JP2626201B2 - 原料ヤードの最適搬送制御装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ この発明は原料ヤードの最適搬送制御装置、特に原料
ヤードに仮置された副原料・ペレットを高炉・焼結工場
に搬送する作業計画及び鉄鉱石をベッテングヤードに搬
送する作業計画を熟練オペレータの操業知識を用いて自
動的に立案し、立案された搬送作業計画に従ってオペレ
ータの介在なしにコンベヤや移動機を自動的に起動・停
止させるための原料ヤードの最適搬送制御装置に関す
る。

［従来の技術］ 従来の搬送作業計画の立案方法及びコンベヤや移動機
を自動的に起動・停止する方法について以下説明する。

（１）搬送作業計画の立案方法 ここで、搬送作業計画とは粗鉱ヤードからベッテング
ヤードへの鉄鉱石の搬送と、粗鉱ヤードから高炉・焼結
工場への副原料・ペレットの搬送に関する作業スケジュ
ールをいう。一般に、粗鉱ヤードに仮置された鉄鉱石
は、高炉・焼結槽への副原料搬送の空き時間に、パイル
配合計画や銘柄のヤード位置などに基づいて立案した搬
送作業計画に従って搬送し、品質が均一になるように帯
状に積付けられる。この山をパイルという。また、パイ
ルの積付け開始から完了までは約８日かかり、この期間
をパイル周期という。

従来、この搬送作業計画の立案には以下に示す問題点
があり、熟練オペレータの操業経験に従って１回／直の
頻度で１直分を立案するのがやっとであった。

（ａ）搬送作業上の以下の特徴を定量的に評価し搬送計
画を迅速に立案することが困難であった。

（ａ−１）パイルには塊鉱と粉鉱の山があり、各々約８
日かけて積付られた後、約９日かけて塊鉱は高炉に、粉
鉱は焼結工場にそれぞれ払出される。

（ａ−２）塊鉱と粉鉱の積付ラインは副原料・ペレット
の高炉・焼結工場への払出ラインを共用している。

（ａ−３）スタッカによるバースから粗鉱ヤードへの荷
揚げ作業とローダによる粗鉱ヤードからの払出作業で、
スタッカとローダが競合する位置からはローダによる払
出しはできない。

（ａ−４）パイルの品位を均一にするため、同じ銘柄で
も複数回に分けて積付る。また、１回当りの銘柄の最大
積付量、或いは同じ銘柄を再び積付するまての時間など
が制限されている。

（ａ−５）特殊な銘柄が品位に与える影響が大きいた
め、コンベヤ上で複数の銘柄の相積することなく、単一
の銘柄として払出量、払出時期を限定し、ベッテングヤ
ードに積付る。

（ａ−６）突発的な故障に対処できるように粗鉱ヤード
からの払出作業は作業負荷の高いローダ（パイル周期内
での今後の積付予定量の多いローダ）による銘柄の払出
作業を優先する。それ以外はスタッカの能力の範囲内で
複数の銘柄を相積して払出しする。

（ｂ）搬送作業計画の立案は主に経験的知識に依存して
いる。また搬送ラインも多く、搬送対象銘柄と、搬送ラ
インの組合せ（自由度）も多いため、従来技術ではシス
テム化することが困難であった。

（２）コンベヤや移動機を起動・停止する方法 従来、コンベヤや移動機を起動・停止する方法には次
の３つのレベルがあった。

・レベル：プロセス計算機からの指令により起動・停止
する方法 ・レベルB:PLC（プログラマブルコントローラ）,DCS
（デジタル制御装置） からの指令により起動・停止する方法 ・レベルC:個別に起動・停止する方法 第11図は原料ヤード搬送制御装置の構成例を示すブロ
ック図である。ここで、（50）は計算機のオペレータイ
ンフェースとしての監視操作装置、（51）は通過量など
の監視やオペレータ通知及び下位制御装置に対する起動
・停止通知などを行うプロセス計算機、（52）はコンベ
ヤや移動機の制御装置のオペレータインタフェース（監
視操作装置（50）を使わない時使用）としての監視操作
装置、（53）はコンベヤや移動機をシーケンス制御する
ためのコンベヤ・移動機制御装置、（54）は通過量を計
測する通過量計測装置としての秤量機、（55）は原料を
搬送するコンベヤであり、（56）は原料を払出したり積
付たりする移動機械（ローダ、スタッカなど）である。

