JP2020190899A - Inventory allocation planning device, method and program - Google Patents
Inventory allocation planning device, method and program Download PDFInfo
- Publication number
- JP2020190899A JP2020190899A JP2019095501A JP2019095501A JP2020190899A JP 2020190899 A JP2020190899 A JP 2020190899A JP 2019095501 A JP2019095501 A JP 2019095501A JP 2019095501 A JP2019095501 A JP 2019095501A JP 2020190899 A JP2020190899 A JP 2020190899A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- waste
- amount
- slab
- optimization problem
- order
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Images
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P90/00—Enabling technologies with a potential contribution to greenhouse gas [GHG] emissions mitigation
- Y02P90/02—Total factory control, e.g. smart factories, flexible manufacturing systems [FMS] or integrated manufacturing systems [IMS]
Landscapes
- General Factory Administration (AREA)
Abstract
Description
本発明は、中間製品に注文を引き当てる在庫引当計画を立案する在庫引当計画の立案装置、方法及びプログラムに関する。 The present invention relates to an inventory allocation plan planning device, method and program for creating an inventory allocation plan for allocating orders to intermediate products.
多段の製造工程を経て最終製品を製造する製造工場では、工程と工程の間に中間製品を在庫として保管している。これらの中間製品には、基本的には形状や品質等、客先に要求されるスペックを規定する注文情報が紐付いており、この注文情報に基づいて中間製品に加工が施される。しかし、例えば中間製品の加工途中に設備トラブルによって中間製品に品質劣化が生じ、当該中間製品が現在紐付いている注文情報の要求スペックを満たせなくなる場合がある。このような場合には、一度当該中間製品と注文情報の紐付け関係を解消したのちに、当該中間製品でも要求スペックを満たせるような別の注文を引き当てなければならない。 In a manufacturing factory that manufactures a final product through a multi-stage manufacturing process, intermediate products are stored as inventory between the processes. These intermediate products are basically associated with order information that defines the specifications required by the customer, such as shape and quality, and the intermediate products are processed based on this order information. However, for example, the quality of the intermediate product may deteriorate due to equipment trouble during processing of the intermediate product, and the required specifications of the order information currently associated with the intermediate product may not be satisfied. In such a case, once the link between the intermediate product and the order information is broken, another order must be assigned so that the intermediate product can also meet the required specifications.
中間製品に注文を引き当てる計画を在庫引当計画（或いは在庫充当計画）と呼ぶ。在庫引当計画を立案するときには、注文情報の要求スペックを満たす中間製品に注文を引き当てつつ、中間製品に品質ができる限り近い注文を引き当てることが求められる。これによって、形状不合による中間製品の追加加工費や、中間製品の潜在的価値と注文の値差による損失等を減らし、中間製品の価値を最大限まで高めることができる。また、中間製品が在庫として長期滞留すると在庫置き場を圧迫するため、できる限り多くの中間製品に注文を引き当てなければならない。しかし、中間製品に対する注文の引き当ての組み合わせは非常に多い。また、中間製品に求められるスペックには、形状や品質に関わる数多くの制約条件がある。このため、人手による在庫引当計画の立案では時間がかかり、中間製品の価値を最大限まで高めた在庫充当計画を立案することは難しい。さらに、過剰な在庫が置き場を圧迫し、管理コストの増加や製造停止リスクを高める可能性がある。 A plan for allocating orders to intermediate products is called an inventory allocation plan (or inventory allocation plan). When formulating an inventory allocation plan, it is required to place orders for intermediate products that meet the required specifications of the order information, while placing orders that are as close in quality as possible to the intermediate products. As a result, the additional processing cost of the intermediate product due to the shape mismatch, the loss due to the potential value of the intermediate product and the value difference of the order, etc. can be reduced, and the value of the intermediate product can be maximized. In addition, long-term retention of intermediate products in inventory puts pressure on the inventory storage area, so orders must be placed on as many intermediate products as possible. However, there are numerous combinations of order allocations for intermediate products. In addition, the specifications required for intermediate products have many restrictions related to shape and quality. For this reason, it takes time to formulate an inventory allocation plan manually, and it is difficult to formulate an inventory allocation plan that maximizes the value of intermediate products. In addition, excess inventory can overwhelm storage space, increasing management costs and the risk of production outages.
特許文献１には、オーダの組合せは、設備制約等の制約条件の下、種々の指標を最大或いは最小となるように組合せを決定するため、各種最適化法を用いることが開示されている。また、特許文献１には、新規製造時に設備制約等により余材が発生する場合、将来の余材引き当てを予測し、発生する余材寸法を調整する手法が開示されている。
非特許文献１には、中間製品と注文の引き当て計画最適化問題を、２部グラフマッチング問題として定式化し、メタヒューリスティクスベースの最適化技術を用いて、中間製品と注文の最適な組み合わせを求める手法が開示されている。
Patent Document 1 discloses that various optimization methods are used to determine the combination of orders so that various indexes are maximized or minimized under constraint conditions such as equipment constraints. Further, Patent Document 1 discloses a method of predicting future surplus material allocation and adjusting the size of the surplus material generated when surplus material is generated due to equipment restrictions or the like during new manufacturing.
In Non-Patent Document 1, the intermediate product and order allocation plan optimization problem is formulated as a bipartite graph matching problem, and the optimal combination of the intermediate product and the order is obtained by using the metaheuristics-based optimization technology. The method is disclosed.
ここで、在庫引当計画における引当量を増やすためには、中間製品に注文を引き当てやすいように加工を加えることが有効である。例えば比較的サイズの大きい中間製品を分割、加工することで、加工前には引き当てることができなかった比較的サイズの小さい注文を加工後の中間製品に引き当てることが可能となる。ただし、上記例のように中間製品の加工には追加加工費がかかるほか、加工を加えたことによる損失が発生する場合がある。例えば中間製品を切断した場合は、切断部付近の一部が屑となり、歩留まり落ちの原因となる。したがって、在庫引当計画は、引当量を最大化しつつ、中間製品の加工による損失を最小化した計画であることが望ましい。
特許文献１及び非特許文献１では、上記のような中間製品の加工による損失については考慮されていない。
Here, in order to increase the reserve amount in the inventory reserve plan, it is effective to process the intermediate products so that orders can be easily placed. For example, by dividing and processing a relatively large intermediate product, it becomes possible to allocate a relatively small order that could not be assigned before processing to the intermediate product after processing. However, as in the above example, processing of an intermediate product requires additional processing costs, and there may be a loss due to the processing. For example, when an intermediate product is cut, a part of the vicinity of the cut portion becomes waste, which causes a drop in yield. Therefore, it is desirable that the inventory allocation plan is a plan that minimizes the loss due to the processing of intermediate products while maximizing the allocation amount.
In Patent Document 1 and Non-Patent Document 1, the loss due to the processing of the intermediate product as described above is not considered.
本発明は上記のような点に鑑みてなされたものであり、中間製品の加工による損失を考慮して在庫引当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 points, and an object of the present invention is to enable an inventory allocation plan to be formulated in consideration of a loss due to processing of an intermediate product.
