JP3400851B2 - 物流制御方法 - Google Patents
物流制御方法Info
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- 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
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- Multi-Process Working Machines And Systems (AREA)
- General Factory Administration (AREA)
- Control Of Conveyors (AREA)
- Control Of Heat Treatment Processes (AREA)
- Feedback Control In General (AREA)
- Management, Administration, Business Operations System, And Electronic Commerce (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、複数工程を有するプロ
セスの物流制御方法に関する。 【０００２】 【従来の技術】製鉄プロセスの精整ライン等は、切断工
程、検査工程、手入れ工程、熱処理工程など複数工程を
有するプロセスである。これらのプロセスの物流制御技
術として、操業者の知識を用いた知識工学応用システム
や、特開平４−１９０５０号公報、特開平４−１９０５
６号公報や特願平０５−１２４６４４号のように物流予
測シミュレータにより物流の将来状況を予測する方法が
行われている。 【０００３】 【発明が解決しようとする課題】このような従来の知識
工学応用システムや物流予測シミュレータによる方法で
は、最終的には人の判断、あるいはその判断をプログラ
ム化することによって物流制御が行われる。そのためこ
のようなシステムではある程度の省力化を達成可能とす
るが、かかる工程全体の物流を最適化して各工程の材料
数を最小化すること等は難しい。 【０００４】従って、本発明では、工程全体の物流を定
量的に最適化する制御方法を提供することを目的とす
る。 【０００５】 【課題を解決するための手段】本発明では、経路選択を
しながら材料、半製品、製品等の搬送物がいくつかの工
程を流れる複数工程を有するプロセスにおいて、現在の
各工程での処理中及び待ち搬送物数の情報と所定時間内
に次工程に搬送可能な搬送物情報を用い、次工程への搬
送指令により次時刻の各工程の材料数を予測する状態方
程式を設定して、各工程の搬送物数および制御指令に関
する評価関数を最小にする解より搬送指令値を求め、そ
の値が正値で所定の値より大きく、かつ搬送物が搬送可
能である物について搬送指令を出力し、特に経路の分岐
点や交流点においては、搬送指令値の最も大きい物にた
いして搬送指令を出力することにより物流を最適化する
ことを特徴とする。 【０００６】 【作用】図１は、物流制御方法の構成を示しており、以
下の通りである。複数工程を有するプロセスにおいて、
経路選択をしながら材料、半製品、製品等の搬送物がい
くつかの工程を流れる状況において、図１の１０１で
は、工程ごとの搬送物材料情報入力部において、現在の
各工程での処理中及び待ち搬送物数の情報と所定時間内
に次工程に搬送可能な搬送物情報を、例えばホスト計算
機に接続されたネットワークからファイル転送で入手す
る。次に、１０２の物流制御ゲインの計算部において、
次工程への搬送指令により次時刻の各工程の搬送物数を
予測する状態方程式を用いて、各工程の搬送物数および
制御指令に関する評価関数を最小にする解をディジタル
制御理論より求める。この時、各工程の処理中あるいは
待ちにある搬送物数を状態ベクトルとした時の、制御ゲ
イン行列が最適に決定される。次に物流制御指令値の計
算部１０３では、制御ゲイン行列と状態ベクトルをかけ
て物流制御指令値を求める。次の１０４の物流制御指令
値修正計算部では、１０３で得られた物流制御指令値
