(57)【要約】【課題】熱処理炉の自動運転を可能にする熱処理炉の制御方法を提供する。【解決手段】熱処理炉の制御方法は、被熱処理物を加熱する初期加熱区間における前記熱処理炉に対する制御情報と、前記熱処理炉の雰囲気温度および前記被熱処理物の温度を含む温度情報を学習データとして、前記制御情報と前記温度情報の対応関係を学習した個別学習モデルを作成するステップと、制御情報および温度情報に基づいて熱処理の進行に応じた目標温度を達成する基本学習モデルと、熱処理中の前記制御情報および前記温度情報と、に基づいて、前記制御情報を出力するステップと、前記熱処理中の前記温度情報と、前記温度目標値と、前記個別学習モデルに基づいて、算出した制御情報を補正するステップと、を有する。【選択図】図１
2022003158.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被熱処理物を加熱する初期加熱区間における、熱処理炉の制御情報と、前記熱処理炉の雰囲気温度および前記被熱処理物の温度とを含む温度情報と、を学習データとして、前記制御情報と前記温度情報の対応関係を学習した個別学習モデルを作成するステップと、
前記制御情報および前記温度情報に基づいて熱処理の進行に応じた目標温度を達成する前記制御情報を出力する基本学習モデルと、前記熱処理中の前記制御情報および前記温度情報と、に基づいて、前記制御情報を算出するステップと、
前記熱処理中の前記温度情報と、前記目標温度と、前記個別学習モデルと、に基づいて、算出した前記制御情報を補正するステップと、
を有する熱処理炉の制御方法。
【請求項２】
前記個別学習モデルを作成するステップでは、
前記初期加熱区間において、前記熱処理炉に設けられた複数の発熱体の出力を個別に変化させる制御を行って、前記被熱処理物に付された温度センサが計測する温度を取得し、前記発熱体別の前記制御に対する前記温度の応答性を示す情報を蓄積する、
請求項１に記載の熱処理炉の制御方法。
【請求項３】
前記個別学習モデルは、前記被熱処理物に付した温度センサが計測する温度と前記目標温度の差を補償する前記発熱体に対する制御値の補正量を出力する、
請求項２に記載の熱処理炉の制御方法。
【請求項４】
前記補正するステップでは、
前記基本学習モデルが出力する前記発熱体に対する前記制御値に、前記補正量を加算して前記制御情報を算出する、
請求項３に記載の熱処理炉の制御方法。
【請求項５】
前記初期加熱区間において、前記制御情報と前記温度情報とに基づいて、前記温度情報の変化の傾向を算出し、前記傾向に基づいて、前記制御情報を補正するステップ、
をさらに有する請求項１から請求項４の何れか１項に記載の熱処理炉の制御方法。
【請求項６】
前記個別学習モデルを作成するステップでは、
前記熱処理炉の温度を昇温、保温、降温させて、その間に取得した前記制御情報と前記温度情報を学習データとして、前記個別学習モデルを作成する、
請求項１から請求項５の何れか１項に記載の熱処理炉の制御方法。
【請求項７】
前記熱処理の度に、前記初期加熱区間において前記個別学習モデルを作成する、
請求項１から請求項６の何れか１項に記載の熱処理炉の制御方法。
【請求項８】
過去の操炉における前記制御情報および前記温度情報を学習データとして、ある時点における前記制御情報および前記温度情報を入力すると、所定の熱処理計画に基づく目標温度を達成する次の時点における前記制御情報を出力する前記基本学習モデルを作成するステップ、
をさらに有する請求項１から請求項７の何れか１項に記載の熱処理炉の制御方法。
【請求項９】
被熱処理物を加熱する初期加熱区間における、熱処理炉の制御情報と、前記熱処理炉の雰囲気温度および前記被熱処理物の温度を含む温度情報と、を学習データとして、前記制御情報と前記温度情報の対応関係を学習した個別学習モデルを作成する個別学習モデル作成部と、
前記制御情報および前記温度情報に基づいて熱処理の進行に応じた目標温度を達成する前記制御情報を出力する基本学習モデルと、前記熱処理中の前記制御情報および前記温度情報と、に基づいて、前記制御情報を算出し、前記熱処理中の前記温度情報と、前記目標温度と、前記個別学習モデルと、に基づいて、算出した前記制御情報を補正し、補正後の前記制御情報に基づいて前記熱処理炉を制御する制御部と、
を備える熱処理システム。
【請求項１０】
コンピュータに、
被熱処理物を加熱する初期加熱区間における、熱処理炉の制御情報と、前記熱処理炉の雰囲気温度および前記被熱処理物の温度とを含む温度情報と、を学習データとして、前記制御情報と前記温度情報の対応関係を学習した個別学習モデルを作成するステップと、
前記制御情報および前記温度情報に基づいて熱処理の進行に応じた目標温度を達成する前記制御情報を出力する基本学習モデルと、前記熱処理中の前記制御情報および前記温度情報と、に基づいて、前記制御情報を算出するステップと、
前記熱処理中の前記温度情報と、前記目標温度と、前記個別学習モデルと、に基づいて、算出した前記制御情報を補正するステップと、
を実行させるプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、熱処理炉の自動運転を可能にする熱処理炉の制御方法、熱処理システム及びプログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
原子力発電所向け圧力容器などの大型板金部品の製作には溶接が不可欠であり、炭素鋼の溶接には、溶接後熱処理（ＰＷＨＴ：Post Weld Heat Treatment)が必須とされる。ＰＷＨＴ施工では、バッチ式のガス熱処理炉や電気熱処理炉を用いて、被熱処理物の加熱を行う。熱処理炉の運転は属人的な操炉に依存していることが多く、特に、様々な形状、寸法、重量を有する被熱処理物を扱う熱処理炉では、個々の被熱処理物の特性に対応した調整が必要となるため、熟練した技能者による操炉が必須である。
【０００３】
特許文献１には、ＰＷＨＴ施工を支援する溶接作業管理・記録システムが記載されている。このシステムを用いると、ＰＷＨＴ施工に関して行うべき作業情報を表示し、作業記録を記録することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特許第５００１６０５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
被熱処理物の形状、寸法等が多様であっても、個々の被熱処理物に応じた適切な熱処理を、属人的な操炉ではなく、自動運転によって達成する方法が求められている。
【０００６】
