JP2003216695A - 生産・物流計画作成方法及び生産・物流計画作成装置、物流制御方法及び物流制御装置、コンピュータ読み取り可能な記憶媒体、並びにコンピュータプログラム - Google Patents

生産・物流計画作成方法及び生産・物流計画作成装置、物流制御方法及び物流制御装置、コンピュータ読み取り可能な記憶媒体、並びにコンピュータプログラム

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JP2003216695A JP2002017166A JP2002017166A JP2003216695A JP 2003216695 A JP2003216695 A JP 2003216695A JP 2002017166 A JP2002017166 A JP 2002017166A JP 2002017166 A JP2002017166 A JP 2002017166A JP 2003216695 A JP2003216695 A JP 2003216695A
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  • Management, Administration, Business Operations System, And Electronic Commerce (AREA)
  • General Factory Administration (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 任意の時間精度を必要とする生産、物流計画
或いは物流制御を高速或いは立案者の求める精度で詳細
に最適化することができるようにする。 【解決手段】 現在の物流状態、情報を取り出し、取り
出した情報を入力データ、初期値等として設定し、設定
した情報に基づいて製造または搬送すべき製品群を検出
し、検出した製品群に対して工程経路選択可能候補を抽
出し、抽出した工程経路選択可能候補に対して、設定し
た計画作成精度で数式モデルを構築し、構築した数式モ
デルを評価関数に基づいて求解し、求解した生産・物流
計画の内で設定した確定期間直後の日時を新たな立案開
始日時とすることにより、新たな計画対象期間分の生産
・物流計画を確定する一連の処理を、順次行えるように
し、物流計画或いは物流制御を高速に或いは立案者の求
める精度で詳細に最適化することができるようにする。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、生産・物流計画作
成方法及び生産・物流計画作成装置、物流制御方法及び
物流制御装置、コンピュータ読み取り可能な記憶媒体、
並びにコンピュータプログラムに関し、特に、異なる複
数の工程または搬送経路で複数の製品を複数の設備で処
理または複数の移動体で搬送し、且つ各製品が異なる複
数工程経路または搬送経路を選択可能な製造プロセス・
搬送における生産計画または物流計画を作成するために
用いて好適なものである。
【0002】
【従来の技術】各種産業界、物流業界における製造プロ
セス・搬送では、複数製品を異なる複数の工程で処理
し、且つ各製品が異なる複数工程経路を選択可能な条件
で製造・搬送をしている。
【0003】例えば、製鉄所において行われている原料
ヤードから原料貯槽までの製銑原料の搬送工程は、異な
る銘柄が入槽され、且つ異なる切出し速度で払出される
複数槽に向け、複数銘柄が積みつけられた複数のヤード
から槽に入槽されている銘柄に適合する原料山を選択す
るとともに、使用できる複数のリクレーマの内で適切な
リクレーマを選択する。
【0004】そして、選択されたリクレーマによって原
料山からの切出し処理を行い、切出した鉄鉱石は、搬送
可能な複数のベルトコンベア系列の内から選択された適
切なベルトコンベア系列により、原料貯槽へ搬送され、
原料貯槽に適切な開始時刻から終了時刻まで適切な入槽
量で入槽処理される。
【0005】更に、複数銘柄が複数ヤードに積みつけら
れており、しかも複数原料山に同一銘柄が積みつけられ
ている場合もある。
【0006】このようなヤードから原料貯槽までの製銑
原料生産計画を立てる際には、ヤード、リクレーマ、ベ
ルトコンベア系列、原料貯槽の操業上の制約や、原料物
流工程に起因する制約などを考慮に入れる必要がある。
【0007】すなわち、原料工場では、高炉操業及び焼
結工場の操業安定化のために原料貯槽の荷切れを発生さ
せてはならない。このために多数ある原料貯槽の在庫推
移を絶えず監視し、常に気を配る必要がある。
【0008】また、原料貯槽の在庫レベルがある一定レ
ベルを切ると原料貯槽に溜まっていた粒度の粗い鉄鉱石
が一気に流出し、鉄鉱石の粒度安定阻害を起こしたり、
焼結鉱の場合には、これを入槽する際に落下距離が大き
くなるために微粉化が発生したりする。
【0009】これらを防ぐために、原料貯槽の在庫は高
位安定であることが要求される。但し、ここではさらに
作業負荷を減らすため効率的な設備の使用、即ち稼動率
の低下も同時に求められる。
【0010】さらに、原料貯槽に入槽する銘柄毎に工程
経路が異なるばかりか同一原料貯槽に入槽する場合にも
工程経路が複数存在するため、設備の使用状況を判断
し、適切な工程経路を選択する必要がある。また、各工
程・各設備での処理時間が異なることも考慮に入れる必
要がある。
【0011】このような様々な制約の下で、1つの原料
山から1つのリクレーマを使い、1つのベルトコンベア
系列で搬送し、1つの原料貯槽に対して入槽するのであ
れば、単純に原料貯槽の在庫レベルが低くなれば運んで
いけば良い。
【0012】ところが、上述したような複数銘柄が複数
ヤードに積みつけられ、且つ別原料山に同一銘柄が複数
の箇所に積みつけられており、複数の原料山から複数の
原料貯槽に入槽するような操業条件では、全体の生産効
率を向上させるためにも、どの原料貯槽にどういう順番
でどのリクレーマ及びベルトコンベア系列を使用し、い
つからいつまで入槽作業を行うかを決定する必要があ
る。
【0013】したがって、高炉・焼結工場の操業を安定
化するために在庫を確保し、更に鉄鉱石粒度を安定化
し、焼結鉱の微粉化を防止するために在庫レベルの高位
安定化を実現した原料ヤード操業計画をきちんと立てる
必要がある。
【0014】以上のことより、貯槽に原料を送り込む作
業の計画立案は、複雑な知能労働であり、操業者の経験
や知識が重要なものとなっている。
【0015】
【発明が解決しようとする課題】一般に、異なる複数の
工程で複数の製品を処理または搬送し、且つ各製品が異
なる複数の工程経路または搬送経路を選択することが可
能な製造プロセス・搬送では、操業者による計画立案方
法によると、時々刻々と作業状況が変化する大規模なプ
ロセスでは考慮すべき項目が多く、計算すべき項目も多
いため、熟練操業者以外では情報の見落としや判断ミス
などのために、正確な計画を立案することが困難であっ
た。
【0016】このような問題を解決するために、プロセ
ス内における生産・物流計画作成或いは物流制御の自動
化が望まれ、現在種々の計画法が提案されている。例え
ば、特開平3−243508号公報には、知識ベースに
基づいたヤード計画に則した自動制御方法が提示されて
いる。
【0017】また、特開平3−279124号公報に
は、ヤード計画を中心とした搬送作業の競合解消方法が
提示されている。また、特開平4−89708号公報に
は、知識ベースに基づいた鉱石ヤードの搬送効率を最大
化するような自動制御方法が提示されている。
【0018】また、特開平4−89709号公報には、
知識ベースに基づいた石炭ヤードの搬送効率を最大化す
るような自動制御方法が提示されている。また、特開平
6−263231号公報には、原料ヤードにおける受入
・払出し・搬送設備の競合及び接近競合を避け、搬送能
率を最大にする自動制御方法が提示されている。
【0019】また、特開平11−236116号公報に
は、混合整数計画法に基づいた原料搬送制御システムが
提示されている。また、特開平11−236129号公
報には、ルールにより原料ヤードにおける受入・払出し
・搬送設備の競合を避け、その結果を評価関数により評
価し、評価値が悪い場合には搬送条件を変えることで搬
送能率を最大にする自動制御方法が提示され、ヤードの
搬送効率を最大化するような自動制御方法が提示されて
いる。
【0020】また、特開2000−172745号公報
には、線形計画法に基づいた物流計画作成装置が提示さ
れている。
【0021】しかしながら、上述したような従来の方法
においては、生産・物流計画の最適性に関しては、熟練
操業者の知識やノウハウを知識ベース或いはルールで解
決しているものがほとんどであるため、良い解が得られ
る保証がなかった。
【0022】また、知識ベースを用いたシステムでは、
熟練操業者のノウハウを適切にルール化して、データベ
ースを構築する必要があり、操業ルールが少し変っただ
