JP2006344243A - 板の製造方法及び板の出荷方法 - Google Patents

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Abstract

【課題】鋼板又は鋼帯を切断して板部品を得る場合に、欠陥情報まで考慮されたより効率的な板の取合せを実現して、歩留向上、生産性向上、及び製造コスト低下を図る。
【解決手段】予め、受注した鋼板又は鋼帯を製造し、製造された鋼板又は鋼帯に対して欠陥検査を行う。そして、コンピユータに、鋼板又は鋼帯を切り取って得られる商品である板部品の形状情報、鋼板又は鋼帯の形状、欠陥部位情報を入力すると、板部品の形状情報と、鋼板又は鋼帯の形状及び欠陥部位情報とに基づいて、コンピュータ演算により板部品の商品化を阻害する欠陥を避けて板部品を得るための鋼板又は鋼帯における切取り位置を決定する板取合せ計算が実行される。計算結果に基づき、鋼板又は鋼帯の出荷寸法又は出荷重量を決定する。
【選択図】 図1

Description

本発明は、製鉄工場における板の製造方法、及び板の出荷方法に関する。
一般に、鉄鋼メーカにおいては、製鉄工程、圧延工程を経てコイル状又はシート状に生成された板材料を製品として、部品メーカや組立メーカに販売出荷する。
図9に、鉄鋼メーカと部品メーカと組立メーカとの関係を示す。鉄鋼メーカ1は、コイル状又はシート状に生成された板材料2を部品メーカ3へ販売する。部品メーカ3は、鉄鋼メーカ1から購入した半製品である板材料2を所定形状に切断し又はプレスして複数の板部品4を生産し、この生産した板部品4を組立メーカ5へ納入する。組立メーカ5は、この納入された複数の板部品4を用いて最終の製品6を製造し、消費者に販売する。
なお、組立メーカ5が、板材料2に対する切断装置やプレス装置を所持している機械メーカや自動車メーカの場合は、組立メーカ5は、部品メーカ3を介さずに、直接鉄鋼メーカ1からコイル状又はシート状の板材料2を購入して、自社で切断、プレスを実施する。
自動車メーカ等の組立メーカ5は、切断、プレスを実施する前に、板材料2から部品取り(商品取り)を行うが、この際に限られた材料から最も効率的に板部品4が得られるように最適化計算を行う場合がある。なお、この1枚又は複数枚の板材料2から形状、必要枚数が異なる複数の板部品4を取合せる具体的な計算手法そのものについては、既に提案されている(特許文献1、特許文献2、特許文献3を参照)。
これらの計算手法では、効率的な商品取りが可能であるが、欠陥に関する考慮はなされていない。
一般に、鉄鋼メーカ1は、生産されるコイル状又はシート状の板材料2に対して欠陥検査を実施する。この欠陥検査においては、欠陥として、板材料2内部に存在する空洞や亀裂や、表面に露出している亀裂や表面の傷や汚れ等を検出する。ここで検出された板材料2の欠陥が板材料4の商品化を阻害するほど重大なものである場合には、せっかく効率的な取合せ計算をしても、欠陥の存在位置によっては取合せ計算自体が無意味になることもあり得る。
そこで、部品メーカ3や組立メーカ5は、板材料2の発注に際し、鉄鋼メーカに対して欠陥部分を削除して納入するように指示したり、板材料2の所定量(長さ)あたりの欠陥個数に上限をつけたりする。
部品メーカ3又は組立メーカ5は、一般には欠陥位置が除去された後の板材料2に対して、図10に示すように、それぞれ用途、形状、必要枚数が異なる複数の板部品4の取合せ計算をコンピュータを用いて実施して、切断装置(カッター)を用いて板材料2を計算結果に基づいて切断して、形状が異なる複数の板部品4を得る。
なお、欠陥を除去した後に、高度な取合せ計算を行ってから板部品4の製造を行うこともある(後述の「第3の手法」)が、実際には板材料4の長さ当たりの欠陥個数に上限があることを前提にあえて欠陥位置を無視して部品取りを行う場合も多い(後述の「第2の手法」)。
また、最近、板材料2(特にコイル状の鋼帯)からあえて欠陥を除去せず、その欠陥位置にインクなどでマーキングを施して鉄鋼メーカから出荷する出荷方法も始まっている。このようなマーキング付き材料の場合であれば、コイルを巻き戻しつつ部品取りを行い、マーキング検出して欠陥を見出すとその部分の除去し、さらに部品取りを継続することができる(後述の「第2の手法」)。このような手法であれば、比較的簡単な形状の部品については効率的な部品取りを行うことができる。
