧縮強度試験により取得される７日材齢圧縮強度及び２８日材齢圧縮強度の少なくとも一方を含んでいる。目標流動性指標ＴＦは、スランプ試験やスランプフロー試験で取得されるスランプ値及びスランプフロー値の少なくとも一方を含んでいる。目標品質ＴＱは、配合量決定装置８６により配合設計を行う前に入出力装置８１を介して入力され、記憶装置９１に記憶されている。
【００５４】
設計配合量ＱＤは、目的とする要求品質を満たすコンクリートを１バッチ分製造するために必要なコンクリート材料の各々の量である。図５（ａ）におけるＱＤ１は、セメントの設計配合量であり、ＱＤ２は、水の設計配合量であり、ＱＤ３は、粗骨材の設計配合量であり、ＱＤ４は、細骨材の設計配合量である。
【００５５】
図５（ｂ）に示されるように、配合量決定装置８６は、配合設計モデルＭＤに基づく配合設計により、設計配合量ＱＤを修正した配合量である修正設計配合量ＱＭを決定する。より具体的には、配合設計モデルＭＤは、検出装置６で検出されて予め記憶装置９１に記憶された材料情報ＩＭや混練状態情報ＩＫと、関連付け情報作成装置８８により作成されて予め記憶装置９１に記憶された第１関連付け情報ＩＲ１や第２関連付け情報ＩＲ２と、に基づいて、コンクリート製造装置２によりコンクリートを製造中に取得される材料情報ＩＭ及び混練状態情報ＩＫ並びに目標品質ＴＱから修正設計配合量ＱＭを決定する。この際に、配合量決定装置８６は、検出装置６で検出されて予め記憶装置９１に記憶された材料情報ＩＭや混練状態情報ＩＫと、関連付け情報作成装置８８により作成されて予め記憶装置９１に記憶された第１関連付け情報ＩＲ１や第２関連付け情報ＩＲ２と、に基づいて、性状情報ＩＰを推定し、推定された性状情報ＩＰと目標品質ＴＱとを比較した結果から修正設計配合量ＱＭを決定してもよい。
【００５６】
修正設計配合量ＱＭは、設計配合量ＱＤと同様に、目的とする要求品質を満たすコンクリートを１バッチ分製造するために必要なコンクリート材料の各々の量である。図５（ｂ）におけるＱＭ１は、セメントの修正設計配合量であり、ＱＭ２は、水の修正設計配合量であり、ＱＭ３は、粗骨材の修正設計配合量であり、ＱＭ４は、細骨材の設計配合量である。修正設計配合量ＱＭの各々は、設計配合量ＱＤの各々より増量してもよいし、減量してもよい。なお、修正設計配合量ＱＭは、設計配合量ＱＤに対する差分量であってもよい。
【００５７】
なお、配合設計モデルＭＤは、材料情報ＩＭ及び第１関連付け情報ＩＲ１に基づいて、設計配合量ＱＤや修正設計配合量ＱＭを決定してもよいし、混練状態情報ＩＫ及び第２関連付け情報ＩＲ２に基づいて、設計配合量ＱＤや修正設計配合量ＱＭを決定してもよい。
【００５８】
幾つかの実施形態にかかるコンクリートの製造システム１は、図１に示されるように、上述した少なくとも一つの検出装置６と、上述した記憶装置９１と、上述した配合量決定装置８６と、を備えている。
【００５９】
上記の構成によれば、コンクリートの製造システム１は、ミキサ５に投入される前のコンクリート材料に関する情報である材料情報ＩＭ、及びミキサ５において混練されているコンクリートの混練状態に関する情報である混練状態情報ＩＫの少なくとも一方を検出可能な少なくとも一つの検出装置６と、材料情報ＩＭとコンクリートの性状に関する情報である性状情報ＩＰとを関連付けた第１関連付け情報ＩＲ１、及び混練状態情報ＩＫと性状情報ＩＰとを関連付けた第２関連付け情報ＩＲ２の少なくとも一方を記憶する記憶装置９１と、を備えている。このため、検出装置６により、材料情報ＩＭや混練状態情報ＩＫが取得可能である。また、記憶装置９１により、材料情報ＩＭと性状情報ＩＰとを関連付けた第１関連付け情報ＩＲ１や、混練状態情報ＩＫと性状情報ＩＰとを関連付けた第２関連付け情報ＩＲ２が取得可能である。
【００６０】