が、正値で所定の値より大きく、かつ搬送物が搬送可能
である物について搬送指令値を１と修正、また経路の分
岐点や交流点においては、さらに搬送指令値の最も大き
い物にたいしてのみ搬送指令１、その他については０に
修正する。最後に１０５は物流制御指令値の出力部で、
修正された出力値を出力して複数工程の物流を最適化す
る。 【０００７】 【実施例】次に、本発明について図面を参照して説明す
る。複数工程から構成されるプロセスを図２にしめす。
図３は、本発明の物流制御に用いられる物流制御装置の
ハードウェア構成を示し、この制御装置の処理（この例
ではソフトウェア）の構成を図１に示す。まず、図２の
物流制御の対象であるプロセスについて説明する。図中
の丸は、処理工程や置き場工程を表している。この場合
１１個の工程から構成され、工程１、８、９と１１は置
き場工程でありＢで示している。矢印は工程間の経路を
示し、搬送物は矢印の方向に搬送される。その搬送経路
間にあるａからｍは、搬送制御ポイントを示し、それぞ
れに与えられる物流制御指示値値により工程間を搬送物
を移動させる。また工程３等では、搬送物の合流や分岐
が行なわれることを示している。物流制御は、次の第１
ステップから第５ステップにしめす処理において、この
工程の物流指令を最適化する。 【０００８】ステップ１：工程ごとの搬送物材料情報入
力部１０１において、キーボード３０３、マウス３０５
またはネットワーク３０４を介したファイル転送によ
り、現在の各工程での処理中及び待ち搬送物数の情報を
入手する。 【０００９】各工程（処理工程および置き場）の搬送物
数を縦ベクトルＸk で表す。ｋは時刻をあらわすインデ
ックスである。例えば、初期の搬送物数は Ｘ0 T ＝［２０，１，１，１，１，１，１，１０，５，１，１０］ （１） のように表記できる。Ｔは転置を意味する。工程１に２
０個、工程８に１０個、工程９に５個、工程１１に１０
個、その他の工程に１個づつ搬送物が存在することを表
す。 【００１０】また所定時間内に（例えば１分以内に）処
理を完了して、次工程に搬送可能な搬送物情報をベクト
ルＭk で表し、前記と同様に入手する。例えば、初期時
刻において、全ての工程がこの所定時間内に処理を完了
して次工程に搬送可能な搬送物を有するとすると、新た
なＸと同じ次元をもつＭ0 を用いて、 Ｍ0 T ＝［１，１，１，１，１，１，１，１，１，１，１］ （２） と表す。 【００１１】ステップ２：物流制御ゲインの計算部１０
２では、次工程への搬送指令により次時刻の各工程の搬
送物数を予測する状態方程式を次のように表記する。 ＸK+1 ＝Ｘk ＋Ｂ・Ｕk （３） ここで、Ｕk は各工程間経路の物流制御指令を表す縦ベ
クトルで、工程間経路ａからｍにおける制御指令であ
る。最終的には０か１の値を要素に持つ。Ｂは物流制御
指令により工程にある搬送物の増減を、図２のようなプ
ロセス図により作成した行列である。図２の場合は、次
の（４）式のようになる。 【００１２】 【数１】 制御指令ａが１となれば、工程１では搬送物が１個減少
する。その時、工程２では、搬送物が１個増加すること
等が、この行列に表現されている。 【００１３】次に、物流制御問題を、各工程の搬送物数
を一定値、例えば零にできるだけ応答よく制御すること
として、最適制御計算のための評価関数を、（５）式の
ように搬送物数の自乗項と物流制御指令の自乗項の和と
して設定する。最初の項により各工程の搬送物数が速や
かに零になるように制御される。また第２項により搬送
制御指令をできるだけ最小にする制御が実現できる。Ｑ
は搬送物数ベクトルに対する重み行列、Ｒは物流制御指
令に対する重み行列である。例えば、Ｑ、Ｒとして単位
行列を用いて設定し、制御応答を確かめて調整する。 【数２】 【００１４】各工程の搬送物数および制御指令に関する
評価関数を最小にする解をディジタル制御理論より求め
る。それは、 Ｕk ＝−ＦＸk （６） と求められる。ここで、Ｆは制御ゲインで（７）式より
計算される。 Ｆ ＝ ［Ｒ＋ＢT ＰＢ］-1ＢT Ｐ （７） また、Ｐは（８）式を満たす行列である。 Ｏ＝Ｑ−ＰＢ［Ｒ＋ＢT ＰＢ］-1ＢT Ｐ （８） このようにして、各工程の処理中あるいは待ちにある搬
