JP2017187854A - 配船計画作成方法、製鉄所操業方法、及び配船計画作成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】計画対象の全期間を対象に複数の揚地への原料の安定供給と輸送コストの最小化の両立を考慮した配船スケジュールを作成することができる配船計画作成方法、製鉄所操業方法、及び配船計画作成装置を提供する。【解決手段】船の属性情報等を含むデータをデータベースから読み込み、各揚地における在庫量に関する制約を満たすように、揚地及び各揚地での荷揚量を決定し、荷揚げ計画と船の動静情報とを用いて、船の運航をシミュレーションして配船スケジュールを決定し、決定した配船スケジュールのシミュレーション結果に基づき荷揚げ計画を変更し、変更された荷揚げ計画と前記船の動静情報とを用いてシミュレーションを再度実行し、変更された荷揚げ計画が変更前の荷揚げ計画よりも改善されている場合、荷揚げ計画を変更後の計画に更新する。【選択図】図１０

Description

本発明は、配船計画作成方法、その方法により作成した配船計画を利用して製鉄所の操業を行なう製鉄所操業方法、及び配船計画作成装置に関する。

揚地である製鉄所では日々、積地から輸送されてきた原料を用いて鉄鋼製品を生産している。製鉄所では複数の原料を配合及び調整し使用しており、高品質な製品を安定して生産するためには、複数の原料を安定して製鉄所に供給することが重要である。また製品のコストを低減するために、原料の輸送コストを抑制する必要がある。輸送コストには、契約した予定荷役日数より多くの荷役日数を要した場合に船主に支払う滞船料、及びヤードの容量に空きがなく適切な揚地がない場合等にバッファとして活用できる揚地に積荷を仮置きする際に発生する費用等が含まれる。

船により運ぶ積荷は複数種類の原料を含み、積荷を荷揚げする揚地も複数存在する。そのため積荷を積地から揚地へ輸送する各航海について、積荷の各原料を各揚地においてどの程度の分量を荷揚げするかに関して多数の組合せが考えられる。当該多数の組合せの中から、原料の安定供給及び輸送コスト削減の観点で最適解を得るために、数理計画法やメタヒューリスティクス等の最適化技術を用いた各種の計画作成手法が提案されている。

例えば特許文献１では各輸送手段の運航順序及び輸送物品の品種の設定と、当該設定を元に各物品の品種毎の到着日と到着量を算出するシミュレーションを繰り返し実行し、メタヒューリスティクスを用いて最適な物流計画を作成している。また、特許文献２では船舶毎に運航可能な積地と揚地の組み合せパターンと、揚地での需給バランス制約を表す数式モデルを作成し、数理計画法を用いて最適化計算を実行後、シミュレーションにより詳細に配船の計画を立案している。

特開平１１−３１０３１３号公報 特許第４６６９５８３号公報

しかしながら、特許文献１では１回の航海で対象としている揚地は１か所であり、複数の揚地を取り得る場合を考慮していない。また、特許文献２では、数式モデルが複雑であることから、計画対象期間を分割した上で、分割した期間内で最適化計算を実施している。そのため期間全体を対象とした最適化がなされていない。

従って、上記のような問題点に鑑みてなされた本発明の目的は、計画対象の全期間を対象に複数の揚地への原料の安定供給と輸送コストの最小化の両立を考慮した配船スケジュールを作成することができる配船計画作成方法、その方法により作成した配船計画を利用して製鉄所の操業を行なう製鉄所操業方法、及び配船計画作成装置を提供することにある。

上記課題を解決するために本発明の一実施形態に係る配船計画作成方法は、
少なくとも１つの積地から複数の揚地へ、製品の製造に必要な各種原料を船で輸送する計画を立案する配船計画装置において、
輸送を担う船の属性情報、計画作成時における船の動静情報、各積地での荷積み予定、各揚地での在庫情報を含むデータをデータベースから読み込む工程と、
各揚地における在庫量に関する制約を満たすように、揚地及び各揚地での荷揚量を決定する荷揚げ計画決定工程と、
前記荷揚げ計画決定工程により決定した荷揚げ計画と前記船の動静情報とを用いて、各積荷を輸送する船を割り付けと、前記積地及び前記揚地でのバース並びに前記揚地のヤードに関する制約とに従った船の運航をシミュレーションして配船スケジュールを決定する運航シミュレーション工程と、
前記運航シミュレーション工程により決定した配船スケジュールのシミュレーション結果に基づき荷揚げ計画を変更する、計画変更工程と、
前記計画変更工程により変更された荷揚げ計画と前記船の動静情報とを用いて前記運航シミュレーション工程を再度実行する工程と、
変更された荷揚げ計画が変更前の荷揚げ計画よりも改善されている場合、荷揚げ計画を変更後の計画に更新する最適化工程と、
を含むことを特徴とする。