そして、コンクリートの製造システム１は、検出装置６で検出された材料情報ＩＭや混練状態情報ＩＫと、記憶装置９１に記憶された第１関連付け情報ＩＲ１や第２関連付け情報ＩＲ２と、に基づいて、コンクリート材料の配合量を決定する配合量決定装置８６をさらに備えている。ここで、材料情報ＩＭや混練状態情報ＩＫと性状情報ＩＰとは相関関係を有しており、第１関連付け情報ＩＲ１や第２関連付け情報ＩＲ２は上述した相関関係を顕在化させるものである。このため、コンクリートの製造システム１は、材料情報ＩＭや混練状態情報ＩＫと、第１関連付け情報ＩＲ１や第２関連付け情報ＩＲ２と、に基づいて、コンクリートの性状を精度良く推定可能である。また、コンクリートの性状を精度良く推定可能であるので、材料情報ＩＭや混練状態情報ＩＫと、第１関連付け情報ＩＲ１や第２関連付け情報ＩＲ２と、に基づいて、目標とするコンクリートの性状に対応するコンクリート材料の配合量（設計配合量ＱＤ）を精度良く推定可能である。よって、コンクリートの製造システム１は、要求品質を満たすコンクリートを精度良く作成可能である。
【００６１】
また、コンクリートの製造システム１は、検出装置６により材料情報ＩＭや混練状態情報ＩＫを取得することで、製造中のコンクリートの性状を精度良く推定することができる。このため、コンクリートの製造システム１は、配合量決定装置８６により製造中のコンクリートの適切な配合（修正設計配合量ＱＭ）を求め、該配合を製造中のコンクリートに適用すべくコンクリート材料を追加投入することで、製造されるコンクリートのバッチ毎の品質のバラツキを抑制することができ、且つ、要求品質を満たすコンクリートを精度良く作成可能である。
【００６２】
幾つかの実施形態では、上述した材料情報ＩＭ及び上述した混練状態情報ＩＫの少なくとも一方と、上述した第１関連付け情報ＩＲ１及び上述した第２関連付け情報ＩＲ２の少なくとも一方と、を学習データＤＬとする機械学習を行うことにより生成された配合設計モデルＭＤに基づいて、コンクリート材料の配合量（設計配合量ＱＤ、修正設計配合量ＱＭ）を決定する。この場合には、学習データＤＬを蓄積することにより、材料情報ＩＭや混練状態情報ＩＫと第１関連付け情報ＩＲ１や第２関連付け情報ＩＲ２との相関関係の精度を向上させることができるので、機械学習を行うことにより生成された配合設計モデルＭＤは、目標とするコンクリートの性状に対応するコンクリート材料の配合量を精度良く推定可能である。
【００６３】
上述したように幾つかの実施形態では、上述した少なくとも一つの検出装置６（混練状態情報取得装置６０）は、図１に示されるように、ミキサ５において混練されているコンクリートの画像を撮影可能な第１撮影装置６１を含んでいる。そして、上述した混練状態情報ＩＫは、第１撮影装置６１により撮影されたコンクリートの撮影画像ＣＩ、及び撮影画像ＣＩから取得される情報ＩＣの少なくとも一方を含んでいる。この場合には、混練状態情報ＩＫとしてミキサ５において混練されているコンクリートの撮影画像ＣＩや撮影画像ＣＩから取得される情報ＩＣが含まれる。コンクリートの撮影画像ＣＩや撮影画像ＣＩから取得される情報ＩＣには、コンクリートの強度、流動性及び空気量などのコンクリートの性状に関する情報を含んでいる。このため、混練状態情報ＩＫにコンクリートの撮影画像ＣＩや撮影画像ＣＩから取得される情報ＩＣを含むことで、コンクリートの性状を精度良く推定可能である。
【００６４】
また、幾つかの実施形態では、上述した少なくとも一つの検出装置６（混練状態情報取得装置６０）は、図１に示されるように、混練中のミキサ５の電流値を計測可能な電流計６２を含んでいる。また、上述した混練状態情報ＩＫは、電流計６２により取得される混練中におけるミキサ５の電流値を含んでいる。混練中におけるミキサ５の電流値には、コンクリートの流動性（スランプ値）などのコンクリートの性状に関する情報が含まれる。このため、混練状態情報ＩＫに混練中におけるミキサ５の電流値を含むことで、コンクリートの性状を精度良く推定可能である。なお、混練状態情報取得装置６０は、電流計６２の代わりに混練中のミキサ５のトルク値を検出可能なトルク検出器を含んでいてもよく、上述した混練状態情報ＩＫは、トルク検出器により取得される混練中のミキサ５のトルク値を含んでいてもよい。
