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計算事例

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Formulation Optimization with Machine Learning

概要

有望な配合候補を優先提案する

条件探索と機械学習による最適配合提案 の概要図

概要図

実験履歴と予測モデルを使い、次の試作候補を絞り込む最適化支援事例です。

材料開発では、単純に一つの特性値を上げればよいわけではなく、粘度、硬度、耐久性、コスト、加工性など複数条件のバランスを取りながら配合を検討する必要があります。候補数が増えるほど、試作順序の判断が重要になります。
本事例では Pipeline Pilot 上で予測モデルを利用し、設定した制約条件や目標範囲に基づいて有望な配合候補をスコアリングします。人手では見落としやすい候補の組み合わせを探索し、次の実験計画の優先順位付けに活かします。
想定する利用コレクションは Machine Learning Collection、Data Modeling Collection、Optimization 系コンポーネント、Reporting Collection です。予測と探索を一つのワークフローにまとめることで、改善サイクルを回しやすくなります。

探索

最適化フローで見る観点

条件探索と機械学習による最適配合提案 の詳細図

詳細図

精度だけでなく、実験計画に落とせる提案になっているかが重要です。

  • 目標値と制約条件の設定 複数特性の目標範囲、コスト上限、使用禁止原料などの条件を明示し、現実的な候補に絞ります。
  • 候補配合のスコアリング 予測モデルから得た特性値を比較し、総合的に優先順位を付けます。
  • 実験結果のフィードバック 実際に評価した結果をモデルへ戻し、次回の探索精度を高めます。
  • 担当者が理解できる出力 なぜその候補が選ばれたかを説明できる一覧や比較図を出力し、採否判断に使いやすくします。

展開

継続改善に向く理由

条件探索と機械学習による最適配合提案 の活用イメージ

活用イメージ

最適化の提案機能は、単発の AI デモではなく、実験と学習を往復させる仕組みとして価値があります。条件を足すたびに探索範囲が広がる中で、次の一手を絞る支援ツールとして機能します。
材料開発のほか、試験条件設計や工程条件調整など、説明変数と目標値を持つテーマへ展開しやすい構成です。

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