(57)【要約】開示した圧延ロール解析システムは、ユーザインターフェースモジュール（２２）、構造解析エンジン及び解析制御スクリプトを含む。ユーザインターフェースモジュールは、コンピュータネットワーク（９）を介して、遠隔のユーザから圧延ロール設計データを受信する。解析制御スクリプトは、圧延ロール設計データ（４）に基づき、圧延ロール設計用の適切な解析モデルを画成しかつ評価するように、構造解析エンジンに自動的に命令する。圧延ロール解析システムは、圧延ロール設計データを取得するために、直観的なウェブに基づくインターフェースを提示し、ユーザの選択のために予め定義された圧延ロール用途及び圧延ロールタイプを提示する。その結果、遠隔のユーザは、本来非常に複雑となりうる基礎となる解析モデル化技術に精通しなくて済む。従って、ユーザは、製品の性能の向上を実現するために、システムを用いて圧延ロール設計を評価して改良できる。
2006527428.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧延ロール設計を画成する入力データを、コンピュータネットワークを介してユーザから受信するユーザインターフェースモジュールと、
構造解析エンジンと、
上記入力データに基づき、上記圧延ロール設計に関する解析モデルを画成しかつ評価するように、上記構造解析エンジンに自動的に命令する解析制御スクリプトとを含むシステム。
【請求項２】
上記解析制御スクリプトは、上記圧延ロール設計に関する少なくとも変位値及び応力値を計算するように上記構造解析エンジンに命令する請求項１記載のシステム。
【請求項３】
上記ユーザによって供給された上記入力データを処理することと、上記モデルを評価する上記構造解析エンジン用の一時的な動作環境を生成することとを行う入力処理モジュールをさらに含む請求項１記載のシステム。
【請求項４】
上記入力処理モジュールは、上記入力データを処理し、上記構造解析エンジンによる処理に適したフォーマットでパラメータ入力ファイルを生成する請求項２記載のシステム。
【請求項５】
上記入力処理モジュールは、上記入力データの関数として複数の解析制御スクリプトから上記解析制御スクリプトを選択し、
上記複数の解析制御スクリプトのそれぞれは、異なる解析モデルを画成しかつ評価するように、上記構造解析エンジンに命令する請求項３記載のシステム。
【請求項６】
上記入力処理モジュールは、上記一時的な動作環境として用いるためのスクラッチディレクトリを生成し、上記選択された解析制御スクリプトを上記スクラッチディレクトリにコピーする請求項５記載のシステム。
【請求項７】
上記解析制御スクリプトは、上記構造解析エンジンを呼び出すスクリプト記述言語に適合した請求項１記載のシステム。
【請求項８】
上記ユーザインターフェースモジュールは、上記ユーザから上記入力データを受信するための、ネットワークに基づくユーザインターフェースを提示する請求項１記載のシステム。
【請求項９】
上記ユーザインターフェースは、上記ユーザによる選択のために、予め定義された複数の圧延ロール用途にてなるセットを提示する入力領域を含み、
上記解析制御スクリプトは、選択された上記圧延ロール用途に基づき、上記解析モデルを自動的に画成しかつ評価するように上記構造解析エンジンに命令する請求項８記載のシステム。
【請求項１０】
上記ユーザインターフェースモジュールは、上記選択された圧延ロール用途に基づき、上記圧延ロールによって処理される金属に関して少なくともストリップの幅及びストリップの厚さを指定するための１つ以上の入力フィールドを含むように、上記ユーザインターフェースを動的に更新する請求項９記載のシステム。
【請求項１１】
上記予め定義された複数の圧延ロール用途にてなるセットは、ブライドル、デフレクタ、ホールドダウン、しごき加工、ピンチ／フィード、テンション、及びリンガを含む請求項９記載のシステム。
【請求項１２】
上記ユーザインターフェースモジュールは、上記ユーザの選択を支援するために、上記圧延ロール用途のグラフィック表示を提示する請求項８記載のシステム。
【請求項１３】
上記ユーザインターフェースは、上記ユーザによる選択のために、圧延ロールの予め定義された複数の向きにてなるセットを提示する入力領域を含み、
上記解析制御モジュールは、選択された上記圧延ロールの向きに基づき、上記解析モデルを自動的に画成しかつ評価するように上記構造解析エンジンに命令する請求項８記載のシステム。
【請求項１４】
上記ユーザインターフェースは、上記ユーザによる選択のために、予め定義された複数の圧延ロールカバーリングにてなるセットを提示する入力領域を含み、
上記解析制御モジュールは、選択された上記圧延ロールカバーリングに基づき、上記解析モデルを画成しかつ評価するように上記構造解析エンジンに自動的に命令する請求項８記載のシステム。
【請求項１５】
上記ユーザインターフェースは、上記ユーザによる選択のために、圧延ロールの予め定義された複数の断面形状にてなるセットを提示する入力領域を含み、
上記ユーザインターフェースモジュールは、選択された上記断面形状に基づき、上記圧延ロールの最小直径及び最大直径を指定するための１つ以上の入力フィールドを含むように、上記ユーザインターフェースを動的に更新する請求項８記載のシステム。
【請求項１６】
上記ユーザインターフェースは、上記圧延ロール設計に関して中空のシャフト又は中実のシャフトの少なくとも１つを選択するための入力領域を含み、
上記ユーザインターフェースモジュールは、選択された上記シャフトに基づき、上記シャフトの少なくとも内径又は外径と上記シャフトの内側の長さ又は外側の長さの少なくとも１つとを指定するための１つ以上の入力フィールドを含むように、上記ユーザインターフェースを動的に更新する請求項８記載のシステム。
【請求項１７】
上記ユーザインターフェースは、上記圧延ロールと係合する動作シリンダの数と、上記シリンダがプッシュタイプであるかそれともプルタイプであるかと、上記シリンダに供給される圧力と、上記シリンダの効率と、上記シリンダによって達成される機械的拡大率とのうちの１つ以上を設定するための少なくとも１つの入力領域を含む請求項８記載のシステム。
【請求項１８】
上記ユーザインターフェースは、上記圧延ロールに関する線張力又は巻取角度の少なくとも１つを設定するための少なくとも１つの入力領域を含む請求項８記載のシステム。
【請求項１９】
上記ユーザインターフェースは、上記モデル化される圧延ロールに関するシャフトのガジオンのタイプと、上記ガジオンにおけるステップ数と、上記ガジオンに関するスタブの直径と、上記ガジオンに関するスタブの長さと、上記ガジオンに関するフィレットの半径と、上記ガジオンに関するステップの直径と、上記ガジオンに関するベアリングの直径と、上記ガジオンに関するベアリングの長さとのうちの少なくとも１つを指定するための入力領域を含む請求項２記載のシステム。
【請求項２０】
上記入力処理モジュールによって呼び出される実行モジュールをさらに含み、
上記実行モジュールは、上記構造解析エンジンの動作を開始させ、上記解析制御スクリプトに従って動作するように上記構造解析エンジンに命令する請求項１記載のシステム。
【請求項２１】
上記実行モジュールは、上記モデルを評価して上記変位値及び上記応力値を含む解析出力データを計算するように、上記構造解析エンジンに命令する請求項２０記載のシステム。
【請求項２２】
上記実行モジュールは、上記解析出力データを処理して、上記ユーザによって見ることができるフォーマットで解析レポートを生成する請求項２０記載のシステム。
【請求項２３】
上記フォーマットは、ハイパーテキストマークアップ言語（ＨＴＭＬ）フォーマット又はポータブルドキュメントフォーマット（ＰＤＦ）の少なくとも１つを含む請求項２２記載のシステム。
【請求項２４】
上記実行モジュールは、電子メール（Ｅメール）メッセージを介して上記解析レポートを上記ユーザに伝送する請求項２２記載のシステム。
【請求項２５】
