JP5435181B1 - 加熱炉抽出順作成装置、加熱炉抽出順作成方法及び鋼板の製造方法 - Google Patents
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Abstract
Description
始めに、図1を参照して、本発明の一実施形態である加熱炉抽出順作成システムが作成する圧延スケジュールの対象である厚鋼板の圧延ラインについて説明する。
次に、図2を参照して、本発明の一実施形態である加熱炉抽出順作成システムの構成について説明する。
このような構成を有する加熱炉抽出順作成システム10では、予め入力部101で入力され、パラメータDB15に格納された、圧延ライン上の設備の処理開始、終了等の指定されたタイミングでの、上位システムによる起動指示により、加熱炉抽出順作成装置100において、以下に示す加熱炉抽出順作成処理を実行することによって、圧延ラインの上流に配設された複数の加熱炉1からの圧延材Sの抽出順や抽出時刻を考慮しつつ下流の粗圧延機2や仕上圧延機4での圧延スケジュール(通過工程スケジュール)を作成する。以下、図10に示すフローチャートを参照して、この加熱炉抽出順作成処理を実行する際の加熱炉抽出順作成装置100の動作について説明する。
上記ステップS2においてパターンDB16に格納される工程パターンを作成する処理(工程パターン作成処理)について、図15〜19を参照して説明する。工程パターン作成処理は、ステップS1で抽出された圧延材Sが材源圧延材か仕掛中圧延材かにより分岐する。さらに、工程パターン作成処理は、圧延材Sが仕掛中圧延材の場合に(仕掛中圧延材データの圧延材IDにより識別する)、どのリソース(粗圧延機2、冷却装置3、仕上圧延機4、仕上ミル後面テーブル5)での工程が未完了であるか(仕掛工程=仕掛圧延材データの工程完了区分が実行中である工程、または直近に予定される工程)により分岐する。なお、以下の処理において、占有時間(粗圧延機2および仕上げ圧延機のメタルイン時間とターン等のミル外時間を含んだ占有時間、冷却装置3での冷却時間、仕上ミル後面テーブル5での待機時間)は、上位システムのパススケジュール作成プログラムや水冷計算プログラム、空冷計算プログラムなどにより算出される値を利用する。
上記ステップS3において各圧延材Sについて複数のモードを作成する処理(モード作成処理)について、図20を参照して説明する。図20は、モード作成処理手順を示すフローチャートである。図20に示すように、最適加熱炉抽出順作成部104は、パターンDB16から圧延材Sについての工程パターンを圧延材IDごとに抽出する(ステップS601)。
上記ステップS4の処理で適用される制約条件について説明する。
全ての圧延材の全Jobについて、以下の式(7)で与えられる制約条件が成立することが必要である。ここで、Slab[i][j][].StartTimeは、圧延材(圧延材ID=i)のJob(JobID=j)の開始時刻を示し、Slab[i][j][].EndTimeは、圧延材(圧延材ID=i)のJob(JobID=j)の終了時刻を示す。ここで、Jobの先行制約は、選択されるモードには依存しないため、式(7)にモードkについて記載がないが、任意のモードに対して式(7)の関係が成立することを要求するものである。
仕掛中圧延材は順序を変更できないために加熱炉から抽出された順序を維持することから、加熱炉1から抽出された仕掛中圧延材の最初のJob(JobID=1)について、以下の式(8)で与えられる制約条件が成立することが必要である。ここで、C_order[II](II=1,2,3,・・・,NN、NNは抽出済みの圧延材本数)には、加熱炉抽出順が早い順に圧延材IDが格納される。ここで、Slab[C_order[II]][1][].StartTimeは、C_order[II]番目に抽出された圧延材の1番目のJobの開始時刻を示し、Slab[C_order[II]][1][].EndTimeは、C_order[II]番目に抽出された圧延材の1番目のJobの終了時刻を示す。ここで、仕掛中圧延材の先行制約は、選択されるモードには依存しないため、式(8)にモードkについて記載がないが、任意のモードに対して式(8)の関係が成立することを要求するものである。
加熱炉から抽出する順序を入れ替えることができない材源圧延材の組み合わせ(圧延材仕様データに含まれる加熱炉位置および加熱炉抽出可否サインを参照して作成される)について、以下の式(10)で与えられる制約条件が成立することが必要である。ここで、材源圧延材nnより先に抽出できない材源圧延材の圧延材IDをmmとすると、Slab[mm][1][].EndTimeは、材源圧延材mmの1番目のJobの終了時刻を示し、Slab[nn][1][].StartTimeは、材源圧延材nnの1番目のJobの開始時刻を示す。ここで、材源圧延材の加熱炉抽出順制約は、選択されるモードには依存しないため、式(10)にモードkについて記載がないが、任意のモードに対して式(10)の関係が成立することを要求するものである。
