JP2018028853A - 生産計画作成方法及び生産計画作成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】修正前後で生産計画が大きく変更されるのを抑制できる生産計画作成方法及び生産計画作成装置を提供すること。
【解決手段】生産計画作成方法であって、制約条件取得ステップと、操業イベントデータ取得ステップと、生産計画立案必要データ取得ステップと、生産計画取得ステップと、制約条件、操業イベントデータ、生産計画立案必要データ、及び、現在の生産計画に基づいて、現在の生産計画に則って制約条件を満たした操業が実行可能か実行不可能かを判断する判断ステップと、判断ステップで実行不可能と判断された場合に、制約条件、操業イベントデータ、生産計画立案必要データ、現在の生産計画、及び、現在の生産計画からの変更度合を表す指標を少なくとも含む生産計画の評価指標に基づいて、生産計画を最適化手法を用いて立案する生産計画立案ステップと、を有する。
【選択図】図８

Description

本発明は、生産計画作成方法及び生産計画作成装置に関する。

従来、複数の処理工程を経て製品を生産する生産プロセスで用いられる、中間製品の処理順や通過工程などを決めた生産計画を、製造設備や品質面などの操業上の制約条件や、製造リードタイムや燃料原単位最小化などの評価指標などに基づいて、コンピュータにより自動で立案する生産計画作成方法が知られている。

また、前記生産計画作成方法において、処理工程でトラブルが発生するなどして、現在の生産計画のままでは前記制約条件を満たした操業が実行できない場合に、コンピュータにより自動で前記制約条件や前記評価指標などに基づいて現在の生産計画を修正し、新しい生産計画を立案することが知られている（特許文献１〜３など）。

特開２０１３−３０１５２号公報 特開平１１−３２８２７６号公報 特開平６−１２５４５号公報

しかしながら、生産計画の修正を行う際に、製造リードタイムや燃料原単位最小化などの生産能率を示す評価指標を重視し過ぎると、修正前後で中間製品の処理順や通過工程などが大きく変更された生産計画が立案される場合がある。この場合、中間製品の処理順や通過工程などの大きな変更に、製造現場が戸惑ったり追従できなくなったりして、生産計画と実操業との乖離が生じるおそれがある。

本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであって、修正前後で生産計画が大きく変更されるのを抑制できる生産計画作成方法及び生産計画作成装置を提供する。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明は、複数の処理工程を経て製品を生産する生産プロセスにおける生産計画を作成する生産計画作成方法であって、操業上の制約条件を取得する制約条件取得ステップと、生産計画の進捗状況を少なくとも含む操業イベントデータを取得する操業イベントデータ取得ステップと、計画対象の製品における各処理工程実績と製品情報とを少なくとも含む生産計画立案必要データを取得する生産計画立案必要データ取得ステップと、現在の生産計画を取得する生産計画取得ステップと、前記制約条件、前記操業イベントデータ、前記生産計画立案必要データ、及び、前記現在の生産計画に基づいて、前記現在の生産計画に則って前記制約条件を満たした操業が実行可能か実行不可能かを判断する判断ステップと、前記判断ステップで実行不可能と判断された場合に、前記制約条件、前記操業イベントデータ、前記生産計画立案必要データ、前記現在の生産計画、及び、前記現在の生産計画からの変更度合を表す指標を少なくとも含む生産計画の評価指標に基づいて、該評価指標が最も小さくなる生産計画を最適化手法を用いて立案する生産計画立案ステップと、を有することを特徴とする。

また、本発明は、前記生産計画作成方法において、前記現在の生産計画からの変更度合を表す指標が、前記現在の生産計画から処理順序が変更された製品の数と、前記現在の生産計画から処理設備が変更された製品の数との少なくとも一方により構成されることを特徴とする。

また、本発明は、前記生産計画作成方法において、前記判断ステップでは、前記生産プロセスを模擬するシミュレーションによって、前記現在の生産計画に則って前記制約条件を満たした操業が実行可能か実行不可能かを判断することを特徴とする。

また、本発明は、前記生産計画作成方法において、前記判断ステップでは、前記現在の生産計画を前記制約条件に加えて、最適化手法を用いて操業の実行可能解が発見できない場合に、前記制約条件を満たしていないと判断することを特徴とする。

また、本発明は、複数の処理工程を経て製品を生産する生産プロセスにおける生産計画を作成する生産計画作成装置であって、操業上の制約条件を取得する制約条件取得手段と、生産計画の進捗状況を少なくとも含む操業イベントデータを取得する操業イベントデータ取得手段と、計画対象の製品における各処理工程実績と製品情報とを少なくとも含む生産計画立案必要データを取得する生産計画立案必要データ取得手段と、現在の生産計画を取得する生産計画取得手段と、前記制約条件、前記操業イベントデータ、前記生産計画立案必要データ、及び、前記現在の生産計画に基づいて、前記現在の生産計画に則って前記制約条件を満たした操業が実行可能か実行不可能かを判断する判断手段と、前記判断手段で実行不可能と判断された場合に、前記制約条件、前記操業イベントデータ、前記生産計画立案必要データ、前記現在の生産計画、及び、前記現在の生産計画からの変更度合を表す指標を少なくとも含む生産計画の評価指標に基づいて、生産計画を最適化手法を用いて立案する生産計画立案手段と、を有することを特徴とする。