この第1〜第3の手法について、ここでは、欠陥が含まれた状態の板材料2から、形状が異なる複数の板部品4を得る場合の具体例を図11、図12を用いて説明する。
説明を簡単にするために板材料2と板部品4の幅は同じとする。図11に示すように、板材料2の先頭位置から3m離れた位置に長さ方向にサイズ10cmの重大欠陥7が存在し、板材料2の先頭位置から8m離れた位置に長さ方向に10cmの軽微な欠陥8が存在する。
この板材料2から、図12に示すように、長さ90cmの板部品4aを8枚、長さ130cmの板部品4bを6枚取得する。すなわち、最終製品6を製造するのに、板部品4a,4bがこの枚数必要な場合である。なお、重大欠陥7はいずれの板部品4a、4bにも含まれてはならない欠陥であり、軽微な欠陥8は、板部品4aに含まれてもよい欠陥とする。
そして、図12に示す合計14枚の板部品4a、4bを得るために必要な板材料2の長さを求める。以下の第1〜第3の手法は、所定長さの板材料2から板部品取りを行う方法である。
第1の手法
欠陥等の位置を考慮することなく、板材料2を先頭から単純に切断し、板部品4を得る場合である。
発注者(受注先)が、例えば欠陥数は板材料2の全長に亘って3箇所以下と指定して、材料2を発注する。この場合、最悪、切断された3枚の板部品4a、4bに欠陥が含まれるので使用できないと仮定する。さらに、この場合、長い方(130cm)の板部品4bに欠陥が集中すると仮定する。すると、この手法で板部品4a、4bを確実に必要枚数得るには、長さ90×8+130×(6+3)=1890cm長の板材料2を発注する必要がある。
この場合、欠陥位置が不明と仮定して、無条件に、先頭から90cm長の板部品4aを8枚、130cm長の板部品4bを9枚取っている。しかし、実際の欠陥7、8は図11に示す位置に存在するので、板部品4aが1枚、板部品4bが1枚の合計220cm分が商品にならず、板部品4bが2枚(260cm長)分余材となる。しかし、板部品4aが1枚が足りないため、余った板部品4bから転用する。結果として、板材料2のうち260cmが商品にならず、板部品4bの1枚が余材となる。
第2の手法
鉄鋼メーカ1は、欠陥7、8の位置及び欠陥程度(ヘゲ、ロールマーク、すり疵といった欠陥の種類や、欠陥がある種類の場合におけるその重大性、又は、種類及び重大性を組み合わせて考慮される総合的な欠陥重大性の評価(本明細書において「欠陥程度」というときには、この何れかを指す)を検査して、マーキングして発注者(受注先)へ該当板材料2を出荷する。なお、第1〜第3の手法を余材数という形で評価するために、板材料2の注文(出荷)長さは第1の手法と同じ長さであるとする。発注者(受注先)は、該当板材料2を切断する時にマーキングがあれば、マーキング位置を避けて切断する。
図11の板材料2の先頭から板部品4aを順番に切断していくと、4枚目に欠陥があるため、その分40cmを削除し、310cmから4枚目の切断を行う。板部品4aの4枚目の切断が終了したのち、板部品4bの切断を開始する。この場合、11枚目の板部品4bに欠陥があるため、760cmから810cmを除き810cmから板部品4bの切断の切断を実施する。板部品4bの所用量(6枚分)のを採ったあと、板材料2の300cmが余材となるが、この余材から、板部品4aを3枚、又は板部品4bを2枚採取することができる。
第3の手法
鉄鋼メーカ1は、欠陥7、8の位置及び欠陥規模を検査して、欠陥7、8部分を除去した状態で発注者(受注先)へ該当板材料2を出荷する。上記理由により板材料2の注文(出荷)長さは第1の手法と同じ長さである。図11に示すように、板材料2には2個の欠陥7、8が存在するので、板材料2は3つに(300cm、490cm、1100cm)分割されて出荷されることになり、受注者での板材料2に対する作業性が第1の手法、第2の手法に比較して大幅に煩雑になる。すなわち、切断等の処理能率が低下する。
各板材料2の先端から各板部品4a、4bを順番に取得していくと、板材料2の合計余材料は320cmとなるが、最終結果は、第1、第2の手法と同様である。
特開平6−142724号公報 特開平6−149850号公報 特開平11−39358号公報
しかしながら、上述した従来の手法においても、まだ解消すべき次のような課題があった。
上記第3の手法のように欠陥個所を切断削除する場合においては、特に、板材料2がコイル状の場合にあっては、その板材料2の個数が増えるため部品メーカ3及び組立メーカ5において、板材料2の切断装置やプレス装置に対する装着や取外し等の作業能率が大幅に低下する。
