JP4612409B2 - 生産及び/又は物流計画作成装置及び方法、プロセス制御装置及び方法、並びにコンピュータプログラム - Google Patents
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Description
また、本発明によるプロセス制御装置、方法、及びコンピュータプログラムは、異なる複数工程経路で複数の生産及び/又は物流の対象物を処理し、且つ、各対象物が異なる複数工程経路を選択可能な生産及び/又は物流プロセスを制御するためのものにおいて、上記生産及び/又は物流プロセスの実操業上の生産及び/又は物流フローや生産及び/又は物流制約をモデルで表し、事象が発生したときの生産及び/又は物流状態及び生産及び/又は物流制約を検出するシミュレータと、上記生産及び/又は物流計画の立案開始日時から予め設定された対象期間(計画作成期間)分を対象として、上記生産及び/又は物流プロセスの生産及び/又は物流状態と生産及び/又は物流制約とのうち、あらかじめ設定した部分のみからなる数式モデルを保持する数式モデル保持装置と、上記数式モデル保持装置により保持された数式モデルを評価するための評価関数を設定する評価関数設定装置と、上記数式モデル保持装置により保持された数式モデルと、上記評価関数設定装置により設定された評価関数とを用いて最適化計算処理を行って上記シミュレータに対する物流指示を算出する最適化計算装置とを用いて、上記最適化計算装置による最適化計算処理により、立案開始日時から所定の区切られた範囲で設定された対象期間(指示算出期間)分について物流指示を算出して上記シミュレータに与えて、予め選択された対象期間(シミュレーション期間)分だけシミュレーションを実行し、予め設定した期間(計画確定期間)分だけ上記シミュレーション結果を生産及び/又は物流計画として確定し、上記確定した期間の直後の日時を新たな立案開始日時として設定して生産及び/又は物流計画を立案するという処理を繰り返すことにより得られたシミュレーション結果に基づいて上記生産及び/又は物流プロセスを制御するものであって、上記数式モデルの時間精度、上記指示算出期間、上記シミュレーション期間、上記計画確定期間のすべて或いはいずれかを任意に設定可能にした点に特徴を有する。
以下、図面を用いて本発明の第1の実施形態を説明する。本実施形態では、異なる複数工程経路で複数製品を処理し、且つ、各製品が異なる複数工程経路を選択可能な生産・物流プロセスの例として、原料ヤードから複数の原材料貯槽までの搬送路が選択可能な場合の例を用いて、生産・物流計画を作成する場合について説明する。本実施形態において、ヤード積みつけ銘柄、ヤード在庫量推移、鉄鉱石・焼結鉱切出し量、設備レイアウト等の原料物流制約の下で、高炉・焼結工場操業を安定化するため在庫を確保し、鉄鉱石粒度を安定化し、焼結鉱の微粉化を防止するため在庫レベル高位安定化と作業負荷を減らすため効率的な設備の使用を実現した原料ヤード入槽計画の最適化問題を扱うものとする。ただし、これはあくまでも一実施例であり、本発明の生産・物流計画作成装置は、異なる複数の工程で複数の製品を処理し、且つ、各製品が異なる複数工程経路(同一工程で異なる設備を使用する場合も異工程経路と考える)を選択可能な生産・物流プロセスにおいて、多くの制約を守りつつ、高速に或いは立案者の求める精度で詳細に、立案者の意図に沿って柔軟に、実操業での使用に耐えうる対象工程の操業計画を作成する際に適用することが可能であり、また特に有効である。
入槽計画作成部21は、ヤード配置、工程経路、入槽銘柄等の設定条件、物流制約の下、各原材料貯槽毎の在庫量と原料払出し速度から、各原材料貯槽毎の槽在庫推移を計算し、対象期間の終了時刻までに在庫量が所定の補給レベルを切る原材料貯槽を抽出する。
(1)入力データの取込みと、初期値、条件設定を行う(図3のデータ取込み部301、図4のステップS401)。具体的には、本処理に必要な情報(原料受入計画、原料ヤード計画、設備修理計画、原料ヤード現況、槽在庫現況、槽切出量現況、設備稼働・故障現況、及び、操業者からの操業前提条件の全部又は一部)を、オンラインにて読込み、必要に応じて操業者が修正を加える。
t=0,1,2,…,23 ……(式1)
t=0,2,4,…,46 ……(式2)
21 入槽計画作成部
22 表示部
23 操業者評価部
301 入力データ取込み部
302 計画作成期間設定部
303 計画作成精度設定部
304 計画作成対象期間設定部
305 計画確定期間設定部
306 検出部
307 抽出部
308 構築部
309 数式モデル構築部
310 求解部
311 判断部
312 再求解部
313 シミュレーション部
314 確定部
315 更新部