また、本発明は、前記生産計画作成装置において、前記現在の生産計画からの変更度合を表す指標が、前記現在の生産計画から処理順序が変更された製品の数と、前記現在の生産計画から処理設備が変更された製品の数との少なくとも一方により構成されることを特徴とする。

また、本発明は、前記生産計画作成装置において、前記判断手段は、前記生産プロセスを模擬するシミュレーションによって、前記現在の生産計画に則って前記制約条件を満たした操業が実行可能か実行不可能かを判断することを特徴とする。

また、本発明は、前記生産計画作成装置において、前記判断手段は、前記現在の生産計画を前記制約条件に加えて、最適化手法を用いて操業の実行可能解が発見できない場合に、前記制約条件を満たしていないと判断することを特徴とする。

本発明に係る生産計画作成方法及び生産計画作成装置は、修正前後で生産計画が大きく変更されるのを抑制できるという効果を奏する。

図１は、本実施形態に係る生産計画作成装置によって作成された生産計画が適用される鉄鋼製品の圧延ラインの構成を模式的に示した概略図である。 図２は、図１の圧延ラインにおける１枚のスラブの処理概要を示すガントチャートである。 図３は、タンデム圧延の処理概要を示すガントチャートである。 図４は、タンデム圧延を実施しない場合の処理概要を示すガントチャートである。 図５は、連続タンデム圧延の処理概要を示すガントチャートである。 図６は、追越圧延の処理概要を示すガントチャートである。 図７は、本実施形態の生産計画作成装置の概略構成を示す模式図である。 図８は、本実施形態に係る生産計画作成装置が実行する生産計画作成処理の一例を示すフローチャートである。 図９は、加熱炉抽出順の変更度合算出方法を説明するための図である。 図１０は、冷却設備選択の変更度合算出方法を説明するための図である。 図１１は、実施例１における生産計画修正結果について説明するための図である。 図１２は、実施例２における生産計画修正結果について説明するための図である。

以下、図面を参照して、本発明の一実施形態を詳細に説明する。なお、この実施形態により本発明が限定されるものではない。また、図面の記載において、同一部分には同一の符号を付して示している。

まず、図１及び図２を参照して、本実施形態に係る生産計画作成装置が作成する生産計画の対象とする処理の流れについて説明する。図１は、本実施形態に係る生産計画作成装置によって作成された生産計画が適用される鉄鋼製品の圧延ラインの構成を模式的に示した概略図である。また、図２は、圧延処理の途中に冷却処理が必要なスラブについての圧延ラインでの処理の内容と時間とを模式的に示すガントチャートである。

図１及び図２に示すように、スラブは、複数の抽出口を有する加熱炉１０１から１枚ずつ抽出され、搬送ライン１０２を経由して圧延機１０３に搬送されて目標の板厚まで圧延される。圧延処理の途中に冷却処理が必要なスラブは、圧延機１０３で冷却処理開始に必要な板厚になるまで圧延され（圧延時間Ｔ_１）、搬送ライン１０２を経由して冷却装置１０４または追越設備１０５に搬送されて目標の温度になるまで冷却され（冷却時間Ｔ_２）、その後、再び圧延機１０３に戻されて目標の板厚になるまで圧延される（圧延時間Ｔ_３）。なお、追越設備１０５は、圧延機１０３の上流でスラブを搬送ライン１０２から持ち上げて次の圧延処理まで待機させる。この追越設備１０５に搬送されたスラブは、空冷処理により冷却される。なお、一般に、空冷処理による冷却処理は液冷処理による冷却処理より目標温度までの冷却処理に長時間を要する。また、本実施形態では簡略のため、スラブの冷却処理回数は１回以下、圧延処理回数は２回以下としている。

冷却処理時は圧延機１０３がアイドル状態になるため、複数のスラブを処理するために要する総圧延時間が延び、生産性の低下を招く。そこで、操業では下記で説明する２種類の圧延パターンを実施しており、これらを最大限に活用するためには適切な生産計画の決定が重要になる。

次に、圧延ラインにおける複数のスラブの圧延処理パターンについて説明する。まず、図３を参照して本実施形態におけるタンデム圧延について説明する。図３は、圧延処理の途中に冷却処理が必要な２枚のスラブについて、先行材Ａの冷却時間に後行材Ｂの１回目の圧延処理を行うタンデム圧延の処理の概要を示すガントチャートである。