上記の課題を解決するための本発明の要旨は、以下のとおりである。
［１］ 中間製品に注文を引き当てる在庫引当計画を立案する在庫引当計画の立案装置であって、
中間製品と注文の組み合わせに対して、中間製品を加工する場合に発生する屑の発生量である屑化量を計算する屑化量計算手段と、
前記屑化量計算手段で計算した屑化量を用いて、中間製品に注文を引き当てる引当量を求める最適化問題を設定する最適化問題設定手段と、
前記最適化問題設定手段で設定した前記最適化問題を求解する求解手段とを備えたことを特徴とする在庫引当計画の立案装置。
［２］ 前記屑化量計算手段は、単位引当量あたりの屑化量を計算することを特徴とする［１］に記載の在庫引当計画の立案装置。
［３］ 前記屑化量計算手段は、中間製品の端を切断する場合に発生する屑と、中間製品を分割する場合に発生する屑とについて、屑化量を計算することを特徴とする［１］又は［２］に記載の在庫引当計画の立案装置。
［４］ 前記最適化問題において、屑の発生を許容するが屑化量を抑えつつ、引当量を増やすように目的関数を設定することを特徴とする［１］乃至［３］のいずれか一つに記載の在庫引当計画の立案装置。
［５］ 前記最適化問題において、引当量に（１−単位引当量あたりの屑化量）を乗じた値の合計を表す関数を目的関数とすることを特徴とする［１］乃至［４］のいずれか一つに記載の在庫引当計画の立案装置。
［６］ 引当量及び屑化量は重量であることを特徴とする［１］乃至［５］のいずれか一つに記載の在庫引当計画の立案装置。
［７］ 前記最適化問題において、引当量と屑化量の合計に対する制約条件を設定することを特徴とする［１］乃至［６］のいずれか一つに記載の在庫引当計画の立案装置。
［８］ 前記制約条件に対して妥当不等式を導入することを特徴とする［７］に記載の在庫引当計画の立案装置。
［９］ 製鋼工程で発生する中間製品である余材スラブに注文を引き当てる在庫引当計画を立案することを特徴とする［１］乃至［８］のいずれか一つに記載の在庫引当計画の立案装置。
［１０］ 中間製品に注文を引き当てる在庫引当計画を立案する在庫引当計画の立案方法であって、
中間製品と注文の組み合わせに対して、中間製品を加工する場合に発生する屑の発生量である屑化量を計算する屑化量計算ステップと、
前記屑化量計算ステップで計算した屑化量を用いて、中間製品に注文を引き当てる引当量を求める最適化問題を設定する最適化問題設定ステップと、
前記最適化問題設定ステップで設定した前記最適化問題を求解する求解ステップとを有することを特徴とする在庫引当計画の立案方法。
［１１］ 中間製品に注文を引き当てる在庫引当計画を立案するためのプログラムであって、
中間製品と注文の組み合わせに対して、中間製品を加工する場合に発生する屑の発生量である屑化量を計算する屑化量計算手段と、
前記屑化量計算手段で計算した屑化量を用いて、中間製品に注文を引き当てる引当量を求める最適化問題を設定する最適化問題設定手段と、
前記最適化問題設定手段で設定した前記最適化問題を求解する求解手段としてコンピュータを機能させるためのプログラム。
The gist of the present invention for solving the above problems is as follows.
[1] An inventory allocation plan planning device that formulates an inventory allocation plan for allocating orders to intermediate products.
For a combination of an intermediate product and an order, a waste amount calculation means for calculating the amount of waste generated when the intermediate product is processed, and a waste amount calculation means.
Using the waste amount calculated by the waste amount calculation means, an optimization problem setting means for setting an optimization problem for obtaining an allowance amount for allocating an order to an intermediate product, and an optimization problem setting means.
An inventory allocation plan planning device including a solution means for solving the optimization problem set by the optimization problem setting means.
[2] The inventory allocation plan planning device according to [1], wherein the waste amount calculation means calculates the amount of waste per unit reserve amount.
[3] The waste calculation means is characterized in that it calculates the amount of waste for the waste generated when the end of the intermediate product is cut and the waste generated when the intermediate product is divided []. The equipment for making an inventory allocation plan according to 1] or [2].
[4] In the optimization problem, any one of [1] to [3], characterized in that the objective function is set so as to allow the generation of waste but suppress the amount of waste while increasing the reserve amount. The equipment for making an inventory allocation plan described in 1.
[5] In the optimization problem, the objective function is a function representing the sum of the values obtained by multiplying the reserve amount by (the amount of waste per unit reserve amount) [1] to [4]. The equipment for making an inventory allocation plan described in any one of the above.
[6] The apparatus for making an inventory allocation plan according to any one of [1] to [5], wherein the allocation amount and the waste amount are weights.
[7] The apparatus for planning an inventory allocation plan according to any one of [1] to [6], wherein a constraint condition is set for the total of the allocation amount and the waste amount in the optimization problem.
[8] The inventory allocation plan planning device according to [7], wherein a valid inequality is introduced for the constraint condition.
[9] Formulation of the inventory allocation plan according to any one of [1] to [8], which comprises formulating an inventory allocation plan for allocating orders to surplus material slabs, which are intermediate products generated in the steelmaking process. apparatus.
[10] Formulating an inventory allocation plan for allocating orders to intermediate products This is a method for formulating an inventory allocation plan.
For the combination of the intermediate product and the order, the waste amount calculation step for calculating the waste amount, which is the amount of waste generated when the intermediate product is processed,
Using the waste amount calculated in the waste amount calculation step, an optimization problem setting step for setting an optimization problem for obtaining an allowance amount for allocating an order to an intermediate product, and an optimization problem setting step.
A method for formulating an inventory allocation plan, which comprises a solution step for solving the optimization problem set in the optimization problem setting step.
[11] A program for formulating an inventory allocation plan for allocating orders to intermediate products.
For a combination of an intermediate product and an order, a waste amount calculation means for calculating the amount of waste generated when the intermediate product is processed, and a waste amount calculation means.
Using the waste amount calculated by the waste amount calculation means, an optimization problem setting means for setting an optimization problem for obtaining an allowance amount for allocating an order to an intermediate product, and an optimization problem setting means.
A program for operating a computer as a solution means for solving the optimization problem set by the optimization problem setting means.
本発明によれば、中間製品の加工による損失を考慮して在庫引当計画を立案することができる。 According to the present invention, it is possible to formulate an inventory allocation plan in consideration of the loss due to the processing of the intermediate product.
以下、添付図面を参照して、本発明の好適な実施形態について説明する。
本実施形態では、製鉄業における製鋼工程で発生する中間製品である余材スラブ（以下、単にスラブとも呼ぶ）に注文を引き当てるプロセスに対して本発明を適用する例を説明する。
図１に、実施形態に係る在庫引当計画の立案装置１００の機能構成を示す。在庫引当計画の立案装置１００は、スラブに注文を引き当てる在庫引当計画を立案するものであり、以下に述べるように、最適化問題を設定、求解することにより、スラブに注文を引き当てる重量である引当量を求める。
在庫引当計画の立案装置１００は、入力部１０１と、引当可否判定部１０２と、屑化量計算部１０３と、制約条件設定部１０４と、目的関数設定部１０５と、求解部１０６と、判定部１０７と、出力部１０８とを備える。
Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
In the present embodiment, an example of applying the present invention to a process of allocating an order to a surplus material slab (hereinafter, also simply referred to as a slab) which is an intermediate product generated in a steelmaking process in the steelmaking industry will be described.
FIG. 1 shows the functional configuration of the inventory allocation
The inventory allocation
入力部１０１は、データベース２００から、在庫引当計画を立案する上で必要となるデータを取り込む。具体的には、スラブの情報と、注文の情報とを取り込む。スラブの情報には、スラブ毎にスラブ材質、品質、形状が含まれる。また、注文の情報には、注文毎に、注文が要求する注文材質、注文が要求する品質、注文が要求する形状、引当条件に関する情報が含まれる。
The input unit 101 fetches data necessary for formulating an inventory allocation plan from the
引当可否判定部１０２は、スラブの情報と注文の情報を比較して、引当可否条件に基づいて、当該スラブと当該注文が引当可能であるか否か判定する。一つのスラブに対して複数の注文が引当可能な場合もあれば、スラブに引当可能な注文が存在しない場合もある。また、引当可否判定部１０２では、引当可否条件の設定を変更することもできる。 The allocation availability determination unit 102 compares the slab information with the order information, and determines whether or not the slab and the order can be allocated based on the allocation availability condition. Multiple orders may be available for a slab, or there may be no orders available for a slab. In addition, the allocation availability determination unit 102 can also change the setting of the allocation availability condition.
