JP5810594B2 - コークス炉の操業スケジュール決定装置及び方法 - Google Patents

Description

本発明は、石炭を乾留してコークスを製造する窯を多数有するコークス炉を操業する際に、炉団温度を最適化する窯出しスケジュールを決定するコークス炉の操業スケジュール決定装置及び方法に関する。

コークス炉では、石炭の燃焼室及び炭化室を構成する炉が「１窯」と呼ばれ、一般的には３０〜５０窯程度の塊りを「炉団」と称す。このコークス炉では、図１１に示すように、例えば５５窯の４つの炉団１００Ａ〜１００Ｄが直線状に所定間隔で配列されている。
これら炉団１００Ａ〜１００Ｄの上部には、例えば２台の装炭車１０１Ａ及び１０１Ｂが炉団１００Ａ〜１００Ｄの配列方向に平行に配設された２本のレール部１０２に案内されて移動可能に配備されている。装炭車１０１Ａは炉団１００Ａ及び１００Ｂの各窯に石炭を装入し、装炭車１０１Ｂが炉団１００Ｃ及び１００Ｄの各窯に石炭を装入する。

各炉団１００Ａ〜１００Ｄの後方側には、各炉団１００Ａ〜１００Ｄの各窯からコークスを押し出す押出機１０３Ａ〜１０３Ｃが炉団１００Ａ〜１００Ｄの配列方向に移動可能に配備されている。
さらに、各炉団１００Ａ〜１００Ｄの前方側には、複数のガイド車１０４Ａ〜１０４Ｃが炉団１００Ａ〜１００Ｄの配列方向に移動可能に配備されている。また、ガイド車１０４Ａ〜１０４Ｃの前方側には消火車１０５とバケットカー１０６とが配設されている。消火車１０５は炉団１００Ａ及び１００Ｂから押し出されるコークスを受け取ってから消火塔１０７に移動してコークスに水をかけて冷却される。バケットカー１０６は炉団１００Ｃ及び１００Ｄから押し出されるコークスをバケツに受け取り、このバケツを図示しないクレーンでＣＤＱ１０８に搬送し、ここで窒素によって冷却される。

そして、コークスの生成を例えば炉団１００Ａについて説明する。
先ず、装炭車１０１Ａに積載された石炭が例えば炉団１００Ａの各窯に所定順序で装入され、その後各窯で十数時間乾留されて、コークスが生成される。生成されたコークスは押出機１０３Ａによって各窯から所定の順序で押し出されて、ガイド車１０４Ａで案内されながらその前方に配備された消火車１０５に積載される。この消火車１０５は、消火塔１０７に移動して、コークスに水をかけて冷却する。

このようなコークス炉において、コークスの窯出計画を作成するために、従来、
前回の作業スケジュールから今回の先頭作業窯を求め、求められた先頭作業窯から前回の作業スケジュールと同じ順番で今回の作業窯数分の作業スケジュールを作成し、求められた先頭作業窯から順に所定間隔をおいて作業窯数分の標準作業スケジュールを作成し、作成された作業スケジュールと標準作業スケジュールとを比較し、標準作業スケジュールと異なる順番の作業窯を抽出して標準作業スケジュールと同一順番となるように単位時間あたりの変更可能量だけ速く作業が行われるように修正するコークス炉の作業スケジュール作成装置が提案されている（例えば、特許文献１参照）。

また、従来、所定の計画作成条件を入力し、計画作成条件に基づいて第１の遺伝的アルゴリズムを用いて、コークスの窯からコークスを押し出す押出機が順次作業する作業ブロックを生成し、生成された作業ブロックの並び順を最適化し、並び順が最適化された作業ブロックの割当可能時間内における介し時刻を第２の遺伝的アルゴリズムを用いて最適化し、系列毎に割当可能時間内における作業ブロックを表示し、必要に応じて修正されたコークス窯出計画を、コークスの窯を制御する制御用コンピュータに送信するようにしたコークス窯出計画作成方法及び装置が提案されている（例えば、特許文献２参照）。

特開平１−１５８０９３号公報 特開平１０−２９２１７６号公報

ところで、特許文献１に記載された従来例にあっては、作業スケジュールと標準作業スケジュールとを比較して外れ窯を抽出し、抽出した外れ窯について単位時間当たりの変更可能量だけ作業を速めることにより、標準スケジュールの作業順番に近づけるようにしているが、燃焼時間すなわち総炭化時間（ＧＣＴ）の大きさを考慮していない。
また、特許文献２に記載された従来例にあっては、設定した総炭化時間と押し出し予定時刻に対する総炭化時間の差（以下、余剰乾留時間と称す）を最小にする手法であり、予め乾留に必要な総炭化時間の最小値（以下、最低総炭化時間と称す）を定めている。

コークス炉では最低総炭化時間が決まると炉温が一律に決定され、最低総炭化時間が短ければ乾留を早めるために炉温が高くなり、多くの燃料が必要となる。同じ生産本数であるならば、最低総炭化時間を長く取り、低い炉温で操業することが望まれているが、特許文献１及び２に記載された従来例ではともに最低総炭化時間を定数として与えているため、最低総炭化時間を長くとることは考えられていない。このため、炉温が必要以上に高温で操業されるという未解決の課題がある。しかも、特許文献２では余剰乾留時間を最小にするようにしているが、移動機としての押出機の待機時間については考慮されていないものである。
そこで、本発明は、上記従来例の未解決の課題に着目してなされたものであり、最低総炭化時間を長くして、炉温を低下させることができるコークス炉の操業スケジュール決定装置及び方法を提供することを目的としている。