（１）プロセス計算機からの指令により起動・停止する
方法（レベルＡ）； この方法は従来技術の中で最もシステム化の進んだコ
ンベヤや移動機の起動・停止方法である。オペレータは
プロセス計算機（51）によるコンベヤや移動機の運転状
態の監視結果を監視操作装置（50）により見ながら、操
業経験に従って人手で作られた原料の搬送作業計画（作
業の開始・完了時刻、搬送量、搬送系統など）を１作業
づつ、監視操作装置（50）を介して作業の設定、コンベ
ヤ（55）や移動機（56）の起動・停止指示などを行って
いる。第12図はこのレベルＡにおける動作を示すフロー
チャートである。

a.オペレータはオペレータインターフェスで次作業の設
定を行い、プロセス計算機（51）に対し、搬送ラインの
候補を選択するように指示する。

b.プロセス計算機（51）はリアルタイムに管理している
コンベヤ（55）や移動機（56）の運転状態などをもとに
搬送可能な搬送ラインを候補して決定し、オペレータイ
ンターフェスに表示する。

c.オペレータはオペレータインターフェスを見て複数の
候補の中から１つの搬送ラインを選択した後に、プロセ
ス計算機（51）に対して、起動指示を出して良い（OK）
か否（NG）かのチェックを依頼する。

d.プロセス計算機（51）は搬送ラインに含まれるコンベ
ヤ群に対し、起動指示を出して良い（OK）か否（NG）か
コンベヤ・移動機制御装置（53）に対してチェックを依
頼する。

e.コンベヤ・移動機制御装置（53）でチェックした結果
はプロセス計算機（51）に通知される。

f.プロセス計算機（51）に通知された結果はオペレータ
インターフェスに表示される。

g.オペレータは表示結果を確認し、チェックした結果が
NGであればOKになるまで待つか或いはキャンセルをし
て、最初の（ａ）からやり直す。

h.起動条件がOKであればオペレータインターフェスを介
して起動指令を行う。

i.起動指令はプロセス計算機（51）を経てコンベヤ・移
動機制御装置（53）に通知され、コンベヤ・移動機制御
装置（53）によるシーケンス制御機能によりコンベヤ
（55）や移動機（56）がシーケンス的に起動する。

j.プロセス計算機（51）はコンベヤ・移動機制御装置
（53）からの起動信号をもとにコンベヤ（55）や移動機
（56）の運転状態を管理する。また、秤量機（54）を介
して搬送量を監視する。

k.プロセス計算機（51）による監視結果はオペレータイ
ンターフェスに随時表示される。

1.プロセス計算機（51）は搬送量がその目標量をオーバ
した時は、オペレータインターフェスを介してオペレー
タに通知する。

m.オペレータは搬送量が目標量をオーバーしたことを確
認する。

n.オペレータはオペレータインターフェスを介して現作
業の終了指令（コンベヤや移動機の停止指示）を出す。

o.指令はプロセス計算機（51）を介してコンベヤ・移動
機制御装置（53）に通知され、コンベヤ（55）や移動機
（56）は順次シーケンス的に停止し、搬送実績が記録管
理される。

この方式ではオペレータは１作業づつ作業明細の内容
を設定し、次にコンベヤ（55）や移動機（56）に対し、
プロセス計算機（51）を介して起動・停止指令を行う必
要がある。また、オペレータは常時コンベヤ（55）や移
動機（56）の運転状態や搬送状態を監視する必要があ
り、オペレータの作業負荷が高い。

（２）PLC,DCSからの指令により起動・停止する方法
（レベルＢ）； 第13図は下位制御装置（PLC,DCS）であるコンベヤ・
移動機制御装置（53）からの指令により起動・停止する
方法を示すフローチャートである。

a.オペレータはコンベヤ（55）や移動機（56）の運転状
態を常時監視し、コンベヤ・移動機制御装置（53）のオ
ペレータインターフェスにより作業明細の内容を設定す
る。

b.コンベヤ・移動機制御装置（53）は起動条件のチェッ
クを行い、設定された系統をオペレータインターフェス
に色変え表示する。

c.オペレータはその結果が良ければコンベヤ・移動機制
御装置（53）に対し起動指示を行う。

d.コンベヤ・移動機制御装置（53）はコンベヤ（55）や
移動機（56）をシーケンス的に起動させる。

e.オペレータは秤量機（54）は把握されている搬送量を
常時監視する。

f.オペレータは搬送量が目標置をオーバーしたと判断し
た時、コンベヤ・移動機制御装置（53）に対し、停止指
示を出す。

g.コンベヤ・移動機制御装置（53）はコンベヤ（55）や
移動機（56）を順次シーケンス的に停止させる。

これらの操作はレベルＡに比べオペレータの介入が多
く、著しく作業性が落ちる。

（３）個別に起動・停止する方法（レベルＣ） この方法は、コンベヤ（55）や移動機（56）を１台づ
つ起動・停止させる方法であり、作業性が悪すぎるた
め、コンベヤや移動機の修理後の動作確認にのみ使用さ
れ、通常の搬送作業では使われない。