また、本発明の一実施形態に係る配船計画作成方法は、
前記データが、各揚地における原料毎の在庫上限値及び在庫下限値を含み、
前記荷揚げ計画決定工程において、原料毎の在庫が在庫下限限値以上であり前記在庫上限値以下となるように揚地及び、各揚地での荷揚量の決定を行うことを特徴とする。

また、本発明の一実施形態に係る配船計画作成方法は、
前記最適化工程において、滞船料の合計が減少した場合に改善したとみなすことを特徴とする。

また、本発明の一実施形態に係る配船計画作成方法は、
前記計画変更工程において、前記シミュレーション結果に係る滞船料を基準とし、前記滞船料が高い場合に荷揚げ計画を変更する処理を行うことを特徴とする。

また、本発明の一実施形態に係る配船計画作成方法は、
前記荷揚げ計画決定工程において、積荷の少なくとも一部を選択した揚地へ仮置きし、在庫が下限値を下回るタイミングで別の揚地へ輸送する処理を含めることを特徴とする。

また、本発明の一実施形態に係る製鉄所操業方法は、
上記のいずれかの配船計画作成方法により作成した配船計画を利用して製鉄所の操業を行うことを特徴とする。

また、本発明の一実施形態に係る配船計画作成装置は、
少なくとも１つの積地から複数の揚地へ、製品の製造に必要な各種原料を船で輸送する計画を立案する配船計画装置であって、
輸送を担う船の属性情報、計画作成時における船の動静情報、各積地での荷積み予定、各揚地での在庫情報を含むデータをデータベースから読み込むデータ読込部と、
各揚地における在庫量に関する制約を満たすように、揚地及び各揚地での荷揚量を決定する荷揚げ計画決定部と、
前記荷揚げ計画決定部により決定した荷揚げ計画と前記船の動静情報とを用いて、各積荷を輸送する船を割り付けと、前記積地及び前記揚地でのバース並びに前記揚地のヤードに関する制約とに従った船の運航をシミュレーションして配船スケジュールを決定する運航シミュレーション部と、
前記運航シミュレーション部によるシミュレーション結果に基づき荷揚げ計画を変更する、計画変更部と、
前記計画変更部により変更された荷揚げ計画と前記船の動静情報とを用いて前記運航シミュレーション部によりシミュレーションを再度実行し、変更された荷揚げ計画が変更前の荷揚げ計画よりも改善されている場合、荷揚げ計画を変更後の計画に更新する最適化部と、
を備えることを特徴とする。

本発明の一実施形態に係る配船計画作成方法、製鉄所操業方法、及び配船計画作成装置によれば、計画対象の全期間を対象に複数の揚地への原料の安定供給と輸送コストの最小化の両立を考慮した配船スケジュールを作成することができ、また当該配船スケジュールにて製鉄所を操業することができる。

本発明の一実施形態に係る配船計画作成装置のブロック図である。 船の属性情報及び動静情報に係るデータの一例である。 荷積み予定情報に係るデータの一例である。 揚地における原料の在庫量の推移を示す概念図である。 荷揚量の決定に係るフローチャートである。 図５に続く荷揚量の決定に係るフローチャートである。 決定した積荷の荷揚げ計画に係るデータの一例である。 シミュレーションにおける船の決定、入着予定日の決定等を示す概念図である。 配船計画に係るデータの一例である。 本発明の一実施形態に係る配船計画作成装置の動作を示すフローチャートである。