けでもデータベースの大幅な変更を余儀なくされ、使わ
れなくなる場合が多かった。
【0023】また、上記混合整数計画法を適用した場合
においても単純に定式化しているために定式化の規模が
大きくなり、解を得ることは現実的には不可能であっ
た。
【0024】さらに、線形計画法を用いた特開2000
−172745号公報においては、1日単位精度の定式
化に固定され、日の更新も1日単位に固定されているた
め、時間精度で処理を行う現実の製造プロセス、搬送を
考えた場合に、実施不可能であった。また、日の更新周
期が多いため膨大な時間が掛かり現実的には不可能であ
った。
【0025】本発明は、上記の問題点に鑑みてなされた
ものであり、異なる複数の工程または搬送経路で複数の
製品を処理または複数の移動体で搬送し、且つ各製品が
異なる複数工程経路または搬送経路を選択可能な製造プ
ロセス、搬送において、任意の時間精度を必要とする生
産、物流計画或いは物流制御を、高速或いは立案者の求
める精度で詳細に立案者の意図に沿って柔軟に最適化す
ることができるようにすることを目的とする。
【0026】
【課題を解決するための手段】本発明の生産・物流計画
作成方法は、異なる複数工程経路または搬送経路で複数
製品を複数の設備で処理または複数の移動体で搬送し、
且つ各製品が異なる複数工程経路または搬送経路を選択
可能な製造プロセス・搬送において、対象工程または経
路における生産計画または物流計画を作成するための生
産・物流計画作成方法であって、上記製造プロセス・搬
送における製品受入計画、製品出荷計画、在庫計画、設
備使用計画、設備修理計画、設備能力、設備現況、工程
現況、設備現況、在庫現況、設備稼働・故障現況及び操
業者からの操業前提条件の全て或いは一部を表わす入力
デ−タに基づいて、上記生産・物流計画の計画立案者の
意図に応じて生産・物流計画の精度を設定する精度設定
処理と、上記精度設定処理により設定された生産・物流
計画の精度に基づいて、上記計画立案者の意図に応じて
製品、移動体、設備の処理に伴う作業群の関係、制約に
対して数式モデルを構築する対象期間を設定する対象期
間設定処理と、上記生産・物流計画の立案開始日時から
上記対象期間設定処理により設定された対象期間分を対
象として、上記精度設定処理により設定された生産・物
流計画の精度に基づいて上記数式モデルを構築する数式
モデル構築処理と、上記数式モデル構築処理により構築
した数式モデルをあらかじめ設定した評価関数を用いて
最適化或いは準最適化問題として解くことにより生産・
物流計画を求める生産・物流計画求解処理と、上記生産
・物流計画求解処理により求めた生産・物流計画の内で
計画を採用して確定する確定期間を、上記計画立案者の
意図に応じて設定する確定期間設定処理と、上記確定期
間設定処理により設定した確定期間分だけ上記生産・物
流計画求解処理により求めた生産・物流計画を採用して
確定する生産・物流計画確定処理と、上記生産・物流計
画確定処理により確定した生産・物流計画の確定期間が
経過した直後の日時を新たな立案開始日時として設定
し、上記生産・物流計画確定処理により既に確定した生
産・物流計画に基づいて上記数式モデルを構築する処理
と、上記構築した数式モデルに基づいて生産・物流計画
を求める処理と、上記求めた生産・物流計画のうち、上
記確定期間設定処理により設定した確定期間分の生産・
物流計画だけを採用して生産・物流計画を確定する処理
とにより、上記新たな立案開始日時から新たな確定期間
分の生産・物流計画を確定する一連の処理を、順次設定
する新たな立案開始日時についてそれぞれ行うことで、
所望する期間分の生産・物流計画を作成する点に特徴を
有する。
【0027】また、本発明の生産・物流計画作成装置
は、異なる複数工程経路または搬送経路で複数製品を複
数の設備で処理または複数の移動体で搬送し、且つ各製
品が異なる複数工程経路または搬送経路を選択可能な製
造プロセス・搬送において、対象工程または経路におけ
る生産計画または物流計画を作成するための生産・物流
計画作成装置であって、上記製造プロセス・搬送におけ
る製品受入計画、製品出荷計画、在庫計画、設備使用計
画、設備修理計画、設備能力、設備現況、工程現況、設
備現況、在庫現況、設備稼働・故障現況及び操業者から
の操業前提条件の全て或いは一部を表わす入力デ−タを
取り込む入力データ取り込み手段と、上記入力データ取
り込み手段により取り込まれた入力データに従い、生産
・物流計画の計画立案者の意図に応じて生産・物流計画
の精度を設定する精度設定手段と、上記精度設定手段に
より設定された生産・物流計画の精度に基づいて、上記
計画立案者の意図に応じて製品、移動体、設備の処理に
伴う作業群の関係、制約に対して数式モデルを構築する
対象期間を設定する対象期間設定手段と、上記入力デー
タ取り込み手段により取り込まれた入力データと、上記
精度設定手段により設定された生産・物流計画の精度と
に基づいて、上記生産計画または物流計画の立案開始日
時から上記対象期間設定手段により設定された対象期間
分を対象として上記数式モデルを構築する数式モデル構
築手段と、上記数式モデル構築手段により構築した数式
モデルを評価するための評価関数を設定する評価関数設
定手段と、上記数式モデル構築手段により構築した数式
モデルを、上記評価関数設定手段により設定された評価
関数を用いて最適化或いは準最適化問題として解くこと
により生産・物流計画を求める生産・物流計画求解手段
と、上記生産・物流計画求解手段により求めた生産・物
流計画の内で計画を採用して確定する確定期間を、上記
計画立案者の意図に応じて設定する確定期間設定手段
と、上記確定期間設定手段により設定した確定期間分だ
け上記生産・物流計画求解手段により求めた生産・物流
計画を採用して確定する生産・物流計画確定手段と、上
記生産・物流計画確定手段により確定した生産・物流計
画の確定期間が経過した直後の日時を新たな立案開始日
時として設定し、上記生産・物流計画確定手段により既
に確定した生産・物流計画に基づいて上記数式モデルを
構築し、上記構築した数式モデルに基づいて生産・物流
計画を求め、上記求めた生産・物流計画のうち、上記確
定期間設定手段により設定した確定期間分の生産・物流
計画だけを採用して生産・物流計画を確定することによ
り、上記新たな立案開始日時から新たな確定期間分の生
産・物流計画を確定する一連の処理を、順次設定する新
たな立案開始日時についてそれぞれ行うことで、所望す
る期間分の生産・物流計画を作成する生産・物流計画作
成手段とを備えた点に特徴を有する。
【0028】また、本発明の物流制御方法は、異なる複
数工程経路または搬送経路で複数製品を複数の設備で処
理または複数の移動体で搬送し、且つ各製品が異なる複
数工程経路または搬送経路を選択可能な製造プロセス・
搬送において、対象工程または経路における物流を制御
するための物流制御方法であって、上記製造プロセス・
搬送における製品受入計画、製品出荷計画、在庫計画、
設備使用計画、設備修理計画、設備能力、設備現況、工
程現況、設備現況、在庫現況、設備稼働・故障現況及び
操業者からの操業前提条件の全て或いは一部を表わす入
力デ−タを取り込む入力データ取り込み処理と、上記入
力データ取り込み処理により取り込んだ入力データに基
づいて、計画立案者の意図に応じて生産・物流計画の精
度を設定する精度設定処理と、上記精度設定処理により
設定された生産・物流計画の精度に基づいて、上記計画
立案者の意図に応じて製品、移動体、設備の処理に伴う
作業群の関係、制約に対して数式モデルを構築する対象
期間を設定する対象期間設定処理と、上記生産・物流計
画の立案開始日時から上記対象期間設定処理により設定
された対象期間分を対象として、上記精度設定処理によ
り設定された精度に基づいて上記数式モデルを構築する
数式モデル構築処理と、上記数式モデル構築処理により
構築した数式モデルをあらかじめ設定した評価関数を用
いて最適化或いは準最適化問題として解くことにより、
生産・物流計画を求める生産・物流計画求解処理と、上
記生産・物流計画求解処理により求めた生産・物流計画
の内で計画を採用して確定する確定期間を、上記計画立
案者の意図に応じて設定する確定期間設定処理と、上記
確定期間設定処理により設定した確定期間分だけ上記生
産・物流計画を採用して確定する生産・物流計画確定処
理と、上記生産・物流計画確定処理により確定した生産
・物流計画の確定期間が経過した直後の日時を新たな立
案開始日時として設定し、上記生産・物流計画確定処理
により既に確定した生産・物流計画に基づいて上記数式
モデルを構築する処理と、上記構築した数式モデルに基
づいて生産・物流計画を求める処理と、上記求めた生産
・物流計画のうち、上記確定期間設定処理により設定し
た確定期間分の生産・物流計画だけを採用して確定する
処理とにより、上記新たな立案開始日時から新たな確定
期間分の生産・物流計画を確定する一連の処理を、順次