【００６５】
なお、上述した混練状態情報取得装置６０は、第１撮影装置６１及び電流計６２の両方を含んでいてもよいし、第１撮影装置６１や電流計６２を含んでいなくてもよい。また、上述した混練状態情報取得装置６０は、混練中のコンクリートの温度を検出可能な温度計や混練中のコンクリートの歪みを検出可能な歪み計などの第１撮影装置６１や電流計６２以外の装置（計測器）を含んでいてもよい。また、混練状態情報ＩＫは、混練中のコンクリートの温度や歪みを含んでいてもよい。混練状態情報ＩＫが多種の情報を含むことで、コンクリートの性状の推定精度を向上させることができる。
【００６６】
幾つかの実施形態では、上述した少なくとも一つの検出装置６（材料情報取得装置７０）は、ミキサ５に投入される前の骨材に関する情報である骨材情報ＩＡを検出可能な骨材情報検出装置７０Ａを含んでいる。上述した材料情報ＩＭは、骨材情報ＩＡを含んでいる。図１に示される実施形態では骨材情報検出装置７０Ａは、第２撮影装置７１を含んでいたが、他の実施形態では骨材情報検出装置７０Ａは、細骨材の表面水率を検出可能な水分計を含んでいてもよい。
【００６７】
上記の構成によれば、材料情報ＩＭとしてミキサ５に投入される前の骨材に関する情報である骨材情報ＩＡが含まれる。ここで、骨材情報ＩＡは、コンクリートの強度、流動性及び空気量などのコンクリートの性状に関する情報を含んでいる。例えば、骨材（細骨材）の表面水率は、コンクリートの流動性に影響を与えるコンクリート材料における水の割合や、コンクリートの強度や空気量に影響を与えるコンクリートの水セメント比に関連するパラメータである。換言すると、骨材（細骨材）の表面水率は、コンクリートの強度や流動性、空気量などのコンクリートの性状に関する情報を含んでいる。また、骨材の粒度分布が大きい場合には、粗骨材の間に細骨材が入り込むので、骨材の粒度分布が小さい場合に比べて密な状態になり、骨材間の付着力が大きくなる。このため、骨材の粒度分布が大きい場合には、骨材の粒度分布が小さい場合に比べて、セメントや水の量が少なくてもコンクリートの強度を大きくすることができる。換言すると、骨材の粒度分布は、コンクリートの強度や流動性などのコンクリートの性状に関する情報を含んでいる。このため、材料情報ＩＭに骨材情報ＩＡを含むことで、コンクリートの性状を精度良く推定可能である。
【００６８】
また、幾つかの実施形態では、上述した少なくとも一つの検出装置６（材料情報取得装置７０）は、図１に示されるように、計量器４（セメント計量器４１、水計量器４２、粗骨材計量器４３、細骨材計量器４４）を含み、上述した材料情報ＩＭには、計量器４により計量されたコンクリート材料の計量値を含んでいる。この場合には、ミキサ５に投入されたコンクリート材料の量を正確に把握することができるので、コンクリートの性状の推定精度を向上させることができる。
【００６９】
なお、上述した材料情報取得装置７０は、貯蔵容器３（セメント貯蔵容器３１、水貯蔵容器３２、粗骨材貯蔵容器３３、細骨材貯蔵容器３４）の各々に設けられるコンクリート材料の温度を検出可能な温度計をさらに含んでいてもよく、材料情報ＩＭは、貯蔵容器３におけるコンクリート材料の温度を含んでいてもよい。材料情報ＩＭが多種の情報を含むことで、コンクリートの性状の推定精度を向上させることができる。
【００７０】