本開示は、上記課題を解決することができる熱処理炉の制御方法、熱処理システム及びプログラムを提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本開示の熱処理炉の制御方法は、被熱処理物を加熱する初期加熱区間における、熱処理炉の制御情報と、前記熱処理炉の雰囲気温度および前記被熱処理物の温度とを含む温度情報と、を学習データとして、前記制御情報と前記温度情報の対応関係を学習した個別学習モデルを作成するステップと、前記制御情報および前記温度情報に基づいて前記熱処理の進行に応じた目標温度を達成する前記制御情報を出力する基本学習モデルと、前記熱処理中の前記制御情報および前記温度情報と、に基づいて、前記制御情報を算出するステップと、前記熱処理中の前記温度情報と、前記目標温度と、前記個別学習モデルと、に基づいて、算出した前記制御情報を補正するステップと、を有する。
【０００８】
また、本開示の熱処理システムは、被熱処理物を加熱する初期加熱区間における、熱処理炉の制御情報と、前記熱処理炉の雰囲気温度および前記被熱処理物の温度を含む温度情報と、を学習データとして、前記制御情報と前記温度情報の対応関係を学習した個別学習モデルを作成する個別学習モデル作成部と、前記制御情報および前記温度情報に基づいて前記熱処理の進行に応じた目標温度を達成する前記制御情報を出力する基本学習モデルと、前記熱処理中の前記制御情報および前記温度情報と、に基づいて、前記制御情報を算出し、前記熱処理中の前記温度情報と、前記目標温度と、前記個別学習モデルと、に基づいて、算出した前記制御情報を補正し、補正後の前記制御情報に基づいて前記熱処理炉を制御する制御部と、を備える。
【０００９】
また、本開示のプログラムは、コンピュータに、被熱処理物を加熱する初期加熱区間における、熱処理炉の制御情報と、前記熱処理炉の雰囲気温度および前記被熱処理物の温度とを含む温度情報と、を学習データとして、前記制御情報と前記温度情報の対応関係を学習した個別学習モデルを作成するステップと、前記制御情報および前記温度情報に基づいて前記熱処理の進行に応じた目標温度を達成する前記制御情報を出力する基本学習モデルと、前記熱処理中の前記制御情報および前記温度情報と、に基づいて、前記制御情報を算出するステップと、前記熱処理中の前記温度情報と、前記目標温度と、前記個別学習モデルと、に基づいて、算出した前記制御情報を補正するステップと、を実行させる。
【発明の効果】
【００１０】
上述の熱処理炉の制御方法、熱処理システム及びプログラムによれば、熱処理炉の自動運転が可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】実施形態に係る熱処理システムの一例を示す第１の概略図である。
【図２】実施形態に係る熱処理制御の一例を示す図である。
【図３】実施形態に係る基本学習モデルの一例を示す図である。
【図４】実施形態に係る個別学習モデル等の一例を示す第１の図である。
【図５】実施形態に係る熱処理炉の制御の一例を示す第１のフローチャートである。
【図６】実施形態に係る熱処理システムの一例を示す第２の概略図である。
【図７】実施形態に係る個別学習モデル等の一例を示す第２の図である。
【図８】実施形態に係る熱処理炉の制御の一例を示す第２のフローチャートである。
【図９】実施形態に係る制御装置のハードウェア構成の一例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
＜実施形態＞
以下、本開示の熱処理システム熱処理システムについて、図１〜図９を参照しながら説明する。
（システム構成）
図１は、実施形態に係る熱処理システムの一例を示す第１の概略図である。
熱処理システム１は、熱処理炉１０と、熱処理炉１０の制御を行う制御装置２０と、を備える。熱処理炉１０は、バッチ式の熱処理炉である。つまり、１つの被熱処理物３０Ａを炉内へ設置して熱処理を行い、被熱処理物３０Ａの熱処理が完了すると、被熱処理物３０Ａを熱処理炉１０から取り出して、次の被熱処理物３０Ｂの熱処理を炉内に設置して熱処理を開始するというように使用される。また、熱処理炉１０は、例えば、ガス熱処理炉である。図１は、熱処理炉１０を上から見たときの断面図である。熱処理炉１０の壁面には、バーナー１１−１〜１１−２０が配置されている。バーナー１１−１には燃料ガスと空気が送り込まれ、燃料ガスを燃焼させて火炎を炉内へ放射し、炉内を加熱する。バーナー１１−１の燃料系統には、燃料ガスと混合させる空気流量を調節するバルブＶ１が設けられている。バーナー１１−２〜１１−２０についても同様に、各バーナーの燃料系統には、それぞれバルブＶ２〜Ｖ２０が設けられている。バルブＶ１〜Ｖ２０の制御を行って空気流量を調整することによって、燃料ガスの燃焼温度が変化し、炉内温度を制御することができる。
【００１３】
被熱処理物３０は、熱処理炉１０内の任意の場所に置かれて熱処理される。被熱処理物３０の外表面や内面には、熱電対等の温度センサ１２−１〜１２−６が付され、熱処理中の温度が計測される。また、熱処理炉１０には、炉内の雰囲気温度を計測するための温度センサ１３−１〜１３−２が所定の位置に配置されている。
図１のバーナー１１−１等、温度センサ１２−１等、温度センサ１３−１等の数や配置は一例であって、図示する数や配置に限定されるものではない。
【００１４】
制御装置２０は、温度センサ１２−１〜１２−６、温度センサ１３−１〜１３−２と接続されていて、各温度センサが計測した温度を取得する。制御装置２０は、バルブＶ１〜Ｖ２０と接続されていて、バルブＶ１〜Ｖ２０に開度指令値を出力し、バルブＶ１〜Ｖ２０の開度を制御する。被熱処理物３０の熱処理中、制御装置２０は、温度センサ１２−１〜１２−６、温度センサ１３−１〜１３−２が計測した温度を監視して、温度センサ１２−１〜１２−６が計測した温度が所望の温度となるようにバルブＶ１〜Ｖ２０の開度を制御する。制御装置２０がバルブＶ１〜Ｖ２０の開度を適切に調節することによって、被熱処理物３０の温度あるいは炉内雰囲気温度が適切に制御される。
【００１５】
熱処理炉１０では、様々な形状、寸法（大きさ、板厚など）、重量を有する被熱処理物３０が熱処理される。一般に熱処理の再現性は高く、同様の形状、寸法、重量を有する被熱処理物３０を対象に繰り返し熱処理するだけであれば、熱処理中のバルブＶ１〜２０の制御についても同様の制御を繰り返すだけで同様の結果を得ることができる可能性がある。しかし、多様な被熱処理物３０を対象とする場合、適切な温度制御を達成するためには、その都度、被熱処理物３０の特性に合わせたバルブＶ１〜Ｖ２０の制御を行う必要がある。その為、従来から、熟練した技能者が、熱処理中にバルブＶ１〜Ｖ２０の開度変化に対する被熱処理物３０の温度や炉内雰囲気温度の応答を確認しながら、バルブＶ１〜Ｖ２０を制御している。これに対し、熱処理システム１では、制御装置２０が、バルブＶ１〜Ｖ２０の制御を自動的に実行する。後述するように、制御装置２０は、熱処理中の被熱処理物３０の温度（あるいは炉内雰囲気温度）が所望の温度で推移するように、過去の操炉実績データに基づいて作成された基本学習モデルと、個々の被熱処理物３０の特性を学習した個別学習モデルと、に基づいて、バルブＶ１〜Ｖ２０の開度を算出し、各バルブの制御を行う。
【００１６】
（制御装置の機能）
図１に示すように制御装置２０は、センサ情報取得部２１と、設定受付部２２と、基本学習モデル作成部２３と、個別学習モデル作成部２４と、制御部２５と、記憶部２６と、を備える。