上記構造解析エンジンは、上記シャフトにおける応力及びたわみを表す値を計算し、
上記解析制御スクリプトは、上記計算された値のうちでそれぞれの限界値を超えるすべての値を強調表示するように上記解析レポートのフォーマットを整える請求項２２記載のシステム。
【請求項２６】
上記計算された値は、最大シャフト変位、最大シャフト応力、最大圧縮応力、最大引っ張り応力、最大接触圧力、及びベアリングの負荷のうちの少なくとも１つを含む請求項２５記載のシステム。 
【請求項２７】
上記実行モジュールは、上記入力データを変更するための少なくとも１つの推奨内容を含む上記解析レポートを生成する請求項２２記載のシステム。
【請求項２８】
圧延ロール設計を画成する入力データを、コンピュータネットワークを介してユーザから受信することと、
解析制御スクリプトを呼び出して、上記入力データに基づき上記圧延ロール設計に関する解析モデルを画成しかつ評価するように構造解析エンジンに自動的に命令することと、
上記構造解析エンジンからの解析結果を含む解析レポートを上記ユーザに伝送することとを含む方法。
【請求項２９】
解析制御スクリプトの呼び出しは、上記圧延ロール設計に関する変位値又は応力値の少なくとも１つを計算するための解析制御スクリプトを呼び出すことを含む請求項２８記載の方法。
【請求項３０】
上記ユーザによって供給された上記入力データを処理して、上記構造解析エンジンに関するパラメータファイルを生成することと、
上記解析モデルの評価のための一時的な動作環境を生成することとをさらに含む請求項２８記載の方法。
【請求項３１】
解析制御スクリプトの呼び出しは、上記入力データの関数として複数の解析制御スクリプトにてなるセットから上記解析制御スクリプトを選択することを含み、
各解析制御スクリプトは、異なるモデルを画成しかつ評価するように上記構造解析エンジンに命令する請求項２８記載の方法。
【請求項３２】
上記解析制御スクリプトは、上記構造解析エンジンを呼び出すスクリプト記述言語に適合した請求項２８記載の方法。
【請求項３３】
上記ユーザから上記入力データを受信するための、ネットワークに基づくユーザインターフェースを提示することをさらに含む請求項２８記載の方法。
【請求項３４】
上記ユーザによる選択のために、予め定義された複数の圧延ロール用途にてなるセットを含む上記ユーザインターフェースを提示することと、
選択された上記圧延ロール用途に基づき、上記解析モデルを画成しかつ評価するように上記構造解析エンジンに自動的に命令することとをさらに含む請求項３３記載の方法。
【請求項３５】
上記選択された圧延ロール用途に基づき、上記圧延ロールによって処理される金属に関するストリップの幅及びストリップの厚さを指定するための１つ以上の入力フィールドを含むように、上記ユーザインターフェースを動的に更新することをさらに含む請求項３４記載の方法。
【請求項３６】
上記予め定義された複数の圧延ロール用途にてなるセットは、ブライドル、デフレクタ、ホールドダウン、しごき加工、ピンチ／フィード、テンション、及びリンガを含む請求項３４記載の方法。
【請求項３７】
上記ユーザの選択を支援するために、上記圧延ロール用途のグラフィック表示を提示することをさらに含む請求項３４記載の方法。
【請求項３８】
上記ユーザによる選択のための、圧延ロールの予め定義された複数の向きにてなるセットを含むように、上記ユーザインターフェースを提示することと、
選択された上記圧延ロールの向きに基づき、上記解析モデルを画成しかつ評価するように上記構造解析エンジンに自動的に命令することとをさらに含む請求項３３記載の方法。
【請求項３９】
上記ユーザによる選択のための、予め定義された複数の圧延ロールカバーリングにてなるセットを含むように、上記ユーザインターフェースを提示することと、
選択された上記圧延ロールカバーリングに基づき、上記解析モデルを画成しかつ評価するように上記構造解析エンジンに自動的に命令することとをさらに含む請求項３３記載の方法。
【請求項４０】
上記ユーザによる選択のための、圧延ロールの予め定義された複数の断面形状にてなるセットを含むように、上記ユーザインターフェースを提示し、選択された上記断面形状に基づき、上記圧延ロールに関する最小直径又は最大直径の少なくとも１つを指定するための１つ以上の入力フィールドを含むように、上記ユーザインターフェースを動的に更新することと、
上記圧延ロール設計に関する中空シャフト又は中実シャフトの少なくとも１つを選択するための入力領域を含むように、上記ユーザインターフェースを提示し、選択された上記シャフトに基づき、上記シャフトの内径及び外径の少なくとも１つを指定するための１つ以上の入力フィールドを含むように、上記ユーザインターフェースを動的に更新することとをさらに含む請求項３３記載の方法。
【請求項４１】
上記モデル化された圧延ロールと係合する動作シリンダの数と、上記シリンダがプッシュタイプであるかそれともプルタイプであるかと、上記シリンダに供給される圧力と、上記シリンダの効率と、上記シリンダによって達成される機械的拡大率とのうちの１つ以上を設定するための少なくとも１つの入力領域を含むように、上記ユーザインターフェースを提示することと、
上記モデル化された圧延ロールに関するシャフトのガジオンのタイプと、上記ガジオンにおけるステップ数と、上記ガジオンに関するスタブの直径と、上記ガジオンに関するスタブの長さと、上記ガジオンに関するフィレットの半径と、上記ガジオンに関するステップの直径と、上記ガジオンに関するベアリングの直径と、上記ガジオンに関するベアリングの長さとのうちの少なくとも１つを指定するための入力領域を含むように、上記ユーザインターフェースを提示することとをさらに含む請求項３３記載の方法。
【請求項４２】
電子メールメッセージによって上記解析レポートを上記ユーザに伝送することをさらに含む請求項２８記載の方法。
【請求項４３】
上記解析結果のうちでそれぞれの限界を超えるすべての解析結果を強調表示するように、上記解析レポートを生成することをさらに含む請求項２８記載の方法。
【請求項４４】
上記解析結果に基づき、上記入力データを変更するための少なくとも１つの推奨内容を含むように上記解析レポートを生成することをさらに含む請求項２８記載の方法。
【請求項４５】
上記圧延ロール設計に従って圧延ロールを製造することをさらに含む請求項２８記載の方法。
【請求項４６】
ユーザによる選択のために、予め定義された複数の圧延ロール用途にてなるセットと予め定義された複数の圧延ロールタイプにてなるセットとを含むように、ネットワークインターフェースを提示することと、
圧延ロール用途の選択されたもの及び圧延ロールタイプの選択されたものに基づき、解析モデルを画成しかつ評価するように構造解析エンジンに自動的に命令することと
を、プログラム可能なプロセッサに実行させる命令を含む、コンピュータが読み取り可能な媒体。
【請求項４７】
上記命令は、上記構造解析エンジンからの解析結果を含む解析レポートを上記ユーザへ伝送することを、上記プログラム可能なプロセッサに実行させる請求項４６記載のコンピュータが読み取り可能な媒体。
【請求項４８】
遠隔のコンピュータ装置上で実行中のウェブブラウザと、
ネットワークを介して上記遠隔のコンピュータ装置に接続された圧延ロール解析システムとを備えたシステムであって、
上記圧延ロール解析システムは、
圧延ロール設計を画成する入力データを上記遠隔のコンピュータ装置から受信するようにウェブインターフェースを提示する、ユーザインターフェースモジュールのための動作環境を提供するウェブサーバと、
解析制御スクリプト及び構造解析エンジンのための動作環境を提供するアプリケーションサーバとを備え、上記解析制御スクリプトは、上記入力データに基づき、上記圧延ロール設計に関する解析モデルを画成しかつ評価するように、上記構造解析エンジンに自動的に命令するシステム。
【請求項４９】
