JP5928521B2 - キャスト編成方法およびキャスト編成装置 - Google Patents

Description

本発明は、鉄鋼業の連続鋳造プロセスにおいて、製造ロットを作成するキャスト編成方法およびキャスト編成装置に関する。

鉄鋼業の連続鋳造プロセスにおいて、図１８に例示するように、高炉で製造された銑鉄が転炉で脱炭されて出鋼された溶鋼１００が、タンディッシュ（以下、ＴＤと略記）１０１を介して連続鋳造機１０２のストランド１０３に連続的に流し込まれる。冷却され固まった鋼が所定の長さに切り分けられ、スラブ１０４が製造される。なお、転炉での出鋼単位をチャージと呼び、１チャージあたり１５〜２０のスラブ１０４が製造される。

以下、連続鋳造機１０２での製品（スラブ１０４）の製造に関して、同じ鋼種のチャージを連ねたものをキャストと呼び、キャストを連ねたものを製造ロットと呼ぶこととする。なお、製造ロットのことをタンディッシュ、連々鋳などと呼ぶこともある。製造ロットの各キャスト、各チャージには、どのようなサイズのスラブ１０４をどのような順序で製造するかを指示するために、スラブ１０４になる仮スラブの情報が割り付けられる。

なお、一つの製造ロットの製造を開始する際、ダミーバーと呼ばれる装置を連続鋳造機１０２のモールド１０５内に装入し、その上に溶鋼１００を注いで鋳造を開始する。そのため、製造ロット間にダミーバーを装入するための段取り時間（ＴＤ切替時間）が生じ、製造能率を阻害する要因の一つとなっている。

一般に、製造ロットは、利用する設備や装置の能力を最大限に発揮させ、高品質の製品を効率良く製造できるように作成される。連続鋳造プロセスにおける製造ロットの作成、すなわち、製品になる予定の仮スラブのキャストへの配置や複数のキャストの接続を指定するキャスト編成は、製造ロットのサイズや製品の納期に基づく出鋼要求日を始めとする様々な制約条件を充足するように決定される必要がある。

特許文献１には、多目的混合整数計画法により、連々鋳（連続鋳造機における連続操業）でのキャストの全体配置を決定する技術が記載されている。

特許第５０００５４７号公報

しかしながら、特許文献１の技術は、機械的にチャージの整数倍で生産枠を配置して製造ロットを作成するものであって、チャージの継ぎ目や鋳造幅などについては考慮されていない。また、多目的混合整数計画法による定式化では、探索範囲が膨大になり、実用的な時間内に長期間にわたる仮スラブのキャストへの配置を決定することは困難であった。

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、様々な制約条件を充足しながら、実用的な時間内に長期間にわたる仮スラブをキャストへ配置することができるキャスト編成方法およびキャスト編成装置を提供することを目的とする。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明に係るキャスト編成方法は、鉄鋼業の連続鋳造プロセスにおける製造ロットを作成するキャスト編成方法であって、キャスト編成対象のオーダーに対応して製造されスラブとなる予定の仮スラブの情報を読み込む読み込みステップと、仮スラブの製造の優先度が最も高い鋼種を選択する鋼種選択ステップと、前記鋼種選択ステップで選択された鋼種について、制約条件を充足する鋼種別のキャストを作成するキャスト作成ステップと、前記鋼種選択ステップで選択された製造の優先度が最も高い鋼種と、該鋼種と接続可能な他の鋼種とについて、前記キャスト作成ステップで作成されたキャストを、制約条件を充足しつつ接続するキャスト接続ステップと、を含むことを特徴とする。

また、本発明に係るキャスト編成方法は、上記発明において、前記鋼種選択ステップは、出鋼要求日に基づいて製造の優先度の高い仮スラブを集計した鋼種別優先度評価表を作成する鋼種別優先度評価表作成ステップと、前記鋼種別優先度評価表に基づいて、製造の優先度が最も高い鋼種を選択する選択ステップと、を含むことを特徴とする。