以下、本発明の実施の形態について説明する。

（実施の形態）
図１は本発明の一実施形態に係る配船計画作成装置１のブロック図である。本発明の一実施形態に係る配船計画作成装置１は、データベース１０と、データ読込部１１と、荷揚げ計画決定部１２と、運航シミュレーション部１３と、計画変更部１４と、計画最適化部１５とを備える。そして配船計画作成装置１により作成した配船計画により船を配船し、製鉄所の操業を行なう。以下、配船計画作成装置１の各構成について説明する。

［１．データの読み込み］
データ読込部１１は、輸送を担う船の属性情報、計画作成時における船の動静情報、各積地での荷積み予定、各揚地での在庫情報を含むデータをデータベース１０から読み込む。具体的にはデータ読込部１１は、データベース１０から、輸送に使用する船の属性情報及び計画作成時における船の動静情報、積地及び揚地での船のバース入港可否制約に関する船の入港制約情報、各揚地での１日当りの原料消費量やバース数/荷役能力、ヤード容量、計画作成時における在庫量、各積地での荷積み予定情報を読み込む。図２及び図３に、それぞれデータベース１０に記憶されている船の動静情報に係るデータ、及び荷積み予定情報に係るデータの一例を示す。

またデータ読込部１１は、マスター情報として各積地と各揚地間の航海日数、各揚地における各原料の在庫の上下限値、仮置きが可能な揚地（以下、「バッファ揚地」という。）の場合は仮置き量上限値、積地での荷役日数、一航海毎の揚地数上限数、バッファ揚地からの一航海における最低輸送量をデータベース１０から読み込む。

図２に示すように、輸送に使用する船の属性情報としては、バースの入港可否を考慮するうえで必要となる船サイズ、及び船主との契約内容がある。船サイズには積載量可能量によって異なりパナマクス（7〜9万t積載可）と、ケープサイズ（15〜17万t積載可、図２では“ケープ”と記載）、大型（23万t〜30万t）がある。契約内容には長期使用を前提とした専用船（図２では“専用”と記載）、都度契約し１回の航海で契約が終了するスポット船（図２では“スポット”と記載）がある。また滞船料の計算時に必要となる船毎に契約している揚げラン及びデスデマレートがある。

また図２に示すように、船の動静情報としては、揚地、積荷の内容（積載内容）、及び積地到着予定日時/実績日時、積地出航予定日時/実績日時、揚地到着予定日時/実績日時、揚地バース到着予定日時/実績日時、揚地出航予定日/実績日時がある。

また、船の入港制約情報としては、積地と揚地の各バースに入港可能な船のサイズの情報がある。各バースには入港可能な船サイズが決まっており、所定の船サイズより大きな船は入港できない。

各積地での荷積み予定情報とは、積地の港への入着日、積荷原料、及び積荷量を予め山元（積地）と決めた荷積み予定に係る情報であり、予定の入着日までに船が到着するよう配船する必要がある。

［２．荷揚げ計画の決定］
荷揚げ計画決定部１２は、各揚地における在庫量に関する制約を満たすように、計画対象の全期間を対象に揚地及び各揚地での荷揚量を決定する。具体的には荷揚げ計画決定部１２は、例えば設定した在庫上下限値の範囲内に在庫量が推移するように、積荷の揚地選択及び荷揚量を決定する。この場合、まず荷積み予定から各積荷が一港目の揚地に到着した場合の予定日を航海日数により計算し、積荷到着予定日とする。次に各揚地における積荷到着予定日の中で一番早く揚地に着く積荷到着予定日をキーとして、早い積荷から順に各揚地への積荷の配分を計算する。

なお、ここでは荷揚げ計画対象は積地での荷積み予定分のみとしているが、積地へ出航後及び積地から出航後に荷揚げ計画が変更可能な航海は、船の動静情報に係るデータに基づき船の積荷を対象として追加してもよい。ここで荷揚げ計画が変更可能な航海とは、例えば、計画作成時点で積地からまだ出港していないものである。航海の変更可否は、状況に応じて適宜判断すればよい。

積荷到着予定日が早い順に積荷を選択し、積荷の各原料について、同原料を含む積荷が次回到着する予定日（以下、Ｔ₁とする。）における各揚地における在庫量を計算する。在庫量は以下の数式（１）により示される。