［発明が解決しようとする課題］ 従来は上述のような方法で制御されていたので次のよ
うな問題点があった。

（１）搬送対象銘柄と搬送ラインの組合せ（自由度）が
大きく、また搬送作業計画は高度な操業経験（知識）を
用いて試行錯誤しながらの立案するため、膨大な時間が
必要であり、人手による立案方法では色々な条件を考慮
して実操業で有効に利用できるような搬送作業計画を１
パイル分（約８日）作ることはできなかった。また、人
手による立案方法ではローダの銘柄別搬送実績をもとに
搬送能率を学習することも不可能であり、わずか１直分
の作業計画を立案するのがやっとであった。

（２）従来は予め搬送作業を複数の作業明細として登録
することが不可能であり、現作業の終了を待って次作業
の作業明細を設定する必要があった。このため、オペレ
ータは作業状況を常時監視する必要があり、作業性が非
常に悪かった。

（３）また下工程に直送する銘柄（副原料、ペレット）
の作業明細を系統別に時間予約したり、パイルに積付け
る銘柄（特殊銘柄、塊鉱、粉鉱）の作業明細を系統別に
予約する機能がないため、コンベヤや移動機の起動・停
止も全てオペレータ操作に依存していて、この面でも作
業性が悪かった。

このように従来はオペレータの高度な操業経験をもと
に直初めに約１時間かけて、やっと１直分（７〜９時
間）の搬送作業計画を立案していた。また、オペレータ
は原料の搬送状況を常時監視しながらこの搬送作業計画
に従って１作業ずつ作業の設定を行う必要があった。こ
のため、搬送作業計画の立案と作業の設定機能のシステ
ム化が強く要請されていたが、次のような問題点があり
実現できなかった。

（１）経験的知識が主であり、従来のプログラミング手
法では知識の記述が難しい。

（２）搬送対象銘柄と搬送ラインの組合せが多く、自由
度があり過ぎる。このため、線形計画法などの手法では
計算に時間がかかり過ぎて最適解を求めることができな
かった。

（３）搬送作業計画の立案に使われるパイル配合計画、
ヤードの現況と推移、バースでの荷役状況と今後の予
定、ローダの銘柄別搬送能率などのデータの精度が良く
ない。このため、長期（１パイル）にわたって最適な搬
送作業計画を作る事ができなかった。

（４）従来の搬送作業計画は人手で立案するため、作業
性の点で搬送作業を作業明細として登録するのが面倒で
あり、仮に系統別に時間予約や系統予約の機能を持たせ
てオペレータの介在なしにコンベヤや移動機を起動・停
止することができても省力化などの面の効果は少なかっ
た。

この発明は、かかる状況を鑑みてなされたものであ
り、搬送作業計画に関する熟練オペレータの高度な操業
知識を知識ベース化し、これを用いて搬送計画を立案す
ることにより、技術の標準化・伝承を可能にすると共
に、操業変化への迅速な対応を可能にし、また、ローダ
の銘柄別搬送能率を学習する機能を設けて計画の最適化
を行い、更にコンベヤや移動機を自動的に起動・停止さ
せるため、立案した搬送作業計画を複数の作業明細とし
て登録し、１作業づつ系統別に時間予約や系統予約を行
ってオペレータの介在なしにコンベヤや移動機を自動的
に起動・停止させることを可能にした原料ヤードの最適
搬送制御装置を提供することを目的とする。