また、本発明に係るキャスト編成方法は、上記発明において、前記鋼種別優先度評価表は、鋼種ごとの下工程での需給量を考慮して集計することを特徴とする。

また、本発明に係るキャスト編成方法は、上記発明において、前記鋼種別優先度評価表を作成する際、優先度の高い鋼種の出鋼要求日の範囲を、鋼種ごとに設定される１キャストのチャージ数の最小値および各チャージの重量の目標値と、各鋼種の出鋼要求日ごとの重量の累積値とに基づいて指定することを特徴とする。

また、本発明に係るキャスト編成方法は、上記発明において、前記キャスト作成ステップは、複数のストランドへの分配パターンごとに、制約条件を充足するキャストを作成する分配パターン別キャスト作成ステップと、作成された分配パターン別キャストから、製造の優先度の高い仮スラブの含有率が高いキャストを選択する選択ステップと、を含むことを特徴とする。

また、本発明に係るキャスト編成方法は、上記発明において、前記キャスト接続ステップは、製造の優先度が最も高い鋼種と接続可能な鋼種から、製造の優先度が高い順に鋼種を選択してキャストを作成して接続することを特徴とする。

本発明に係るキャスト編成装置は、鉄鋼業の連続鋳造プロセスにおける製造ロットを作成するキャスト編成装置であって、キャスト編成対象のオーダーに対応して製造されスラブとなる予定の仮スラブの情報を読み込む読み込み手段と、仮スラブの製造の優先度が最も高い鋼種を選択する鋼種選択手段と、前記鋼種選択手段により選択された鋼種について、制約条件を充足する鋼種別のキャストを作成するキャスト作成手段と、前記鋼種選択手段により選択された製造の優先度が最も高い鋼種と、該鋼種と接続可能な他の鋼種とについて、前記キャスト作成手段により作成されたキャストを、制約条件を充足しつつ接続するキャスト接続手段と、を備えることを特徴とする。

本発明によれば、様々な制約条件を充足しながら、実用的な時間内に長期間にわたる仮スラブをキャストへ配置することができる。

図１は、本発明の一実施形態に係るキャスト編成装置の概略構成を示す模式図である。 図２は、仮スラブ情報４１のデータ構成を例示する図である。 図３は、休止予定情報４２のデータ構成を例示する図である。 図４は、需給目標情報４３のデータ構成を例示する図である。 図５は、鋳造マシンマスタ４４のデータ構成を例示する図である。 図６は、鋼種マスタ４５のデータ構成を例示する図である。 図７は、接続鋼種マスタ４６のデータ構成を例示する図である。 図８は、制約条件を例示する図である。 図９は、本実施の形態のキャスト編成処理手順を示すフローチャートである。 図１０は、作成されるキャストを説明するための説明図である。 図１１は、作成された製造ロットの出力画面例を示す図である。 図１２は、鋼種別優先度評価表の構成を例示する図である。 図１３は、鋼種の特性を考慮して要求日範囲を指定する手順を示すフローチャートである。 図１４は、図１３の手順の実施例を示す図である。 図１５は、下工程の需給量を考慮した鋼種別優先度評価表の構成を例示する図である。 図１６は、本実施の形態のキャスト作成処理手順を示すフローチャートである。 図１７は、ストランドへの配置パターンを説明するための説明図である。 図１８は、連続鋳造プロセスを説明するための図である。

以下、図面を参照して、本発明の一実施形態であるキャスト編成装置およびキャスト編成処理を詳細に説明する。なお、この実施の形態により本発明が限定されるものではない。また、図面の記載において、同一部分には同一の符号を付して示している。

［キャスト編成装置の構成］
まず、図１を参照して、本実施の形態のキャスト編成装置の概略構成について説明する。図１に示すように、キャスト編成装置１は、ワークステーションやパーソナルコンピュータなどの情報処理装置によって構成され、電源スイッチおよび入力キーなどの入力デバイスである入力装置２と、表示装置や印刷装置などの出力装置３と、ＲＯＭやＲＡＭなどの各種メモリ、ハードディスク、ＣＤ−ＲＯＭなどの記録媒体である記憶装置４とを備える。なお、記憶装置４は、ＬＡＮやインターネットなどの電気通信回線を介してキャスト編成装置１と通信する構成としてもよい。