ここでT₀は計画作成時、iは揚地、jは積荷k中の各原料、Lはkよりも以前に到着した積荷の集合を表している。左辺は、T₁の時点で揚地iに存在する積荷k中の原料jの在庫量を表している。

数式（１）の右辺は、計画作成時(T₀)における在庫量に、T₀からT₁の間に消費する原料の消費量を減算し、対象としている積荷（ここでは積荷k）よりも到着予定日が早い積荷の配分量を加算したものである。

また、荷揚量を決定するために、船の到着予定日（以下、T₂とする。）の在庫量の情報が必要である。当該在庫量は、以下の数式（２）により表される。

ここでiは揚地、jは積荷k中の各原料、Lはkよりも以前に到着した積荷の集合を表している。左辺は、T₂の時点で揚地iに存在する積荷k中の原料jの在庫量を表している。

［２．１．揚地の決定］
続いて揚地を決定するために、揚地毎の積荷の必要性の度合い（以下、「要求度」という。）を以下の数式（３）により計算する。

ここでiは揚地、jは積荷k中の各原料を表しており、左辺のR_ikは揚地iにおける積荷kの要求度を表している。

荷揚げ計画決定部１２は、要求度が高い揚地から順に、指定した航海毎の揚地数上限数分だけ揚地を選択する。ここで、積荷のどの原料も使用しない揚地は、予め選択対象外とする。なお、要求度の計算式は上記数式（３）に限られない。例えば数式（３）の分母を、在庫量下限値とする代わりに１日当りの原料消費量としてもよい。

荷揚げ計画決定部１２は、選択した揚地毎に、積荷の全ての原料について、Ｔ₂における在庫量が在庫量上限値を上回るかどうかをチェックする。在庫量上限値を上回る揚地が存在する場合、バッファ揚地を選択する。またこの場合、荷揚げ計画決定部１２は、バッファ揚地として、Ｔ₁でのヤード空き容量（ヤード容量‐Ｔ₁での総在庫量）が最大の揚地を選択する。なお通常の揚地は、バッファ揚地として使用することができない。

［２．２．荷揚量の決定］
荷揚げ計画決定部１２は、設定した在庫下限値以上であり、かつ在庫上限値以下の範囲内で在庫量が推移するように、選択した揚地への荷揚量を決定する。具体的な方法を図５及び図６のフローチャートに基づき説明する。

まず荷揚げ計画決定部１２は、積荷の各原料について、対象とする原料のＴ₁における在庫量が在庫下限値を下回る揚地が複数存在するか否かを判定する（ステップＳ１）。複数存在する場合、在庫量の耐日数（Ｔ₁における在庫量を１日当りの消費量で除算した値）を計算し（ステップＳ２）、耐日数が最低の揚地に所定量Ａ（例えば5千ｔ）の原料を配分する（ステップＳ３）。配分後に積荷が残っている場合（ステップＳ４：はい）、再度ステップＳ１に戻り、在庫下限値を下回る揚地が複数存在しなくなるまで耐日数の計算を実行して次配分先の揚地を決定し、耐日数が最低の揚地に所定量Ａ配分する。

ステップＳ１において在庫量が在庫下限値を下回る揚地が複数存在しない場合、ステップＳ５に進む。そして在庫量が在庫下限値を下回る揚地が１つ存在する場合（ステップＳ５：はい）、荷揚げ計画決定部１２は、当該揚地に、在庫下限値に到達する量を配分する（ステップＳ６）。なお該当の原料の積載量が不足する場合、その全量を配分することになる。

選択した全揚地おいてＴ₁の在庫量が在庫下限値以上となった後に積荷が残っている場合、及び選択した全揚地において初めからＴ₁における在庫量が在庫下限値以上の場合（ステップＳ１：いいえ、及びステップＳ５：いいえの場合）、図６のフローチャートに基づき配分を決定する。まず、荷揚げ計画決定部１２は、Ｔ₂における在庫量（先の処理によって配分された場合は、Ｔ₂における在庫量に配分量を加算した量）が在庫上限値未満である揚地が少なくとも１つ存在するかを判定する（ステップＳ７）。存在する場合、当該揚地の耐日数を計算し（ステップＳ８）、耐日数が最低の揚地に所定量Ａ配分する（ステップＳ９）。なお、Ｔ₂における在庫量が在庫上限値未満である揚地が１つのみである場合、耐日数の計算を行なわずに、当該揚地に所定量Ａの原料を配分する。