送物数を状態ベクトルとした時の、制御ゲイン行列Ｆが
決定される。 【００１５】ステップ３：物流制御指令値の計算部１０
３では、制御ゲイン行列Ｆと状態ベクトルＸk をかけて
物流制御指令値を求める。この時の物流制御指令をＶk
と表すと、 Ｖk ＝−ＦＸk （９） で計算される。 【００１６】ステップ４：物流制御指令値修正計算部１
０４では、１０３で得られた物流制御指令値が、１また
は０をとるように修正する。それは制御指令値の値が正
値なものほどすぐに次工程に搬送すべきもとと解釈する
基本的考え方による。 【００１７】まず、物流制御指令値が正値で所定の値ε
より大きく、かつ搬送物が処理完了で搬送可能である物
（先に計算したＭk をもちいてチェック）について搬送
指令値を１と修正する。 【００１８】また経路の分岐点や交流点においては、さ
らに搬送指令値の最も大きい物にたいしてのみ搬送指令
１、その他については０に修正する。このようにして修
正した物流制御指令値Ｕk を計算する。 Ｕk ＝ｆ（Ｖk ，Ｍk ，ε） （１０） ここで、ｆは、制御指令値の修正処理を意味する。 【００１９】ステップ５：物流制御指令値の出力部１０
５で、修正された出力値を出力して複数工程の物流を実
際に制御する。所定の時間後、ステップ１からステップ
５を繰り返しおこない，物流制御を最適に実行する。物
流制御の結果を図４にしめす。工程１、５および８の搬
送物待ち数が、短期間に、スムーズに零の制御できるこ
とがわかる。 【００２０】 【発明の効果】本発明によれば、複数の加工工程を有す
るプロセスに対して、各工程の待ち材料数を全体的に最
小化することができ、工程内の在庫量の削減できる。ま
た、そのための物流制御指示が適切に行えるため、物流
作業の効率化がはかれる。
セスの物流制御方法に関する。 【０００２】 【従来の技術】製鉄プロセスの精整ライン等は、切断工
程、検査工程、手入れ工程、熱処理工程など複数工程を
有するプロセスである。これらのプロセスの物流制御技
術として、操業者の知識を用いた知識工学応用システム
や、特開平４−１９０５０号公報、特開平４−１９０５
６号公報や特願平０５−１２４６４４号のように物流予
測シミュレータにより物流の将来状況を予測する方法が
行われている。 【０００３】 【発明が解決しようとする課題】このような従来の知識
工学応用システムや物流予測シミュレータによる方法で
は、最終的には人の判断、あるいはその判断をプログラ
ム化することによって物流制御が行われる。そのためこ
のようなシステムではある程度の省力化を達成可能とす
るが、かかる工程全体の物流を最適化して各工程の材料
数を最小化すること等は難しい。 【０００４】従って、本発明では、工程全体の物流を定
量的に最適化する制御方法を提供することを目的とす
る。 【０００５】 【課題を解決するための手段】本発明では、経路選択を
しながら材料、半製品、製品等の搬送物がいくつかの工
程を流れる複数工程を有するプロセスにおいて、現在の
各工程での処理中及び待ち搬送物数の情報と所定時間内
に次工程に搬送可能な搬送物情報を用い、次工程への搬
送指令により次時刻の各工程の材料数を予測する状態方
程式を設定して、各工程の搬送物数および制御指令に関
する評価関数を最小にする解より搬送指令値を求め、そ
の値が正値で所定の値より大きく、かつ搬送物が搬送可
能である物について搬送指令を出力し、特に経路の分岐
点や交流点においては、搬送指令値の最も大きい物にた
いして搬送指令を出力することにより物流を最適化する
ことを特徴とする。 【０００６】 【作用】図１は、物流制御方法の構成を示しており、以
下の通りである。複数工程を有するプロセスにおいて、
経路選択をしながら材料、半製品、製品等の搬送物がい
くつかの工程を流れる状況において、図１の１０１で
は、工程ごとの搬送物材料情報入力部において、現在の
各工程での処理中及び待ち搬送物数の情報と所定時間内
に次工程に搬送可能な搬送物情報を、例えばホスト計算
機に接続されたネットワークからファイル転送で入手す
る。次に、１０２の物流制御ゲインの計算部において、