設定する新たな立案開始日時についてそれぞれ行うこと
で、所望する期間分の生産・物流計画を作成する処理と
を行い、上記作成した生産・物流計画に基づいて、上記
製造プロセス・搬送の対象となる工程における物流を制
御する点に特徴を有する。
【0029】また、本発明の物流制御装置は、異なる複
数工程経路または搬送経路で複数製品を複数の設備で処
理または複数の移動体で搬送し、且つ各製品が異なる複
数工程経路または搬送経路を選択可能な製造プロセス・
搬送において、対象工程または経路における物流を制御
するための物流制御装置であって、上記製造プロセス・
搬送における製品受入計画、製品出荷計画、在庫計画、
設備使用計画、設備修理計画、設備能力、設備現況、工
程現況、設備現況、在庫現況、設備稼働・故障現況、及
び、操業者からの操業前提条件の全て或いは一部を表わ
す入力デ−タを取り込む入力データ取り込み手段と、上
記入力データ取り込み手段により取り込まれた入力デー
タに従い、計画立案者の意図に応じて生産・物流計画の
精度を設定する精度設定手段と、上記精度設定手段によ
り設定された生産・物流計画の精度に基づいて、上記計
画立案者の意図に応じて製品、移動体、設備の処理に伴
う作業群の関係、制約に対して数式モデルを構築する対
象期間を設定する対象期間設定手段と、上記入力データ
取り込み手段により取り込んだ入力データと、上記精度
設定手段により設定された生産・物流計画の精度に基づ
いて、立案開始日時から上記対象期間設定手段により設
定された対象期間分を対象として、上記数式モデルを構
築する数式モデル構築手段と、上記数式モデル構築手段
により構築した数式モデルを評価するための評価関数を
設定する評価関数設定手段と、上記評価関数設定手段に
より設定された評価関数を用いて、上記数式モデル構築
手段により構築された数式モデルを、最適化或いは準最
適化問題として解くことにより生産・物流計画を求める
生産・物流計画求解手段と、上記生産・物流計画求解手
段により求めた生産・物流計画の内で計画を採用して確
定する確定期間を、上記計画立案者の意図に応じて設定
する確定期間設定手段と、上記確定期間設定手段により
設定した確定期間分だけ上記生産・物流計画を採用して
確定する生産・物流計画確定手段と、上記生産・物流計
画確定手段により確定した生産・物流計画の確定期間が
経過した直後の日時を新たな立案開始日時として設定
し、上記生産。物流計画確定手段により既に確定した生
産・物流計画に基づいて上記数式モデルを構築し、構築
した数式モデルに基づいて生産・物流計画を求め、求め
た生産・物流計画のうち、上記確定期間設定手段により
設定した確定期間分の生産・物流計画だけを採用して確
定することにより、上記新たな立案開始日時から新たな
確定期間分の生産・物流計画を確定する一連の処理を、
順次設定する新たな立案開始日時についてそれぞれ行う
ことで、所望する期間分の生産・物流計画を作成する手
段とを備え、上記作成した生産・物流計画に基づいて、
上記製造プロセス・搬送の対象となる工程における物流
を制御する点に特徴を有する。
【0030】
【発明の実施の形態】以下、本発明の生産・物流計画作
成方法及び生産・物流計画作成装置、物流制御方法及び
物流制御装置、コンピュータ読み取り可能な記憶媒体、
並びにコンピュータプログラムの一実施の形態を、添付
の図面を用いて詳細に説明する。
【0031】本実施の形態の生産・物流計画作成装置で
は、異なる複数の工程または搬送経路で複数の製品を、
複数の設備で処理または複数の移動体で搬送し、且つ各
製品が異なる複数の工程経路または搬送経路を選択する
ことが可能な製造プロセスの例として、原料ヤードから
複数の原料貯槽までの搬送経路が選択可能な搬送路を用
いた場合の生産計画または物流計画を作成する場合につ
いて説明する。なお、本実施の形態において、生産・物
流計画とは、生産または/及び物流計画を意味してい
る。同様に、製造プロセス・搬送に、製造プロセスまた
は/及び搬送を意味している。
【0032】そして、ヤード積みつけ銘柄、ヤード在庫
量推移、鉄鉱石・焼結鉱切出し量、設備レイアウト等の
原料物流制約の下で、高炉・焼結工場操業を安定化する
ための在庫を確保し、鉄鉱石粒度を安定化し、焼結鉱の
微粉化を防止するために、在庫レベルの高位安定化と、
作業負荷を減らすため効率的な設備の使用とを実現した
原料ヤード入槽計画の最適化問題を扱うものとする。
【0033】ただし、これはあくまでも一実施例であ
り、本実施の形態の生産・物流計画作成装置は、異なる
複数の工程または搬送経路で複数の製品を複数の設備で
処理または複数の移動体で搬送し、且つ各製品が異なる
複数工程経路または搬送経路を選択可能な製造プロセス
・搬送において、多くの制約を守りつつ対象工程での操
業計画を作成する際に適用することが可能であり、また
特に有効である。
【0034】ここでの操業計画では、まず第1に、高炉
・焼結工場の操業を安定化するための在庫を確保(在庫
切れ防止)し、鉄鉱石粒度を安定化し、焼結鉱の微粉化
を防止するために、在庫レベルの高位安定化と作業負荷
を減らすための効率的な設備の使用とを実現することを
目的する。
【0035】なお、本実施の形態における製造プロセス
では、原料貯槽毎に切出し量が異なり、且つ入槽を開始
しようとする時点で入槽条件、例えば該当原料貯槽の在
庫レベル等が異なるため、入槽すべき量を状況に応じて
原料貯槽レベルが高位安定に成るように決める必要があ
る。
【0036】また、本実施の形態の生産・物流計画作成
装置の一実施対象である原料ヤードの概要図である図1
に示す様に、入槽すべき原料貯槽への搬送には、複数の
リクレーマと、ベルトコンベア系列の組が選択可能であ
る。
【0037】また、上記複数のリクレーマは、それぞれ
が異なる切出し能力を持ち、且つ原料貯槽の多さに比べ
てリクレーマの数が少ないため、リクレーマの取り合い
が頻発し、また搬送路の選択自由度が大きいため、本実
施の形態の生産・物流計画作成装置の一実施対象である
原料ヤード製造プロセスでは、適切なリクレーマとベル
トコンベア系列を適切に選択し、適切な時間稼動させる
必要がある。
【0038】このような制約の中で、全原料貯槽の在庫
を確保し、且つ在庫レベルが高位に安定する原料ヤード
操業計画を作成する際には、入槽順、入槽開始及び終了
時刻、入槽量、リクレーマ稼動開始時刻、リクレーマ稼
動終了時刻は勿論のこと、払出し原料山、ヤード、使用
リクレーマ、搬送ベルトコンベア系列、入槽原料貯槽ま
で正確に決定する必要がある。
【0039】図2は、本実施の形態による生産・物流計
画作成装置の位置づけを示す図である。また、図3は、
本実施の形態による生産・物流計画作成装置の構成を示
す図である。そして、図4は本実施の形態による生産・
物流計画作成装置の処理内容を示すフローチャートであ
る。
【0040】まず、最初に、図2を用いて本実施の形態
による生産・物流計画作成装置の位置づけを説明する。
【0041】図2に示すように、原料ヤード入槽計画を
作成する際には、まず、条件設定及び取込み部20で、
計画を立案する上で必要となるヤード配置、原料貯槽切
出し量等の制約条件、能力条件、前提条件を操業者の設
定、或いはプロコンまたはビジコンによりデータを取り
込む。
【0042】本実施の形態の入槽計画作成部21は、条
件設定及び取込み部20により設定された様々な物流制
約の下で、これら物流制約、能力条件等を満たす様に原
料ヤードの入槽計画を求める。
【0043】すなわち、入槽計画として、入槽順、入槽
開始・終了時刻、リクレーマ稼動開始・終了時刻及び払
出し原料山・ヤード、使用リクレーマ、搬送ベルトコン
ベア系列、入槽原料貯槽を求める。
【0044】この入槽計画作成部21では、以下に詳し
く述べるように、LP(線形計画法)、MIP(混合整
数計画法)、QP(2次計画法)等の数理計画法、また
はタブサーチ、遺伝的アルゴニズム(GA;Genetic Algo
rithm)等と数理計画法との組み合わせより原料ヤード
から原料貯槽までの処理順、処理時刻、使用すべき原料
設備、搬送経路の最適化を図る。
【0045】生産・物流計画作成部21で求められた原
料ヤード入槽計画(入槽順、入槽開始/終了時刻、リク
レーマ稼動開始/終了時刻及び払出し原料山・ヤード、
使用するリクレーマ、搬送するベルトコンベア系列、入
槽原料貯槽の情報)は、表示部22に与えられ、例えば
ガントチャート形式、原料貯槽在庫推移グラフ形式、或
いは入槽時刻一覧等の帳票で表示される。
【0046】操業者評価部23では、求められた入槽計
画を様々な観点(例えば、在庫推移、リクレーマでの同
一銘柄連続払出し性等)から操業者が評価し、満足のい
く結果でなければ必要に応じて入槽順、入槽開始・終了
時刻、払出し原料山、使用リクレーマ等を修正する。
【0047】この際には、必要に応じて評価関数の重み
を変えたり、数式モデルを構築する対象期間・確定期間
を変えたり、或いは操業者が全部或いは指定した処理の