また、第1〜第3の手法では、板材料2の発注量によっては、板材料2の重量、長さ、欠陥率等が発注者(受注先)の仕様を満足していたとしても、欠陥7,8の部位によっては、必要板部品数が得られないことがある。また、それを見越して多めに板材料2を発注すれば、必要以上に板部品4が製作され、多くの余材が発生することになる。
すなわち欠陥が大きい形状の板部品にのみ集中して発生する最悪の事態を想定して、多めの板材料2を発注する必要がある。また、後で、切断して得られた各板部品4に欠陥の有無を調べる作業も発生する。このため資源や経費の無駄使いとなり、組立メーカ5における最終製品の製造費用(コスト)の上昇に繋がる。
さらに、第1〜第3の手法に共通する問題は、欠陥の位置及び該当欠陥の規模(程度)は検出されているものの、欠陥の程度(例えば、強度はあるが、光沢が不十分である)と板部品4中の部位や種類との組合せによっては利用可能(例えば、溶接しろ、裏面等)な場合があることを板取りに反映できないことである。この場合、該当板部品4は、一律に欠陥品として廃棄処分される。したがって、欠陥の位置により、部品製造歩留まりが悪くなる。
また、板の取合せ計算は、部品メーカ3や組立メーカ5が必要に応じて行っているが、部品メーカ3や組立メーカ5(特に部品メーカ)には規模の小さいところもある。このような小規模メーカには取合せ計算のためのノウハウもない場合が多く、歩留まりのよい適切な板の取合せ計算を行うのが困難である。
本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであり、欠陥情報まで考慮されたより効率的な板の取合せを実現して、生産性向上、及び製造コスト低下に大きく寄与でき、さらに、出荷先のユーザに対するサービスを向上できる板の製造方法、及びその製造方法を用いた板の出荷方法を提供することを目的とする。
発明者は、上記課題が生じているのは、商品(板部品)の設計情報は組立メーカや部品メーカ等の発注者側に偏在し、鋼板や鋼帯の欠陥情報は鉄鋼メーカ等の製造者側に偏在していることによる点に着目した。すなわち発注者側は、ある部品について、どの程度あるいはどのような位置の欠陥であれば許容できるかについての詳細な情報を所有し、鉄鋼メーカは製造状況情報に基づき、また高度な疵検査装置を駆使すること等により、詳細な欠陥情報(ヘゲ、ロールマーク等の疵種類、そのランク及び各疵の位置)を所有している。
すなわち、本発明の第1の骨子は、欠陥の詳細情報を最も早く取得できる鉄鋼メーカ側において事前に商品形状情報を入手して、両情報に基づいて商品切出し位置を決定することにある。このように最も早いタイミングで的確な商品取りの決定を行うことができ、これにより鉄鋼メーカは最少量の板材料を出荷することができる。あるいは、注文量に対してより多くの部品取りができるような有用情報を発注者側に提供することができる。
本発明の第2の骨子は、商品形状情報と具体的な欠陥位置情報とに基づく部品取合せ計算をコンピュータに実行させるところにある。すなわち上記した情報の偏在等の事情により、取合せ計算を行う際に詳細な欠陥位置情報を計算条件に含めることは従来行われていなかったが、このようにすれば最も効率的な板取り計算を行うことができることになる。これは、電子情報としての商品形状情報及び具体的な欠陥位置情報の偏在をなくす、という着目からなされたものである。
具体的には以下の手段により実現される。
すなわち、本発明の板の製造方法においては、受注した鋼板又は鋼帯を製造する工程と、製造された鋼板又は鋼帯に対して欠陥検査を行う工程と、鋼板又は鋼帯を切り取って得られる商品である板部品の形状情報を入力する工程と、製造された鋼板又は鋼帯の形状と、前記欠陥検査を実施して得られた欠陥部位情報を入力する工程と、板部品の形状情報と、前記鋼板又は鋼帯の形状及び欠陥部位情報とに基づいて、コンピュータ演算により板部品の商品化を阻害する欠陥を避けて板部品を得るための鋼板又は鋼帯における切取り位置を決定する板取合せ計算を実行する工程と、この板取合せ計算結果に基づき、鋼板又は鋼帯の出荷寸法又は出荷重量を決定する工程とを有する。
このように構成された板の製造方法においては、受注した鋼板又は鋼帯が製造され、さらに、製造された鋼板又は鋼帯の欠陥検査が実施される。そして、商品の形状情報、及び、鋼板又は鋼帯の欠陥部位情報を入力すれば、自動的に欠陥部位が除去されて効率的に板の商品の切出し位置が決定される。なお、欠陥部位情報は少なくとも欠陥位置情報を含むものである。そして、この板取合せ計算結果に基づき、鋼板又は鋼帯の出荷寸法又は出荷重量が決定される。