センサ情報取得部２１は、温度センサ１２−１〜１２−６、温度センサ１３−１〜１３−２が計測した温度を取得する。
設定受付部２２は、被熱処理物３０の形状、寸法、重量、熱処理条件などの設定を受け付ける。
【００１７】
基本学習モデル作成部２３は、基本学習モデルを作成する。基本学習モデルとは、熟練者の操炉を再現できるように、過去の熟練者の操炉情報および温度情報を学習データとして、オフラインでニューラルネットワーク等により作成された学習済みモデルである。例えば、１つの被熱処理物３０を熱処理炉１０にて熱処理する過程において熟練者が実際に行った時系列の操炉情報（バルブＶ１〜Ｖ２０の開度）と、熟練者の操炉によって制御された各時刻の被熱処理物３０の温度および炉内雰囲気温度を１組の学習データとして、このような学習データを、様々な形状、大きさ、重量を有する被熱処理物３０について蓄積する。基本学習モデル作成部２３は、蓄積された学習データを用いて、例えば、リカレント型のニューラルネットワーク（ＲＮＮ：Recurrent Neural Network）により、時系列のバルブ開度と各温度の関係を学習して基本学習モデルを作成する。次に図２を参照して説明するように、熱処理は、昇温、保持、降温の過程を含む。昇温、降温の工程では、所定の速度以下で炉内温度を上昇または低下させることが要求され、保持の工程では、所定の範囲で炉内温度を保持することが要求される。基本学習モデルは、昇温、保持、降温の各工程における炉内温度を適正範囲に制御するための所定の時間間隔ごとのバルブＶ１〜Ｖ２０の開度を出力する。
【００１８】
個別学習モデル作成部２４は、個別学習モデルを作成する。個別学習モデルとは、被熱処理物３０の個体差、バーナー１１−１〜１１−２０の個体差、被熱処理物３０を設置した炉内位置の影響等を補償するバルブＶ１〜Ｖ２０の開度の補正量を出力する。個別学習モデルは、これから熱処理を行う被熱処理物３０の特性、被熱処理物３０の温度とバーナー１１−１〜１１−２０の出力との関係性を学習する。従って、個別学習モデルは、実際に被熱処理物３０を熱処理炉１０内に設置して操炉を開始した後に、オンラインで学習データを収集し、この学習データを用いて作成される。例えば、被熱処理物３０を熱処理炉１０にて熱処理する過程において、炉内温度が、熱処理を開始したとみなされる所定の温度（例えば３００℃）に達する前に、バルブＶ１〜Ｖ２０の開度を様々に変化させ、バーナー１１−１〜１１−２０の出力を変化させる。また、その変化に対して、温度センサ１３−１，１３−２が計測した炉内雰囲気温度や温度センサ１２−１〜１２−６が計測した被熱処理物３０の温度を収集して、バーナー１１−１〜１１−２０（バルブＶ１〜Ｖ２０の開度）と各温度センサとの関係性、応答性を調べる。個別学習モデルは、バルブＶ１〜Ｖ２０のうち、どのバルブをどの程度開けば、又は、閉じれば、被熱処理物３０のどの部分の温度にどの程度影響するか等の情報を提供する。
【００１９】
制御部２５は、バルブＶ１〜Ｖ２０の開度を制御する。制御部２５は、基本学習モデルに基づいて、所定の熱処理計画に基づいた昇温、保持、降温を実現するためのバルブＶ１〜Ｖ２０の基本的な開度を算出する。基本学習モデルに基づいて制御を行っても、概ね、熱処理計画に沿った炉内温度の制御が可能であるが、被熱処理物３０の形状、寸法、重量などによって計画から乖離する場合がある。制御部２５は、個別学習モデルに基づいて、温度センサ１２−１〜１２−６、温度センサ１３−１〜１３−２が計測した温度が、熱処理計画で計画される目標温度となるようなバルブＶ１〜Ｖ２０それぞれの開度補正量を算出する。制御部２５は、基本学習モデルに基づいて算出した基本的な開度に、個別学習モデルに基づいて算出した補正量を加算して、バルブＶ１〜Ｖ２０それぞれの開度指令値を算出する。制御部２５は、熱処理中、所定の制御周期で、開度指令値を算出し、その開度指令値を各バルブへ出力し、バルブＶ１〜Ｖ２０の開度を制御する。
【００２０】
記憶部２６は、基本学習モデル、個別学習モデル、熱処理中に温度センサ１２−１等が計測した温度の計測値や、制御部２５が出力した開度指令値を記憶する。
【００２１】
図２は、実施形態に係る熱処理制御の一例を示す図である。
図２のグラフの縦軸は、熱処理中の被熱処理物３０の温度（又は炉内雰囲気温度）、横軸は時間を示す。実線で示す線Ｐ１は、熱処理の計画値を示す。つまり、線Ｐ１が示すように炉内温度を昇温、保持、降温させると所望の熱処理が実現できる。破線Ｐ２は、制御装置２０によって自動操炉したときの被熱処理物３０の温度の推移の一例を示している。
時間Ｔ０に熱処理炉１０の運転を開始して、被熱処理物３０の温度が所定のＸ（℃）となるまでを初期学習区間と呼ぶ。時間Ｔ１に被熱処理物３０の温度がＸ（℃）となるとそれ以降、降温によりＸ（℃）以下に低下するまでの間（時間Ｔ１〜Ｔ４）は、熱処理とみなされる区間である。熱処理とみなされる区間では、所定時間ごとに温度の推移を記録することが義務付けられている。一方、被熱処理物３０の温度がＸ（℃）に満たない初期学習区間は、熱処理とはみなされない区間である。初期学習区間では、温度の記録が不要である。個別学習モデル作成部２４は、初期学習区間を利用して、バーナー１１−１〜１１−２０の出力変化と被熱処理物３０の温度変化の関係性、応答性の特性を学習した個別学習モデルを作成する。具体的には、制御部２５と連携して、制御部２５にバルブＶ１〜Ｖ２０の開度を変化させ、その後の温度センサ１２−１〜１２−６、温度センサ１３−１〜１３−２が計測した温度を、センサ情報取得部２１を介して取得する。例えば、制御部２５は、範囲Ｐ３にて例示するように、初期学習区間において昇温、保持、降温に類似する温度推移を起こさせるようなバルブの制御を行ってもよい。個別学習モデル作成部２４は、バルブＶ１〜Ｖ２０の開度を個別に、あるいは、複数のバルブを組み合わせて、バルブの開度変化と温度センサ１２−１等が計測する被熱処理物３０の温度変化の関係を学習する。例えば、個別学習モデル作成部２４は、“バルブＶ４（バーナー１１−４）を現在よりＫ１度開き、バルブＶ５（バーナー１１−５）を現在よりＫ２度開くと、所定時間後に温度センサ１２−１が計測する温度が１０℃上昇する”といったバーナー１１−１等と被熱処理物３０の温度の関係性を学習する。この関係性は、被熱処理物３０の形状、寸法、重量、被熱処理物３０の設置位置、あるいは、そのときのバーナー１１−１〜１１−２０の性能（各バルブ開度への応答性など）等によって異なる。初期学習区間に学習した個々の被熱処理物３０の特性は、時間Ｔ１以降の熱処理で利用される。
初期学習区間に個別学習モデルを作成するにあたり、範囲Ｐ３に示すように被熱処理物３０の温度を、昇温、保持、降温させることは必須ではない、昇温させながら個別学習モデルを作成してもよいし、昇温と保持だけを行って個別学習モデルを作成してもよい。
【００２２】
時間Ｔ１に被熱処理物３０の温度がＸ℃に到達すると、制御部２５は、熱処理を開始する。制御部２５は、バルブＶ１〜Ｖ２０の制御により、被熱処理物３０の温度をＹ℃まで昇温させ、その後所定時間だけＹ℃を保持し、その後降温させる。
