JP2017039556A - Equal division planning device of steel material, equal division planning method of steel material, and program - Google Patents

Equal division planning device of steel material, equal division planning method of steel material, and program Download PDF

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To create an equal division plan in a practical time regardless of characters of problems to be solved.SOLUTION: The number of representative slab groups is expressed as the total number of divisions in order to solve an optimization problem for minimizing a value of an objective function directed to reduce the total number of divisions and reduce the number of making divisions. Also, a slab group pair is selected from a representative slab group and a slab group represented by the representative slab group. The total number of the slab group pairs in which relationship of the reverse (reverse pair) is established is assumed as the number of reverse, and this is represented as the number of making divisions.SELECTED DRAWING: Figure 2

Description

本発明は、鋼材の山分け計画立案装置、鋼材の山分け計画立案方法、およびプログラムに関し、特に、ヤードにおける鋼材の山分け計画を立案するために用いて好適なものである。   The present invention relates to a steel divide plan planning apparatus, a steel divide plan planning method, and a program, and is particularly suitable for use in drafting a steel divide plan in a yard.

金属製造プロセスの一例である鉄鋼プロセスにおいて、例えば製鋼工程から次工程の圧延工程へ鋼材を搬送する際、鋼材は、一旦ヤードと呼ばれる一時保管場所に置かれた後、次工程である圧延工程の処理時刻に合わせてヤードから搬出される。そのヤードのレイアウトの一例を図8に示す。ヤードとは、図8に示すように、上流工程より払い出されたスラブなどの鋼材を、下流工程に供給するためのバッファーエリアとして、縦横に区画された置場801〜804である。縦方向の分割区分を"棟"、横方向の分割区分を"列"と称することが多い。クレーン(1A、1B、2A、2B)は棟内を移動可能であり、同一棟内での異なる列の間で鋼材の移送を行う。また搬送テーブルにより棟間の鋼材の移送を行う。搬送指令を作成する際は"棟"及び"列"を指定することにより、どこへ鋼材を搬送するかを示す(図8の置場801〜804に括弧書きで付されている番号(11)、(12)、(21)、(22)を参照)。   In the steel process, which is an example of a metal manufacturing process, for example, when transporting a steel material from a steel making process to the next rolling process, the steel material is once placed in a temporary storage place called a yard and then the next rolling process. It is carried out of the yard according to the processing time. An example of the yard layout is shown in FIG. As shown in FIG. 8, the yard is storage places 801 to 804 that are partitioned vertically and horizontally as a buffer area for supplying a steel material such as a slab discharged from the upstream process to the downstream process. The vertical division is often referred to as “building” and the horizontal division is referred to as “row”. The cranes (1A, 1B, 2A, 2B) are movable in the building and transfer steel materials between different rows in the same building. In addition, steel materials are transferred between buildings using a transfer table. When creating the transport command, by specifying the “building” and “row”, indicate where the steel material is transported (number (11) in parentheses in the locations 801 to 804 in FIG. 8, (See (12), (21), (22)).

図8を例にヤードでの基本的な作業の流れを示す。まず、前工程である製鋼工程の連鋳機810から搬出された鋼材は、パイラー811を経由して受入テーブルXでヤードまで搬入され、クレーン1A、1B、2A、2Bにより、区画された置場801〜804の何れかに搬送され、山積みして置かれる。そして、次工程である圧延工程の製造スケジュールに合わせ、再びクレーン1A、1B、2A、2Bにより払出テーブルZに載せられ、圧延工程へと搬送される。一般に、ヤードにおいて鋼材は、前記の様に山積みされた状態で置かれる。これは、限られたヤード面積を有効に活用するためである。一方、鋼材を積み上げる際、次工程へ供給し易いよう、次工程の処理順番に鋼材が上から積まれている必要がある。さらに、積み姿が不安定な逆ピラミッド状に鋼材を積まないようにする必要がある。このように、鋼材を複数の最適山(=払出山:次工程へ払い出す最終的な山姿となった山)に分けることを山分けと呼ぶ。   FIG. 8 shows an example of the basic work flow in the yard. First, the steel material carried out from the continuous casting machine 810 in the steelmaking process which is the previous process is carried into the yard at the receiving table X via the pillar 811 and is partitioned by the cranes 1A, 1B, 2A and 2B. To 804 and stacked and placed. And according to the manufacturing schedule of the rolling process which is the next process, the cranes 1A, 1B, 2A and 2B are again loaded on the dispensing table Z and conveyed to the rolling process. Generally, in the yard, steel materials are placed in a piled state as described above. This is to effectively utilize the limited yard area. On the other hand, when the steel materials are stacked, the steel materials need to be stacked from the top in the processing order of the next process so that the steel materials can be easily supplied to the next process. Furthermore, it is necessary to prevent the steel materials from being stacked in an inverted pyramid shape with an unstable stacking shape. In this way, dividing a steel material into a plurality of optimum mountains (= paid-out mountain: a mountain in the final mountain shape to be paid out to the next process) is called mountain division.

ここで、次工程である圧延工程の加熱炉の燃料原単位を削減するため、可及的に高い温度の鋼材を加熱炉に払い出す(装入する)ことが求められる。このため、昨今、ヤード内に保温設備を設置し、保温設備の中に前述したようにして鋼材を山積みした状態で保管することが行われている。このように保温設備を用いる場合でも、置場801〜804に直接鋼材を山積みする場合と同様に、保温設備を有効に活用するため、保温設備の中において、可及的に高さの高い払出山を作成することが必要である。また、次工程の処理順番に鋼材が上から積まれるようにすると共に逆ピラミッド状に鋼材を積まないようにする必要がある。   Here, in order to reduce the fuel consumption rate of the heating furnace in the next rolling process, it is required to discharge (charge) the steel material having the highest possible temperature to the heating furnace. For this reason, recently, a heat insulation facility is installed in the yard, and the steel materials are piled up and stored in the heat insulation facility as described above. Even when using heat insulation equipment in this way, as in the case of stacking steel materials directly in the storage areas 801 to 804, in order to make effective use of the heat insulation equipment, the highest possible payout mountain in the heat insulation equipment. It is necessary to create. Moreover, it is necessary to prevent the steel materials from being stacked in an inverted pyramid shape while allowing the steel materials to be stacked from above in the processing order of the next step.

以上のように、サイズや次工程での処理順序が異なる複数の鋼材を複数の山に分けて山積みする山分け計画を立案する際には、計画の立案対象となる鋼材により生成可能な全ての山分け候補の中から、山数と山繰り負荷(クレーン等の搬送設備による鋼材のハンドリング負荷)を最小化する最適化問題を解くことになるが、計画の立案対象となる鋼材の数が多いと、かかる問題は大規模問題となる。   As mentioned above, when creating a pile plan that divides a plurality of steel materials with different sizes and processing orders in the next process into a plurality of piles, all the piles that can be generated by the steel material to be planned From the candidates, we will solve the optimization problem that minimizes the number of hills and pile load (steel handling load by transport equipment such as cranes), but if there are a lot of steel materials to be planned, Such a problem becomes a large-scale problem.

そこで、特許文献1には、計画の立案対象となる鋼材を要素とする全体集合に対し、山積み制約を満たす部分集合である実現可能山を全て列挙し、山数および山繰り負荷を最小化する目的関数の下、集合分割問題として最適な実現可能山の組み合わせを求めることにより最適な山分け計画を行う手法が開示されている。   Therefore, Patent Document 1 lists all feasible mountains that are subsets that satisfy the pile constraints for the entire set of steel materials that are targets of planning, and minimizes the number of peaks and the pile load. There is disclosed a method for performing an optimal mountain division plan by obtaining an optimal combination of feasible mountains as a set division problem under an objective function.

また、特許文献2には、複数の搬送ロット(一度に搬送機器により搬送できる鋼材のまとまり)をしかるべき山(最適山=払出山)に割り当てる、多対1の割当問題として定式化する手法が開示されている。   Further, Patent Document 2 discloses a method of formulating a multiple-to-one assignment problem in which a plurality of transport lots (a group of steel materials that can be transported by a transport device at a time) are allocated to an appropriate mountain (optimum mountain = payout mountain). It is disclosed.

特開2007−137612号公報JP 2007-137612 A 特開2011−105483号公報JP 2011-105483 A

M. Campleo, R. Correa, and Y. Frota, "Cliques, holes and the vertex coloring polytope," Information Processing Letters, 89 (2004), pp. 159-164M. Campleo, R. Correa, and Y. Frota, "Cliques, holes and the vertex coloring polytope," Information Processing Letters, 89 (2004), pp. 159-164 M. Campelo, V. A. Campos, and R. C. Correa, "On the asymmetric representatives formulation for the vertex coloring problem," Discrete Applied Mathematics, 156 (2008), pp. 1097-1111M. Campelo, V. A. Campos, and R. C. Correa, "On the asymmetric representatives formulation for the vertex coloring problem," Discrete Applied Mathematics, 156 (2008), pp. 1097-1111

しかしながら、特許文献1、2に記載の方法には、以下の課題がある。
まず、特許文献1に示す集合分割問題を応用した解法では、任意の鋼材ペアのサイズ(幅・長さ)の条件と払出順の条件とから要請される積み順が食い違うことにより、同一の山にできない鋼材ペアが比較的少ない場合には、実現可能山の数が多くなる。この数が数百万を超えると、実現可能山の列挙および最適山の算出計算のいずれにも時間を要し、要請される時間内(例えば3〜5分程度)には計算が完了せず計画が作成できないこととなる。山分け問題の場合、実現可能山の数が数千万を超えると実用的な時間(例えば10分程度)内では実現可能解を得ることが難しくなる。このような場合には、特許文献2に示す多対1の割当問題として定式化する方法により、許容可能な時間内に求解出来るケースもあり得る。しかしながら、特許文献2に示す方法にも、以下の課題がある。
However, the methods described in Patent Documents 1 and 2 have the following problems.
First, in the solution method applying the set partitioning problem shown in Patent Document 1, the same pile is obtained because the required stacking order is different from the condition of the size (width / length) of any steel pair and the condition of the payout order. When there are relatively few steel pairs that cannot be achieved, the number of feasible mountains increases. If this number exceeds several millions, it takes time to enumerate the feasible mountains and calculate the optimum mountain, and the calculation is not completed within the requested time (for example, about 3 to 5 minutes). The plan cannot be created. In the case of the mountain division problem, if the number of feasible mountains exceeds tens of millions, it becomes difficult to obtain a feasible solution within a practical time (for example, about 10 minutes). In such a case, there may be a case where it can be solved within an allowable time by a method formulated as a many-to-one assignment problem shown in Patent Document 2. However, the method shown in Patent Document 2 also has the following problems.

すなわち、特許文献2に示す方法では、ヤードへの到着順とヤードにおける積み順とが逆になるような鋼材ペア(逆転対)が多い場合に計算時間を要し、実用的な時間内に計算を完了できない虞がある。   That is, in the method shown in Patent Document 2, calculation time is required when there are many steel pairs (reverse pairs) in which the arrival order at the yard and the stacking order at the yard are reversed, and the calculation is performed within a practical time. May not be completed.

この様に、従来の方法では、問題の性格に応じ、実用的な時間内に求解が可能な場合と不可能な場合とがある。したがって、どの様な問題に対しても安定的に求解できる手法が求められている。また、実現可能山の数が数千万を超え、逆転対の比率が高い鋼材群の山分け計画を作成する場合には、実用的な時間内に求解することはできない。よって、実現可能山の数が一千万を超える様な大規模な問題の場合や、逆転対が多い場合にも、実用的な時間内に求解する方法が必要である。   As described above, according to the conventional method, there are a case where a solution can be obtained within a practical time and a case where it is impossible depending on the nature of the problem. Therefore, there is a need for a technique that can solve a problem stably for any problem. In addition, when creating a grouping plan for a steel group having a high number of feasible peaks exceeding tens of millions and a high ratio of reverse rotation, it cannot be solved within a practical time. Therefore, even in the case of a large-scale problem where the number of feasible mountains exceeds 10 million or when there are many reverse pairs, a method for solving in a practical time is necessary.

本発明は、以上のような問題点に鑑みてなされたものであり、解くべき問題の性格に関わらず、実用的な時間内で山分け計画を立案できるようにすることを目的とする。   The present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to make it possible to make a divide plan within a practical time regardless of the nature of the problem to be solved.

本発明の鋼材の山分け計画立案装置は、鉄鋼プロセスにおける工程間の置場として鋼材を配置するヤードに搬入された複数の鋼材を、次工程への払出順が早い鋼材が上になる様な順に積み上げて、該ヤードの後工程に払い出すための複数の払出山を作成するための山分け計画を立案する鋼材の山分け計画装置であって、前記山分け計画を決定する際に決定されるべき変数である決定変数を設定する決定変数設定手段と、前記複数の鋼材それぞれを前記複数の払出山のうちの1つに割り当てるときの制約である山仕分け制約式を設定する山仕分け制約式設定手段と、該払出山の積姿に関する制約である積姿制約式を設定する積姿制約式設定手段と、前記払出山の総数を少なくすることと、同一の前記払出山に積まれる任意の二つの前記鋼材について、ヤードへの到着順が早い方の前記鋼材が遅い方の前記鋼材よりも上に積まれる逆転の関係にある逆転対の数を少なくすることと、を目的とする目的関数を設定する目的関数設定手段と、前記山仕分け制約式と、前記積姿制約式とを満足し、前記目的関数を最小にする様に山分けを決定する山仕分け決定手段とを有し、前記決定変数には、前記鋼材のうちの一の鋼材が、前記払出山のそれぞれについて選択される、当該払出山を代表する1つの前記鋼材である代表鋼材が代表する払出山に積まれる場合には、当該代表鋼材が前記一の鋼材を代表するものとし、前記一の鋼材が前記代表鋼材が代表する払出山に積まれない場合は当該代表鋼材が前記一の鋼材を代表しないものとする代表関係変数を含み、前記山仕分け制約式は、前記代表鋼材が、当該代表鋼材自身と、当該代表鋼材が代表する払出山に積まれる鋼材を代表することを規定する第1の制約式と、前記積姿制約式に違反する為に同一の払出山に積むことが出来ない任意の2つの前記鋼材は、一方の前記鋼材が他方の前記鋼材を代表しないことを規定する第2の制約式と、前記積姿制約式に違反する為に同一の払出山に積むことが出来ない任意の2つの鋼材は、当該2つの鋼材と異なる前記鋼材には代表されないことを規定する第3の制約式と、全ての前記鋼材が、何れかの代表鋼材によって代表されることを規定する第4の制約式と、それぞれの前記払出山に積まれる前記鋼材の総数を示す値である、前記それぞれの代表鋼材が代表する鋼材の総数が、上限値以下であることを規定する第5の制約式と、一方がもう一方を代表する任意の二つの前記鋼材について、ヤードへの到着順が早い鋼材を上に積む場合に前記逆転の関係が生じることを規定する第6の制約式と、を含み、前記目的関数において、前記代表鋼材の総数を前記払出山の総数とし、前記第6の制約式で規定される前記逆転の関係にある鋼材の対の数を前記逆転対の数とすることを特徴とする。   The steel material division planning apparatus according to the present invention stacks a plurality of steel materials carried into a yard where steel materials are arranged as a place between processes in the steel process, in such a order that the steel materials with a fast delivery order to the next process are on top. A steel material division planning apparatus for creating a division plan for creating a plurality of payout piles to be paid out to the post-process of the yard, which is a variable to be determined when determining the division plan A decision variable setting means for setting a decision variable, a mountain sorting constraint formula setting means for setting a mountain sorting constraint formula that is a constraint when assigning each of the plurality of steel materials to one of the plurality of payout piles, A stacking shape constraint formula setting means for setting a stacking shape constraint formula, which is a constraint on the stacking shape of the payout mountain, reducing the total number of the payout mountain, and any two of the steel materials stacked on the same payout mountain One The purpose of setting an objective function is to reduce the number of reversal pairs in a reversal relationship in which the steel material with the earlier arrival order to the yard is stacked above the steel material with the later arrival order Satisfying the function setting means, the mountain sorting constraint equation, and the product form constraint equation, and a mountain sorting determination unit for determining the mountain division so as to minimize the objective function, the determination variable includes: When one of the steel materials is stacked on a payout mountain represented by a representative steel material that is one steel material representing the payout mountain, selected for each of the payout piles, the representative steel material is Including the representative relation variable that the representative steel material does not represent the one steel material, when the one steel material is not stacked on the payout mountain represented by the representative steel material, The mountain sorting constraint formula is the representative steel However, in order to violate the first constraint equation that stipulates that the representative steel material itself and the steel material to be loaded on the payout mountain represented by the representative steel material, and the stacking shape constraint equation, Any two of the steel materials that cannot be used are in the same payout pile in order to violate the second constraint equation that the one steel material does not represent the other steel material and the stacking shape constraint equation. Any two steel materials that cannot be stacked are represented by a third constraint formula that specifies that the two steel materials are not represented by the steel materials different from the two steel materials, and all the steel materials are represented by any of the representative steel materials. It is specified that the total number of steel materials represented by each of the representative steel materials is equal to or less than the upper limit value, which is a value indicating the total number of the steel materials stacked on each of the payout hills. 5th constraint equation to be performed and one is the other For any two of the steel materials representing the above, a sixth constraint formula that defines that the reversal relationship occurs when a steel material that arrives early in the yard is stacked on top, and in the objective function, The total number of representative steel materials is defined as the total number of payout peaks, and the number of steel material pairs in the reverse relationship defined by the sixth constraint equation is defined as the number of reverse pairs.

