JP2001034672A - 操業計画調整方法及び操業計画調整システム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 操業実績が操業計画から変動した場合に、操
業実績の変動により発生する製品品質の悪化、及び転炉
での昇温によるコストの高騰等の問題を抑制すべく操業
計画を速やかに調整することができる操業計画調整方法
及び操業計画調整システムを提供する。 【解決手段】 操業実績を取り込み（Ｓ２０１）、設定
された操業計画と、操業実績とを比較し（Ｓ２０３）、
比較した結果に基づき、以降の操業にて操業計画から遅
れが生じる工程を予測する操業変動予測処理を行う（Ｓ
２０４）。操業変動予測結果から操業計画の調整が必要
な場合、制約条件の入力を受け付け（Ｓ２０７）、該制
約条件及び注文内容等の条件に基づいて、操業計画を調
整し（Ｓ２０９）、調整した操業計画を評価すべく評価
指標を算出する（Ｓ２１１）。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は複数の設備により溶
融金属を精錬し鋳造すべく策定された操業計画の調整を
支援する操業計画調整方法、及びその方法を実施するた
めの操業計画調整システムに関する。

【０００２】

【従来の技術】鉄鋼業の製鋼プロセスでは、転炉、二次
精錬設備、及び連続鋳造機等の設備が用いられる。これ
らの設備間での溶鋼の搬送は、専用の取鍋に入れられた
状態でクレーン及び搬送車等の搬送設備により行われ、
各取鍋はチャージと呼ばれる単位で管理される。

【０００３】また連続鋳造機では、上流工程から取鍋に
入れられて搬送される溶鋼を連続して供給し、夫々のチ
ャージを連続して鋳造することが重要であり、また連続
鋳造機に供給する溶鋼の温度を保証するため、転炉出鋼
時には連続鋳造機に供給するまでの放熱による降温を考
慮して昇温を行っており、昇温コストの面からは転炉出
鋼から連続鋳造機への供給までの時間を短縮することが
重要である。

【０００４】連続鋳造機における連続操業を実現するた
めには、前チャージの鋳造完了までに、上流工程から連
続鋳造機まで取鍋の搬送を完了することが必要であり、
しかも効率的な操業を行うためには、搬送を完了してか
ら連続鋳造機に溶鋼を供給するまでの待ち時間の短縮を
考慮した操業計画の策定が重要となる。

【０００５】図８は製鋼工場における設備配置のレイア
ウトを示す説明図である。図８に示す例では、転炉５０
ａ，５０ｂ、二次精錬機５１ａ，５１ｂ、及び連続鋳造
機５２ａ，５２ｂが夫々２台ずつ配設されており、これ
らの設備の間で取鍋を搬送する台車６０ａ，６０ｂ，６
１ａ，６１ｂ，６２ａ，６２ｂ、及び２台の天井クレー
ン６３ａ，６３ｂが設置されている。一般的に天井クレ
ーンは、同一レーン上を走行するように設計されている
ため、２台の天井クレーンを同時に使用することは可能
であるが、これら交差するように、いわゆる干渉が起こ
るように使用することはできないという物流上の制約が
ある。

【０００６】当初、操業計画の策定は、操業計画策定担
当者の手計算により行われていたが、手計算で操業計画
を策定する場合、物流の干渉を考慮して処理時刻を決定
するには、多大な時間及び労力を要したため、物流の干
渉は考慮せず、搬送時間に余裕を持たせて連続鋳造機の
連続操業を保証する方法で操業計画を策定していた。た
だしこの方法では待ち時間が長くなるため、転炉での昇
温によるコスト増、及び鋳造時の温度低下による品質劣
化等の問題があり、更に操業計画の策定には多大な時間
及び労力を要するという問題がある。そこで以下に示す
２つの方法が提案されている。