次工程への搬送指令により次時刻の各工程の搬送物数を
予測する状態方程式を用いて、各工程の搬送物数および
制御指令に関する評価関数を最小にする解をディジタル
制御理論より求める。この時、各工程の処理中あるいは
待ちにある搬送物数を状態ベクトルとした時の、制御ゲ
イン行列が最適に決定される。次に物流制御指令値の計
算部１０３では、制御ゲイン行列と状態ベクトルをかけ
て物流制御指令値を求める。次の１０４の物流制御指令
値修正計算部では、１０３で得られた物流制御指令値
が、正値で所定の値より大きく、かつ搬送物が搬送可能
である物について搬送指令値を１と修正、また経路の分
岐点や交流点においては、さらに搬送指令値の最も大き
い物にたいしてのみ搬送指令１、その他については０に
修正する。最後に１０５は物流制御指令値の出力部で、
修正された出力値を出力して複数工程の物流を最適化す
る。 【０００７】 【実施例】次に、本発明について図面を参照して説明す
る。複数工程から構成されるプロセスを図２にしめす。
図３は、本発明の物流制御に用いられる物流制御装置の
ハードウェア構成を示し、この制御装置の処理（この例
ではソフトウェア）の構成を図１に示す。まず、図２の
物流制御の対象であるプロセスについて説明する。図中
の丸は、処理工程や置き場工程を表している。この場合
１１個の工程から構成され、工程１、８、９と１１は置
き場工程でありＢで示している。矢印は工程間の経路を
示し、搬送物は矢印の方向に搬送される。その搬送経路
間にあるａからｍは、搬送制御ポイントを示し、それぞ
れに与えられる物流制御指示値値により工程間を搬送物
を移動させる。また工程３等では、搬送物の合流や分岐
が行なわれることを示している。物流制御は、次の第１
ステップから第５ステップにしめす処理において、この
工程の物流指令を最適化する。 【０００８】ステップ１：工程ごとの搬送物材料情報入
力部１０１において、キーボード３０３、マウス３０５
またはネットワーク３０４を介したファイル転送によ
り、現在の各工程での処理中及び待ち搬送物数の情報を
入手する。 【０００９】各工程（処理工程および置き場）の搬送物
数を縦ベクトルＸk で表す。ｋは時刻をあらわすインデ
ックスである。例えば、初期の搬送物数は Ｘ0 T ＝［２０，１，１，１，１，１，１，１０，５，１，１０］ （１） のように表記できる。Ｔは転置を意味する。工程１に２
０個、工程８に１０個、工程９に５個、工程１１に１０
個、その他の工程に１個づつ搬送物が存在することを表
す。 【００１０】また所定時間内に（例えば１分以内に）処
理を完了して、次工程に搬送可能な搬送物情報をベクト
ルＭk で表し、前記と同様に入手する。例えば、初期時
刻において、全ての工程がこの所定時間内に処理を完了
して次工程に搬送可能な搬送物を有するとすると、新た
なＸと同じ次元をもつＭ0 を用いて、 Ｍ0 T ＝［１，１，１，１，１，１，１，１，１，１，１］ （２） と表す。 【００１１】ステップ２：物流制御ゲインの計算部１０
２では、次工程への搬送指令により次時刻の各工程の搬
送物数を予測する状態方程式を次のように表記する。 ＸK+1 ＝Ｘk ＋Ｂ・Ｕk （３） ここで、Ｕk は各工程間経路の物流制御指令を表す縦ベ
クトルで、工程間経路ａからｍにおける制御指令であ
る。最終的には０か１の値を要素に持つ。Ｂは物流制御
指令により工程にある搬送物の増減を、図２のようなプ
ロセス図により作成した行列である。図２の場合は、次
の（４）式のようになる。 【００１２】 【数１】 制御指令ａが１となれば、工程１では搬送物が１個減少
する。その時、工程２では、搬送物が１個増加すること
等が、この行列に表現されている。 【００１３】次に、物流制御問題を、各工程の搬送物数
を一定値、例えば零にできるだけ応答よく制御すること
として、最適制御計算のための評価関数を、（５）式の
ように搬送物数の自乗項と物流制御指令の自乗項の和と
して設定する。最初の項により各工程の搬送物数が速や
かに零になるように制御される。また第２項により搬送
制御指令をできるだけ最小にする制御が実現できる。Ｑ