み入槽時刻の固定や、払出しする原料山、使用するリク
レーマを指定して固定する等の処理を操業者の意志に応
じて出来るようにしておく。そして、入槽計画作成部2
1でもう一度入槽計画を作成し直す。
【0048】次に、上記入槽計画作成部21の構成、及
び入槽計画作成部21によって行われる処理について説
明する。入槽計画作成部21は、ヤード配置、工程経
路、入槽銘柄等の設定条件、物流制約の下、各原料貯槽
の在庫量と原料払出し速度から、各原料貯槽の槽在庫推
移を計算し、対象期間の終了時刻までに在庫量が所定の
補給レベルを切る原料貯槽を抽出する。
【0049】そして、原料貯槽の在庫荷切れの回避、原
料貯槽の在庫レベルの高位安定と、作業負荷を減らすた
めの効率的な設備の使用のために設定した所定の評価関
数を最良にする入槽順、入槽開始及び終了時刻、入槽
量、リクレーマ稼動開始時刻、リクレーマ稼動終了時刻
は勿論のこと払出し原料山、ヤード、使用リクレーマ、
搬送ベルトコンベア系列、入槽原料貯槽を決定する。こ
の処理を対象期間の時刻を更新することで所望する期間
分の入槽計画を得る。
【0050】上記で説明した入槽計画作成部21の処理
概要を、入槽計画作成部21の構成を示す図(図3)、
入槽計画作成部21の処理内容を示すフローチャート
(図4)、処理の概要を説明するために用いる原料ヤー
ド製造プロセス(搬送)を規模縮小した簡単な事例を示し
た図(図5)、及びこの例を用いた場合の入槽計画部2
1の内部での動作の詳細を示す図(図6〜図10)を用
いて詳細に説明する。
【0051】この図5の事例では、第1のヤードにはそ
れぞれ鉄鉱石の銘柄A,B,Cが積み付けられた原料山
があり、第2のヤードには銘柄Bが積み付けられてい
る。
【0052】第1のヤードの原料山の払出しにはリクレ
ーマNo1が使用でき、第2のヤードの原料山の払出しに
はリクレーマNo2が使用できる。
【0053】リクレーマNo1を使用した場合には、第1
のベルトコンベア系列、第2のベルトコンベア系列、第
3のベルトコンベア系列、第5のベルトコンベア系列の
どれかで鉄鉱石が搬送される。
【0054】一方、リクレーマNo2を使用した場合に
は、第4のベルトコンベア系列、第6のベルトコンベア
系列のどれかで鉄鉱石が搬送される。
【0055】そして、第1のベルトコンベア系列で搬送
された鉄鉱石は原料貯槽1に、第2のベルトコンベア系
列又は第4のベルトコンベア系列で搬送された鉄鉱石は
原料貯槽2に、第3のベルトコンベア系列で搬送された
鉄鉱石は原料貯槽3に、第5のベルトコンベア系列又は
第6のベルトコンベア系列で搬送された鉄鉱石は原料貯
槽4に夫々搬送される。
【0056】原料貯槽1には銘柄A、原料貯槽2には銘
柄B、原料貯槽3には銘柄C、原料貯槽4には銘柄Bが
入槽される必要がある。ここで、ヤードから払い出す銘
柄と原料貯槽に入槽される銘柄は同一銘柄でなくてはな
らない。
【0057】次に、入槽計画作成部21の処理動作につ
いて説明する。 (1)入力データの取り込みと、初期値、条件の設定を
行う(図3のデータ取込み部301、図4のステップS
401)。具体的には、本処理に必要な情報(原料受入
計画、原料ヤード計画、設備修理計画、原料ヤード現
況、槽在庫現況、槽切出量現況、設備稼働・故障現況、
及び、操業者からの操業前提条件)を、オンラインにて
読込み、必要に応じて操業者が修正を加える。
【0058】(2)生産・物流計画作成期間の設定を行
う(図2の計画作成期間設定部302、図4のステップ
S402)。この処理では、生産・物流計画を作成する
期間を設定する。この作成期間は立案者の必要に応じて
任意の期間を設定可能とする。ここでは一例とし4日間
分を立案する。
【0059】(3)生産・物流計画作成精度の設定を行
う(図3の計画作成精度設定部303、図4のステップ
S403)。この処理では、生産・物流計画を作成する
精度を設定する。この精度は立案者の必要に応じて任意
の精度を設定可能とする。
【0060】例えば、立案の細かな精度を必要とする計
画作成期間の前半では精度を細かくし、粗い計画で十分
な計画作成期間の後半では精度を粗くすることで、十分
な精度と短時間での効率的な計画作成が出来る。ここで
は、一例として計画作成期間の1日目は精度を1時間単
位とし、2日目以降は精度を2時間単位とする。
【0061】(4)生産・物流計画作成対象期間を設定
する(図3の計画作成対象期間設定部304、図4のス
テップS404)。この処理では、生産・物流計画を作
成する対象期間を設定する。この対象期間は立案者の必
要に応じて任意の対象期間を設定可能とする。
【0062】ここでは、一例として細かな精度で数式モ
デルを構築する1日目は1日分、粗い精度で数式モデル
を構築する2日目以降では2日分とすることで、短時間
での効率的な計画作成が出来る。
【0063】(5)生産・物流計画確定期間を設定する
(図3の計画確定期間設定部305、図4のステップS
405)。この処理では、生産・物流計画を確定する期
間を設定する。この確定期間は立案者の必要に応じて任
意の期間を設定可能とする。
【0064】例えば、立案の細かな精度を必要とする計
画作成期間の前半では確定期間を短くし、粗い計画で十
分な計画作成期間の後半では確定期間を長くすること
で、十分な精度と短時間での効率的な計画作成が出来
る。
【0065】ここでは、一例として計画作成期間の1日
目は作成した生産・物流計画の最初の8時間分を確定す
ることとし、2日目以降は生産・物流計画の最初の1日
分を確定することとする。
【0066】(6)製造または搬送すべき製品群を検出
する(図3の検出部306、図4のステップS40
6)。この処理では、図6に示すように各原料貯槽の在
庫量と原料払出し速度から、各原料貯槽の槽在庫推移を
計算し、計画作成対象期間までに在庫量が所定の補給レ
ベルを切る原料貯槽を抽出し、抽出した原料貯槽を補給
対象とすべき原料貯槽として抽出する。
【0067】ここで、補給レベルは、原料貯槽毎に個別
の値を設定できるものとし、必要に応じて上述したステ
ップS401の処理などで変更が可能であるものとす
る。この補給レベルは適切な値として70%程度とす
る。
【0068】この例では原料貯槽1、2、3が補給対象
槽として抽出され、原料貯槽4は現時刻では補給が必要
でないとみなされ補給対象槽から外される。
【0069】(7)各製品(抽出貯槽)の選択可能な全
工程(搬送設備)を抽出する(図3の抽出部307、図
4のステップS407)。この処理では、抽出された補
給対象の原料貯槽1、2、3に対して、図7(a)に示
すように搬送経路を検索し、各原料貯槽の選択可能な全
搬送経路を導く。
【0070】各原料貯槽の選択可能な全搬送経路の抽出
動作の詳細を以下に説明する。まず、物流構造、ヤード
・原料山配置、原料貯槽積み付け銘柄、ヤードで使用で
きるリクレーマ、リクレーマで使用可能なベルトコンベ
ア系列、原料貯槽に入槽可能なベルトコンベア系列が記
載された図7(a)に示すような搬送経路検索用情報テ
ーブル71を、図2の条件設定及び取込み部20より取
り込む。
【0071】例えば、原料貯槽2の場合を例として、図
7(b)を参照して説明すれば、ステップS71(step
1)では、原料貯槽2を搬送経路検索用情報テーブル7
1の起点設備から検索する。
【0072】次に、ステップS72(step2)では、原
料貯槽2に積み付けられている銘柄Bと一致する銘柄を
搬送経路検索用情報テーブル71の原料山銘柄から検索
する。
【0073】次に、ステップS73(step3)では、検
索した原料山銘柄に対応するヤードとリクレーマ(R
R)の組を検索する。ここでは(第1のヤード、RR No.
1)、(第2のヤード、RR No.2)が使用可能であるこ
とが分かる。
【0074】次に、ステップS74(step4)では、検
索した起点設備の列と検索した原料山銘柄の交わる場所
から使用可能なベルトコンベア系列を検索する。この場
合、(第1のヤード、RR No.1)を使用する場合には、
第2のベルトコンベア系列が使用可能であり、(第2の
ヤード、RR No.2)を使用する場合には、第4のベルト
コンベア系列が使用可能であることが分かる。
【0075】以上より、原料貯槽2への搬送経路として
は、(第1のヤード、RR No.1、第2のベルトコンベア
系列)、(第2のヤード、RR No.2、第4のベルトコン
ベア系列)の2つの搬送経路を抽出する。
【0076】(8)全工程及び搬送経路を構築する(図
3の構築部309、図4のステップS407)。全原料
貯槽に対して、上述したような搬送経路の抽出が終了し
たら、ステップS75(step5)に移り、補給対象とな
っている全原料貯槽に対して導かれた使用可能な工程及
び搬送経路に関して、搬送経路の割付けパターンを構築
する。
【0077】この例題では、原料貯槽1に対しては、
(第1のヤード、RR No.1、第1のベルトコンベア系
列)、原料貯槽2に対しては、(第1のヤード、RR No.