本発明の鋼材の山分け計画立案方法は、鉄鋼プロセスにおける工程間の置場として鋼材を配置するヤードに搬入された複数の鋼材を、次工程への払出順が早い鋼材が上になる様な順に積み上げて、該ヤードの後工程に払い出すための複数の払出山を作成するための山分け計画を立案する鋼材の山分け計画方法であって、前記山分け計画を決定する際に決定されるべき変数である決定変数を設定する決定変数設定ステップと、前記複数の鋼材それぞれを前記複数の払出山のうちの1つに割り当てるときの制約である山仕分け制約式を設定する山仕分け制約式設定ステップと、該払出山の積姿に関する制約である積姿制約式を設定する積姿制約式設定ステップと、前記払出山の総数を少なくすることと、同一の前記払出山に積まれる任意の二つの前記鋼材について、ヤードへの到着順が早い方の前記鋼材が遅い方の前記鋼材よりも上に積まれる逆転の関係にある逆転対の数を少なくすることと、を目的とする目的関数を設定する目的関数設定ステップと、前記山仕分け制約式と、前記積姿制約式とを満足し、前記目的関数を最小にする様に山分けを決定する山仕分け決定ステップとを有し、前記決定変数には、前記鋼材のうちの一の鋼材が、前記払出山のそれぞれについて選択される、当該払出山を代表する1つの前記鋼材である代表鋼材が代表する払出山に積まれる場合には、当該代表鋼材が前記一の鋼材を代表するものとし、前記一の鋼材が前記代表鋼材が代表する払出山に積まれない場合は当該代表鋼材が前記一の鋼材を代表しないものとする代表関係変数を含み、前記山仕分け制約式は、前記代表鋼材が、当該代表鋼材自身と、当該代表鋼材が代表する払出山に積まれる鋼材を代表することを規定する第1の制約式と、前記積姿制約式に違反する為に同一の払出山に積むことが出来ない任意の2つの前記鋼材は、一方の前記鋼材が他方の前記鋼材を代表しないことを規定する第2の制約式と、前記積姿制約式に違反する為に同一の払出山に積むことが出来ない任意の2つの鋼材は、当該2つの鋼材と異なる前記鋼材には代表されないことを規定する第3の制約式と、全ての前記鋼材が、何れかの代表鋼材によって代表されることを規定する第4の制約式と、それぞれの前記払出山に積まれる前記鋼材の総数を示す値である、前記それぞれの代表鋼材が代表する鋼材の総数が、上限値以下であることを規定する第5の制約式と、一方がもう一方を代表する任意の二つの前記鋼材について、ヤードへの到着順が早い鋼材を上に積む場合に前記逆転の関係が生じることを規定する第6の制約式と、を含み、前記目的関数において、前記代表鋼材の総数を前記払出山の総数とし、前記第6の制約式で規定される前記逆転の関係にある鋼材の対の数を前記逆転対の数とすることを特徴とする。   The method of planning the steel material division according to the present invention is a method of stacking a plurality of steel materials carried into a yard where steel materials are arranged as a place between processes in the steel process, in such a order that the steel materials with a fast delivery order to the next process are on top. A steel material division planning method for creating a division plan for creating a plurality of payout piles to be paid out to the subsequent process of the yard, which is a variable to be determined when determining the division plan A decision variable setting step for setting a decision variable, a mountain sorting constraint equation setting step for setting a mountain sorting constraint equation that is a constraint when assigning each of the plurality of steel materials to one of the plurality of payout piles, A loading form constraint expression setting step for setting a loading form constraint expression that is a restriction on the loading form of the payout mountain, reducing the total number of payout mountains, and any two of the same payout mountain For the steel materials, the objective function is set to reduce the number of reversal pairs in the reversal relationship in which the steel material with the earlier arrival order to the yard is stacked above the steel material with the slower arrival order. Objective function setting step, satisfying the mountain sorting constraint equation and the product form constraint equation, and a mountain sorting determination step for determining the mountain division so as to minimize the objective function, When one of the steel materials is stacked on a payout mountain represented by a representative steel material that is one steel material representing the payout mountain, selected for each of the payout piles, the representative Including a representative relation variable in which the steel material represents the one steel material and the one steel material does not represent the one steel material when the one steel material is not stacked on the payout mountain represented by the representative steel material. , The mountain sorting Because the representative steel material violates the first constraint equation that stipulates that the representative steel material represents the steel material to be loaded on the payout hill represented by the representative steel material, and the stacking shape constraint equation. Any two of the steel materials that cannot be stacked on the same payout pile violate the second constraint formula that defines that one steel product does not represent the other steel product, and the stacking constraint formula Therefore, any of the two steel materials that cannot be stacked on the same payout hill is not represented by the steel material different from the two steel materials, and the third constraint equation and all the steel materials are either The total number of steel materials represented by each of the representative steel materials, which is a value indicating the total number of the steel materials stacked on each of the payout hills, is defined as the upper limit of the fourth constraint formula that stipulates that the representative steel materials are represented Fifth constraint specifying that the value is less than or equal to the value And a sixth constraint formula that defines that the reversal relationship occurs when steel materials that arrive early in the yard are stacked on top of any two of the steel materials, one of which represents the other. Including, in the objective function, the total number of the representative steel materials as the total number of payout hills, and the number of pairs of steel materials in the reverse relationship defined by the sixth constraint equation as the number of the reverse pairs. It is characterized by.

本発明のプログラムは、前記鋼材の山分け計画立案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。   The program according to the present invention causes a computer to function as each unit of the steel material divide plan planning apparatus.

本発明によれば、解くべき問題の性格に関わらず、実用的な時間内で山分け計画を立案することができる。   According to the present invention, it is possible to make a grouping plan within a practical time regardless of the nature of the problem to be solved.

単純無向グラフの一例を示す図である。It is a figure which shows an example of a simple undirected graph. 鋼材の山分け計画立案装置の機能的な構成の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of a functional structure of the divide plan planning apparatus of steel materials. 鋼材の山分け計画立案装置の動作の一例を説明するフローチャートである。It is a flowchart explaining an example of operation | movement of the division plan planning apparatus of steel materials. スラブグループに対して順序付け(番号付け)を行う方法の一例を概念的に説明する図である。It is a figure which illustrates notionally an example of the method of ordering (numbering) with respect to a slab group. スラブグループに対して順序付け(番号付け)を行う方法の一例を説明するフローチャートである。It is a flowchart explaining an example of the method of ordering (numbering) with respect to a slab group. 山分け計画の作成結果の第1の例を表形式に示す図である。It is a figure which shows the 1st example of the preparation result of a division plan in a table format. 山分け計画の作成結果の第2の例を表形式に示す図である。It is a figure which shows the 2nd example of the preparation result of a division plan in a table format. ヤードのレイアウトの一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the layout of a yard.

<頂点彩色問題の概要>
後述するように本実施形態では、頂点彩色問題を山分け問題に適用する。頂点彩色問題自体は公知の技術であるが、頂点彩色問題を山分け問題に適用する際の本実施形態との差異を明確にするため、本発明の実施形態を説明する前に、一般的な頂点彩色問題について説明する。
<Overview of vertex coloring>
As will be described later, in this embodiment, the vertex coloring problem is applied to the divide problem. The vertex coloring problem itself is a known technique, but in order to clarify the difference from the present embodiment when the vertex coloring problem is applied to the divide problem, before explaining the embodiment of the present invention, the general vertex The coloring problem will be described.

図1は、単純無向グラフの一例を示す図である。
頂点彩色問題は、グラフ理論における著名な問題の一つであり、単純無効グラフG=(V,E)上で定義される(V:グラフの頂点集合、E:グラフの辺(枝)集合)。図1に示すように、単純無向グラフGの各頂点をある色で塗り、しかも隣接する(辺で結ばれた)どの2つの頂点も異なる色で塗り分けられるとき、この着色を単純無向グラフGの彩色と呼ぶ。彩色に用いた色がc色(cは2以上の整数)のとき、単純無向グラフGはc−彩色可能であるという。単純無向グラフGがc−彩色可能となるcの最小値を、単純無向グラフGの彩色数といい、χ(G)で表す。頂点彩色問題は、単純無向グラフGにおける彩色数χ(G)を求める問題である。
FIG. 1 is a diagram illustrating an example of a simple undirected graph.
The vertex coloring problem is one of the prominent problems in graph theory, and is defined on a simple invalid graph G = (V, E) (V: vertex set of graph, E: edge (branch) set of graph) . As shown in FIG. 1, when each vertex of the simple undirected graph G is painted with a certain color and any two adjacent vertices (connected by edges) can be painted with different colors, this coloring is simply undirected. This is called the coloring of the graph G. When the color used for coloring is c color (c is an integer of 2 or more), the simple undirected graph G is said to be c-colorable. The minimum value of c that enables simple undirected graph G to be c-colored is called the number of colors of simple undirected graph G, and is represented by χ (G). The vertex coloring problem is a problem of obtaining the number of colors χ (G) in the simple undirected graph G.

頂点彩色問題の解法として、非特許文献1、2に記載されている対称代表点法および非対称代表点法がある。対称代表点法および非対称代表点法を用いることにより、頂点彩色問題の一般的な解法に比べ、問題を高速に解くことができることが期待できる。   As a solution to the vertex coloring problem, there are a symmetric representative point method and an asymmetric representative point method described in Non-Patent Documents 1 and 2. By using the symmetric representative point method and the asymmetric representative point method, it can be expected that the problem can be solved at a higher speed than the general solution of the vertex coloring problem.

[対称代表点法]
対称代表点法では、単純無向グラフGの彩色に関して、各色から一つずつその色の代表点となる頂点を選ぶ。代表点となった頂点は、その頂点自身と同色の他の頂点を代表する。代表点は、異なる色の頂点を代表しないものとする。任意の順序付頂点対(u,v)∈V2について、0‐1変数xuvを導入する。この変数xuvは、頂点uが頂点vを代表している場合に「1」となり、そうでない場合に「0(ゼロ)」となる0−1変数として定義される。
[Symmetric representative point method]
In the symmetric representative point method, with respect to the coloring of the simple undirected graph G, one vertex from each color is selected as the representative point of that color. The vertex that is the representative point represents another vertex of the same color as the vertex itself. The representative point does not represent a vertex of a different color. For any ordered vertex pair (u, v) εV 2 , introduce a 0-1 variable x uv . The variable x uv is defined as a 0-1 variable that is “1” when the vertex u represents the vertex v, and “0 (zero)” otherwise.

uv=1の場合、順序付頂点対[u,v]は、一方が他方を代表する関係にあるものとする。仮に、頂点vが代表点であれば、xvv=1となる。このとき、単純無向グラフGの各頂点に対して彩色された色数は、代表点の数に等しく、Σv∈Vvvで表される。単純無向グラフGにおいて隣接する(すなわち辺(枝)で相互に結ばれた)順序付頂点対{u,v}∈Eは同じ色に彩色することができないため、これら2つの頂点u,vは、一方が他方を代表する関係にない。よって、xuv=xvu=0となる。また、単純無向グラフGにおいて隣接する順序付頂点対{u,v}∈Eは、同じ頂点tを代表点として持つことができない。よって、xtu+xtv≦xtt (∀t∈V,∀{u,v}∈E)を満たさなければならない。また、全ての頂点は、それ自身または他の頂点の内の一つに必ず代表されなければならない。よって、全ての頂点v∈Vについて、Σu∈Vuv=1が成り立つ。また、頂点uが他の頂点を代表するとき、頂点u自身は代表点でなくてはならない。すなわち、全ての頂点u、vについてxuv≦xuuが満たされなければならない。したがって、対称代表点法においては、以下の(b)式〜(f)式の制約式を満足する範囲で(a)式の目的関数を最小化する変数xvvを導出することになる。 When x uv = 1, the ordered vertex pair [u, v] is in a relationship in which one represents the other. If the vertex v is a representative point, x vv = 1. At this time, the number of colors colored with respect to each vertex of the simple undirected graph G is equal to the number of representative points, and is represented by ΣvεV × vv . Since the ordered pair of vertices {u, v} εE that are adjacent in the simple undirected graph G (that is, connected to each other by edges (branches)) cannot be colored to the same color, these two vertices u, v Are not related to each other. Therefore, x uv = x vu = 0. Further, the ordered vertex pair {u, v} εE adjacent in the simple undirected graph G cannot have the same vertex t as a representative point. Therefore, x tu + x tv ≦ x tt (∀tεV, ∀ {u, v} εE) must be satisfied. Also, every vertex must be represented by itself or one of the other vertices. Therefore, for all vertices vεV, Σ uεV x uv = 1 holds. In addition, when the vertex u represents another vertex, the vertex u itself must be a representative point. That is, x uv ≦ x uu must be satisfied for all vertices u and v. Therefore, in the symmetric representative point method, a variable x vv that minimizes the objective function of the equation (a) is derived within a range that satisfies the constraint equations of the following equations (b) to (f).

Figure 2017039556
Figure 2017039556

[非対称代表点法]
単純無向グラフGの頂点集合VをV={1,2,・・・,n}とし、これらの頂点に対し、正の整数の大小関係で頂点の全ての順序が与えられているとする。対称代表点法では全ての頂点が代表点になることが可能である。これに対し、非対称代表点法では、u<vで順序付けられた順序付頂点対{u,v}について、頂点vは頂点uを代表することができない。よって、全てのu<vとなる順序付頂点対{u,v}に対し、xvu=0が満たされなければならない。したがって、非対称代表点法においては、以下の(b)式〜(f)式の制約式を満足する範囲で(a)式の目的関数を最小化する変数xvvを導出することになる。
[Asymmetric representative point method]
Assume that the vertex set V of the simple undirected graph G is V = {1, 2,..., N}, and that all vertices are given to these vertices with a positive integer magnitude relationship. . In the symmetric representative point method, all vertices can be representative points. On the other hand, in the asymmetric representative point method, the vertex v cannot represent the vertex u with respect to the ordered vertex pair {u, v} ordered by u <v. Therefore, x vu = 0 must be satisfied for all ordered vertex pairs {u, v} where u <v. Therefore, in the asymmetric representative point method, the variable x vv that minimizes the objective function of the equation (a) is derived within a range satisfying the constraint equations of the following equations (b) to (f).

Figure 2017039556
Figure 2017039556

このように、非対称代表点法では、対称代表点法における制約式に(g)式が追加されたものになる(その他は、非対称代表点法と対称代表点法とで異なるところはない)。
また、(g)式によりu<vにおけるxvuの値が規定されているので、(b)式、(c)式、および(e)式は、以下の(b´)式、(c´)式、および(e´)式を非対称点法における制約式としてもよい。
As described above, in the asymmetric representative point method, the expression (g) is added to the constraint expression in the symmetric representative point method (otherwise, there is no difference between the asymmetric representative point method and the symmetric representative point method).
Further, since the value of x vu at u <v is defined by the equation (g), the equations (b), (c), and (e) are expressed by the following equations (b ′), (c ′ ) And (e ′) may be used as constraint equations in the asymmetric point method.