上記目的を達成するために、本発明の請求項１に係るコークス炉の操業スケジュール決定装置は、石炭を乾留してコークスを製造する窯を所定数配列した炉団を複数備え、１つの移動機で窯出しを行うコークス炉の操業スケジュール決定装置であって、前記炉団毎に配列された前記窯をｎピッチ数分のｎグループに分け、さらに全炉団の窯にシーケンシャルに付けた窯番号が、前記ｎグループの各々でｎピッチ毎に順時配列されるように定義付けたｎ組の窯順データを記憶する記憶部と、前記窯の最低総炭化時間をパラメータとして設定するパラメータ設定部と、前記窯の最低総炭化時間と全ての窯の装炭実績時刻とに基づいて押出予定時刻を算出する押出予定時刻算出部と、前記押出予定時刻に基づいて前記炉団毎に１グループの各窯について連続押し出しが可能なシリーズ窯であるか連続押し出しが不可能な外れ窯であるかを判定するシリーズ窯判定処理を行い、当該シリーズ窯判定処理結果に基づいて前記シリーズ窯及び前記外れ窯を分類して記憶する窯分類部と、前記シリーズ窯の間に同一炉団の前記外れ窯を組み入れて押し出し順番を設定する押し出し順番設定部と、前記押し出し順番及び前記最低総炭化時間に基づいて、各窯について前記最低総炭化時間が経過してから前記移動機が到着するまでの余剰乾留時間と当該移動機の待機時間とを算出する余剰時間算出部と、前記押し出し順番設定部における前記外れ窯を組み入れる位置を変更して、前記余剰乾留時間及び移動機待機時間の和が最小となる押し出し順番を操業スケジュールとして設定するスケジュール設定部と、前記移動機待機時間が設定された判定時間を超えており、前記操業スケジュールによって、設定された生産押出計画本数を設定されたスケジュール期間内で達成できたときに、前記パラメータ設定部のパラメータである最低総炭化時間を所定時間長く変更して再スケジューリングする再スケジューリング部とを備え、前記移動機待機時間が設定された判定時間以下となる場合、または、設定された生産押出計画本数が達成できなくなる場合に、前記操業スケジュールを確定することを特徴としている。

本発明の他の形態に係るコークス炉の操業スケジュール決定装置は、前記窯分類部は、連続押し出しが可能な窯数が所定数以上であるときに、シリーズ窯として分類することを特徴としている。
また、本発明の一の形態に係るコークス炉の操業スケジュール決定方法は、石炭を乾留してコークスを製造する窯を所定数配列した炉団を複数備え、１つの移動機で窯出しを行うコークス炉の操業スケジュール決定方法であって、前記炉団毎に配列された前記窯をｎピッチ数分のｎグループに分け、さらに全炉団の窯にシーケンシャルに付けた窯番号が、前記ｎグループの各々でｎピッチ毎に順時配列されるように定義付けたｎ組の窯順データを記憶部に記憶し、前記窯の最低総炭化時間をパラメータ設定部によってパラメータとして設定し、設定した各窯の最低総炭化時間及び装炭実績時刻に基づいて押出時刻算出部で押出予定時刻を算出し、算出した押出予定時刻に基づいて窯分類部によって前記炉団毎に１グループの各窯について連続押し出しが可能なシリーズ窯であるか連続押し出しが不可能な外れ窯であるかを判定するシリーズ窯判定処理を行い、当該シリーズ窯判定処理結果に基づいて前記シリーズ窯及び前記外れ窯を分類して記憶し、押し出し順番設定部によってシリーズ窯間に同一炉団の外れ窯を組み入れて押し出し順番を設定し、設定した押し出し順番及び前記最低総炭化時間に基づいて余剰時間算出部で各窯について前記最低総炭化時間が経過してから前記移動機が到着するまでの余剰乾留時間と当該移動機の待機時間とを算出し、スケジュール設定部で、前記押し出し順番設定部における前記外れ窯を組み入れる位置を変更して、前記余剰乾留時間及び移動機待機時間の和が最小となる押し出し順番を操業スケジュールとして設定し、設定された操業スケジュールによって、前記移動機待機時間が設定された判定時間を超えており、設定された生産押出計画本数を設定されたスケジュール期間内で達成できたときに、再スケジューリング部によって、前記パラメータ設定部のパラメータである最低総炭化時間を所定時間長く変更して再スケジューリングし、前記移動機待機時間が設定された判定時間以下となる場合、または、設定された生産押出計画本数が達成できなくなる場合に、前記操業スケジュールを確定することを特徴としている。

本発明によれば、最低総炭化時間をパラメータとし、外れ窯をシリーズにシリーズ窯として復帰させる場合に、移動機の待機時間及び余剰乾留時間の和が最小となるように復帰位置を決定する操業スケジュールを作成し、作成した操業スケジュールで設定した生産押出計画本数を設定したスケジュール期間内に達成できる場合に、最低総炭化時間を所定時間だけ長く変更して再スケジューリングを行うことを生産押出計画本数をスケジュール期間内に達成できなくなるまで繰り返す。このため、最低総炭化時間をできるだけ長くした操業スケジュールを決定することができ、炉温を低下させる操業を可能として燃料の削減に寄与することができるという効果が得られる。

