JP2016085658A - 物流計画作成装置および物流計画作成方法 - Google Patents
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Abstract
Description
始めに、図1を参照して、本発明の一実施形態である物流計画作成装置により作成される物流計画の対象である溶銑の物流について説明する。図1に示すように、鉄鋼業では、高炉Bで出銑された溶銑Hが主にトピードカー(以下、TPと記す)で受銑され、製鋼工場Mまでディーゼル機関車(以下、DLと記す)で輸送される。その際、製鋼工場Mで製造される鋼種に応じて、高炉Bから製鋼工場Mまでの間にある溶銑予備処理設備Kを経由して溶銑2の成分調整が行われる場合がある。また、溶銑予備処理設備Kを経由する場合には、その前後に図示しないスラグを除去するための除滓設備を経由する場合がある。
次に、図2を参照して、本発明の一実施形態である物流計画作成装置の構成について説明する。図2は、本発明の一実施形態である物流計画作成装置の構成を示すブロック図である。図2に示すように、本発明の一実施形態である物流計画作成装置10は、情報処理装置100とリレーショナルデータベース等の記憶部120とを主な構成要素として備え、LANやインターネットなどの電気通信回線を介して上位システム200とデータ通信可能に構成される。
このような構成を有する物流計画作成装置10では、情報処理装置100が以下に示す物流計画作成処理を実行する。これにより、上位システム200から取得されたTP計画等の各種データに基づいて、輸送手段としてのDLによる、輸送対象物としてのTP(溶銑)の製鋼工場Mへの輸送および空TPの高炉Bへの回送からなる物流のスケジュールである物流計画が作成される。
ここで、ステップS2の処理で作成されるTP処理パターンについて説明する。TPおよびDLに対する各Jobには、図13に例示するように、開始時刻(start_time)と終了時刻(end_time)の他、処理時間の最小値(duration_min)と最大値(duration_max)とが設定される。また、各Jobには、処理時間の最小値および最大値のそれぞれに対応したJobの終了時刻の最早値(end_time_min)および最遅値(end_time_max)が設定される。以下、この処理時間の最小値と最大値との組み合わせをモードと定義する。各Jobは、図14に例示するように、処理内容等により異なる複数のモードが選択肢として設定された、マルチモードで表わされる。そのため、TP処理パターンと後述するDL運行パターンとをマルチモード・RCPSP(資源制約付きプロジェクトスケジューリング問題)として定式化できる。
次に、ステップS3の処理で作成されるDL運行パターンについて説明する。DL運行計画は、図16に例示するように、単機走行、TP連結、TP輸送、TP切離、TP処理待ち等のDLに対するJobの順序列(以下、運行パターン)で表される。この運行パターンは、DL運行パターンマスターデータに列挙されている。各Jobは、発着位置で特定される線路の情報を含む。複数の線路を経由する場合には、線路の順序列(以下、経路パターン)からなる経路の情報を含む。
ステップS4の処理では、上記により定式化された物流計画の候補に対し、例えば、DL処理待ち時間やDLの単機走行時間等を目的関数として定義して、目的関数を最小にする候補を探索し選択することにより、最適化された物流計画を得る。DL処理待ち時間やDLの単機走行時間等を適当な重み係数で結合して、目的関数を定義してもよい。あるいは、他の製品品質上の制約条件や設備の制約条件を加味した目的関数を定義してもよい。
ステップS4の処理では、以下に例示する制約条件を充足することを条件として、最適な物流計画が探索される。
現Jobの終了時刻と次Jobの開始時刻とが等しいこと。
(2−1)TP計画のTPとJobの順序とが等しいTP処理パターンを選択すること、仕掛中または計画済みのJobの開始時刻および終了時刻は、全候補で同じであること。
(2−2−1)DL運行計画のJobの順序と等しいDL運行パターンを選択すること、すなわち、1回目の運行ではDLの紐付け可能位置とJobの開始位置とが同じであること、また2回目以降の運行では1つ前の運行のDLの最終位置とJobの開始位置とが同じであること、さらに、全運行について仕掛中または計画済みのJobの開始時刻および終了時刻は、全候補で同じであること。
(2−2−2)同一のDL運行パターンの選択は1つ以下であること。
(3−1)選択されたTP処理パターンの各Jobのモードは既定であり、現Jobの当該モードの終了時刻と次Jobの当該モードの開始時刻とが同じであること。
(3−2)選択されたDL運行パターンの各Jobのモードは既定であり、現Jobの当該モードの終了時刻と次Jobの当該モードの開始時刻とが同じであること。
TP運行パターンのJobの終了時刻は、紐付けられるTP処理パターンのJobの開始時刻より前であること。
TP、DLが占有できる設備は1つであること。すなわち、図18に例示するように、各設備について、前Jobの終了時刻が次Jobの開始時刻より前であること。