記憶装置４には、仮スラブ情報４１、休止予定情報４２、需給目標情報４３、鋳造マシンマスタ４４、鋼種マスタ４５、接続鋼種マスタ４６のデータが格納されている。

図２は、仮スラブ情報４１のデータ構成を例示する図である。図２に示すように、仮スラブ情報４１には、計画スラブＮｏ、鋼種、スラブ厚、スラブ幅、スラブ長、スラブ単重、マシンＮｏ、鋳片部位指定コード、素材要求品種コード、鋳造可能最大幅、鋳造可能最小幅、出鋼要求日、鋳片内テーパ許容上限、キャスト配置不可制約コード、鋳造可能最大長、鋳造可能最小長および要手入材マークが含まれる。

計画スラブＮｏとは、オーダーに対応して製造されスラブとなる予定の仮スラブを識別する情報を意味する。鋼種とは、スラブの鋼種を意味する。スラブ厚、スラブ幅、スラブ長、スラブ単重とは、それぞれ、製品であるスラブの厚み、幅、長さ、単重を意味する。マシンＮｏとは、連続鋳造機の識別情報を意味する。鋳片部位指定コードは、仮スラブを配置可能なキャストの部位を示す。素材要求品種コードは、製品（スラブ）に要求される品種を示す。鋳造可能最大幅、鋳造可能最小幅とは、それぞれ、製品であるスラブの幅の許容範囲の最大値、最小値を意味する。出鋼要求日とは、転炉からの溶鋼の出鋼要求日を意味し、オーダーの納期に基づいて設定される。鋳片内テーパ許容上限とは、テーパを付加するスラブのテーパ量の許容範囲の上限値を意味する。キャスト配置不可制約コードには、転炉・二次精錬・連続鋳造機などの設備休止の際、当該スラブを配置できないことを示すフラグが格納される。鋳造可能最大長、鋳造可能最小長とは、それぞれ、製品であるスラブの長さの許容範囲の最大値、最小値を意味する。要手入材マークとは、手入れが必要なスラブであることを意味する。

図３は、休止予定情報４２のデータ構成を例示する図である。図３に示すように、休止予定情報４２には、製鋼工場コード、名称、工場休止開始時刻、工場休止時間、キャスト配置不可ＲＨ休止サイン、キャスト配置不可ＡＲ休止サインおよびキャスト配置許容時間が含まれる。

製鋼工場コードとは、連続鋳造プロセスが実施される製鋼工場の各設備の識別情報を意味する。名称とは、製鋼工場コードに対応する設備の名称を意味する。工場休止開始時刻、工場休止時間とは、それぞれ、各設備の予定されている休止の開始時刻、休止時間を意味する。キャスト配置不可ＲＨ休止サイン、キャスト配置不可ＡＲ休止サインは、それぞれ、連続鋳造プロセスの上工程のＲＨ（真空脱ガス設備）、ＡＲ（攪拌設備）が休止のためキャストを配置できないことを示す。キャスト配置許容時間とは、配置されたキャストの処理に充当可能な時間を意味する。

図４は、需給目標情報４３のデータ構成を例示する図である。図４に示すように、需給目標情報４３には、マシンＮｏ、素材要求品種コード、開始日、終了日、需給量目標値および需給量上限値が含まれる。

マシンＮｏとは、連続鋳造機の識別情報を意味する。素材要求品種コードは、製品（スラブ）に要求される品種を示す。なお、この品種により下工程が一意に指定される。開始日、終了日とは、それぞれ、指定期間の開始日、終了日を意味する。需給量目標値、需給量上限値とは、それぞれ、指定期間の需給量の目標値、上限値を意味する。

図５は、鋳造マシンマスタ４４のデータ構成を例示する図である。図５に示すように、鋳造マシンマスタ４４には、マシンＮｏ、最小スラブ長、最大スラブ長、鋳造厚、ストランド数、最大鋳造可能幅、最小鋳造可能幅、最大幅替量、ＴＤ切替時間、縦切り可否サインおよび幅設定ピッチが含まれる。