［課題を解決するための手段］ この発明に係る原料ヤードの最適搬送制御装置は、ヤ
ードに仮置された原料を搬送する作業計画をパイル配合
計画や時々刻々変化する高炉鉱石槽及び焼結槽の在庫量
の推移などをもとに立案し、コンベヤや移動機を自動的
に起動・停止する原料ヤードの最適搬送制御装置におい
て、ヤードの現況データ（例えば銘柄、在庫量、位置及
び払出方向）、パイル配合計画のデータ（例えばパイル
周期、パイル成分、銘柄別配合量及び積付開始日）、修
理計画データ（例えば修理開始及び完了の日・時間）、
ローダの銘柄別搬送能率データ、高炉・焼結工場稼動計
画データ（例えば生産量、使用量、性質及び休止時間）
及び品位データ（銘柄、成分）の各データを含んだ知識
オブジェクトと、知識オブジェクトの各データと操業知
識ベースとに基づいて、パイルの品質が安定し、搬送能
率が最大となるような搬送作業計画｛１パイル分の作業
明細:1作業単位の搬送ライン、搬送量、搬送時間、搬送
開始のタイムリミット、搬送ライン別の搬送順序｝を立
案する推論手段と、立案した搬送作業計画を作業明細と
して登録し、系統別に時間予約（時間がきたら現作業を
中止して次作業を開始する。副原料、ペレット等の搬送
開始時刻のタイムリミットのあるものが該当する。）や
系統予約（予定量の搬送が完了したら現作業を中止して
次作業を開始する。ベッテングヤードへの塊鉱や粉鉱等
のように搬送開始時刻のタイムリミットのないものが該
当する。）をする手段と、時間予約や系統予約により下
位システムに対して、コンベヤや移動機を自動的に起動
・停止するための信号を指令する制御手段と、ローダの
銘柄別搬送実績に基づいて搬送能率を演算してローダの
銘柄別搬送能率データを更新する学習手段とを有する。

［作 用］ この発明においては、パイル配合計画、ヤードの現況
と推移、バースの荷役状況と今後の予定、ローダの銘柄
別搬送能率、コンベヤや移動機の修理計画、高炉や焼結
工場の稼動計画などのデータをもとに作成した知識オブ
ジェクトと、熟練オペレータの高度な操業知識ベースを
もとに、先ず１パイル分の高炉、焼結工場への副原料や
ペレットの搬送計画（搬送ライン（系統）と搬送開始時
刻等）が立案され搬送ライン（系統）と時刻・時間が割
付けられ、その後、特殊銘柄、塊鉱、粉鉱の順に搬送量
と搬送時間が、搬送ライン（系統）、ローダー、スタッ
カー別に１日を周期として１パイル分割付けられる。

この結果は作業明細として自動的に登録される。また
搬送ライン別に登録された作業明細に対して、日々の下
工程の操業状況や搬送設備の突発事故等に伴う作業順の
調整を行ない、今後数作業分の作業明細を系統別に時間
予約または系統予約する。さらに計画と実績が大きくず
れた時は現作業とその後の数作業を系統別に固定して、
搬送計画を再立案する。

一方、計算機は搬送状況を常時監視し、予約した時間
が来り、予定量の搬送が完了したときは、オペレータの
介在なしに自動的にコンベヤや移動機に対し、現作業を
終了し、次作業を開始するために必要な起動・停止指示
を下位システムに出力する。また、１パイル分の積付け
が完了したときは、搬送実績をもとにローダの銘柄別の
搬送能率データを計算して、次回の搬送作業計画の立案
条件に使われる。

［実施例］ 第１図はこの発明の一実施例に係る原料ヤードの最適
搬送制御装置における搬送作業計画立案装置の構成を示
すブロック図である。（10）はバース配合計画、コンベ
ヤや移動機の修理条件などのデータを取込む入力手段で
あり、（20）は演算手段である。（21）は演算手段（2
0）のI/Fバッフア、（22）は知識ベースが格納されてい
るファイル、（23）はAIツールが格納されているファイ
ル、（24）は後述する知識オブジェクトなどの各種のデ
ータが格納されているファイル、（25）は副原料・ペレ
ット、特殊銘柄、塊鉱、粉鉱などの搬送スケジュールに
関するデータが格納されるファイル、（26）は推論手段
である。

この推論手段（26）は、ファイル（22）の知識ベー
ス、ファイル（23）のAIツール及びファイル（24）に格
納された知識オブジェクトを利用して、先ず１パイル分
の高炉、焼結工場への副原料やペレットの搬送計画（搬
送ライン（系統）と搬送開始時刻等）が立案され搬送ラ
イン（系統）と時刻・移管が割付けられ、その後、特殊
銘柄、塊鉱、粉鉱の順に搬送量と搬送時間が、搬送ライ
ン（系統）、ローダー、スタッカー別に１日を周期とし
て１パイル分割付けられ、搬送スケジュール（搬送ライ
ン、銘柄、搬送量、搬送時間など）を決定してファイル
（25）に格納する。

