「ＹＳＰＳ研究所」２００９０８～９まとめ(20091001転記)

月初めはこの「ＹＳＰＳ研究所」ブログのまとめの日とします。
以下２００９年８～９月のまとめ９件
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２００９０８０３＞＞＞群馬・栃木出張とＹＳＰＳ研究所
まずはＹＳＰＳ研究所ブログ定期記載の遅れを謝罪。
毎回土曜日にこのブログは更新しているが、8/1の土曜日は他の2つの姉妹ブログ(「なんてもアラカルト」及び「文化財的Archival教育」)と同様に、月初めはブログのひと月分のまとめを実施しているのでその日に重なると定期ブログ記載は翌日となる。
今回は8/2の昨日が記載日なのだが、群馬・栃木出張中でホテルからの発信がどうももたついていて、結局二日遅れとなった次第である。
さて言い訳はこの辺までで、2週間連続していた「寿命予測のマスターカーブ」は今週はお休みで、8/1-2でYSPS研究所として実施した群馬・栃木出張で感じた「保存科学」について述べてみたい。
まず初日の8/1は群馬県利根郡川場村で古刹吉祥寺を訪ねた。
国宝は無かったが県指定・村指定の重要文化財は多数有った。
これらを和尚の実力で文化財として保存していく大変さは、修復や管理の様子を見学して肌で感じられた。
又保存科学の目からサポート出来るところも随所に見られた。
最初の山門に始まり、本堂・釈迦如来なども結局それに立ち向かう本人の気持ち次第であると思った。
あちこちに和尚の工夫が感じ取れた。
次いで川場村全体としての村保存の取り組みも、その工夫が随所に見られ清々しい心持ちを実感した。
そのひとつでもある宿泊した「ホテルSL」の機関車を毎日メンテして動かしていると聞いて驚いた。
直接担当者から話が聞けて良かったが、このSL保存のための苦労は並大抵ではないと恐れ入った。
ホテル側から早速届いたアンケートメール(この迅速性にもびっくりしたが・・・)にも返事したが、もっとアピールした方が良いと思う。
事前に知っていたら、是非動いている所を見たかった。
道州制が取りざたされている中で、村単位(お隣の片品村も平成の大合併にめげず(?)そのまま存続している。)残っているのは日本の貴重な文化を残そうという意気込みが感じられる。
そんな気持ちを抱きながら、金精峠を超えて8/2は栃木県へと入った。
雨予報の中、わずかに晴れた雲間から男体山・中禅寺湖の眺めは又格別であった。
地球規模の保存を実感できた。
この画像を添付する。
その後、華厳の滝を眺め目的の宇都宮市のHYさん宅を訪れた。
こちらでも宇都宮市の名物餃子に始まり、市の保存・県の保存、そして道州制へと話題は進展したが、やはり人間の寿命、そして人として何を遺していくのかがとどのつまりであるとの結論に行きつくのであった。
今回の二日間でも私たち中・高年齢層自身の問題としてだけでなく、10代・20代の若年層、更には我々の孫の幼年層に何を遺し、彼ら本人が何を遺すべきかを考えることが出来る環境を作っていくことの重要性をつくづく感じ取った旅行であった。
この問題に是非YSPS研究所として真っ向から立ち向かいたいと思っている。
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２００９０８０８＞＞＞寿命予測のマスターカーブ＞寿命予測におけるマスターカーブの重要性
3週間前の「ＹＳＰＳ研究所」ブログで今後しばらくは「寿命予測のマスターカーブ」というタイトルでブログ記載を続けることを述べた。
全体のストーリーは下記の順序で記載する予定である。
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１．序：寿命予測の意義
２．寿命予測におけるマスターカーブの重要性
３．マスターカーブ作成の手順
４．マスターカーブの限界
５．プロファイル外挿法の登場
６．各種予想学とのタイアップ
７．まとめと今後の展開
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先々週は1の「序:寿命予測の意義」を記載した。