上記ユーザインターフェースモジュールは、上記ユーザによる選択のために、予め定義された複数の圧延ロール用途にてなるセットを提示する入力領域を含むように上記ユーザインターフェースを提示し、
上記解析制御スクリプトは、選択された上記圧延ロール用途に基づき、上記解析モデルを自動的に画成しかつ評価するように上記構造解析エンジンに命令する請求項４８記載のシステム。
【請求項５０】
上記ウェブサーバ及び上記アプリケーションサーバは、異なるコンピュータ装置である請求項４８記載のシステム。
【請求項５１】
圧延ロール設計を画成する入力データを、コンピュータネットワークを介してユーザから受信することと、
構造解析エンジンを呼び出して、上記入力データに基づいた上記圧延ロール設計に関する解析モデルを評価し、解析結果を生成することと、
上記構造解析エンジンからの解析結果を含む解析レポートを上記ユーザに伝送することとを含む方法。
【請求項５２】
解析制御スクリプトの呼び出しは、上記圧延ロール設計に関する変位値又は応力値の少なくとも１つを計算するための解析制御スクリプトを呼び出すことを含む請求項５１記載の方法。
【請求項５３】
上記ユーザから上記入力データを受信するための、ネットワークに基づくユーザインターフェースを提示することをさらに含む請求項５１記載の方法。
【請求項５４】
上記ユーザによる選択のために、予め定義された複数の圧延ロール用途にてなるセットを含むように上記ユーザインターフェースを提示することと、
選択された上記圧延ロール用途に基づき、上記解析モデルを画成しかつ評価するように上記構造解析エンジンに自動的に命令することとをさらに含む請求項５３記載の方法。
【請求項５５】
上記ユーザによる選択のために、予め定義された複数の圧延ロールカバーリングにてなるセットを含むように上記ユーザインターフェースを提示することと、
選択された上記圧延ロールカバーリングに基づき、上記解析モデルを画成しかつ評価するように上記構造解析エンジンに自動的に命令することとをさらに含む請求項５３記載の方法。
【請求項５６】
上記圧延ロール設計に従って圧延ロールを製造することをさらに含む請求項５１記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は一般に、金属板及び金属コイルを製造し、また処理するためのロールに関する。
【背景技術】
【０００２】
「圧延ロール」と呼ばれることが多い回転可能なロールは、一般には、連続生産ラインにおける金属板及びストリップ（例えば、コイル）の製造及び処理に使用される。圧延ロールは典型的には、回転可能なシャフトの周囲に合うように当該シャフトに固定された、不織布被覆などの被覆又はカバー（例えばスリーブ又はコーティング）を具備する。圧延ロールを用いる典型的な工程において、金属が生産ラインを通過するように送られるとき、金属板又はコイルは複数の圧延ロールの上を移動する。この工程中、金属は、圧延ロールに対して、その性能、使用可能な耐用期間又はその両方に影響を与える応力及びたわみを生じさせる。その結果、圧延ロールの設計は、圧延ロールの性能及び／又は使用可能な耐用期間に著しい影響を与える可能性がある。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
従来、圧延ロールの設計は、大まかな近似、直観、試行錯誤、又はそれらの組み合わせを伴うものであった。さらに、一般的なアプローチでは、検討中の種々の設計に対応する「試験用」圧延ロールを構成して評価してきた。この技術によれば、生産ラインにおいて用いるための実際の圧延ロールは、試験用圧延ロールの性能に基づいて構成され、かつ試験用圧延ロールが完全に評価された後にのみ構成されることになる。従って、これは、数多くの反復を必要とする、時間と手間のかかる工程となる可能性がある。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
一般に、本発明は、高度計算構造力学ソフトウェアを用いて、圧延ロールに生じる応力及びたわみを評価するための技術に関する。さらに具体的に言えば、開示している圧延ロール解析システムは、遠隔のユーザが、圧延ロールの用途及び圧延ロールのカバーリング（被覆）を選択し、ロール設計に関する寸法、材料、動作条件及び他のパラメータデータを指定することができるような、直観的なウェブに基づくインターフェースを提供するものである。圧延ロール解析システムは、圧延ロール設計データに基づき、圧延ロール設計用の適切な解析モデルを自動的に画成して（設定して）評価する。本願明細書で用いられるとき、「解析モデル」なる用語は、圧延ロールの構造特性及び性能特性を予測するために使用可能な任意のモデル（例えば数値解析モデル）を示す。解析が完了すると、圧延ロール解析システムは、解析によって生成された解析結果を要約したレポートを生成し、また、指定された限界を超える可能性のあるたわみ及び／又は応力を強調してもよい。圧延ロール解析システムは、例えば、ウェブに基づくインターフェースによって直接的に閲覧するために、電子的な形式のレポートを提供してもよく、又は、例えば電子メールによってレポートをユーザに伝送してもよい。
【０００５】
一実施形態において、システムは、ユーザインターフェースモジュール、構造解析エンジン、及び解析制御スクリプトを含む。ユーザインターフェースモジュールは、圧延ロール設計を画成する入力データを、コンピュータネットワークを介して遠隔のユーザから受信する。解析制御スクリプトは、入力データに基づき圧延ロール設計用の解析モデルを画成して評価するように、自動的に構造解析エンジンに命令する。
【０００６】
もう１つの実施形態において、システムは、遠隔のコンピュータ装置上で実行されるウェブブラウザと、ネットワークを介して遠隔のコンピュータ装置に接続される圧延ロール解析システムとを含む。圧延ロール解析システムは、ウェブサーバ及びアプリケーションサーバを含む。ウェブサーバは、圧延ロール設計を画成する入力データを遠隔のクライアントコンピュータ装置から受信するためのウェブインターフェースを提供する、ユーザインターフェースモジュールのための動作環境を提供する。アプリケーションサーバは、解析制御スクリプト及び構造解析エンジンのための動作環境を提供する。解析制御スクリプトは、入力データに基づき圧延ロール設計用の解析モデルを画成して評価するように、自動的に構造解析エンジンに命令する。
【０００７】
もう１つの実施形態において、方法は、圧延ロール設計を画成する入力データを、遠隔のユーザからコンピュータネットワークを介して受信することを含む。この方法は、入力データに基づき圧延ロール設計用の解析モデルを画成して評価するように自動的に構造解析エンジンに命令するための解析制御スクリプトを呼び出すことと、構造解析エンジンからの解析結果を含む解析レポートをユーザに伝送することとをさらに含む。
【０００８】
もう１つの実施形態において、コンピュータが読み取り可能な媒体は、ユーザによる選択のために、予め定義された複数の圧延ロール用途にてなるセット及び予め定義された複数の圧延ロールタイプにてなるセットを含むウェブインターフェースを表示することと、圧延ロール用途の選択されたもの及び圧延ロールタイプの選択されたものに基づき解析モデルを画成して評価するように自動的に構造解析エンジンに命令することとを、プログラム可能なプロセッサに実行させるための命令を含む。
【発明の効果】
【０００９】
このシステムは、１つ以上の利点を提供することが可能である。例えば、直観的なウェブに基づくインターフェースの結果として、遠隔のユーザは、基礎となる解析モデル化技術に精通していることを必要としない。本来、この解析モデル化技術は、非常に複雑となりうるものである。圧延ロール解析システムは、圧延ロール設計データに基づき、圧延ロール設計用の適切な解析モデルを自動的に画成し、かつ評価する。ユーザは、例えば、予め定義された多数の圧延ロール用途及び圧延ロールタイプの間で容易に選択することが可能であり、また、設計に関連する他の特定のパラメータデータを提供することも可能である。従って、ユーザは、基礎となる構造モデル化技術についての詳細な知識を持たなくても、圧延ロール解析システムを用いて圧延ロール設計を評価しかつ改良することができる。その結果、システムは、堅牢な圧延ロール設計が得られ、従って製品の性能が向上することを保証するように支援する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