Figure 2017039556
Figure 2017039556

(c)´式において、min{u,v}は、u、vのうち小さい方の値であることを示す。
以上のようにオリジナルの頂点彩色問題は、単純無向グラフGの各頂点を或る色で彩色し、且つ、相互に隣接する(辺(枝)で結ばれた)どの2つの頂点も異なる色で彩色される彩色数が最小となるように全ての頂点をグルーピングする問題である。一方、山分け問題では、総山数を最小にすることと、山繰り数を最小にすることとのトレードオフが取られた解を求める必要がある。総山数については、後に説明するように、彩色数により自然な形で定式化することができる。一方、山繰り数については、オリジナルな頂点彩色問題はもとよりそれを変形した様々な問題に対しても、山繰り数を評価するような定式化はなされていない。このような課題に対し、本発明者らは、以下に示す本発明の実施形態のようにして、頂点彩色問題を山分け問題に適用できることを見出した。
In the expression (c) ′, min {u, v} indicates a smaller value of u and v.
As described above, the original vertex coloring problem is that each vertex of the simple undirected graph G is colored with a certain color, and any two adjacent vertices (connected by edges (branches)) are different colors. This is a problem of grouping all the vertices so that the number of colors to be colored is minimized. On the other hand, in the divide problem, it is necessary to obtain a solution in which a trade-off between minimizing the total number of peaks and minimizing the number of hills is taken. As will be described later, the total number of mountains can be formulated in a natural manner by the number of colors. On the other hand, with regard to the number of rounding numbers, there is no formulation for evaluating the number of rounding numbers, not only for the original vertex coloring problem but also for various problems that have been transformed. In response to such problems, the present inventors have found that the vertex coloring problem can be applied to the divide problem as in the embodiment of the present invention described below.

以下、図面を参照しながら、本発明の実施形態を説明する。
(第1の実施形態)
まず、第1の実施形態を説明する。
<鋼材の山分け計画立案装置200の構成および処理>
図2は、鋼材の山分け計画立案装置200の機能的な構成の一例を示す図である。図3は、鋼材の山分け計画立案装置200の動作の一例を説明するフローチャートである。鋼材の山分け計画立案装置200のハードウェアは、例えば、CPU、ROM、RAM、HDD、および各種のインターフェースを備えた情報処理装置、PLC(Programmable Logic Controller)、またはASIC(Application Specific Integrated Circuit)等の専用のハードウェアを用いることにより実現することができる。尚、以下の説明では、鋼材の山分け計画立案装置200を必要に応じて山分け計画立案装置200と略称する。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
(First embodiment)
First, the first embodiment will be described.
<Configuration and Processing of Steel Material Dividing Plan Planning Device 200>
FIG. 2 is a diagram illustrating an example of a functional configuration of the steel material division planning apparatus 200. FIG. 3 is a flowchart for explaining an example of the operation of the steel divide plan planning apparatus 200. For example, the hardware of the steel mountain division planning apparatus 200 is an information processing apparatus including a CPU, ROM, RAM, HDD, and various interfaces, a PLC (Programmable Logic Controller), an ASIC (Application Specific Integrated Circuit), or the like. This can be realized by using dedicated hardware. Note that, in the following description, the steel material division planning apparatus 200 is abbreviated as a mountain division planning apparatus 200 as necessary.

[入力部201:対象スラブグループリスト入力工程S301]
入力部201は、山分け計画の立案対象であるスラブ(鋼材)のリストである山分け対象スラブグループリストを取得する。尚、山分け対象スラブグループリストは、一定周期に取得されてもよいし、特定の事象の生起等をトリガーとして不定期に取得されてもよい。
入力部201は、例えば、CPUが、不図示の鋼材管理系計算機から通信インターフェースを介して受信した山分け対象スラブグループリストのデータをHDDやRAMに記憶することにより実現される。鋼材管理系計算機は、スラブに到着する鋼材全般に関するデータベースを有する上位のコンピュータである。
[Input unit 201: Target slab group list input step S301]
The input unit 201 acquires a slab group slab group list that is a list of slabs (steel materials) that are targets of the divide plan. It should be noted that the slab group slab group list may be acquired at regular intervals, or may be acquired irregularly triggered by the occurrence of a specific event or the like.
The input unit 201 is realized, for example, when the CPU stores data of the slab group slab group list received from a steel material management computer (not shown) via a communication interface in the HDD or RAM. The steel material management computer is a host computer having a database related to all steel materials arriving at the slab.

本実施形態では、クレーン等の搬送機器にて搬送される際に分割されることのない最小の単位となる複数のスラブの単位で、当該複数のスラブがヤードに同時刻に到着する場合を例に挙げて説明する。ただし、このように複数のスラブがヤードに同時刻に到着しないものとしてもよい。その場合、かかる複数のスラブのうち最後にヤードに到着するスラブがヤードに到着した後に、当該複数のスラブの山積みが開始される。以下の説明では、かかる複数のスラブを必要に応じて「スラブグループ」と称する。   In the present embodiment, an example in which the plurality of slabs arrive at the yard at the same time in units of a plurality of slabs which are the smallest units that are not divided when transported by a transport device such as a crane. Will be described. However, a plurality of slabs may not arrive at the yard at the same time. In that case, after the slab that finally arrives at the yard among the plurality of slabs arrives at the yard, the stacking of the plurality of slabs is started. In the following description, such a plurality of slabs are referred to as “slab groups” as necessary.

本実施形態では、山分け対象スラブグループリストには、それぞれのスラブグループについて、識別番号と、到着予定時刻と、払出順と、鋼材数と、最大幅と、最小幅と、最大長と、最小長の情報が含まれる。
識別番号は、各スラブグループを一意に識別する番号である。
到着予定時刻は、各スラブグループのヤードへの到着予定時刻である。本実施形態では、ヤードに未だ1つもスラブが置かれていない場合の山分け計画を作成する。したがって、山分け計画の立案対象の全てのスラブグループについて到着予定時刻が与えられる。
In the present embodiment, the slab group slab group list includes, for each slab group, an identification number, an estimated arrival time, a payout order, the number of steel materials, a maximum width, a minimum width, a maximum length, and a minimum length. Information is included.
The identification number is a number that uniquely identifies each slab group.
The estimated arrival time is the estimated arrival time at the yard of each slab group. In the present embodiment, a divide plan is created when no slab is yet placed in the yard. Therefore, the estimated arrival time is given for all the slab groups that are the targets of the divide plan.

払出順は、各スラブグループの圧延工程への搬送順である。
鋼材数は、各スラブグループを構成するスラブの数である。
最大幅・最小幅は、それぞれ、各スラブグループを構成するスラブの最大幅・最小幅である。
最大長・最小長は、それぞれ、各スラブグループを構成するスラブの最大長・最小長である。
The payout order is the order of conveyance to the rolling process of each slab group.
The number of steel materials is the number of slabs constituting each slab group.
The maximum width / minimum width are the maximum width / minimum width of the slabs constituting each slab group.
The maximum length and the minimum length are the maximum length and the minimum length of the slabs constituting each slab group, respectively.

尚、ここでは、スラブグループ毎のリストを取得する場合を例に挙げて説明したが、スラブ毎のリストを取得してもよい。このようにする場合、各スラブについて、当該スラブが属するスラブグループの識別番号がリストに含まれるようにする。また、最大幅、最小幅、最大幅、最小幅の代わりに、各スラブについて、当該スラブの幅および長さがリストに含まれるようにする。   Here, the case where a list for each slab group is acquired has been described as an example, but a list for each slab may be acquired. In this case, for each slab, the identification number of the slab group to which the slab belongs is included in the list. In addition, instead of the maximum width, the minimum width, the maximum width, and the minimum width, for each slab, the width and length of the slab are included in the list.

[変数設定部202:変数設定工程S302、目的関数設定部203:目的関数設定工程S303、制約式設定部204:制約式設定工程S304]
変数設定部202は、後述する目的関数および制約式に含まれる変数のうち、固定値ではない変数を設定する。目的関数設定部203は、変数設定部202により設定された変数に基づいて、目的変数を設定する。また、制約式設定部204は、変数設定部202により設定された変数に基づいて、制約式を設定する。以下に、本実施形態で定式化される目的関数と制約式について説明する。
[Variable Setting Unit 202: Variable Setting Step S302, Objective Function Setting Unit 203: Objective Function Setting Step S303, Constraint Expression Setting Unit 204: Constraint Expression Setting Step S304]
The variable setting unit 202 sets a variable that is not a fixed value among variables included in an objective function and a constraint expression described later. The objective function setting unit 203 sets an objective variable based on the variable set by the variable setting unit 202. Further, the constraint equation setting unit 204 sets a constraint equation based on the variable set by the variable setting unit 202. Hereinafter, the objective function and the constraint equation formulated in the present embodiment will be described.

[[決定変数(代表関係変数)xij]]
それぞれの払出山に属する複数のスラブグループから、1つの代表スラブグループを選択し、代表スラブグループは、当該代表スラブグループが属する払出山に含まれる全てのスラブグループを(代表スラブグループ自身も含み)代表するものとする。
[[Decision variable (representative relation variable) x ij ]]
One representative slab group is selected from a plurality of slab groups belonging to each payout mountain, and the representative slab group includes all slab groups included in the payout mountain to which the representative slab group belongs (including the representative slab group itself). It shall be representative.

本実施形態では、任意の2つのスラブグループの組{i,j}∈N2に対する0−1変数であって、以下の(1)式で表される0−1変数xijを決定変数とする。ここで、Nは、スラブグループの集合(N={1,2,・・・,n})である。(1)式に示すように、決定変数xijは、スラブグループiがスラブグループjを代表する場合に「1」を示し、そうでない場合に「0(ゼロ)」を示す変数である。尚、決定変数xij以外の変数は、決定変数xijが決まると定まる従属変数である。また、前述したように、代表スラブグループは、自身も代表する。したがって、決定変数xijのi,jは、同じ値をとり得る。 In the present embodiment, 0-1 variable x ij represented by the following equation (1) is used as a decision variable, which is a 0-1 variable for a set {i, j} ∈N 2 of any two slab groups. To do. Here, N is a set of slab groups (N = {1, 2,..., N}). As shown in the equation (1), the decision variable x ij is a variable indicating “1” when the slab group i represents the slab group j, and indicating “0 (zero)” otherwise. Note that variables other than the decision variables x ij is the dependent variable determined when the decision variable x ij are determined. As described above, the representative slab group also represents itself. Therefore, i and j of the decision variable x ij can take the same value.

Figure 2017039556
Figure 2017039556

[[積姿制約]]
積姿制約は、払出山の積姿に関する制約である。本実施形態では、積姿制約には、同一山禁止制約が含まれる。
<同一山禁止制約>
同一山禁止制約は、同一の払出山に山積みしていけないスラブグループを規定するものである。本実施形態では、以下の幅条件および長さ条件を満たさないスラブグループは同一の払出山に山積みしてはいけないものとする。
[[Stacking constraints]]
The stacking shape restriction is a restriction on the loading form of the payout mountain. In the present embodiment, the stacking shape constraint includes the same mountain prohibition constraint.
<Same mountain prohibition restriction>
The same mountain prohibition restriction defines slab groups that cannot be stacked on the same payout mountain. In the present embodiment, it is assumed that slab groups that do not satisfy the following width condition and length condition must not be stacked on the same payout pile.

・幅条件
或るスラブグループの最大幅が、当該或るスラブグループの下に位置するスラブグループの最小幅よりも狭いならば無条件で、当該或るスラブグループを、当該下に位置するスラブグループの上に置ける。或るスラブグループの最大幅が、当該或るスラブグループの下に位置するスラブグループの最小幅よりも広い場合には、両者の幅の差が、作業制約により定まる基準値(例えば300[mm])未満であれば、当該或るスラブグループを、当該下に位置するスラブグループの上に置けるが、それを越えると置けない。
Width condition If the maximum width of a slab group is narrower than the minimum width of a slab group located below the slab group, the slab group positioned unconditionally Can be placed on top. When the maximum width of a certain slab group is wider than the minimum width of a slab group located below the certain slab group, the difference between the widths of the two is a reference value (for example, 300 [mm]) determined by work constraints. If it is less than (), the certain slab group can be placed on the slab group located below, but cannot be placed beyond that.

すなわち、幅条件を満たす場合は、或るスラブグループの最大幅が、当該或るスラブグループの下に位置するスラブグループの最小幅よりも狭い場合と、或るスラブグループの最大幅が、当該或るスラブグループの下に位置するスラブグループの最小幅よりも広く、且つ、両者の幅の差が基準値(例えば300[mm])未満である場合である。   That is, when the width condition is satisfied, the maximum width of a certain slab group is smaller than the minimum width of a slab group located below the certain slab group, and the maximum width of a certain slab group is This is a case where the width is wider than the minimum width of the slab group located under the slab group and the difference between the two widths is less than a reference value (for example, 300 [mm]).

・長さ条件
或るスラブグループの最大長が、当該或るスラブグループの下に位置するスラブグループの最小長よりも短いならば無条件で、当該或るスラブグループを、当該下に位置するスラブグループの上に置ける。或るスラブグループの最大長が、当該或るスラブグループの下に位置するスラブグループの最小長よりも長い場合には、両者の長さの差が、作業制約により定まる基準値(例えば3000[mm])未満であれば、当該或るスラブグループを、当該直下に位置するスラブグループの上に置けるが、それを越えると置けない。
-Length condition If a maximum length of a certain slab group is shorter than a minimum length of a slab group located below the certain slab group, the certain slab group is unconditionally placed in the slab located below the slab group. Can be placed on a group. When the maximum length of a certain slab group is longer than the minimum length of a slab group located below the certain slab group, the difference between the lengths of both is a reference value determined by work constraints (for example, 3000 [mm ]), The certain slab group can be placed on the slab group located immediately below, but cannot be placed beyond that.

すなわち、長さ条件を満たす場合は、或るスラブグループの最大長が、当該或るスラブグループの下に位置するスラブグループの最小長よりも短い場合と、或るスラブグループの最大長が、当該或るスラブグループの下に位置するスラブグループの最小長よりも長く、且つ、両者の長さの差が基準値(例えば3000[mm])未満である場合である。   That is, when the length condition is satisfied, the maximum length of a certain slab group is shorter than the minimum length of a slab group located below the certain slab group, and the maximum length of a certain slab group is This is a case where it is longer than the minimum length of a slab group located below a certain slab group and the difference between the lengths of both is less than a reference value (eg, 3000 [mm]).

ここで、同一の払出山に山積みすることができない2つのスラブグループの組を禁止対と称し、この禁止対の集合を必要に応じて禁止対集合Fと称する。また、以下の説明では、2つのスラブグループの組を必要に応じてスラブグループ対と称する。禁止対集合Fは、以下の(3)式で表される。   Here, a set of two slab groups that cannot be stacked on the same payout pile is referred to as a prohibited pair, and a set of the prohibited pairs is referred to as a prohibited pair set F as necessary. In the following description, a set of two slab groups is referred to as a slab group pair as necessary. The forbidden pair set F is expressed by the following equation (3).

Figure 2017039556
Figure 2017039556

(3)式において、i.jは幅条件および長さ条件の少なくとも何れか一方を満たさないスラブグループである。本実施形態では、(3)式に示すように、幅条件と長さ条件の少なくとも何れか一方の条件を満たさない(すなわち、同一の払出山に山積みしてはいけない)スラブグループ対(枝)の集合を禁止対集合Fとして導入する。   In the formula (3), i. j is a slab group that does not satisfy at least one of the width condition and the length condition. In this embodiment, as shown in equation (3), slab group pairs (branches) that do not satisfy at least one of the width condition and the length condition (that is, must not be stacked on the same payout hill) Is introduced as a forbidden pair set F.

[[逆転対同一山積変数rij]]
任意の2つのスラブグループ{i,j}⊆Nついて、同一の払出山に山積みすることはできるが、同一の払出山に山積みする際には、ヤードへの到着順と同一の払出山における積順とを入れ替える必要があるスラブグループ対を逆転対と定義する。以下の説明では、この逆転対の集合を必要に応じて、逆転対集合Rと称する。ヤードへの到着順と同一の払出山における積順とが逆転しているとは、同一の払出山において積順が上になるスラブグループの方が、積順が下になるスラブグループよりも、ヤードへの到着順が早いことをいう。逆転対集合Rは、以下の(4)式で表される。
[[Reverse vs. same mountain variable r ij ]]
Arbitrary two slab groups {i, j} ⊆ N can be stacked on the same payout pile, but when loading on the same payout pile, the load at the same payout pile in the order of arrival at the yard A slab group pair whose order needs to be changed is defined as a reverse pair. In the following description, this set of reversed pairs is referred to as a reversed pair set R as necessary. The order of arrival at the yard and the stacking order at the same payout mountain are reversed. It means that the arrival order to the yard is early. The reverse pair set R is expressed by the following equation (4).