今週は2の「寿命予測におけるマスターカーブの重要性」について述べたい。
序でも述べたが、生物の寿命、又無生物の寿命(こちらは使用・利用する側からの判断)共にそれぞれ意義があり、それぞれの立場からその寿命予測の意義の内容が異なってくる。
そして一般に寿命というと終着点のみを語られることが多いが、実際に問題となるのは寿命が尽きる終着点のみが重要ではなく、人間を例にあげると生まれてから亡くなるまでの生きざまが重要なのと同じように、それぞれの生物・無生物(今後これらを総称してマテリアルと定義する。)の誕生してから死滅(無生物では廃棄)するまでの過程における各時点での活躍度が重要であることは自明の理である。
つまり生物では個々それぞれの一生(寿命)に於ける生存曲線の中の各時点で、その立場を理解して一生を終えると考えられる。
この生存曲線をマスターカーブと言う言葉で置き換えてみようと思う。
生物の中の頂点(と我々は考えている・・)である人間はこのマスターカーブに従って生きていると考えることが出来るし、マスターカーブ以上のことも以下のことも不可能なのである。
更に個々の一生だけでなく、先祖・子孫を考えるともっと大きいマスターカーブが描けるのかも知れないが、こちらの議論は宇宙・宗教の分野に立ち入るのでこれ以上は言及しないことにする。
但しこの考え方は無生物(つまり一般に言うマテリアル)では今環境問題で取りざたされているリサイクル・リユース・リデュースとの関連で重要な示唆を与えていると思われる。
さてマスターカーブに戻って、寿命予測の中で寿命・終着点のみが重要なのではなく、その過程であるマスターカーブがなぜ重要なのかを考えてみたい。
生物(特に人間)においてのマスターカーブが重要なのは上記でも述べた生きていくうえでの各時点でそれぞれが担う役割が異なるからである。
それと同様に無生物を含めた各マテリアルの寿命予測において、時間を横軸(通常真数を取るが、このマスターカーブの議論では必ず対数を取ることが必須:理由は後ほど述べる。)に取った場合劣化曲線が一つのカーブで描かれてくるわけで、これをマスターカーブと再定義することにする。
もうお気づきになったようにこの際の縦軸に何を持ってくるかがポイントであるが、これについても後ほど述べることにする。
いずれにしてもこのマスターカーブの形がどのようなものかが、大変重要であることを理解いただければこの章の目的は達したと思っている。
ちょっとダラダラとなってしまったが、この章の校正は追って実施したいと思う。
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２００９０８１５＞＞＞寿命予測のマスターカーブ＞マスターカーブ作成の手順①
4週間前の「ＹＳＰＳ研究所」ブログで今後しばらくは「寿命予測のマスターカーブ」というタイトルでブログ記載を続けることを述べた。
全体のストーリーは下記の順序で記載する予定である。
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１．序：寿命予測の意義
２．寿命予測におけるマスターカーブの重要性
３．マスターカーブ作成の手順
４．マスターカーブの限界
５．プロファイル外挿法の登場
６．各種予想学とのタイアップ
７．まとめと今後の展開
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1の「序:寿命予測の意義」と2の「寿命予測におけるマスターカーブの重要性」は既に述べたので、いよいよ本日は3の「マスターカーブ作成の手順」について記述したい。
寿命予測のマスターカーブがなぜ必要なのかが理解いただけたこの時点では、既にその手順は分かったようなものである。
つまり寿命予測をし、しかもその予測がより確実なものとなるためには現時点で入手できるあらゆる情報をデータベースで使用してマスターカーブに応用できなければならない。
では順を追ってマスターカーブ作成の手順を述べてみたい。
1.まず寿命予測グラフの縦軸を決める。通常寿命予測をしたい物の特性(必要とされている)を縦軸とするが、人間の場合は生きがいや活躍度や能力といったやや抽象的なものにならざるをえないであろう!