また、別の発明は、上述した発明の板の製造方法において、板部品の形状情報は各商品の形状及び商品化に際して許容可能な欠陥程度の情報を含み、かつ、前記欠陥部位情報は欠陥位置及び欠陥程度の情報を含む。また、板部品の形状情報を入力する工程において、板部品の形状情報を記憶した受注部品ファイルから商品形状情報を入力する。欠陥部位情報を入力する工程において、鋼板又は鋼帯の形状及び欠陥部位情報を記憶した板材料ファイルから形状及び欠陥情報を入力する。
そして、取合せ計算を実行する工程において、商品形状情報、形状及び欠陥情報に基づいて、鋼板又は鋼帯に対して、取合せた商品に許容不可能な程度の欠陥を避けるように切取り位置を決定する板取合わせ算出をコンピュータに実行させる。
さらに、別の発明は板の出荷方法である。そして、この板の出荷方法においては、上記発明の製造方法における製造する工程で製造された鋼板又は鋼帯に、同じく上記発明の製造方法における板取合せ計算結果により得られた切取り位置情報を添付して出荷するようにしている。
このように構成された板の出荷方法においては、出荷される鋼板又は鋼帯には切取り位置情報が添付されている。このような取り位置情報が添付されていると、板加工者、板使用者は、実際に効率的な板取りが実施できる。また、板取りに関するノウハウがなくとも、添付された取り位置情報に従って納入された鋼板又は鋼帯を切断加工することで的確な商品取得を実施できる。
すなわち、自動車メーカは、自動車部品メーカに綱版等の発注、加工等を全て委託する傾向にあるが、これらの部品メーカには鉄鋼取扱経験が少なく、どのような欠陥に対してどのような板取をしたらよいかの知識の蓄積が少ない場合が多い。そこで、本発明のように、納入された鋼板又は鋼帯に切取り位置情報が添付されていると、部品メーカは切断装置を用いて簡単に鋼板又は鋼帯に対して切断加工を実施できる。
また、別の発明に係わる板の出荷方法においては、切取り位置情報は、出荷する鋼板又は鋼帯自体にマーキングされている。
このように構成された板の出荷方法においては、この鋼板又は鋼帯の部品加工メーカは、納入された鋼板又は鋼帯に記載されたマークに従って、該当鋼板又は鋼帯に対する切断加工を実施すればよい。よって、部品加工メーカにおける作業効率を向上できる。
さらに、別の板の出荷方法においては、前記切取り位置情報は、記録媒体に記録され、又はネットワークを介して通信されるデジタル情報として添付される。
このように構成された板の出荷方法においては、切取り位置情報はデジタル情報で部品加工メーカへ入力されるので、このデジタル化された切取り位置情報を例えば切断装置へ設定することによって、入荷された鋼板又は鋼帯に対する切断加工作業の作業能率をさらに向上できる。
本発明によれば、欠陥情報まで考慮されたより効率的な板の取合せを実現して、歩留りの向上、生産性向上、及び製造コスト低下に大きく寄与でき、さらに、出荷先のユーザに対するサービスを向上できる。
以下、本発明の一実施形態を図面を用いて説明する。
図1は実施形態に係る板の製造方法、及びこの製造方法で製造された板を出荷する板の出荷方法が適用される板の製造販売システムの概略構成を示す模式図である。
インターネット等のネットワーク11に対して、鉄鋼メーカシステム12の鉄鋼メーカネットワークサーバ13、運送会社システム14の運送会社ネットワークサーバ15、部品メーカシステム16の部品メーカネットワークサーバ17、組立メーカシステム18の組立メーカネットワークサーバ19が接続されている。
各システム12、14、16、18はそれぞれコンピュータ等の情報処理装置で構成されており、それぞれ自己システムに接続されたネットワークサーバ13、15、17、19及びネットワーク11を介して他のシステム12〜18との間で情報交換が可能である。
図2は、板の販売に関してシステム12、14、16、18相互間で実施される情報交換の流れを示すシーケンス図である。なお、図2においては、組立メーカは、板材料2を鉄鋼メーカから直接購入するのではなくて、製品6にそのまま組込むことが可能な商品としての板部品4に切断加工された状態で、部品メーカから購入する場合を示す。
組立メーカは、製品6の生産計画を立案するとともに、その過程で製品6の生産に必要な、それぞれ用途、形状、使用可能欠陥の程度、必要枚数からなる板部品4の発注情報(受注情報)を算出して(S1)、ネットワーク11を介して、部品メーカのネットワークサーバ17にアクセスして、部品メーカに発注する(S2)。