これらの実施形態、ならびに、他のシステムと、方法と、命令及びデータを格納するコンピュータが読み取り可能な媒体とを含む他の実施形態について、以下の詳細な説明及び請求の範囲に記載される。本発明の１つ以上の実施形態の詳細が、添付図面及び以下の詳細な説明に記載される。本発明の他の特徴、目的及び利点は、詳細な説明及び図面と、請求の範囲とから明らかとなるであろう。
【００１１】
図１は、圧延ロール設計をモデル化して評価するための、ネットワークに基づく例示的な環境２を示すブロック図である。圧延ロール解析システム４は、本願明細書において詳細に述べるように、高度計算構造力学ソフトウェアを用いて、種々の動作条件下における圧延ロールの応力及びたわみについての、ネットワークに基づく評価を提供する。
【００１２】
図示したように、ロールカバーリングの供給業者６Ａ〜６Ｏ（「供給業者６」）は、連続生産ラインにおいて金属製品１６（例えば、鋼板、金属板及び鋼コイル）を処理するのに適したロールカバーリング１２を提供する。ロールカバーリング１２の例としては、不織布コーティング、ラバー（ゴム）コーティング、ウレタンコーティング、繊維、カーバイドコーティングなどが挙げられる。圧延ロールの流通業者８Ａ〜８Ｎ（「流通業者８」）は、ロールカバーリング１２を利用して、金属製品の製造業者１０Ａ〜１０Ｍ（「製造業者１０」）による使用のために圧延ロール１４を組み立てる。
【００１３】
製造業者１０は、金属製品１６の製造中に複数の圧延ロール１４を使用する。さらに具体的に言えば、製造業者１０は、製造工程中において複数の圧延ロール１４を利用し、金属製品１６が生産ラインを通過するように送られるときに工程を制御する。
【００１４】
供給業者６、流通業者８又は製造業者１０に関連付けられた、許可されたユーザは、圧延ロール解析システム４と対話して圧延ロール設計をモデル化しまた評価してもよい。例えば、テクニカルサポートの技術者は、設計された特定の圧延ロール１４に関する特性及び動作条件に基づいてロールカバーリング１２を選択し評価するために、圧延ロール解析システム４を用いてもよい。その結果、ユーザは、さらに堅牢な圧延ロール設計を実現し、従って圧延ロール１４の性能向上を実現することができる。
【００１５】
各ユーザは典型的には、適切な通信ソフトウェア（例えばウェブブラウザ）を有する遠隔のコンピュータ装置を用いて、ネットワーク９を介して圧延ロール解析システム４にアクセスする。ユーザは、例えばワークステーション、パーソナルコンピュータ、ラップトップコンピュータ又は携帯情報端末（ＰＤＡ）などの、ネットワークを使用可能なコンピュータ装置を用いて、圧延ロール解析システム４にアクセスしてもよい。ここで、携帯情報端末（ＰＤＡ）は例えば、カリフォルニア州サンタクララのパーム・インコーポレイテッド（Ｐａｌｍ  Ｉｎｃ．）によって市場に投入されている、商標名「パーム（ＰＡＬＭ）」を有するオーガナイザー等である。通信装置は、圧延ロール解析システム４と通信するために、ワシントン州レドモンドのマイクロソフト・コーポレーション（Ｍｉｃｒｏｓｏｆｔ  Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ）によって市場に投入されている、商標名「インターネット・エクスプローラ（ＩＮＴＥＲＮＥＴ  ＥＸＰＬＯＲＥＲ）」を有するソフトウェアなどの、通信ソフトウェアを実行する。
【００１６】
図２は、圧延ロール解析システム４の例示の実施形態をさらに詳細に示すブロック図である。一般に、圧延ロール解析システム４は、例えば種々のソフトウェアモジュール用の動作環境を提供するコンピュータサーバである、１台以上のコンピュータ装置を含む。これらのサーバは一般に、１つ以上のウェブサーバ２０及び１つ以上のアプリケーションサーバ２１として分類されることができる。これらのサーバは例示のために図２では個別に示されているが、圧延ロール解析システム４は、単一のコンピュータ装置によって、又は協働する複数のコンピュータ装置によって実現されてもよい。
【００１７】
ウェブサーバ２０は、許可されたユーザ１８がネットワーク９を介して圧延ロール解析システム４と通信する際に使用されるインターフェースを提供する。ある構成において、ウェブサーバ２０は、マイクロソフト・コーポレーションによって市場に投入されている、商標名「インターネットインフォメーションサーバ（ＩＮＴＥＲＮＥＴ  ＩＮＦＯＲＭＡＴＩＯＮ  ＳＥＲＶＥＲ）」を有するソフトウェアなどの、ウェブサーバソフトウェアを実行する。従って、ウェブサーバ２０は、ユーザインターフェースモジュール２２を介して少なくとも１人の遠隔のユーザ１８と対話するための環境を提供する。以下に詳細に述べるように、ユーザインターフェースモジュール２２は、圧延ロール設計を画成する入力データを取得するための、直観的なウェブに基づくインターフェースを提供する。以下に詳細に述べるように、ユーザインターフェースモジュール２２により、ユーザ１８は、予め定義された圧延ロール用途及び圧延ロールタイプのセットから選択することと、解析される圧延ロール設計を画成する他のパラメータデータを提供することとが可能になる。ユーザインターフェースモジュール２２は、アクティブサーバページ、ハイパーテキストマークアップ言語（ＨＴＭＬ）又はダイナミックＨＴＭＬで書かれたウェブページ、アクティブＸ（Active X）モジュール、ロータス（Lotus）スクリプト、ジャバ（Java）スクリプト、ジャバアプレット（Java Applet）、分散コンポーネントオブジェクトモジュール（Distributed Component Object Module：ＤＣＯＭ）などを含みうる。
【００１８】
ユーザインターフェースモジュール２２は、ウェブサーバ２０によって提供される動作環境内で実行中の「サーバ側」ソフトウェアモジュールとして図示しているが、これは、遠隔のユーザらのコンピュータ装置上で実行中の「クライアント側」ソフトウェアモジュールとして容易に実装可能である。ユーザインターフェースモジュール２２は、例えば、遠隔のコンピュータ装置上で実行するために、ウェブブラウザによって実行されるアクティブＸコンポーネント又はジャバスクリプトとして実装されてもよい。
【００１９】
アプリケーションサーバ２１は、圧延ロール設計を自動的にモデル化しまた評価するために必要な基礎となる論理及び機能を提供する多数のアプリケーションソフトウェアモジュール用の動作環境を提供する。具体的に言えば、アプリケーションサーバ２１は、入力処理モジュール２４と実行モジュール２６と構造解析エンジン２７とのための動作環境を提供する。
【００２０】
ユーザ１８がユーザインターフェースモジュール２２と対話し、圧延ロール設計を画成する入力データを送信するとき、ウェブサーバ２０は入力処理モジュール２４を呼び出す。これに応答して、入力処理モジュール２４は、ユーザによって供給されたデータを処理して、圧延ロール設計の解析モデルを評価するための一時的な動作環境を形成する。具体的には、入力処理モジュール２４は、スクラッチディレクトリを生成し、圧延ロールの用途のタイプに基づいて複数の解析制御スクリプト２８のうちの１つを選択し、選択された解析テンプレートをスクラッチディレクトリにコピーする。さらに、入力処理モジュール２４は、ユーザインターフェースモジュール２２から受信された入力に基づき、パラメータ入力ファイル２５を生成する。パラメータ入力ファイル２５は、構造解析エンジン２７による処理に適したフォーマットで複数のパラメータ値を指定する。最後に、入力処理モジュール２４は、実行モジュール２６を生成し、ユーザインターフェースモジュール２２に制御を返す。