1、第2のベルトコンベア系列)と、(第2のヤード、R
R No.2、第4のベルトコンベア系列)、原料貯槽3に
対しては、(第1のヤード、RR No.1、第3のベルトコ
ンベア系列)という搬送経路の割付けパターンが構築さ
れる。
【0078】(9)数式モデルに定式化を行う(図3の
数式モデル構築部309、図4のステップS408)。
この処理では、構築された割付けパターンに対して設定
条件、物流制約、物流状況に基づき設定した計画作成対
象期間分を設定した計画作成精度で数式モデルに定式化
する。
【0079】各原料貯槽までの入槽作業開始から入槽作
業終了までに発生するリクレーマ作業、搬送作業、入槽
作業といった一連の作業における工程間の制約を記述し
た工程間制約モデルと、工程内での干渉をモデル化した
干渉制約モデルとが構築される。
【0080】工程間制約モデルを構築するために、リク
レーマ、ベルトコンベア、原料貯槽を使用するのかしな
いのかを判断する変数を定義する。具体的には、以下の
(表1)に示す3つの変数を定義する。
【0081】
【表1】
【0082】ここで、tは立案開始日時からの経過時刻
とし、計画作成精度をx時間、計画作成対象期間をy時
間をとすると、tは0,x,2x・・・,y-xの値を取り、各原料貯
槽bin,リクレーマRRに対してα変数をy/x個用意する。
同様に各原料貯槽bin,ベルトコンベアBCに対してβ変
数、各原料貯槽に対してγ変数を用意する。
【0083】本実施の形態での、立案開始日が1日目の
場合では、計画作成精度は1時間、計画作成対象期間は
1日(24時間)であるので、時刻tとして取りうる範囲
は以下の(式1)のようになる。 t=0,1,2,…,23 ・・・(式1)
【0084】また、立案開始日が2日目以降の場合で
は、計画作成精度は2時間、計画作成対象期間は2日
(48時間)であるので、時刻tとして取りうる範囲は以
下の(式2)のようになる。 t=0,2,4,…,46 ・・・(式2)
【0085】 立案開始日が1日目の場合を例にして以
下の説明を行う。この場合、全工程及び搬送経路構築よ
り最終的に以下の(表2)に示す変数を用意する。
【0086】
【表2】
【0087】工程間制約モデルでは、リクレーマ、搬
送、入槽の一連の作業は同じ時刻に行われる必要があ
る。この場合の制約は、下記の(数1)に示す(式3)
で表される。
【0088】
【数1】
【0089】次に在庫量の変動をモデル化するため、以
下の(表3)に示す変数を定義する。
【0090】
【表3】
【0091】在庫量の変化式は下記の(数2)で示す
(式4)で表される。
【0092】
【数2】
【0093】また、在庫上下限制約は下記の(数3)で
示す(式5)で表される。
【0094】
【数3】
【0095】上記(式5)の制約がある場合には、数式
モデルを求解した場合に、解がない場合の発生が懸念さ
れる。実用を考えた場合、解なしを防止することが必須
であり、このために以下の(表4)に示す変数を導入す
る。
【0096】
【表4】
【0097】そして、(式5)における解なしを防ぐた
めに、(式5)を下記の(数4)に示す(式5´)に変
更する。
【0098】
【数4】
【0099】JOB間制約モデルでは、(原料貯槽1、第
1のヤード、リクレーマRR No.1、第1のベルトコンベ
ア系列)、(原料貯槽2、第2のヤード、リクレーマRR
No.2、第4のベルトコンベア系列)、(原料貯槽3、
第1のヤード、リクレーマRR No.1、第3のベルトコン
ベア系列)を使用して入槽が行われる場合、原料貯槽1
へ入槽する場合と原料貯槽3へ入槽する場合では、RR N
o.1をどちらも使用する必要があるが、この設備では時
間が重なって使用することができない(時間的な干
渉)。
【0100】この場合の制約は、下記の(数5)に示す
(式6)で表される。
【0101】
【数5】
【0102】さらに、これらの式を変形すると、数式モ
デルは、下記の(数6)に示す(式7)〜(式9)とい
う簡単な線形式及び整数制約式として数式モデルが構築
できる。
【0103】なお、Xは各設備の稼動判断、原料貯槽在
庫等を行列表現したもの、A,Bは所定の行列式、Xmin
及びXmaxはそれぞれ定義した変数Xの下限レベル及び上
限レベルを行列表現したもの、(式9)はXの要素の全
部或いは一部の整数制約であることを表す。
【0104】
【数6】
【0105】ここで、立案者が意図的に生産・物流の一
部を前もって指定する場合を説明する。例えば、時刻2x
に原料貯槽1に、且つ時刻10xに原料貯槽2にリクレー
マNo2を使用して入槽を行うことを前もって指定したい
場合は、下記の(数7)に示す(式10)を制約式とし
て追加する。
【0106】
【数7】
【0107】(10)数式モデルを評価関数に基づいて
最適化する(図3の求解部310、図4のステップS4
09)。この処理では、上記構築された線形及び整数制
約式で成る数式モデル式のそれぞれに対して、あらかじ
め設定した評価関数に基づきLP(線形計画法)、MI
P(混合整数計画法)、QP(2次計画法)等の数理計
画法またはタブサーチ、遺伝的アルゴニズム(GA;Gene
tic Algorithm)等と数理計画法との組み合わせの方法
により最適化問題として問題を解くことにより、入槽
順、入槽開始及び終了時刻、入槽量、リクレーマ稼動開
始時刻、リクレーマ稼動終了時刻は勿論のこと払出し原
料山、ヤード、使用リクレーマ、搬送ベルトコンベア系
列、入槽原料貯槽の生産・物流計画を求める。
【0108】例えば、上記最適化計算において、準最適
な解を形成するレベルで良い場合は、遺伝的アルゴニズ
ム(GA;Genetic Algorithm)を用い、各整数変数Iを
遺伝子として形成し、遺伝的アルゴニズム(GA;Geneti
c Algorithm)により形成されたIは決定された値とし
て、後はLP問題として解くことが出来る。また、最適
解を得ることが望まれるレベルである場合は、混合整数
計画問題として解く。
【0109】ここで、評価関数に関して線形式を用いた
場合の例を示す。本実施の形態では、在庫レベルの高位
安定と、効率的な設備の使用とをその目的としているの
で、目標評価関数は、操業者が指定した目標在庫量に近
く、且つ設備の稼動率が低い程良い値を得る関数とす
る。目標在庫量と上記目標在庫量から不足分の在庫量を
以下の(表5)に示したように定義する。
【0110】
【表5】
【0111】目標在庫量と目標在庫量からの不足量との
関係は、下記の(数8)に示す(式11)で表される。
【0112】
【数8】
【0113】評価関数を式で表わすと、下記の(数9)
に示す(式12)を得る。
【0114】
【数9】
【0115】ここで実用を考えた場合、在庫上限からの
在庫の溢れと在庫下限量からの割込みは極力避ける必要
がある。このため、評価関数を表す(式12)を下記の
(数10)に示す(式12')に変更する。
【0116】
【数10】
【0117】以上の定式化した式(数式モデル)を混合
整数計画法にて解くことにより、数式モデルが求解され
る。
【0118】(11)求解の結果を評価する(図3の判
断部311、図4のステップS410)。この処理で
は、まず、求解した結果に対する評価関数の評価値があ
らかじめ設定した範囲内にあるかどうかを判定する。そ
して、判定した結果が設定した範囲内に入れば、図4の
ステップS412に、そうでないならステップS411
のステップに移る。
【0119】例えば、評価値の設定範囲としては、評価
値が300t以下であること等が設定できる。
【0120】(12)戦略の変更を行う(図3の再求解
部312、図4のステップS411)。すなわち、上記
ステップS409の処理で求解した結果に対する評価関
数の評価値が、予め設定した範囲内に入らなかった場合
は、戦略を変更する。
【0121】例えば、戦略変更は、原料貯槽毎に設定さ
れた目標在庫量に対する不足量に対するペナルティーの
最も小さい槽の目標在庫量を10tずつ低くし、目標在
庫量が在庫上限の50%を割った場合には、目標在庫量
に対する不足量に対するペナルティーの次に小さい槽の
目標在庫量を10tずつ低くすることを順次繰り返す等
の設定を行うことで実現することができる。
【0122】(13)生産・物流計画の確定を行う(図
3の確定部313、図4のステップS412)。この処
理では、上記数式モデルを求解して求めた生産・物流計
画の内で設定した確定期間分を確定する。
【0123】本実施の形態における生産・物流計画作成
手順を説明する図(図8)、本実施の形態における生産
・計画作成結果の例を示す図(図9、図10)に示すよ
うに、計画作成期間の1日目は作成した生産・物流計画
の最初の8時間分を確定し、2日目以降は生産・物流計
画の最初の1日分を確定する。作成した生産・物流計画
の内で上記確定期間に入らなかった部分については、そ
の計画は確定せずに破棄する。
【0124】(14)立案開始日の更新を行う(図3の
更新部314、図4のステップS412) 上記生産・物流計画の内で確定した生産・物流計画の期
間の直後の日時を新たな立案開始日として設定する。
【0125】図8、図9、図10に示すように、第1ル
ープでは当初1日目0時であった立案開始日を1日目8
時に更新する。また、第4ループでは当初2日目0時で
あった立案開始日を3日目0時に更新する。
【0126】そして、更新した立案開始日が生産・物流
作成期間内であれば、図4のステップS406に、そう
でないなら処理を終了する。本実施の形態では、第6ル
ープが終了した時点で4日分の生産・物流計画を作成し
て、処理を終了する。
【0127】このように、本実施の形態では、現在の物
流状態に応じて、原材料貯槽1〜4に搬送すべき銘柄
A、B、Cを検出し、検出した銘柄A、B、Cに対して
工程経路選択可能候補を抽出し、抽出した工程経路選択
可能候補に対して、所定の計画作成精度で数式モデルを
構築し、構築した数式モデルを評価関数に基づいて求解
し、求解した生産・物流計画の内で設定した確定期間直
後の日時を新たな立案開始日時とすることにより、新た
な計画対象期間分の生産・物流計画を確定する一連の処
理を順次行えるようにしたので、任意の時間精度を必要