【０００７】従来の第１の方法（特開昭62-164811 号公
報）では、予め決定されている鋳造スケジュールに従っ
て連続鋳造を行うべく出鋼順位を決め、各チャージに対
する各設備での処理時刻を変数とする線形計画法による
計算を行い、操業計画を策定する。ところが第１の方法
では、鋳造機に溶鋼を供給した後の空になった取鍋の搬
送等の物流の干渉が十分に考慮されていないことによ
り、待ちが多発する場合がある。

【０００８】物流の干渉を十分に考慮した従来の第２の
方法（特開平9-235610号公報）では、クレーン等の搬送
設備も一つの設備として考慮し、連続鋳造機の処理時刻
に基づいて、各設備の処理時刻を下流工程から上流工程
へ遡って仮決定し、空の取鍋の搬送をクレーンの空き時
間に割り付けて、微調整を行い最終的な操業計画を策定
する。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
第１及び第２の方法は、いずれも操業を開始する前の段
階で操業計画を策定する方法であり、操業開始後の操業
計画の調整については考慮していない。

【００１０】製鋼プロセスの操業では、溶鋼の品質調整
及び温度調整等の処理時間の変動が多い工程があるた
め、策定した操業計画と操業実績との間に差異が生じ易
い。操業計画と操業実績との間に差異が生じた場合、そ
のまま操業を続けるときには、連続鋳造機において、各
チャージを連続して鋳造することに支障が生じる、待ち
時間が延びる等の影響があり、製品品質の悪化及びコス
トの高騰等の問題につながる。また搬送設備の干渉が新
たに発生する場合もあり、同様の問題が生じる。

【００１１】そこで操業計画と操業実績との間に差異が
生じた場合には操業計画を調整することになるが、調整
処理は操業計画策定担当者が手計算で行うため、待ち時
間、転炉での昇温、品質悪化、及び計画の調整に要する
時間及び労力等の問題が生じることになる。

【００１２】本発明は斯かる事情に鑑みてなされたもの
であり、操業計画に与える影響の予測、操業計画の調
整、及び調整した操業計画の評価指標の算出をすること
により、操業実績の変動により発生する製品品質の悪
化、及び転炉での昇温によるコストの高騰等の問題を抑
制し、操業計画の調整時間を短縮する操業計画調整方法
及び操業計画調整システムの提供を目的とする。

【００１３】

【課題を解決するための手段】第１発明に係る操業計画
調整方法では、複数の設備により溶融金属を精錬し鋳造
すべく策定された操業計画を調整する操業計画調整方法
において、所定の策定計画評価方法に基づいて、策定さ
れた操業計画の評価指標を算出し、該評価指標を算出し
た操業計画の設定を受け付け、設定された操業計画に基
づいて操業する各設備の操業実績を取り込み、該操業実
績及び設定された操業計画の差異を求め、該差異が操業
計画に与える影響を予測し、操業計画を調整すべく入力
される指示を受け付け、該指示に基づいて操業計画を調
整し、所定の調整計画評価方法に基づいて、調整した操
業計画の評価指標を算出し、該評価指標を算出した操業
計画の決定を受け付けることを特徴とする。

【００１４】第２発明に係る操業計画調整システムで
は、複数の設備により溶融金属を精錬し鋳造すべく策定
された操業計画を調整する操業計画調整システムにおい
て、所定の策定計画評価方法に基づいて、策定された操
業計画の評価指標を算出する手段と、該評価指標を算出
した操業計画の設定を受け付ける手段と、設定された操
業計画に基づいて操業する各設備の操業実績を取り込む
手段と、該操業実績及び設定された操業計画の差異を求
める手段と、該差異が操業計画に与える影響を予測する
手段と、操業計画を調整すべく入力される指示を受け付
ける手段と、該指示に基づき操業計画を調整する手段
と、所定の調整計画評価方法に基づいて、調整した操業
計画の評価指標を算出する手段と、該評価指標を算出し
た操業計画の決定を受け付ける手段とを備えることを特
徴とする。