屑化量計算部１０３は、引当可否判定部１０２で引当可能と判定されたスラブと注文の組み合わせに対して、スラブを切断する場合に発生する屑の発生量である屑化量（重量）を計算する。詳細は後述するが、スラブの端を切断する場合に発生する屑と、スラブを分割する場合に発生する屑とについて、単位引当量あたりの屑化量を計算する。以下、単位引当量あたりの屑化量を、屑化係数と呼ぶ。 The waste amount calculation unit 103 determines the amount of waste (weight), which is the amount of waste generated when the slab is cut, for the combination of the slab and the order determined by the allocation availability determination unit 102. calculate. Although the details will be described later, the amount of waste generated per unit reserve amount is calculated for the waste generated when the end of the slab is cut and the waste generated when the slab is divided. Hereinafter, the amount of waste per unit reserve amount is referred to as a waste coefficient.
制約条件設定部１０４は、入力部１０１で取り込んだデータ、及び屑化量計算部１０３で計算した屑化係数を用いて、引当量を求める最適化問題の制約条件を設定する。
目的関数設定部１０５は、決定変数である引当量、及び屑化量計算部１０３で計算した屑化係数を用いて、引当量を求める最適化問題の目的関数を設定する。目的関数は、その最大化により、屑の発生を許容するが屑化量を抑えつつ、引当量を増やすように設定される。
なお、本実施形態では、制約条件設定部１０４及び目的関数設定部１０５が、本発明でいう最適化問題設定手段として機能する。
The constraint condition setting unit 104 sets the constraint condition of the optimization problem for obtaining the allocation amount by using the data taken in by the input unit 101 and the waste coefficient calculated by the waste amount calculation unit 103.
The objective function setting unit 105 sets the objective function of the optimization problem for obtaining the allocation amount by using the allocation amount which is a determinant and the waste coefficient calculated by the waste amount calculation unit 103. The objective function is set to allow the generation of debris by maximizing it, but to increase the reserve amount while suppressing the amount of debris.
In the present embodiment, the constraint condition setting unit 104 and the objective function setting unit 105 function as the optimization problem setting means according to the present invention.
求解部１０６は、制約条件設定部１０４及び目的関数設定部１０５で設定した最適化問題（以下、在庫引当計画問題と呼ぶ）を求解する。 The solution unit 106 solves an optimization problem (hereinafter referred to as an inventory allocation planning problem) set by the constraint condition setting unit 104 and the objective function setting unit 105.
判定部１０７は、求解部１０６による求解結果が妥当であるか否かを判定する。求解結果が妥当である場合、当該求解結果を確定する。求解結果が妥当でない場合、入力部１０１で取り込むデータや、引当可否判定部１０２で設定する引当可否条件を変更して、屑化量計算部１０３、制約条件設定部１０４、目的関数設定部１０５及び求解部１０６による在庫引当計画問題の設定、求解を繰り返す。 The determination unit 107 determines whether or not the solution result by the solution unit 106 is valid. If the solution result is valid, the solution result is finalized. If the solution result is not valid, the data to be imported by the input unit 101 and the allocation availability condition set by the allocation availability determination unit 102 are changed, and the waste amount calculation unit 103, the constraint condition setting unit 104, the objective function setting unit 105 and The solution unit 106 sets and solves the inventory allocation planning problem.
出力部１０８は、判定部１０７で妥当であると判定された求解結果を出力装置１１０に送信する。 The output unit 108 transmits the solution result determined by the determination unit 107 to the output device 110.
データベース２００は、在庫引当計画を立案する上で必要となるデータとして、スラブの情報と、注文の情報とを格納する。なお、本実施形態では、データベース２００からデータを取り込む例を示したが、それ以外にも、例えばネットワークを介して外部機器からデータを取り込んだり、ユーザが直接入力したデータを取り込んだりする形態であってもよい。
The
入力装置１０９は、ユーザが情報を入力するための手段であり、ポインティングデバイスやキーボード等である。
出力装置１１０は、出力部１０８から送信された求解結果を出力するディスプレイ等の表示装置である。なお、出力装置１１０は、音声情報を出力するスピーカ等の音声出力装置等や、出力部１０８から送信された求解結果を不図示の記憶領域に保存、登録する記憶装置等であってもよい。
The
The output device 110 is a display device such as a display that outputs the solution result transmitted from the output unit 108. The output device 110 may be a voice output device such as a speaker that outputs voice information, or a storage device that stores and registers the solution result transmitted from the output unit 108 in a storage area (not shown).
次に、在庫引当計画の立案装置１００による在庫引当計画の立案方法を説明する。
図２は、実施形態に係る庫引当計画の立案装置１００による在庫引当計画の立案方法を示すフローチャートである。
ステップＳ１において、入力部１０１は、データベース２００から、スラブの情報と、注文の情報とを取り込む。表１に、スラブの情報の例を示す。スラブＩＤ毎に、スラブ材質、品質（スラブ特性値）、形状（スラブ巾、スラブ単重、スラブ長さ）が紐付けられている。また、表２に、注文の情報の例を示す。注文ＩＤ毎に、注文が要求する注文材質、注文が要求する品質（注文特性値）、注文が要求する形状（注文巾）、引当条件に関する情報（注文投入量、引当量の上下限値）が紐付けられている。なお、スラブ特性値及び注文特性値は、点数の高い方が品質として優れていることを意味する。
Next, a method of drafting an inventory allocation plan by the inventory allocation
FIG. 2 is a flowchart showing a method of planning an inventory allocation plan by the storage allocation
In step S1, the input unit 101 takes in the slab information and the order information from the
ステップＳ２において、引当可否判定部１０２は、スラブの情報と注文の情報を比較して、引当可否条件に基づいて、当該スラブと当該注文が引当可能であるか否か判定する。表３に、引当可否条件の例を示す。本実施形態では、例えばスラブ巾が注文巾よりも大きく、スラブ巾と注文巾の差（以下、巾差と称する）が８００［ｍｍ］以内で、スラブ特性値１、２が注文特性値１、２よりも優れていれば、引当可能であるとする。なお、引当可否条件は、表３に示す条件に限られるものではない。例えばある特定のスラブ材質に対して引当可能な注文材質の集合を定義して、その集合に含まれない注文材質は当該スラブに引き当てることができない条件を設定してもよい。 In step S2, the allocation availability determination unit 102 compares the slab information with the order information, and determines whether or not the slab and the order can be allocated based on the allocation availability condition. Table 3 shows examples of provision availability conditions. In the present embodiment, for example, the slab width is larger than the order width, the difference between the slab width and the order width (hereinafter referred to as width difference) is within 800 [mm], and the slab characteristic values 1 and 2 are the order characteristic values 1. If it is better than 2, it can be allocated. The conditions for availability of allocation are not limited to the conditions shown in Table 3. For example, a set of custom materials that can be allocated to a specific slab material may be defined, and a condition may be set in which custom materials not included in the set cannot be assigned to the slab.
ステップＳ３において、屑化量計算部１０３は、ステップＳ２で引当可能と判定されたスラブと注文の組み合わせに対して、スラブを切断する場合に発生する屑の発生量である屑化量（重量）を計算する。
余材スラブは、注文の引当後に、スラブ巾が調整され、下工程である熱延工程において熱延コイルに加工される。熱延工程で圧延する前には、スラブ巾を注文巾に合うように調整しなければならない。この調整は、サイジングプレス機等の加工機を用いて行うのが一般的である。しかしながら、サイジングプレスで圧下可能な巾は、スラブの硬さ等の材質によって上限制約がある。このため、上限制約以上に巾差があるスラブと注文を紐付けるためには、下工程に余材スラブを投入する前に、余材スラブを長手方向に沿って切断して巾を調整しなければならない。この場合に、余材スラブを切断すると屑が発生するため、できる限り屑が発生しないようなスラブと注文の組み合わせを求める必要がある。なお、本実施形態では、サイジングプレスで圧下可能な巾の上限制約はすべてのスラブで３００［ｍｍ］と仮定した。
In step S3, the waste amount calculation unit 103 indicates the amount of waste (weight) generated when the slab is cut with respect to the combination of the slab and the order determined to be available in step S2. To calculate.