【００２３】
まず、制御部２５は、被熱処理物３０の温度を昇温させる制御を行う。時間Ｔ１〜Ｔ２は、昇温の区間である。昇温区間では、速度Ｖ１（℃／Ｈ）以下の速度で炉内温度を上昇させることが要求される。基本学習モデルは、過去の操炉実績データに基づいて、速度Ｖ１以下の速度で炉内温度を上昇させるようなバルブＶ１〜Ｖ２０の開度を演算し、その値を制御部２５に出力する。その一方で、制御部２５は、温度センサ１２−１〜１２−６、温度センサ１３−１〜１３−２が計測した温度を、センサ情報取得部２１を介して取得し、熱処理計画に定められたその時々の目標温度と比較する。温度センサ１２−１等が計測した温度と目標温度の差が所定の許容範囲内であれば、制御部２５は、基本学習モデルが出力した開度をバルブＶ１〜Ｖ２０へ出力する。温度センサ１２−１等が計測した温度と計画値の差が許容範囲を超える場合、制御部２５は、基本学習モデルが出力した開度に個別学習モデルが出力する補正量を加えてバルブＶ１〜Ｖ２０へ出力する。例えば、温度センサ１２−１が計測した温度が目標温度よりも１０℃低ければ、個別学習モデルは、バルブＶ４に対してＫ１度加算し、バルブＶ５に対してＫ２度加算するような補正量を算出する。制御部２５は、次の制御周期について基本学習モデルが出力した各バルブ開度のうち、バルブＶ４，Ｖ５の開度に上記の補正量を加えて、各バルブへ出力する。これにより、次の制御周期で、目標温度よりも１０℃低下した温度が補償される。同様に、温度センサ１２−１等が計測した温度が、速度Ｖ１より高速に上昇しそうなときには、制御部２５は、個別学習モデルに基づいて、過度な温度上昇を抑える補正量を算出して、基本学習モデルが出力したバルブ開度を補正する。
【００２４】
時間Ｔ２にＹ℃に至ると、制御部２５は、被熱処理物３０の温度を保持する制御を行う。時間Ｔ２〜Ｔ３は、保持の区間である。保持区間では、熱処理計画に定められた最高温度を基準とする許容範囲内の温度に保持することが要求される。制御部２５は、温度センサ１２−１〜１２−６、温度センサ１３−１〜１３−２が計測した温度を、センサ情報取得部２１を介して取得する。制御部２５は、最新の温度とバルブＶ１〜Ｖ２０の開度を基本学習モデルに入力する。基本学習モデルは、過去の操炉実績データに基づいて、被熱処理物３０の温度を保持するためのバルブ開度を出力する。制御部２５は、個別学習モデルを参照して、温度センサ１２−１〜１２−６、１３−１〜１３−２が計測した最新の温度と目標温度の差を補償するバルブ開度を出力する。例えば、前回出力したバルブＶ１〜Ｖ２０の開度によって、達成された最新の温度が目標温度よりも１０℃低ければ、制御部２５は、個別学習モデルに基づいて、その１０℃を補償するバルブ開度の補正量を出力する。制御部２５は、基本学習モデルが出力した開度に個別学習モデルが出力する補正量を加えてバルブＶ１〜Ｖ２０へ出力する。これにより、被熱処理物３０の温度が許容範囲内の温度に保持される。
【００２５】
被熱処理物３０の温度Ｙ℃を所定時間維持すると、制御部２５は、被熱処理物３０の温度を降温させる制御を行う。時間Ｔ３〜Ｔ４は、降温の区間である。降温区間では、速度Ｖ２（℃／Ｈ）以下の速度で被熱処理物３０の温度を低下させることが要求される。制御部２５は、温度センサ１２−１〜１２−６、温度センサ１３−１〜１３−２が計測した温度を、センサ情報取得部２１を介して取得する。制御部２５は、最新の温度とバルブＶ１〜Ｖ２０の開度を基本学習モデルに入力する。基本学習モデルは、過去の操炉実績データに基づいて、速度Ｖ２で低下させるためのバルブ開度を出力する。個別学習モデルは、温度センサ１２−１〜１２−６（あるいは、温度センサ１３−１〜１３−２）が計測した温度と計画値（目標温度）との差を補償するバルブ開度を出力する。制御部２５は、基本学習モデルが出力した開度に個別学習モデルが出力する補正量を加えてバルブＶ１〜Ｖ２０へ出力する。これにより、炉内温度は、速度Ｖ２以下の速度で低下していく。
【００２６】
次に基本学習モデルおよび個別学習モデルの一例について説明する。
図３は、実施形態に係る基本学習モデルの一例を示す図である。
基本学習モデルは、過去の操炉実績データを学習データとして作成される。操炉実績データは、過去の熱処理中に出力されたバルブ開度指令値と、同熱処理中に計測された炉内雰囲気温度、被熱処理物３０の温度を含む。図示するように、基本学習モデルは、操炉実績データに含まれる時間Ｔにおける被熱処理物３０の温度（実績値）、炉内雰囲気温度（実績値）、バルブＶ１〜Ｖ２０開度（実績値）を入力すると、次の時間Ｔ＋１におけるバルブＶ１〜Ｖ２０開度（実績値）を出力するように学習して作成される。時間Ｔと時間Ｔ＋１の時間差は、所定の制御周期である。基本学習モデルは、熱処理計画ごと（図２に例示した熱処理計画の実線Ｐ１の形状ごと、例えば、昇温時間、最高温度、保持時間、降温時間の組合せごと）に作成されてもよい。あるいは、基本学習モデルは、昇温区間、保持区間、降温区間ごとに作成されてもよい。また、基本学習モデルは、全ての被熱処理物３０に対して共通に作成されてもよいし、形状別、寸法別、重量別、その他の特徴別に作成されてもよい。基本学習モデル作成部２３は、熱処理の前に予め基本学習モデルを作成し、記憶部２６に保存する。
【００２７】
図４は、実施形態に係る個別学習モデルの一例を示す第１の図である。
図４（ａ）に個別学習モデルの一例を示す。個別学習モデル作成部２４は、初期学習区間にて、温度センサ１２−１等が計測する温度へのバーナー１１−１〜１１−２０の寄与度を示す関数を作成する。個別学習モデル作成部２４は、初期学習区間にて、バルブＶ１〜Ｖ２０の開度を個別に変化させて、温度センサＴ１２−１〜Ｔ１２−６、Ｔ１３−１〜Ｔ１３−２が計測する温度を取得する。そして、各バルブの開度変化が、温度センサＴ１２−１等が計測する温度に寄与する影響を示す情報を収集し、例えば、図４（ａ）に示す対応表や関数を作成する。これらは、個別学習モデルの一例である。図４（ａ）に示す対応表の１行目のデータは、例えば、バルブＶ４を＋Ｋ１度開き、バルブＶ５を＋Ｋ２度開くと、所定時間後（例えば、１制御周期後）に温度センサＴ１２−１が計測する温度が１０℃上昇すること、バルブＶ１の制御は、温度センサＴ１２−１が計測する温度に影響しないことを示している。図４（ａ）に示す個別学習モデルを参照すれば、温度センサＴ１２−１等ごとに、その温度センサ１２−１等が計測する温度に寄与するバーナー１１−４等およびその寄与度（例えば、１０℃上昇するために＋Ｋ１開く等）を把握することができる。
【００２８】