図３に示すタンデム圧延では、先行材Ａが冷却装置１０４でシャワー冷却による液冷処理により冷却される（冷却時間Ｔ_Ａ２）間に、後行材Ｂが冷却処理開始に必要な板厚になるまで圧延される（圧延時間Ｔ_Ｂ１）。次に、後行材Ｂは先行材Ａの圧延処理の完了を待つために圧延機１０３の上流に搬送され、空冷処理により冷却される（冷却時間Ｔ_Ｂ２−１）。そして、先行材Ａの目標板厚になるまでの圧延処理（圧延時間Ｔ_Ａ３）が完了すると、後行材Ｂは冷却装置１０４に搬送され、目標の温度になるまで液冷処理により冷却される（冷却時間Ｔ_Ｂ２−２）。

このようなタンデム圧延により、圧延機１０３では、先行材Ａについての圧延時間Ｔ_Ａ１と圧延時間Ｔ_Ａ３との間に後行材Ｂについての圧延処理（圧延時間Ｔ_Ｂ１）が実施されるため、先行材Ａだけの圧延処理では圧延機１０３がアイドル状態となる冷却時間Ｔ_Ａ２を有効に活用できる。また、タンデム圧延により、２枚のスラブの圧延処理に必要な総圧延時間（冷却時間を含む）は、（Ｔ_Ａ１＋Ｔ_Ａ２＋Ｔ_Ａ３）＋（Ｔ_Ｂ２−２＋Ｔ_Ｂ３）となり、図４に示すタンデム圧延を実施しない場合の総圧延時間（Ｔ_Ａ１＋Ｔ_Ａ２＋Ｔ_Ａ３）＋（Ｔ_Ｂ１＋Ｔ_Ｂ２＋Ｔ_Ｂ３）より短縮される。

また、図５に示すように連続してタンデム圧延を行うことも可能である。図５に示すタンデム圧延では、先行材Ａが冷却装置１０４でシャワー冷却による液冷処理により冷却される（冷却時間Ｔ_Ａ２）間に、後行材Ｂが冷却処理開始に必要な板厚になるまで圧延される（圧延時間Ｔ_Ｂ１）。次に、後行材Ｂは先行材Ａの圧延処理の完了を待つために圧延機１０３の上流に搬送され、空冷処理により冷却される（冷却時間Ｔ_Ｂ２−１）。そして、先行材Ａの目標板厚になるまでの圧延処理（圧延時間Ｔ_Ａ３）が完了すると、後行材Ｂは冷却装置１０４に搬送され、目標の温度になるまで液冷処理により冷却される（冷却時間Ｔ_Ｂ２−２）。

また、先行材Ｂが冷却装置１０４で液冷処理により冷却される（冷却時間Ｔ_Ｂ２−２）間に、後行材Ｃが冷却処理開始に必要な板厚になるまで圧延される（圧延時間Ｔ_Ｃ１）。次に、後行材Ｃは先行材Ｂの圧延処理の完了を待つために圧延機１０３の上流に搬送され、空冷処理により冷却される（冷却時間Ｔ_Ｃ２−１）。そして、先行材Ｂの目標板厚になるまでの圧延処理（圧延時間Ｔ_Ｂ３）が完了すると、後行材Ｃは冷却装置１０４に搬送され、目標の温度になるまで液冷処理により冷却される（冷却時間Ｔ_Ｃ２−２）。

また、先行材Ｃが冷却装置１０４で液冷処理により冷却される（冷却時間Ｔ_Ｃ２−２）間に、後行材Ｄが冷却処理開始に必要な板厚になるまで圧延される（圧延時間Ｔ_Ｄ１）。次に、後行材Ｄは先行材Ｃの圧延処理の完了を待つために圧延機１０３の上流に搬送され、空冷処理により冷却される（冷却時間Ｔ_Ｄ２−１）。そして、先行材Ｃの目標板厚になるまでの圧延処理（圧延時間Ｔ_Ｃ３）が完了すると、後行材Ｃは冷却装置１０４に搬送され、目標の温度になるまで液冷処理により冷却され（冷却時間Ｔ_Ｄ２−２）、その後、後行材Ｄが目標板厚になるまで圧延処理（圧延時間Ｔ_Ｄ３）を行う。

図５に示すよう４枚のスラブを連続してタンデム圧延することにより、４枚のスラブの圧延処理に必要な総圧延時間を、圧延を実施しない場合の総圧延時間よりも短縮させることができる。

図６を参照して本実施形態における追越圧延について説明する。図６は、圧延処理の途中に冷却処理が必要な先行材（リフト材）Ａの冷却時間に、冷却処理が不要な後行材（追越圧延材）Ｂ，Ｃの圧延処理を行う追越圧延の処理の概要を示すガントチャートである。