第２図はこの発明の一実施例に係る原料ヤードの最適
搬送制御装置における搬送作業管理装置の構成を示すブ
ロック図である。（30）は搬送作業計画を作業明細とし
て登録したり、作業明細として登録された作業に対し、
系統別時間予約したり系統予約するための入力手段であ
り、（31）はES（エキスパートシステム）で搬送ライン
別に立案した搬送作業計画、或るいは手動で立案した搬
送作業計画を作業明細として登録するためのオペレータ
インタフェース（CRT画面）である。（32）は作業明細
として登録された作業に対し、搬送ライン別に時間予約
又は系統予約するためのオペレータインタフェース（CR
T画面）である。（33）は作業の進捗状況を常時監視す
るためのオペレータインタフェース（CRT画面）であ
る。（34）は第１図のファイル（25）に相当し、ESで計
画立案された搬送作業スケジュールが格納される。（3
5）は作業明細ファイルであり、搬送ライン別に複数の
作業明細が搬送作業順に格納される。（36）は作業の進
捗管理テーブルであり、搬送ライン別に現作業と次作業
が格納されていて、現作業の作業状態をコンベヤ・移動
機制御装置からの信号をもとに常時監視し、時間予約の
時は予約した時刻に、系統予約の時は現作業の搬送量が
目標量に達した時に、現作業の終了と次作業の開始（コ
ンベヤや移動機の起動・停止）指示を下位システムに出
力する。

なお、第１図及び第２図はそれぞれの装置を概念的に
図示したものであるが、ハード構成は第11図の監視操作
装置（50）及びプロセス計算機（51）から構成される。

第３図は第１図に示した搬送作業計画立案装置の動作
を示したフローチャートである。まず前提条件として計
画立案に必要は１パイル（約８日）分の知識オブジェク
トを作成する。知識オブジェクトは、パイル配合計画フ
ァイル、コンベヤや移動機の修理計画ファイル、バース
計画ファイル、ローダの銘柄別作業能率ファイル、高炉
・焼結工場稼動計画ファイルなどから作成して知識オブ
ジェクトファイル（24）に格納する（S61）。

第４図は知識オブジェクトの内容を示す説明図であ
る。この知識オブジェクトは、ヤードの現況と推移を格
納しているヤード現況ファイル、パイル配合計画情報を
格納しているパイル配合計画ファイル、修理情報を格納
しているコンベヤや移動機の修理計画ファイル、搬送能
率情報を格納しているローダの銘柄別反応能率ファイ
ル、バースでの荷揚げ状況と今後の予定を格納している
バース計画ファイル、高炉・焼結工場の操業計画情報な
を格納している高炉・焼結工場の稼動計画ファイル、及
び銘柄、成分など格納している品名マスタなどからな
り、それぞれの内容は図示した通りである。

知識オブジェクト（24）が作成されると、次に、知識
オブジェクトと知識ベース（22）を用いて推論して１パ
イル分の副原料・ペレットの搬送スケジュールを決定す
る（S62）。その後、特殊銘柄、塊鉱、粉鉱の順に搬送
スケジュールを１日単位に推論して決定し（S63〜S6
5）、最後に粉パイルの粉鉱成分チェックを行い（S6
6）、基準値を満たしていないときには搬送銘柄を変更
して（S67）、再び粉鉱搬送スケジュールを決定し直す
（S65）。以上の処理を１パイルが完了するまで繰り返
す（S68）。

次に、副原料・ペレット等の搬送スケジュールの立案
方法について詳細に説明する。

（１）副原料・ペレットの搬送スケジュール（S62）；
高炉・焼結工場の操業計画、高炉鉱石槽や焼結槽にある
副原料やペレットの在庫量（Ａ−ton），満槽量（Ｂ−t
on），払出量（Ｃ−ton/hr）をもとに槽の在庫切れの起
きるまでの時間（Ｔ）を槽ごとに計算する。