【００２１】
実行モジュール２６は、いったん生成されると、構造解析エンジン２７の実行に関する高次制御を開始して提供する。構造解析エンジン２７は、パラメータ入力ファイル２５内の指定された入力データをモデル化して評価するためのモデル化環境を提供するものであり、任意の高度計算構造力学ソフトウェアであってもよい。そのようなソフトウェアの例としては、ペンシルバニア州キャノンズバーグのアンシス・インコーポレイテッド（Ａｎｓｙｓ  Ｉｎｃ．）によって市場に投入されている、商標名「アンシスストラクチャラル（ＡＮＳＹＳ  ＳＴＲＵＣＴＵＲＡＬ）」を有する構造シミュレーションソフトウェアパッケージがある。
【００２２】
選択された解析制御スクリプト２８は、いったん呼び出されると、適切な圧延ロールの幾何学的構成、有限要素メッシュ、材料特性及び負荷を自動的に生成しまた設定する（画成する）ために、パラメータファイル２５内の指定されたパラメータ値を処理し、構造解析エンジン２７と相互動作する。言い換えれば、各解析制御スクリプト２８は、ユーザ１８によって提供された特定の入力データに基づき、具体的には、特定の圧延ロール用途、圧延ロールタイプ、及び圧延ロール設計を画成する他のパラメータデータに基づき、適切なモデルを生成するように構造解析エンジン２７に自動的に命令してもよい。
【００２３】
さらに、選択された解析制御スクリプト２８は、構造解析エンジン２７に対して、解析を実行し、所望の解析結果を計算するための必要な後処理を行うように命令する。さらに具体的に言えば、解析制御スクリプト２８は、変位値及び応力値を決定することと、計算された解析結果を表す種々の等高線（コンター）プロットを生成することとのために、構造解析エンジン２７と相互動作する。解析制御スクリプト２８は、ユーザ１８に伝送してもよいフォーマットの出力を含むように解析レポート２９を生成する。例えば、レポートの生成装置は、ハイパーテキストマークアップ言語（ＨＴＭＬ）ファイル、ポータブルドキュメントフォーマット（ＰＤＦ）などで結果を記述してもよい。解析制御スクリプト２８は、構造解析エンジン２７と相互動作するのに適したスクリプト言語で書かれてもよい。一例のスクリプト記述言語として、アンシスパラメトリックデザイン言語（ANSYS-Parametric Design Language：ＡＰＤＬ）がある。さらに、解析制御スクリプトは、複数の個別のスクリプトとして説明したが、ユーザ１８によって提供された特定の入力データに基づき適切なモデルを自動的に生成するように構造解析エンジン２７と相互動作する単一のスクリプトとして実装されてもよい。
【００２４】
いったん、解析が終了すると、実行モジュール２６は、ユーザ１８へのレポートの配信を制御する。一例として、実行モジュール２６は、電子メール（Ｅメール）メッセージ３０の形でユーザ１８に解析レポート２９を配信してもよい。解析の成否に応じて、ユーザ１８は、解析レポート２９を添付ファイルとして含む電子メールメッセージ３０を受信してもよく、又はエラーメッセージを受信してもよい。あるいは、実行モジュール２６は、解析レポート２９をユーザインターフェースモジュール２２に伝送して、従来のウェブブラウザを介してユーザ１８に表示させてもよい。
【００２５】
図２に示したように、圧延ロール解析システム４は、圧延ロール設計をモデル化して評価するための集中型システムを提供する。一実施形態において、圧延ロール解析システム４は、アプリケーションサービスプロバイダ（ＡＳＰ）の計算環境の中で動作し、この環境においては、アプリケーションサーバ２１が、複数の供給業者６、複数の流通業者８、又はその両方の中に設けられたデータシステムと電子的に通信する。具体的には、データシステムは、新しい圧延ロールカバーリング、圧延ロール用途、又はその両方を設定するために、圧延ロール解析システム４にデータを電子的に伝送してもよい。データシステムは、例えば、新たに開発されたロールカバーリング１２に関する関連情報をアップロードしてもよい。さらに、データシステムは、圧延ロールの新しい用途が開発されたときには新たな解析制御スクリプト２８をアップロードしてもよく、また、既存の解析制御スクリプトを変更してもよい。さまざまな企業（例えば、複数のロールカバーリング供給業者６、複数の流通業者８、及び／又は複数の製造業者１０）のシステムアドミニストレータらが、圧延ロール解析システム４を構成してもよい。システムアドミニストレータは例えば、アクセス権限を設定することや、多数の法人及びユーザの選好情報を設定することを含む、許可されたユーザのアカウント管理を行ってもよい。システムアドミニストレータは、ユーザインターフェースモジュール２２と対話することによって、ユーザごとに圧延ロール解析システム４の機能を制御するための個別のアクセス権を設定してもよい。
【００２６】
図３は、圧延ロールのモデル化のための入力データを取得するために、ユーザインターフェースモジュール２２によって提供される例示的なユーザインターフェース３１を示している。図３に示したように、ユーザインターフェース３１は、遠隔のユーザ１８の電子メールアドレスを受け取るための入力領域３２を含む。上述したように、圧延ロール解析システム４は電子的なレポートを提供するが、この電子的なレポートは、ユーザインターフェースモジュール２２によって提示されてもよく、又は、入力領域３２に提供されるネットワークアドレスに基づいて電子メールによりユーザに送信されてもよい。
【００２７】
ユーザインターフェース３１は、ユーザが入力データとして提供することを希望する特定の単位を選択するために当該ユーザが対話する際に用いる入力領域３４をさらに含む。例えば、入力領域３４により、ユーザが英米単位系（ヤード・ポンド単位系）及びメートル単位系との間で選択することが可能であってもよい。
【００２８】
ユーザインターフェース３１は、モデル化される圧延ロールの特定の用途及び向きを指定するデータを受け取るために、入力領域３６をさらに含む。さらに具体的に言えば、入力領域３６は、定義された複数の圧延ロール用途の１つをユーザが選択することができるような入力領域３８を含む。各選択可能な用途は、金属加工産業の中で圧延ロール用の特定の用途に対応する。一実施形態において、入力領域３８により、ユーザは、ブライドル（Bridle）、デフレクタ（Deflector）、ホールドダウン（Hold-Down）、しごき加工（Ironing）、ピンチ／フィード（Pinch/Feed）、テンション（Tension）及びリンガ（Wringer）を含む定義された用途のセットから、１つの用途を選択することができる。選択された用途に基づき、ユーザインターフェース３１により、ユーザは、入力領域４０と対話することによって圧延ロールの向きをさらに選択することができる。具体的には、入力領域４０により、ユーザは、垂直の向きと水平の向きとの間で選択することができる。ユーザが入力領域３８内で利用可能な種々の用途に精通していない場合でも、ユーザは、図４に示したように、アイコン３７を選択して種々の用途のグラフィック表示を見てもよい。
【００２９】
ユーザインターフェース３１は、圧延ロール自体に関する特定の情報及び入力データを取得するための入力領域４２をさらに含む。具体的には、入力領域４２は、圧延ロールカバーリングのタイプ、すなわち工業用カバーリングに用いるための基礎材料をユーザが選択することができるような入力領域４４をさらに含む。可能なオプションとしては、例えば「ニュートラル（ＮＥＵＴＲＡＬ）」、「ＣＸ」、「Ｄ」、「ＲＫ」などがあるが、これらは、ミネソタ州セントポールのスリーエム・カンパニー（３Ｍ  Ｃｏｍｐａｎｙ）から販売されている圧延ロールの製品名である。それに代わって、又はそれに加えて、入力領域４２により、ユーザは、例えばラバー、不織布及びウレタンを含む、種々の一般的なタイプの圧延ロールカバーリングを選択してもよい。
【００３０】