Figure 2017039556
Figure 2017039556

(4)式は、スラブグループi、jを同じ払出山に山積みする際に当該スラブグループi、jを入れ替える必要があることを示す。本実施形態では、この逆転対集合Rに属する全てのスラブグループ対{i,j}∈Rに対し、以下の(5)式に示す0−1変数を逆転対同一山積変数rijとして導入する。本実施形態では、(4)式に示すように、逆転対同一山積変数rijは、逆転対であるスラブグループi、jを同じ払出山に山積みする場合に「1」を示し、そうでない場合に「0(ゼロ)」を示す0−1変数である。 The expression (4) indicates that the slab groups i and j need to be replaced when the slab groups i and j are stacked on the same payout hill. In the present embodiment, for all slab group pairs {i, j} εR belonging to this reverse pair set R, the 0-1 variable shown in the following equation (5) is introduced as the reverse pair identical mountain variable r ij . . In the present embodiment, as shown in the equation (4), the reverse pair identical pile variable r ij indicates “1” when the reverse pair slab groups i and j are piled on the same payout pile, and otherwise. 0-1 variable indicating “0 (zero)”.

Figure 2017039556
Figure 2017039556

[[山仕分け制約]]
山仕分け制約式は、複数のスラブグループそれぞれをいずれかの払出山に仕分る際に生じる制約式である。山仕分け制約は、他のスラブグループを代表するスラブグループは、1つの払出山に1つのみ存在し、且つ、他のスラブグループを代表するスラブグループはそれが仕分けられた払出山以外の払出山に仕分けられた他のスラブグループを代表することはできないことを示すものである。本実施形態では、山仕分け制約式には、第1〜第6の制約式が含まれる。以下の説明では、他のスラブグループを代表するスラブグループを必要に応じて代表スラブグループと称する。
[[Mount sorting constraint]]
The mountain sorting constraint equation is a constraint equation generated when each of the plurality of slab groups is sorted into one payout mountain. There is only one slab group representing one slab group in one payout mountain, and the slab group representing the other slab group is a payout mountain other than the payout mountain to which it is sorted. This means that it is not possible to represent other slab groups sorted into In the present embodiment, the mountain sorting constraint equations include first to sixth constraint equations. In the following description, a slab group representing another slab group is referred to as a representative slab group as necessary.

<第1の制約式>
スラブグループiがその他のスラブグループjを代表するとき、スラブグループi自身は代表スラブグループでなければならない。このことから、以下の(7)式に示す第1の制約式が与えられる。第1の制約式は、代表スラブグループが、当該代表スラブグループ自身と、当該代表スラブグループと同一の払出山に積まれるその他のスラブグループを代表することを規定する制約式である。
ij≦xii (∀i,j∈N,i≠j)・・・(7)
<First constraint expression>
When slab group i represents another slab group j, slab group i itself must be a representative slab group. From this, the first constraint equation shown in the following equation (7) is given. The first constraint equation is a constraint equation that prescribes that the representative slab group represents the representative slab group itself and other slab groups stacked on the same payout mountain as the representative slab group.
x ij ≦ x ii (∀i, j∈N, i ≠ j) (7)

<第2の制約式>
禁止対集合Fに含まれるスラブグループ対{i,j}∈Fは、同一の払出山に積めないため、一方が他方を代表する関係にない。このことから、以下の(8)式に示す第2の制約式が与えられる。第2の制約式は、前記積姿制約に違反するために同一の払出山に積むことができない任意の2つのスラブグループは、一方が他方を代表しないことを規定する制約式である。
ij=xji=0 (∀{i,j}∈F)・・・(8)
<Second constraint expression>
Since the slab group pair {i, j} εF included in the prohibited pair set F cannot be stacked on the same payout mountain, one does not have a relationship representing the other. From this, the second constraint equation shown in the following equation (8) is given. The second constraint formula is a constraint formula that stipulates that any two slab groups that cannot be stacked on the same payout mountain because they violate the stacking shape constraint do not represent one of the other.
x ij = x ji = 0 (∀ {i, j} ∈F) (8)

<第3の制約式>
禁止対集合Fに含まれるスラブグループ対{j,k}∈Fは、同一の払出山に積めないため、当該スラブグループ対を構成するスラブグループj,kをそれとは異なる同一のスラブグループiが代表することはない。このことから、以下の(9)式に示す第3の制約式が与えられる。第3の制約式は、前記積姿制約に違反するために同一の払出山に積むことができない任意の2つのスラブグループをそれとは異なる同一のスラブグループが代表することはないことを規定する制約式である。
ij+xik≦xii (∀i∈N,∀{j,k}∈F)・・・(9)
<Third constraint expression>
Since the slab group pair {j, k} εF included in the prohibited pair set F cannot be stacked on the same payout hill, the slab group j and k constituting the slab group pair are different from the same slab group i. There is no representation. From this, the third constraint equation shown in the following equation (9) is given. The third constraint formula is a constraint that stipulates that any two slab groups that cannot be stacked on the same payout mountain because they violate the above-mentioned stacking shape constraint cannot be represented by the same same slab group. It is a formula.
x ij + x ik ≦ x ii (∀i∈N, ∀ {j, k} ∈F) (9)

<第4の制約式>
全てのスラブグループは、自身またはその他のスラブグループのうちの1つに必ず代表されなければならない。このことから、以下の(10)式に示す第4の制約式が与えられる。第4の制約式は、全てのスラブグループが、何れか1つのスラブグループによって代表されることを規定する制約式である。
Σi∈Nij=1 (∀j∈N)・・・(10)
<Fourth constraint formula>
All slab groups must be represented by themselves or one of the other slab groups. From this, the fourth constraint equation shown in the following equation (10) is given. The fourth constraint equation is a constraint equation that defines that all slab groups are represented by any one slab group.
Σ i∈N x ij = 1 (∀j∈N ) ··· (10)

<第5の制約式>
1つの払出山の高さが基準値以下でなければならない。
本実施形態では、全てのスラブの厚みが同じであるものとする。したがって、1つの払出山に積めるスラブの枚数が基準枚数(例えば12[枚])以下であるという条件を山高さ制約とする。ここで、1つの払出山に積めるスラブの数の上界をh(h∈Z+(自然数))と表記する。
<Fifth constraint expression>
The height of one payout mountain must be below the reference value.
In the present embodiment, it is assumed that all slabs have the same thickness. Therefore, the condition that the number of slabs loaded on one payout pile is equal to or less than a reference number (for example, 12 [sheets]) is defined as a mountain height constraint. Here, the upper bound of the number of slabs that can be loaded on one payout mountain is represented as h (hεZ + (natural number)).

そうすると、全てのスラブグループi∈Nに対し、以下の(6)式の山高さ制約式(第5の制約式)を満足しなければならない。   Then, for all slab groups iεN, the following peak height constraint equation (fifth constraint equation) must be satisfied.

Figure 2017039556
Figure 2017039556

(6)式の左辺は、スラブグループiを含む払出山のスラブグループの総数である。より具体的に説明すると、(6)式の左辺の第1項(w(i))は、スラブグループi(∀i∈N)のスラブ数(w(i):N→Z+(自然数))である。w(i)は、例えば、1以上6以下の自然数である(1≦w(i)≦6)。 The left side of the equation (6) is the total number of slab groups in the payout mountain including slab group i. More specifically, the first term (w (i)) on the left side of equation (6) is the slab number (w (i): N → Z + (natural number) of the slab group i (∀i∈N). ). w (i) is, for example, a natural number of 1 or more and 6 or less (1 ≦ w (i) ≦ 6).

また、(6)式の左辺の第2項(Σの項)は、スラブグループi(∈N)によって代表されるその他のスラブグループjの総数を表す。
尚、(6)式において、(6)式の左辺の第2項のΣは、スラブグループ集合Nの中のスラブグループi以外のスラブグループjに対する総和を表す(このことは以降の式においても同じである)。
Further, the second term (Σ term) on the left side of the equation (6) represents the total number of other slab groups j represented by the slab group i (∈N).
In equation (6), Σ in the second term on the left side of equation (6) represents the sum for slab group j other than slab group i in slab group set N (this also applies to the following equations) The same).

<第6の制約式>
逆転対集合Rに属するスラブグループ対であって、一方が他方を代表する関係にあるスラブグループ対{i,j}∈Rについては同一の払出山に積まれなければならず、この場合、スラブグループ対i,jについて山繰りが生じる。また、逆転対集合Rに属するスラブグループ対であって、一方が他方を代表する関係にない(いずれもそれ以外の同一のスラブグループiに代表される)スラブグループ対{j,k}∈Rについては同一の払出山に積まれた場合、スラブグループ対j、kについては山繰りが生ずる。このことから、以下の(11)式、(12)式に示す第6の制約式が与えられる。第6の制約式は、一方がもう一方を代表する関係にある任意のスラブグループ対について、ヤードへの到着順が早いスラブグループを上に積む場合に逆転の関係(=山繰り)が生じることを規定する制約式である。
ij≧xij,rji≧xji(∀{i,j}∈R)・・・(11)
jk≧xij+xik−1 (∀i∈N,∀{j,k}∈R)・・・(12)
<Sixth constraint expression>
A slab group pair {i, j} ∈R, which is a slab group pair belonging to the reverse pair set R and one of which represents the other, must be stacked on the same payout mountain. A rounding occurs for the group pair i, j. In addition, a slab group pair {j, k} εR that is a slab group pair belonging to the inverted pair set R and one of which is not representative of the other (all represented by the same other slab group i). Is piled up on the same payout hill, slab group pair j, k is piled up. From this, the sixth constraint equation shown in the following equations (11) and (12) is given. The sixth constraint formula is that when an slab group that is in the order of arrival at the yard is stacked on top of an arbitrary slab group pair in which one is representative of the other, a reverse relationship (= sampling) occurs. Is a constraint equation that prescribes
r ij ≧ x ij , r ji ≧ x ji (∀ {i, j} ∈R) (11)
r jk ≧ x ij + x ik −1 (∀i∈N, ∀ {j, k} ∈R) (12)

[[評価指標]]
次に、目的関数における評価指標を説明する。
本実施形態では、総山数(山高さ)と山繰り数、すなわち同一の払出山に積まれた逆転対集合Rに属するスラブグループ対の総数との重み付き線形和を目的関数とする。尚、重み付き線形和とは、総山数(山高さ)に対する重み係数、山繰り数に対する重み係数を、総山数(山高さ)、山繰り数にそれぞれ乗算した値を加算したものをいう。総山数(山高さ)に対する重み係数とは、総山数(山高さ)に対する評価の、山繰り数に対する評価とのバランスを表す係数である。山繰り数に対する重み係数とは、山繰り数に対する評価の、総山数(山高さ)に対する評価とのバランスを表す係数である。
[[Metric]]
Next, the evaluation index in the objective function will be described.
In the present embodiment, the objective function is a weighted linear sum of the total number of peaks (mountain height) and the number of hills, that is, the total number of slab group pairs belonging to the reverse pair set R stacked on the same payout mountain. The weighted linear sum means a weighting factor for the total number of peaks (mountain height) and a weighting factor for the number of hills multiplied by a value obtained by multiplying the total number of hills (peak height) and the number of hills. . The weighting coefficient for the total number of mountains (mountain height) is a coefficient representing the balance between the evaluation for the total number of mountains (peak height) and the evaluation for the number of hills. The weight coefficient for the number of hills is a coefficient representing the balance between the evaluation for the number of hills and the evaluation for the total number of peaks (mountain height).

総山数(山高さ)を評価指標とするのは、ヤードにおける山分けでは、保温設備の収容能力が限定されていることや、スラブの置場が限られていることや、置場にスラブを直接置く場合には最上段および最下段のスラブの放冷が他のスラブに比べて大きくなること等の理由で、山高さを出来るだけ高くして総山数を出来るだけ少なくすることが要請されるからである。   The total number of mountains (mountain height) is used as an evaluation index because the storage capacity of the thermal insulation equipment is limited, the slab storage space is limited, and the slab is placed directly in the storage space. In some cases, it is required to make the peak height as high as possible and to reduce the total number of peaks as much as possible because the cooling of the uppermost and lowermost slabs is larger than other slabs. It is.

山繰り数を評価指標とするのは、以下の理由による。まず、山分けを行う上で、作業スペースの問題や作業を行うクレーン等の搬送機器の能力の兼ね合いから、山積みを行うための搬送作業数ができるだけ少ないことが求められる。山分けの場合には、ヤードに到着する順にスラブを積んでいくことが出来れば理想的である。一方で、払出時の山繰りを無くし、払出作業を迅速に行う為に、払出山に於いては、下工程への払出が早いものを上に積むのが基本である。従って、現実的には、ヤードへの到着順と払出山における積順とが食い違う場合がある。すなわち、ヤードへの到着順が早い方のスラブを遅い方のスラブよりも同一の払出山の上の段に積まなければならない場合がある。その場合には、相対的に下段に積まれるスラブがヤードに到着するまで、先にヤードに到着したスラブを一旦仮置き場に仮置きし、相対的に下段に積まれるスラブがヤードに到着し山積みされてから、そのスラブの上に、仮置き場のスラブを積む作業が必要となる。したがって、この様な作業ができるだけ少なくなるような山分けをすることが望まれる。このような仮置きの発生数は、数学的には逆転数または転倒数として表現される。逆転数(転倒数)とは、ヤードへの到着順と同一の払出山における積順とが逆転する関係が成立するスラブグループ対の総数である。このように山繰り数は、逆転数で表される。   The reason why the rounding number is used as an evaluation index is as follows. First, when carrying out the mountain division, it is required that the number of carrying operations for carrying out the pile is as small as possible in consideration of the problem of the work space and the ability of the carrying device such as a crane for carrying out the work. In the case of mountain division, it is ideal if slabs can be stacked in the order of arrival at the yard. On the other hand, in order to eliminate the pile-up at the time of payout and perform the payout work quickly, it is fundamental that the payout piles are piled up the ones that are quickly paid to the lower process. Therefore, in reality, the order of arrival at the yard may be different from the order of loading at the payout mountain. In other words, the slab with the earliest arrival order may have to be stacked on the same top of the payout hill than the later slab. In that case, the slabs that arrived at the yard first are temporarily placed in the temporary storage area until the slabs that are loaded at the lower level arrive at the yard, and the slabs that are loaded at the lower level arrive at the yard and are piled up. After that, it is necessary to load the temporary storage slab on the slab. Therefore, it is desirable to divide the mountain so that such work is minimized. The number of occurrences of such temporary placement is mathematically expressed as the number of inversions or the number of falls. The number of inversions (the number of overturns) is the total number of slab group pairs in which the relationship that the order of arrival at the yard and the order of products in the same payout mountain are reversed is established. Thus, the number of rounds is represented by the number of inversions.

[[目的関数]]
1つの払出山において代表スラブグループは1つであるから、代表グループの総数(=ΣiNii)が総山数になる。
また、逆転数(=山繰り数)は、同一の払出山に積まれる逆転対の総数であるから、同一の払出山に積まれる逆転対の総数(=Σ[i,j]Rij)で表される。
総山数(山高さ)に対する重み係数をk1とし、逆転数に対する重み係数をk2とすると、目的関数は「k1×総山数+k2×逆転数」となる。
したがって、目的関数は、以下の(13)式で表される。
1×Σi∈Nii+k2×Σ[i,j]∈Rij ・・・(13)
[[Objective function]]
Since there is one representative slab group in one payout mountain, the total number of representative groups (= Σ iN x ii ) is the total number of mountains.
In addition, since the number of reverse rotations (= crest number) is the total number of reverse pairs stacked on the same payout mountain, the total number of reverse pairs stacked on the same payout mountain (= Σ [i, j]R r ij ).
If the weighting coefficient for the total number of mountains (mountain height) is k 1 and the weighting coefficient for the number of inversions is k 2 , the objective function is “k 1 × total number of mountains + k 2 × number of inversions”.
Therefore, the objective function is expressed by the following equation (13).
k 1 × Σ i∈N x ii + k 2 × Σ [i, j] ∈R r ij (13)

[[目的関数と制約式]]
以上より、本実施形態では、以下のように、(6)式〜(12)式、(14)式、(15)式の制約式による制約を満足する範囲で、(13)式の目的関数の値を最小化する決定変数xijを導出することになる。
[[Objective function and constraint expression]]
As described above, in the present embodiment, the objective function of the equation (13) is satisfied within the range satisfying the constraints of the constraints of the equations (6) to (12), (14), and (15) as follows. The decision variable x ij that minimizes the value of is derived.