The surplus material slab is processed into a hot-rolled coil in the hot-rolling process, which is the lower step, after the slab width is adjusted after the order is placed. Before rolling in the hot rolling process, the slab width must be adjusted to fit the custom width. This adjustment is generally performed using a processing machine such as a sizing press machine. However, the width that can be reduced by the sizing press is limited by the material such as the hardness of the slab. Therefore, in order to link the order with the slab whose width difference exceeds the upper limit constraint, the surplus slab must be cut along the longitudinal direction to adjust the width before the surplus slab is put into the lower process. Must be. In this case, cutting the surplus material slab produces waste, so it is necessary to obtain a combination of the slab and the order so as not to generate waste as much as possible. In this embodiment, the upper limit of the width that can be reduced by the sizing press is assumed to be 300 [mm] for all slabs.
ここで、一般に鉄鋼業において、スラブに注文を引き当てる重量である引当量は固定されていない。例えば最終製品である冷延コイルの重量の狙い値は１２トンだが、±２トンの誤差は許す等、引当量にマージンが設けられていることが多い。上記の場合、スラブに引き当てる注文の重量は、下限を１０トン、上限を１４トンとして引当計画を立案すればよい。すなわち、表２に示すように、引当量の上下限値、つまり一定のマージンが与えられている状況下における在庫引当計画の立案しなければならない。 Here, generally in the steel industry, the reserve amount, which is the weight for allocating an order to a slab, is not fixed. For example, the target value of the weight of the cold-rolled coil, which is the final product, is 12 tons, but there is often a margin in the reserve amount, such as allowing an error of ± 2 tons. In the above case, the weight of the order to be allocated to the slab may be set as an allocation plan with a lower limit of 10 tons and an upper limit of 14 tons. That is, as shown in Table 2, it is necessary to formulate an inventory allocation plan under the condition that the upper and lower limits of the allocation amount, that is, a certain margin is given.
本実施形態では、スラブに注文を引き当てる重量である引当量にマージンが存在し、可変である場合に対しても、屑の発生を許容するが屑化量を抑えつつ、引当量を増やすように在庫引当計画を立案する。
本願発明者は、引当量が可変であるときに、スラブに注文を引き当てたときの屑化量を計算するためには、引当量に比例して屑化量が計算可能なモデルの構築が必要であると考えた。そして、このモデル構築のためには、引当可能と判定されたスラブと注文の組み合わせに対して、単位引当量あたりの屑化量、つまり屑化係数として与えることが有効であることを見出した。これにより、引当量及び屑化量を同時に最適化する最適化問題を構築することができる。
In the present embodiment, there is a margin in the reserve amount, which is the weight for allocating the order to the slab, and even when it is variable, the reserve amount is increased while allowing the generation of waste but suppressing the waste amount. Develop an inventory allocation plan.
The inventor of the present application needs to construct a model in which the amount of waste can be calculated in proportion to the amount of reserve in order to calculate the amount of waste when an order is assigned to the slab when the amount of reserve is variable. I thought it was. Then, in order to construct this model, it was found that it is effective to give the combination of the slab and the order determined to be available as the amount of waste per unit reserve amount, that is, the waste coefficient. As a result, an optimization problem that optimizes the reserve amount and the waste amount at the same time can be constructed.
本実施形態では、屑が発生する切断として、図３（ａ）、（ｂ）に示す二通りの切断を想定する。
一つ目は、図３（ａ）に示すように、スラブ３０１の端を長手方向に沿って切断するケースである。このケースでは、切断されたスラブの端片は屑３０２となる。本実施形態において、この屑を切断屑と呼ぶ。
二つ目は、図３（ｂ）に示すように、巾が広いスラブ３０１の中央部を長手方向に沿って切断して、二枚のスラブ３０１−１、３０１−２に分割した後に、各スラブ３０１−１、３０１−２に注文を引き当てるケースである。図３（ｂ）に示すように、分割後のスラブ３０１−１、３０１−２には、異なる注文ｗi1、ｗi2が引き当てられることがある。このケースでは、中央部の切断代が屑３０３となる。本実施形態において、この屑を分割屑と呼ぶ。また、本実施形態において、切断代はすべてのスラブ一律で１０［ｍｍ］と仮定した。
なお、一枚のスラブを二枚のスラブに分割した後に、さらに、そのスラブの端を長手方向に沿って切断して、注文を引き当てるケースでは、切断屑が発生する。
また、実業務ではスラブを長手方向に沿って三分割や四分割する状況も少なからず存在するが、切断屑、分割屑の発生割合に比べて十分少ないため、解の最適性に大きな影響を及ぼすことはない。また、後述する本実施形態における定式化手法を用いれば、三分割や四分割したスラブも同様の手法で定式化可能である。
In the present embodiment, two types of cutting shown in FIGS. 3 (a) and 3 (b) are assumed as the cutting in which dust is generated.
The first is a case where the end of the
The second is, as shown in FIG. 3B, after cutting the central portion of the
In the case where one slab is divided into two slabs and then the ends of the slabs are further cut along the longitudinal direction to attract orders, cutting chips are generated.
In actual work, there are quite a few situations where the slab is divided into three or four along the longitudinal direction, but it is sufficiently small compared to the generation rate of cutting waste and divided waste, which greatly affects the optimality of the solution. There is no such thing. Further, if the formulation method in the present embodiment described later is used, the slab divided into three or four can be formulated by the same method.
以下、屑化係数の計算について具体的に説明する。
（集合の定義）
Ｉ：注文の集合
Ｊ：スラブの集合
Ｓ：Ｓ＝｛０、１、２｝ ０：分割なし、１：分割後一本目、２：分割後二本目
Hereinafter, the calculation of the waste coefficient will be specifically described.
(Definition of set)
I: Set of orders J: Set of slabs S: S = {0, 1, 2} 0: No division, 1: 1st after division, 2: 2nd after division
注文の集合をｉ∈Ｉ、スラブの集合をｊ∈Ｊとする。また、スラブを分割しないケースと、分割するケースとそれぞれに対して、屑化係数を定義するために、スラブの分割有無を表すフラグＳ｛０、１、２｝を与える。Ｓ＝０は分割しないケースを表す。Ｓ＝１、２は分割するケースを表し、Ｓ＝１が分割後一本目のスラブを、Ｓ＝２が分割後二本目のスラブを表す。 Let i ∈ I be the set of orders and j ∈ J be the set of slabs. Further, for the case where the slab is not divided and the case where the slab is divided, flags S {0, 1, 2} indicating whether or not the slab is divided are given in order to define the waste coefficient. S = 0 represents a case where the division is not performed. S = 1 and 2 represent the case of division, S = 1 represents the first slab after division, and S = 2 represents the second slab after division.
（定数の定義）
δｗ：サイジングプレスによって調整可能な巾（本例ではδｗ＝３００［ｍｍ］）
γ：分割時の切断代
ｗS j：スラブｊのスラブ巾
ｗi：注文ｉの注文巾
ｍS ij：スラブｊに注文ｉを引き当てるときの屑化係数
(Definition of constant)
δw: Width adjustable by sizing press (δw = 300 [mm] in this example)
γ: Cutting allowance at the time of division w S j : Slab width of slab j w i : Order width of order i m S ij : Waste coefficient when allocating order i to slab j
サイジングプレスによって調整可能な巾をδｗ［ｍｍ］、一枚のスラブを二枚に分割したときに発生する中央部の切断代（分割屑の巾）をγ［ｍｍ］とする。この切断代γは、図３（ｂ）に示すように、分割後のそれぞれのスラブに均等に付与される。屑化係数ｍS ijは、スラブを分割しないケースでは、式（１０１）で与えられる。また、屑化係数ｍS ijは、分割するケースでは、式（１０２）で与えられる。 The width that can be adjusted by the sizing press is δw [mm], and the cutting allowance (width of the split waste) at the center that occurs when one slab is divided into two is γ [mm]. As shown in FIG. 3B, this cutting allowance γ is evenly applied to each slab after division. The waste factor m S ij is given by Eq. (101) in the case where the slab is not divided. Further, the waste coefficient m S ij is given by the equation (102) in the case of division.
