45. 連合学習モデルによる高温引張強度予測ワークフロー:

45.1. 概要

複数機関による連合学習の実施で得られたグローバルモデル(tensile_all)を用い、組成・試験条件・硬さ・試験片種類などからなる予測条件について引張強度を予測する。

45.2. ワークフロー説明

ワークフローは 図 352 になる。

図 352 連合学習モデルによる高温引張強度予測ワークフロー

45.3. ツール説明

ワークフローで使用されるツールの説明を行う。

45.3.1. 予測条件抽出

特定CSV形式の予測条件から指定された予測条件行のデータを抽出し、各列名に対応するポートに分解して出力する。 予測条件行ポートにリストファイルを与えることにより予測条件の全行のループ処理を可能とする補助的モジュールである。

図 353 ツール「予測条件抽出」

入力ファイル設定内容は以下の通りである。

入力ファイル:

ポート名: 予測条件

1行目のヘッダに列名を記述し2行目以降にデータが記述されたCSV形式のファイルである。

当ワークフローで必須となる列を 表 47 に示す。

連合学習実施当時の形式から当モデルで使っていない列を除外したものであり、下記列名に含まれない列は無視される。

表 47 予測条件ポートのCSVファイル

列名	単位	説明
C[mass%]	mass%	データが無い場合は0埋めする。
Si[mass%]	mass%	データが無い場合は0埋めする。
P[mass%]	mass%	データが無い場合は0埋めする。
S[mass%]	mass%	データが無い場合は0埋めする。
N[mass%]	mass%	データが無い場合は0埋めする。
B[mass%]	mass%	データが無い場合は0埋めする。
Mn[mass%]	mass%	データが無い場合は0埋めする。
Ni[mass%]	mass%	データが無い場合は0埋めする。
Cr[mass%]	mass%	データが無い場合は0埋めする。
Mo[mass%]	mass%	データが無い場合は0埋めする。
Cu[mass%]	mass%	データが無い場合は0埋めする。
Al[mass%]	mass%	データが無い場合は0埋めする。
Ti[mass%]	mass%	データが無い場合は0埋めする。
Nb+Ta[mass%]	mass%	Nb_Ta_質量百分率 と Nb_質量百分率 の該当する一方に入力し、他方を0とする。
V[mass%]	mass%	データが無い場合は0埋めする。
W[mass%]	mass%	データが無い場合は0埋めする。
Co[mass%]	mass%	データが無い場合は0埋めする。
Fe[mass%]	mass%	(100 - Fe[mass%]以外の組成列の合計) を与える。
Nb[mass%]	mass%	Nb_Ta_質量百分率 と Nb_質量百分率 の該当する一方に入力し、他方を0とする。
Sn[mass%]	mass%	データが無い場合は0埋めする。
O[mass%]	mass%	データが無い場合は0埋めする。
Ru[mass%]	mass%	データが無い場合は0埋めする。
Re[mass%]	mass%	データが無い場合は0埋めする。
Vickers hardness at RT[HV]	HV	室温におけるビッカース硬さ[HV]。
Test temperature[K]	K	高温引張試験の試験温度[K]。測定がT[℃]の場合は(T + 273.15)を与える。
Standard material (matrix)		試験片種別が規格材(母材)の場合1、それ以外の場合0
Weld metal		試験片種別が溶接金属から抽出した試験片の場合1、それ以外の場合0
Used sample		試験片種別が使用材(抜管材など)の場合1、それ以外の場合0

注 : "Standard material (matrix)", "Weld metal", "Used sample" のうちいずれかに1，それ以外には0を与える。

図 354 入力ファイル「予測条件」

入力ファイル:

ポート名: 予測条件行

予測条件から指定行を抽出するために用いられる。

当ワークフローではリストファイル形式のポートとしており、zipファイルを与えてループ処理により各行の予測を順次行えるようにしている。

zipファイルの内容は、行番号を記述したファイル群と、それらのファイル名を各行に列記したlist.txtからなる。

図 355 予想条件行ポートのzipファイル内構成の例(データが2行の場合)

注意点:

• list.txtの最終行で改行するとエラー(空行の存在によるもの)