ステップＳ９における原料の配分後に積荷が残っている場合（ステップＳ１０：はい）、再度ステップＳ７に戻る。該当原料の積載量が無くなるか、選択した全ての揚地おいて在庫上限値を満たすまで繰り返す。

選択した全ての揚地おいて在庫上限値を満たして積荷が残っている場合（ステップＳ７：いいえ）、各揚地の配分方法として、在庫量（Ｔ₂における在庫量に先の処理の配分量を加算した量）に所定量Ａ配分した後の在庫量の耐日数を計算し（ステップＳ１１）、耐日数が最低の揚地に所定量Ａ配分する（ステップＳ１２）。配分後に積荷が残っている場合（ステップＳ１３：はい）はステップＳ１１に戻り、耐日数の計算を再度実行し、次配分先の揚地を決める。これを該当原料の積載量が無くなるまで繰り返す。

荷揚げ計画決定部１２は、次に到着予定日が早い積荷を選択し、同様の処理を全積荷分が終わるまで繰り返す。繰り返し処理が終了後には、全積荷の荷揚げ計画が決定している。決定した荷揚げ計画の一例を図７に示す。

なお、所定量Ａを5千ｔとしたがこれに限られず、操業上適切な値を設定すればよい。

［２．３．バッファ揚地を含む場合］
揚地にバッファ揚地を含む場合、バッファ揚地以外の揚地でまず図５及び図６のフローチャートに示す処理に基づき配分を行い、船の到着予定日における在庫量に配分量を加算した後の量が在庫上限値に達した場合、すなわち図６のステップＳ７において「いいえ」となった場合、残りの積荷をバッファ揚地の仮置き量に仮置き上限値に達しない範囲で配分する。バッファ揚地における仮置量は以下の数式（４）により表される。

ここでiは揚地、jは積荷k中の各原料を表しており、左辺はバッファ揚地iにおける積荷k中の原料jの仮置量を表している。

バッファ揚地の仮置き量に仮置き上限値に達しない範囲で配分した後も残りの積荷がある場合、再度バッファ揚地以外の揚地で配分を行う。すなわち、図６のフローチャートのステップＳ１１から配分の処理を進めて、積荷の配分を決定する。

また、Ｔ₁における在庫量が在庫下限値を下回る揚地がある場合、在庫量が下限値を下回るタイミングでバッファ揚地に仮置きされた原料の輸送をする。具体的な処理は下記の通りである。

全揚地（選択されなかった揚地を含む）から、配分後の同原料次到着予定日における在庫量が在庫下限値を下回る揚地を選択する。不足分（=在庫下限値‐同原料次到着予定日における在庫量）の合計量を計算し、所定の量を上回り且つ、仮置き量以上の場合、バッファ揚地から選択した揚地の輸送を行なうことを決定し、積地をバッファ揚地、入着日を船の到着予定日から航海日数を減算した日として荷積み予定に追加し、先に決めた揚地に不足分だけ荷揚げする荷揚げ計画を作成する。

［３．シミュレーション］
運航シミュレーション部１３は、荷揚げ計画決定部１２が決定した荷揚げ計画と船の動静情報とを用いて、各積荷を輸送する船を割り付けと、積地及び揚地でのバース並びに前記揚地のヤードに関する制約とに従った船の運航をシミュレーションして配船スケジュールを決定する。運航シミュレーション部１３によるシミュレーションは以下の通りである。

運航シミュレーション部１３は、シミュレーション内の時間を設定し、計画作成時点（Ｔ₀）から単位時間分ずつ時間を進め、船の状態、各揚地の在庫量を時間単位毎に決定する。在庫量は入力された１日当りの原料消費量を単位時間で除算した値を単位時間毎の原料消費量とし、Ｔ₀の在庫量から減算していくものとする。