式（１０１）に示すように、スラブを分割しないケースでは、巾差に応じて、切断屑の発生有無を判定して、屑化係数ｍS ijを計算する。
巾差が調整可能巾δｗ以下である場合（ｗS j−ｗi≦δｗ）、サイジングプレスによって巾差を調整可能であるため、切断屑は発生しない。一方、巾差が調整可能巾δｗを超える場合（ｗS j−ｗi＞δｗ）、サイジングプレスだけでは巾差を調整不能であるため、切断屑が発生する。
本実施形態において、スラブの端を切断する巾は、巾差から、調整可能巾δｗを引いた巾だけであるとする（ｗS j−ｗi−δｗ）。例えばスラブ巾１５００［ｍｍ］の余材スラブに、注文巾１１００［ｍｍ］の注文を引き当てる場合、余材スラブは端１００［ｍｍ］を切断し、スラブ巾１４００［ｍｍ］の余材スラブとしてから下工程に搬送される。このように、巾差を、サイジングプレスによって調整可能な巾差、つまりδｗになるように調整すれば、切断屑を可能な限り抑えることができる。
単位引当量あたりの切断屑化量は、スラブの密度が均一であると仮定して、スラブの端を切断する巾（ｗS j−ｗi−δｗ）を注文巾ｗiで割った値で与える。例えばスラブ巾１５００［ｍｍ］の余材スラブに、注文巾１１００［ｍｍ］の注文を引き当てする場合、余材スラブは端１００［ｍｍ］を切断しなければならない。したがって、屑化係数ｍS ijは、（１５００−１１００−３００）／１１００＝１／１１となる。例えばこのスラブに１０［トン］の注文を割り当てる場合、その切断屑化量は（１／１１）×１０≒０．９［トン］となる。
As shown in equation (101), in the case where not dividing the slabs, in accordance with the width difference, to determine the occurrence or non-occurrence of swarf, it calculates the Kuzuka coefficient m S ij.
When the width difference is less than or equal to the adjustable width δw (w S j −w i ≦ δw), the width difference can be adjusted by the sizing press, so that no cutting chips are generated. On the other hand, when the width difference exceeds the adjustable width δw (w S j −w i > δw), the width difference cannot be adjusted only by the sizing press, so that cutting chips are generated.
In the present embodiment, it is assumed that the width for cutting the end of the slab is only the width obtained by subtracting the adjustable width δw from the width difference (w S j −w i −δw). For example, when an order with an order width of 1100 [mm] is assigned to a surplus material slab having a slab width of 1500 [mm], the surplus material slab is cut at an end 100 [mm] to form a surplus material slab having a slab width of 1400 [mm]. It is transported to the lower process. In this way, if the width difference is adjusted so as to be a width difference that can be adjusted by the sizing press, that is, δw, cutting chips can be suppressed as much as possible.
The amount of cutting waste per unit allocation amount is the value obtained by dividing the width (w S j − w i − δ w) for cutting the end of the slab by the order width w i , assuming that the density of the slab is uniform. give. For example, when an order with an order width of 1100 [mm] is assigned to a surplus material slab having a slab width of 1500 [mm], the surplus material slab must cut an end 100 [mm]. Therefore, the waste coefficient m S ij is (1500-1100-300) / 1100 = 1/11. For example, when an order of 10 [tons] is assigned to this slab, the amount of scraps to be cut is (1/11) × 10 ≈ 0.9 [tons].
式（１０２）に示すように、スラブを分割するケースでは、分割後のスラブについての巾差に応じて、分割屑だけの発生か、分割屑及び切断屑の発生かを判定して、屑化係数ｍS ijを計算する。
巾差が調整可能巾δｗ以下である場合（ｗS j−ｗi≦δｗ）、サイジングプレスによって巾差を調整可能であるため、分割屑だけが発生する。一方、巾差が調整可能巾δｗを超える場合（ｗS j−ｗi＞δｗ）、サイジングプレスだけでは巾差を調整不能であるため、分割屑及び切断屑が発生する。
単位引当量あたりの分割屑化量は、中央部の切断代γを注文巾ｗiで割った値で与える。
また、単位引当量あたりの分割及び切断屑化量は、スラブの端を切断する巾（ｗS j−ｗi−δｗ）と中央部の切断代γを足し合わせたものを注文巾ｗiで割った値で与える。
As shown in the formula (102), in the case where the slab is divided, it is determined whether only the divided waste is generated or the divided waste and the cut waste are generated according to the width difference of the slab after the division, and the slab is made into waste. Calculate the coefficient m S ij .
When the width difference is less than or equal to the adjustable width δw (w S j −w i ≦ δw), the width difference can be adjusted by the sizing press, so that only split waste is generated. On the other hand, when the width difference exceeds the adjustable width δw (w S j −w i > δw), the width difference cannot be adjusted only by the sizing press, so that split waste and cutting waste are generated.
Division Kuzuka amount per unit allowance amount is given by the value obtained by dividing the cutting margin γ of the center in order width w i.
The amount of division and cutting waste per unit reserve is the order width w i , which is the sum of the width for cutting the ends of the slab (w S j − w i − δ w) and the cutting allowance γ at the center. Give by the divided value.
ステップＳ４において、制約条件設定部１０４は、ステップＳ１で取り込んだデータ、及びステップＳ３で計算した屑化係数ｍS ijを用いて、在庫引当計画問題の制約条件を設定する。
本実施形態では、在庫引当計画問題として、切断屑及び分割屑を考慮した最適化問題である混合整数計画問題を定式化する。
（集合の定義）
Ｉ：注文の集合
Ｊ：スラブの集合
ＮS i：注文ｉに引き当て可能なスラブの集合
ＮS j：スラブｊに引き当て可能な注文の集合
Ｃj：スラブｊに引き当て可能な色（下工程製造種類）の集合
Ｓ：Ｓ＝｛０、１、２｝ ０：分割なし、１：分割後一本目、２：分割後二本目
In step S4, the constraint condition setting unit 104 sets the constraint condition of the inventory allocation planning problem by using the data taken in in step S1 and the waste coefficient m S ij calculated in step S3.
In the present embodiment, as an inventory allocation planning problem, a mixed integer programming problem, which is an optimization problem considering cutting waste and split waste, is formulated.
(Definition of set)
I: Set of orders J: Set of slabs N S i : Set of slabs that can be assigned to order i N S j : Set of orders that can be assigned to slab j C j : Color that can be assigned to slab j (lower process manufacturing) Set of types) S: S = {0, 1, 2} 0: No division, 1: 1st after division, 2: 2nd after division
スラブｊに引き当て可能な色（下工程製造種類）の集合Ｃjは、スラブの材質、巾帯等からグループを作成し、グループ毎に色を設定する。本問題では、スラブの分割は一度だけしか行われないと仮定する。また、スラブは、分割しないか、分割するかのいずれか一方しか選べない。 For the set C j of the colors (lower process manufacturing type) that can be assigned to the slab j, a group is created from the material of the slab, the width band, and the like, and the color is set for each group. In this problem, it is assumed that the slab is divided only once. Also, the slab can only be divided or not divided.