また、個別学習モデル作成部２４は、被熱処理物３０の熱処理における特性、傾向を学習し、学習した特性情報を後続の熱処理工程へ予測情報として提供してもよい。図４（ｂ）に被熱処理物３０の予測情報の一例を示す。図４（ｂ）に示す１列目のデータは、初期学習区間にて、バルブＶ１をＫ０１度で開き、バルブＶ２をＫ０２度で開き、・・・、バルブＶ２０をＫ２０度で開いたときに、温度センサＴ１２−１が計測する温度が想定される温度よりも１０℃低いことを示している。２列目のデータは、同様の開度でバルブＶ１〜Ｖ２０を開いたときに温度センサＴ１２−２が計測する温度が、想定される温度の範囲内であった事を示している。ここで、想定される温度とは、基本学習モデルが出力するバルブ開度でバルブＶ１〜Ｖ２０を制御したときに、所定時間後に温度センサ１２−１等が計測する温度の推定値である。図４（ｂ）に例示する予測情報は、これから熱処理する被熱処理物３０において、温度センサＴ１２−１が計測する温度が上昇しにくい傾向を示している。初期学習区間において把握された被熱処理物３０の特性、傾向に基づいて、制御部２５は、この特性、傾向を補償するための補正量を予め図４（ａ）に例示した個別学習モデルに基づいて算出し、この補正量を基本学習モデルが出力するバーナーＶ１〜Ｖ２０の開度に加算して、各バルブに指令値を出力してもよい（フィードフォワード処理）。あるいは、被熱処理物３０の特性別に様々な基本学習モデルが用意されている場合、例えば、制御部２５は、初期学習区間で把握した特性、傾向に適した基本学習モデルを選択し、選択した基本学習モデルを用いて、熱処理中のバルブ制御を行ってもよい。
なお、初期学習区間にて、炉内雰囲気温度を、実際に昇温、保温、降温させて個別学習モデルを作成することで、昇温、保温、降温におけるバルブＶ１〜Ｖ２０の制御に対する温度センサ１２−１〜１２−６、温度センサ１３−１〜１３−２が計測する温度の関係を学習することができ、昇温、保温、降温の何れについても高精度な補正量を出力する個別学習モデルを作成することができる可能性がある。予測情報についても、昇温、保温、降温の何れについても高精度な予測情報を作成できる可能性がある。
【００２９】
次に熱処理システム１による熱処理炉１０の制御の一例について説明する。
図５は、実施形態に係る熱処理炉の制御の一例を示す第１のフローチャートである。
まず、基本学習モデル作成部２３が、過去の操炉実績データに基づいて、基本学習モデルを作成する（ステップＳ１）。基本学習モデル作成部２３は、例えば熱処理計画別に基本学習モデルを作成する。基本学習モデル作成部２３は、基本学習モデルを記憶部２６に保存する。ステップＳ１の処理は、熱処理炉１０の運転を開始する前に実行する。
【００３０】
次に被熱処理物３０を炉内に設置し、熱処理炉１０の運転を開始する（ステップＳ２）。オペレータは、例えば、熱処理計画（例えば、何時間かけて最高温度まで昇温して、最高温度で何時間保持し、何時間かけて降温するかを定めた情報、図２の実線Ｐ１に相当する情報）を制御装置２０に入力する。設定受付部２２は、熱処理計画の入力受け付けて、入力された熱処理計画を記憶部２６に保存する。
【００３１】
また、制御部２５は、バーナー１１−１〜１１−２０に着火し、被熱処理物３０の加熱を開始する。図２を用いて説明したように、熱処理炉１０の運転を開始すると、被熱処理物３０の温度がＸ（℃）に至るまでは、熱処理とみなされない。この初期学習区間を利用して、個別学習モデル作成部２４が、個別学習モデルを作成する（ステップＳ３）。個別学習モデル作成部２４は、図４（ａ）に例示した個別学習モデルを作成する。個別学習モデル作成部２４は、個別学習モデルと共に図４（ｂ）に例示した被熱処理物３０の熱処理における温度変化の傾向を予測した予測情報を作成する。個別学習モデル作成部２４は、個別学習モデルと予測情報とを記憶部２６に保存する。
【００３２】
次に被熱処理物３０の温度がＸ℃に至ると、制御部２５が熱処理を開始する。
制御部２５は、記憶部２６に保存された熱処理計画に基づいて、バーナー１１−１〜１１−２０の開度を制御する。また、制御部２５は、記憶部２６に保存された基本学習モデルのうち、今回実行する熱処理計画に対応する基本学習モデルを読み出して、熱処理が終了するまでの間、所定の制御周期で以下のステップＳ５〜Ｓ９の処理を繰り返し実行する（ステップＳ４）。
【００３３】
制御部２５は、基本学習モデルに基づいてバルブ開度を算出する（ステップＳ５）。
具体的には、制御部２５は、読み出した基本学習モデルに、温度センサ１２−１等が計測した最新の温度、温度センサ１３−１等が計測した最新の温度、バルブＶ１〜Ｖ２０へ最後に出力した開度指令値を入力する。基本学習モデルは、バルブＶ１〜Ｖ２０の開度を出力する。
【００３４】
次に制御部２５は、予測情報に基づきバルブ開度を補正する（ステップＳ６）。
具体的には、制御部２５は、記憶部２６に保存された予測情報を読み出して、被熱処理物３０の特性（例えば、全体的に想定より温度がＸ１℃上昇する、一部の温度が想定より温度がＸ２℃上昇しにくい等）を把握し、被熱処理物３０の温度が想定どおりに制御できるようにバルブ開度の補正量を算出する。例えば、あるバルブ開度に対して、被熱処理物３０の全体の温度が想定より温度がＸ１℃上昇する場合、制御部２５は、記憶部２６に保存された個別学習モデルを参照して、Ｘ１℃の上昇を抑制するバルブ開度を算出する。例えば、個別学習モデルが、図４（ａ）に例示する対応表であって、Ｘ１℃の温度上昇を抑制するときのバルブ開度が対応表に無い場合、制御部２５は、対応表の他の情報に基づいて、線形補間などにより、Ｘ１℃の温度上昇を抑制するためのバルブＶ１〜Ｖ２０の開度の補正量を算出する。制御部２５は、算出した補正量をステップＳ５で算出したバルブ開度に加算する。
【００３５】
次に制御部２５は、センサ情報取得部２１を通じて、温度センサ１２−１〜１２−６が計測した温度、温度センサ１３−１〜１３−２が計測した温度を取得する（ステップＳ７）。
【００３６】
次に制御部２５は、温度の実績に基づきバルブ開度を補正する（ステップＳ８）。
具体的には、制御部２５は、熱処理計画にて計画された現在の目標温度（例えば、熱処理開始からの経過時間に対応する温度）と、ステップＳ７で取得した温度を比較する。このとき、被熱処理物３０の温度、つまり温度センサ１２−１〜１２−６が計測した温度の比較を行うが、加えて、温度センサ１３−１〜１３−２が計測した温度の比較を行ってもよい。両者の差が許容範囲内であれば、制御部２５は、ステップＳ６で算出したバルブ開度を正として、ステップＳ８では補正しない。ステップＳ７で取得した温度の何れかと、目標温度の差が、許容範囲を超えていれば、制御部２５は、個別学習モデルを参照して、その温度差を補償するバルブ開度を算出する。例えば、温度センサ１２−１が計測した温度が目標温度よりも１０℃低ければ、制御部２５は、バルブＶ４に対する補正量＋Ｋ１、バルブＶ５に対する補正量＋Ｋ２を個別学習モデルから取得して、ステップＳ６で算出した補正後のバルブ開度のうち、バルブＶ４の開度にＫ１を加算し、バルブＶ５の開度にＫ２を加算する。
【００３７】
次に制御部２５は、バルブＶ１〜Ｖ２０へ、ステップＳ８で算出した各バルブに対する開度指令値を出力する（ステップＳ９）。制御部２５は、次の制御周期が到来すると、ステップＳ５以降の処理を繰り返す。制御部２５は、熱処理が終了するまで（降温完了まで）、ステップＳ５〜Ｓ９の処理を繰り返し行って熱処理炉１０の温度を熱処理計画に沿って制御する。