Ｔ＝A/C（hr） 一般に高炉・焼結向上の操業は安定しているので、直
初めに搬送することを基本としている。また、槽の在庫
切れを防止と搬送能率の向上を目的に次の事項を考慮す
る。

a.在庫時間が短く、在庫切れが起こりそうな槽を優先し
て割付けし、槽の在庫切れの発生を防止する。

b.同一の銘柄が複数の槽にあるとき（例えば第２高炉と
第５高炉）は連続して搬送し、搬送能率を上げる。

上記の事項を加味して知識ベース（22）及び知識オブ
ジェクト（24）を用いて、先ず１パイル分の高炉、焼結
向上への副原料やペレットの搬送計画（搬送ライン（系
統）と搬送開始時刻等）が立案され搬送ライン（系統）
と時刻・時間が割付けられ、その後、特殊銘柄、塊鉱、
粉鉱の順に搬送量と搬送時間が、搬送ライン（系統）、
ローダー、スタッカー別に１日を周期として１パイル分
割付けて、１パイル分の搬送作業スケジュールを決定す
る。

ここで搬送量（Ｚ）及び搬送時間（Ta）は、現在から
搬送完了までの時間（Te）、ローダの払出能率（Tl）、
搬送作業の開始・完了時は搬送量が少いため、これを補
正するために例えば第４図に示すように余裕時間（α）
などを用いて計算する。

Ｚ＝（Ｂ−Ａ）＋Ｃ＊Te（ton/hr） Ta＝Z/Tl＋α（hr） （α＝α１＋α２） なお、上式において＊印は掛け算の符号を意味するも
のとし、以下の式においても同様に取扱うものとする。

また、副原料・ペレットの搬送時間帯が修理の時間帯
に重なった時は、在庫切れを防止するため搬送時間帯を
修理の前にずらして競合を解除する。

（２）特殊銘柄の搬送スケジュール（S62） パイル品位の安定化を目的として、特殊銘柄の積付制
約（積付の空き時間制約、最大搬送量等）条件をもと
に、先ず搬送回数と１回当りの積付量を計算する。

搬送回数＝積付予定量／最大搬送量 １回当りの搬送量＝積付予定量／搬送回数 ここで搬送量には上、下限値を設けて、その範囲内で
搬送するものとし、積付予定量の余剰端数は複数回に分
けられた作業の内、銘柄として最後の搬送作業に集約し
て積付る。この扱いは特殊銘柄のほか以下に述べる塊
鉱、粉鉱の搬送スケジュールに共通な処理である。

次に、知識オブジェクト（24）及び知識ベース（22）
を用いて推論し、副原料・ペレット搬送の空き時間に特
殊銘柄の搬送スケジュール（搬送ライン、搬送時期、搬
送期間、搬送量など）を決定する。

なお、特殊銘柄の搬送時間帯が修理や副原料・ペレッ
ト搬送の時間帯と重なったときは、以下の処理をして競
合を解除している。

a.修理と重なったとき（第５図参照） ｘ量≧下限積付量:x量カット （次回の搬送に回す） ｙ量＜下限積付量：搬送銘柄を変更する。

ｘ時間が修理時間内：搬送銘柄を変更する。

b.作業開始時刻が修理時間内に入る時または作業時間帯
に修理が包含される時は、修理完了時刻を作業開始時刻
とする。

更に、パイル品位を安定化させる為、積付の空き時間
制約…例えば総積付量の80％までは、同じ銘柄を積む時
は、他の銘柄を８時間積付てから該当銘柄の積付を開始
する…を設けている。この機能は特殊銘柄のほか以下に
述べる塊鉱、粉鉱の搬送スケジュールに共通な処理であ
る。

（３）塊鉱の搬送スケジュール（S64） パイル品位の安定化を目的として、塊鉱の積付制約
（積付の空き時間制約、最大搬送量など）をもとに、知
識オブジェクト（24）及び知識ベース（22）を用いて推
論し、上記空き時間に塊鉱の搬送スケジュール（搬送ラ
イン、搬送時期、搬送期間、搬送量など）を決定する。
なお、競合を解除、積付の空き時間制約は、特殊銘柄の
搬送スケジュールと同じである。

（４）粉鉱の搬送スケジュール（S65） パイル品位の安定化を目的として、粉鉱の積付制約
（積付の空き時間制約、最大搬送量など）、パイル成分
（SiO₂）などをもとに知識オブジェクト（24）と知識ベ
ース（22）を用いて推論し、上記空き時間に塊鉱の搬送
スケジュール（搬送ライン、搬送時期、搬送期間、搬送
量など）を決定する。