幾つかの実施形態では、上述した性状情報ＩＰは、コンクリートの強度に関する指標である強度指標値ＶＩ、及び前記コンクリートの流動性に関する指標である流動性指標値ＶＦの少なくとも一方を含んでいる。強度指標値ＶＩは、目標強度指標ＴＳに対応するものであり、圧縮強度試験により取得される７日材齢圧縮強度及び２８日材齢圧縮強度の少なくとも一方を含んでいる。流動性指標値ＶＦは、目標流動性指標ＴＦに対応するものであり、スランプ試験やスランプフロー試験で取得されるスランプ値及びスランプフロー値の少なくとも一方を含んでいる。この場合には、性状情報ＩＰとしてコンクリートの強度指標値ＶＩや流動性指標値ＶＦを含んでいるので、コンクリートの製造システム１は、材料情報ＩＭや混練状態情報ＩＫと、第１関連付け情報ＩＲ１や第２関連付け情報ＩＲ２と、に基づいて、コンクリートの強度や流動性を精度良く推定可能である。よって、コンクリートの製造システム１は、目標とするコンクリートの流動性に対応するコンクリート材料の配合量を精度良く推定可能である。
【００７１】
なお、上述した目標品質ＴＱ及び上述した性状情報ＩＰは、各種の強度試験により取得される引張強度、せん断強度及び曲げ強度、並びに空気量試験により取得される空気量などをさらに含んでいてもよい。
【００７２】
図６は、本発明の一実施形態における制御装置を説明するための図である。幾つかの実施形態では、上述したコンクリートの製造システム１は、図６に示されるように、上述した検出装置６で検出された材料情報ＩＭ、及び混練状態情報ＩＫの少なくとも一方と、記憶装置９１に記憶された第１関連付け情報ＩＲ１、及び第２関連付け情報ＩＲ２の少なくとも一方に基づいて、ミキサ５を少なくとも含むコンクリート製造装置２の制御を行う制御装置８５をさらに備えている。
【００７３】
図６に示されるように、制御装置８５は、予め作成されて記憶装置９１に記憶された制御モデルＭＣに基づいて、コンクリート製造装置２の制御を実行可能に構成されている。制御モデルＭＣは、検出装置６で検出されて予め記憶装置９１に記憶された材料情報ＩＭや混練状態情報ＩＫと、関連付け情報作成装置８８により作成されて予め記憶装置９１に記憶された第１関連付け情報ＩＲ１や第２関連付け情報ＩＲ２と、に基づいて、コンクリート製造装置２によりコンクリートを製造中に取得される材料情報ＩＭ及び混練状態情報ＩＫ並びに目標品質ＴＱからコンクリート製造装置２に対して行う制御内容を決定する。制御装置８５が行うコンクリート製造装置２の制御には、ミキサ５の混練時間を決定することや、計量器４の開閉弁の開閉を制御してミキサ５にコンクリート材料を投入することなどがある。この際に、制御装置８５は、検出装置６で検出されて予め記憶装置９１に記憶された材料情報ＩＭや混練状態情報ＩＫと、関連付け情報作成装置８８により作成されて予め記憶装置９１に記憶された第１関連付け情報ＩＲ１や第２関連付け情報ＩＲ２と、に基づいて、性状情報ＩＰを推定し、推定された性状情報ＩＰと目標品質ＴＱとを比較した結果からコンクリート製造装置２に対して行う制御内容を決定してもよい。
【００７４】
上記の構成によれば、制御装置８５により、ミキサ５を含むコンクリート製造装置２の制御を行うことができる。制御装置８５によるコンクリート製造装置２の制御としては例えばミキサ５の混練時間の調整がある。制御装置８５により、材料情報ＩＭや混練状態情報ＩＫと、第１関連付け情報ＩＲ１や第２関連付け情報ＩＲ２と、に基づいて、目標とするコンクリートの性状に対応するコンクリートになるように、コンクリート製造装置２の制御を行うことで、製造されるコンクリートのバッチ毎の品質のバラツキを抑制することができ、且つ、要求品質を満たすコンクリートを精度良く作成可能である。
【００７５】