入力領域４４の中で選択されたロールタイプに基づき、ユーザはさらに、入力領域４６によって提供された密度の範囲内で、圧延ロールの密度を選択してもよい。「ニュートラル」である圧延ロールタイプの場合には、ユーザは、３，５，７，９及び１１の圧延ロール密度を選択することができるが、これらはスリーエム・カンパニーによって用いられる密度の名称である。タイプ「ＣＸ」又は「Ｄ」の圧延ロールの場合には、ユーザは、５又は７の密度を選択することができる。
【００３１】
入力領域４２は、ユーザが圧延ロールの断面形状（プロファイル）を指定することができる入力領域４８をさらに含む。具体的には、ユーザは、圧延ロールが円筒形であることを示す、標準の断面形状を選択してもよい。あるいは、ユーザは、圧延ロールの直径が圧延ロールの端部におけるよりも圧延ロールの中心において大きいことを示す、中高（crown）の断面形状を選択してもよい。標準の断面形状の場合には、入力領域４２は、ユーザが圧延ロールの外径を指定することができる入力領域５０を含む。しかし、入力領域５８において中高の断面形状を選択した場合には、ユーザインターフェース３１は、図５に示したように、ユーザが圧延ロールの最小直径及び最大直径をそれぞれ指定することができる入力領域４９，５１を含むように、動的に更新される。
【００３２】
ユーザインターフェース３１は、圧延ロールのシャフトを記述する入力データを受け取るための入力領域５２を含む。具体的には、ユーザインターフェース３１は、ユーザが中実又は中空のいずれかとしてシャフトを特徴付けることができる入力領域５４を含む。入力領域５６により、ユーザは、シャフトのための種々の定義された材料の１つを選択することができる。入力領域５８により、ユーザはシャフトの外径を設定することができ、入力領域６０によりユーザはシャフトの外側の長さを設定することができる。
【００３３】
図６に示したように、ユーザインターフェース３１は、シャフトが中空のタイプであることをユーザが示すとき、追加の領域５９，６１を含むようにユーザインターフェース３１の入力領域５２を自動的に更新する。具体的には、入力領域５９によりユーザは中空シャフトの内径を選択し、入力領域６１によりユーザはシャフトの内側の長さを選択することができる。ヘルプアイコン６３のいずれかを選択することにより、図７Ａ乃至図７Ｄに示したように、ユーザによって指定される可能性のある寸法を含む、シャフトのグラフィックな表示を、ユーザインターフェース３１に提示させる。さらに具体的に言えば、図７Ａ乃至図７Ｄは、中空及び中実のシャフト設計及び種々のガジオン（gudgeon）タイプを含む、現在のユーザ選択に基づいて設計される圧延ロールをグラフィックに表示している。
【００３４】
入力領域６２により、ユーザは、圧延ロールがポジティブキータイプ又はリバースキータイプのいずれであるかを示すことができる。例えば、ポジティブキータイプは、シャフトをカバーリングに対して回転させて固定するために、シャフトが追加の金属部品又は構成要素を含むことを示している。リバースキータイプは、被覆をシャフトに対して回転させて固定するために、カバーリング自体がさらなる部品を含むことを示している。支援するために、ユーザはヘルプアイコン６４を選択し、システムに、図８に示すようなキータイプをグラフィックに表示させてもよい。
【００３５】
入力領域６４により、ユーザは、シャフトの端部の特性を設定するために、種々の入力データを入力することができる。具体的には、入力領域６６により、ユーザは、ガジオンのタイプ（例えば、ステップ型ガジオン又はテーパ型ガジオン）を指定することができる。ステップ型ガジオンタイプを選択した場合には、ユーザインターフェース３１は、ガジオンにおけるステップ数（例えば１ステップ又は２ステップ）をユーザが特定することができる入力領域６８を動的に含む。入力領域７０により、ユーザは、スタブ（stub）の直径、スタブの長さ、フィレット（fillet）の半径、ステップの直径、ステップの長さ、ベアリングの直径及びベアリングの長さを含む、ガジオンに関する種々の寸法を指定することができる。
【００３６】
入力領域７４により、ユーザは、入力領域３８において選択されたものに係る、種々の用途に特有の情報を指定することができる。入力領域３８において選択された圧延ロールの用途に基づき、ユーザインターフェース３１は、所定のフィールドを含むか又は除外するように入力領域８４を動的に更新する。例えば、リンガ、ピンチ／フィード、ステアリング（Steering）及びテンションのタイプの圧延ロール用途の場合には、ユーザインターフェース３１は、連続した金属板（金属シート）の「ストリップの幅」及び「ストリップの厚さ」をユーザがそれぞれ設定することができる入力領域７６，７８を含む。ホールドダウン、しごき加工及びスナバ（Snubber）のタイプの圧延ロール用途の場合には、ユーザインターフェース３１は、図９Ｂに示したように、入力領域７６を含み、入力領域７８を除外するように、入力領域７４を自動的に更新する。
【００３７】
入力領域３８において選択された圧延ロールの用途に基づき、ユーザインターフェース３１は、所定のフィールドを含むか又は除外するように入力領域８０を動的に更新する。例えば、ブライドル及びデフレクタのタイプの用途の場合には、ユーザインターフェース３１は、図９Ａに示したように、入力領域８５及び８７を含むように入力領域８０を更新する。入力領域８０により、ユーザは、圧延ロールの周囲の線張力及び巻取角度をそれぞれ指定することができる。他のタイプの用途（例えば、ホールドダウン、しごき加工、スナバ、ピンチ／フィード、ステアリング、テンション、及びリンガ）の場合には、入力領域８０により、ユーザは、図３に示したように、モデル化される圧延ロールと係合する１つ以上の動作シリンダを定義しまた特徴付ける、種々のデータを提供することができる。具体的には、入力領域３８において選択された圧延ロールの用途に基づき、入力領域８０は、シリンダがプッシュタイプ又はプルタイプのいずれであるかをユーザが指定することができる入力領域８２を含む。入力領域８４により、ユーザは、圧延ロールと係合するシリンダの数を指定することができる。ユーザがシリンダのタイプを決定するのを支援するために、ユーザインターフェース３１は、図１０に示したように、ヘルプアイコン８１に応答してプッシュ動作型シリンダ及びプル動作型シリンダをグラフィックに表示する。同様に、ヘルプアイコン８３に応答して、ユーザインターフェース３１は、図１１に示したように、１つのシリンダ及び２つのシリンダを有する圧延ロールをグラフィックに表示する。
【００３８】
さらに、入力領域８６により、ユーザは、圧延ロールを動作させるためにシリンダに供給される圧力を指定することができる。入力領域８８により、ユーザは、シリンダの直径を指定することができる。入力領域９０により、ユーザは、シリンダが１００％未満の効率である状態をモデル化するために、シリンダの効率を指定することができる。入力領域９２により、ユーザは、シリンダによって達成される機械的拡大率を設定することができる。入力領域１０４により、ユーザは、圧延ロールがモデル化される工程に関する動作温度を指定することができる。
【００３９】
図１２乃至図１６は、例示としての電子的な解析レポート２９（図２）を示している。具体的には、図１２は解析レポートの第１の部分１１０を示し、これは、入力データによって画成されかつ構造解析エンジン２７によって評価される圧延ロールをグラフィックに表示するものである。このような態様で、図１２は、ユーザに対して、設定された圧延ロールの寸法及び特性についてのグラフィックな確認を提供する。なお、圧延ロールの寸法及び特性は一定の比率でなくてもよい。
【００４０】
図１３は、解析レポートの第２の部分１１２を示し、これは、ユーザインターフェース３１によって取得された入力データのすべてに係る詳細なリストを提供する。言い換えれば、第２の部分１１２は、入力処理モジュール２４によって生成されかつ構造解析エンジン２７への入力パラメータとして用いられるような、パラメータファイル２５内に含まれるすべての入力データを列挙している。