マシンＮｏとは、連続鋳造機の識別情報を意味する。最小スラブ長、最大スラブ長、鋳造厚とは、それぞれ、連続鋳造機で鋳造可能なスラブの長さの最小値、長さの最大値、厚みを意味する。ストランド数とは、１つのタンディッシュから分配されるストランドの数を意味する。最大鋳造可能幅、最小鋳造可能幅とは、それぞれ、連続鋳造機で鋳造可能なスラブの幅の最大値、最小値を意味する。最大幅替量とは、連続鋳造機で可能なスラブの幅の変更量の最大値を意味する。ＴＤ切替時間とは、製造ロット間に必要となる段取り時間のことであり、ダミーバーを装入して鋳造を開始するまでの時間を意味する。同時にタンディッシュも交換される。縦切り可否サインは、スラブを長手方向に切断可能か否かを示す。幅設定ピッチとは、鋳造するスラブの幅に設定可能な単位の間隔（ピッチ）を意味する。

図６は、鋼種マスタ４５のデータ構成を例示する図である。図６に示すように、鋼種マスタ４５は、マシンＮｏ、鋼種、最大チャージ／キャスト、チャージ目標重量、チャージ最大重量、チャージ最小重量、編成率下限値、幅替回数上限値、最小チャージ／キャスト、要求日指定範囲および幅形成試行サインが含まれる。

マシンＮｏとは、連続鋳造機の識別情報を意味する。最大チャージ／キャスト、最小チャージ／キャストとは、それぞれ、１キャストのチャージ数の最大値、最小値を意味する。チャージ目標重量、チャージ最大重量、チャージ最小重量とは、それぞれ、各チャージの重量の目標値、最大値、最小値を意味する。編成率下限値とは、チャージ総重量に対する仮スラブの重量の割合であるチャージ編成率の下限値を意味する。幅替回数上限値とは、スラブの幅を変更する場合に可能な変更回数の上限値を意味する。要求日指定範囲は、製造ロット作成の対象として優先度の高い仮スラブの出鋼要求日の範囲を指定する。幅形成試行サインは、複数のストランドに分配されるキャストに配置される仮スラブの幅構成について、鋼種ごとにとり得るパターン（分配パターン）を示す。例えば、ストランド数が２の場合、各ストランド（Ａストランド、Ｂストランド）に配置される仮スラブの配置順を幅の降順とするナローダウン、幅の昇順とするワイドアップのいずれかとすれば、キャストのとり得る分配パターンには、（Ａストランド、Ｂストランド）＝（ナローダウン、ナローダウン）、（ナローダウン、ワイドアップ）、（ワイドアップ、ナローダウン）、（ワイドアップ、ワイドアップ）の最大４種類のパターンがある。幅形成試行サインは、４つのうち、鋼種ごとに試行させる分配パターンを示す。例えば、ある鋼種のキャストについて全てのパターンを試行させる場合に、幅形成試行サインに１１１１が設定される。また、別の鋼種のキャストについて（Ａストランド、Ｂストランド）＝（ナローダウン、ナローダウン）、（ワイドアップ、ワイドアップ）の２パターンを試行させる場合に、幅形成試行サインに１００１が設定される。

図７は、接続鋼種マスタ４６のデータ構成を例示する図である。図７に示すように、接続鋼種マスタ４６は、マシンＮｏ、接続元鋼種および接続鋼種（１，２，・・・）が含まれる。

マシンＮｏとは、連続鋳造機の識別情報を意味する。接続元鋼種とは、キャストを接続する際に接続される側のキャストの鋼種を意味する。接続鋼種とは、各鋼種の後ろ（または前後）に接続可能な鋼種を意味する。

キャスト編成装置１は、情報処理装置内部のＣＰＵなどの演算処理装置がメモリに記憶された制御プログラムを実行することによって、データ読込部１１、鋼種選択部１２、キャスト作成部１３、キャスト接続部１４として機能する。キャスト編成装置１は、これら各部により後述するキャスト編成処理を実行することにより、鋼種ごとの仮スラブをキャストに配置するキャスト作成を行うとともに、複数のキャストを接続して、製造ロットを作成する。