本発明の一実施形態を示すコークス炉操業スケジュール作成装置を示すブロック図である。 炉団毎の窯順データを示す図である。 図１のスケジュール作成装置で実行する本発明の操業スケジュール決定処理を示すフローチャートである。 図３のシリーズ窯判定処理を示すフローチャートである。 シリーズ窯判定方法の説明に供する図である。 本発明による操業スケジュールを示すガントチャートである。 最低総炭化時間を一定とした場合の操業スケジュールを示すガントチャートである。 コークス炉の全体構成を示す斜視図である。

以下、本発明の一実施形態について図面を伴って説明する。
図１は、本発明のコークス炉の操業スケジュール決定装置のシステム構成を示すブロック図である。
図中、１はコークス炉操業スケジュール作成装置であって、このコークス炉操業スケジュール作成装置は、マイクロコンピュータ等の演算処理装置２を有する。この演算処理装置２には、キーボード３ａ及びマウス３ｂを有する情報入力部３が接続されているとともに、ＲＯＭＲＡＭ、ハードディスク、フラッシュメモリ等の記憶装置４が接続されている。

さらに、演算処理装置２には、液晶ディスプレイ等で構成される表示装置５が接続されているとともに、前述したコークス炉の装炭車１０１Ａ，１０１Ｂ及び押出機１０３Ａ〜１０３Ｃを統括制御するプロセスコンピュータ６が接続されている。
演算処理装置２は、プロセスコンピュータ６から各窯への石炭の装入時刻である装炭実績時刻データを収集し、記憶装置４内に形成した装炭実績時刻ファイル４ａに格納する。

また、演算処理装置２は、各窯の操炭実績時刻に基づいて押出予定時刻を推定する押出時刻推定部２ａと、この押出時刻推定部２ａで推定した押出予定時刻に基づいて前記炉団毎に連続押し出しが可能なシリーズ窯であるか連続押し出しが不可能な外れ窯であるかを分類して記憶する窯分類部２ｂと、この窯分類部２ｂで分類したシリーズ窯を基準として同一炉団の外れ窯を組み入れて押し出し順番を決定し、前記移動機による押出予定時刻を決定するスケジュール決定部２ｃとを備えている。

記憶装置４は、予め設定された前述した図８に示す炉団１００Ａ〜１００Ｄ毎の窯順データを記憶する窯順データ格納ファイル４ｂを有する。この窯順データ格納ファイル４ｂには、図２に示すように、各炉団１００Ａ〜１００Ｄの夫々について例えば５窯ピッチ数分に分けた５シリーズＡ１〜Ａ５、Ｂ１〜Ｂ５、Ｃ１〜Ｃ５及びＤ１〜Ｄ５のシーケンシャルな窯番号が５窯ピッチで順次配列されている。

すなわち、炉団１００ＡのシリーズＡ１については、炉団１００Ａの１番目の窯から５窯ピッチ毎に順次配列した「１，６，１１，１６，……，５１」が窯順データとして設定されている。シリーズＡ２については、炉団１００Ａの２番目の窯から５窯ピッチ毎に順次配列した「２，７，１２，１７，……，５２」が窯順データとして設定されている。シリーズＡ３については炉団１００Ａの３番目の窯から５窯ピッチ毎に順次配列した「３，８，１３，１８，……，５３」が窯順データとして設定されている。シリーズＡ４については炉団１００Ａの４番目の窯から５窯ピッチ毎に順次配列した「４，９，１４，１９，……，５４」が窯順データとして設定されている。シリーズＡ５については炉団１００Ａの５番目の窯から５窯ピッチ毎に順次配列した「５，１０，１５，２０，……，５５」が窯順データとして設定されている。

同様に、炉団１００Ｂの各シリーズＢ１〜Ｂ５については、炉団１００Ａの各シリーズＡ１〜Ａ５に対して「５５」を加えた窯順データが設定されている。また、炉団１００Ｃについては、炉団１００Ａの各シリーズＡ１〜Ａ５に対して「１１０」を加えた窯順データが設定されている。さらに、炉団１００Ｄについては炉団１００Ａの各シリーズＡ１〜Ａ５に対して「１６５」を加えた窯順データが設定されている。

そして、演算処理装置２では、図３に示す操業スケジュール決定処理を実行する。
この操業スケジュール決定処理は、図３に示すように、先ず、ステップＳ１でプロセスコンピュータ６から各炉団１００Ａ〜１００Ｄの各窯についての石炭の装入時刻である装炭実績時刻データを収集し、収集した各窯の装炭実績時刻データが記憶装置４の装炭実積時刻ファイル４ａに格納される。

次いで、ステップＳ２に移行して、各炉団１００Ａ〜１００Ｄにおける各窯のトラブル発生状況や補修情報等の操業情報が入力されたか否かを判定し、操業情報が入力されたときには、ステップＳ３に移行して、入力された操業情報を記憶装置４に形成された操業情報ファイル４ｃに操業情報を格納してからステップＳ５に移行し、操業情報が入力されていないときには、ステップＳ４に移行して、操業情報の入力を促すガイダンス情報を表示装置５に表示してからステップＳ２に戻る。
ステップＳ５では、総炭化時間（ＧＣＴ）の最低値を表す最低総炭化時間の初期値ＧＣＴｍｉｎを設定する。この初期値ＧＣＴｍｉｎは、コークス炉の通常時の操業実績から決定される。