【００４１】
図１４は、解析レポートの第３の部分１１３を示し、第１の出力領域１１６及び第２の出力領域１２０を含んでいる。第１の出力領域１１６は、圧延ロールの被覆の計算された質量と、シャフトの計算された質量とを含む、構造解析エンジン２７によって生成される重要な計算値を提供する。第２の出力領域１２０は、画成された圧延ロールに関する多数の計算結果を提供する。例えば、図１４に示したように、モデル化レポートは、最大シャフト変位、最大シャフト応力、最大圧縮応力、最大引っ張り応力、最大接触圧力、及びベアリングの負荷を含む。これらの計算のそれぞれは、計算結果が、指定された限界を超えるか否かを決定する。この指定された限界は、供給業者６又は流通業者８によって設定されてもよい。この例において、最大シャフト変位は、圧延ロールに関する最大シャフト変位の設定された限界を超えている。その結果、解析レポートの第３の部分１１３は、指定された限界のうちの超過したすべてのものを識別するために、結果を赤で強調表示してもよい。
【００４２】
図１５Ａ乃至図１５Ｃは、モデル化された圧延ロールに関して計算された応力及び変位をグラフィックに表示する、電子的なレポートの一部を示している。具体的には、図１５Ａは、シャフト内の変位の等高線図をグラフィックに表示している。図１５Ｂは、圧延ロールの表面における圧縮圧力の等高線図をグラフィックに表示している。図１５Ｃは、圧延ロールの中心からの距離の関数として接触圧力をグラフィックに表示している。
【００４３】
図１６は解析レポートの部分１３０を示し、ここでは、解析制御スクリプト２８がレポートのフォーマットを整えて解析結果を要約している。一般に、解析制御スクリプトは、指定された限界の範囲外になる可能性のある圧延ロール特性を識別するように構造解析エンジン２７と相互動作しかつ解析レポート２９のフォーマットを整え、また、解析制御スクリプトは、圧延ロール設計を変更する推奨内容を含んでもよい。この例では、構造解析エンジン２７はシャフトの最大変位を計算したが、ここでシャフトの最大変位は、推奨される限界である０．５０８ミリメートルを超えている。その結果、解析制御スクリプト２８は、シャフト変位を小さくするために、シャフトの寸法又はタイプの変更を提案するように解析レポート２９のフォーマットを整える。部分１３０はさらに、シャフトにおける最大応力がシャフトの材料の降伏応力より小さく、従って適正な動作が期待されるということを示している。さらに、シャフトにおける最大応力は、シャフトの材料の降伏応力の半分未満であり、従って適正な動作が期待される。
【００４４】
図１７は、圧延ロール解析システム４の例示的な動作を示すフローチャートである。最初に、ユーザインターフェースモジュール２２は、ウェブに基づくユーザインターフェース（例えば、ユーザインターフェース３１）を提供して、圧延ロール設計を記述するユーザ１８からの入力データを取得する（１４０）。上述したように、ユーザは、予め定義された圧延ロール用途のセットから圧延ロールの１つの用途を選択し、予め定義された圧延ロールタイプのセットから１つの圧延ロールタイプを選択し、設計を記述するための種々の入力データを提供する。
【００４５】
実行依頼で送信されたデータに応答して、ユーザインターフェースモジュール２２は、ユーザによって供給されたデータを処理する入力処理モジュール２４を呼び出して、記述された設計を評価するための一時的な動作環境を生成する（１４２）。具体的には、入力処理モジュール２４は、圧延ロールの用途の指定されたタイプに基づいて解析制御スクリプト２８のうちの１つを選択し、選択された解析テンプレートをスクラッチディレクトリにコピーする（１４４）。さらに、入力処理モジュール２４は、ユーザインターフェースモジュール２２から受信された入力に基づき、パラメータ入力ファイル２５を生成する（１４６）。パラメータ入力ファイル２５は、構造解析エンジン２７による処理のために適したフォーマットで複数のパラメータ値を指定する。最後に、入力処理モジュール２４は実行モジュール２６を生成し、またユーザインターフェースモジュール２２に制御を返し、これにより、ユーザは、圧延ロールシステム４の遠隔アクセスを終了すること、もしくは、ユーザインターフェースモジュールとの対話を続行して解析のための新たな圧延ロール設計を画成することができる（１４８）。
【００４６】
これに並行して、実行モジュール２６は構造解析エンジン２７を呼び出し、ユーザ１８によって指定された特定の圧延ロール用途及び入力データに基づいて、構造解析エンジンの動作を制御するために、選択された解析制御スクリプト２８を識別する参照（例えばファイル名）をわたす（１５０）。解析中にエラーが生じた場合（１５１）には、実行モジュール２６はエラーメッセージをユーザ１８に送信する（１５２）。そうでない場合には、実行モジュール２６は、構造解析エンジン２７によって生成される解析の出力と、選択された解析制御スクリプト２８とを、容易に読み取り可能なフォーマット（例えば、ポータブルドキュメントフォーマット（ＰＤＦ））に変換する（１５４）。最後に、実行モジュール２６は、（例えば、電子メール（Ｅメール）メッセージ３０によって、又はユーザインターフェースモジュール２２によって）解析レポートをユーザ１８に伝送する（１５６）。
【００４７】
図１８は、構造解析エンジン２７の動作を制御する、解析制御スクリプト２８の例示的な動作を示すフローチャートである。一般に、解析制御スクリプト２８は、構造解析エンジン２７による処理に適したフォーマットで書かれ、圧延ロール用途、圧延ロールタイプ、及びユーザによって提供された他の入力データに基づきモデルを生成するように構造解析エンジンに命令する。
【００４８】
最初に、解析制御スクリプト２８は、圧延ロール解析に関連した定数を設定するためのコマンドを、構造解析エンジンに対して発行する（１６２）。例えば、解析制御スクリプトは、インチに対するミリメートルや、ポンドに対するニュートンなどの変換を定義してもよい。
【００４９】
次に、解析制御スクリプト２８は、パラメータ入力ファイル２５から読み出して、関連する独立パラメータ及び任意の従属パラメータを設定するためのコマンドを、構造解析エンジンに対して発行する（１６４，１６６）。例えば、圧延ロール用途のタイプ及び他の入力データに基づき、解析制御スクリプト２８は、最大のたわみ、鋼の密度及び鋼の降伏応力、硬度、ストリップ圧力、ならびにシリンダの力を設定してもよい。さらに、解析制御スクリプト２８は、解析の結果をプロット表示するグラフィックスの設定値を設定するためのコマンドを、構造解析エンジンに対して発行する（１６８）。解析制御スクリプト２８は、入力データに基づいた圧延ロール設計の評価に関連した構成要素のタイプ及び材料の特性を設定するためのコマンドを、構造解析エンジンに対して発行する（１６９）。例えば、選択された用途及び他の入力データに基づき、解析制御スクリプト２８は、圧延ロールの特性に関する複数の値（例えば、シャフトの弾性率、質量密度、ポアソン比及び降伏応力値）を設定する。
【００５０】
次に、解析制御スクリプト２８は、選択された圧延ロールの用途、タイプ及び他の入力データに基づき、圧延ロール設計に関する有限要素モデルを設定するためのコマンドを、