図６に示すように、追越圧延では、先行材Ａが追越設備１０５により搬送ライン１０２から持ち上げられ空冷処理により冷却される（冷却時間Ｔ_Ａ２）間に、後行材Ｂ，Ｃが圧延される（圧延時間Ｔ_Ｂ，Ｔ_Ｃ）。このような追越圧延により、３枚のスラブの冷却時間を含む圧延処理にかかる総圧延時間は、（Ｔ_Ａ１＋Ｔ_Ａ２＋Ｔ_Ａ３）となる。なお、追越圧延を行う場合には、先行材Ａの冷却処理は追越設備１０５における空冷処理となるため、冷却装置１０４における液冷処理より長時間を要する。したがって、追越圧延による総圧延時間（Ｔ_Ａ１＋Ｔ_Ａ２＋Ｔ_Ａ３）が、追越圧延を行わず先行材Ａを冷却装置１０４で液冷処理により冷却する場合の３枚のスラブの総圧延時間（Ｔ_Ａ１＋Ｔ_Ａ２＋Ｔ_Ａ３）＋（Ｔ_Ｂ＋Ｔ_Ｃ）より短縮される場合にのみ、追越圧延を行うものとする。

次に、図７を参照して、本実施形態による生産計画作成装置１の概略構成について説明する。図７に示すように、本発明の一実施形態である生産計画作成装置１は、入力部１１と、出力部１２と、記憶部１３と、各構成部を制御する制御部１４とを備える。

入力部１１は、電源スイッチ及び入力キーなどの入力デバイスを用いて実現され、操作者による入力操作に対応して、制御部１４に対して生産計画作成などの各種指示情報を入力する。出力部１２は、液晶ディスプレイなどの表示装置、プリンターなどの印刷装置、情報通信装置などによって実現される。出力部１２は、生産計画作成装置１によって作成されたスラブの生産計画を出力する。

記憶部１３は、更新記憶可能なフラッシュメモリ等のＲＯＭやＲＡＭといった各種ＩＣメモリ、内蔵あるいはデータ通信端子で接続されたハードディスク、ＣＤ−ＲＯＭなどの情報記憶媒体及びその読取装置等によって実現される。記憶部１３には、生産計画作成装置１を動作させる処理プログラムや、処理プログラムの実行中に使用されるデータなどが予め記憶され、あるいは処理の都度一時的に記憶される。なお、記憶部１３は、ＬＡＮやインターネットなどの電気通信回線を介して制御部１４と通信する構成としてもよい。

制御部１４は、処理プログラムを実行するＣＰＵ等を用いて実現され、前述した生産計画作成装置１の各構成部を制御する。また、制御部１４は、データ読込部１４１と、演算部１４２と、最適計画作成部１４３とを有し、後述する生産計画作成処理を実行する。

本実施形態において、生産計画作成処理の開始に先立って、あるいは生産計画作成処理の開始時に、操作者の操作入力により、あるいは操業データベースなどの外部のデータベースからダウンロードすることにより、生産計画作成装置１に入力部１１を介して計画対象の全スラブデータが入力され、記憶部１３に記憶される。

スラブの処理順序である加熱炉１０１からの抽出順、及び、冷却工程で使用する設備（冷却装置１０４、追越設備１０５）の選択を決めた生産計画を立案する際には、下記（１）〜（８）の操業上の制約条件Ｄ１を考慮する必要がある。

（１）加熱炉１０１から抽出済みのスラブの加熱炉抽出順及び冷却設備選択は変更不可。
（２）加熱炉１０１内の各スラブには、加熱炉１０１内でスラブが所定温度まで昇温される時刻である所定の抽出可能時刻が決まっており、抽出可能時刻に加熱炉１０１から圧延機１０３までの搬送時間を足した時刻（圧延開始可能時刻）から圧延を開始することができる。
（３）加熱炉１０１内のスラブについて、同一抽出口の先行するスラブを追い越して抽出することはできない。
（４）搬送ライン１０２はスラブ１枚が通れる幅しかなく、追越設備１０５を使用する以外に、後行材が先行材を追い越して圧延プロセスを終了することはない。
（５）先行材と後行材とが干渉してはいけない。
（６）品質面からタンデム圧延や追越圧延、リフトが可能なスラブは限られる。
（７）タンデム圧延を実施する場合、図３を例に先行材Ａの冷却時間Ｔ_Ａ２は後行材Ｂの圧延時間Ｔ_Ｂ１より長い必要があり、且つ、先行材Ａの圧延時間Ｔ_Ａ３は後行材Ｂの冷却時間Ｔ_Ｂ２−１より短い必要がある。
（８）追越圧延を実施する場合、図６を例に先行材（リフト材）Ａの冷却時間Ｔ_Ａ２は、後行材（追越圧延材）Ｂ，Ｃの圧延時間Ｔ_Ｂ，Ｔ_Ｃより長い必要がある。

また、上記（１）〜（８）の制約条件Ｄ１に加え、計画対象とする全スラブの総圧延時間の最小化等の生産計画の評価指標を設ける。

以上の制約条件Ｄ１を考慮して評価指標の優れた解を探索する手法として、本実施形態においては、遺伝的アルゴリズム、タブサーチ手法といったメタヒューリスティックスや、数理計画法、制約プログラミング等の最適化手法を用いる。