図８に、シミュレーションにおける船の決定、入着予定日の決定等を示す概念図を示す。まず各荷揚げ計画について、積地の港への入着日（ｄ２）から航海日数分（Ｄ）差し引いた日を積地への出航日（ｄ１）として決定する。シミュレーション内時間が積地への出航日（ｄ１）になった時で該当の荷揚げ計画に、船の動静情報に記載されている船で最終揚地の出航日予定が積地への出航日（ｄ１）より早く、かつ仕事待ち船集合に属する船のいずれかの船を割り当てる。ここで、割り付けられた荷揚げ計画分の積荷の輸送を終えた船の集合のことを仕事待ち船集合と呼んでいる。割り当てかたとして、積地/揚地の船の入港制約を満たす船の中で、船の動静情報に記載されている船の最終揚地の出航日予定及び、仕事待ち船集合の船の前回航海における最終揚地の出航日を比較して、最も古い最終揚地の出航日の船を割り付ける。ここで、割当できる船がない場合、スポット船を割り付ける。

荷揚げ計画を割り当てられた船について、揚地への出航日（ｄ３）と航海日数（Ｄ’）に基づき、揚地への入着予定日（ｄ４）を決定する。シミュレーション内時間が入着予定日になった時に、バースに入着可能かどうかの判断を行い、入着可となった日をバース入着日（ｄ５）とする。バースの空がない場合、次の時間単位まで先送りにする。また、揚地の総在庫量が上限に達する場合、原料毎の在庫が設定した在庫の上限値に達している場合も同様に先送りする。

バース入着日（ｄ５）以降は、バースの荷役能率分を時間単位毎に積荷を在庫に加算する。加算する優先順は、在庫の量が下限値に近い原料順とする。

荷揚量分を全て加算した時点で揚地の出航日（ｄ６）とする。荷揚げ計画の揚地を全て回った後（ｄ８）は、船を仕事待ち船集合に加算する。

以上を全ての荷役計画分について計算することで、船の配船スケジュールである積荷への船の割付、各船の出航日/揚地入着日/バース入着日/揚地の出航日を決定することができる。

［４．計画変更］
計画変更部１４は、運航シミュレーション部１３によるシミュレーション結果に基づき荷揚げ計画を変更する。例えば計画変更部１４は、シミュレーションの結果、在庫切れが発生した場合、発生日より以前で該当の原料を積荷とする複数の航海からランダムに１つ選択し、積荷の揚地を、在庫切れが発生した揚地へ変更する。在庫切れが複数発生している場合、在庫切れ日数が最も長いものを選択する。また計画変更部１４は、滞船料に基づき計画を変更する。滞船料は以下の数式（５）及び（６）により表される支払金額及び受領金額に基づき定まる。

ここで数式（５）は、揚地での荷揚げに、予定より時間を要し、船主に滞船料を支払う金額を示している。一方で数式（６）は、揚地での荷揚げが予定より早く終わり、船主から料金を受領する金額を示している。

計画変更部１４は、数式（５）及び（６）により表される揚地毎の支払金額及び受領金額に基づき、滞船料の合計値を計算する。滞船料の合計値は、（支払金額の合計）−（受領金額の合計）により算出する。そして計画変更部１４は、滞船料が閾値より高い航海を選択し、揚地をランダムに変更する。滞船料が閾値より高い航海が複数存在する場合、複数の航海の中からランダムに航海を１つ選択し、揚地をランダムに変更する。そして、揚地を変更した積荷以降の荷揚げ計画について、荷揚量を荷揚げ計画決定部１２が再度決定する。

［５．最適化］
配船計画作成装置１は、計画変更部１４により変更された荷揚げ計画と船の動静情報とを用いて運航シミュレーション部１３によりシミュレーションを再度実行する。そして変更された荷揚げ計画が変更前の荷揚げ計画よりも改善されている場合、計画最適化部１５は、荷揚げ計画を変更後の計画に更新する。すなわち計画最適化部１５は、計画変更後の荷揚げ計画に従ってシミュレーションを実行し、再度計画を変更する。これを終了条件になるまで繰り返し行い、評価関数が高くなる計画へと更新する。ここで終了条件とは、例えば荷揚げ計画を変更して運航シミュレーションを再実行した回数（以下、ループ回数という。）が所定値に達することである。ループ回数が所定値に達していると、処理は終了する。評価内容は、原料の安定供給の観点から在庫切れ日数の合計や各原料の在庫上下限の超過及び不足日数の合計が、輸送コストの観点からは滞船料の合計、スポット船の手配回数、バッファ揚地からの総輸送量、各航海の揚地数の合計が考えられる。これらの項目を重み付き線形和で表した関数を評価関数とする。そのため例えば配船計画作成装置１は、滞船料の合計が減少した場合に改善したとみなしてもよい。そして滞船料を基準として、前記滞船料が高い場合に荷揚げ計画を変更してもよい。