以下、上記した物流計画の候補の定式化の具体例を示す。
TP処理パターンデータ(TP_Patternデータ)は、以下に定義される変数を用いて作成される(図19参照)。
DL運行パターンデータ(DL_Patternデータ)は、以下に定義される変数を用いて作成される(図20参照)。
本実施例の目的関数は、以下に例示するように定義される。まず、TP計画に空TPの高炉への回収が含まれる場合に、回送の優先順を反映するため、優先順重み係数の和(BFBackW)を次式(2)により算出する。
前述した制約条件は、以上のように定義された変数を用いて、以下に例示するように定式化できる。
(1−1)TP計画の現Jobの終了時刻と次Jobの開始時刻とが等しいことは、次式(8)で表される。
(2−1)TP計画として選択できるTP処理パターンとして、TP計画とTP処理パターンとのJobの順序とが等しいことは、次式(10)で表される。
(3−1)選択されたTP処理パターンの現Jobのモードの終了時刻と次Jobのモードの開始時刻とが同じであることは、次式(17)で表される。
TP運行パターンのJobの終了時刻は、紐付けられるTP処理パターンのJobの開始時刻より前であることは、次式(21)で表される。
(5−1)TPが占有できる設備は1つという設備占有制約条件(図18参照)をTPが満たさないことは、次式(22)で表される。
100 情報処理装置
101 入力部
102 データ読込部
103 最適化前処理部
104 最適化部
105 出力部
120 記憶部
200 上位システム
201 ビジネスコンピュータ
202 プロセスコンピュータ
B 高炉
H 溶銑
K 製鋼工場
M 溶銑予備処理設備
TCC クリーニングセンター
TP トピードカー(輸送対象物)
DL ディーゼル機関車(輸送手段)
Claims (4)
- 複数の輸送対象物を複数の輸送手段を使って輸送する物流において、輸送対象物と前記輸送手段とを対応付けした物流計画を作成する物流計画作成装置であって、
少なくとも輸送対象物が占有する設備の識別情報、占有の開始予定時刻および終了予定時刻を含んで予め作成された1以上の輸送対象物の輸送計画を取得する取得手段と、
各前記輸送対象物の通過工程の各工程と該工程に使用される設備の占有時間とを組み合わせた処理パターンを複数作成する処理パターン作成手段と、
複数の前記輸送対象物の前記輸送計画に対応して、前記各輸送手段の処理待ちを含む処理を順に示す運行パターンを複数作成する運行パターン作成手段と、
前記運行パターンに対応して、少なくとも輸送手段が占有する設備の識別情報および占有時間を含む経路パターンを複数作成する経路パターン作成手段と、
前記輸送計画に対する所定の制約条件と前記輸送手段に対する所定の制約条件とを満たし、前記輸送対象物の処理パターン、前記輸送手段の運行パターン、および該運行パターンに対応する経路パターンの最適な組み合わせに基づいて、輸送対象物と前記輸送手段とを対応付けした物流計画を作成する最適化手段と、
を備えることを特徴とする物流計画作成装置。 - 前記最適化手段は、前記輸送手段の処理待ちの時間、前記輸送手段が前記輸送対象物と対応付けされずに走行する空輸送時間、前記輸送手段の処理待ちの時間と前記空輸送時間との重み付き和のいずれかを最小とする、前記輸送対象物の処理パターン、前記輸送手段の前記運行パターン、および前記運行パターンに対応する前記経路パターンの組み合わせを最適な組み合わせとして選択することを特徴とする請求項1に記載の物流計画作成装置。
- 前記最適化手段により実効可能な組み合わせが得られなかった場合に、前記取得手段が、再作成された輸送計画を取得することを特徴とする請求項1または2に記載の物流計画作成装置。
- 複数の輸送対象物を複数の輸送手段を使って輸送する物流において、輸送対象物と前記輸送手段とを対応付けした物流計画を作成する物流計画作成方法であって、
少なくとも輸送対象物が占有する設備の識別情報、占有の開始予定時刻および終了予定時刻を含んで予め作成された1以上の輸送対象物の輸送計画を取得する取得ステップと、
各前記輸送対象物の通過工程の各工程と該工程に使用される設備の占有時間とを組み合わせた処理パターンを複数作成する処理パターン作成ステップと、
複数の前記輸送対象物の前記輸送計画に対応して、前記各輸送手段の処理待ちを含む処理を順に示す運行パターンを複数作成する運行パターン作成ステップと、
前記運行パターンに対応して、少なくとも輸送手段が占有する設備の識別情報および占有時間を含む経路パターンを複数作成する経路パターン作成ステップと、
前記輸送計画に対する所定の制約条件と前記輸送手段に対する所定の制約条件とを満たし、前記輸送対象物の処理パターン、前記輸送手段の運行パターン、および該運行パターンに対応する経路パターンの最適な組み合わせに基づいて、輸送対象物と前記輸送手段とを対応付けした物流計画を作成する最適化ステップと、
を含むことを特徴とする物流計画作成方法。
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