【００１５】本発明では、操業計画に基づいて操業する
各設備の操業実績を取り込み、該操業実績が操業計画か
ら変動した場合に、操業実績が操業計画に与える影響の
予測、操業計画の調整、及び調整した操業計画の評価指
標を算出することにより、溶融金属の品質調整及び温度
調整等の処理時間の変動等の要因のため、策定した操業
計画と操業実績との間に差異が生じた場合でも、連続鋳
造機において、連続した操業を維持し、待ち時間の発生
を抑制して、製品品質の悪化及び転炉での昇温によるコ
ストの高騰を抑制する操業計画の調整を、短時間で行う
ことが可能である。

【００１６】

【発明の実施の形態】以下、本発明をその実施の形態を
示す図面に基づいて詳述する。図１は本発明の操業計画
調整システムの構成を示すブロック図である。図中１０
はホストコンピュータを用いた操業計画調整装置であ
り、操業計画調整装置１０は各種の処理を行うＣＰＵ１
１及びハードディスク等の記録装置１２を備えている。

【００１７】記録装置１２には、鋳造計画を示す鋳造計
画情報テーブル１０１、各品種の夫々の設備における処
理時間を示す品種データテーブル１０２、各チャージの
情報を示すチャージ情報テーブル１０３、操業計画を策
定する際の制約条件を記録する操業指示テーブル１０
４、策定された操業計画を示す操業計画テーブル１０
５、各設備から取り込んだ操業実績を示す操業実績情報
テーブル１０６、及び操業状態の変動予測を示す操業変
動予測結果テーブル１０７を記録する領域を有する。

【００１８】さらに操業計画調整装置１０はマウス及び
キーボードなどの入力手段１３、モニタ及びプリンタ等
の出力手段１４、並びにＬＡＮ等の通信ネットワーク２
０に接続する通信インターフェース１５を備え、通信ネ
ットワーク２０に接続している操業監視装置３０，３
０，…、及び営業担当者用端末装置及び操業担当者用端
末装置等の各種の端末装置４０，４０，…と情報の送受
信を行う。

【００１９】図２は鋳造計画情報テーブル１０１の記録
内容を示す概念図である。鋳造計画情報テーブル１０１
は、連続して鋳造する品種の成分等の制約条件を満たす
ように策定された鋳造計画を示すテーブルであり、鋳造
の計画が、鋳造機番号、鋳造順、グループ番号、注文番
号、品種コード、鋳込予定日、及び鋳込時間等の項目に
データを有するレコードとして記録されている。

【００２０】図３は品種データテーブル１０２の記録内
容を示す概念図である。品種データテーブル１０２は、
各品種の夫々の設備における処理時間を示すテーブルで
あり、対象設備の通過工程を示す物流コード、及び設備
１，２，…，ｎにおける処理時間等の各項目にデータを
有する品種コード単位の条件レコードとして記録されて
いる。なお通過工程としては、複数の設備が選択可能な
場合もあり、その場合、いずれの設備を選択するかにつ
いては、各設備の操業状態を考慮して操業計画策定時に
決定される。

【００２１】次に本発明の操業計画調整システムにおけ
る操業計画調整装置の操業計画策定処理を図４に示すフ
ローチャートを用いて説明する。先ず操業計画調整装置
１０は、鋳造計画情報テーブル１０１から操業計画を策
定すべき日及び週等の期間に該当する鋳造計画のデータ
を取り込み（Ｓ１０１）、取り込んだデータの品種コー
ドに対応する条件レコードを、品種データテーブル１０
２から取り込む（Ｓ１０２）。そしてステップＳ１０１
で取り込んだ鋳造計画のデータに、ステップＳ１０２で
取り込んだ条件レコードを付加して、チャージ情報テー
ブル１０３に記録する（Ｓ１０３）。

【００２２】また操業計画を策定するあたり、処理設備
の指定及び処理順序の指示等の特定の制約条件を設ける
場合、操業計画調整装置１０の操業計画担当者が入力す
る制約条件を受け付け（Ｓ１０４）、受け付けた制約条
件を操業指示テーブル１０４に記録しておく（Ｓ１０
５）。