なお終了条件はループ回数に限られず、計算時間や、在庫切れ回数、輸送コスト等であってもよい。

また効率的に最適化する手法として、メタヒューリスティックスの手法が知られており、本発明ではタブーサーチや、シミュレーテッドアニーリング等の手法の適用が可能である。最適化処理は計算時間が設定値以上経過した場合に終了する。１航海毎の揚地数上限数を２として６つの積荷分の配船計画の例を図９に示す。

次に、本発明の一実施形態に係る配船計画作成装置１について、図１０に示すフローチャートによりその動作を説明する。

はじめにデータ読込部１１は、輸送を担う船の属性情報、計画作成時における船の動静情報、各積地での荷積み予定、各揚地での在庫情報を含むデータをデータベース１０から読み込む（ステップＳ１００）。

次に荷揚げ計画決定部１２は、各揚地における在庫量に関する制約を満たすように、揚地及び各揚地での荷揚量を決定する（ステップＳ２００）。続いて運航シミュレーション部１３は、荷揚げ計画決定部１２が決定した荷揚げ計画と船の動静情報とを用いて、各積荷を輸送する船を割り付けと、積地及び揚地でのバース並びに前記揚地のヤードに関する制約とに従った船の運航をシミュレーションして配船スケジュールを決定する（ステップＳ３００）。

続いて、計画最適化部１５は最適化を行なう（ステップＳ４００）。具体的には変更された荷揚げ計画が変更前の荷揚げ計画よりも改善されている場合、計画最適化部１５は、荷揚げ計画を変更後の計画に更新する。なお、１回目のループにおいては、変更後の荷揚げ計画のシミュレーション前であり比較対象が存在しないため、ステップＳ４００においては何も行なわない。続いて、計画最適化部１５は、終了条件を満たすか否かを判定する（ステップＳ５００）。例えば終了条件としてループ回数が所定値に達していると、処理は終了する。一方でループ回数が所定値未満である場合にはステップＳ６００に進む。

ステップＳ５００において終了条件を満たさない場合、計画変更部１４は、運航シミュレーション部１３によるシミュレーション結果に基づき荷揚げ計画を変更する（ステップＳ６００）。そして再度ステップＳ３００に進んでステップＳ３００からステップＳ５００を繰り返す。

このように本発明の一実施形態に係る配船計画作成装置１によれば、各揚地における在庫量に関する制約を満たすように、揚地及び各揚地での荷揚量を決定し、決定した荷揚げ計画と船の動静情報を用いて船の運航をシミュレーションして配船スケジュールを決定する。シミュレーションを行なうにあたり決定する変数を揚地及び当該揚地での荷揚量に限っているため、計画対象の全期間を対象とした配船計画を作成が可能となる。そしてシミュレーションの結果に応じて再度荷揚げ計画を変更して、原料の安定供給及びコストの最小化が可能な組み合わせを探る。このようにすることで、計画対象の全期間を対象に複数の揚地への原料の安定供給と輸送コストの最小化の両立を考慮した配船スケジュールを作成することができる。

ここで、配船計画作成装置１として機能させるために、コンピュータを好適に用いることができ、そのようなコンピュータは、配船計画作成装置１の各機能を実現する処理内容を記述したプログラムを、当該コンピュータの記憶部に格納しておき、当該コンピュータの中央演算処理装置（ＣＰＵ）によってこのプログラムを読み出して実行させることで実現することができる。