とする生産、物流計画を、高速に或いは立案者の求める
精度で詳細に立案者の意図に沿って柔軟に最適化するこ
とができる。
【0128】なお、以上述べた実施の形態では、本発明
を入槽計画作成装置に適用する場合について説明した
が、原料物流制御装置に適用することも可能である。こ
の場合は、作成した入槽計画に基づいて実プラントの制
御装置等に指示を与える。
【0129】このようにすれば、実プラントは、最適な
入槽順、入槽開始及び終了時刻、入槽量、リクレーマ稼
動開始時刻、リクレーマ稼動終了時刻は勿論のこと払出
し原料山、ヤード、使用リクレーマ、搬送ベルトコンベ
ア系列、入槽原料貯槽に従って原料ヤード操業を実行す
る。
【0130】このように作成した入槽計画に基づいて実
プラントが制御されると、実プラントにおける現在の物
流状態が変化するので、その情報をある一定時間間隔で
取り出し、条件設定及び取込み部20に供給する。
【0131】入槽計画作成部21では、入力データ、初
期値、条件設定機能(図4のステップS401)によ
り、入力データの取込み、初期値の設定、及び条件の設
定を行う。
【0132】そして、補給レベルを切る貯槽を抽出し、
抽出された補給対象の原料貯槽に対して選択可能な全工
程・搬送経路を抽出する。ここで、得られた全工程・搬
送経路に対して、与えられた現在の物流状態や物流制約
をもとにして数式モデルを構築する。
【0133】各数式モデルは、評価関数に基づいて解か
れる。求解結果の内の確定期間分を確定し、立案開始日
を確定期間の直後に日時に更新して、補給レベルを切る
貯槽を抽出する処理に戻り、計画作成期間終了まで繰り
返すことで、入槽順、入槽開始及び終了時刻、入槽量、
リクレーマ稼動開始時刻、リクレーマ稼動終了時刻は勿
論のこと払出し原料山、ヤード、使用リクレーマ、搬送
ベルトコンベア系列、入槽原料貯槽が決定される。この
結果に基づいて原料物流を制御することで最適に原料物
流の制御が実行される。
【0134】なお、上述の入槽計画作成部21は、例え
ば、CPU(中央処理装置)、RAM(ランダムアクセ
スメモリ)、ROM(リードオンリメモリ)などからな
るマイクロコンピュータによって構成されており、例え
ばパーソナルコンピュータ等の計算機によって実現する
ことができる。
【0135】(本発明の他の実施の形態)上述した実施
の形態の機能を実現するべく各種のデバイスを動作させ
るように、該各種デバイスと接続された装置或いはシス
テム内のコンピュータに対し、上記実施の形態の機能を
実現するためのソフトウェアのプログラムコードを供給
し、そのシステム或いは装置のコンピュータ(CPU或
いはMPU)に格納されたプログラムに従って上記各種
デバイスを動作させることによって実施したものも、本
発明の範疇に含まれる。
【0136】また、この場合、上記ソフトウェアのプロ
グラムコード自体が上述した実施の形態の機能を実現す
ることになり、そのプログラムコード自体、及びそのプ
ログラムコードをコンピュータに供給するための手段、
例えば、かかるプログラムコードを格納した記録媒体は
本発明を構成する。かかるプログラムコードを記憶する
記録媒体としては、例えばフレキシブルディスク、ハー
ドディスク、光ディスク、光磁気ディスク、CD−RO
M、磁気テープ、不揮発性のメモリカード、ROM等を
用いることができる。
【0137】また、コンピュータが供給されたプログラ
ムコードを実行することにより、上述の実施の形態の機
能が実現されるだけでなく、そのプログラムコードがコ
ンピュータにおいて稼働しているOS(オペレーティン
グシステム)或いは他のアプリケーションソフト等と共
同して上述の実施の形態の機能が実現される場合にもか
かるプログラムコードは本発明の実施の形態に含まれる
ことは言うまでもない。
【0138】さらに、供給されたプログラムコードがコ
ンピュータの機能拡張ボードやコンピュータに接続され
た機能拡張ユニットに備わるメモリに格納された後、そ
のプログラムコードの指示に基づいてその機能拡張ボー
ドや機能拡張ユニットに備わるCPU等が実際の処理の
一部または全部を行い、その処理によって上述した実施
の形態の機能が実現される場合にも本発明に含まれるこ
とは言うまでもない。
【0139】
【発明の効果】以上詳しく説明したように、本発明によ
れば、異なる複数の工程または搬送経路で複数の製品を
処理または複数の移動体で搬送し、且つ各製品が異なる
複数工程経路 または搬送経路を選択可能な製造プロセ
ス・搬送において、任意の時間精度を必要とする生産、
物流計画或いは物流制御を、高速或いは立案者の求める
精度で詳細に立案者の意図に沿って柔軟に最適化するこ
とができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施対象である原料ヤード製造プロ
セス(搬送)の概要図である。
【図2】本発明の一実施の形態による生産・物流計画作
成装置の位置づけを示す図である。
【図3】本発明の一本実施の形態による入槽計画作成部
の構成を示す図である。
【図4】本発明の一実施の形態による入槽計画作成部の
処理内容を示すフローチャートである。
【図5】本発明の一本実施の形態による入槽計画作成部
の処理概要を説明するために用いる原料ヤード製造プロ
セス(搬送)を規模縮小した簡単な例を示した図である。
【図6】本発明の一実施の形態における原料貯槽の在庫
予測推移を説明するための図である。
【図7】本発明の一実施の形態における工程経路、搬送
経路の検索方法を説明するための図と、検索方法を示す
フローチャートである。
【図8】本発明の一実施の形態における生産・物流計画
作成手順を説明する図である。
【図9】本発明の一実施の形態における生産・計画作成
結果の例を示す図である。
【図10】本発明の一実施の形態における生産・計画作
成結果の例を示す図である。
【符号の説明】
20 条件設定及び取込み部 21 入槽計画作成部 22 ガントチャート表示・原料貯槽在庫推移グラフ
表示部 23 操業者評価部 24 プロコン 25 ビジコン 301 入力データ取込み部 302 計画作成期間設定部 303 計画作成精度設定部 304 計画作成対象期間設定部 305 計画確定期間設定部 306 検出部 307 抽出部 308 構築部 309 数式モデル構築部 310 求解部 311 判断部 312 再求解部 313 確定部 314 更新部

Claims (40)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 異なる複数工程経路または搬送経路で複
    数製品を複数の設備で処理または複数の移動体で搬送
    し、且つ各製品が異なる複数工程経路または搬送経路を
    選択可能な製造プロセス・搬送において、対象工程また
    は経路における生産計画または物流計画を作成するため
    の生産・物流計画作成方法であって、 上記製造プロセス・搬送における製品受入計画、製品出
    荷計画、在庫計画、設備使用計画、設備修理計画、設備
    能力、設備現況、工程現況、設備現況、在庫現況、設備
    稼働・故障現況及び操業者からの操業前提条件の全て或
    いは一部を表わす入力デ−タに基づいて、 上記生産・物流計画の計画立案者の意図に応じて生産・
    物流計画の精度を設定する精度設定処理と、 上記精度設定処理により設定された生産・物流計画の精
    度に基づいて、上記計画立案者の意図に応じて製品、移
    動体、設備の処理に伴う作業群の関係、制約に対して数
    式モデルを構築する対象期間を設定する対象期間設定処
    理と、 上記生産・物流計画の立案開始日時から上記対象期間設
    定処理により設定された対象期間分を対象として、上記
    精度設定処理により設定された生産・物流計画の精度に
    基づいて上記数式モデルを構築する数式モデル構築処理
    と、 上記数式モデル構築処理により構築した数式モデルをあ
    らかじめ設定した評価関数を用いて最適化或いは準最適
    化問題として解くことにより生産・物流計画を求める生
    産・物流計画求解処理と、 上記生産・物流計画求解処理により求めた生産・物流計
    画の内で計画を採用して確定する確定期間を、上記計画
    立案者の意図に応じて設定する確定期間設定処理と、 上記確定期間設定処理により設定した確定期間分だけ上
    記生産・物流計画求解処理により求めた生産・物流計画
    を採用して確定する生産・物流計画確定処理と、 上記生産・物流計画確定処理により確定した生産・物流
    計画の確定期間が経過した直後の日時を新たな立案開始
    日時として設定し、上記生産・物流計画確定処理により
    既に確定した生産・物流計画に基づいて上記数式モデル
    を構築する処理と、上記構築した数式モデルに基づいて
    生産・物流計画を求める処理と、上記求めた生産・物流
    計画のうち、上記確定期間設定処理により設定した確定
    期間分の生産・物流計画だけを採用して生産・物流計画
    を確定する処理とにより、上記新たな立案開始日時から
    新たな確定期間分の生産・物流計画を確定する一連の処
    理を、順次設定する新たな立案開始日時についてそれぞ
    れ行うことで、所望する期間分の生産・物流計画を作成
    することを特徴とする生産・物流計画作成方法。
  2. 【請求項2】 上記数式モデルを、評価関数を用いて最
    適化或いは準最適化問題として解く計算を線形計画法ま
    たは混合整数計画法または2次計画法で行うことを特徴
    とする請求項1に記載の生産・物流計画作成方法。
  3. 【請求項3】 上記数式モデルを、評価関数を用いて最
    適化或いは準最適化問題として解く計算をタブサーチ又
    は遺伝的アルゴニズムを含むヒューリスティックな手法
    で行うことを特徴とする請求項1に記載の生産・物流計
    画作成方法。
  4. 【請求項4】 上記数式モデルを、評価関数を用いて最
    適化或いは準最適化問題として解く処理をした際に、上
    記評価関数による評価値が設定した範囲を外れる場合、
    戦略を変更して再度数式モデルを構築し、最適化或いは