は搬送物数ベクトルに対する重み行列、Ｒは物流制御指
令に対する重み行列である。例えば、Ｑ、Ｒとして単位
行列を用いて設定し、制御応答を確かめて調整する。 【数２】 【００１４】各工程の搬送物数および制御指令に関する
評価関数を最小にする解をディジタル制御理論より求め
る。それは、 Ｕk ＝−ＦＸk （６） と求められる。ここで、Ｆは制御ゲインで（７）式より
計算される。 Ｆ ＝ ［Ｒ＋ＢT ＰＢ］-1ＢT Ｐ （７） また、Ｐは（８）式を満たす行列である。 Ｏ＝Ｑ−ＰＢ［Ｒ＋ＢT ＰＢ］-1ＢT Ｐ （８） このようにして、各工程の処理中あるいは待ちにある搬
送物数を状態ベクトルとした時の、制御ゲイン行列Ｆが
決定される。 【００１５】ステップ３：物流制御指令値の計算部１０
３では、制御ゲイン行列Ｆと状態ベクトルＸk をかけて
物流制御指令値を求める。この時の物流制御指令をＶk
と表すと、 Ｖk ＝−ＦＸk （９） で計算される。 【００１６】ステップ４：物流制御指令値修正計算部１
０４では、１０３で得られた物流制御指令値が、１また
は０をとるように修正する。それは制御指令値の値が正
値なものほどすぐに次工程に搬送すべきもとと解釈する
基本的考え方による。 【００１７】まず、物流制御指令値が正値で所定の値ε
より大きく、かつ搬送物が処理完了で搬送可能である物
（先に計算したＭk をもちいてチェック）について搬送
指令値を１と修正する。 【００１８】また経路の分岐点や交流点においては、さ
らに搬送指令値の最も大きい物にたいしてのみ搬送指令
１、その他については０に修正する。このようにして修
正した物流制御指令値Ｕk を計算する。 Ｕk ＝ｆ（Ｖk ，Ｍk ，ε） （１０） ここで、ｆは、制御指令値の修正処理を意味する。 【００１９】ステップ５：物流制御指令値の出力部１０
５で、修正された出力値を出力して複数工程の物流を実
際に制御する。所定の時間後、ステップ１からステップ
５を繰り返しおこない，物流制御を最適に実行する。物
流制御の結果を図４にしめす。工程１、５および８の搬
送物待ち数が、短期間に、スムーズに零の制御できるこ
とがわかる。 【００２０】 【発明の効果】本発明によれば、複数の加工工程を有す
るプロセスに対して、各工程の待ち材料数を全体的に最
小化することができ、工程内の在庫量の削減できる。ま
た、そのための物流制御指示が適切に行えるため、物流
作業の効率化がはかれる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の物流制御方法をしめす構成図
【図２】実施例の複数工程を有するプロセスを示す図で
ある。 【図３】物流制御を実現するためのハードウェアの実施
例を示すブロック図。 【図４】物流制御の結果を示す図。 【符号の説明】 １０１ 工程ごとの搬送物材料情報入力部 １０２ 物流制御ゲインの計算部 １０３ 物流制御指令値の計算部 １０４ 物流制御指令値の修正計算部 １０５ 物流制御指令値の出力部
ある。 【図３】物流制御を実現するためのハードウェアの実施
例を示すブロック図。 【図４】物流制御の結果を示す図。 【符号の説明】 １０１ 工程ごとの搬送物材料情報入力部 １０２ 物流制御ゲインの計算部 １０３ 物流制御指令値の計算部 １０４ 物流制御指令値の修正計算部 １０５ 物流制御指令値の出力部
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(72)発明者 山本 政尚
千葉県君津市君津１番地 新日本製鐵株
式会社 君津製鐵所内
(56)参考文献 特開 昭60−213613（ＪＰ，Ａ)
特開 平４−55211（ＪＰ，Ａ)
特開 平５−97228（ＪＰ，Ａ)
特開 平４−19050（ＪＰ，Ａ)
特開 平４−19056（ＪＰ，Ａ)
特開 平６−314107（ＪＰ，Ａ)
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
B65G 43/00 - 43/10
Claims (1)
- (57)【特許請求の範囲】 【請求項１】 経路選択をしながら材料、半製品、製品
等の搬送物がいくつかの工程を流れる複数工程を有する