図８は、本実施形態に係る生産計画作成装置１が実行する生産計画作成処理の一例を示すフローチャートである。図８に示す生産計画作成処理では、制御部１４により最適化手法を用いて生産計画の修正を行い新しい生産計画が作成可能となっている。また、表１に、製品データを少なくとも含む生産計画立案必要データＤ３を示す。表２に、計画の進捗状況を少なくとも含む操業イベントデータＤ２、及び、計画対象の製品の各処理工程実績（表中の斜線部分）を示す。表３に、現在の生産計画のデータである生産計画データＤ４を示す。

まず、制御部１４は、データ処理機能を実行し、最初の生産計画立案時と、各スラブの加熱炉１０１からの抽出、圧延開始、圧延終了、冷却開始、冷却終了などの各処理工程の操業イベント毎に、上記（１）〜（８）の制約条件Ｄ１と操業イベントデータＤ２と生産計画立案必要データＤ３とを取得する（Ｓ１）。なお、生産計画立案必要データＤ３として、表１に示す各項目に加え、後述する生産計画立案機能を前回実行してから圧延プロセスを完了したスラブの枚数のデータを用いる。

次に、制御部１４は、生産計画実行可否判断機能を実行し、現在の生産計画のデータである生産計画データＤ４を取得するとともに、この生産計画データＤ４と、データ処理機能を実行して取得した直近の操業イベントデータＤ２及び生産計画立案必要データＤ３とに基づいて、現在の生産計画に則って制約条件Ｄ１を満たした操業が実行可能か実行不可能かを判断する（Ｓ３）。なお、生産計画実行可否判断機能では、制約条件Ｄ１と操業イベントデータＤ２と生産計画立案必要データＤ３とに基づいて、圧延プロセスを模擬するシミュレーションにより、現在の生産計画に則って制約条件Ｄ１を満たした操業が実行可能か実行不可能かを判断する。

現在の生産計画に則って制約条件Ｄ１を満たした操業が実行不可能であると判断された場合には（Ｓ３でＮＯ）、現在の生産計画を修正する必要があり、制御部１４は生産計画立案機能を実行して現在の生産計画を修正し新たな生産計画を立案する（Ｓ４）。

一方で、現在の生産計画に則って制約条件Ｄ１を満たした操業が実行可能であると判断された場合であっても（Ｓ３でＹＥＳ）、生産計画立案必要データＤ３に基づいて、指定枚数のスラブが圧延プロセスを終了しているときには（Ｓ５でＹＥＳ）、加熱炉１０１内のスラブのうち抽出順の昇順に所定数のものを、計画対象となるスラブに追加するとともに、追加されたスラブについての表１に示した各項目を生産計画立案必要データＤ３に反映させる。そして、生産計画立案機能を実行して現在の生産計画を修正し新たな生産計画を立案する（Ｓ４）。

ここで、生産計画立案機能を実行して現在の生産計画を修正し新たな生産計画を立案する際には、現在の生産計画から大きく変更された（大きく乖離した）生産計画が導出されないよう、生産計画の変更度合を表す指標である、少なくとも加熱炉抽出順の変更度合と冷却設備選択の変更度合とを、生産計画を評価するための評価指標として用い、現在の生産計画からの変更度合を考慮する。

図９は、加熱炉抽出順の変更度合算出方法を説明するための図である。図１０は、冷却設備選択の変更度合算出方法を説明するための図である。加熱炉抽出順の変更度合の算出方法としては、図９（ａ）に示すような、変更された加熱炉抽出順のスラブ数を求める方法か、図９（ｂ）に示すような、先行材が変更されたスラブの数を求める方法を用いる。

図９（ａ）においては、スラブＢ及びスラブＣの加熱炉抽出順が生産計画の修正前後で変更されており、加熱炉抽出順の変更度合が「２」となる。図９（ｂ）においては、スラブＢの先行材がスラブＡからスラブＥに、スラブＣの先行材がスラブＢからスラブＡに、それぞれ生産計画の修正前後で変更されており、加熱炉抽出順の変更度合が「２」となる。なお、図９（ｂ）において、加熱炉１内にあるスラブのうち加熱炉１内から最初に抽出されるスラブが、生産計画の修正前後で変更されたとしても、修正後の生産計画において加熱炉１内から最初に抽出されるスラブについては、先行材が変更したスラブ数に含めないものとする。

また、冷却設備選択の変更度合の算出方法としては、図１０に示すような、冷却設備選択に変更があったスラブの数を用いる。図１０においては、スラブＣの冷却設備が追越設備から冷却装置に変更されており、冷却設備選択の変更度合が「１」となる。

そして、加熱炉１内から最初に抽出されたスラブの圧延処理が開始されてから、加熱炉１内から最後に抽出されたスラブの圧延処理が終了するまでの総圧延時間、加熱炉抽出順の変更度合、及び、冷却設備選択の変更度合の各評価指標に重み係数を適用して総合評価指標を算出することにより、これらの全ての総合評価指標を同時に扱うことができる。総合評価指標は、例えば、各評価指標の重みつき線形和として、下記数式（１）によって算出できる。なお、各評価指標の重み係数を変化させることによって、所望の評価指標を優先させた総合評価指標で生産計画を評価することが可能となる。