【００３８】
以上説明したように、熱処理システム１によれば、過去の操炉実績データに基づく時系列の温度とバルブ開度の関係を学習して構築された基本学習モデルに基づいて、熱処理炉１０を自動運転することにより、熱処理計画に沿った熱処理を自動化することができる。自動操炉へ置き換えることで人員負担の軽減することができる。また、多様な形状、寸法、重量等を有する様々な被熱処理物３０を対象に熱処理を行う場合であっても、初期学習区間において、個々の被熱処理物３０に対応した個別学習モデルをその都度作成し、その後の熱処理において、基本学習モデルが出力したバルブ開度を、個別学習モデルに基づく補正量で補正し、被熱処理物３０の性質に合わせた熱処理を行うことができる。これにより、従来は、熟練した技能者に依存していた被熱処理物３０の性質に合わせた熱処理中の細かなバルブ開度の調整をも自動化することができる。
なお、上記の説明では、昇温、保持、降温の全ての工程で、基本学習モデルおよび個別学習モデルによる制御を行うこととしたが、制御部２５は、例えば、昇温と保持の工程のみ、基本学習モデルおよび個別学習モデルによる制御を行ってもよいし、例えば、昇温の工程のみ、基本学習モデルおよび個別学習モデルによる制御を行ってもよい。
【００３９】
上記の実施例では、ガス熱処理炉の制御を例に説明を行ったが、燃料ガスの代わりに重油や、灯油を燃料とする熱処理炉に本実施形態の制御方法を適用して、これらの燃料の供給量を調整するバーナーを上記と同様の方法で制御してもよい。
また、本実施形態の制御方法は、電気熱処理炉の制御に適用することもできる。次に図６〜８を参照して、本実施形態の制御方法によって、電気熱処理炉を制御する場合について説明する。
【００４０】
図６は、実施形態に係る熱処理システムの一例を示す第２の概略図である。
熱処理システム１Ａは、熱処理炉１０Ａと、制御装置２０Ａと、を備える。熱処理炉１０Ａは、電気熱処理炉である。図１と同様に図６は、熱処理炉１０Ａを上から見たときの断面を示し、熱処理炉１０Ａの壁面には、ヒータｈ１〜ｈ８が配置されている。ヒータｈ１は、サイリスタなどの電力調整装置ｒ１を介して電源と接続され、電力調整装置ｒ１から電力が供給されることにより通電し、発熱する。制御装置２０Ａは、電力調整装置ｒ１が出力する電力を制御して、ヒータｈ１の温度を制御する。同様に、制御装置２０Ａは、電力調整装置ｒ２〜ｒ８を制御して、ヒータｈ２〜ｈ８それぞれの温度を個別に制御することができる。なお、図６のヒータの数は一例であり、図示したものに限定されない。また、図１に例示したと同様に、炉内には被熱処理物３０が設置され、その外表面や内面には温度センサ１２−１〜１２−６が付され、炉内の所定位置には温度センサ１３−１〜１３−２が配置されている。
【００４１】
制御装置２０Ａは、センサ情報取得部２１と、設定受付部２２と、基本学習モデル作成部２３Ａと、個別学習モデル作成部２４Ａと、制御部２５Ａと、記憶部２６と、を備える。制御部２５Ａは、電力調整装置ｒ１〜ｒ８の出力電力を制御する。制御部２５Ａは、温度センサ１２−１〜１２−６が計測した温度が所望の温度となるように電力調整装置ｒ１〜ｒ８の出力電力を制御し、熱処理を実行する。
【００４２】
基本学習モデル作成部２３Ａは、過去の熱処理中に採取された電力調整装置ｒ１〜ｒ８の出力電力の指令値と、同熱処理中に計測された炉内雰囲気温度、被熱処理物３０の温度に基づいて基本学習モデルを作成する。例えば、基本学習モデルは、時間Ｔにおける被熱処理物３０の温度（実績値）、炉内雰囲気温度（実績値）、電力調整装置ｒ１〜ｒ８の出力電力（実績値）を入力すると、次の時間Ｔ＋１における電力調整装置ｒ１〜ｒ８の出力電力（実績値）を出力するように作成される。
【００４３】
個別学習モデル作成部２４Ａは、初期学習区間にて、温度センサ１２−１等が計測する温度へのヒータｈ１〜ｈ８（電力調整装置ｒ１〜ｒ８の出力電圧）の寄与度を示す関数や予測情報を作成する。作成方法については、制御値がバーナー開度から電力調整装置ｒ１等の出力電力へ変更になるだけで、ガス熱処理炉の場合と同様である。図７に個別学習モデルの一例を示す。
図７は、実施形態に係る個別学習モデルの一例を示す第２の図である。
例えば、個別学習モデル作成部２４Ａは、図７（ａ）に例示するヒータｈ１〜ｈ８の寄与度を示す対応表や関数を作成する。図７（ａ）に示す対応表の１行目のデータは、例えば、電力調整装置ｒ４の出力を＋Ｌ１ｋＷ増加し、電力調整装置ｒ５の出力を＋Ｌ２ｋＷ増加すると、所定時間後（例えば、１制御周期後）に温度センサＴ１２−１が計測する温度が１０℃上昇すること、電力調整装置ｒ１の制御は、温度センサＴ１２−１が計測する温度に影響しないことを示している。
【００４４】
また、個別学習モデル作成部２４Ａは、図７（ｂ）に例示する被熱処理物３０の予測情報を作成する。図７（ｂ）に示す１列目のデータは、初期学習区間にて、電力調整装置ｒ１の出力をＭ０１とし、電力調整装置ｒ２の出力をＭ０２とし、・・・、電力調整装置ｒ８の出力をＭ０８としたときに、温度センサＴ１２−１が計測する温度が想定される温度よりも１０℃低いことを示している。２列目のデータは、電力調整装置ｒ１〜ｒ８の出力を同様に制御したときに温度センサＴ１２−２が計測する温度が、想定される温度の範囲内であった事を示している。図７（ｂ）に例示する予測情報によって、被熱処理物３０に付した温度センサＴ１２−１が計測する温度が上昇しにくい傾向を、熱処理の前に把握することができる。
【００４５】
次に電気熱焼却炉を制御する場合の処理について、図８を参照して説明する。
図８は、実施形態に係る熱処理炉の制御の一例を示す第２のフローチャートである。
図５に例示したガス熱処理炉と同様の処理については同じ符号を付し簡単に説明する。
まず、基本学習モデル作成部２３Ａが、過去の操炉実績データ（被熱処理物３０の温度、炉内雰囲気温度、電力調整装置ｒ１〜ｒ８の出力電力）に基づいて、基本学習モデルを作成する（ステップＳ１）。
【００４６】
次に被熱処理物３０を炉内に設置し、熱処理炉１０の運転を開始する（ステップＳ２）。制御部２５Ａは、ヒータｒ１〜ｒ８に通電し、被熱処理物３０の加熱を開始する。被熱処理物３０の温度がＸ（℃）に至るまでの初期学習区間を利用して、個別学習モデル作成部２４Ａは、被熱処理物３０の温度と炉内雰囲気温度とヒータｒ１〜ｒ８の出力の関係を示す情報を収集し、個別学習モデル（図７（ａ））、予測情報（図７（ｂ））を作成する（ステップＳ３）。
【００４７】
被熱処理物３０の温度がＸ℃に至ると、制御部２５Ａが熱処理を開始する。
制御部２５Ａは、記憶部２６に保存された熱処理計画に基づいて、電力調整装置ｒ１〜ｒ８の出力を制御する。また、制御部２５Ａは、所定の制御周期で以下のステップＳ５Ａ〜Ｓ９Ａの処理を繰り返し実行する（ステップＳ４）。
【００４８】