［制約条件］
なお、キャスト編成装置１は、キャスト編成処理に際し、図８に例示する様々な制約条件を充足することが要求される。例えば、図８に示すように、オーダーに関する制約条件には、オーダー配置位置制約、鋳片幅レンジ制約、鋳片幅設定ピッチ制約、鋳片サイズ連鋳機設備制約、鋳片長設定、設定ピッチ制約、テーパ鋳片制約、枠作成対象出鋼要求日範囲制約が含まれる。

オーダー配置位置制約とは、非定常部に対するオーダー配置位置の考慮、および制約充足のための充足手順、すなわち、各オーダーに対応する仮スラブをキャストの継目などの非定常部へ配置可能か否か、配置する場合の条件などを意味する。鋳片幅レンジ制約とは、各オーダーに設定されたスラブの幅の許容範囲を遵守することを意味する。鋳片幅設定ピッチ制約とは、幅構成ピッチ制約、すなわち、鋳造するスラブの幅として設定可能な単位の間隔を遵守することを意味する。鋳片サイズ連鋳機設備制約とは、各連続鋳造機で鋳造可能なスラブの長さの許容範囲を遵守することを意味する。鋳片長設定、設定ピッチ制約とは、鋳造するスラブの長さとして設定可能な単位の間隔を遵守することを意味する。テーパ鋳片制約とは、テーパ部鋳片に対する幅レンジ、すなわち、テーパを付加するスラブの幅変更量の許容範囲を考慮することを意味する。枠作成対象出鋼要求日範囲制約とは、枠作成時の対象範囲設定、すなわち、製造ロット作成対象の仮スラブの出鋼要求日の範囲を設定して限定することを意味する。

また、鋳造に関する制約条件には、例えば、幅構成制約、幅繋ぎ制約、キャスト構成チャージ数制約、連々鋳構成チャージ数制約、異鋼種接続制約、作成枠スケジュール配置制約、鋳造間隔制約、ヒートサイズが含まれる。

幅構成制約とは、ナローダウンの考慮、ナローダウンとワイドアップの組み合わせ、ワイドアップの考慮、すなわち、仮スラブのキャストへの配置順を幅の降順とするか、幅狭の仮スラブと幅広の仮スラブとを交互に組み合わせるか、幅の昇順とするかという配置順のルールを意味する。幅繋ぎ制約とは、鋳片配置位置前後の幅レンジ許容範囲、すなわち、キャストに前後に配置する仮スラブの幅の差を許容範囲で管理することを意味する。キャスト構成チャージ数制約とは、鋼種単位の各キャストのチャージ数に上下限を設定して制限することを意味する。連々鋳構成チャージ数制約とは、タンディッシュ（ＴＤ）単位のチャージ数に上下限を設定して制限することを意味する。異鋼種接続制約とは、接続可能鋼種と接続可能チャージ数の制約を意味する。鋳造間隔制約とは、ＴＤ切替時間制約、すなわち、ダミーバー装入に伴う段取り時間を考慮することを意味する。ヒートサイズとは、転炉出鋼重量であるチャージ重量に上下限を設定して制限することを意味する。

また、下工程需給手入れ在庫に関する制約条件には、例えば、在庫上限制約、下工程需給量調整が含まれる。在庫上限制約とは、スラブ精整ヤードの在庫に上限を設定して管理することを意味する。下工程需給量調整とは、下工程の需給量に上限を設定して管理することを意味する。

また、設備休止に関する制約条件には、例えば、高炉からの熱延までのプロセス休止、休止スケジュール制約が含まれる。高炉からの熱延までのプロセス休止とは、休止部分に対する配置可能キャスト制限、すなわち、高炉から熱延までのプロセスのうちで休止プロセスのためキャストを配置できない鋼種を考慮することを意味する。休止スケジュール制約とは、連続鋳造機の休止スケジュールに対する作成枠配置制約、すなわち、休止のためキャストを配置できない期間の考慮を意味する。

その他の制約条件には、例えば、余材配置制約、チャージ編成率制約が含まれる。余材配置制約とは、余材配置ルールや余材長設定ルール、すなわち、キャストへのオーダーに対応しない余材スラブの配置可否や配置する余材スラブの長さに関するルールを意味する。チャージ編成率制約とは、キャストの継目などの非定常部を含むチャージ編成率の許容範囲を鋼種単位で管理することを意味する。