なお、総圧延時間を秒換算した場合において、各重み係数を「１００」と設定するなど、各重み係数には適当な値を設定すればよいが、適当な重み係数の判断基準としては、例えば、次のものが挙げられる。すなわち、現在の生産計画から加熱炉抽出順や冷却設備選択を一つ変更したことによる操業への影響と、総圧延時間短縮効果とのトレードオフを考慮して、各重み係数を設定すればよい。また、上記数式（１）において、総圧延時間に対しては、重み係数が「１」であると考えればよい。

そして、制御部１４は、制約条件Ｄ１、操業イベントデータＤ２、生産計画立案必要データＤ３、及び、総合評価指標に基づいて、上述した最適化手法を用いて、総合評価指標が最小となるような生産計画の解を探索する。このように、本実施形態においては、生産計画を立てる上で考慮すべき操業上の制約条件Ｄ１に加え、上述したような総合評価指標を用いて、現在の生産計画を修正し新しい生産計画を立案することにより、現在の生産計画からの変更が大きい生産計画が立案されるのを防ぐことができる。

なお、総合評価指標としては、各評価指標の重みつき線形和として算出したものに限らず、各評価指標に基づいて他の算出方法により算出されたものであってもよい。また、例えば、加熱炉１０１におけるスラブを抽出する抽出口の番号など、変更を許さない生産計画の項目は制約条件Ｄ１に加えてもよい。

上述したようにして生産計画立案機能により立案された新たな生産計画は、生産計画表示機能を実行することで（Ｓ６）、操作者が圧延ラインなどを操作するための操作装置に設けられた表示装置のガイダンス画面に表示され、前記新たな生産計画に則って圧延ラインが操業される。

なお、生産計画実行可否判断機能による、現在の生産計画に則って制約条件Ｄ１を満たした操業が実行可能か実行不可能かの判断には、生産計画立案機能を流用してもよい。この場合は、上記（１）〜（８）の制約条件Ｄ１に加えて、現在の生産計画も制約条件Ｄ１として考えて、現在の生産計画を含む制約条件Ｄ１と、操業イベントデータＤ２と、生産計画立案必要データＤ３とに基づいて、生産計画立案機能により現在の生産計画が実行可能か演算し実行可能解が発見できないなら、現在の生産計画を含む制約条件Ｄ１を満たさないとする。そして、生産計画実行可否判断機能により、現在の生産計画に則って、現在の生産計画を含む制約条件Ｄ１を満たした操業が実行不可能であると判断する。一方、生産計画立案機能により前記実行可能解が発見できたら、現在の生産計画を含む制約条件Ｄ１を満たすとし、生産計画実行可否判断機能により、現在の生産計画に則って、現在の生産計画を含む制約条件Ｄ１を満たした操業が実行可能であると判断する。

また、制御部１４は、現在の生産計画に則って制約条件Ｄ１を満たした操業が実行可能であると判断された場合であって（Ｓ３でＹＥＳ）、生産計画立案必要データＤ３に基づいて、指定枚数のスラブが圧延プロセスを終了していないときには（Ｓ５でＮＯ）、生産計画立案機能を実行せずに、生産計画表示機能を実行する（Ｓ６）。これにより、操作者が圧延ラインなどを操作するための操作装置に設けられた表示装置のガイダンス画面に現在の生産計画が表示され、現在の生産計画に則って圧延ラインが操業される。

次に、８枚のスラブＡ〜Ｇを計画対象とした圧延プロセスの生産計画を修正する２つのケースについて、実施例１及び２で説明する。なお、実施例１及び２において、生産計画の評価指標を構成する加熱炉抽出順の変更度合の算出方法には、図９（ｂ）を用いて説明した先行材が変更されたスラブの数を求める方法を用いている。

［実施例１］
図１１は、実施例１における生産計画修正結果について説明するための図である。詳しくは、図１１（ａ）が、現在の生産計画におけるスラブの加熱炉抽出順を示している。図１１（ｂ）が、上記数式（１）を用いず、加熱炉抽出順の変更度合を考慮しないで修正を行った生産計画における、スラブの加熱炉抽出順を示している。図１１（ｃ）が、上記数式（１）を用いて、加熱炉抽出順の変更度合を考慮して修正した生産計画における、スラブの加熱炉抽出順を示している。

実施例１においては、計画対象が全て冷却を必要としないスラブである。そして、実施例１では、図１１（ａ）に示す現在の生産計画において、加熱炉１０１から抽出済みのスラブＢの次に加熱炉１０１から抽出予定であったスラブＣの加熱不足により、操作者の判断で、スラブＢの次にスラブＣを抽出せずスラブＤが抽出された状況で、現在の生産計画を修正する場合について説明する。