Figure 2017039556
Figure 2017039556

変数設定部202は、例えば、山分け対象スラブグループリストと、幅条件および長さ条件における基準値とに基づいて、同一の山に山積みしてはいけないスラブグループ対(枝)の集合F(禁止対集合F)を導出する。幅条件および長さ条件における基準値は、例えば、入力部201が鋼材管理系計算機から取得してもよいし、山分け計画立案装置200のユーザインターフェースに対するオペレータによる操作により取得してもよい。また、変数設定部202は、入力部201により入力された対象スラブグループリストに基づいて、決定変数xij、逆転対同一山積変数rijのi、jとしてとり得る値を設定すると共に、同一山スラブ枚数w(i)の値を設定する。尚、決定変数xijについては、iとjが同じ値のものと異なる値のものとを設定する。 The variable setting unit 202, for example, based on the slab group slab group list and the reference values in the width condition and the length condition, sets F (prohibited pairs) of slab group pairs (branches) that should not be stacked on the same mountain. A set F) is derived. The reference values in the width condition and the length condition may be acquired by the input unit 201 from a steel material management computer, or may be acquired by an operation by an operator on the user interface of the divide plan planning apparatus 200, for example. The variable setting unit 202 sets possible values as i and j of the decision variable x ij and the reverse-versus-identical mountain variable r ij based on the target slab group list input by the input unit 201 and The value of the number of slabs w (i) is set. For the decision variable xij , i and j have the same value and different values.

目的関数設定部203は、変数設定部202で設定された決定変数xijおよび逆転対同一山積変数rijを(13)式に設定する。また、目的関数設定部203は、総山数(山高さ)に対する重み係数k1と、逆転数に対する重み係数k2を設定する。これらの重み係数k1、k2は、例えば、入力部201が鋼材管理系計算機から取得してもよいし、山分け計画立案装置200のユーザインターフェースに対するオペレータによる操作により取得してもよい。 The objective function setting unit 203 sets the decision variable x ij and the reverse pair identical mountain variable r ij set by the variable setting unit 202 in the equation (13). The objective function setting unit 203 sets a weighting factor k 1 for the total number of peaks (mountain height) and a weighting factor k 2 for the number of inversions. These weighting factors k 1 and k 2 may be acquired by the input unit 201 from the steel material management computer, or may be acquired by an operator's operation on the user interface of the divide plan planning apparatus 200, for example.

制約式設定部204は、変数設定部202で設定された決定変数xijおよび逆転対同一山積変数rijを(6)式〜(12)式、(14)式、(15)式に設定する。また、制約式設定部204は、1つの払出山に積めるスラブの枚数の上界hを(6)式に設定する。1つの払出山に積めるスラブの枚数の上界hは、例えば、入力部201が鋼材管理系計算機から取得してもよいし、山分け計画立案装置200のユーザインターフェースに対するオペレータによる操作により取得してもよい。 The constraint equation setting unit 204 sets the decision variable x ij and the reverse pair equal mountain variable r ij set by the variable setting unit 202 to equations (6) to (12), (14), and (15). . In addition, the constraint equation setting unit 204 sets the upper limit h of the number of slabs that can be stacked on one payout hill to the equation (6). The upper limit h of the number of slabs that can be loaded on one payout hill may be acquired by the input unit 201 from a steel material management computer, or may be acquired by an operator's operation on the user interface of the divide plan creation apparatus 200, for example. Good.

[山分け問題と頂点彩色問題との関係]
ここで、山分け問題と頂点彩色問題との関係について説明する。
スラブグループの集合Nを頂点の集合とし、禁止対集合F(同一の払出山に山積みしてはいけないスラブグループ対の集合)を辺(枝)とする単純無向グラフGとする。山分け問題において、同一の払出山に積むことができないスラブグループ対は、単純無向グラフGにおいて隣接する(辺(枝)で結ばれた)頂点対と見なすことができる。また、ヤードにおいてスラブを複数の払出山に積み分けることは、単純無向グラフGの頂点をいくつかの色に塗り分けることに対応する。すなわち、同一の色の頂点に対応するスラブグループが同一の払出山に山積みされることになり、異なる色の頂点に対応するスラブグループは異なる払出山に山積みされることになる。このようにすることにより、山高さ制約を除外し、目的関数として総山数のみを考慮した場合、山分け問題は、頂点彩色問題と等価な問題となる。この様に、山分け問題は、頂点彩色問題と似た性質を持つため、頂点彩色問題の定式化を応用することが可能である。
[Relationship between the Yaman problem and the vertex coloring problem]
Here, the relationship between the divide problem and the vertex coloring problem will be described.
A set N of slab groups is a set of vertices, and a simple undirected graph G with a prohibited pair set F (a set of slab group pairs that should not be stacked on the same payout mountain) as an edge (branch). In the division problem, slab group pairs that cannot be stacked on the same payout mountain can be regarded as adjacent vertex pairs (connected by edges (branches)) in the simple undirected graph G. In addition, stacking slabs into a plurality of payout mountains in the yard corresponds to painting the vertices of the simple undirected graph G into several colors. That is, slab groups corresponding to vertices of the same color are piled up on the same payout pile, and slab groups corresponding to vertices of different colors are piled up on different payout piles. By doing this, when the peak height constraint is excluded and only the total number of peaks is considered as the objective function, the peaking problem becomes an equivalent problem to the vertex coloring problem. As described above, since the divide problem has properties similar to the vertex coloring problem, it is possible to apply the formulation of the vertex coloring problem.

一方、一般的な頂点彩色問題では山繰り数を評価するような定式化はなされていない。そこで、本実施形態では、積順が上になるスラブグループの方が、積順が下になるスラブグループよりも、ヤードへの到着順が先になる逆転の関係が生じるスラブグループ対(逆転対)の集合を逆転対集合Rとして定義する。そして、逆転対集合Rの要素であるスラブグループ対が代表関係にあるかあるいは同一の代表スラブグループによって当該スラブグループ対が代表されるか否かを判定する制約式を設けると共に、逆転対集合Rの要素であるスラブグループ対が代表関係にあるかあるいは同一の代表スラブグループによって当該スラブグループ対が代表される場合には、そのスラブグループ対の数を計数する項を目的関数に含める。このようにすることによって、頂点彩色問題を山分け問題に適用することができる。   On the other hand, the general vertex coloring problem has not been formulated to evaluate the rounding number. Therefore, in the present embodiment, the slab group in which the order of arrival is higher in the slab group in which the product order is lower than the slab group in which the order of arrival is lower than the slab group in which the order of arrival is earlier (the reverse pair). ) Is defined as a reverse pair set R. Then, a constraint equation is provided for determining whether the slab group pair that is an element of the reverse pair R has a representative relationship or whether the slab group pair is represented by the same representative slab group, and the reverse pair R When the slab group pairs that are the elements of the slab group are representatively represented or are represented by the same representative slab group, a term for counting the number of the slab group pairs is included in the objective function. In this way, the vertex coloring problem can be applied to the divide problem.

[最適解導出部205:最適解導出工程S305]
最適解導出部205は、(6)式〜(12)式、(14)式、(15)式の制約式による制約を満足する範囲で、(13)式の目的関数の値を最小化する決定変数xij(すなわち、決定変数xijの最適解)を導出する。
[Optimum Solution Deriving Unit 205: Optimal Solution Deriving Step S305]
The optimum solution deriving unit 205 minimizes the value of the objective function of equation (13) within a range that satisfies the constraints of the equations (6) to (12), (14), and (15). A decision variable x ij (that is, an optimal solution of the decision variable x ij ) is derived.

本実施形態では、以下の仮定の下で、最適化計算を行う。
(a)払出山のスラブを次工程に払い出す際に、払出山の上にあるスラブグループから順に払い出せるように、積順が相対的に上であるスラブグループの次工程への払出順が、積順が相対的に下であるスラブグループの次工程への払出順よりも早くなるように各スラブを山積みする。
In the present embodiment, optimization calculation is performed under the following assumptions.
(A) When paying out the slab of the payout hill to the next process, the payout order to the next process of the slab group having a relatively higher stacking order is set so that the slab group on the payout hill can be paid in order. The slabs are piled up so as to be earlier than the delivery order to the next process of the slab group whose order is relatively lower.

(b)次工程へのスラブグループの払出順に自由度がある場合には、ヤードへの到着順が早いスラブグループである程、払出山の下に積む。例えば、同じロット番号のスラブグループについては、次工程へのスラブグループの払出順に制限はない。ロットとは、次工程(例えば、熱延工程)での処理の纏まりを表すもので、ロット番号は、その纏まりの次工程での処理の順番を表す、
(c)ヤードへの到着順は一意に定まり、異なるスラブグループ間での重複はないものとする。
このような仮定により、スラブグループの任意の部分集合N´⊆Nに対し、積み上げる順序が唯一つに定まる。
尚、0-1整数計画法による最適化計算は、公知の技術を用いることにより実現されるので、ここでは、その詳細な説明を省略する。
(B) When there is a degree of freedom in the order of paying out the slab group to the next process, the earlier the slab group arrives at the yard, the lower the payout pile. For example, for the slab groups having the same lot number, there is no restriction in the order of dispensing the slab groups to the next process. A lot represents a group of processes in the next process (for example, a hot rolling process), and a lot number represents the order of processes in the next process of the group.
(C) The order of arrival at the yard is uniquely determined, and there is no overlap between different slab groups.
With this assumption, the order of stacking is determined uniquely for an arbitrary subset N′⊆N of the slab group.
Note that the optimization calculation by the 0-1 integer programming method is realized by using a known technique, and the detailed description thereof is omitted here.

[出力部206:出力工程S306]
出力部206は、最適解導出部205で導出された決定変数xijの最適解に基づく情報を出力する。例えば、出力部206は、最適解導出部205で導出された決定変数xijの最適解を出力することができる。この場合、オペレータは、決定変数xijの最適解から、山分け対象スラブグループリストに含まれるスラブグループのそれぞれについての、当該スラブグループが属する払出山と当該払出山における積順とを含む情報を作成することができる。また、出力部206は、最適解導出部205で導出された決定変数xijの最適解から、このような情報を導出して出力することができる。その他、出力部206は、山分け対象スラブグループリストと決定変数xijの最適解とに基づいて、どのタイミングでどの搬送機器によりどのスラブグループをどの場所に搬送するのかを特定し、特定した内容に基づいて、搬送機器に対する動作指令を行うことができる。このようにする場合には、決定変数xijの最適解を出力してもしなくてもよい。
[Output unit 206: Output step S306]
The output unit 206 outputs information based on the optimal solution of the decision variable x ij derived by the optimal solution deriving unit 205. For example, the output unit 206 can output the optimal solution of the decision variable x ij derived by the optimal solution deriving unit 205. In this case, the operator creates the optimal solution for the decision variables x ij, for each slab groups included in Whack target slab group list, the information including a product order in the payout mountain and the payout mountain which the slab group belongs can do. Further, the output unit 206 can derive and output such information from the optimum solution of the decision variable x ij derived by the optimum solution deriving unit 205. In addition, the output unit 206 identifies which slab group is transported to which location by which transport device at which timing based on the slab group list to be divided and the optimal solution of the decision variable x ij , Based on this, it is possible to issue an operation command to the transfer device. In this case, the optimal solution for the decision variable x ij may or may not be output.

[まとめ]
以上のように本実施形態では、総山数を少なくすることと、山繰り数(同一の払出山においてヤードへの到着順が早い方のスラブグループを遅い方のスラブグループよりも上に積むために必要になる仮置きの数)を少なくすることとを目的とする目的関数の値を最小化する最適化問題を数理計画法による最適化計算を行うことにより解く。その際に、頂点をスラブグループに対応させ、辺(枝)により相互に連結される2つの頂点に対応する2つのスラブグループを、同一の払出山に積んではいけない関係(禁止対の関係)になる2つのスラブグループとして表す。また、他のスラブグループを代表するスラブグループであって、1つの払出山に1つのみ存在し、且つ、それ以外の払出山において他のスラブグループを代表することはできないスラブグループである代表スラブグループの数を総山数として表現する。また、同一の払出山に山積みすることはできるが、同一の払出山に山積みする際には、ヤードへの到着順と同一の払出山における積順とを入れ替える必要があるスラブグループ対である逆転対の内、同一の払出山に積まれた逆転対の総数を逆転数とし、これを山繰り数として表現する。
[Summary]
As described above, in the present embodiment, the total number of mountains is reduced, and the number of piles (in order to stack the slab group with the earlier arrival order to the yard on the same payout mountain above the slab group with the later number) The optimization problem that minimizes the value of the objective function for the purpose of reducing the number of temporary placements required for the above is solved by performing an optimization calculation by mathematical programming. At that time, let the vertices correspond to slab groups, and two slab groups corresponding to two vertices connected to each other by edges (branches) should not be stacked on the same payout mountain (restricted pair relationship) It is expressed as two slab groups. A representative slab that is a slab group that represents another slab group and that exists only in one payout mountain and cannot represent another slab group in any other payout mountain. Express the number of groups as the total number of mountains. In addition, it is possible to pile up on the same payout pile, but when stacking on the same payout pile, it is necessary to change the order of arrival at the yard and the order of load at the same payout pile. The total number of reverse pairs stacked on the same payout mountain is defined as the reverse number, and this is expressed as the number of rounds.

具体的に本実施形態では、逆転対の集合を逆転対集合Rとして定義する。そして、一方が他方を代表する関係にある任意のスラブグループ対が、逆転対となる場合及び同一の代表スラブグループによって当該スラブグループ対が代表される場合に山繰りが生じることを規定する制約式を制約式に含める。   Specifically, in this embodiment, a set of reversed pairs is defined as a reversed pair set R. And a constraint equation that prescribes that slab grouping occurs when an arbitrary slab group pair in which one represents the other is a reverse pair and when the slab group pair is represented by the same representative slab group Is included in the constraint expression.

したがって、山分け問題を頂点彩色問題に適用することができる。このようにすることによって、山分け計画の立案対象のスラブグループの中に、同一の払出山に積むと山繰り負荷が大きくなるようなスラブグループが多い場合や、山分け計画の立案対象のスラブグループの数が多い場合でも、実用的な時間内でヤードにおける山分け計画を作成することが可能になる。すなわち、解くべき問題の性格に関わらず、実用的な時間内でヤードにおける山分け計画を作成することができる。   Therefore, the mountain separation problem can be applied to the vertex coloring problem. By doing this, if there are many slab groups that are subject to the divide plan, the slab groups that are subject to the divide plan will become larger when piled on the same payout mountain, Even when the number is large, it is possible to create a divide plan in the yard within a practical time. That is, regardless of the nature of the problem to be solved, it is possible to create a yarding plan in a yard within a practical time.

例えば、本実施形態では、集合分割問題の様に実行可能山を列挙し、その数だけ変数を用意する必要はなくなる。特許文献1に示す集合分割問題における部分集合の数は、集合の要素数をnとすると2nとなるので指数時間アルゴリズムになる。これに対し、本実施形態ではn2の多項式のオーダの変数により問題を定式化することができる。よって、実行可能山(部分集合)の数に左右されないアルゴリズム構築が可能である。また、本実施形態の手法では、頂点が代表頂点(スラブグループiが代表スラブグループ)である場合に変数xii=1と約束することにより、彩色数χ(G)をχ(G)=ΣiViiと簡潔に表すことができる。したがって、特許文献2の手法と比較しても、特許文献2で必要となった、山が存在するか否かを示す変数(頂点彩色問題においては色の存在を表す変数)が不要となること等、変数の数や探索範囲を大幅に削減できることから、逆転対が多い場合にも高速に求解可能となる。 For example, in the present embodiment, it is not necessary to enumerate executable mountains as in the set partitioning problem and prepare variables for that number. Since the number of subsets in the set partitioning problem shown in Patent Document 1 is 2 n when the number of elements in the set is n , it is an exponential time algorithm. On the other hand, in the present embodiment, the problem can be formulated by a variable of the order of the polynomial of n 2 . Therefore, it is possible to construct an algorithm independent of the number of executable mountains (subsets). In the method of the present embodiment, when the vertex is a representative vertex (slab group i is a representative slab group), the color number χ (G) is set to χ (G) = Σ by promising that the variable x ii = 1. It can be simply expressed as iV x ii . Therefore, even if compared with the method of Patent Document 2, the variable indicating whether or not there is a mountain (a variable indicating the existence of a color in the vertex coloring problem) that is necessary in Patent Document 2 is not necessary. Since the number of variables and the search range can be greatly reduced, the solution can be obtained at high speed even when there are many reverse pairs.