部品メーカは、組立メーカから板部品4の受注情報(発注情報)を受注すると、溶接代(溶接に必要な余分部分)や切断代を考慮して寸法を決定し、また必要強度から板厚や材料強度を決定し、さらに必要に応じてメッキの有無や仕様を決定する。そして、部品メーカは、ネットワーク11を介して、鉄鋼メーカのネットワークサーバ13にアクセスして、決定した新たな仕様の発注情報を、鉄鋼メーカに送信する(S3)。
鉄鋼メーカ12は、各部品メーカから板部品4の受注情報(発注情報)を受信すると、この受注情報(発注情報)に基づいて、鋼帯としてのコイル状又は鋼板としてのシート状の板材料2の製造を実施する(S4)。なお、在庫があれば、直ちに板材料2の製造を実施する必要がない。鉄鋼メーカは、コイル状又はシート状の板材料2の製造が完了すると、製造した板材料2に対する欠陥検査を実施する(S5)。この欠陥検査においては、図11に示すように、検査対象の板材料2における欠陥7、8の位置とその程度とが検出される。
欠陥検査が終了すると、この欠陥検査終了後における板材料2に対して、先に受注した受注情報に対する各板部品4の取合せ計算を実施する(S6)。この計算は、板部品4の形状情報等と板材料の欠陥情報とに基づいて行われる。各板部品4の取合せ計算が終了すると、鉄鋼メーカは、ネットワーク11を介して、運送会社のネットワークサーバ15にアクセスして、板材料2の部品メーカに対する運送依頼を運送会社に発注する(S7)。同時に、最終の取合せ計算結果の情報を部品メーカへ送信する(S8)。
運送会社は、板材料2の配送手配を行い(S9)、板材料2を鉄鋼メーカから部品メーカへ運送する(S10)。さらに、鉄鋼メーカは、部品メーカに対して請求書をネットワーク11を介して送信する(S11)。
部品メーカは、自社の切断装置を用いて、納入されてきた板材料2を同じく受信した最終の取合せ計算結果に従って切断して、発注情報(受注情報)が指定する形状の指定枚数の板部品4を製造する(S12)。そして、運送会社に対して板部品4の組立メーカに対する運送依頼を送信する(S13)。
運送会社は、板部品4の配送手配を行い(S14)、板部品4を部品メーカから組立メーカへ運送する(S15)。さらに、部品メーカは、組立メーカに対して請求書をネットワーク11を介して送信する(S16)。
組立メーカは、請求書の示す金額を板部品4に対する代金として部品メーカに支払う(S17)。部品メーカは、板材料2に対する代金を鉄鋼メーカに支払う(S18)。そして、組立メーカは、板部品4を用いて製品6を製造する(S19)。
このように構成された板の製造販売システムにおいては、部品メーカ(発注者)は、鉄鋼メーカから、自己が発注した板材料2とともに自己が必要とする用途、形状及び必要枚数が異なる複数の板部品4の取合せ計算結果が送付されて来る。したがって、部品メーカ(発注者)は、自己のコンピュータを用いて、複雑な計算処理を含む板材料2に対する取合せ計算を実施する必要はなく、自己の切断装置を用いて、受信された取合せ計算結果を用いて該当板材料2を切断して、必要な板部品4を効率的に得ることができる。
なお、図2に示す実施形態システムにおいては、鉄鋼メーカから板材料2に対する取合せ計算をネットワーク11を介して部品メーカへ送信したが、板材料2に対する取合せ計算をFD等の記憶媒体に書込んで、板材料2に添付した状態で部品メーカへ配送することも可能である。
また、鉄鋼メーカにとっては、部品メーカ(受注先)からそれぞれ用途、形状、使用可能欠陥の程度、必要枚数からなる板部品4の受注情報(発注情報)を受信して、この受注情報に基づいて、板材料2に対する取合せ計算を実施している。したがって、部品メーカ(受注先)へ納付する板材料2を必要最小限に抑制できる。あるいは、板材料2の納入量が決まっている場合には、最も多くの板部品4が得られるような取合せ計算結果を納入先に提供することができる。
次に、鉄鋼メーカの鉄鋼メーカシステム12が実施する板材料2に対する板部品4の取合せ計算の具体的手法を説明する。
図3は、鉄鋼メーカシステム12の概略構成を示すブロック図である。この鉄鋼メーカシステム12内には、ネットワーク11を介して部品メーカから前述した受注情報を受信する受注入力部20、コイル状又はシート状の板材料2を製造する製造システム21、製造された板材料2の欠陥を検査する検査システム22、取合せ算出部23等が設けられている。