なお、競合を解除、積付の空き時間制約は、特殊銘柄
と同じである。またここでは、粉鉱パイルのSiO₂成分を
目標値に近づけるため、ローダの稼動時間、銘柄別処
理、銘柄のSiO₂成分など３つの要素からなる銘柄選択関
数｛Ｐ（ｘ）｝にて総合評価し、評価点数の高い銘柄を
搬送銘柄として優先的に選択するようにしている。

銘柄選択関数 Ｐ（ｘ）＝ａ＊ｆ（ｘ）＋ｂ＊ｇ（ｘ）＋ｃ＊ｈ（ｘ） ここで、ｆ（ｘ）はローダ稼動率評価関数、ｇ（ｘ）
は同時積付銘柄のSiO₂成分評価関数、ｈ（ｘ）は銘柄別
処理量評価関数である。またa,b,cは重みづけ係数であ
る。

第７図はローダ稼動率評価関数ｆ（ｘ）を示す特性図
である。ローダ稼動率評価関数はローダ別稼動時間、ロ
ーダ別修理時間、積付残時間で決まる値（ｘ）の関数で
決め、ローダの稼動率の高い銘柄を優先して割付けでき
るような仕組みになっている。

ｘ＝100＊｛（ローダ別稼動時間） ＋（ローダ別修理時間）｝／積付残時間 積付残時間＝パイル周期の終了時刻−積付開始予定時刻 第８図は同時積付銘柄のSiO₂成分評価関数ｇ（ｘ）の
特性図である。この同時積付銘柄のSiO₂成分評価関数
は、全体の搬送量を余り変えずに、パイルの成分SiO₂を
目標成分に近付けることを目的としている。以下にその
例を示す。

例えば同時積付予定銘柄が表１で与えられ、SiO₂成分
のグループが表２で与えられるものとする。

表１銘柄 積付量 SiO₂ A ｘ a B ｙ b C ｚ c 表２ Min. Max. A 6.0 − B 5.0 6.0 C 3.5 5.0 D 2.0 3.5 E − 2.0 この時、目標成分SiO₂をαとすると、 α＝（ａ＊ｘ＋ｂ＊ｙ＋ｃ＊ｚ）／（ｘ＋ｙ＋ｚ） で銘柄A,Bの積付が決まっている時、銘柄Ｃの成分は、 Ｃ＝｛α＊（ｘ＋ｙ＋ｚ）−（ａ＊ｘ＋ｂ＊ｙ）｝/z で計算し、銘柄Ｃの成分Ｃ（％）がSiO₂グループＡ〜Ｅ
のどのグループに属するかを判定し、そのSiO₂グループ
を選択順位１位とした後、そのグループの成分の範囲の
内で、Ｃ（％）に近い方の値で比較し、差の小さい方か
ら銘柄選択の順位をつける。

第９図は銘柄別処理量評価関数ｈ（ｘ）の特性図であ
る。

搬送能率を上げる為、銘柄別処理量の多いものを優先
して搬送するような評価関数を設けている。

このようにして１日分の特殊銘柄の搬送作業スケジュ
ールから粉鉱パイルの成分SiO₂チェックまで完了すると
翌日の作業スケジュールの立案作業に入る。そして、１
パイル分の搬送作業計画の立案が完了すると、前のパイ
ルの積付が完了した時点で、第２図の作業明細問合せ登
録画面（31）によって搬送作業として登録し、その後時
間予約や系統予約をおこなってコンベヤや移動機の自動
運転に繋げる。

また、設備や操業条件の多きな変化により、計画通り
搬送作業の継続が不可能になる場合なども考えられる。
このため現在までの積付作業実績やこれまでに作られた
搬送作業計画を途中まで生かして、残りの部分を再度立
案する（途中から再立案する機能）や作業明細問合せ登
録画面で修正する機能を設けている。

次に、搬送作業計画の精度向上を目的としたローダの
銘柄別搬送能率の学習方法について説明する。

第10図はこの学習方法を示すフローチャートである。
搬送作業（86）の結果は搬送作業実績（81）として、１
つ１つの搬送作業が終了するたびに搬送作業実績集計フ
ァイル（82）に書き込まれ、１パイル分の搬送作業実績
がローダの銘柄別に集計される。そして１パイル分の積
付が完了すると、今積付が終了したパイルについてロー
ダの銘柄別搬送能率を計算し、その結果は今まで採用し
ていた値（ｉ）と指数平滑を行い（83）、ローダの銘
柄別搬送能率（ｉ＋１）としてファイル（24）に格納
し、次回からの搬送作業計画（85）の立案に用いる（第
３図）。