2.ついで横軸は時間軸となるが、既に述べたように真数ではなく対数をプロットする。既に述べているが、マスターカーブを議論する上でこの対数は必須である。寿命予測をうたった学会でもこの点を誤解して真数で議論されているケースが多々見られるのは残念なことである。勿論単位は秒・分・時・日・週・月・年他何でもOKである。対数にするとどの単位に統一しても大きな問題でないことはすぐに理解できるが、何億年も先を議論するにはやはり年を単位にすると良いと考える。
3.いよいよ劣化曲線(カーブ)を作成するわけだが、まず実験としてはそのおかれた環境を統一されていなければならない。一般には温度・湿度であるが、必要に応じで圧力・酸素濃度の規定、更には光量・光質、無機・有機物濃度・放射線量などの規定が必要なケースもある。
4.そして3の統一された環境の中で、どれか一つ(又は数個)のファクターを変化させて劣化曲線を描くのだが、ここでは温度を変化させた場合について述べる。理由は既にアレニウス・アイリングモデルなど理論化された寿命予測手法があるからである。
5.温度は゜Ｃではなく、絶対温度のＫを使用する。理由は上記寿命予測モデルの理論式の単位であるからだ。
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ここまで記載してきて既に1000字を超えたので、この3章の続きは又来週記載する。
２００９０８２２＞＞＞寿命予測のマスターカーブ＞マスターカーブ作成の手順②
5週間前の「ＹＳＰＳ研究所」ブログで今後しばらくは「寿命予測のマスターカーブ」というタイトルでブログ記載を続けることを述べた。
全体のストーリーは下記の順序で記載する予定である。
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１．序：寿命予測の意義
２．寿命予測におけるマスターカーブの重要性
３．マスターカーブ作成の手順
４．マスターカーブの限界
５．プロファイル外挿法の登場
６．各種予想学とのタイアップ
７．まとめと今後の展開
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本日は3の「マスターカーブ作成の手順」①の続きとして②を記述したい。
3-1～3-5の概略は以下である。
3-1.まず寿命予測グラフの縦軸を決める。
3-2.ついで横軸は時間軸となるが、既に述べたように真数ではなく対数をプロットする。
3-3.いよいよ劣化曲線(カーブ)を作成するわけだが、まず実験としてはそのおかれた環境を統一されていなければならない。
3-4.そして3-3の統一された環境の中で、どれか一つ(又は数個)のファクターを変化させて劣化曲線を描くのだが、ここでは温度を変化させた場合について述べる。
3-5.温度は゜Ｃではなく、絶対温度のＫを使用する。
では寿命予測のマスターカーブ作成の手順の続きを記載する。
3-6.次に重要なのは横軸の時間のスタートは何時になるのかである。真数を時間軸にするとスタートはゼロになることは必然である。しかし対数を横軸としているので、ゼロはマイナス無限大となり、プロット出来ないことになる。実はこのことが非常に重要なことを意味している。例えばあるマテリアルの寿命を考える際、通常は出来上がった製品・部材の安定した時点をゼロ、つまりスタートとしているケースが大部分である。ここに落とし穴が有って、このスタートとしている時点以前の状態が往々にして寿命に大きくかかわっていることがある。
従って従来、横軸のスタートにしている時点以前に、縦軸の機能に影響を与えるファクターが無いことを確認することが重要である。
3-7.さて暫定(3-6で記載したように真数のゼロは対数では無限大となるので・・)のスタート時点が決まれば、劣化曲線を引くための実験を行い、プロットしていく。この実験点数は勿論多いほど良いわけであるが、最低は5点程度は必要である。しかもその点数が対数軸で偏っていてはいけない。この点も重要なことで、温度が低く反応が進みにくいところでは変化がほとんどない点を多くプロットする傾向がある。これは実験をする上で(時間的制約があるので・・)仕方がないことではあるが、逆にいえば、高温側でより詳細な実験が組めることを意識する必要があることを示している。
3-8.3-7で得られた各温度での劣化曲線(曲線を引かないで生の点を採用する方が良い場合が多いが・・・)の対数横軸をずらして、一つの劣化曲線とする。これがマスターカーブとなるわけである。これを人間がエイヤーと引くのか、コンピューターにやらせるのか、カーブを多次元の何曲線と仮定するのかは実験者の判断に任せられる。
3-9.3-8のマスターカーブ作成方法ではそのカーブに当然バラツキが出てくる。寄ってそのカーブに幅を持たせることが大切である。この幅が実験誤差なのか、環境バラツキなのかを考慮していくことが更に重要な問題となる。
以上でマスターカーブ作成の概略を述べたが、実際は個々のケースで実験上注意するポイントは大きく変わることを述べてこの章を閉じたい。
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２００９０８２９＞＞＞寿命予測のマスターカーブ＞マスターカーブの限界
6週間前の「ＹＳＰＳ研究所」ブログで今後しばらくは「寿命予測のマスターカーブ」というタイトルでブログ記載を続けることを述べた。
全体のストーリーは下記の順序で記載する予定である。
・・・・・
１．序：寿命予測の意義
２．寿命予測におけるマスターカーブの重要性
３．マスターカーブ作成の手順
４．マスターカーブの限界
５．プロファイル外挿法の登場
６．各種予想学とのタイアップ
７．まとめと今後の展開
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本日は4の「マスターカーブの限界」を記述したい。
先週・先々週と「マスターカーブ作成の手順」を述べてきた。
実際に寿命予測のためのマスターカーブを書くためにはまだまだ詳細なテクニックや問題点があるが、取りあえず次に進み、補足は別途述べることにする。
さてマスターカーブの重要性と具体的手順でこの大きなタイトル「寿命予測のマスターカーブ」は終了するかに思えるが、実はここに大きな落とし穴がある。
あらゆるものの寿命予測のための劣化曲線のマスターカーブには限界があるということなのだ。
つまり3で述べた具体的な「マスターカーブ作成の手順」で温度を変化させて劣化曲線を描きその曲線の形を統一することがマスターカーブ作成の中心課題である。
しかしその曲線が統一できない場合が多々ある訳なのだ。
実際に温度を変化させて劣化曲線を描くと、高温側は早い時期にＳ字カーブ(横軸は時間の対数でのプロットに注意)を示すことが多い。
しかし低温側になるとそのＳ字カーブ(変曲点が二つ)の全体像が見えず、変曲点が一つで右下がりのカーブだけとなる。
更に低温側に至ると最初の変曲点(Ｓ字カーブのショルダー部分)にも達せず、非常に少ない変化のみしか実験データからは得られない場合が普通である。
この場合もマスターカーブが出来ることを前提に進めると、なんら支障が無くマスターカーブの初期の実験データが増えたものと解釈できる。
しかし本当にそれで良いのかは疑ってかかる必要がある。
実際問題として、或る温度で劣化反応形態が大きく変わる(つまり転移点を有していてその温度の前後で2つのマスターカーブが有ることになる。)場合が知られている。
ではこのことだけを注意していればこれで寿命予測のマスターカーブは解決したのだろうか?