【００２３】そしてチャージ情報テーブル１０３及び操
業指示テーブル１０４に基づいて、操業計画を策定し
（Ｓ１０６）、策定した操業計画を操業計画テーブル１
０５に記録する（Ｓ１０７）。このときの操業計画の策
定は、一般的な遡り計算を用いた策定方法を適用すれば
よく、操業指示テーブル１０４に記録されている制約条
件を満足し、しかも待ち時間が短い操業計画が策定され
る。

【００２４】次に操業計画テーブル１０５に記録された
操業計画を評価すべく、所定の評価式により、評価した
結果を数値として示す評価指標を算出する（Ｓ１０
８）。評価指標の算出には、例えば夫々の設備における
待ち時間（空き時間）、及び夫々のチャージにおける転
炉出鋼から連続鋳造開始までの時間を変数とする評価式
が用いられ、該評価式により算出される評価指標が小さ
い程、即ち変数として用いられる時間が短い程、効率的
な作業計画であるといえる。このとき転炉の待ち時間
は、「次チャージの転炉設備使用開始時刻−前チャージ
の転炉設備使用終了時刻」として計算され、また転炉以
外の設備における待ち時間も同様にして、「次チャージ
の当該設備使用開始時刻−前チャージの当該設備使用終
了時刻」として計算される。そして転炉出鋼から連続鋳
造開始までの時間は、「連続鋳造開始時刻−転炉出鋼終
了時刻」として計算される。

【００２５】そして操業計画テーブル１０５に記録した
操業計画、及び評価指標を出力手段１４から出力する
（Ｓ１０９）。図５は策定された操業計画の出力例を示
すガントチャートである。図５では横軸に時間をとり、
縦に精錬設備及び連続鋳造機等の使用設備を示す欄を設
けて、各設備間の搬送時間を斜線で示し、待ち時間を横
線で示している。図５に示す例ではチャージ番号１１で
示される生産品が、精錬設備１、精錬設備２、及び連続
鋳造機１を用いて生産され、特に連続鋳造機１では、搬
送された後、滞留させてから鋳造を行うので、チャージ
番号１１で示される生産品に連続してチャージ番号１３
で示される生産品の鋳造が行うことができる。

【００２６】操業計画策定担当者は、出力された操業計
画及び評価指標を確認し、出力された操業計画を実操業
の基となる操業計画として設定するか否かを入力する。
操業計画調整装置１０は、操業計画の設定の入力を受け
付けた場合（Ｓ１１０：Ｙ）、操業計画策定処理を終了
する（Ｓ１１１）。このとき操業計画テーブル１０５に
記録されている操業計画に基づいて操業が行われる。

【００２７】操業計画調整装置１０は、ステップＳ１１
０において、操業計画の修正の入力を受け付けた場合
（Ｓ１１０：Ｎ）、ステップＳ１０４に戻り、新たな制
約条件の入力を受け付け、ステップＳ１０４〜Ｓ１１０
の処理を繰り返し、操業計画が設定されるまで策定処理
を行う。

【００２８】次に本発明の操業計画調整システムにおけ
る操業計画調整装置の操業計画調整処理を図６に示すフ
ローチャートを用いて説明する。操業計画調整装置１０
は、各設備の操業状況を監視する操業監視装置３０から
操業実績情報を取り込み（Ｓ２０１）、該操業実績情報
を操業実績情報テーブル１０６に記録する（Ｓ２０
２）。そして操業計画テーブル１０５に記録されている
操業予定時刻と、操業実績情報テーブル１０６に記録さ
れている操業実績時刻とを比較し（Ｓ２０３）、比較し
た結果に基づき、以降の操業にて操業計画から遅れが生
じる工程を予測する操業変動予測処理を行い（Ｓ２０
４）、該処理による結果を操業変動予測結果テーブル１
０７に記録して（Ｓ２０５）、出力手段１４から出力す
る（Ｓ２０６）。