<変形例>
[変形例1]
本実施形態では、総山数(山高さ)と山繰り数(逆転数)との重み付き線形和を最小化することを目的とする目的関数を例に挙げて説明した。しかしながら、目的関数は、総山数(山高さ)と山繰り数(逆転数)との重み付き線形和に限定されない。例えば、1つの払出山が出来上がるまでの時間(1つの山を作るための搬送機器の作業時間)の、全ての払出山についての総和と、総山数(山高さ)と、山繰り数(逆転数)との重み付き線形和を目的関数としてもよい。また、1つの払出山において、最初に次工程に払い出すスラブから最後に払い出すスラブを払い出すまでに要する時間(1つの払出山における最初のスラブの払い出し時刻から最後のスラブの払い出し時刻までの時間)の、全ての払出山についての総和と、総山数(山高さ)と、山繰り数(逆転数)との重み付き線形和を目的関数としてもよい。前者について、1つの払出山が出来上がるまでの時間が短ければ、例えば、保温設備をスラブの受け入れのために開けておく時間を短くすることができ、スラブの温度の低下を抑制することができる。後者について、1つの払出山において、最初に次工程に払い出すスラブから最後に払い出すスラブを払い出すまでに要する時間が短ければ、保温設備からの払い出しのために保温設備が開いている時間を短くすることができ、スラブの温度の低下を抑制することができる。
<Modification>
[Modification 1]
In the present embodiment, the objective function aimed at minimizing the weighted linear sum of the total number of peaks (mountain height) and the number of peaks (inversion number) has been described as an example. However, the objective function is not limited to a weighted linear sum of the total number of peaks (mountain height) and the number of peaks (number of inversions). For example, the sum of all payout mountains, the total number of mountains (mountain height), and the number of piles (reversed) of the time until one payout mountain is completed (working time of the transport device for making one mountain) The objective function may be a weighted linear sum with (number). Also, in one payout hill, the time required to pay out the slab to be paid out last from the first slab to the next process (from the payout time of the first slab to the payout time of the last slab in one payout hill) It is also possible to use a weighted linear sum of the sum of all payout mountains, the total number of peaks (mountain height), and the number of peaks (number of inversions) as the objective function. With respect to the former, if the time until one payout hill is completed is short, for example, it is possible to shorten the time for keeping the heat insulation facility open for accepting the slab, and to suppress a decrease in the temperature of the slab. Regarding the latter, if the time required to pay out the slab to be paid out from the first slab to the next process is short in one payout hill, the time for the heat insulation equipment to open for the payout from the heat insulation equipment is set. It can shorten and can suppress the fall of the temperature of a slab.

[変形例2]
本実施形態では、目的関数の値を最小化する最適化問題を数理計画法により解く場合を例に挙げて説明した。しかしながら、例えば(23)式の各項に(−1)を掛けることにより、目的関数の値を最大化する最適化問題としてもよい。
[Modification 2]
In the present embodiment, the case where the optimization problem that minimizes the value of the objective function is solved by mathematical programming has been described as an example. However, for example, an optimization problem that maximizes the value of the objective function may be obtained by multiplying each term of the equation (23) by (−1).

[変形例3]
本実施形態では、全てのスラブの厚みが同じである場合を例に挙げて説明した。しかしながら、スラブの厚みは同じでなくてもよい。この場合、w(i)を、スラブグループiに含まれるスラブの厚みの総和とすればよい。
[Modification 3]
In the present embodiment, the case where all the slabs have the same thickness has been described as an example. However, the thickness of the slabs may not be the same. In this case, w (i) may be the sum of the thicknesses of the slabs included in the slab group i.

[変形例4]
本実施形態では、スラブグループ単位で山分け計画を作成する場合を例に挙げて説明した。しかしながら、1つのスラブ単位で山分け計画を作成してもよい。その場合には、これまでの説明の「スラブグループ」を「スラブ」と読み替え、その鋼材数は1枚となり(したがって、例えば、スラブグループiのスラブ数w(i)は「1」になる)、最大幅と最小幅が当該スラブの幅で同じ値となる。最大長、最小長も同様に当該スラブの長さで同じ値となる。
[Modification 4]
In the present embodiment, the case where the divide plan is created for each slab group has been described as an example. However, a divide plan may be created for each slab. In that case, the “slab group” in the description so far is read as “slab”, and the number of steel materials becomes one (for example, the number of slabs w (i) of the slab group i becomes “1”). The maximum width and the minimum width are the same value as the width of the slab. Similarly, the maximum length and the minimum length have the same value as the length of the slab.

(第2の実施形態)
次に、第2の実施形態を説明する。第1の実施形態では、対称代表点法を解法として用いる頂点彩色問題に山分け計画を適用する場合を例に挙げて説明した。これに対し、本実施形態では、非対称代表点法を解法として用いる頂点彩色問題に山分け計画を適用する場合を例に挙げて説明する。したがって、本実施形態と第1の実施形態は、制約式の一部が主として異なる。よって、本実施形態の説明において、第1の実施形態と同一の部分については、図1〜図3に付した符号と同一の符号を付す等して詳細な説明を省略する。
(Second Embodiment)
Next, a second embodiment will be described. In the first embodiment, the case where the divide plan is applied to the vertex coloring problem using the symmetric representative point method as a solution has been described as an example. On the other hand, in this embodiment, the case where a divide plan is applied to the vertex coloring problem using the asymmetric representative point method as a solution will be described as an example. Therefore, the present embodiment and the first embodiment are mainly different in part of the constraint equation. Therefore, in the description of this embodiment, the same parts as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals as those in FIGS.

スラブグループの集合N(N={1,2,・・・,n})のそれぞれに正の整数の大小関係で順序をつける。前述したように、非対称代表点法では、2つのスラブグループi,jについて、i<jであれば、スラブグループjはスラブグループiを代表することはできない。すなわち、全てのi<jとなるスラブグループi、jについて決定変数xjiは0(xji=0)になる。したがって、非対称代表点法を解法として用いる場合の目的関数と制約式は、以下のようになる。 Each slab group set N (N = {1, 2,..., N}) is ordered in a positive integer magnitude relationship. As described above, in the asymmetric representative point method, for two slab groups i and j, if i <j, the slab group j cannot represent the slab group i. That is, the decision variable x ji is 0 (x ji = 0) for all slab groups i, j where i <j. Therefore, the objective function and the constraint equation when the asymmetric representative point method is used as a solution are as follows.

Figure 2017039556
Figure 2017039556

(9´)式および(12´)式において、min{j,k}は、j、kのうち小さい方の値であることを示す。また、(16)式は、前述した(g)式に対応し、第1の実施形態で説明した山仕分け制約式に含まれる第7の制約式である。(8´)式、(9´)式、(7´)式は、それぞれ前述した(b´)式、(c´)式、(e´)式に対応する制約式であり、第1の実施形態で説明した(8)式、(9)式、(7)式で設定した制約式のパラメータiの範囲を(16)式の規定を利用して減らした制約式である。また、(6´)式は、第1の実施形態で説明した(6)式に対応するものであり、山高さ制約式(第5の制約式)である。   In the equations (9 ′) and (12 ′), min {j, k} indicates a smaller value of j and k. Further, equation (16) corresponds to the above-described equation (g) and is a seventh constraint equation included in the mountain sorting constraint equation described in the first embodiment. The expressions (8 ′), (9 ′), and (7 ′) are constraint expressions corresponding to the expressions (b ′), (c ′), and (e ′) described above, respectively. This is a constraint equation in which the range of the parameter i of the constraint equation set by the equations (8), (9), and (7) described in the embodiment is reduced using the definition of the equation (16). The expression (6 ′) corresponds to the expression (6) described in the first embodiment, and is a peak height constraint expression (fifth constraint expression).

以上のように本実施形態では、それぞれのスラブグループ(頂点)に対し一意の序列を付与し、序列が相対的に低いスラブグループは、序列が相対的に高いスラブグループを代表することができないようにする。対称代表点法だけでなく、非対称代表点法を解法として用いた場合でも、頂点彩色問題に山分け計画を適用することができる。そして、全てのi<jとなるスラブグループi、jについて決定変数xjiは0(xji=0)となるので、計算時間をより短くすることができる。
尚、本実施形態においても、第1の実施形態で説明した種々の変形例を採用することができる。
As described above, in this embodiment, a unique rank is assigned to each slab group (vertex), and a slab group having a relatively low rank cannot represent a slab group having a relatively high rank. To. Even when the asymmetric representative point method is used as a solution method as well as the symmetric representative point method, the division scheme can be applied to the vertex coloring problem. Since the decision variable x ji is 0 (x ji = 0) for all slab groups i and j where i <j, the calculation time can be further shortened.
Also in this embodiment, various modifications described in the first embodiment can be employed.

(第3の実施形態)
次に、第3の実施形態を説明する。第2の実施形態では、スラブグループの集合N(N={1,2,・・・,n})に対する順序のつけ方が任意である場合を例に挙げて説明した。これに対し、本実施形態では、スラブグループの集合Nに対する順序のつけ方に制限をつける。このように本実施形態と第2の実施形態は、スラブグループの集合Nに対する順序のつけ方が異なることによる処理が主として異なる。したがって、本実施形態の説明において、第1、第2の実施形態と異なる部分については、図1〜図3に付した符号と同一の符号を付す等して詳細な説明を省略する。
(Third embodiment)
Next, a third embodiment will be described. In the second embodiment, the case where the ordering method for the set N (N = {1, 2,..., N}) of slab groups is arbitrary has been described as an example. On the other hand, in the present embodiment, there is a limit on how to order the set N of slab groups. As described above, the present embodiment and the second embodiment mainly differ in processing due to different ordering methods for the set N of slab groups. Therefore, in the description of the present embodiment, portions different from those in the first and second embodiments are denoted by the same reference numerals as those in FIGS.

第2の実施形態で説明した制約式のうち(12´)式に注目すると、各逆転対{j,k}∈Rに対し(min{j,k}−1)個の制約式を必要とする。これは、逆転対{j,k}に対応するスラブグループj,kに付与された番号が小さければ、(12´)式の制約式の数を少なくできることを意味する。つまり、非対称代表点法では、スラブグループへの順序(番号)の付け方によって、逆転対に関する制約式を減らすことができる。   Focusing on the equation (12 ′) among the constraint equations described in the second embodiment, (min {j, k} −1) constraint equations are required for each inversion pair {j, k} ∈R. To do. This means that if the number assigned to the slab group j, k corresponding to the reverse pair {j, k} is small, the number of constraint expressions in the expression (12 ′) can be reduced. That is, in the asymmetric representative point method, it is possible to reduce the constraint formulas related to the reverse pair by changing the order (numbering) to the slab group.

そこで、本実施形態では、変数設定部202は、以下のようにしてスラブグループに対して順序付け(番号付け)を行う。
図4は、スラブグループに対して順序付け(番号付け)を行う方法の一例を概念的に説明する図である。また、図5は、スラブグループに対して順序付け(番号付け)を行う方法の一例を説明するフローチャートである。図4および図5を参照しながら、スラブグループに対して順序付け(番号付け)を行う方法の一例を説明する。
Therefore, in this embodiment, the variable setting unit 202 performs ordering (numbering) on the slab groups as follows.
FIG. 4 is a diagram conceptually illustrating an example of a method for performing ordering (numbering) on slab groups. FIG. 5 is a flowchart for explaining an example of a method for ordering (numbering) slab groups. An example of a method for ordering (numbering) slab groups will be described with reference to FIGS.

まず、ステップS501において、変数設定部202は、スラブグループの集合Nを頂点の集合Vとし、逆転対集合R(積順が上になるスラブグループの方が、積順が下になるスラブグループよりも、ヤードへの到着順が先になる逆転の関係が生じるスラブグループ対(逆転対)の集合)を辺(枝)とする単純無向グラフΓ(V,R)を作成する。尚、他の何れのスラブグループとも逆転対とはならないスラブグループについては、当該スラブグループに対応する頂点が孤立して存在することになる(すなわち、当該頂点は、他の何れの頂点とも辺(枝)で接続されないことになる)。   First, in step S501, the variable setting unit 202 sets the slab group set N as the vertex set V, and the inverted pair set R (the slab group with the product order higher than the slab group with the product order lower). In addition, a simple undirected graph Γ (V, R) is created with an edge (branch) as a pair of slab groups (a set of reverse pairs) in which a reverse relationship occurs in the order of arrival at the yard. Note that, for a slab group that is not a reverse pair with any other slab group, the vertex corresponding to the slab group exists in isolation (that is, the vertex has a side ( It will not be connected at the branch)).

図4の上から1番目の図が、この単純無向グラフΓの一例である。このとき、変数設定部202は、各スラブグループの集合Nに対応する頂点に、相互に重複しないように、1〜Nまでの番号を仮に付す。図4の上から1番目の図には、この番号を各頂点の傍らに示す。また、変数設定部202は、列Qを空列とする。列Qの各列には、スラブグループの識別番号が与えられ、j列目のスラブグループに番号jが付与されるものとする(jは正の整数である)。   The first diagram from the top in FIG. 4 is an example of this simple undirected graph Γ. At this time, the variable setting unit 202 temporarily assigns numbers 1 to N to the vertices corresponding to the set N of each slab group so as not to overlap each other. In the first diagram from the top of FIG. 4, this number is shown beside each vertex. In addition, the variable setting unit 202 sets the column Q as an empty column. Each column of column Q is given a slab group identification number, and number j is assigned to the jth slab group (j is a positive integer).

次に、ステップS502において、変数設定部202は、単純無向グラフΓ(V,R)に頂点があるか否かを判定する。この判定の結果、単純無向グラフΓ(V,R)に頂点がない場合には、各スラブグループに対して順序付け(番号付け)が終了することになるので、図5のフローチャートによる処理を終了する。   Next, in step S502, the variable setting unit 202 determines whether or not there is a vertex in the simple undirected graph Γ (V, R). If the result of this determination is that there are no vertices in the simple undirected graph Γ (V, R), the ordering (numbering) for each slab group ends, so the processing according to the flowchart of FIG. 5 ends. To do.

一方、単純無向グラフΓ(V,R)に頂点が(1つでも)ある場合には、ステップS503に進む。図4の上から1番目の図の例では、単純無向グラフΓ(V,R)に頂点があるので、ステップS503に進むことになる。
ステップS503に進むと、変数設定部202は、単純無向グラフΓ(V,R)の頂点のうち、最も次数が高い頂点(すなわち、頂点に接続されている辺(枝)の数が最大の頂点)を選択する。尚、最も次数が高い頂点が複数ある場合、変数設定部202は、当該複数の頂点のうち、ステップS501で仮につけた番号が最も小さい頂点を選択する。図4の上から1番目の図の例では、仮の番号「5」が付された頂点に接続されている辺(枝)の数は「4」であり、当該頂点の次数が最も高い。したがって、変数設定部202は、番仮の号「5」が付された頂点を選択する。
On the other hand, if the simple undirected graph Γ (V, R) has at least one vertex, the process proceeds to step S503. In the example of the first figure from the top in FIG. 4, since there is a vertex in the simple undirected graph Γ (V, R), the process proceeds to step S503.
In step S503, the variable setting unit 202 has the highest number of vertices (ie, the number of edges (branches) connected to the vertices) among the vertices of the simple undirected graph Γ (V, R). Select (Vertex). When there are a plurality of vertices having the highest degree, the variable setting unit 202 selects a vertex having the smallest number temporarily assigned in step S501 among the plurality of vertices. In the example of the first figure from the top in FIG. 4, the number of sides (branches) connected to the vertex assigned the temporary number “5” is “4”, and the degree of the vertex is the highest. Therefore, the variable setting unit 202 selects the vertex to which the temporary number “5” is attached.

次に、ステップS504において、変数設定部202は、ステップS503で選択した頂点と、当該頂点に接続されている辺(枝)を削除する。図4の上から1番目の図の例では、図4の上から2番目の図に示すように、仮の番号「5」が付された頂点と、当該頂点に接続されている辺(枝)を削除する。尚、図5では、削除されたものを破線で示す。   Next, in step S504, the variable setting unit 202 deletes the vertex selected in step S503 and the side (branch) connected to the vertex. In the example of the first diagram from the top in FIG. 4, as shown in the second diagram from the top in FIG. 4, the vertex assigned the temporary number “5” and the side (branch) connected to the vertex ). In FIG. 5, the deleted one is indicated by a broken line.