実はこれだけでは説明できないケースがまだまだあることが分かってきている。
例えば縦軸の特性値がいつも減少する場合だけでは無い時である。
つまり増加する場合があるのだ。
この場合は絶対に劣化曲線のマスターカーブを描くことは出来ないのである。
これがマスターカーブの限界である。
この問題を乗り越えて、寿命予測をする場合の方法を次回以降述べてみたい。
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２００９０９０５＞＞＞寿命予測のマスターカーブ＞プロファイル外挿法の登場
本日は5の「プロファイル外挿法の登場」を記述したい。
前回記述した「マスターカーブの限界」でご理解いただけたと思うが、温度などの変動要因に対するマスターカーブが描けない場合には、どのようにして寿命予測をするのか?
温度要因(対数軸)を横軸にしてプロットしたカーブがマスターカーブとして描けないということは、その劣化曲線の形が温度によって変化していくことを意味している。
そしてその形を慎重に良く観察するとある一定の傾向を示していることが多い。
つまり劣化曲線のプロファイルの変化を数学的にとらえて、予測したい温度でのプロファイルを推定予測することで目的の劣化曲線が得られるのではないかと予測できると思う。
これをプロファイル外挿法と命名した。
体系的には従来のアレニウス系をプロファイル内挿法と名付け、上記プロファイル外挿法を非アレニウス系に適用しようとする考えである。
このプロファイル外挿法に関しては日本写真学会誌68巻(2005)2号P.107-111に詳細に記述しているので参照願いたい。
簡単に説明すると劣化曲線のプロファイルは部分的にみると2次曲線と仮定することが出来、その2次曲線の曲率の変化を対数温度軸に対しプロットして必要な温度における劣化曲線を推定する手法である。
上記プロファイル外挿法の導入により、従来一方向の劣化しか捉えられなかった劣化の概念が逆方向(例えば色濃度の変化が増加から減少に転じる、力学的挙動変化がマイナスからプラスに転じるなど・・・)にも適応できることを実際に起こった現象から初めて実証したのである。
本解説の主テーマである「寿命予測のマスターカーブ」から外れると思われるかも知れないが、劣化曲線のプロファイルそのものを変化の対象と考えることにより、従来の寿命予測をも包含した広い概念でとらえられることが理解いただけたと思う。
次回は更に予測学の精度を高める手法について述べたい。
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２００９０９１２＞＞＞寿命予測のマスターカーブ＞各種予測学とのタイアップ
本日は6の「各種予測学とのタイアップ」を記述したい。
先週までで、寿命予測のマスターカーブの全貌と更にはそのマスターカーブでは予測不可能な場合の対処方法を述べてきた。
今回のテーマ「各種予測学とのタイアップ」は寿命予測に対して、マテリアルとはなかなか考えられないものの予測学を取り入れることが出来ないかという問題である。
例えば気象予報や経済界の見通しの概念から導き出されている短期・中期・長期予測学とのタイアップである。
まず気象予報では、毎日・週間・月間・年間・更には十年・百年単位の予測をスーパーコンピューターを用いることになされている。
これらの予測は膨大な過去百年に及ぶデータから推測されるものである。
最近では台風の進路予測が非常に正確になってきたことは実感として感じることが出来る。
今まで3日後までの予測しかしていなかったのに、今年から5日後までの予測に足を踏み入れたことからもその予測の自信が窺える。
もう一つ、気象予報から本テーマである寿命予測に導入出来うるものが予測精度の確率である。
例えば翌日午前中6時間に雨が降る所謂降雨確率が示されるようになって久しい。
これは十％単位での降雨確率がすっかり我々の脳に浸透したことを示している。
実際この数字を見て今日傘を持参するかどうかを決めている方も多いと考えられる。
又今年はまだ上陸した台風は無いが、既に上陸すれすれの台風は3個ばかり有った。