取合せ算出部23には、板材料ファイル24、受注部品メモリ25、使用可能領域メモリ26、取合せ算出メモリ27、算出結果出力部28が接続されている。さらに、取合せ算出メモリ27内には、取合せ結果バッファ27aと必要長さバッファ27bとが形成されている。
板材料ファイル24内には、図4に示すように、製造システム21で製造された各板材料2毎に、該当板材料2を特定するための番号、幅(a)×長さ(b)×厚さ(t)で示される形状、及び欠陥情報が記憶されている。欠陥情報として、欠陥の位置(先端からの距離、幅方向位置)、広さ(長さ方向距離)、欠陥の程度が含まれる。なお、欠陥は一般には、欠陥程度で評価されるが、本実施形態では説明の都合上、欠陥の程度として、全ての板部品4に対して許容できない程度を「A」と表記し、一部の板部品4に対してのみ許容できる程度を「B」と表記して書込まれていることとする。
受注部品ファイル25内には、図5に示すように、部品メーカから受信した受注情報に含まれる各板部品4における、板部品番号、幅(a)×長さ(b)×厚さ(t)で示される形状、一部の板部品4に対してのみ許容できる「B」の程度の欠陥を許容できるか否かの可/否情報、及び必要枚数が書込まれる。なお、この可/否情報についても、「ある欠陥程度であれば可」、「ある欠陥程度であれば否」等と書込まれていてもよいものである。
そして、取合せ算出部23は、図6に示す流れ図に従って、板材料2に対する各板部品4の取合せ算出処理を実施する。
製鉄システム21から、製造されたコイル状又はシート状の板材料2の形状等のデータが入力されると(Q1)、この入力された板材料2の形状等のデータを板材料ファイル24の新規領域に書込む(Q2)。そして、検査システム22から、板材料2の番号を指定した欠陥情報が入力されると(Q3)、この欠陥情報を板材料ファイル24における該当番号の欠陥情報に領域に書込む(Q4)。
次に、受注入力部20を介して、部品メーカからの、それぞれ用途、形状、使用可能欠陥の程度、必要枚数からなる板部品4の受注情報が入力されると(Q5)、この入力された受注情報に含まれる各板部品4の形状、欠陥の可/否情報、必要枚数を受注部品メモリ25の新規の各領域に番号を付して書込む(Q6)。
以上の準備処置が終了すると、板材料ファイル24に記憶されている各板材料2における欠陥情報の中の全部の板部品4に対して共通に使用不可なる程度の大きい「A」と表記された欠陥7を除去した使用可能領域を決定して、この使用可能領域を使用可能領域メモリ26へ書込む(Q7)。
この共通に使用不可な欠陥7を含む板材料2から使用可能領域2aを決定する手順を図7を用いて説明する。
図7(a)は共通に使用不可な3個の欠陥7を含む板材料2を示す図である。先ず、図7(b)に示すように、欠陥7を避けて板材料2を縦方向に区分して3個の使用可能領域2aを決定する。
図7(b)においては、使用不可能領域2bの面積が比較的大きいので、図7(c)に示すように、二つの使用不可能領域2bの中の上側の欠陥7の無い部分を使用可能領域2aとして、中央の使用可能領域2aの一部と連結して新たな使用可能領域2aを形成する。
同様に、図7(d)に示すように、二つの使用不可能領域2bの中の下側の欠陥7の無い部分を使用可能領域2aとして、中央の使用可能領域2aの一部と連結して新たな使用可能領域2aを形成する。
その結果、最終的に、使用可能領域2aとして、図7(b)に示すa、b、cと、図7(c)に示すd、eと、図7(d)に示すf、gとの合計7個の使用可能領域2aが決定されて、この最終的な5個の使用可能領域2aが使用可能領域メモリ26へ書込まれる。
図6のQ8において、使用可能領域メモリ26に書込まれた各使用可能領域2aに対して、探索手法を用いて、受注部品メモリ25に記憶されている各板部品4を取合わせる。この探索手法としては、従来から周知である遺伝的アルゴリズム手法、タブーサーチ手法、シミュレーテッドアニューリング手法等を用いる。
なお、図7(b)(c)において、bを使用可能領域2aとして使用するか、bの代りにd、eを使用可能領域2aとして使用するかは、板材料2の最終歩留まり等を考慮して自動的に決定される。同様に、図7(c)(d)において、eを使用可能領域2aとして使用するか、eの代りにf、gを使用可能領域2aとして使用するかは、板材料2の最終歩留まり等を考慮して自動的に決定される。