次いで、ステップＳ６に移行して、記憶装置３に記憶されている各窯の装炭実績時刻データ及び操業情報に基づいて各炉団１００Ａ〜１００Ｄにおける各窯の仮の押出予定時刻を決定し、決定した仮の押出予定時刻を記憶装置４に形成された仮押出予定時刻ファイル４ｄに格納する。
次いで、ステップＳ７に移行して、押出機によるコークスの押し出しを連続的に行うことができるシリーズ窯であるか、窯順データにしたがって連続的に押し出しを行うことができない外れ窯であるかを判定する後述する図４に示すシリーズ窯判定処理を実行してからステップＳ８に移行する。
ステップＳ８では、上記ステップＳ７で判定された外れ窯をこれが所属するシリーズの間に入れて押出順番を設定し、押出順番に対する仮の押出時刻を決定する。

次いで、ステップＳ９に移行して、決定された仮の押出時刻に基づいて移動機（押出機）の待機時間Ｔｗと最低総炭化時間経過後に移動機（押出機）が到着するまでの余剰乾留時間Ｔｓを算出する。
次いで、ステップＳ１０に移行して、押出実績時刻が早い順の外れ窯の順番を表す押出順番変数ｉを“１”に設定してからステップＳ１１に移行する。
このステップＳ１１では、押出実績時刻が第ｉ番目に早い外れ窯に対して装炭後次の押出しまでの押出順番を求め、仮の押出予定時刻を求め、次いでステップＳ１２に移行して、第ｉ番目の外れ窯のシリーズの間に入れる位置を変更しながら移動機（押出機）の待機時間Ｔｗと余剰乾留時間Ｔｓとの和（＝Ｔｗ＋Ｔｓ）が最小となるスケジュールを求める。

次いで、ステップＳ１３に移行して、求めたスケジュールで決まった第ｉ番目の外れ窯までの押出順番を採用し、仮の押出時刻として設定し、仮の押出予定時刻格納ファイル４ｄに格納する。
次いで、ステップＳ１４に移行して、全ての外れ窯について仮の押出予定時刻が設定されたか否かを判定し、仮の押出予定時刻が設定されていない外れ窯が存在する場合にはステップＳ１５に移行して押出順番変数ｉを“１”だけインクリメントしてから前記ステップＳ１１に戻る。

一方、ステップＳ１４の判定結果が、全ての外れ窯について仮の押出予定時刻の設定が完了した場合にはステップＳ１６に移行して、移動機（押出機）の待機時間が零近傍の判定時間Ｔｗｓ以内であるか否かを判定し、移動機（押出機）の待機時間が判定時間Ｔｗｓを超えている場合には、ステップＳ１７に移行する。
このステップＳ１７では、求められた仮のスケジュール期間内で予め設定した生産本数の押出が可能であるか否かを判定し、生産本数の押出が可能である場合には、ステップＳ１８に移行して、現在設定されている最低総炭化時間ＧＣｍｉｎに所定時間ΔＴを加算した値を新たな最低総炭化時間ＧＣＴｍｉｎに設定してから前記ステップＳ６に戻る。

一方、前記ステップＳ１６の判定結果が移動機（押出機）の待機時間が判定時間Ｔｗｓ以下となったときには、ステップＳ１９に移行して、移動機（押出機）による押出予定時刻を決定し、決定された押出予定時刻でスケジュールを確定してスケジュール格納ファイル４ｆに格納する。
また、ステップＳ１７の判定結果が仮のスケジュール期間内で生産本指数の押出が不可能である場合にもステップＳ１９に移行して、前回の仮のスケジュールによる移動機（押出機）による押出予定時刻を決定し、決定された押出予定時刻でスケジュールを確定して、スケジュール格納ファイル４ｆに格納してから操業スケジュール決定処理を終了する。
なお、スケジュールを作成するなかで、押出順番はディスパッチルールで設定し、操業制約を満たすようにする。

この操業スケジュール決定処理におけるステップＳ７のシリーズ窯判定処理は、図４に示すように、先ず、ステップＳ５１で、シリーズ判定を行う炉団窯順データを読込む。次いで、ステップＳ５２に移行して、炉団窯順データの窯番号を表す変数ｉを第１番目の窯を表す“１”に設定してからステップＳ５３に移行する。
このステップＳ５３では、外れ窯以外のシリーズ窯数を表す変数ｋを“０”に設定し、次いでステップＳ５４に移行して、窯番号変数ｉをシリーズ窯と仮定し、次いでステップＳ５５に移行して、窯数を表す変数ｊを“０”に設定してからステップＳ５６に移行する。