（決定変数の定義）
ｘS ij：スラブｊに注文ｉを引き当てる重量である引当量
ｚS ij：１ スラブｊに注文ｉを引き当てる
０ その他
ｙSC j：１ スラブｊに色Ｃを引き当てる
０ その他
ｈj：１ スラブｊを分割する
０ スラブｊを分割しない
ｏS ij：スラブｊへの注文ｉの引当回数
(Definition of coefficient of determination)
x S ij : Reserve amount which is the weight to allocate the order i to the slab j z S ij : 1 Allocate the order i to the slab j
0 Other y SC j : 1 Assign color C to slab j
0 Other h j : 1 Divide the slab j
0 Do not divide slab j o S ij : Number of allocations of order i to slab j
引当量ｘS ijは、スラブｊに注文ｉを引き当てる重量である引当量を表す連続変数であり、フラグＳのスラブｊに注文ｉが何トン引き当てられたかを表す。ｚS ijは、フラグＳのスラブｊに注文ｉを引き当てた場合は１をとり、それ以外は０をとる０−１変数である。ｙSC jは、フラグＳのスラブｊに色Ｃを引き当てた場合は１をとり、それ以外は０をとる０−１変数である。ｈjは、スラブｊを分割するか、分割しないかを表し、スラブを分割するケースは１をとり、それ以外は０をとる。 The reserve amount x S ij is a continuous variable representing the reserve amount which is the weight for which the order i is assigned to the slab j, and represents how many tons of the order i is assigned to the slab j of the flag S. z S ij is a 0-1 variable that takes 1 when the order i is assigned to the slab j of the flag S, and takes 0 otherwise. y SC j is a 0-1 variable that takes 1 when the color C is assigned to the slab j of the flag S, and takes 0 otherwise. h j indicates whether to divide the slab j or not, and 1 is taken when the slab is divided, and 0 is taken in other cases.
（入力パラメータ）
ａi：注文ｉの投入量
ｂS j：スラブｊのスラブ単重
Ｃ（ｉ）：注文ｉの色（下工程製造種類）
ｄ：１スラブに引当可能な色の上限数
ｅ：１スラブに引当可能な重量の下限値
Ｍ：大きな値
ｍS ij：スラブｊに注文ｉを引き当てるときの屑化係数
ＴL i：注文ｉの引当量の下限値
ＴH i：注文ｉの引当量の上限値
(Input parameter)
a i : Input amount of order i b S j : Slab unit weight of slab j C (i): Color of order i (manufacturing type in lower process)
d: Upper limit of colors that can be allocated to 1 slab e: Lower limit of weight that can be allocated to 1 slab M: Large value m S ij : Waste coefficient when assigning order i to slab j T L i : Order i the provision of the lower limit value T H i: the upper limit of the allowance of order i
注文ｉには、投入量ａi以上のスラブを引き当てることができない。スラブｊには、スラブ単重ｂS j以上の注文を引き当てることができない。分割後のスラブ単重ｂS jは、元のスラブ単重を単純に２分割してもよいし、実績にあわせて適当な割合で分割してもよい。今回の検討では、分割後の重量はすべて元の単重の１／２になるものと取り扱う。 It is not possible to allocate a slab having an input amount a i or more to the order i. Orders with a slab unit weight b S j or more cannot be assigned to the slab j. The slab unit weight b S j after division may be the original slab unit weight simply divided into two, or may be divided at an appropriate ratio according to the actual results. In this study, it is treated that the weight after division is all 1/2 of the original unit weight.
以上の集合、決定変数、入力パラメータを用いて、切断屑及び分割屑を考慮した在庫引当計画問題の制約条件は、式（１）〜式（１３）のように表される。 Using the above sets, decision variables, and input parameters, the constraint conditions of the inventory allocation planning problem considering cutting chips and dividing chips are expressed as equations (1) to (13).
制約条件（１）は、引当量の合計が注文の投入量以下であるとの上限制約を規定する。
制約条件（２）は、引当量と屑化量の合計がスラブ単重以下であるとの上限制約を規定する。
制約条件（３）は、下工程負荷制約であり、下工程で切断が必要になる注文の種類はｄ個以下であることを規定する。
制約条件（４）は、最小紐付け制約であり、スラブに注文を引き当てる場合、最適ｅトン以上引き当てることを規定する。
制約条件（５）は、スラブを分割するかしないかを判定するための変数を規定する。ｚ0 ijが１である場合、スラブを切断しないので、ｈj＝０となることを規定する。
制約条件（６）も同様に、ｚ1 ijが１である場合、スラブを切断するので、ｈj＝１となることを規定する。
制約条件（７）も同様に、ｚ2 ijが１である場合、スラブを切断するので、ｈj＝１となることを規定する。
制約条件（８）、（９）は、変数間の整合性を取るための制約である。
制約条件（１０）〜（１２）は、各変数の取りうる範囲を規定する。
制約条件（１３）は、引当量は、引当量の上下限値の整数倍に収まっていることを規定する。
The constraint condition (1) defines an upper limit constraint that the total reserve amount is equal to or less than the input amount of the order.
The constraint condition (2) defines an upper limit constraint that the sum of the reserve amount and the waste amount is equal to or less than the slab unit weight.
The constraint condition (3) is a lower process load constraint, and stipulates that the number of types of orders that need to be cut in the lower process is d or less.
The constraint condition (4) is a minimum associative constraint, and stipulates that when an order is assigned to a slab, an optimum e-ton or more is assigned.
The constraint condition (5) defines a variable for determining whether or not to divide the slab. When z 0 ij is 1, it is specified that h j = 0 because the slab is not cut.
Similarly, the constraint condition (6) stipulates that h j = 1 because the slab is cut when z 1 ij is 1.
Similarly, the constraint condition (7) stipulates that h j = 1 because the slab is cut when z 2 ij is 1.
The constraint conditions (8) and (9) are constraints for ensuring consistency between variables.
Constraints (10) to (12) define the range that each variable can take.
Constraint (13) stipulates that the reserve amount is an integral multiple of the upper and lower limits of the reserve amount.
ここで、制約条件（２）は、計算を高速化するために、以下のような定式化であってもよい。
まず、ｈjは０−１変数であり、ｘ0 ij＞０∀ｉ，ｊのとき、ｈj＝０が成り立つ。したがって、Ｓ＝０のとき、スラブに対する紐付け条件に対して、式（１４）の不等式が成立する。よって、スラブに対する紐付け条件は、Ｓ＝０のとき、式（１５）の不等式で置換することができる。
Here, the constraint condition (2) may be formulated as follows in order to speed up the calculation.
First, h j is a 0-1 variable, and when x 0 ij > 0 ∀ i, j, h j = 0 holds. Therefore, when S = 0, the inequality of equation (14) holds for the association condition for the slab. Therefore, the association condition for the slab can be replaced by the inequality of the equation (15) when S = 0.
同様に、ｘ1、2 ij＞０∀ｉ，ｊのとき、ｈj＝１が成り立つ。したがって、Ｓ＝１、２のとき、スラブに対する紐付け条件に対して、式（１６）の不等式が成立する。よって、スラブに対する紐付け条件は、Ｓ＝１、２のとき、式（１７）不等式で置換することができる。 Similarly, when x 1 , 2 ij > 0 ∀ i, j, h j = 1 holds. Therefore, when S = 1 and 2, the inequality of the equation (16) is satisfied with respect to the association condition for the slab. Therefore, the association condition for the slab can be replaced by the equation (17) inequality when S = 1 and 2.
このような不等式は、妥当不等式と呼ばれ、元の制約条件を内包する制約条件となる。最適化問題に対して妥当不等式を導入することで、計算時間を短縮化させることができる。 Such an inequality is called a valid inequality, and is a constraint that includes the original constraint. By introducing valid inequalities for optimization problems, the calculation time can be shortened.
ステップＳ５において、目的関数設定部１０５は、引当量ｘS ij、及びステップＳ３で計算した屑化係数ｍS ijを用いて、在庫引当計画問題の目的関数を設定する。
目的関数は、式（１８）のように、屑の発生を許容するが屑化量を抑えつつ、引当量を増やすように在庫引当計画を立案するために、引当量ｘS ijに（１−屑化係数ｍS ij）を乗じた値の合計を表す関数であり、それを最大化するものとなっている。
なお、式（１８）の目的関数は一例であり、その最大化又は最小化により、屑の発生を許容するが屑化量を抑えつつ、引当量を増やすように設定されるものであれば、限られるものではない、
In step S5, the objective function setting unit 105 sets the objective function of the inventory allocation planning problem using the allocation amount x S ij and the waste coefficient m S ij calculated in step S3.
As shown in Eq. (18), the objective function is the reserve amount x S ij (1-) in order to formulate an inventory reserve plan to increase the reserve amount while allowing the generation of waste but suppressing the waste amount. It is a function that expresses the sum of the values multiplied by the waste coefficient m S ij ), and maximizes it.