幾つかの実施形態では、図１に示されるように、計量器４は、混和材料の投入量を調整可能な混和材料計量器４５をさらに含んでいる。ここで、混和材料とは、コンクリートの流動性などの改善を目的としてコンクリートに混和される骨材、セメントおよび水以外の材料であり、減水剤や流動化剤などを含むものである。混和材料は、減水剤や流動化剤などの混和剤だけでなく、減水材などの混和材を含んでいてもよく、混和材のみを含むものであってもよい。そして、制御装置８５は、制御モデルＭＣに基づいて、混和材料計量器４５からミキサ５に混和材料を投入するようになっている。この場合には、適切な量の混和材料を投入できるので、製造されるコンクリートのバッチ毎の品質のバラツキを抑制することができ、且つ、要求品質を満たすコンクリートを精度良く作成可能である。
【００７６】
幾つかの実施形態では、上述した制御装置８５は、材料情報ＩＭ及び混練状態情報ＩＫの少なくとも一方と、第１関連付け情報ＩＲ１及び第２関連付け情報ＩＲ２の少なくとも一方と、を学習データＤＬとする機械学習を行うことにより生成された制御モデルＭＣに基づいて、コンクリート製造装置２の制御を行う。この場合には、学習データＤＬを蓄積することにより、材料情報ＩＭや混練状態情報ＩＫと第１関連付け情報ＩＲ１や第２関連付け情報ＩＲ２との相関関係の精度を向上させることができる。このため、機械学習を行うことにより生成された制御モデルＭＣによりコンクリート製造装置２の制御を行うことで、製造されるコンクリートのバッチ毎の品質のバラツキを抑制することができ、且つ、要求品質を満たすコンクリートを精度良く作成可能である。
【００７７】
幾つかの実施形態では、配合量決定装置８６は、図５（ａ）及び（ｂ）に示されるように、設計配合量ＱＤや修正設計配合量ＱＭを決定する際に、記憶装置９１に記憶されている配合情報ＩＦを参照してもよい。ここで、配合情報ＩＦは、記憶装置９１にバッチ毎に材料情報ＩＭ、混練状態情報ＩＫ及び性状情報ＩＰに関連付けて記憶されている。配合情報ＩＦは、セメントに関する情報、水に関する情報、粗骨材や細骨材に関する情報、混和材料に関する情報及び配合設計に関する情報を含んでいる。この場合には、配合量決定装置８６は、配合情報ＩＦを参照することで、設計配合量ＱＤや修正設計配合量ＱＭの推定精度を向上させることができる。
【００７８】
また、幾つかの実施形態では、制御装置８５は、図６に示されるように、コンクリート製造装置２を制御する際に、記憶装置９１に記憶されている配合情報ＩＦを参照してもよい。この場合には、制御装置８５は、配合情報ＩＦを参照することで、コンクリートを精度良く作成可能である。
【００７９】
セメントに関する情報には、普通セメント、高炉セメント、早強セメント、低熱セメント、中庸熱セメントなどのセメントの種類、セメントの密度及びセメントの比表面積が含まれる。水に関する情報には、上水道水、工業用水、上澄水などの水の種類、水の密度、水のｐＨ値が含まれる。粗骨材や細骨材に関する情報には、岩の種類や性状、岩の産地、粗骨材や細骨材の密度、粒度分布、粗粒率、微粒分量、粒形、実積率、吸水率及び安定性が含まれる。混和材料に関する情報には、シリカフューム、高炉スラグ微粉末、フライアッシュ、石灰石微粉末、石こうなどの混和材の種類、混和材の密度、混和材の比表面積、ＡＥ減水剤、消泡剤、流動化剤、増粘剤などの混和剤の種類、混和剤の密度、混和剤の固形分量を含んでいる。配合設計に関する情報には、単位セメント量、単位水量、単位粗骨材量、単位細骨材量、単位結合材量、単位粉体量、水セメント比、水結合材比、水粉体比、セメント水比、結合材水比、粉体水比、細骨材率、粗骨材かさ容量、混和剤添加量、空気量などを含んでいる。ここで、結合材は、セメント及び混和材からなり、粉体は、セメント、鉱物質及びシリカフュームなどの微粉末からなる。
【００８０】