このステップＳ５６では、窯番号ｉを基準窯として設定し、次いでステップＳ５７に移行して、窯数変数ｊを“１”だけインクリメントし、次いでステップＳ５８に移行して、第（ｉ＋ｊ）番目の窯がシリーズ窯であるか否かを判定する。この判定は、基準窯ｉから判定対象となる窯（ｉ＋ｊ）までの押出機１０３ｍ（ｍ＝Ａ〜Ｃ）の移動時間Ｔｍを算出し、この移動時間Ｔｍ後の時刻から移動待ち許容時間Ｔａを減算した下限時刻ＬＴと移動時間Ｔｍ後の時刻にコークスの焼き上がり待ち許容時間Ｔｂを加算した上限時刻ＵＴの間に第（ｉ＋ｊ）窯の最短総炭化時間（ＧＣＴ）押出時刻Ｔ（ｉ＋ｊ）が存在するか否かを判定し、ＬＴ≦Ｔ（ｉ＋ｊ）≦ＵＴであるときに、連続して押し出しが可能なシリーズ窯であると判断してステップＳ５９に移行し、ＬＴ＞Ｔ（ｉ＋ｊ）又はＵＴ＜Ｔ（ｉ＋ｊ）であるときには、連続して押し出すことが不可能な外れ窯であると判断してステップＳ６３に移行する。

ステップＳ５９では、該当窯番号（ｉ＋ｊ）の窯順データをシリーズ窯として記憶装置４に形成したシリーズ窯記憶領域に一時記憶してからステップＳ６０に移行する。このステップＳ６０では、窯番号（ｉ＋ｊ）を基準窯として設定し、次いでステップＳ６１に移行して、シリーズ窯数変数ｋを“１”だけインクリメントしてからステップＳ６２に移行する。
このステップＳ６２では、窯番号（ｉ＋ｊ）がシリーズ判定を行う炉団窯順データの最後の窯であるか否かを判定し、最後の窯でないときには前記ステップＳ５７に戻り、最後の窯であるときにはステップＳ６４に移行する。

一方、前記ステップＳ５８の判定結果が外れ窯であるときには、ステップＳ６３に移行して、該当窯順データを外れ窯として記憶装置４に形成したシリーズ窯判定格納ファイル４ｅの外れ窯記憶領域に一時記憶してから前記ステップＳ５７に戻る。
また、ステップＳ６４では、シリーズ窯数変数ｋが例えばシリーズ判定を行う炉団窯順データに含まれる窯数の所定の値Ｎを超えているか否かを判定し、ｋ＞（シリーズ判定の窯数）／Ｎであるときには、連続して押し出しが可能なシリーズ窯が構成されているものと判断してシリーズ判定処理を終了して前述した図３のステップＳ７に移行する。

さらに、ステップＳ６４の判定結果が、ｋ≦（シリーズ判定の窯数）／Ｎであるときには、シリーズ窯が構成されていないものと判断してステップＳ６５に移行する。
このステップＳ６５では、窯番号ｉが例えばシリーズ窯判定を行う炉団窯順データに含まれる窯数の半分の値を超えているか否かを判定し、ｉ＞（シリーズ判定の窯数）／２であるときには、ステップＳ６６に移行して、全て外れ窯であるとして記憶装置４の外れ窯記憶領域に記憶されている外れ窯データを消去し、これに代えて炉団窯順データに含まれる全ての窯データを外れ窯としてその窯番号を記憶装置４のシリーズ判定格納ファイルの外れ窯記憶領域に格納してからシリーズ判定処理を終了して前述した図３のステップＳ８に移行する。

さらに、ステップＳ６５の判定結果が、ｉ≦（シリーズ判定の窯数）／２であるときには、シリーズ窯判定処理を継続するものと判断してステップＳ６７に移行し、記憶装置４のシリーズ窯データ記憶領域に記憶されているシリーズ窯データ及び外れ窯データ記憶領域に記憶されている外れ窯データを消去し、次いでステップＳ６８に移行して、窯番号変数ｉを“１”だけインクリメントしてから前記ステップＳ５３に戻る。

なお、図３の操業スケジュール決定処理において、ステップＳ５及びステップＳ１８の処理がパラメータ設定部に対応し、ステップＳ６の処理が押出予定時刻算出部に対応し、ステップＳ７の処理が窯分類部に対応し、ステップＳ８の処理が押出順番設定部に対応し、ステップＳ９の処理が余剰乾留時間算出部に対応し、ステップＳ１０〜Ｓ１５の処理がスケジュール設定部に対応し、ステップＳ１６〜ステップＳ１８とステップＳ６〜ステップＳ１５の処理が再スケジューリング部に対応している。

次に、上記実施形態の動作を説明する。
先ず、演算処理装置２で、例えば所定のファンクションキーを操作するか表示されている起動メニューを選択することにより、図３に示すコークス炉操業スケジュール決定処理を実行開始させると、先ず、プロセスコンピュータ６から各窯の装炭実績時刻データを収集し、収集した装炭実績時刻データを記憶装置４の装炭実績時刻ファイル４ａに格納する。

次いで、当日の各炉団１００Ａ〜１００Ｄにおける各窯のトラブル発生状況や補修情報等の操業情報が入力部３から入力されているか否かを判定し、操業情報が入力されていないときには、操業情報の入力を促すガイダンス情報を表示装置５に表示して操業情報が入力されるまで待機する（ステップＳ２，Ｓ４）。そして、操業情報が入力されると、入力された操業情報を記憶装置４の操業情報ファイル４ｃに格納する（ステップＳ３）。
次いで、収集した各窯の装炭実績時刻データ及び操業情報を読み出して、装炭実績時刻データから各窯の仮の押出時刻を決定し、これを仮押出予定時刻ファイル４ｄに格納する。