次に、ステップS505において、変数設定部202は、ステップS503で選択した頂点に対応するスラブグループに対する番号を変更する。列Qの最後尾に、ステップS503で選択した頂点に対応するスラブグループの識別番号を挿入することにより、ステップS503で選択した頂点に対応するスラブグループに対する番号を変更する。図4の上から2番目の図に示す例では、まだ列Qに、スラブグループの識別番号が挿入されていない。したがって、列Qの先頭に、仮の番号「5」が付された頂点に対応するスラブグループの識別番号が挿入される。このようにして、仮の番号「5」が付された頂点に対応するスラブグループの番号が「5」から「1」に変更される。   In step S505, the variable setting unit 202 changes the number for the slab group corresponding to the vertex selected in step S503. By inserting the identification number of the slab group corresponding to the vertex selected in step S503 at the end of the column Q, the number for the slab group corresponding to the vertex selected in step S503 is changed. In the example shown in the second diagram from the top in FIG. 4, the slab group identification number is not yet inserted in the column Q. Therefore, the identification number of the slab group corresponding to the vertex with the temporary number “5” is inserted at the beginning of the column Q. In this way, the number of the slab group corresponding to the vertex with the temporary number “5” is changed from “5” to “1”.

そして、前述したステップS502に戻る。そして、ステップS502において、変数設定部202は、単純無向グラフΓ(V,R)に頂点があるか否かを判定する。図4の上から2番目の図に示す例では、まだ、ステップS501で付けられた仮の番号が「1」、「2」、「3」、「4」の4つの頂点がある。したがって、ステップS503において、変数設定部202は、当該頂点のうち、次数が最も高い頂点である、仮の番号「2」が付された頂点を選択する。   And it returns to step S502 mentioned above. In step S502, the variable setting unit 202 determines whether or not there is a vertex in the simple undirected graph Γ (V, R). In the example shown in the second diagram from the top in FIG. 4, there are still four vertices with temporary numbers “1”, “2”, “3”, and “4” assigned in step S501. Therefore, in step S503, the variable setting unit 202 selects a vertex assigned with a temporary number “2”, which is the vertex having the highest degree among the vertices.

そして、変数設定部202は、ステップS504において、図4の上から3番目の図に示すように、仮の番号「2」が付された頂点と、当該頂点に接続されている辺(枝)を削除し、ステップS505において、列Qの最後尾(2列目)に、仮の番号「2」が付された頂点に対応するスラブグループの識別番号を挿入する。これにより、図4の上から3番目の図に示すように、仮の番号「2」が付された頂点に対応するスラブグループの番号は「2」になる。   Then, in step S504, the variable setting unit 202, as shown in the third diagram from the top in FIG. 4, the vertex assigned with the temporary number “2” and the side (branch) connected to the vertex In step S505, the identification number of the slab group corresponding to the vertex assigned the temporary number “2” is inserted at the end (second column) of the column Q. As a result, as shown in the third diagram from the top in FIG. 4, the number of the slab group corresponding to the vertex assigned the temporary number “2” becomes “2”.

図4の上から3番目の図に示す例では、まだ、ステップS501で付けられた仮の番号が「1」、「3」、「4」の3つの頂点がある。したがって、変数設定部202は、ステップS502において、単純無向グラフΓ(V,R)に頂点があると判定する。図4の上から3番目の図に示す例では、現在残っている頂点の中に、辺(枝)で接続されている頂点がない(全ての頂点の次数は同じである)。したがって、ステップS503において、変数設定部202は、仮の番号が「1」、「3」、「4」の3つの頂点のうち、最も小さい仮の番号「1」の頂点を選択する。   In the example shown in the third diagram from the top in FIG. 4, there are still three vertices with the temporary numbers “1”, “3”, and “4” assigned in step S501. Therefore, the variable setting unit 202 determines in step S502 that the simple undirected graph Γ (V, R) has a vertex. In the example shown in the third diagram from the top in FIG. 4, there are no vertices connected by edges (branches) among the currently remaining vertices (the order of all vertices is the same). Accordingly, in step S503, the variable setting unit 202 selects the vertex with the smallest temporary number “1” among the three vertices with the temporary numbers “1”, “3”, and “4”.

そして、変数設定部202は、ステップS504において、図4の上から4番目の図に示すように、仮の番号「1」が付された頂点を削除し、ステップS505において、列Qの最後尾(3列目)に、仮の番号「1」が付された頂点に対応するスラブグループの識別番号を挿入する。これにより、図4の上から4番目の図に示すように、仮の番号「1」が付された頂点に対応するスラブグループの番号は「3」になる。
以降、仮の番号「1」が付与された頂点に対する処理と同様にして、図4の上から4番目の図に示すように、仮の番号「3」、「4」が付された頂点に対応するスラブグループの番号として、それぞれ「4」、「5」が設定される。以上のようにして全ての頂点がなくなると、前述したように図5のフローチャートによる処理を終了する。
Then, in step S504, the variable setting unit 202 deletes the vertex assigned the temporary number “1” as shown in the fourth diagram from the top in FIG. In the (third column), the identification number of the slab group corresponding to the vertex assigned the temporary number “1” is inserted. As a result, as shown in the fourth diagram from the top in FIG. 4, the number of the slab group corresponding to the vertex assigned the temporary number “1” becomes “3”.
Thereafter, in the same manner as the processing for the vertices assigned with the temporary number “1”, as shown in the fourth diagram from the top in FIG. 4, the vertices assigned with the temporary numbers “3” and “4” are added. “4” and “5” are set as the corresponding slab group numbers, respectively. When all the vertices disappear as described above, the processing according to the flowchart of FIG. 5 is terminated as described above.

以上のように本実施形態では、スラブグループの集合Nを頂点の集合Vとし、逆転対集合Rを辺(枝)とする単純無向グラフΓ(V,R)において、他の頂点と接続される辺(枝)の数が多い頂点から順に、当該頂点と当該頂点に接続される辺(枝)を削除すると共に当該頂点に対応するスラブグループの番号に対し1から昇順に1ずつ増加する番号を付す。したがって、より多くの他のスラブグループと逆転対の関係になるスラブグループであるほど、相対的に小さな番号が付与されることになる。したがって、逆転対に関する制約式である(12´)式として列挙する式の数を少なくすることができる。よって、計算時間をより一層短くすることができる。
尚、本実施形態においても、第1、第2の実施形態で説明した種々の変形例を採用することができる。
As described above, in the present embodiment, in the simple undirected graph Γ (V, R) in which the set N of slab groups is the vertex set V and the inverted pair set R is the edge (branch), it is connected to other vertices. In order from the vertex with the largest number of edges (branches), the number of the vertex and the edge (branch) connected to the vertex are deleted and the number of the slab group corresponding to the vertex increases from 1 to 1 in ascending order Is attached. Therefore, a relatively smaller number is assigned to a slab group that has a reverse pair relationship with a larger number of other slab groups. Therefore, it is possible to reduce the number of expressions listed as the expression (12 ′) that is a constraint expression related to the reverse pair. Therefore, the calculation time can be further shortened.
Also in this embodiment, various modifications described in the first and second embodiments can be adopted.

(実施例)
次に、実施例を説明する。
<実施例1>
本実施例では、第3の実施形態による解法(発明例)と、特許文献1による解法(比較例1)と、特許文献2による解法(比較例2)とのそれぞれにより、山分け計画を作成し、求解に要する時間の比較を行った。ただし、計算時間が3分(180秒)以上となる場合には、その時点で得られた解の精度を表す双対ギャップにより評価した。
双対ギャップは、以下の(17)式で表される。
双対ギャップ={(上界値−下界値)/上界値}×100 ・・・(17)
(Example)
Next, examples will be described.
<Example 1>
In this example, a divide plan is created by the solution according to the third embodiment (invention example), the solution according to Patent Document 1 (Comparative Example 1), and the solution according to Patent Document 2 (Comparative Example 2). The time required for solution was compared. However, when the calculation time was 3 minutes (180 seconds) or more, the evaluation was made by the dual gap representing the accuracy of the solution obtained at that time.
The dual gap is expressed by the following equation (17).
Dual gap = {(upper bound value−lower bound value) / upper bound value} × 100 (17)

(17)式において、上界値は、計算を開始してから3分が経過した時点で得られた、山分け計画を実現可能な解の中で最も良い解の目的関数の値である。下界値は、計算を開始してから3分が経過した時点で得られた、緩和問題を解いた場合の最適解の中で、最も大きな(最も悪い)目的関数の値である。尚、上界値と下界値とが一致した場合、そのときの解は最適解である。また、緩和問題とは、最適化問題の0−1変数の条件を緩和した(0−1変数が0、1以外の0〜1の間の値をとることを許容した)問題をいう。   In equation (17), the upper bound value is the value of the objective function of the best solution among the solutions that can realize the divide plan obtained when 3 minutes have passed since the calculation was started. The lower bound value is the value of the largest (worst) objective function among the optimum solutions obtained when the relaxation problem is solved, which is obtained when 3 minutes have passed since the calculation was started. When the upper bound value and the lower bound value coincide with each other, the solution at that time is the optimal solution. Further, the relaxation problem refers to a problem in which the 0-1 variable condition of the optimization problem is relaxed (allowing the 0-1 variable to take a value between 0 and 1 other than 0 and 1).

また、何れの解法でも、スラブグループの総数を50とし、同一のスラブグループについて、山分け計画を作成した(すなわち、同一の山分け対象スラブグループリストを用いた)。
また、何れの解法でも、k1×総山数+k2×逆転数を目的関数とした。ここで、総山数(山高さ)に対する重み係数k1を5.0(k1=5.0)とし、逆転数に対する重み係数k2を1.0(k2=1.0)とした。
図6は、これらの解法による山分け計画の作成結果を表形式に示す図である。
In any solution, the total number of slab groups is set to 50, and a divide plan is created for the same slab group (that is, the same divide target slab group list is used).
In any solution, the objective function was k 1 × total number of peaks + k 2 × number of inversions. Here, the weighting factor k 1 for the total number of mountains (mountain height) is set to 5.0 (k 1 = 5.0), and the weighting factor k 2 for the number of inversions is set to 1.0 (k 2 = 1.0). .
FIG. 6 is a diagram showing the creation results of the division plan based on these solutions in a table format.

図6において、「禁止%」とは、スラブグループ対の総数に対する、同一の払出山に山積みしてはいけないスラブグループ対(枝)の数の割合を、百分率で表記したものである。「逆転%」とは、スラブグループ対の総数から同一の払出山に山積みしてはいけないスラブグループ対の数を差し引いた値に対する、ヤードへの到着順と払出山における積順とが逆転するスラブグループ対の数の割合を、百分率で表記したものである。「F.Mt」は、実現可能山の数(単位は百万個)である。「Opt.V」は、最適解が得られたときの目的関数の値、または、上界値である。「山数」は、最適化計算の結果として得られた払出山の数である。「逆転」は、最適化計算の結果として得られた、ヤードへの到着順と払出山における積順とが逆転するスラブグループ対の数である。   In FIG. 6, “prohibited%” is the percentage of the number of slab group pairs (branches) that should not be stacked on the same payout mountain with respect to the total number of slab group pairs. “Reversal%” refers to the slab in which the order of arrival at the yard and the order of product at the payout mountain are reversed relative to the total number of slab group pairs minus the number of slab group pairs that must not be piled up at the same payout pile. The percentage of the number of group pairs is expressed as a percentage. “F.Mt” is the number of realizable mountains (unit: million). “Opt.V” is the value of the objective function or the upper bound value when the optimal solution is obtained. “Number of mountains” is the number of payout mountains obtained as a result of the optimization calculation. “Reversal” is the number of slab group pairs obtained as a result of the optimization calculation, in which the order of arrival at the yard and the order of product at the payout mountain are reversed.

図6において色塗りをいているのは、3つの解法のうちで最良の解が得られたものである。図6に示すように、使用した19個のデータのうち、14個のデータにおいて、発明例による解法(非対称代表点法)の方が、比較例1による解法(集合分割)および比較例2による解法(多対1割当)よりも早く良い解に達する。比較例1による解法(集合分割)による解が最も良かったのは3個のデータ(データID03、05、15)のみである。そのうち、2個のデータ(データID03、05)において、発明例による解法(非対称代表点法)と比較例1による解法(集合分割)とで同レベルの解が得られており、のこる1個のデータ(データID15)に於いても、ほぼ同レベルの解が得られている。また、比較例2による解法(多対1割当)では、最も良い解が得られたケースはない。   In FIG. 6, coloring is shown because the best solution among the three solutions is obtained. As shown in FIG. 6, out of the 19 data used, the solution according to the invention example (asymmetric representative point method) in 14 data out of the solution according to the comparative example 1 (set division) and the comparative example 2 A better solution is reached sooner than the solution (many-to-one assignment). Only the three data (data ID 03, 05, 15) have the best solution by the solution method (set division) according to Comparative Example 1. Of the two data (data IDs 03 and 05), the same level of solution is obtained with the solution according to the invention example (asymmetric representative point method) and the solution according to comparative example 1 (set partitioning). In the data (data ID 15), almost the same level of solution is obtained. In addition, in the solution method according to Comparative Example 2 (many-to-one assignment), there is no case where the best solution is obtained.

比較例1による解法(集合分割)による解の方が、発明例による解法(非対称代表点法)よりも良い場合は、実現可能山の数が高々3百万程度までであり、実現可能山の数が1千万個に近づくと、比較例1による解法(集合分割)では3分以内に実現可能解が得られない。これに対し、発明例による解法(非対称代表点法)では、実現可能山の数が数千万から1億個となっても3分以内で最適値あるいはそれに近い値を求解できる。このように、発明例による解法(非対称代表点法)では、実現可能山の数が多くなっても3分以内にほぼ最適解を求めることができる。   In the case where the solution by the comparative example 1 (set division) is better than the solution by the invention example (asymmetric representative point method), the number of feasible mountains is at most about 3 million. When the number approaches 10 million, the solution (set division) according to Comparative Example 1 does not provide a feasible solution within 3 minutes. On the other hand, with the solution according to the invention example (asymmetric representative point method), even if the number of feasible mountains is tens of millions to 100 million, the optimal value or a value close to it can be obtained within 3 minutes. As described above, in the solution according to the invention example (asymmetric representative point method), the optimum solution can be obtained within 3 minutes even when the number of realizable mountains increases.

<実施例2>
本実施例では、第3の実施形態による解法(非対称代表点法(発明例)と記載)と、第1の実施形態による解法(対称代表点法(発明例)と記載)とのそれぞれにより、山分け計画を作成し、求解に要する時間の比較を行った。山分け計画に用いたデータ、山分け計画の作成条件、および山分け計画の評価方法は、実施例1と同じである。
図7は、これらの解法による山分け計画の作成結果を表形式に示す図である。図7において、「(12´)式」、「(12)式」は、それぞれ、(12´)式、(12)式として列挙される式の数である。また、「%」は、(12´)式として列挙される式の数を(12)式として列挙される式の数で割った値を百分率で表わしたものである。
図7に示すように、使用した19個のデータのうち、14個のデータの全てにおいて、
第3の実施形態による解法(非対称代表点法)の方が、第1の実施形態による解法(対称代表点法)よりも、早く良解に達する。ただし、第1の実施形態による解法(対称代表点法)でも、実現可能解が得られなかったケースはなく、図6に示した比較例1による解法(集合分割)および比較例2による解法(多対1割当)に比べ、実現可能山の数が多くなっても早く良い解を得ることができる。
<Example 2>
In this example, the solution according to the third embodiment (described as an asymmetric representative point method (invention example)) and the solution according to the first embodiment (described as a symmetrical representative point method (invention example)), respectively, We created a divide plan and compared the time required for solution. The data used for the divide plan, the creation condition of the divide plan, and the evaluation method of the divide plan are the same as those in the first embodiment.
FIG. 7 is a table showing the results of creating a mountain division plan based on these solutions in a table format. In FIG. 7, “expression (12 ′)” and “expression (12)” are the numbers of expressions listed as expressions (12 ′) and (12), respectively. “%” Represents a percentage obtained by dividing the number of formulas listed as the formula (12 ′) by the number of formulas listed as the formula (12).
As shown in FIG. 7, out of the 19 data used, in all 14 data,
The solution according to the third embodiment (asymmetric representative point method) reaches a good solution earlier than the solution according to the first embodiment (symmetric representative point method). However, there is no case where a feasible solution is not obtained even with the solution according to the first embodiment (symmetric representative point method), and the solution according to Comparative Example 1 (set division) and the solution according to Comparative Example 2 shown in FIG. Compared to many-to-one allocation, a good solution can be obtained quickly even if the number of realizable mountains increases.