Claims (13)
- 異なる複数工程経路で複数の生産及び/又は物流の対象物を処理し、且つ、各対象物が異なる複数工程経路を選択可能な生産及び/又は物流プロセスにおける生産及び/又は物流計画を作成するための生産及び/又は物流計画作成装置において、
上記生産及び/又は物流プロセスの実操業上の生産及び/又は物流フローや生産及び/又は物流制約をモデルで表し、事象が発生したときの生産及び/又は物流状態及び生産及び/又は物流制約を検出するシミュレータと、
上記生産及び/又は物流計画の立案開始日時から予め設定された対象期間(計画作成期間)分を対象として、上記生産及び/又は物流プロセスの生産及び/又は物流状態と生産及び/又は物流制約とのうち、あらかじめ設定した部分のみからなる数式モデルを保持する数式モデル保持装置と、
上記数式モデル保持装置により保持された数式モデルを評価するための評価関数を設定する評価関数設定装置と、
上記数式モデル保持装置により保持された数式モデルと、上記評価関数設定装置により設定された評価関数とを用いて最適化計算処理を行って上記シミュレータに対する物流指示を算出する最適化計算装置とを有し、
上記最適化計算装置による最適化計算処理により、立案開始日時から所定の区切られた範囲で設定された対象期間(指示算出期間)分について物流指示を算出して上記シミュレータに与えて、予め選択された対象期間(シミュレーション期間)分だけシミュレーションを実行し、予め設定した期間(計画確定期間)分だけ上記シミュレーション結果を生産及び/又は物流計画として確定し、上記確定した期間の直後の日時を新たな立案開始日時として設定して生産及び/又は物流計画を立案するという処理を繰り返すことにより得られたシミュレーション結果から上記生産及び/又は物流プロセスにおける生産及び/又は物流計画を作成する生産及び/又は物流計画作成装置であって、
上記数式モデルの時間精度、上記指示算出期間、上記シミュレーション期間、上記計画確定期間のすべて或いはいずれかを任意に設定可能にしたことを特徴とする生産及び/又は物流計画作成装置。 - 上記処理の繰り返しのループごとに、上記数式モデルの時間精度、上記指示算出期間、上記シミュレーション期間、上記計画確定期間のすべて或いはいずれかをそれぞれ個別に設定可能にしたことを特徴とする請求項1に記載の生産及び/又は物流計画作成装置。
- 上記最適化計算処理の際に、上記評価関数による評価値が設定した範囲を外れる場合、戦略を変更して評価関数を再設定し、最適化計算処理をし直すことを特徴とする請求項1又は2に記載の生産及び/又は物流計画作成装置。
- 上記数式モデルにおいて、上限制約の設定された変数に対して上限制約から溢れる分の値を格納する溢れ防止変数を導入し、導入した溢れ防止変数を上記上限制約の上限値に加えた値と、上記上限制約の設定された変数とが等しくなる制約に変更することを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項に記載の生産及び/又は物流計画作成装置。
- 上記数式モデルにおいて、下限制約の設定された変数に対して下限制約を割込む分の値を格納する割込み補填変数を導入し、導入した割込み補填変数を上記下限制約の下限値から引いた値と、上記下限制約の設定された変数とが等しくなる制約に変更することを特徴とする請求項1〜4のいずれか1項に記載の生産及び/又は物流計画作成装置。
- 上記評価関数に溢れ防止変数と割込み補填変数の両方又は一方を含むことを特徴とする
請求項1〜5のいずれか1項に記載の生産及び/又は物流計画作成装置。 - 上記最適化計算装置は、最適化或いは準最適化問題として最適化計算処理を行うことを特徴とする請求項1〜6のいずれか1項に記載の生産及び/又は物流計画作成装置。
- 生産及び/又は物流計画の一部で、立案者が前もって指定する処理を行うことができることを特徴とする請求項1〜7のいずれか1項に記載の生産及び/又は物流計画作成装置を用いた生産及び/又は物流計画作成方法。
- 異なる複数工程経路で複数の生産及び/又は物流の対象物を処理し、且つ、各対象物が異なる複数工程経路を選択可能な生産及び/又は物流プロセスにおける生産及び/又は物流計画を作成するための生産及び/又は物流計画作成方法において、
上記生産及び/又は物流プロセスの実操業上の生産及び/又は物流フローや生産及び/又は物流制約をモデルで表し、事象が発生したときの生産及び/又は物流状態及び生産及び/又は物流制約を検出するシミュレータと、
上記生産及び/又は物流計画の立案開始日時から予め設定された対象期間(計画作成期間)分を対象として、上記生産及び/又は物流プロセスの生産及び/又は物流状態と生産及び/又は物流制約とのうち、あらかじめ設定した部分のみからなる数式モデルを保持する数式モデル保持装置と、