次いで、仮押出予定時刻ファイル４ｄに格納された各窯の仮の押出時刻に基づいて図４に示すシリーズ窯判定処理を実行する。
このシリーズ窯判定処理では、先ず、Ａ炉団のシリーズＡ１〜Ａ５とＢ炉団のシリーズＢ１〜Ｂ５の何れのシリーズ窯判定を行うかを選択する。例えばシリーズＡ１を選択したものとすると、シリーズＡ１の第１番目の窯番号ｉ＝１の窯すなわち窯番号１の窯をシリーズ窯として仮定する（ステップＳ５４）。そして、第１番目の窯ｉ＝１を基準窯として設定し、この基準窯に続いて押出が可能なシリーズ窯が存在するか否かを判定する。

すなわち、図５（ａ）に示すように、第１番目（ｉ＝１）の窯１（窯番号１）に対して第２番目の窯２（窯番号６）の最短総炭化時間（ＧＣＴ）押出時刻が、例えば押出機１０３Ａが窯番号１から窯番号６まで移動するに要する移動時間Ｔｍから移動待ち許容時間Ｔａを減算した下限時刻ＬＴと移動時間Ｔｍ後の時刻にコークスの焼き上がり待ち許容時間Ｔｂを加算した上限時刻ＵＴの間に存在するか否かを判定する。図５（ａ）の場合には、下限時刻ＬＴ及び上限時刻ＵＴ間に第２番目の窯２の最短ＧＣＴ押出時刻が存在するので、第２番目の窯２がシリーズ窯として判定され、記憶装置４のシリーズ窯判定格納ファイル４ｅにおけるシリーズＡ１の格納領域に格納される。

このように、第２番目の窯２がシリーズ窯と判定されると、次には第２番目の窯２を基準窯として第３番目の窯３（窯番号１１）に対して同様に押出機１０３Ａが窯番号６から窯番号１１まで移動するに要する移動時間Ｔｍから移動待ち許容時間Ｔａを減算した下限時刻ＬＴと移動時間Ｔｍ後の時刻にコークスの焼き上がり待ち許容時間Ｔｂを加算した上限時刻ＵＴの間に存在するか否かを判定する。図５（ａ）の場合には、下限時刻ＬＴ及び上限時刻ＵＴ間に窯３（窯番号１１）の最短ＧＣＴ押出時刻が存在するので、シリーズ窯として判定し、窯番号１１がシリーズ窯判定格納ファイル４ｅにおけるシリーズＡ１のシリーズ窯格納領域に格納される。

ところが、図５（ｂ）のように、シリーズ窯と仮定した第１番目の窯１から第２番目の窯２までの押出機１０３Ａの移動時間Ｔｍと許容時間とで決まる下限時刻ＬＴ及び上限時刻ＵＴ間に第２番目の窯２（窯番号６）の最短ＧＣＴ押出時刻が存在しない場合には、第２番目の窯２（窯番号６）を連続して押出すことができない。このため、第２番目の窯２を外れ窯として判定し、その窯番号６がシリーズ窯判定格納ファイル４ｅにおけるシリーズＡ１の外れ窯格納領域に格納される。このように、基準となる第１番目の窯１に続く第２番目の窯２が外れ窯と判定されると、次いで第３番目の窯３（窯番号１１）がシリーズ窯であるか否かを判定する。この場合の判定も上記したと同様に、窯１から窯３までの押出機１０３Ａの移動時間Ｔｍと許容時間とで決まる下限時刻ＬＴ及び上限時刻ＵＴ間に第３番目の窯３（窯番号１１）の最短ＧＣＴ押出時刻が存在するか否かを判定し、図５（ｂ）では、第３番目の窯３（窯番号１１）の最短ＧＣＴ押出時刻が下限時刻ＬＴ及び上限時刻ＵＴ内に存在するので、この第３番目の窯３（窯番号１１）がシリーズ窯と判定されて、窯番号１１がシリーズ窯判定格納ファイル４ｅにおけるシリーズＡ１のシリーズ窯格納領域に格納される。

そして、シリーズ窯と判定される毎にシリーズ窯数変数ｋが“１”だけインクリメントされる。そして、シリーズＡ１の一番最後となる第１１番目の窯１１（窯番号５１）までシリーズ窯判定が終了したときに、ステップＳ６２からステップＳ６４に移行して、シリーズ窯数変数ｋが所定の値Ｎを例えば２とする時、シリーズ判定の窯数（＝１１）／２＝５．５以上であるか否かを判定する。この判定はシリーズ窯数がシリーズを構成する窯数の過半数を占めているか否かを判定するものであり、ｋ＞シリーズ判定の窯数（＝１１）／２＝５．５であるときには、シリーズＡ１にシリーズ窯が含まれていると判断されてシリーズ窯判定処理を終了する。