制御部２５Ａは、基本学習モデルに基づいてヒータｈ１〜ｈ８に供給する電力を算出する（ステップＳ５Ａ）。具体的には、制御部２５Ａは、基本学習モデルに、温度センサ１２−１等が計測した最新の温度、温度センサ１３−１等が計測した最新の温度、電力調整装置ｒ１〜ｒ８へ最後に指示した出力電力の指令値を入力する。基本学習モデルは、電力調整装置ｒ１〜ｒ８それぞれへの出力電力の指令値を出力する。
【００４９】
次に制御部２５Ａは、図７（ｂ）に例示する予測情報に基づきヒータｈ１〜ｈ８に供給する電力を補正する（ステップＳ６Ａ）。例えば、ヒータｈ１〜ｈ８の出力に対して、被熱処理物３０の全体の温度が想定より温度がＸ１℃上昇する傾向がある場合、制御部２５Ａは、記憶部２６に保存された個別学習モデルを参照して、Ｘ１℃の上昇を抑制する電力調整装置ｒ１〜ｒ８への出力電力の指令値を算出する。制御部２５Ａは、算出した補正量をステップＳ５Ａで算出した出力電力に加算する。
【００５０】
次に制御部２５Ａは、センサ情報取得部２１を通じて、温度センサ１２−１〜１２−６が計測した温度、温度センサ１３−１〜１３−２が計測した温度を取得する（ステップＳ７Ａ）。
【００５１】
次に制御部２５Ａは、温度の実績に基づきヒータｈ１〜ｈ８に供給する電力を補正する（ステップＳ８Ａ）。例えば、温度センサ１２−１が計測した温度が目標温度よりも１０℃低ければ、制御部２５Ａは、電力調整装置ｒ４に対する補正量＋Ｌ１、電力調整装置ｒ５に対する補正量＋Ｌ２を、個別学習モデルを参照して取得して、ステップＳ６Ａで算出した出力電力の指令値のうち、電力調整装置ｒ４がヒータｈ４へ供給する電力の値にＫ１を加算し、電力調整装置ｒ５がヒータｈ５へ供給する電力の値にＫ２を加算する。
【００５２】
次に制御部２５Ａは、電力調整装置ｒ１〜ｒ８へ、ステップＳ８Ａで算出した電力の指令値を出力する（ステップＳ９Ａ）。制御部２５Ａは、熱処理が終了するまで、ステップＳ５Ａ〜Ｓ９Ａの処理を繰り返し行って熱処理炉１０の温度を熱処理計画に沿って制御する。
【００５３】
このように、熱処理炉が電気熱処理炉の場合であっても、本実施形態によれば、被熱処理物３０の特性に応じた熱処理の自動運転が可能になる。また、ガス熱処理炉、電気熱処理炉の例を挙げて説明を行ったが、他の形式の熱処理炉について、本実施形態の制御方法を適用してもよい。
なお、上記実施形態では、被熱処理物３０の温度を制御対象として、被熱処理物３０の温度を所望の温度に制御することとしたが、被熱処理物３０の温度に替えて炉内雰囲気温度を制御対象として、炉内雰囲気温度を所望の温度に制御するようにしてもよい。あるいは、被熱処理物３０の温度と炉内雰囲気温度の加重平均を算出して、その値を所望の値に制御するようにしてもよい。
【００５４】
図９は、実施形態に係る制御装置のハードウェア構成の一例を示す図である。
コンピュータ９００は、ＣＰＵ９０１、主記憶装置９０２、補助記憶装置９０３、入出力インタフェース９０４、通信インタフェース９０５を備える。
上述の制御装置２０は、コンピュータ９００に実装される。そして、上述した各機能は、プログラムの形式で補助記憶装置９０３に記憶されている。ＣＰＵ９０１は、プログラムを補助記憶装置９０３から読み出して主記憶装置９０２に展開し、当該プログラムに従って上記処理を実行する。また、ＣＰＵ９０１は、プログラムに従って、記憶領域を主記憶装置９０２に確保する。また、ＣＰＵ９０１は、プログラムに従って、処理中のデータを記憶する記憶領域を補助記憶装置９０３に確保する。
【００５５】
なお、制御装置２０，２０Ａの全部または一部の機能を実現するためのプログラムをコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録して、この記録媒体に記録されたプログラムをコンピュータシステムに読み込ませ、実行することにより各機能部による処理を行ってもよい。ここでいう「コンピュータシステム」とは、ＯＳや周辺機器等のハードウェアを含むものとする。また、「コンピュータシステム」は、ＷＷＷシステムを利用している場合であれば、ホームページ提供環境（あるいは表示環境）も含むものとする。また、「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、ＣＤ、ＤＶＤ、ＵＳＢ等の可搬媒体、コンピュータシステムに内蔵されるハードディスク等の記憶装置のことをいう。また、このプログラムが通信回線によってコンピュータ９００に配信される場合、配信を受けたコンピュータ９００が当該プログラムを主記憶装置９０２に展開し、上記処理を実行しても良い。また、上記プログラムは、前述した機能の一部を実現するためのものであっても良く、さらに前述した機能をコンピュータシステムにすでに記録されているプログラムとの組み合わせで実現できるものであってもよい。
制御装置２０，２０Ａは、複数のコンピュータ９００によって構成されていても良い。例えば、基本学習モデル作成部２３，２３Ａや、個別学習モデル作成部２４，２４Ａを別のコンピュータ９００に実装してもよい。
【００５６】
以上のとおり、本開示に係るいくつかの実施形態を説明したが、これら全ての実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することを意図していない。これらの実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これらの実施形態及びその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
【００５７】
＜付記＞
各実施形態に記載の熱処理炉の制御方法、熱処理システム１、１Ａ及びプログラムは、例えば以下のように把握される。
【００５８】
（１）第１の態様に係る熱処理炉１０，１０Ａの制御方法は、被熱処理物を加熱する初期加熱区間（初期学習区間）における、熱処理炉の制御情報（バルブＶ１〜Ｖ２０の開度指令値、電力調整装置ｒ１〜ｒ８へ指示するヒータｈ１〜ｈ８へ供給する電力の指令値）と、前記熱処理炉の雰囲気温度（温度センサ１３−１〜１３−２が計測する温度）および前記被熱処理物の温度（温度センサ１２−１〜１２−６が計測する温度）とを含む温度情報と、を学習データとして、前記制御情報と前記温度情報の対応関係を学習した個別学習モデルを作成するステップ（図５、図８のステップＳ３）と、前記制御情報および前記温度情報に基づいて前記熱処理の進行に応じた目標温度を達成する前記制御情報を出力する基本学習モデルと、前記熱処理中の前記制御情報および前記温度情報と、に基づいて、前記制御情報を算出するステップ（図５のステップＳ５、図８のステップＳ５Ａ）と、前記熱処理中の前記温度情報と、前記目標温度と、前記個別学習モデルと、に基づいて、算出した前記制御情報を補正するステップ（図５のステップＳ８、図８のステップＳ８Ａ）と、を有する。
これにより、熱処理炉１０，１０Ａの運転を自動化することができる。被熱処理物３０ごとに固有の個別学習モデルを作成し、個別学習モデルに基づいて制御情報の補正を行うので、様々な特性を有する被熱処理物３０について、熱処理炉１０，１０Ａを自動運転することができる。
【００５９】