上記数式モデル保持装置により保持された数式モデルを評価するための評価関数を設定する評価関数設定装置と、
上記数式モデル保持装置により保持された数式モデルと、上記評価関数設定装置により設定された評価関数とを用いて最適化計算処理を行って上記シミュレータに対する物流指示を算出する最適化計算装置とを用い、
上記最適化計算装置による最適化計算処理により、立案開始日時から所定の区切られた範囲で設定された対象期間(指示算出期間)分について物流指示を算出して上記シミュレータに与えて、予め選択された対象期間(シミュレーション期間)分だけシミュレーションを実行し、予め設定した期間(計画確定期間)分だけ上記シミュレーション結果を生産及び/又は物流計画として確定し、上記確定した期間の直後の日時を新たな立案開始日時として設定して生産及び/又は物流計画を立案するという処理を繰り返すことにより得られたシミュレーション結果から上記生産及び/又は物流プロセスにおける生産及び/又は物流計画を作成する生産及び/又は物流計画作成方法であって、
上記数式モデルの時間精度、上記指示算出期間、上記シミュレーション期間、上記計画確定期間のすべて或いはいずれかを任意に設定できることを特徴とする生産及び/又は物流計画作成方法。 - 異なる複数工程経路で複数の生産及び/又は物流の対象物を処理し、且つ、各対象物が異なる複数工程経路を選択可能な生産及び/又は物流プロセスにおける生産及び/又は物流計画を作成するための生産及び/又は物流計画作成をコンピュータに実行させるコンピュータプログラムにおいて、
上記生産及び/又は物流プロセスの実操業上の生産及び/又は物流フローや生産及び/又は物流制約をモデルで表し、事象が発生したときの生産及び/又は物流状態及び生産及び/又は物流制約を検出するシミュレータと、
上記生産及び/又は物流計画の立案開始日時から予め設定された対象期間(計画作成期間)分を対象として、上記生産及び/又は物流プロセスの生産及び/又は物流状態と生産及び/又は物流制約とのうち、あらかじめ設定した部分のみからなる数式モデルを保持する数式モデル保持装置と、
上記数式モデル保持装置により保持された数式モデルを評価するための評価関数を設定する評価関数設定装置と、
上記数式モデル保持装置により保持された数式モデルと、上記評価関数設定装置により設定された評価関数とを用いて最適化計算処理を行って上記シミュレータに対する物流指示を算出する最適化計算装置とを用い、
上記最適化計算装置による最適化計算処理により、立案開始日時から所定の区切られた範囲で設定された対象期間(指示算出期間)分について物流指示を算出して上記シミュレータに与えて、予め選択された対象期間(シミュレーション期間)分だけシミュレーションを実行し、予め設定した期間(計画確定期間)分だけ上記シミュレーション結果を生産及び/又は物流計画として確定し、上記確定した期間の直後の日時を新たな立案開始日時として設定して生産及び/又は物流計画を立案するという処理を繰り返すことにより得られたシミュレーション結果から上記生産及び/又は物流プロセスにおける生産及び/又は物流計画を作成する生産及び/又は物流計画作成をコンピュータに実行させるコンピュータプログラムであって、
上記数式モデルの時間精度、上記指示算出期間、上記シミュレーション期間、上記計画確定期間のすべて或いはいずれかを任意に設定可能にしたことを特徴とするコンピュータプログラム。 - 異なる複数工程経路で複数の生産及び/又は物流の対象物を処理し、且つ、各対象物が異なる複数工程経路を選択可能な生産及び/又は物流プロセスを制御するためのプロセス制御装置において、
上記生産及び/又は物流プロセスの実操業上の生産及び/又は物流フローや生産及び/又は物流制約をモデルで表し、事象が発生したときの生産及び/又は物流状態及び生産及び/又は物流制約を検出するシミュレータと、
上記生産及び/又は物流計画の立案開始日時から予め設定された対象期間(計画作成期間)分を対象として、上記生産及び/又は物流プロセスの生産及び/又は物流状態と生産及び/又は物流制約とのうち、あらかじめ設定した部分のみからなる数式モデルを保持する数式モデル保持装置と、
上記数式モデル保持装置により保持された数式モデルを評価するための評価関数を設定する評価関数設定装置と、
上記数式モデル保持装置により保持された数式モデルと、上記評価関数設定装置により設定された評価関数とを用いて最適化計算処理を行って上記シミュレータに対する物流指示を算出する最適化計算装置とを有し、