図１１（ｂ）に示す、加熱炉抽出順の変更度合を考慮しないで修正を行った生産計画においては、加熱炉１内にあるスラブを抽出順に見てみると、図１１（ａ）に示す現在の生産計画に対して、スラブＣ、スラブＦ、スラブＥ、スラブＧそれぞれの先行材が変更されており、加熱炉抽出順の変更度合が「４」となっている。

図１１（ｃ）に示す、加熱炉抽出順の変更度合を考慮して修正を行った生産計画においては、加熱炉１内にあるスラブを抽出順に見てみると、図１１（ａ）に示す現在の生産計画に対して、スラブＥの先行材が変更されており、加熱炉抽出順の変更度合が「１」となっている。

実施例１においては、上述したように計画対象が全て冷却を必要としないスラブであるため、先行材の冷却中に後行材の圧延を行うタンデム圧延や、先行材を追越装置１０５に待機させて後行材の圧延を行う追越圧延を活用できない。そのため、加熱炉抽出順の変更による総圧延時間の短縮は望めない。

しかしながら、このように加熱炉抽出順の変更による総圧延時間の短縮が望めないにもかかわらず、図１１（ｂ）に示す修正後の生産計画においては、図１１（ａ）に示す現在の生産計画に対して加熱炉抽出順が大きく変更されている。このように、修正前後の生産計画で加熱炉抽出順が大きく変更されてしまうと、操業に無用な混乱を招くおそれがある。

一方で、図１１（ｃ）に示す修正後の生産計画においては、図１１（ａ）に示す現在の生産計画に対して加熱炉抽出順が大きく変更されることなく、操作者の判断で抽出されたスラブＤ以外のスラブに関して加熱炉抽出順の変更はない。よって、現在の生産計画を修正する際に、生産計画の評価指標として加熱炉抽出順の変更度合を考慮することで、修正前後で生産計画が大きく変更されるのを抑制し、操業に無用な混乱を招くのを抑えることができる。

［実施例２］
図１２は、実施例２における生産計画修正結果について説明するための図である。詳しくは、図１２（ａ）が、現在の生産計画におけるスラブの加熱炉抽出順や各処理工程を示している。図１２（ｂ）が、上記数式（１）を用いず、加熱炉抽出順の変更度合や冷却設備選択の変更度合を考慮しないで修正を行った生産計画における、スラブの加熱炉抽出順や各処理工程を示している。図１２（ｃ）が、上記数式（１）を用いて、加熱炉抽出順の変更度合や冷却設備選択の変更度合を考慮して修正した生産計画における、スラブの加熱炉抽出順や各処理工程を示している。

実施例２においては、加熱炉１０１から抽出済みのスラブＢの実際の冷却時間が、図１２（ａ）に示す現在の生産計画を立案した際に予想した冷却時間よりも短く、先行材であるスラブＢの冷却中に、後行材であるスラブＣの圧延を行うタンデム圧延が不可となった状況で、現在の生産計画を修正する場合について説明する。

図１２（ｂ）に示す、加熱炉抽出順の変更度合や冷却設備選択の変更度合を考慮しないで修正を行った生産計画においては、加熱炉１内にあるスラブを抽出順に見てみると、図１２（ａ）に示す現在の生産計画に対して、スラブＦ、スラブＥ、スラブＤ、及び、スラブＧの先行材が変更されており、加熱炉抽出順の変更度合が「４」となっている。また、図１２（ａ）に示す現在の生産計画に対して、スラブＣ及びスラブＤの冷却設備が変更されており、冷却設備選択の変更度合が「２」となっている。

図１２（ｃ）に示す、加熱炉抽出順の変更度合や冷却設備選択の変更度合を考慮して修正を行った生産計画においては、図１２（ａ）に示す現在の生産計画に対して先行材が変更されたスラブは存在せず、加熱炉抽出順の変更度合が「０」となっている。また、図１２（ａ）に示す現在の生産計画に対して、スラブＣの冷却設備が変更されており、冷却設備選択の変更度合が「１」となっている。

このように、現在の生産計画を修正する際に、加熱炉抽出順の変更度合や冷却設備選択の変更度合を考慮しない場合は、図１２（ａ）に示す現在の生産計画に対して、図１２（ｂ）に示すように修正後の生産計画が大きく変わっている。一方、現在の生産計画を修正する際に、生産計画の評価指標として加熱炉抽出順の変更度合や冷却設備選択の変更度合を考慮した場合は、図１２（ａ）に示す現在の生産計画に対して、図１２（ｃ）に示すように修正後の生産計画は大きく変わっていない。

ここで、図１２（ｂ）及び図１２（ｃ）に示した修正後の生産計画においては、互いの総圧延時間の差はほとんどなく、図１２（ｂ）に示した修正後の生産計画は、修正前後で生産計画が大きく変更されているにもかかわらず、現在の生産計画に対して総圧延時間の改善効果が小さい。よって、現在の生産計画を修正する際に、加熱炉抽出順の変更度合や冷却設備選択の変更度合を考慮することで、現在の生産計画に対して総圧延時間の改善効果が小さいにもかかわらず、修正前後で生産計画が大きく変更されるのを抑制することができる。