The objective function of Eq. (18) is an example, and if it is set to increase the reserve amount while allowing the generation of waste by maximizing or minimizing it, but suppressing the amount of waste. Not limited,
ステップＳ６において、求解部１０６は、ステップＳ４及びステップＳ５で設定した在庫引当計画問題を求解する。 In step S6, the solution unit 106 solves the inventory allocation planning problem set in steps S4 and S5.
ステップＳ７において、判定部１０７は、ステップＳ６による求解結果が妥当であるか否かを判定する。例えば求解部１０６で得られた在庫引当計画の引当量や屑化量の合計値と、当該工程において月次や日時の目標として設定された引当量や屑化量の計画値の値を比較し、乖離の有無を判定することにより、妥当であるか否かを判定する。求解結果が妥当である場合、当該求解結果を確定する。求解結果が妥当でない場合、ステップＳ１に戻り、入力部１０１で取り込むデータや、引当可否判定部１０２で設定する引当可否条件を変更して、再立案する。 In step S7, the determination unit 107 determines whether or not the solution result in step S6 is appropriate. For example, the total value of the reserve amount and the waste amount of the inventory allocation plan obtained by the solution unit 106 is compared with the value of the reserve amount and the waste amount planned value set as the monthly and date and time targets in the process. , By determining the presence or absence of divergence, it is determined whether or not it is appropriate. If the solution result is valid, the solution result is finalized. If the solution result is not valid, the process returns to step S1, changes the data to be captured by the input unit 101 and the allocation availability condition set by the allocation availability determination unit 102, and re-plans.
ステップＳ８において、出力部１０８は、ステップＳ７で妥当であると判定された求解結果を出力装置１１０に出力する。 In step S8, the output unit 108 outputs the solution result determined to be valid in step S7 to the output device 110.
以上述べたように、異なる品質や形状を持つスラブに注文を引き当てるプロセスにおいて、スラブの切断による屑発生の損失を考慮して在庫引当計画を立案することができる。具体的には、スラブの端を切断する場合に発生する屑と、スラブを分割する場合に発生する屑とを考慮して、制約条件を満たし、かつ、屑の発生を許容するが屑化量を抑えつつ、引当量を増やすように在庫引当計画を立案することができる。 As described above, in the process of allocating orders to slabs of different qualities and shapes, it is possible to formulate an inventory allocation plan in consideration of the loss of waste generated by cutting the slab. Specifically, in consideration of the waste generated when cutting the end of the slab and the waste generated when the slab is divided, the constraint condition is satisfied and the generation of waste is allowed, but the amount of waste is generated. It is possible to formulate an inventory allocation plan so as to increase the allocation amount while suppressing the above.
［実施例１］
実施例１では、実施形態の手法（本手法と呼ぶ）と、切断屑及び分割屑の発生を許容しない比較手法とを比較した。なお、１スラブに引当可能な色の上限数ｄ＝１とした。また、１スラブに引当可能な重量の下限値ｅ＝５［トン］とした。また、切断代γを１０［ｍｍ］、サイジングプレスによって調整可能な巾δｗを３００［ｍｍ］とした。
本手法での引当可否条件は、表３に示したとおりである。
比較手法での引当可否条件を、表４に示す。スラブ巾が注文巾よりも大きく、スラブ特性値１、２が注文特性値１、２よりも優れていれば、引当可能であるとする点は本手法と同様であるが、スラブ巾と注文巾の差は３００［ｍｍ］以内として与えられているため、切断屑及び分割屑を許容した引き当ては行われない。
[Example 1]
In Example 1, the method of the embodiment (referred to as this method) was compared with a comparative method that does not allow the generation of cutting waste and split waste. The upper limit of the number of colors that can be allocated to one slab is set to d = 1. Further, the lower limit value e = 5 [tons] of the weight that can be allocated to one slab was set. Further, the cutting allowance γ was set to 10 [mm], and the width δw adjustable by the sizing press was set to 300 [mm].
Table 3 shows the conditions for whether or not provision can be made in this method.
Table 4 shows the conditions for whether or not the provision can be made by the comparison method. Similar to this method, if the slab width is larger than the order width and the slab characteristic values 1 and 2 are superior to the order characteristic values 1 and 2, it can be allocated, but the slab width and the order width are the same. Since the difference between the two is given within 300 [mm], the cut waste and the split waste are not allowed to be allocated.
表５は、本手法と、比較手法とで最適化を行った結果である。表５に示すように、本手法では、切断屑及び分割屑を考慮することによって、余剰重量が減り、引当量が増えている結果が得られている。屑化量については、切断屑及び分割屑を許容しない比較手法と比べると増えることになるが、屑化量は十数トン程度に抑えられており、本手法の方が優位な結果が得られている。これは、切断屑や分割屑を許容したことにより、在庫引当計画の自由度が大きく増え、屑化量をできるだけ抑え、引当量を増やすことのできる最適化が実現できるようになったからといえる。 Table 5 shows the results of optimization by this method and the comparison method. As shown in Table 5, in this method, by considering the cutting waste and the split waste, the result that the surplus weight is reduced and the reserve amount is increased is obtained. The amount of waste will increase compared to the comparison method that does not allow cutting waste and split waste, but the amount of waste is suppressed to about a dozen tons, and this method gives superior results. ing. It can be said that this is because the allowance of cutting waste and split waste greatly increases the degree of freedom in inventory allocation planning, and it has become possible to realize optimization that can reduce the amount of waste as much as possible and increase the amount of allocation.
［実施例２］
実施例２では、制約条件（２）のまま在庫引当計画問題を求解した場合と、式（１４）〜式（１７）の妥当不等式を導入して在庫引当計画問題を求解した場合とを比較した。
図４に、妥当不等式を導入した場合と、導入しない場合の目的関数の値の収束を比較した結果を示す。４０１が妥当不等式を導入した場合の特性線を、４０２が導入しない場合の特性線である。図４に示すように、妥当不等式を導入した方が解の収束が早いことがわかる。このように最適化問題に対して妥当不等式を導入することで、計算時間を短縮化させることができる。
[Example 2]
In the second embodiment, the case where the inventory allocation planning problem was solved with the constraint condition (2) as it was and the case where the validity inequality of equations (14) to (17) were introduced to solve the inventory allocation planning problem were compared. ..
FIG. 4 shows the result of comparing the convergence of the values of the objective function when the valid inequality is introduced and when it is not introduced. The characteristic line when 401 introduces a valid inequality is the characteristic line when 402 does not introduce it. As shown in FIG. 4, it can be seen that the solution converges faster when the valid inequality is introduced. By introducing a valid inequality for the optimization problem in this way, the calculation time can be shortened.
以上、本発明を実施形態と共に説明したが、上記実施形態は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、又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。例えば、上記実施形態では、製鋼工程で発生したスラブ（余材スラブ）を中間製品として、これに注文を引き当てる例を説明しているが、注文に引き当てる中間製品としては、スラブに限定されず、ビレット、ブルーム等の鋳片も含まれる。
また、本発明を適用した在庫引当計画の立案装置は、例えばＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ等を備えたコンピュータ装置により実現される。なお、本発明を適用した在庫引当計画の立案装置は、単体のコンピュータ装置で構成されることに限られず、例えば複数のコンピュータ装置が協働して在庫引当計画の立案装置として機能するような形態としてもよい。
また、本発明は、本発明の機能を実現するソフトウェア（プログラム）を、ネットワーク又は各種記憶媒体を介してシステム或いは装置に供給し、このシステム或いは装置のコンピュータがプログラムを読み出して実行することによっても実現可能である。
Although the present invention has been described above together with the embodiments, the above embodiments are merely examples of embodiment of the present invention, and the technical scope of the present invention is construed in a limited manner by these. It should not be. That is, the present invention can be implemented in various forms without departing from the technical idea or its main features. For example, in the above embodiment, an example is described in which a slab (surplus material slab) generated in the steelmaking process is used as an intermediate product and an order is assigned to the slab, but the intermediate product assigned to the order is not limited to the slab. Also includes slabs such as billets and blooms.