プロセスにおいて、現在の各工程での処理中及び待ち搬
送物数の情報と所定時間内に次工程に搬送可能な搬送物
情報を用い、次工程への搬送指令により次時刻の各工程
の材料数を予測する状態方程式を設定して、各工程の搬
送物数および制御指令に関する評価関数を最小にする解
より搬送指令値を求め、その値が正値で所定の値より大
きく、かつ搬送物が搬送可能である物について搬送指令
を出力し、特に経路の分岐点や交流点においては、搬送
指令値の最も大きい物にたいして搬送指令を出力するこ
とを特徴とする物流制御方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8510894A JP3400851B2 (ja) | 1994-04-22 | 1994-04-22 | 物流制御方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8510894A JP3400851B2 (ja) | 1994-04-22 | 1994-04-22 | 物流制御方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07291423A JPH07291423A (ja) | 1995-11-07 |
| JP3400851B2 true JP3400851B2 (ja) | 2003-04-28 |
Family
ID=13849433
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8510894A Expired - Fee Related JP3400851B2 (ja) | 1994-04-22 | 1994-04-22 | 物流制御方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3400851B2 (ja) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1701232B1 (en) * | 2003-12-24 | 2016-03-02 | Nippon Steel & Sumitomo Metal Corporation | Manufacturing/distribution schedule creation device and method, manufacturing/distribution process control device and method, computer program, and computer-readable recording medium |
| JP2006072852A (ja) * | 2004-09-03 | 2006-03-16 | Nippon Steel Corp | 生産・物流スケジュール作成装置、生産・物流スケジュール作成方法、生産・物流プロセス制御装置、生産・物流プロセス制御方法、コンピュータプログラムおよびコンピュータ読み取り可能な記録媒体 |
| JP2006072851A (ja) * | 2004-09-03 | 2006-03-16 | Nippon Steel Corp | 生産・物流スケジュール作成装置、生産・物流スケジュール作成方法、生産・物流プロセス制御装置、生産・物流プロセス制御方法、コンピュータプログラム及びコンピュータ読み取り可能な記録媒体 |
| JP4734024B2 (ja) * | 2005-05-12 | 2011-07-27 | 新日本製鐵株式会社 | 熱間圧延工場の加熱・圧延スケジュール作成装置、作成方法、コンピュータプログラム、及びコンピュータ読み取り可能な記録媒体 |
-
1994
- 1994-04-22 JP JP8510894A patent/JP3400851B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH07291423A (ja) | 1995-11-07 |
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