Ｔ（ｉ＋１）＝Zk/（Tak−α） Zk:搬送量（Ton）,Tak:搬送時間（hr） （ｉ＋１）＝β＊Ｔ（ｉ＋１）＋（１−β）＊ｉ α：余裕時間,n:搬送回数 β：指数平滑定数、０≦β≦１ なお、学習は１作業ずつ行う事も考えられるが、これ
までの操業経験を踏まえて１パイルを基準として計算す
ることにしている。勿論、１作業ずつ行ってもよいこと
はいうまでもない。

［発明の効果］ 以上のようにこの発明によれば、ヤードの現況と推
移、コンベヤや移動機の稼動・修理状況、バースでの荷
役状況と今後の予定、パイルの配合計画、高炉・焼結工
場の稼動計画などを考慮しながら、従来１時間を掛けて
１直（７〜８時間）分を作成するのが精一杯であった搬
送作業計画を、僅か１時間で１パイル（約８日）分立案
できるようになり、技術の標準化・伝承・作業負荷の軽
減に繋がった。また、立案した搬送作業計画を作業明細
として登録し、作業明細を見て系統別に時間予約か系統
予約などの機能を設けることにより、オペレータの介在
なしにコンベヤや移動機を自動的に起動・停止できるよ
うになり、作業付加の軽減に繋がった。更に、ローダの
銘柄別搬送能率を学習する機能を付加することにより、
搬送作業計画の精度向上に繋がった。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例に係る原料ヤードの最適搬
送制御装置における搬送作業計画立案措置の構成を示す
ブロック図、第２図は前記実施例に係る原料ヤードの最
適搬送制御装置における搬送作業管理装置の構成を示す
ブロック図、第３図は第１図の装置の動作を示すフロー
チャート、第４図は知識オブジェクトの内容を示した説
明図、第５図は搬送時間の説明図、第６図は搬送時間帯
が修理と重なった場合の説明図、第７図、第８図、及び
第９図はそれぞれ第３図において粉鉱の搬送銘柄を決め
るために使われるローダの稼動率の評価関数、積付銘柄
のSiO₂成分の評価関数及び銘柄別処理量の評価関数を示
す特性図、第10図はローダの銘柄別搬送能率を学習する
方法を示すフローチャートである。 第11図は原料ヤードの最適搬送制御装置の構成を示した
ブロック図、第12図は従来のコンベヤや移動機への起動
・停止指示方法を示したフローチャート、第13図は計算
機が無い時の従来のコンベヤや移動機への起動・停止指
示方法を示したフローチャートである。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 菊地 和弘 東京都千代田区丸の内１丁目１番２号 日本鋼管株式会社内 (56)参考文献 特開 昭60−9645（ＪＰ，Ａ) 特開 昭64−88769（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−205224（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−297735（ＪＰ，Ａ)

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】ヤードに仮置された原料を搬送する作業計
   画をパイル配合計画や高炉鉱石槽及び焼結槽の在庫量の
   推移などをもとに立案し、コンベヤや移動機を自動的に
   起動・停止する原料ヤードの最適搬送制御装置におい
   て、 ヤードの現況データ、パイル配合計画データ、コンベヤ
   の移動機の修理計画のデータ、ローダの銘柄別搬送能率
   データ、高炉・焼結工場稼動計画データ、及び銘柄・成
   分データの各データを含んだ知識オブジェクトと、 前記知識オブジェクトの各データと操業知識が格納され
   ている知識ベースとに基づいて、下工程の在庫切れがな
   く、パイルの品質が安定し、搬送能率が最大となるよう
   な搬送作業計画を立案する推論手段と、 立案された搬送作業計画の作業明細において、搬送開始
   のタイムリミットのあるものについては系統別に時間予
   約し、そして、搬送開始のタイムリミットのないものに
   ついては搬送能率の向上及び品質の安定の観点から系統
   別に搬送順序を予約（以下、系統予約という）する手段
   と、 前記時間予約されたものについては予約した時刻が来た
   時に、そして、前記系統予約されたものについては予定
   量の搬送が終了した時に下位システムに送信して、コン
   ベヤや移動機を自動的に起動・停止するための制御手段
   と、 ローダの銘柄別搬送実績に基づいて搬送能率を演算して
   知識オブジェクトとしてのローダの銘柄別搬送能率デー
   タを更新する学習手段と を備えたことを特徴とする原料ヤードの最適搬送制御装
   置。