【００２９】図７は操業変動予測結果の出力例を示すガ
ントチャートである。図７では横軸に時間をとり、縦に
精錬設備及び連続鋳造機などの使用設備を示す欄を設け
て、各設備間の搬送時間を斜線で示し、待ち時間を横線
で示している。出力手段１４から出力する場合には、操
業変動予測結果を操業計画と並列出力、及び遅れが生じ
る工程の出力色の変更等の処理を行うことにより、担当
者が進捗状況を容易に把握することができる。

【００３０】図７に示す例は、チャージ番号１１で示さ
れる生産品の精錬設備１での操業が、図５に示す操業計
画の予定より遅れた場合の影響を予測した例を示してい
る。図７に示すようにチャージ番号１１で示される生産
品は、精錬設備１での操業が遅れることにより、精錬設
備２での操業に影響を及ぼすが、連続鋳造機１での操業
に対しては、待ち時間が緩衝時間として機能するため、
その影響を受けない。またチャージ番号１２で示される
生産品は、精錬設備１での操業が遅れるが、精錬設備２
及び連続鋳造機２での操業は予定通り行われる。さらに
チャージ番号１３で示される生産品は、精錬設備１、精
錬設備２、及び連続鋳造機１の操業に遅れが生じ、その
結果として、連続鋳造機１においてチャージ番号１１で
示される生産品から連続して鋳造することができなくな
る。

【００３１】操業計画策定担当者は、出力手段１４から
出力された操業変動予測結果を確認し、操業計画の調整
が必要と判断した場合、操業計画を調整すべく新たな制
約条件を入力する。このとき入力する制約条件の決定を
支援する指標として、遅れが生じた設備における遅れ状
況を示すアドバイス時間を出力させるようにしてもよ
い。なおアドバイス時間は、遅れが生じた設備が転炉の
場合には、空き時間と遅れ時間との差として算出され、
二次精錬機の場合には、空き時間と遅れ時間との差に、
更に転炉での状況が加味されて算出される。また遅れが
生じた設備が連続鋳造機の場合には、転炉出鋼から連続
鋳造開始までの時間をも加味してアドバイス時間が算出
される。

【００３２】操業計画調整装置１０は制約条件を受け付
けた場合、ステップＳ１０４〜Ｓ１１１と同様の処理を
行う。即ち、制約条件を受け付け（Ｓ２０７）、操業指
示テーブル１０４に記録し（Ｓ２０８）、チャージ情報
テーブル１０３及び操業指示テーブル１０４に基づい
て、操業計画を調整し（Ｓ２０９）、調整した操業計画
を操業計画テーブル１０５に記録する（Ｓ２１０）。そ
して評価指標を算出し（Ｓ２１１）、操業計画及び評価
指標を出力する（Ｓ２１２）。このときの評価指標はス
テップＳ１０８にて用いた評価式を用いてもよい。

【００３３】操業計画調整担当者は、出力された操業計
画及び評価指標を確認し、出力された操業計画を実操業
の基となる操業計画として設定するか否かを入力する。
操業計画調整装置１０は、操業計画の設定の入力を受け
付けた場合（Ｓ２１３：Ｙ）、操業計画調整処理を終了
する（Ｓ２１４）。このとき操業計画テーブル１０５に
記録されている操業計画に基づいて操業が行われる。

【００３４】操業計画調整装置１０は、ステップＳ２１
３において、操業計画の修正の入力を受け付けた場合
（Ｓ２１３：Ｎ）、ステップＳ２０７〜Ｓ２１３の処理
を繰り返し、操業計画が決定されるまで調整処理を行
う。

【００３５】前記実施の形態では、１台の操業計画調整
装置により集中して管理する形態を示したが、本発明は
これに限らず、操業計画の策定と調整とを夫々異なる装
置で行う形態でもよく、また各種のテーブルを異なる装
置上に記録して、通信ネットワークに接続する形態でも
よい。