以上、本発明を適用した実施形態について説明したが、本実施形態による本発明の開示の一部をなす記述及び図面により本発明は限定されることはない。すなわち、本実施形態に基づいて当業者等によりなされる他の実施形態、実施例及び運用技術等は全て本発明の範疇に含まれる。

１ 生産計画作成装置
１１ 入力部
１２ 出力部
１３ 記憶部
１４ 制御部
１０１ 加熱炉
１０２ 搬送ライン
１０３ 圧延機
１０４ 冷却装置
１０５ 追越設備
１４１ データ読込部
１４２ 演算部
１４３ 最適計画作成部

Claims (8)

1. 複数の処理工程を経て製品を生産する生産プロセスにおける生産計画を作成する生産計画作成方法であって、
   操業上の制約条件を取得する制約条件取得ステップと、
   生産計画の進捗状況を少なくとも含む操業イベントデータを取得する操業イベントデータ取得ステップと、
   計画対象の製品における各処理工程実績と製品情報とを少なくとも含む生産計画立案必要データを取得する生産計画立案必要データ取得ステップと、
   現在の生産計画を取得する生産計画取得ステップと、
   前記制約条件、前記操業イベントデータ、前記生産計画立案必要データ、及び、前記現在の生産計画に基づいて、前記現在の生産計画に則って前記制約条件を満たした操業が実行可能か実行不可能かを判断する判断ステップと、
   前記判断ステップで実行不可能と判断された場合に、前記制約条件、前記操業イベントデータ、前記生産計画立案必要データ、前記現在の生産計画、及び、前記現在の生産計画からの変更度合を表す指標を少なくとも含む生産計画の評価指標に基づいて、生産計画を最適化手法を用いて立案する生産計画立案ステップと、
   を有することを特徴とする生産計画作成方法。
2. 請求項１に記載の生産計画作成方法において、
   前記現在の生産計画からの変更度合を表す指標が、前記現在の生産計画から処理順序が変更された製品の数と、前記現在の生産計画から処理設備が変更された製品の数との少なくとも一方により構成されることを特徴とする生産計画作成方法。
3. 請求項１または２に記載の生産計画作成方法において、
   前記判断ステップでは、前記生産プロセスを模擬するシミュレーションによって、前記現在の生産計画に則って前記制約条件を満たした操業が実行可能か実行不可能かを判断することを特徴とする生産計画作成方法。
4. 請求項１または２に記載の生産計画作成方法において、
   前記判断ステップでは、前記現在の生産計画を前記制約条件に加えて、最適化手法を用いて操業の実行可能解が発見できない場合に、前記現在の生産計画に則って前記制約条件を満たした操業が実行不可能と判断することを特徴とする生産計画作成方法。
5. 複数の処理工程を経て製品を生産する生産プロセスにおける生産計画を作成する生産計画作成装置であって、
   操業上の制約条件を取得する制約条件取得手段と、
   生産計画の進捗状況を少なくとも含む操業イベントデータを取得する操業イベントデータ取得手段と、
   計画対象の製品における各処理工程実績と製品情報とを少なくとも含む生産計画立案必要データを取得する生産計画立案必要データ取得手段と、
   現在の生産計画を取得する生産計画取得手段と、
   前記制約条件、前記操業イベントデータ、前記生産計画立案必要データ、及び、前記現在の生産計画に基づいて、前記現在の生産計画に則って前記制約条件を満たした操業が実行可能か実行不可能かを判断する判断手段と、
   前記判断手段で実行不可能と判断された場合に、前記制約条件、前記操業イベントデータ、前記生産計画立案必要データ、前記現在の生産計画、及び、前記現在の生産計画からの変更度合を表す指標を少なくとも含む生産計画の評価指標に基づいて、生産計画を最適化手法を用いて立案する生産計画立案手段と、
   を有することを特徴とする生産計画作成装置。
6. 請求項５に記載の生産計画作成装置において、
   前記現在の生産計画からの変更度合を表す指標が、前記現在の生産計画から処理順序が変更された製品の数と、前記現在の生産計画から処理設備が変更された製品の数との少なくとも一方により構成されることを特徴とする生産計画作成装置。
7. 請求項５または６に記載の生産計画作成装置において、
   前記判断手段は、前記生産プロセスを模擬するシミュレーションによって、前記現在の生産計画に則って前記制約条件を満たした操業が実行可能か実行不可能かを判断することを特徴とする生産計画作成装置。
8. 請求項５または６に記載の生産計画作成装置において、
   前記判断手段は、前記現在の生産計画を前記制約条件に加えて、最適化手法を用いて操業の実行可能解が発見できない場合に、前記現在の生産計画に則って前記制約条件を満たした操業が実行不可能と判断することを特徴とする生産計画作成装置。

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