幾つかの実施形態では、図１、２に示されるように、上述したコンクリートの製造システム１は、ミキサ５からホッパ１１に排出されたコンクリートを撮影可能な第３撮影装置１２をさらに備えている。第３撮影装置１２により、ミキサ５で混練されて製造されたコンクリートの画像（撮影画像）が撮影される。第３撮影装置１２により撮影された撮影画像や該撮影画像から取得される情報には、コンクリートの強度、流動性及び空気量などのコンクリートの性状に関する情報が含まれる。この場合には、第３撮影装置１２により撮影された撮影画像や該撮影画像から取得される情報を関連付け情報ＩＲを作成する際に参照することで、関連付け情報ＩＲの精度を向上させることができる。
【００８１】
なお、上述した幾つかの実施形態では、第１情報処理装置８と第２情報処理装置９とは別体で構成されていたが、一体的に構成されていてもよい。また、上述した第１情報処理装置８が備える構成や情報のうちの幾つかは第２情報処理装置９が備えていてもよく、上述した第２情報処理装置９が備える構成や情報のうちの幾つかは第１情報処理装置８が備えていてもよい。
【００８２】
図７は、本発明の一実施形態にかかるコンクリートの製造方法のフロー図である。図７に示されるように、幾つかの実施形態にかかるコンクリートの製造方法１００は、セメント、水及び骨材を含むコンクリート材料を混練してコンクリートを製造するためのコンクリートの製造方法であって、上述した材料情報ＩＭ、及び上述した混練状態情報ＩＫの少なくとも一方を取得する情報取得ステップＳ１０１と、材料情報ＩＭと性状情報ＩＰとを関連付けた上述した第１関連付け情報ＩＲ１、及び混練状態情報ＩＫと性状情報ＩＰとを関連付けた上述した第２関連付け情報ＩＲ２の少なくとも一方を取得する関連付け情報取得ステップＳ１０２と、材料情報ＩＭ、及び混練状態情報ＩＫの少なくとも一方と、第１関連付け情報ＩＲ１、及び第２関連付け情報ＩＲ２の少なくとも一方に基づいて、コンクリート材料の配合量を決定する配合量決定ステップＳ１０３と、を備えている。
【００８３】
情報取得ステップＳ１０１は、図７に示されるように、材料情報ＩＭを取得する材料情報取得ステップＳ１０１Ａ、及び混練状態情報ＩＫを取得する混練状態情報取得ステップＳ１０１Ｂの少なくとも一方を含んでいる。関連付け情報取ステップＳ１０２は、図７に示されるように、第１関連付け情報ＩＲ１を取得する第１関連付け情報取得ステップＳ１０２Ａ、及び第２関連付け情報ＩＲ２を取得する第２関連付け情報取得ステップＳ１０２Ｂの少なくとも一方を含んでいる。
【００８４】
上記の方法によれば、コンクリートの製造方法１００は、ミキサ５に投入される前のコンクリート材料に関する情報である材料情報ＩＭ、及びミキサ５において混練されているコンクリートの混練状態に関する情報である混練状態情報ＩＫの少なくとも一方を取得する情報取得ステップＳ１０１と、材料情報ＩＭと性状情報ＩＰとを関連付けた第１関連付け情報ＩＲ１、及び混練状態情報ＩＫと性状情報ＩＰとを関連付けた第２関連付け情報ＩＲ２の少なくとも一方を取得する関連付け情報取得ステップＳ１０２と、を備えている。このため、情報取得ステップＳ１０１では、材料情報ＩＭや混練状態情報ＩＫが取得可能である。また、関連付け情報取得ステップＳ１０２では、材料情報ＩＭと性状情報ＩＰとを関連付けた第１関連付け情報ＩＲ１や、混練状態情報ＩＫと性状情報ＩＰとを関連付けた第２関連付け情報ＩＲ２が取得可能である。
【００８５】
そして、コンクリートの製造方法１００は、情報取得ステップＳ１０１で取得した材料情報ＩＭや混練状態情報ＩＫと、関連付け情報取得ステップＳ１０２で取得した第１関連付け情報ＩＲ１や第２関連付け情報ＩＲ２と、に基づいて、コンクリート材料の配合量を決定する配合量決定ステップＳ１０３をさらに備えている。上述したように、材料情報ＩＭや混練状態情報ＩＫと性状情報ＩＰとは相関関係を有しており、第１関連付け情報ＩＲ１や第２関連付け情報ＩＲ２は上述した相関関係を顕在化させるものである。このため、コンクリートの製造方法１００は、材料情報ＩＭや混練状態情報ＩＫと、第１関連付け情報ＩＲ１や第２関連付け情報ＩＲ２と、に基づいて、コンクリートの性状を精度良く推定可能である。また、コンクリートの製造方法１００は、コンクリートの性状を精度良く推定可能であるので、材料情報ＩＭや混練状態情報ＩＫと、第１関連付け情報ＩＲ１や第２関連付け情報ＩＲ２と、に基づいて、目標とするコンクリートの性状に対応するコンクリート材料の配合量を精度良く推定可能である。よって、コンクリートの製造方法１００は、要求品質を満たすコンクリートを精度良く作成可能である。