• 行番号は1から(ヘッダ除く)最大行数までの範囲の整数で記述する

• zipファイル中に数字のみのファイル名を設けてはならない(例: 1)

• zipファイル直下に各ファイルが存在しなければならない。

作成方法:

例として、予測条件.csvがあるときbashでは次のようにして予測条件行のzipファイル(rows.zip)を作成できる。

mkdir rows
for (( i=1 ; i<$(wc -l 予測条件.csv | cut -d ' ' -f 1) ; i++  )) ; do
    echo $i > rows/row$(printf "%04d" ${i})
done
ls -1 rows  | grep -v list.txt > rows/list.txt
pushd rows
zip ../rows.zip *
popd

補足:

リストファイルのファイル構成の詳細については、材料設計ワークフローシステム 利用者マニュアル 「7.3.10. ワークフロー構成要素のプロパティ（詳細）を表示する」を参照のこと。

45.3.2. 高温引張強度予測_tensile_allモデル版

複数機関による連合学習の実施で得られたグローバルモデル(tensile_all)を用い、組成・試験条件・硬さ・試験片種類などからなる予測条件について引張強度を予測する。

図 356 ツール「高温引張強度予測_tensile_allモデル版」

入力ファイル

高温引張強度予測_tensile_allモデル版モジュールを単独で実行する場合は1条件の予測のためにそれぞれの記述子毎にファイルを作成し各入力ポートに与える。入力ポートの一覧を 表 48 に示す。

当ワークフローでは予測条件抽出モジュールと接続しており予測条件ファイルに条件を記述し各行について処理を行うため、下表のポート毎の入力は不要となる。

表 48 入力ポート一覧

ポート名	単位	説明
C_質量百分率	mass%	データが無い場合は0。
Si_質量百分率	mass%	データが無い場合は0。
P_質量百分率	mass%	データが無い場合は0。
S_質量百分率	mass%	データが無い場合は0。
N_質量百分率	mass%	データが無い場合は0。
B_質量百分率	mass%	データが無い場合は0。
Mn_質量百分率	mass%	データが無い場合は0。
Ni_質量百分率	mass%	データが無い場合は0。
Cr_質量百分率	mass%	データが無い場合は0。
Mo_質量百分率	mass%	データが無い場合は0。
Cu_質量百分率	mass%	データが無い場合は0。
Al_質量百分率	mass%	データが無い場合は0。
Ti_質量百分率	mass%	データが無い場合は0。
Nb_Ta_質量百分率	mass%	Nb_Ta_質量百分率 と Nb_質量百分率 の該当する一方に入力し、他方を0とする。
V_質量百分率	mass%	データが無い場合は0。
W_質量百分率	mass%	データが無い場合は0。
Co_質量百分率	mass%	データが無い場合は0。
Fe_質量百分率	mass%	(100 - Fe_質量百分率以外の組成の合計) を与える。
Nb_質量百分率	mass%	Nb_Ta_質量百分率 と Nb_質量百分率 の該当する一方に入力し、他方を0とする。
Sn_質量百分率	mass%	データが無い場合は0。
O_質量百分率	mass%	データが無い場合は0。
Ru_質量百分率	mass%	データが無い場合は0。
Re_質量百分率	mass%	データが無い場合は0。
室温ビッカース硬さ	HV	室温におけるビッカース硬さ[HV]。
試験温度	K	高温引張試験の試験温度[K]。測定がT[℃]の場合は(T + 273.15)を与える。
試験片種別		試験片種別に応じて[Standard material (matrix), Weld metal, Used sample]のいずれかの文字列を与える。

例: C_質量百分率

0.11

例: Fe_質量百分率

89.12

例: 試験温度

293.15

例: 試験片種別

Standard material (matrix)

出力ファイル:

ポート名: 引張強度

引張強度[MPa]。

556.6668037488511

45.4. 入力ファイル

このワークフローにおける入力は 予測条件抽出 の入力ファイルとなる。 入力ファイル名は半角スペースを入れなければ任意のファイル名で良い。

• サンプル入出力ファイル ダウンロードはこちら （html版のみダウンロード可能）