    準最適化問題として解く処理をし直すことを特徴とする
    請求項1〜3のいずれか1項に記載の生産・物流計画作
    成方法。
  5. 【請求項5】 上記数式モデルにおいて、上限制約の設
    定された変数に対して上限制約から溢れる分の値を格納
    する溢れ防止変数を導入し、導入した溢れ防止変数を上
    記上限制約の上限値に加えた値と、上記上限制約の設定
    された変数とが等しくなる制約に変更することを特徴と
    する請求項1〜4のいずれか1項に記載の生産・物流計
    画作成方法。
  6. 【請求項6】 上記数式モデルにおいて、下限制約の設
    定された変数に対して下限制約を割込む分の値を格納す
    る割込み補填変数を導入し、導入した割込み補填変数を
    上記下限制約の設定された変数に加えた値と、上記下限
    制約の下限値とが等しくなる制約に変更することを特徴
    とする、請求項1〜5のいずれか1項に記載の生産・物
    流計画作成方法。
  7. 【請求項7】 上記評価関数に溢れ防止変数と割込み補
    填変数の両方または一方を含むことを特徴とする請求項
    1〜6のいずれか1項に記載の生産・物流計画作成方
    法。
  8. 【請求項8】 上記生産・物流計画を作成する際に、上
    記計画立案者が生産・物流計画の一部を前もって指定す
    る処理を意図的に行うことを特徴とする請求項1〜7の
    いずれか1項に記載の生産・物流計画作成方法。
  9. 【請求項9】 請求項1〜8に記載の生産・物流計画作
    成方法の各処理をコンピュータに実行させるためのプロ
    グラムを格納したことを特徴とするコンピュータ読み取
    り可能な記憶媒体。
  10. 【請求項10】 請求項1〜8に記載の生産・物流計画
    作成方法の各処理をコンピュータに実行させることを特
    徴とするコンピュータプログラム。
  11. 【請求項11】 異なる複数工程経路または搬送経路で
    複数製品を複数の設備で処理または複数の移動体で搬送
    し、且つ各製品が異なる複数工程経路または搬送経路を
    選択可能な製造プロセス・搬送において、対象工程また
    は経路における生産計画または物流計画を作成するため
    の生産・物流計画作成装置であって、 上記製造プロセス・搬送における製品受入計画、製品出
    荷計画、在庫計画、設備使用計画、設備修理計画、設備
    能力、設備現況、工程現況、設備現況、在庫現況、設備
    稼働・故障現況及び操業者からの操業前提条件の全て或
    いは一部を表わす入力デ−タを取り込む入力データ取り
    込み手段と、 上記入力データ取り込み手段により取り込まれた入力デ
    ータに従い、生産・物流計画の計画立案者の意図に応じ
    て生産・物流計画の精度を設定する精度設定手段と、 上記精度設定手段により設定された生産・物流計画の精
    度に基づいて、上記計画立案者の意図に応じて製品、移
    動体、設備の処理に伴う作業群の関係、制約に対して数
    式モデルを構築する対象期間を設定する対象期間設定手
    段と、 上記入力データ取り込み手段により取り込まれた入力デ
    ータと、上記精度設定手段により設定された生産・物流
    計画の精度とに基づいて、上記生産計画または物流計画
    の立案開始日時から上記対象期間設定手段により設定さ
    れた対象期間分を対象として上記数式モデルを構築する
    数式モデル構築手段と、 上記数式モデル構築手段により構築した数式モデルを評
    価するための評価関数を設定する評価関数設定手段と、 上記数式モデル構築手段により構築した数式モデルを、
    上記評価関数設定手段により設定された評価関数を用い
    て最適化或いは準最適化問題として解くことにより生産
    ・物流計画を求める生産・物流計画求解手段と、 上記生産・物流計画求解手段により求めた生産・物流計
    画の内で計画を採用して確定する確定期間を、上記計画
    立案者の意図に応じて設定する確定期間設定手段と、 上記確定期間設定手段により設定した確定期間分だけ上
    記生産・物流計画求解手段により求めた生産・物流計画
    を採用して確定する生産・物流計画確定手段と、 上記生産・物流計画確定手段により確定した生産・物流
    計画の確定期間が経過した直後の日時を新たな立案開始
    日時として設定し、上記生産・物流計画確定手段により
    既に確定した生産・物流計画に基づいて上記数式モデル
    を構築し、上記構築した数式モデルに基づいて生産・物
    流計画を求め、上記求めた生産・物流計画のうち、上記
    確定期間設定手段により設定した確定期間分の生産・物
    流計画だけを採用して生産・物流計画を確定することに
    より、上記新たな立案開始日時から新たな確定期間分の
    生産・物流計画を確定する一連の処理を、順次設定する
    新たな立案開始日時についてそれぞれ行うことで、所望
    する期間分の生産・物流計画を作成する生産・物流計画
    作成手段とを備えたことを特徴とする生産・物流計画作
    成装置。
  12. 【請求項12】 上記数式モデルを、評価関数を用いて
    最適化或いは準最適化問題として解く計算を線形計画法
    または混合整数計画法または2次計画法で行うことを特
    徴とする請求項11に記載の生産・物流計画作成装置。
  13. 【請求項13】 上記数式モデルを、評価関数を用いて
    最適化或いは準最適化問題として解く計算をタブサーチ
    又は遺伝的アルゴニズムを含むヒューリスティックな手
    法で行うことを特徴とする請求項11に記載の生産・物
    流計画作成装置。
  14. 【請求項14】 上記数式モデルを、評価関数を用いて
    最適化或いは準最適化問題として解く処理をした際に、
    上記評価関数による評価値が設定した範囲を外れている
    か否かを判断する判断手段と、 上記判断手段により上記評価関数による評価値が設定し
    た範囲を外れている場合に、戦略を変更して再度数式モ
    デルを構築し、最適化或いは準最適化問題として上記数
    式モデルを解く処理をし直す生産・物流計画再求解手段
    とを更に備えたことを特徴とする請求項11〜13のい
    ずれか1項に記載の生産・物流計画作成装置。
  15. 【請求項15】 上記数式モデルにおいて、上限制約の
    設定された変数に対して上限制約から溢れる分の値を格
    納する溢れ防止変数を導入し、導入した溢れ防止変数を
    上記上限制約の上限値に加えた値と、上記上限制約の設
    定された変数とが等しくなる制約に変更することを特徴
    とする請求項11〜14のいずれか1項に記載の生産・
    物流計画作成装置。
  16. 【請求項16】 上記数式モデルにおいて、下限制約の
    設定された変数に対して下限制約を割込む分の値を格納
    する割込み補填変数を導入し、導入した割込み補填変数
    を上記下限制約の設定された変数に加えた値と、上記下
    限制約の下限値とが等しくなる制約に変更することを特
    徴とする請求項11〜15のいずれか1項に記載の生産
    ・物流計画作成装置。
  17. 【請求項17】 上記評価関数に溢れ防止変数と割込み
    補填変数の両方または一方を含むことを特徴とする請求
    項11〜16のいずれか1項に記載の生産・物流計画作
    成装置。
  18. 【請求項18】 上記生産・物流計画を作成する際に、
    上記計画立案者が上記生産・物流の計画の一部を前もっ
    て意図的に指定する手段を備えたことを特徴とする、請
    求項11〜17のいずれか1項に記載の生産・物流計画
    作成装置。
  19. 【請求項19】 請求項11〜18に記載の生産・物流
    計画作成装置の各手段としてコンピュータを機能させる
    ためのプログラムを格納したことを特徴とするコンピュ
    ータ読み取り可能な記憶媒体。
  20. 【請求項20】 請求項11〜18に記載の生産・物流
    計画作成装置の各手段としてコンピュータを機能させる
    ことを特徴とするコンピュータプログラム。
  21. 【請求項21】 異なる複数工程経路または搬送経路で
    複数製品を複数の設備で処理または複数の移動体で搬送
    し、且つ各製品が異なる複数工程経路または搬送経路を
    選択可能な製造プロセス・搬送において、対象工程また
    は経路における物流を制御するための物流制御方法であ
    って、 上記製造プロセス・搬送における製品受入計画、製品出
    荷計画、在庫計画、設備使用計画、設備修理計画、設備
    能力、設備現況、工程現況、設備現況、在庫現況、設備
    稼働・故障現況及び操業者からの操業前提条件の全て或
    いは一部を表わす入力デ−タを取り込む入力データ取り
    込み処理と、 上記入力データ取り込み処理により取り込んだ入力デー
    タに基づいて、 計画立案者の意図に応じて生産・物流計画の精度を設定
    する精度設定処理と、上記精度設定処理により設定され
    た生産・物流計画の精度に基づいて、上記計画立案者の
    意図に応じて製品、移動体、設備の処理に伴う作業群の
    関係、制約に対して数式モデルを構築する対象期間を設
    定する対象期間設定処理と、 上記生産・物流計画の立案開始日時から上記対象期間設
    定処理により設定された対象期間分を対象として、上記
    精度設定処理により設定された精度に基づいて上記数式
    モデルを構築する数式モデル構築処理と、 上記数式モデル構築処理により構築した数式モデルをあ
    らかじめ設定した評価関数を用いて最適化或いは準最適
    化問題として解くことにより、生産・物流計画を求める
    生産・物流計画求解処理と、 上記生産・物流計画求解処理により求めた生産・物流計
    画の内で計画を採用して確定する確定期間を、上記計画