【００３６】

【発明の効果】以上詳述した如く本発明の操業計画調整
方法及び操業計画調整システムでは、操業計画に与える
影響の予測、操業計画の調整、及び調整した操業計画の
評価指標の算出をすることにより、溶鋼の品質調整及び
温度調整等の処理時間の変動により、策定した操業計画
と操業実績との間に差異が生じた場合でも、連続鋳造機
において、連続した操業を維持し、待ち時間の発生を抑
制して、製品品質の悪化及び転炉での昇温によるコスト
の高騰を抑制する操業計画の調整を、短時間で行うこと
が可能である等、優れた効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の操業計画調整システムの構成を示すブ
ロック図である。

【図２】鋳造計画情報テーブルの記録内容を示す概念図
である。

【図３】品種データテーブルの記録内容を示す概念図で
ある。

【図４】本発明の操業計画調整システムにおける操業計
画調整装置の操業計画策定処理を示すフローチャートで
ある。

【図５】策定された操業計画の出力例を示すガントチャ
ートである。

【図６】本発明の操業計画調整システムにおける操業計
画調整装置の操業計画調整処理を示すフローチャートで
ある。

【図７】操業変動予測結果の出力例を示すガントチャー
トである。

【図８】製鋼工場における設備配置のレイアウトを示す
説明図である。

【符号の説明】

１０ 操業計画調整装置（ホストコンピュータ） １１ ＣＰＵ １２ 記録装置 １３ 入力手段 １４ 出力手段 １５ 通信インターフェース ２０ 通信ネットワーク ３０ 操業監視装置 ４０ 端末装置 １０１ 鋳造計画情報テーブル １０２ 品種データテーブル １０３ チャージ情報テーブル １０４ 操業指示テーブル １０５ 操業計画テーブル １０６ 操業実績情報テーブル １０７ 操業変動予測結果テーブル

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 丸山 巌 大阪府大阪市住之江区南港北１丁目13番65 号 コスモプラザビル 住友金属システム 開発株式会社内 (72)発明者 塩野谷 岳彦 和歌山県和歌山市湊1850番地 住友金属工 業株式会社和歌山製鉄所内 (72)発明者 今井 太一 大阪府大阪市中央区北浜４丁目５番33号 住友金属工業株式会社内 (72)発明者 山田 賢太郎 大阪府大阪市中央区北浜４丁目５番33号 住友金属工業株式会社内 Ｆターム(参考） 4K002 AC01 AF10 BB10 CA00 5B049 BB07 CC21 CC34 DD01 DD05 EE12 EE33 FF09 GG04 GG07

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 複数の設備により溶融金属を精錬し鋳造
   すべく策定された操業計画を調整する操業計画調整方法
   において、 所定の策定計画評価方法に基づいて、策定された操業計
   画の評価指標を算出し、 該評価指標を算出した操業計画の設定を受け付け、 設定された操業計画に基づいて操業する各設備の操業実
   績を取り込み、 該操業実績及び設定された操業計画の差異を求め、 該差異が操業計画に与える影響を予測し、 操業計画を調整すべく入力される指示を受け付け、 該指示に基づいて操業計画を調整し、 所定の調整計画評価方法に基づいて、調整した操業計画
   の評価指標を算出し、 該評価指標を算出した操業計画の決定を受け付けること
   を特徴とする操業計画調整方法。
2. 【請求項２】 複数の設備により溶融金属を精錬し鋳造
   すべく策定された操業計画を調整する操業計画調整シス
   テムにおいて、 所定の策定計画評価方法に基づいて、策定された操業計
   画の評価指標を算出する手段と、 該評価指標を算出した操業計画の設定を受け付ける手段
   と、 設定された操業計画に基づいて操業する各設備の操業実
   績を取り込む手段と、 該操業実績及び設定された操業計画の差異を求める手段
   と、 該差異が操業計画に与える影響を予測する手段と、 操業計画を調整すべく入力される指示を受け付ける手段
   と、 該指示に基づき操業計画を調整する手段と、 所定の調整計画評価方法に基づいて、調整した操業計画
   の評価指標を算出する手段と、 該評価指標を算出した操業計画の決定を受け付ける手段
   とを備えることを特徴とする操業計画調整システム。