そして、この各板部品4に対する一つの取合せの算出処置が終了すると、規模が比較的小さい「B」の程度の欠陥8でも含まれることが許可されない「否」と指定された板部品4に、「B」の程度の欠陥8が含まれているか否かを判断する(Q9)。
該当板部品4に欠陥が含まれていない場合は、全ての欠陥7、8を含む板材料2の必要長さを算出する(Q10)。取合せ算出メモリ27の必要長さバッファ27bに記憶されている前回の必要長さを読出して(Q11)、今回算出した必要長さと比較する。今回算出した必要長が前回の必要長さより短い場合は(Q12)、取合せ算出メモリ27の取合せ結果バッファ27aに記憶された取合せ算出結果を今回の取合せ算出結果に書換える。さらに、必要長さバッファ27bに記憶されている前回の必要長さを今回算出した必要長さに書換える(Q13)。
そして、取合せ計算による他の組合せが存在すれば(Q14)、Q8へ戻り、探索手法を用いて、受注部品メモリ25に記憶されている各板部品4を取合わせる。
Q12において、今回算出した必要長が前回の必要長さより長い場合は、取合せ算出メモリ27の記憶内容を更新することなく、Q14へ進み、取合せ計算による他の組合せが存在するか否かを判定する。
また、Q9において、「否」指定の板部品4に「B」欠陥が含まれている場合は、取合せ算出メモリ27の記憶内容を更新することなく、Q14へ進み、取合せ計算による他の組合せが存在するか否かを判定する。そして、取合せ計算による他の組合せが存在すれば、Q8へ戻り、この板部品4と欠陥との組合せを外した状態で、探索手法を用いて、受注部品メモリ25に記憶されている各板部品4を取合わせる。
そして、Q14において、取合せ計算による他の組合せが存在しないか、所定条件を満たした場合あるいは所定の繰り返し回数ほど計算された場合等には、取合せ算出メモリ27の取合せ結果バッファ27aに記憶された取合せ算出結果と、必要長さバッファ27bに記憶された必要長さとを最終の取合せ計算結果として、算出結果出力部28を介して発注元(受注先)の部品メーカへ送信する(Q15)。
このような板の取合せ方法においては、図7に示すように、板材料2から全ての用途に共通に使用不可となる程度の欠陥の位置を除去した各使用可能領域2aで、探索法を用いて、使用板材料2の面積、すなわち、欠陥7、8を含む板材料2の必要長さが、最小となる各板部品4の取合せ計算が実施される。したがって、この時点においては、取合せられた各板部品4には共通に使用不可となる「A」の程度の欠陥7は含まれない。但し、用途によっては、使用可能となる「B」の程度の欠陥8が含まれる板部品4も存在する。
そこで、取合された各板部品4に該当板部品4の用途に使用不可となる程度の欠陥8が含まれるときに、板部品4と該当欠陥8の位置との組合せを外した状態で、再度、探索法を用いて、各板部品4の取合せ計算を実施している。その結果、取合された各板部品4においては、該当板部品4の用途に対して、使用可能な欠陥8はそのまま除去されずに残ることになるので、板材料2の使用効率が向上し、余材が減少する。また、逆に一定量の板材料2に対して最も多くの板部品4を得るようにしてもよい。
具体的効果を、図11、図12を用いて、上述した第1の手法と第2の手法との比較において説明する。
例えば鉄鋼メーカは、部品メーカから長さを指定して板材料2の注文を受けるのではなく、用途、欠陥の可否、形状及び必要枚数が異なる複数の板部品からなる受注情報をネットワーク11を経由し受信し、その情報情報に基づき実施例手法を利用して各板部品4の取合わせ計算を実施する。
試行錯誤である探索法による取合わせ計算結果で示される必要長さは、板材料2の先頭から図12に示す、板部品4aが3枚、欠陥7を除去するために40cm除、板部品4bが3枚、板部品4aが5枚、板部品4bが3枚となる。欠陥8は板部品4aでは問題にならないため、その位置に板部品4aを配置した。
その結果、板材料2の必要長さは1540cm、屑となる長さは40cmであり、前述した第1の手法、第2の手法に比較して、格段に短い。また余材は発生しない。
この取合せ計算結果はネットワーク11を経由して部品メーカに伝えられ、部品メーカにおいて、板材料2は切断装置で取合わせ計算結果に基づいて各板部品4に切断される。
このように、本実施形態の板の製造方法、その方法を用いた板の出荷方法においては、板材料に存在する欠陥の位置と程度とを検出しておき、共通に許容できない欠陥のみを予め除去して、板材料に対する取合せを実施している。
したがって、板材料を実際に切断して各板部品を製造する受注先に対して、余材を最小限に圧縮できる板材料を納入できる。