一方、ステップＳ６４の判定結果がｋ＜シリーズ判定の窯数（＝１１）／２＝５．５であるときには、シリーズＡ１の第１番目（ｉ＝１）の窯１をシリーズ窯として仮定したときに、過半数が外れ窯であると判断されるので、ステップＳ６５に移行する。このとき、窯数変数ｉは“１”であり、シリーズＡ１の過半数に達していないので、ステップＳ６７に移行して、シリーズ窯判定格納ファイル４ｅにおけるシリーズＡ１のシリーズ窯格納領域及び外れ窯格納領域に格納されている窯番号が全て消去され、次いでステップＳ６８に移行して、窯数変数ｉが“１”だけインクリメントされて“２”となる。このため、第２番目（ｉ＝２）の窯２をシリーズ窯として仮定し、この第２番目の窯２を基準として上述したと同様のシリーズ窯判定が行われ、シリーズ窯数変数ｋがシリーズ判定の窯数（＝１１）／２＝５．５以上となれば、シリーズＡ１の過半数が第２番目の窯２を基準とするシリーズ窯であると判断されてシリーズ窯判定処理を終了する。しかしながら、この場合でもシリーズ窯数変数ｋが過半数に達しないときには、第３番目（ｉ＝３）の窯３をシリーズ窯と仮定し、この第３番目の窯３を基準としてシリーズ窯判定が再度実行される。

そして、窯数変数ｉがシリーズＡ１の過半数に達したときには、シリーズＡ１にシリーズ窯が存在しないものとして全て外れ窯であるとしてその窯番号を記憶装置４のシリーズ判定格納ファイル４ｅの外れ窯記憶領域に格納してからシリーズ判定処理を終了して前述した図３のステップＳ８に移行する。
このステップＳ８では、シリーズの間に外れ窯を入れた押出順番を設定し、押出順番に対する仮の押出時刻を決定し、次いでステップＳ９で移動器の待機時間Ｔｗ及び最低総炭化時間後に移動機（押出機）が到着するまでの余剰乾留時間Ｔｓを算出する。

そして、外れ窯のうちの押出時刻が早い順番を表す押出順番変数ｉを“１”に設定し（ステップＳ１０）、ｉ＝１すなわち押出実績時刻が最も早い第１番目の外れ窯に対して、装炭後次の押出までの押出順番を求め、仮の押出予定時刻を求める（ステップＳ１１）。
第１番目の外れ窯のシリーズの間に入れる位置を変更しながら移動機（押出機）の待機時間Ｔｗと余剰乾留時間Ｔｓとの和（＝Ｔｗ＋Ｔｓ）が最小となる押出順番をディスパッチルールで決定し、この外れ窯までのスケジュールを求める（ステップＳ１２）。

求めたスケジュールで決まった第１番目の外れ窯までの押出順番を採用し、仮の押出予定時刻とする（ステップＳ１３）。
このように、上記実施形態では、スケジュール期間内の全てにおいて押出順番を求めず、外れ窯の順番に基づいて局所的に押出順番を探索することで、高速なスケジュール作成を行うことができる。

そして、ステップＳ１４に移行し、全ての外れ窯の仮の押出予定時刻が設定されていないので、ステップＳ１５に移行して、押出順番変数ｉを“１”だけインクリメントしてｉ＝２として、上記ステップＳ１１〜１５の処理を繰り返する。
そして、全ての外れ窯の仮の押出予定時刻の設定が終了すると、移動機（押出機）の待機時間Ｔｗが零近傍の判定時間Ｔｗｓ以下であるか否かを判定し、待機時間Ｔｗが判定時間Ｔｗｓを超えており、且つ決定されたスケジュール期間内で予め設定された生産本数の押出が可能である場合には、ステップＳ１８に移行して、現在の最低総炭化時間ＧＣＴｍｉｎに所定時間ΔＴを加算した値を新たな最低総炭化時間ＧＣＴｍｉｎとして設定する。すなわち、最低総炭化時間ＧＣＴｍｉｎを長く設定し直してから前記ステップＳ６〜ステップＳ１７の処理を繰り返して再スケジューリング処理を行う。

再スケジューリング後も移動機（押出機）の待機時間が判定時間Ｔｗｓ以下とならないとともに、スケジュール期間内での生産本数の押出しが可能である場合には、最低総炭化時間ＧＣＴｍｉｎを増加させて再スケジューリング処理を繰り返す。
そして、再スケジューリング処理後に移動機（押出機）の待機時間が判定時間Ｔｗｓ以下となるか又はスケジュール期間内での生産本数の押出しが不可能となった場合には、その前のスケジュールを操業スケジュールとして確定してスケジュール格納ファイル４ｆに格納する。

このように、上記実施形態においては、最低総炭化時間ＧＣＴｍｉｎをパラメータとして、この最低総炭化時間ＧＣＴｍｉｎを初期値から順次長い値に設定することにより、余剰乾留時間を総炭化時間に分配することができ、無駄時間を少なくすることができる。
また、外れ窯の押出予定時刻を設定する場合に移動機（押出機）の待機時間Ｔｗ及び余剰乾留時間Ｔｓの和を最小とするように設定するので、無駄時間を少なくすることができる。

したがって、本発明による操業スケジュール決定方法によれば、図６に示すガントチャートのように、コークスの押出時刻を移動機（押出機）の移動時間を考慮しながら整列させることができるとともに、余剰乾留時間を短くし、総炭化時間ＧＣＴを長くとなることができ、良好な操業スケジュールを作成することができる。このため、各窯の炉温を低下させて効率が良く、省エネルギー化を図った操業を行うことができる。

因みに、最低総炭化時間を一定にした場合のガントチャートを図７に示す。この図７から明らかなように、余剰乾留時間の発生が回数が多くなるとともに、１回当たりの余剰乾留時間も長くなって無駄時間が多くなり、操業効率が低下してしまう。
なお、上記実施形態においては、炉団の窯ピッチを５ピッチとして５グループに分けた場合について説明したが、これに限定されるものではなく、任意の整数ｎピッチのｎグループに分けることができる。