構造解析エンジンに対して発行する（１７０）。最後に、解析制御スクリプト２８は、モデル化された圧延ロールに関する境界条件及び負荷を設定するためのコマンドを、構造解析エンジン２７に対して発行する（１７２）。このような態様で、解析制御スクリプト２８は、入力データに基づき適切なモデルを自動的に生成してもよい。結果として得られるモデルは、圧延ロール解析に用いられる従来のモデル化技術に適合していてもよく、線形又は非線形の材料の振る舞いや、非線形のベアリング支持部（サポート）の拘束条件や、また非線形の面対面の接触領域を含んでもよい。解析エンジン２７は、連続の方程式と、質量、運動量及びエネルギーの保存とを含む、変形可能な物体の構造力学を支配する複数の理論式から導出される方程式系を生成してもよい。連続体力学のこの分野の理論的な様相については、Ｊ．ボネット及びＲ．Ｄ．ウッド，「有限要素解析のための非線形連続体力学」，ケンブリッジ・ユニバーシティ・プレス，ケンブリッジ，英国，１９９７（ＩＳＢＮ  ０−５２１−５７２７２−Ｘ）（J. Bonet and R. D. Wood, "Nonlinear Continuum Mechanics for Finite Element Analysis", 1997, Cambridge University Press, Cambridge, England (ISBN 0-521-57272-X)）と、Ａ．Ｃ．イーリンゲン，「連続体の力学」，ロバート・Ｅ・クリーガー・パブリッシング・カンパニー，フロリダ州メルボルン，１９８０（ＩＳＢＮ  ０−８８２７５−６６３−Ｘ）（A. C. Eringen, "Mechanics of Continua", 1980, Robert E. Krieger Publishing Company, Inc., Melbourne, FL (ISBN 0-88275-663-X)）とを含む、多数の文献に記載されている。有限要素法の理論的な様相についても、Ｔ．ベリチェコ，Ｗ．リュー及びＢ．モラン，「連続体及び構造物のための非線形有限要素法」，ジョン・ワイリー・アンド・サンズ・リミテッド，ウエストサセックス，英国，２０００（ＩＳＢＮ  ０−４７１−９８７７４−３）（T. Belytschko, W. Liu, and B. Moran, "Nonlinear Finite Elements for Continua and Structures", 2000, John Wiley and Sons, Ltd., West Sussex, England (ISBN 0-471-98774-3)）と、Ｏ．Ｃ．ツィエンキーヴィッツ及びＲ．Ｌ．テーラー，「有限要素法」，マグローヒル・ブック・カンパニー，メードンヘッド，英国，１９８９（ＩＳＢＮ  ０−０７−０８４１７４−８）（O. C. Zienkiewicz and R. L. Taylor, "The Finite Element Method", 1989, McGraw-Hill Book Company, Maidenhead, England (ISBN 0-07-084174-8)）とを含む、多数の文献に記載されている。
【００５１】
入力データに応じて適切な圧延ロールモデルを生成したとき、解析制御スクリプト２８は、当該モデルを解析するように構造解析エンジンに命令するためのコマンドを発行する（１７４）。いったん解析が完了すると、解析制御スクリプト２８は、多数の後処理タスクを実行する（１７６）。例えば、解析制御スクリプト２８は、グラフィカルな形式（例えばＪＰＥＧ）で等高線プロットを出力するように構造解析エンジン２７に命令する。さらに、解析制御スクリプト２８は、設計に係る最大変位及び応力を識別するように構造解析エンジン２７に命令する。
【００５２】
最後に、解析制御スクリプト２８は、構造解析エンジン２７によって生成された解析出力に基づき、解析レポートを生成する（１７８）。上述したように、実行モジュール２６は、容易に読み取り可能なフォーマットにレポートを変換し、レポートをユーザ１８に伝送する。
【００５３】
本発明の種々の実装及び実施形態について説明した。しかし、本発明を逸脱することなく、種々の変更を行うことができることを理解されたい。従って、これらの実施形態及びその他の実施形態は、添付の請求の範囲内に包含される。
【図面の簡単な説明】
【００５４】
【図１】圧延ロール設計をモデル化して評価するための、ネットワークに基づく例示的な環境を示すブロック図である。
【図２】圧延ロール解析システムの例示的な実施形態を示すブロック図である。
【図３】圧延ロール設計を画成する入力データを取得するための例示的なユーザインターフェースを示す画面の図である。
【図４】圧延ロール設計を画成する入力データを取得するための例示的なユーザインターフェースを示す画面の図である。
【図５】圧延ロール設計を画成する入力データを取得するための例示的なユーザインターフェースを示す画面の図である。
【図６】圧延ロール設計を画成する入力データを取得するための例示的なユーザインターフェースを示す画面の図である。
【図７Ａ】圧延ロール設計を画成する入力データを取得するための例示的なユーザインターフェースを示す画面の図である。
【図７Ｂ】圧延ロール設計を画成する入力データを取得するための例示的なユーザインターフェースを示す画面の図である。
【図７Ｃ】圧延ロール設計を画成する入力データを取得するための例示的なユーザインターフェースを示す画面の図である。
【図７Ｄ】圧延ロール設計を画成する入力データを取得するための例示的なユーザインターフェースを示す画面の図である。
【図８】圧延ロール設計を画成する入力データを取得するための例示的なユーザインターフェースを示す画面の図である。
【図９Ａ】圧延ロール設計を画成する入力データを取得するための例示的なユーザインターフェースを示す画面の図である。
【図９Ｂ】圧延ロール設計を画成する入力データを取得するための例示的なユーザインターフェースを示す画面の図である。
【図１０】圧延ロール設計を画成する入力データを取得するための例示的なユーザインターフェースを示す画面の図である。
【図１１】圧延ロール設計を画成する入力データを取得するための例示的なユーザインターフェースを示す画面の図である。
【図１２】圧延ロール解析システムによって生成される例示的な解析レポートを示す画面の図である。
【図１３】圧延ロール解析システムによって生成される例示的な解析レポートを示す画面の図である。
【図１４】圧延ロール解析システムによって生成される例示的な解析レポートを示す画面の図である。
【図１５Ａ】圧延ロール解析システムによって生成される例示的な解析レポートを示す画面の図である。
【図１５Ｂ】圧延ロール解析システムによって生成される例示的な解析レポートを示す画面の図である。
【図１５Ｃ】圧延ロール解析システムによって生成される例示的な解析レポートを示す画面の図である。
【図１６】圧延ロール解析システムによって生成される例示的な解析レポートを示す画面の図である。
【図１７】圧延ロール解析システムの例示的な動作を示すフローチャートである。
【図１８】遠隔のユーザによって提供される入力データに基づき構造解析エンジンの動作を自動的に制御するための解析制御スクリプトの例示的な動作を示すフローチャートである。
【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７Ａ】
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【図７Ｂ】
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【図７Ｃ】
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【図７Ｄ】
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【図８】
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【図９Ａ】
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【図９Ｂ】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５Ｃ】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【国際調査報告】
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