同一圧延材で選ばれるモードの識別情報(ModeID)は、異なるJobについても同一であることから、次式(11)で与えられる制約条件が成立することが必要である。ここで、Mode(Slab[i][][k])は、Slab[i]の全てのJobにおいて、同一のモードkが選択されることを示す。
上記ステップS4の処理でモードの組み合わせを最適化する際の目的関数について説明する。最適加熱炉抽出順作成部104は、以下の式(12)で与えられる総圧延時間を目的関数として設定し、この目的関数(総圧延時間)が最短となるモードの組み合わせを最適解として選定する。ここで、first_slabは順序が最初の圧延材の圧延材ID、first_modeは最初の圧延材の1番目のJobで選ばれたモードのモードID、last_slabは順序が最終の圧延材の圧延材ID、last_jobはlast_slabの最終JobのJobID、last_modeはlast_jobにおいて選ばれたモードのモードIDとする。この場合、Slab[last_slab][last_job][last_mode].EndTimeは、順序が最終の圧延材の最終Jobの終了時刻を示し、Slab[first_slab][1][first_mode].StartTimeは、順序が最初の圧延材の1番目のJobの開始時刻を示す。
2 粗圧延機
3 冷却装置
4 仕上圧延機
5 仕上ミル後面テーブル
S 圧延材
10 加熱炉抽出順作成システム
11 仕掛中圧延材データベース(DB)
12 圧延材仕様データベース(DB)
13 仕様コードマスタデータベース(DB)
14 設備制約マスタデータベース(DB)
15 パラメータデータベース(DB)
16 パターンデータベース(DB)
100 加熱炉抽出順作成装置
101 入力部
102 データ読込部
103 パターン作成部
104 最適加熱炉抽出順作成部
105 出力部
Claims (8)
- 複数の加熱炉と少なくとも粗圧延機と仕上圧延機とを有する鋼板の圧延ラインでの鋼板の加熱炉内スラブの抽出順と圧延スケジュールとを作成する加熱炉抽出順作成装置であって、
圧延材ごとに通過工程の各工程と当該工程に用いられる設備の占有時間とを組み合わせた工程パターンを複数作成する工程パターン作成手段と、
圧延材ごとに通過工程の各工程について1つずつ選択した工程パターンを組み合わせてモードを作成するモード作成手段と、
製品品質上の制約条件と設備の制約条件とに基づいて、総圧延時間が最短となる圧延材のモードの組み合わせを選定し、選定された圧延材のモードの組み合わせに基づいて圧延材の加熱炉抽出順と圧延スケジュールとを作成する最適加熱炉抽出順作成手段と、
を備えることを特徴とする加熱炉抽出順作成装置。 - 前記最適加熱炉抽出順作成手段は、総圧延時間に圧延材の製品品質に関する評価を加味した目的関数を最小とする圧延材のモードの組み合わせを選定することを特徴とする請求項1に記載の加熱炉抽出順作成装置。
- 前記最適加熱炉抽出順作成手段は、圧延材の製品品質に関する評価を所定の重み係数として、目的関数に掛け合わせることを特徴とする請求項2に記載の加熱炉抽出順作成装置。
- 複数の加熱炉と少なくとも粗圧延機と仕上圧延機とを有する鋼板の圧延ラインでの鋼板の加熱炉内スラブの抽出順と圧延スケジュールとを作成する加熱炉抽出順作成方法であって、
圧延材ごとに通過工程の各工程と当該工程で用いられる設備の占有時間とを組み合わせた工程パターンを複数作成する工程パターン作成ステップと、
圧延材ごとに通過工程の各工程について1つずつ選択した工程パターンを組み合わせてモードを作成するモード作成ステップと、
圧延材の製品品質上の制約条件と設備の制約条件とに基づいて、総圧延時間が最短となる圧延材のモードの組み合わせを選定し、選定された圧延材のモードの組み合わせに基づいて圧延材の加熱炉抽出順と圧延スケジュールとを作成する最適加熱炉抽出順作成ステップと、
を含むことを特徴とする加熱炉抽出順作成方法。 - 前記最適加熱炉抽出順作成ステップは、総圧延時間に圧延材の製品品質に関する評価を加味した目的関数を最小とする圧延材のモードの組み合わせを選定することを特徴とする請求項4に記載の加熱炉抽出順作成方法。
- 前記最適加熱炉抽出順作成ステップは、圧延材の製品品質に関する評価を所定の重み係数として、目的関数に掛け合わせることを特徴とする請求項5に記載の加熱炉抽出順作方法。
- 前記請求項1に記載の加熱炉抽出順作成装置によって決定された加熱炉抽出順に基づいて鋼板を製造する鋼板の製造方法。
- 前記請求項4に記載の加熱炉抽出順作成方法によって決定された加熱炉抽出順に基づいて鋼板を製造する鋼板の製造方法。
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