この台風が上陸するかどうかは被害や、交通機関に与える影響はとてつもなく大きい。
この予測は台風の中心位置と暴風・強風圏を円で示すことによりなされている。
つまり台風が上陸するか暴風圏が陸上にかかるかを確率予測していることになる。
そしてこの台風進路予測は毎日台風が進む中心位置が確定するとともに予測円は狭まっていく。つまり進路予測をその都度修正しているわけである。
この考え方をマテリアルの寿命予測に適応したのが既発表の「確率予測法」である。
この「確率予測法」は経済界の景気予測にも度々適応されているし、政界予測・スポーツ界での各種予測にも適応されていることは既知のことと思われるのでここでは省略する。
さて来週はいよいよ最終回で、７．まとめと今後の展開となる。
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２００９０９１９＞＞＞寿命予測のマスターカーブ＞まとめと今後の展開
本日は7のまとめと今後の展開について述べたい。
「寿命予測のマスターカーブ」のまとめは5W1H形式で記載してみる。
いつ(When)
>>>これは寿命予測のスタートはいつから考えるのか?その寿命を議論する最重要時点は何時なのか?そして寿命の議論の最終ポイントは何時なのか?を考えること。これは寿命予測マスターカーブの横軸となる。
どこで(Where)
>>>寿命予測を議論する上でそのマテリアルが置かれている環境が最重要である。温度・湿度・ガス濃度などは言うに及ばず、地球規模では極地から熱帯まで、更に宇宙規模での環境データをしっかり取り込まないと寿命予測の議論はできない。
だれが(Who)
>>>人間として誰から見ての寿命予測なのかもとても重要な問題である。見方で予測の観点が大きく変化する。
なにを(What)
>>> 何を寿命予測のポイントとするのかを事前に充分議論しておく必要がある。つまりこれが寿命予測マスターカーブの縦軸となる。
なぜ(Why)
>>>この項目は自明の理で必要がない様にも思われがちだが、実はこれがもっとも大事なことで、寿命予測それ自体研究する必要性を原点に戻って考えることが大変重要なことだと信じている。
どのようにして(How)
>>>これはつまり寿命予測の評価方法そのものであり、ノウハウ(Know How)である。
以上寿命予測の5W1Hが今回の「寿命予測のマスターカーブ」のまとめになっていることをご理解願えたと思う。
最後に寿命予測の今後の展開であるが、未来を予測するということの意味を充分理解して、今我々人類が置かれている現状を踏まえ、今風に言うと「夢と希望」が持てるような寿命予測学に発展させていきたいと思っている。
以上で9回にわたって続けてきた、「寿命予測のマスターカーブ」のブログを一旦終了したいと思う。
今後この話題が再燃した時点で再度YSPS研究所としても取り上げてみたいと思っている。
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２００９０９２６＞＞＞YSPS研究所活動概況
先週までの約2か月半「寿命予測のマスターカーブ」と称して大学・企業・学会での口頭・誌上発表用の原稿を連続掲載してきた。
その間本来YSPS研究所ブログで記載すべき内容がお留守となった。
元々この「YSPS研究所」ブログはWeeklyで、この1週間で有ったトピックスを記載することをひとつのタスクとしている。
そういう意味でのこの1週間は、来月に集中している上記大学・企業とのメール又は電話によるやり取りが主業務となり、その内容の詰めに終始したことになる。
10/2の東京工芸大講義用資料は先週末に郵送した。
又10/13京都工繊大と10/15京都SK社講演用の資料も先週の9/19YSPS研究所ブログ記載後、「寿命予測のマスターカーブ」として電子メール送付しておいた。
又11/11に東京で開催される予定のスガ財団講演会への参加登録を昨日済ませた。
この近辺でまとめて東京出張とするか?
ちょっと間が空きすぎるのでその前に一度出かける必要が出てくるかもしれない。
いずれにしても来週末からの10月は忙しくなりそうだ。