Further, the inventory allocation plan planning device to which the present invention is applied is realized by, for example, a computer device equipped with a CPU, ROM, RAM, and the like. The inventory allocation plan planning device to which the present invention is applied is not limited to being composed of a single computer device, and for example, a plurality of computer devices cooperate to function as an inventory allocation plan planning device. May be.
The present invention also provides software (programs) that realize the functions of the present invention to a system or device via a network or various storage media, and the computer of the system or device reads and executes the program. It is feasible.
１００：在庫引当計画の立案装置
１０１：入力部
１０２：引当可否判定部
１０３：屑化量計算部
１０４：制約条件設定部
１０５：目的関数設定部
１０６：求解部
１０７：判定部
１０８：出力部
100: Inventory allocation plan planning device 101: Input unit 102: Allocation availability determination unit 103: Waste amount calculation unit 104: Constraint setting unit 105: Objective function setting unit 106: Solution unit 107: Judgment unit 108: Output unit
Claims (11)
中間製品と注文の組み合わせに対して、中間製品を加工する場合に発生する屑の発生量である屑化量を計算する屑化量計算手段と、
前記屑化量計算手段で計算した屑化量を用いて、中間製品に注文を引き当てる引当量を求める最適化問題を設定する最適化問題設定手段と、
前記最適化問題設定手段で設定した前記最適化問題を求解する求解手段とを備えたことを特徴とする在庫引当計画の立案装置。 It is an inventory allocation plan planning device that formulates an inventory allocation plan that allocates orders to intermediate products.
For a combination of an intermediate product and an order, a waste amount calculation means for calculating the amount of waste generated when processing the intermediate product, and a waste amount calculation means.
An optimization problem setting means for setting an optimization problem for obtaining an allowance amount for allocating an order to an intermediate product using the waste amount calculated by the waste amount calculation means.
An inventory allocation plan planning device including a solution means for solving the optimization problem set by the optimization problem setting means.
中間製品と注文の組み合わせに対して、中間製品を加工する場合に発生する屑の発生量である屑化量を計算する屑化量計算ステップと、
前記屑化量計算ステップで計算した屑化量を用いて、中間製品に注文を引き当てる引当量を求める最適化問題を設定する最適化問題設定ステップと、
前記最適化問題設定ステップで設定した前記最適化問題を求解する求解ステップとを有することを特徴とする在庫引当計画の立案方法。 Making an inventory allocation plan to allocate orders to intermediate products This is a method of making an inventory allocation plan.
For the combination of the intermediate product and the order, the waste amount calculation step for calculating the waste amount, which is the amount of waste generated when the intermediate product is processed, and the waste amount calculation step.
Using the waste amount calculated in the waste amount calculation step, an optimization problem setting step for setting an optimization problem for obtaining an allowance amount for allocating an order to an intermediate product, and an optimization problem setting step.
A method for formulating an inventory allocation plan, which comprises a solution step for solving the optimization problem set in the optimization problem setting step.
中間製品と注文の組み合わせに対して、中間製品を加工する場合に発生する屑の発生量である屑化量を計算する屑化量計算手段と、
前記屑化量計算手段で計算した屑化量を用いて、中間製品に注文を引き当てる引当量を求める最適化問題を設定する最適化問題設定手段と、
前記最適化問題設定手段で設定した前記最適化問題を求解する求解手段としてコンピュータを機能させるためのプログラム。 A program for developing an inventory allocation plan that places orders for intermediate products.
For a combination of an intermediate product and an order, a waste amount calculation means for calculating the amount of waste generated when the intermediate product is processed, and a waste amount calculation means.
An optimization problem setting means for setting an optimization problem for obtaining an allowance amount for allocating an order to an intermediate product using the waste amount calculated by the waste amount calculation means.
A program for operating a computer as a solution means for solving the optimization problem set by the optimization problem setting means.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2019095501A JP7288188B2 (en) | 2019-05-21 | 2019-05-21 | Inventory allocation planning device, method and program |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2019095501A JP7288188B2 (en) | 2019-05-21 | 2019-05-21 | Inventory allocation planning device, method and program |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2020190899A true JP2020190899A (en) | 2020-11-26 |
| JP7288188B2 JP7288188B2 (en) | 2023-06-07 |
Family
ID=73453772
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2019095501A Active JP7288188B2 (en) | 2019-05-21 | 2019-05-21 | Inventory allocation planning device, method and program |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP7288188B2 (en) |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH09174387A (en) * | 1995-12-27 | 1997-07-08 | Sumitomo Metal Ind Ltd | Production planning method and blanking method |
| JP2000071119A (en) * | 1998-08-28 | 2000-03-07 | Nippon Steel Corp | Saw-cutting method for section steel |
| JP2003330528A (en) * | 2002-05-17 | 2003-11-21 | Nippon Steel Corp | Method for allocating excess slab |
-
2019
- 2019-05-21 JP JP2019095501A patent/JP7288188B2/en active Active
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH09174387A (en) * | 1995-12-27 | 1997-07-08 | Sumitomo Metal Ind Ltd | Production planning method and blanking method |
| JP2000071119A (en) * | 1998-08-28 | 2000-03-07 | Nippon Steel Corp | Saw-cutting method for section steel |
| JP2003330528A (en) * | 2002-05-17 | 2003-11-21 | Nippon Steel Corp | Method for allocating excess slab |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP7288188B2 (en) | 2023-06-07 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Singh et al. | Evaluation of common barriers to the combined lean-green-agile manufacturing system by two-way assessment method | |
| JP6299155B2 (en) | Cast planning device, method and program | |
| CN111352403B (en) | Process design method for rolling plate | |
| Morikawa et al. | Make-to-stock policies for a multistage serial system under a make-to-order production environment | |
| JP6428375B2 (en) | Charge knitting device, charge knitting method, and program | |
| JP2010097506A (en) | Schedule preparation system, schedule preparation method and schedule preparation program | |
| Delgoshaei et al. | A new method for decreasing cell-load variation in dynamic cellular manufacturing systems | |
| JP2020190899A (en) | Inventory allocation planning device, method and program | |
| JP2007264682A (en) | Production management method in steel plate manufacture | |
| Vasko et al. | A hierarchical approach for one-dimensional cutting stock problems in the steel industry that maximizes yield and minimizes overgrading | |
| JP2002304426A (en) | Product assortment method, product assortment processing device, computer program and recording medium | |
| JP5652069B2 (en) | Optimal charge knitting device and optimal charge knitting method | |
| JP7035731B2 (en) | Predictive model generator, processing lot creation device, prediction model generation method, processing lot creation method, and program | |
| CA2522473C (en) | Information processing apparatus, information processing system, information processing method and recording medium of the same | |
| JP6477309B2 (en) | Steelmaking production schedule creation device, steelmaking production schedule creation method, operation method, and steelmaking product manufacturing method | |
| Lu et al. | Modeling and optimization methods of integrated production planning for steel plate mill with flexible customization | |
| JP5454479B2 (en) | Steel rolling plan planning device, steel rolling plan planning method, and computer program | |
| JP7156024B2 (en) | Plan creation device, plan creation method, and program | |
| JP2000071119A (en) | Saw-cutting method for section steel | |
| de Souza et al. | Models for scheduling charges in continuous casting: application to a Brazilian steel plant | |
| JP7011381B2 (en) | How to determine the slab width | |
| JP6193209B2 (en) | Process load adjustment method, process load adjustment program, and process load adjustment apparatus | |
| Lee et al. | An integrated batching problem for steel plate manufacturing with bi-strand casting | |
| JP2021111132A (en) | Plan creation support device, prediction model construction device, method and program | |
| JP5402621B2 (en) | Manufacturing load prediction apparatus, method, computer program, and computer-readable storage medium |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20220111 |
|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20221031 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20221108 |
|
| A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20221226 |
|
| TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20230425 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20230508 |
|
| R151 | Written notification of patent or utility model registration |
Ref document number: 7288188 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R151 |