本発明を諸図面や実施例に基づき説明してきたが、当業者であれば本開示に基づき種々の変形や修正を行うことが容易であることに注意されたい。従って、これらの変形や修正は本発明の範囲に含まれることに留意されたい。例えば、各手段、各ステップ等に含まれる機能等は論理的に矛盾しないように再配置可能であり、複数の手段やステップ等を１つに組み合わせたり、或いは分割したりすることが可能である。

１ 配船計画作成装置
１０ データベース
１１ データ読込部
１２ 計画決定部
１３ 運航シミュレーション部
１４ 計画変更部
１５ 計画最適化部

Claims (7)

1. 少なくとも１つの積地から複数の揚地へ、製品の製造に必要な各種原料を船で輸送する計画を立案する配船計画装置において、
   輸送を担う船の属性情報、計画作成時における船の動静情報、各積地での荷積み予定、各揚地での在庫情報を含むデータをデータベースから読み込む工程と、
   各揚地における在庫量に関する制約を満たすように、揚地及び各揚地での荷揚量を決定する荷揚げ計画決定工程と、
   前記荷揚げ計画決定工程により決定した荷揚げ計画と前記船の動静情報とを用いて、各積荷を輸送する船を割り付けと、前記積地及び前記揚地でのバース並びに前記揚地のヤードに関する制約とに従った船の運航をシミュレーションして配船スケジュールを決定する運航シミュレーション工程と、
   前記運航シミュレーション工程により決定した配船スケジュールのシミュレーション結果に基づき荷揚げ計画を変更する、計画変更工程と、
   前記計画変更工程により変更された荷揚げ計画と前記船の動静情報とを用いて前記運航シミュレーション工程を再度実行する工程と、
   変更された荷揚げ計画が変更前の荷揚げ計画よりも改善されている場合、荷揚げ計画を変更後の計画に更新する最適化工程と、
   を含む配船計画作成方法。
2. 前記データは、各揚地における原料毎の在庫上限値及び在庫下限値を含み、
   前記荷揚げ計画決定工程において、原料毎の在庫が在庫下限限値以上であり前記在庫上限値以下となるように揚地及び、各揚地での荷揚量の決定を行うことを特徴とする、請求項１に記載の配船計画作成方法。
3. 前記最適化工程において、滞船料の合計が減少した場合に改善したとみなすことを特徴とする請求項１又は２に記載の配船計画作成方法。
4. 前記計画変更工程において、前記シミュレーション結果に係る滞船料を基準とし、前記滞船料が高い場合に荷揚げ計画を変更する処理を行うこと特徴とする、請求項１乃至３のいずれか一項に記載の配船計画作成方法。
5. 前記荷揚げ計画決定工程において、積荷の少なくとも一部を選択した揚地へ仮置きし、在庫が下限値を下回るタイミングで別の揚地へ輸送する処理を含めることを特徴とする、請求項１乃至４のいずれか一項に記載の配船計画作成方法。
6. 請求項１乃至５のいずれか一項の記載の配船計画作成方法により作成した配船計画を利用して製鉄所の操業を行う、製鉄所操業方法。
7. 少なくとも１つの積地から複数の揚地へ、製品の製造に必要な各種原料を船で輸送する計画を立案する配船計画装置であって、
   輸送を担う船の属性情報、計画作成時における船の動静情報、各積地での荷積み予定、各揚地での在庫情報を含むデータをデータベースから読み込むデータ読込部と、
   各揚地における在庫量に関する制約を満たすように、揚地及び各揚地での荷揚量を決定する荷揚げ計画決定部と、
   前記荷揚げ計画決定部により決定した荷揚げ計画と前記船の動静情報とを用いて、各積荷を輸送する船を割り付けと、前記積地及び前記揚地でのバース並びに前記揚地のヤードに関する制約とに従った船の運航をシミュレーションして配船スケジュールを決定する運航シミュレーション部と、
   前記運航シミュレーション部によるシミュレーション結果に基づき荷揚げ計画を変更する、計画変更部と、
   前記計画変更部により変更された荷揚げ計画と前記船の動静情報とを用いて前記運航シミュレーション部によりシミュレーションを再度実行し、変更された荷揚げ計画が変更前の荷揚げ計画よりも改善されている場合、荷揚げ計画を変更後の計画に更新する最適化部と、
   を備える配船計画作成装置。

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