(その他の変形例)
尚、以上説明した本発明の実施形態は、コンピュータがプログラムを実行することによって実現することができる。また、前記プログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体及び前記プログラム等のコンピュータプログラムプロダクトも本発明の実施形態として適用することができる。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−ROM、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。
また、以上説明した本発明の実施形態は、何れも本発明を実施するにあたっての具体化の例を示したものに過ぎず、これらによって本発明の技術的範囲が限定的に解釈されてはならないものである。すなわち、本発明はその技術思想、またはその主要な特徴から逸脱することなく、様々な形で実施することができる。
(Other variations)
The embodiment of the present invention described above can be realized by a computer executing a program. Further, a computer-readable recording medium in which the program is recorded and a computer program product such as the program can also be applied as an embodiment of the present invention. As the recording medium, for example, a flexible disk, a hard disk, an optical disk, a magneto-optical disk, a CD-ROM, a magnetic tape, a nonvolatile memory card, a ROM, or the like can be used.
In addition, the embodiments of the present invention described above are merely examples of implementation in carrying out the present invention, and the technical scope of the present invention should not be construed as being limited thereto. Is. That is, the present invention can be implemented in various forms without departing from the technical idea or the main features thereof.

(請求項との関係)
以下に請求項と実施形態との関係の一例を示す。尚、請求項と実施形態との関係が以下の関係に限定されないのは、変形例等で説明した通りである。
<請求項1>
決定変数設定手段は、例えば、変数設定部202を用いることにより実現される。
山分け制約式設定手段および積姿制約式設定手段は、例えば、制約式設定部204を用いることにより実現される。
目的関数設定手段は、例えば、目的関数設定部203を用いることにより実現される。
払出山の総数は、例えば、ΣiNiiを用いることにより実現される。
逆転数は、例えば、Σ[i,j]Rijを用いることにより実現される。
山分け決定手段は、例えば、最適解導出部205を用いることにより実現される。
代表関係変数(決定変数)は、例えば、xijにより実現される(尚、iとjは同じものと異なるものとを含む)。
積姿制約式は、例えば、(3)式を用いることにより実現される。
第1の制約式は、例えば、(7)式を用いることにより実現される。
第2の制約式は、例えば、(8)式を用いることにより実現される。
第3の制約式は、例えば、(9)式を用いることにより実現される。
第4の制約式は、例えば、(10)式を用いることにより実現される。
第5の制約式は、例えば、(6)式を用いることにより実現される。
第6の制約式は、例えば、(11)式および(12)式(または(11)´式および(12)´式)を用いることにより実現される。
<請求項2>
第7の制約式は、例えば、(16)式を用いることにより実現される。
<請求項3>
請求項3は、例えば、変数設定部202(による図5のフローチャートによる処理)を用いることにより実現される。
<請求項4>
鋼材グループは、例えば、スラブグループに対応する。
(Relationship with claims)
Below, an example of the relationship between a claim and embodiment is shown. Note that the relationship between the claims and the embodiment is not limited to the following relationship, as described in the modification and the like.
<Claim 1>
The decision variable setting means is realized by using the variable setting unit 202, for example.
The mountain division constraint equation setting unit and the stacking shape constraint equation setting unit are realized by using the constraint equation setting unit 204, for example.
The objective function setting means is realized by using the objective function setting unit 203, for example.
The total number of payout hills is realized by using, for example, Σ iN x ii .
The number of inversions is realized by using, for example, Σ [i, j]R r ij .
The division determination unit is realized by using the optimum solution deriving unit 205, for example.
The representative relationship variable (decision variable) is realized by, for example, x ij (where i and j include the same and different ones).
The product form constraint equation is realized by using, for example, Equation (3).
The first constraint equation is realized by using, for example, equation (7).
The second constraint equation is realized by using, for example, equation (8).
The third constraint equation is realized, for example, by using equation (9).
The fourth constraint expression is realized by using, for example, Expression (10).
The fifth constraint equation is realized by using, for example, equation (6).
The sixth constraint expression is realized by using, for example, Expression (11) and Expression (12) (or Expression (11) ′ and Expression (12) ′).
<Claim 2>
The seventh constraint expression is realized by using, for example, Expression (16).
<Claim 3>
Claim 3 is realized by using, for example, the variable setting unit 202 (the process according to the flowchart of FIG. 5).
<Claim 4>
The steel material group corresponds to, for example, a slab group.

200:鋼材の山分け計画立案装置、201:入力部、202:変数設定部、203:目的関数設定部、204:制約式設定部、205:最適解導出部、206:出力部   200: Steel material division planning device, 201: input unit, 202: variable setting unit, 203: objective function setting unit, 204: constraint equation setting unit, 205: optimal solution derivation unit, 206: output unit

Claims (6)

鉄鋼プロセスにおける工程間の置場として鋼材を配置するヤードに搬入された複数の鋼材を、次工程への払出順が早い鋼材が上になる様な順に積み上げて、該ヤードの後工程に払い出すための複数の払出山を作成するための山分け計画を立案する鋼材の山分け計画装置であって、
前記山分け計画を決定する際に決定されるべき変数である決定変数を設定する決定変数設定手段と、
前記複数の鋼材それぞれを前記複数の払出山のうちの1つに割り当てるときの制約である山仕分け制約式を設定する山仕分け制約式設定手段と、
該払出山の積姿に関する制約である積姿制約式を設定する積姿制約式設定手段と、
前記払出山の総数を少なくすることと、同一の前記払出山に積まれる任意の二つの前記鋼材について、ヤードへの到着順が早い方の前記鋼材が遅い方の前記鋼材よりも上に積まれる逆転の関係にある逆転対の数を少なくすることと、を目的とする目的関数を設定する目的関数設定手段と、
前記山仕分け制約式と、前記積姿制約式とを満足し、前記目的関数を最小にする様に山分けを決定する山仕分け決定手段とを有し、
前記決定変数には、
前記鋼材のうちの一の鋼材が、前記払出山のそれぞれについて選択される、当該払出山を代表する1つの前記鋼材である代表鋼材が代表する払出山に積まれる場合には、当該代表鋼材が前記一の鋼材を代表するものとし、前記一の鋼材が前記代表鋼材が代表する払出山に積まれない場合は当該代表鋼材が前記一の鋼材を代表しないものとする代表関係変数を含み、
前記山仕分け制約式は、
前記代表鋼材が、当該代表鋼材自身と、当該代表鋼材が代表する払出山に積まれる鋼材を代表することを規定する第1の制約式と、
前記積姿制約式に違反する為に同一の払出山に積むことが出来ない任意の2つの前記鋼材は、一方の前記鋼材が他方の前記鋼材を代表しないことを規定する第2の制約式と、
前記積姿制約式に違反する為に同一の払出山に積むことが出来ない任意の2つの鋼材は、当該2つの鋼材と異なる前記鋼材には代表されないことを規定する第3の制約式と、
全ての前記鋼材が、何れかの代表鋼材によって代表されることを規定する第4の制約式と、
それぞれの前記払出山に積まれる前記鋼材の総数を示す値である、前記それぞれの代表鋼材が代表する鋼材の総数が、上限値以下であることを規定する第5の制約式と、
一方がもう一方を代表する任意の二つの前記鋼材について、ヤードへの到着順が早い鋼材を上に積む場合に前記逆転の関係が生じることを規定する第6の制約式と、
を含み、
前記目的関数において、
前記代表鋼材の総数を前記払出山の総数とし、前記第6の制約式で規定される前記逆転の関係にある鋼材の対の数を前記逆転対の数とすることを特徴とする鋼材の山分け計画立案装置。
To pile up multiple steel materials that have been transported to a yard where steel materials are arranged as a place between processes in the steel process in order that the steel materials that are delivered earlier to the next process are on top, and to be delivered to the subsequent process of the yard A steel material division planning device for creating a division plan for creating a plurality of payout mountains,
A decision variable setting means for setting a decision variable which is a variable to be determined when determining the divide plan;
A mountain sorting constraint equation setting means for setting a mountain sorting constraint equation that is a constraint when assigning each of the plurality of steel materials to one of the plurality of payout piles;
A loading figure constraint equation setting means for setting a loading figure constraint equation that is a restriction on the loading figure of the payout mountain;
Reducing the total number of payout hills and, for any two steel members stacked on the same payout hill, the steel material with the earlier arrival order to the yard is stacked above the steel material with the slower arrival. An objective function setting means for setting an objective function for reducing the number of reverse pairs in a reverse relationship;
Satisfying the mountain sorting constraint equation and the product form constraint equation, and having a mountain sorting determination means for determining the mountain division so as to minimize the objective function,
The decision variable includes
When one of the steel materials is stacked on a payout mountain represented by a representative steel material that is one steel material representing the payout mountain, selected for each of the payout piles, the representative steel material is Including the representative relation variable that represents the one steel material, and when the one steel material is not stacked on the payout hill represented by the representative steel material, the representative steel material does not represent the one steel material;
The mountain sorting constraint formula is
A first constraint formula that prescribes that the representative steel material represents the steel material piled up on the payout hill represented by the representative steel material itself and the representative steel material;
Any two of the steel materials that cannot be stacked on the same payout pile because they violate the stacking shape constraint formula are as follows: a second constraint formula that defines that one steel material does not represent the other steel material; ,
A third constraint formula that stipulates that any two steel materials that cannot be stacked on the same payout pile because they violate the stacking shape constraint formula are not represented by the steel materials different from the two steel products;
A fourth constraint formula that specifies that all the steel materials are represented by any representative steel material;
A fifth constraint formula that defines that the total number of steel materials represented by each of the representative steel materials is a value equal to or less than the upper limit value, which is a value indicating the total number of the steel materials stacked on each of the payout piles;
For any two steel products, one representing the other, a sixth constraint formula that specifies that the reversal relationship occurs when steel products that arrive early in the yard are stacked on top of each other;
Including
In the objective function,
The total number of the representative steel materials is the total number of the payout hills, and the number of pairs of steel materials in the reverse relationship defined by the sixth constraint formula is the number of the reverse pairs, Planning device.
前記鋼材には、一意の序列が付与され、
前記山仕分け制約式は、前記序列が相対的に低い前記鋼材は、前記序列が相対的に高い鋼材を代表することができないことを規定する第7の制約式を更に含むことを特徴とする請求項1に記載の鋼材の山分け計画立案装置。
The steel is given a unique order,
The mountain sorting constraint equation further includes a seventh constraint equation that defines that the steel material having a relatively low order cannot represent a steel material having a relatively high order. Item 1. A steel mountain division planning apparatus according to item 1.
前記逆転の関係が成立する数が相対的に多い前記鋼材に付与される前記序列を、前記逆転の関係が成立する数が相対的に少ない前記鋼材に付与される前記序列よりも高くすることを特徴とする請求項2に記載の鋼材の山分け計画立案装置。   The order given to the steel materials in which the number of the reverse relations is established is relatively higher than the order given to the steel materials in which the number of the reverse relations is established is relatively small. The steel material mountain division planning apparatus according to claim 2, wherein the steel material is divided into parts. 前記山分け計画を、複数の鋼材からなる鋼材グループの単位で立案することを特徴とする請求項1〜3の何れか1項に記載の鋼材の山分け計画立案装置。   The steel divide plan planning apparatus according to any one of claims 1 to 3, wherein the divide plan is made in units of a steel group composed of a plurality of steel materials. 鉄鋼プロセスにおける工程間の置場として鋼材を配置するヤードに搬入された複数の鋼材を、次工程への払出順が早い鋼材が上になる様な順に積み上げて、該ヤードの後工程に払い出すための複数の払出山を作成するための山分け計画を立案する鋼材の山分け計画方法であって、
前記山分け計画を決定する際に決定されるべき変数である決定変数を設定する決定変数設定ステップと、
前記複数の鋼材それぞれを前記複数の払出山のうちの1つに割り当てるときの制約である山仕分け制約式を設定する山仕分け制約式設定ステップと、
該払出山の積姿に関する制約である積姿制約式を設定する積姿制約式設定ステップと、
前記払出山の総数を少なくすることと、同一の前記払出山に積まれる任意の二つの前記鋼材について、ヤードへの到着順が早い方の前記鋼材が遅い方の前記鋼材よりも上に積まれる逆転の関係にある逆転対の数を少なくすることと、を目的とする目的関数を設定する目的関数設定ステップと、
前記山仕分け制約式と、前記積姿制約式とを満足し、前記目的関数を最小にする様に山分けを決定する山仕分け決定ステップとを有し、
前記決定変数には、
前記鋼材のうちの一の鋼材が、前記払出山のそれぞれについて選択される、当該払出山を代表する1つの前記鋼材である代表鋼材が代表する払出山に積まれる場合には、当該代表鋼材が前記一の鋼材を代表するものとし、前記一の鋼材が前記代表鋼材が代表する払出山に積まれない場合は当該代表鋼材が前記一の鋼材を代表しないものとする代表関係変数を含み、
前記山仕分け制約式は、
前記代表鋼材が、当該代表鋼材自身と、当該代表鋼材が代表する払出山に積まれる鋼材を代表することを規定する第1の制約式と、
前記積姿制約式に違反する為に同一の払出山に積むことが出来ない任意の2つの前記鋼材は、一方の前記鋼材が他方の前記鋼材を代表しないことを規定する第2の制約式と、
前記積姿制約式に違反する為に同一の払出山に積むことが出来ない任意の2つの鋼材は、当該2つの鋼材と異なる前記鋼材には代表されないことを規定する第3の制約式と、
全ての前記鋼材が、何れかの代表鋼材によって代表されることを規定する第4の制約式と、
それぞれの前記払出山に積まれる前記鋼材の総数を示す値である、前記それぞれの代表鋼材が代表する鋼材の総数が、上限値以下であることを規定する第5の制約式と、
一方がもう一方を代表する任意の二つの前記鋼材について、ヤードへの到着順が早い鋼材を上に積む場合に前記逆転の関係が生じることを規定する第6の制約式と、
を含み、
前記目的関数において、
前記代表鋼材の総数を前記払出山の総数とし、前記第6の制約式で規定される前記逆転の関係にある鋼材の対の数を前記逆転対の数とすることを特徴とする鋼材の山分け計画立案方法。
To pile up multiple steel materials that have been transported to a yard where steel materials are arranged as a place between processes in the steel process in order that the steel materials that are delivered earlier to the next process are on top, and to be delivered to the subsequent process of the yard A steel material division planning method for creating a division plan for creating a plurality of payout mountains,
A decision variable setting step for setting a decision variable which is a variable to be determined when determining the divide plan;
A mountain sorting constraint equation setting step for setting a mountain sorting constraint equation that is a constraint when assigning each of the plurality of steel materials to one of the plurality of payout piles;
A loading figure constraint formula setting step for setting a loading figure constraint formula that is a constraint on the loading figure of the payout mountain;
Reducing the total number of payout hills and, for any two steel members stacked on the same payout hill, the steel material with the earlier arrival order to the yard is stacked above the steel material with the slower arrival. An objective function setting step for setting an objective function for reducing the number of inversion pairs in a reverse relationship;
Satisfying the mountain sorting constraint equation and the product form constraint equation, and a mountain sorting determination step for determining the mountain division so as to minimize the objective function,
The decision variable includes
When one of the steel materials is stacked on a payout mountain represented by a representative steel material that is one steel material representing the payout mountain, selected for each of the payout piles, the representative steel material is Including the representative relation variable that represents the one steel material, and when the one steel material is not stacked on the payout hill represented by the representative steel material, the representative steel material does not represent the one steel material;
The mountain sorting constraint formula is
A first constraint formula that prescribes that the representative steel material represents the steel material piled up on the payout hill represented by the representative steel material itself and the representative steel material;
Any two of the steel materials that cannot be stacked on the same payout pile because they violate the stacking shape constraint formula are as follows: a second constraint formula that defines that one steel material does not represent the other steel material; ,
A third constraint formula that stipulates that any two steel materials that cannot be stacked on the same payout pile because they violate the stacking shape constraint formula are not represented by the steel materials different from the two steel products;
A fourth constraint formula that specifies that all the steel materials are represented by any representative steel material;
A fifth constraint formula that defines that the total number of steel materials represented by each of the representative steel materials is a value equal to or less than the upper limit value, which is a value indicating the total number of the steel materials stacked on each of the payout piles;
For any two steel products, one representing the other, a sixth constraint formula that specifies that the reversal relationship occurs when steel products that arrive early in the yard are stacked on top of each other;
Including
In the objective function,
The total number of the representative steel materials is the total number of the payout hills, and the number of pairs of steel materials in the reverse relationship defined by the sixth constraint formula is the number of the reverse pairs, Planning method.
請求項1〜4の何れか1項に記載の鋼材の山分け計画立案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プログラム。   A program that causes a computer to function as each means of the steel material divide plan planning apparatus according to any one of claims 1 to 4.
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