上記最適化計算装置による最適化計算処理により、立案開始日時から所定の区切られた範囲で設定された対象期間(指示算出期間)分について物流指示を算出して上記シミュレータに与えて、予め選択された対象期間(シミュレーション期間)分だけシミュレーションを実行し、予め設定した期間(計画確定期間)分だけ上記シミュレーション結果を生産及び/又は物流計画として確定し、上記確定した期間の直後の日時を新たな立案開始日時として設定して生産及び/又は物流計画を立案するという処理を繰り返すことにより得られたシミュレーション結果に基づいて上記生産及び/又は物流プロセスを制御するプロセス制御装置であって、
上記数式モデルの時間精度、上記指示算出期間、上記シミュレーション期間、上記計画確定期間のすべて或いはいずれかを任意に設定可能にしたことを特徴とするプロセス制御装置。 - 異なる複数工程経路で複数の生産及び/又は物流の対象物を処理し、且つ、各対象物が異なる複数工程経路を選択可能な生産及び/又は物流プロセスを制御するためのプロセス制御方法において、
上記生産及び/又は物流プロセスの実操業上の生産及び/又は物流フローや生産及び/又は物流制約をモデルで表し、事象が発生したときの生産及び/又は物流状態及び生産及び/又は物流制約を検出するシミュレータと、
上記生産及び/又は物流計画の立案開始日時から予め設定された対象期間(計画作成期間)分を対象として、上記生産及び/又は物流プロセスの生産及び/又は物流状態と生産及び/又は物流制約とのうち、あらかじめ設定した部分のみからなる数式モデルを保持する数式モデル保持装置と、
上記数式モデル保持装置により保持された数式モデルを評価するための評価関数を設定する評価関数設定装置と、
上記数式モデル保持装置により保持された数式モデルと、上記評価関数設定装置により設定された評価関数とを用いて最適化計算処理を行って上記シミュレータに対する物流指示を算出する最適化計算装置とを用い、
上記最適化計算装置による最適化計算処理により、立案開始日時から所定の区切られた範囲で設定された対象期間(指示算出期間)分について物流指示を算出して上記シミュレータに与えて、予め選択された対象期間(シミュレーション期間)分だけシミュレーションを実行し、予め設定した期間(計画確定期間)分だけ上記シミュレーション結果を生産及び/又は物流計画として確定し、上記確定した期間の直後の日時を新たな立案開始日時として設定して生産及び/又は物流計画を立案するという処理を繰り返すことにより得られたシミュレーション結果に基づいて上記生産及び/又は物流プロセスを制御するプロセス制御方法であって、
上記数式モデルの時間精度、上記指示算出期間、上記シミュレーション期間、上記計画確定期間のすべて或いはいずれかを任意に設定できることを特徴とするプロセス制御方法。 - 異なる複数工程経路で複数の生産及び/又は物流の対象物を処理し、且つ、各対象物が異なる複数工程経路を選択可能な生産及び/又は物流プロセスを制御するためのプロセス制御をコンピュータに実行させるコンピュータプログラムにおいて、
上記生産及び/又は物流プロセスの実操業上の生産及び/又は物流フローや生産及び/又は物流制約をモデルで表し、事象が発生したときの生産及び/又は物流状態及び生産及び/又は物流制約を検出するシミュレータと、
上記生産及び/又は物流計画の立案開始日時から予め設定された対象期間(計画作成期間)分を対象として、上記生産及び/又は物流プロセスの生産及び/又は物流状態と生産及び/又は物流制約とのうち、あらかじめ設定した部分のみからなる数式モデルを保持する数式モデル保持装置と、
上記数式モデル保持装置により保持された数式モデルを評価するための評価関数を設定する評価関数設定装置と、上記数式モデル保持装置により保持された数式モデルと、上記評価関数設定装置により設定された評価関数とを用いて最適化計算処理を行って上記シミュレータに対する物流指示を算出する最適化計算装置とを用い、
上記最適化計算装置による最適化計算処理により、立案開始日時から所定の区切られた範囲で設定された対象期間(指示算出期間)分について物流指示を算出して上記シミュレータに与えて、予め選択された対象期間(シミュレーション期間)分だけシミュレーションを実行し、予め設定した期間(計画確定期間)分だけ上記シミュレーション結果を生産及び/又は物流計画として確定し、上記確定した期間の直後の日時を新たな立案開始日時として設定して生産及び/又は物流計画を立案するという処理を繰り返すことにより得られたシミュレーション結果に基づいて上記生産及び/又は物流プロセスの制御をコンピュータに実行させるコンピュータプログラムであって、
上記数式モデルの時間精度、上記指示算出期間、上記シミュレーション期間、上記計画確定期間のすべて或いはいずれかを任意に設定可能にしたことを特徴とするコンピュータプログラム。
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