１…コークス炉操業スケジュール作成装置、２…演算処理装置、２ａ…押出時刻推定部、２ｂ…窯分類部、２ｃ…スケジュール決定部、３…入力装置、３ａ…キーボード、３ｂ…マウス、４…記憶装置、４ａ…装炭実績時刻データファイル、４ｂ…窯順データ格納ファイル、４ｃ…操業情報ファイル、４ｄ…仮押出予定時刻ファイル、４ｅ…シリーズ判定格納ファイル、４ｆ…スケジュール格納ファイル、５…表示装置、６…プロセスコンピュータ

Claims (3)

1. 石炭を乾留してコークスを製造する窯を所定数配列した炉団を複数備え、１つの移動機で窯出しを行うコークス炉の操業スケジュール決定装置であって、
   前記炉団毎に配列された前記窯をｎピッチ数分のｎグループに分け、さらに全炉団の窯にシーケンシャルに付けた窯番号が、前記ｎグループの各々でｎピッチ毎に順時配列されるように定義付けたｎ組の窯順データを記憶する記憶部と、
   前記窯の最低総炭化時間をパラメータとして設定するパラメータ設定部と、
   前記窯の最低総炭化時間と全ての窯の装炭実績時刻とに基づいて押出予定時刻を算出する押出予定時刻算出部と、
   前記押出予定時刻に基づいて前記炉団毎に１グループの各窯について連続押し出しが可能なシリーズ窯であるか連続押し出しが不可能な外れ窯であるかを判定するシリーズ窯判定処理を行い、当該シリーズ窯判定処理結果に基づいて前記シリーズ窯及び前記外れ窯を分類して記憶する窯分類部と、
   前記シリーズ窯の間に同一炉団の前記外れ窯を組み入れて押し出し順番を設定する押し出し順番設定部と、
   前記押し出し順番及び前記最低総炭化時間に基づいて、各窯について前記最低総炭化時間が経過してから前記移動機が到着するまでの余剰乾留時間と当該移動機の待機時間とを算出する余剰時間算出部と、
   前記押し出し順番設定部における前記外れ窯を組み入れる位置を変更して、前記余剰乾留時間及び移動機待機時間の和が最小となる押し出し順番を操業スケジュールとして設定するスケジュール設定部と、
   前記移動機待機時間が設定された判定時間を超えており、前記操業スケジュールによって、設定された生産押出計画本数を設定されたスケジュール期間内で達成できたときに、前記パラメータ設定部のパラメータである最低総炭化時間を所定時間長く変更して再スケジューリングする再スケジューリング部とを備え、
   前記移動機待機時間が設定された判定時間以下となる場合、または、設定された生産押出計画本数が達成できなくなる場合に、前記操業スケジュールを確定する
   ことを特徴とするコークス炉の操業スケジュール決定装置。
2. 前記窯分類部は、連続押し出しが可能な窯数が所定数以上であるときに、シリーズ窯として分類することを特徴とする請求項１に記載のコークス炉の操業スケジュール決定装置。
3. 石炭を乾留してコークスを製造する窯を所定数配列した炉団を複数備え、１つの移動機で窯出しを行うコークス炉の操業スケジュール決定方法であって、
   前記炉団毎に配列された前記窯をｎピッチ数分のｎグループに分け、さらに全炉団の窯にシーケンシャルに付けた窯番号が、前記ｎグループの各々でｎピッチ毎に順時配列されるように定義付けたｎ組の窯順データを記憶部に記憶し、
   前記窯の最低総炭化時間をパラメータ設定部によってパラメータとして設定し、
   設定した各窯の最低総炭化時間及び装炭実績時刻に基づいて押出時刻算出部で押出予定時刻を算出し、
   算出した押出予定時刻に基づいて窯分類部によって前記炉団毎に１グループの各窯について連続押し出しが可能なシリーズ窯であるか連続押し出しが不可能な外れ窯であるかを判定するシリーズ窯判定処理を行い、当該シリーズ窯判定処理結果に基づいて前記シリーズ窯及び前記外れ窯を分類して記憶し、
   押し出し順番設定部によってシリーズ窯間に同一炉団の外れ窯を組み入れて押し出し順番を設定し、
   設定した押し出し順番及び前記最低総炭化時間に基づいて余剰時間算出部で各窯について前記最低総炭化時間が経過してから前記移動機が到着するまでの余剰乾留時間と当該移動機の待機時間とを算出し、
   スケジュール設定部で、前記押し出し順番設定部における前記外れ窯を組み入れる位置を変更して、前記余剰乾留時間及び移動機待機時間の和が最小となる押し出し順番を仮の操業スケジュールとして設定し、
   設定された仮の操業スケジュールによって、前記移動機待機時間が設定された判定時間を超えており、設定された生産押出計画本数を設定されたスケジュール期間内で達成できたときに、再スケジューリング部によって、前記パラメータ設定部のパラメータである最低総炭化時間を所定時間長く変更して再スケジューリングし、
   前記移動機待機時間が設定された判定時間以下となる場合、または、設定された生産押出計画本数が達成できなくなる場合に、前記仮の操業スケジュールを操業スケジュールとして確定する
   ことを特徴とするコークス炉の操業スケジュール決定方法。

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