（２）第２の態様に係る熱処理炉１０，１０Ａの制御方法は、（１）の熱処理炉１０，１０Ａの制御方法であって、前記個別学習モデルを作成するステップでは、前記初期加熱区間において、前記熱処理炉１０，１０Ａに設けられた複数の発熱体（バーナーＶ１〜Ｖ２０、ヒータｈ１〜ｈ８）の出力を個別に変化させる制御を行って、前記被熱処理物に付された温度センサが計測する温度を取得し、前記発熱体別の前記制御に対する前記温度の応答性を示す情報を蓄積する。
これにより、熱処理炉１０，１０Ａに設けられた複数の発熱体の出力と、被熱処理物に付された温度センサが計測する温度との対応関係が把握できる。例えば、被熱処理物のある位置の温度を上昇又は低下させる場合に、どの発熱体の出力を増大又は低下させればよいかといった知見が得られる。熱処理中に被熱処理物の温度を局所的に制御する際に、この知見を用いて所望の温度を達成することができる。
【００６０】
（３）第３の態様に係る熱処理炉１０，１０Ａの制御方法は、（２）の熱処理炉１０，１０Ａの制御方法であって、前記個別学習モデルは、前記被熱処理物に付した温度センサが計測する温度と前記目標温度の差を補償する前記発熱体に対する制御値の補正量を出力する。
出力されたバルブ開度補正量に基づいて、被熱処理物に付した温度センサに対応する１又は複数のバーナー開度やヒータへの電力供給の制御を行うことによって、温度センサが計測した現状の温度を目標温度に近づけることができる。
【００６１】
（４）第４の態様に係る熱処理炉１０，１０Ａの制御方法は、（３）の熱処理炉１０，１０Ａの制御方法であって、前記補正するステップでは、前記基本学習モデルが出力する前記発熱体に対する制御値に、前記補正量を加算して前記制御情報を算出する。
基本学習モデルが出力するバルブ開度とバルブ開度補正量を加えた開度によって各バルブを制御することによって、又は、基本学習モデルが出力する出力電力に補正量を加えた電力の指令値によって各ヒータを制御することによって、被熱処理物３０の特性に対応しつつ、熱処理計画に基づく、熱処理の進行に応じた各時点での目標温度を達成しながら熱処理を進行することができる。
【００６２】
（５）第５の態様に係る熱処理炉１０，１０Ａの制御方法は、（１）〜（４）の熱処理炉１０，１０Ａの制御方法であって、前記初期加熱区間において、前記制御情報と前記温度情報とに基づいて、前記温度情報の変化の傾向を算出し、前記傾向に基づいて、前記制御情報を補正するステップ（図５のステップＳ６、図８のステップＳ６Ａ）、をさらに有する。
予め被熱処理物３０の特性を考慮して制御情報を補正することで、目標温度を高精度に達成することができる。
【００６３】
（６）第６の態様に係る熱処理炉１０，１０Ａの制御方法は、（１）〜（５）の熱処理炉１０，１０Ａの制御方法であって、前記個別学習モデルを作成するステップでは、前記熱処理炉の温度を昇温、保温、降温させて、その間に取得した前記制御情報と前記温度情報を学習データとして、前記個別学習モデルを作成する。
初期加熱区間（初期学習区間）にて、炉内雰囲気温度を、昇温、保温、降温させて個別学習モデルを作成することで、熱処理における各工程（昇温工程、保温工程、降温工程）における被熱処理物３０の温度変化を高精度に予測することができる。また、目標温度から逸脱した場合にも高精度に目標温度を達成する補正量を算出することができる。
【００６４】
（７）第７の態様に係る熱処理炉１０，１０Ａの制御方法は、（１）〜（６）の熱処理炉１０，１０Ａの制御方法であって、前記熱処理の度に、前記初期加熱区間において前記個別学習モデルを作成する。
これにより、実際に熱処理を行う対象の被熱処理物３０についての個別学習モデルを得ることができる。
【００６５】
（８）第８の態様に係る熱処理炉１０，１０Ａの制御方法は、（１）〜（７）の熱処理炉１０，１０Ａの制御方法であって、過去の操炉における前記制御情報および前記温度情報を学習データとして、ある時点における前記制御情報および前記温度情報を入力すると、所定の熱処理計画に基づく目標温度を達成する次の時点における前記制御情報を出力する前記基本学習モデルを作成するステップ（図５のステップＳ１）、をさらに有する。
これにより、熱処理計画に沿った熱処理炉１０の温度制御を自動的に実行するための操炉情報を算出することができる。
【００６６】
（９）第９の態様に係る熱処理システム１は、被熱処理物を加熱する初期加熱区間における、熱処理炉の制御情報と、前記熱処理炉の雰囲気温度および前記被熱処理物の温度を含む温度情報と、を学習データとして、前記制御情報と前記温度情報の対応関係を学習した個別学習モデルを作成する個別学習モデル作成部２４，２４Ａと、前記制御情報および前記温度情報に基づいて前記熱処理の進行に応じた目標温度を達成する前記制御情報を出力する基本学習モデルと、前記熱処理中の前記制御情報および前記温度情報と、に基づいて、前記制御情報を算出し、前記熱処理中の前記温度情報と、前記目標温度と、前記個別学習モデルと、に基づいて、算出した前記制御情報を補正し、補正後の前記制御情報に基づいて前記熱処理炉を制御する制御部２５，２５Ａと、を備える。
【００６７】
（１０）第１０の態様に係るプログラムは、コンピュータ９００に、被熱処理物を加熱する初期加熱区間における、熱処理炉の制御情報と、前記熱処理炉の雰囲気温度および前記被熱処理物の温度とを含む温度情報と、を学習データとして、前記制御情報と前記温度情報の対応関係を学習した個別学習モデルを作成するステップと、前記制御情報および前記温度情報に基づいて前記熱処理の進行に応じた目標温度を達成する前記制御情報を出力する基本学習モデルと、前記熱処理中の前記制御情報および前記温度情報と、に基づいて、前記制御情報を算出するステップと、前記熱処理中の前記温度情報と、前記目標温度と、前記個別学習モデルと、に基づいて、算出した前記制御情報を補正するステップと、を実行させる。
【符号の説明】
【００６８】
１、１Ａ・・・熱処理システム
１０、１０Ａ・・・熱処理炉
１１−１〜１１−２０・・・バーナー
Ｖ１〜Ｖ２０・・・バルブ
１２−１〜１２−３・・・温度センサ
１３−１〜１３−２・・・温度センサ
ｒ１〜ｒ８・・・電力調整装置
ｈ１〜ｈ８・・・ヒータ
２０・・・制御装置
２１・・・センサ情報取得部
２２・・・設定受付部
２３、２３Ａ・・・基本学習モデル作成部
２４、２４Ａ・・・個別学習モデル作成部
２５、２５Ａ・・・制御部
２６・・・記憶部
３０・・・被熱処理物
９００・・・コンピュータ
９０１・・・ＣＰＵ、
９０２・・・主記憶装置、
９０３・・・補助記憶装置、
９０４・・・入出力インタフェース
９０５・・・通信インタフェース
【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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【図８】
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【図９】
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