さらに、使用目的が明確になるため、適切な鋼板の製造、提供ができるようになる。複数の顧客から同様仕様の注文を受けた場合、全体の歩留りがよくなるように、各顧客への鋼板割り振りが可能となる。発注者にかわって、最適切断位置を計算するため、顧客満足度が向上する。
なお、本発明は上述した実施形態に限定されえるものではない。例えば、鉄鋼メーカは、部品メーカから板材料2を受注するのではなくて、組立メーカから直接板材料2を受注する場合は、組立メーカから、用途、形状及び必要枚数からなる板部品4の受注情報を受信すればよい。
さらに、図8に示すように、部品メーカシステム16と組立メーカシステム18とが専用回線29で接続されている場合は、部品メーカと組立メーカとの間の情報交換はこの専用回線29を用いて実施される。
本発明の一実施形態に係わる板の製造方法及び板の出荷方法が適用される板の製造販売システムの概略構成を示す模式図 同板の製造販売システムにおける各部の販売動作を示すシーケンス図 同板の製造販売システムにおける鉄鋼メーカシステムの概略構成を示すブロック図 同鉄鋼メーカシステム内に形成された板材料ファイルの記憶内容を示す図 同鉄鋼メーカシステム内に形成された受注メモリの記憶内容を示す図 同鉄鋼メーカシステムにおける板の取合せ算出動作を示す流れ図 同鉄鋼メーカシステムにおける板の取合せ算出動作を説明するための図 本発明の他の実施形態が適用される板の製造販売システムの概略構成を示す模式図 一般的な鉄鋼メーカと部品メーカと組立メーカとの関係を示す図 一般的な板材料に対する各板部品の取合せ状態を示す図 板材料に存在する欠陥を示す図 各板部品の形状を示す図
符号の説明
1…鉄鋼メーカ、2…板材料、3…部品メーカ、4…板部品、5…組立メーカ、6…製品、7,8…欠陥、11…ネットワーク、12…鉄鋼メーカシステム、14…運送会社システム、16…部品メーカシステム、18…組立メーカシステム、23…取合せ算出部

Claims (5)

  1. 受注した鋼板又は鋼帯を製造する工程と、
    前記製造された鋼板又は鋼帯に対して欠陥検査を行う工程と、
    前記鋼板又は鋼帯を切り取って得られる商品である板部品の形状情報を入力する工程と、
    前記製造された鋼板又は鋼帯の形状と、前記欠陥検査を実施して得られた欠陥部位情報を入力する工程と、
    前記板部品の形状情報と、前記鋼板又は鋼帯の形状及び欠陥部位情報とに基づいて、コンピュータ演算により板部品の商品化を阻害する欠陥を避けて板部品を得るための前記鋼板又は鋼帯における切取り位置を決定する板取合せ計算を実行する工程と、
    この板取合せ計算結果に基づき、前記鋼板又は鋼帯の出荷寸法又は出荷重量を決定する工程と
    を有することを特徴とする板の製造方法。
  2. 前記板部品の形状情報は各商品の形状及び商品化に際して許容可能な欠陥程度の情報を含み、かつ、前記欠陥部位情報は欠陥位置及び欠陥程度の情報を含み、
    前記板部品の形状情報を入力する工程において、前記板部品の形状情報を記憶した受注部品ファイルから、前記商品形状情報を入力し、
    前記欠陥部位情報を入力する工程において、前記鋼板又は鋼帯の形状及び欠陥部位情報を記憶した板材料ファイルから、前記形状及び欠陥情報を入力し、
    前記取合せ計算を実行する工程において、前記商品形状情報、前記形状及び欠陥情報に基づいて、前記鋼板又は鋼帯に対して、取合せた商品に許容不可能な程度の欠陥を避けるように切取り位置を決定する板取合わせ算出を、コンピュータに実行させる
    ことを特徴とする請求項1記載の板の製造方法。
  3. 請求項1又は2記載の製造方法における製造する工程で製造された鋼板又は鋼帯に、同じく請求項1又は2記載の製造方法における前記板取合せ計算結果により得られた切取り位置情報を添付して出荷することを特徴とする板の出荷方法。
  4. 前記切取り位置情報は、出荷する鋼板又は鋼帯自体にマーキングされていることを特徴とする請求項3記載の切取り位置情報が添付された板の出荷方法。
  5. 前記切取り位置情報は、記録媒体に記録されるデジタル情報、又はネットワークを介して通信されるデジタル情報として、前記出荷される鋼板又は鋼帯に添付されることを特徴とする請求項3記載の切取り位置情報が添付された板の出荷方法。
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