【００８６】
また、コンクリートの製造方法１００は、情報取得ステップＳ１０１にて、コンクリート製造装置２により製造中のコンクリートやコンクリート材料について、材料情報ＩＭや混練状態情報ＩＫを取得することで、製造中のコンクリートの性状を精度良く推定することができる。このため、コンクリートの製造方法１００は、配合量決定ステップＳ１０３にて製造中のコンクリートの適切な配合を求め、該配合を製造中のコンクリートに適用すべくコンクリート材料を追加投入することで、製造されるコンクリートのバッチ毎の品質のバラツキを抑制することができ、且つ、要求品質を満たすコンクリートを精度良く作成可能である。
【００８７】
本発明は上述した実施形態に限定されることはなく、上述した実施形態に変形を加えた形態や、これらの形態を適宜組み合わせた形態も含む。
【符号の説明】
【００８８】
１        コンクリートの製造システム
２          コンクリート製造装置
３            貯蔵容器
３１            セメント貯蔵容器
３２            水貯蔵容器
３３            粗骨材貯蔵容器
３４            細骨材貯蔵容器
４            計量器
４１            セメント計量器
４２            水計量器
４３            粗骨材計量器
４４            細骨材計量器
５            ミキサ
５１            撹拌軸
５２            撹拌羽根
５３            駆動源
６          検出装置
６０          混練状態情報取得装置
６１            第１撮影装置
６２            電流計
７０          材料情報取得装置
７１          第２撮影装置
８          第１情報処理装置
８０          バス
８１          入出力装置
８２          記憶装置
８３          表示装置
８４          演算装置
８５          制御装置
８６          配合量決定装置
８７          性状情報推定装置
８８          関連付け情報作成装置
８９          画像処理装置
９          第２情報処理装置
１００    コンクリートの製造方法
ＣＡ      第２撮影画像
ＣＩ      撮影画像
ＤＬ      学習データ
ＩＡ      骨材情報
ＩＣ      撮影画像から取得される情報
ＩＦ      配合情報
ＩＫ      混練状態情報
ＩＭ      材料情報
ＩＰ      性状情報
ＩＲ      関連付け情報
ＩＲ１    第１関連付け情報
ＩＲ２    第２関連付け情報
ＭＣ      制御モデル
ＭＤ      配合設計モデル
ＱＤ  設計配合量
ＱＭ  修正設計配合量
Ｓ１０１  情報取得ステップ
Ｓ１０２  関連付け情報取得ステップ
Ｓ１０３  配合量決定ステップ
ＴＦ  目標流動性指標
ＴＱ  目標品質
ＴＳ  目標強度指標
ＶＦ  流動性指標値
ＶＩ  強度指標値
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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