    立案者の意図に応じて設定する確定期間設定処理と、 上記確定期間設定処理により設定した確定期間分だけ上
    記生産・物流計画を採用して確定する生産・物流計画確
    定処理と、 上記生産・物流計画確定処理により確定した生産・物流
    計画の確定期間が経過した直後の日時を新たな立案開始
    日時として設定し、上記生産・物流計画確定処理により
    既に確定した生産・物流計画に基づいて上記数式モデル
    を構築する処理と、上記構築した数式モデルに基づいて
    生産・物流計画を求める処理と、上記求めた生産・物流
    計画のうち、上記確定期間設定処理により設定した確定
    期間分の生産・物流計画だけを採用して確定する処理と
    により、上記新たな立案開始日時から新たな確定期間分
    の生産・物流計画を確定する一連の処理を、順次設定す
    る新たな立案開始日時についてそれぞれ行うことで、所
    望する期間分の生産・物流計画を作成する処理とを行
    い、 上記作成した生産・物流計画に基づいて、上記製造プロ
    セス・搬送の対象となる工程における物流を制御するこ
    とを特徴とする物流制御方法。
  22. 【請求項22】 上記数式モデルを、評価関数を用いて
    最適化或いは準最適化問題として解く計算を線形計画法
    または混合整数計画法または2次計画法で行うことを特
    徴とする請求項21に記載の物流制御方法。
  23. 【請求項23】 上記数式モデルを、評価関数を用いて
    最適化或いは準最適化問題として解く計算をタブサーチ
    又は遺伝的アルゴニズムを含むヒューリスティックな手
    法で行うことを特徴とする請求項21に記載の物流制御
    方法。
  24. 【請求項24】 上記数式モデルを、評価関数を用いて
    最適化或いは準最適化問題として解く処理をした際に、
    上記評価関数による評価値が設定した範囲を外れる場
    合、戦略を変更して再度数式モデルを構築し、最適化或
    いは準最適化問題として解く処理をし直すことを特徴と
    する請求項21〜23のいずれか1項に記載の物流制御
    方法。
  25. 【請求項25】 上記数式モデルにおいて、上限制約の
    設定された変数に対して上限制約から溢れる分の値を格
    納する溢れ防止変数を導入し、導入した溢れ防止変数を
    上記上限制約の上限値に加えた値と、上記上限制約の設
    定された変数とが等しくなる制約に変更することを特徴
    とする請求項21〜24のいずれか1項に記載の物流制
    御方法。
  26. 【請求項26】 上記数式モデルにおいて、下限制約の
    設定された変数に対して下限制約を割込む分の値を格納
    する割込み補填変数を導入し、導入した割込み補填変数
    を上記下限制約の設定された変数に加えた値と、上記下
    限制約の下限値とが等しくなる制約に変更することを特
    徴とする請求項21〜25のいずれか1項に記載の物流
    制御方法。
  27. 【請求項27】 上記評価関数に溢れ防止変数と割込み
    補填変数の両方または一方を含むことを特徴とする請求
    項21〜26のいずれか1項に記載の物流制御方法。
  28. 【請求項28】 上記生産・物流計画を作成する際に、
    上記計画立案者が上記生産・物流の計画の一部を前もっ
    て意図的に指定する処理を行うことを特徴とする請求項
    21〜27のいずれか1項に記載の物流制御方法。
  29. 【請求項29】 請求項21〜28に記載の物流制御方
    法の各処理をコンピュータに実行させるためのプログラ
    ムを格納したことを特徴とするコンピュータ読み取り可
    能な記憶媒体。
  30. 【請求項30】 請求項21〜28に記載の物流制御方
    法の各処理をコンピュータに実行させることを特徴とす
    るコンピュータプログラム。
  31. 【請求項31】 異なる複数工程経路または搬送経路で
    複数製品を複数の設備で処理または複数の移動体で搬送
    し、且つ各製品が異なる複数工程経路または搬送経路を
    選択可能な製造プロセス・搬送において、対象工程また
    は経路における物流を制御するための物流制御装置であ
    って、 上記製造プロセス・搬送における製品受入計画、製品出
    荷計画、在庫計画、設備使用計画、設備修理計画、設備
    能力、設備現況、工程現況、設備現況、在庫現況、設備
    稼働・故障現況、及び、操業者からの操業前提条件の全
    て或いは一部を表わす入力デ−タを取り込む入力データ
    取り込み手段と、 上記入力データ取り込み手段により取り込まれた入力デ
    ータに従い、計画立案者の意図に応じて生産・物流計画
    の精度を設定する精度設定手段と、 上記精度設定手段により設定された生産・物流計画の精
    度に基づいて、上記計画立案者の意図に応じて製品、移
    動体、設備の処理に伴う作業群の関係、制約に対して数
    式モデルを構築する対象期間を設定する対象期間設定手
    段と、 上記入力データ取り込み手段により取り込んだ入力デー
    タと、上記精度設定手段により設定された生産・物流計
    画の精度に基づいて、立案開始日時から上記対象期間設
    定手段により設定された対象期間分を対象として、上記
    数式モデルを構築する数式モデル構築手段と、 上記数式モデル構築手段により構築した数式モデルを評
    価するための評価関数を設定する評価関数設定手段と、 上記評価関数設定手段により設定された評価関数を用い
    て、上記数式モデル構築手段により構築された数式モデ
    ルを、最適化或いは準最適化問題として解くことにより
    生産・物流計画を求める生産・物流計画求解手段と、 上記生産・物流計画求解手段により求めた生産・物流計
    画の内で計画を採用して確定する確定期間を、上記計画
    立案者の意図に応じて設定する確定期間設定手段と、 上記確定期間設定手段により設定した確定期間分だけ上
    記生産・物流計画を採用して確定する生産・物流計画確
    定手段と、 上記生産・物流計画確定手段により確定した生産・物流
    計画の確定期間が経過した直後の日時を新たな立案開始
    日時として設定し、上記生産・物流計画確定手段により
    既に確定した生産・物流計画に基づいて上記数式モデル
    を構築し、構築した数式モデルに基づいて生産・物流計
    画を求め、求めた生産・物流計画のうち、上記確定期間
    設定手段により設定した確定期間分の生産・物流計画だ
    けを採用して確定することにより、上記新たな立案開始
    日時から新たな確定期間分の生産・物流計画を確定する
    一連の処理を、順次設定する新たな立案開始日時につい
    てそれぞれ行うことで、所望する期間分の生産・物流計
    画を作成する手段とを備え、 上記作成した生産・物流計画に基づいて、上記製造プロ
    セス・搬送の対象となる工程における物流を制御するこ
    とを特徴とする物流制御装置。
  32. 【請求項32】 上記数式モデルを、評価関数を用いて
    最適化或いは準最適化問題として解く計算を線形計画法
    または混合整数計画法または2次計画法で行うことを特
    徴とする請求項31に記載の物流制御装置。
  33. 【請求項33】 上記数式モデルを、評価関数を用いて
    最適化或いは準最適化問題として解く計算をタブサーチ
    又は遺伝的アルゴニズムを含むヒューリスティックな手
    法で行うことを特徴とする請求項31に記載の物流制御
    装置。
  34. 【請求項34】 上記数式モデルを、評価関数を用いて
    最適化或いは準最適化問題として解く処理をした際に、
    上記評価関数による評価値が設定した範囲を外れている
    か判断する判断手段と、 上記判断手段により上記評価関数による評価値が設定し
    た範囲を外れている場合に戦略を変更して再度数式モデ
    ルを構築し、最適化或いは準最適化問題として解く処理
    をし直す再求解手段とを更に備えたことを特徴とする請
    求項31〜33のいずれか1項に記載の物流制御装置。
  35. 【請求項35】 上記数式モデルにおいて、上限制約の
    設定された変数に対して上限制約から溢れる分の値を格
    納する溢れ防止変数を導入し、導入した溢れ防止変数を
    上記上限制約の上限値に加えた値と、上記上限制約の設
    定された変数とが等しくなる制約に変更することを特徴
    とする請求項31〜34のいずれか1項に記載の物流制
    御装置。
  36. 【請求項36】 上記数式モデルにおいて、下限制約の
    設定された変数に対して下限制約を割込む分の値を格納
    する割込み補填変数を導入し、導入した割込み補填変数
    を上記下限制約の設定された変数に加えた値と、上記下
    限制約の下限値とが等しくなる制約に変更することを特
    徴とする請求項31〜35のいずれか1項に記載の物流
    制御装置。
  37. 【請求項37】 上記評価関数に溢れ防止変数と割込み
    補填変数の両方または一方を含むことを特徴とする請求
    項31〜36のいずれか1項に記載の物流制御装置。
  38. 【請求項38】 上記生産・物流計画を作成する際に、
    上記計画立案者が上記生産・物流の計画の一部を前もっ
    て意図的に指定する手段を備えたことを特徴とする、請
    求項31〜37のいずれか1項に記載の物流制御装置。
  39. 【請求項39】 請求項31〜38に記載の物流制御装
    置の各手段としてコンピュータを機能させるためのプロ
    グラムを格納したことを特徴とするコンピュータ読み取
    り可能な記憶媒体。
  40. 【請求項40】 請求項31〜38に記載の物流制御装
    置の各手段としてコンピュータを機能させることを特徴
    とするコンピュータプログラム。
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