なお、上記の各制約条件を具体的に規定する上下限値などは、上記した仮スラブ情報４１、休止予定情報４２、需給目標情報４３、鋳造マシンマスタ４４、鋼種マスタ４５、接続鋼種マスタ４６に設定される。

［キャスト編成処理］
ここで、図９のフローチャートを参照して、キャスト編成装置１によるキャスト編成処理手順について説明する。図９のフローチャートは、例えば、操作者によりキャスト編成処理開始の指示入力があったタイミングで開始となり、キャスト編成処理はステップＳ１の処理に進む。

ステップＳ１の処理では、データ読込部１１が、製造ロット作成対象の仮スラブの情報を仮スラブ情報４１から読み込む。これにより、ステップＳ１の処理は完了し、キャスト編成処理は、ステップＳ２の処理に進む。

ステップＳ２の処理では、鋼種選択部１２が、後述する鋼種選択処理により、鋼種優先度評価表を作成し、製造の優先度が高い鋼種を選択する。これにより、ステップＳ２の処理は完了し、キャスト編成処理は、ステップＳ３の処理に進む。

ステップＳ３の処理では、キャスト作成部１３が、後述するキャスト作成処理により、ステップＳ２の処理で選択された鋼種の仮スラブの並び順を示すキャストを作成する。これにより、ステップＳ３の処理は完了し、キャスト編成処理は、ステップＳ４の処理に進む。

ここで、図１０を参照して、ステップＳ３の処理により作成されるキャストについて説明する。キャスト作成処理によって作成されるキャストは、図１０に例示するように、同一の鋼種についての複数の仮スラブの並び順を示す。１チャージに複数の仮スラブが含まれ、１キャストに複数のチャージが含まれる。また、本実施の形態では、キャストは複数のストランド用に分配される。分配されるストランド数は鋳造マシンマスタ４４により指定される。本実施の形態では、１キャストは２つのストランド（Ａストランド、Ｂストランド）用に分配される。

なお、キャスト作成処理では、図８に例示する制約条件のうち、例えば、オーダー配置位置制約、鋳片幅レンジ制約やテーパ鋳片制約などのオーダーに関する制約条件や、幅繋ぎ制約などの鋳造に関する制約条件などが考慮される。その一例として、図１０に示すように、キャストの継目などの非定常部に、オーダー配置位置制約を充たすようにオーダーに対応せず製品となる予定のない余材スラブが配置される場合がある。

図９のステップＳ４の処理では、キャスト接続部１４が、ステップＳ２の処理で選択された鋼種に接続可能な鋼種の有無を確認する。具体的には、キャスト接続部１４は、接続鋼種マスタ４６を参照し、図８に例示する異鋼種接続制約などを充たす鋼種の仮スラブ情報を抽出する。キャスト接続部１４は、接続可能な鋼種がある場合には（ステップＳ４，Ｙｅｓ）ステップＳ５に処理を進め、接続可能な鋼種がない場合には（ステップＳ４，Ｎｏ）、ステップＳ９に処理を進め、ステップＳ３で作成されたキャストを出力装置３に出力する。

ステップＳ５の処理では、鋼種選択部１２が、ステップＳ２の処理と同様に、後述する鋼種選択処理により、接続可能な鋼種のうち優先度の高い鋼種を選択する。これにより、ステップＳ５の処理は完了し、キャスト編成処理は、ステップＳ６の処理に進む。

ステップＳ６の処理では、キャスト作成部１３が、ステップＳ５の処理で選択された鋼種について、ステップＳ３の処理と同様に、キャスト作成処理によってキャストを作成する。これにより、ステップＳ６の処理は完了し、キャスト編成処理は、ステップＳ７の処理に進む。

ステップＳ７の処理では、キャスト接続部１４は、ステップＳ３で作成されたキャストとステップＳ６の処理で作成されたキャストとが接続可能か否かを判断する。接続の可否は、図８に例示する制約条件のうち、異鋼種接続制約、連々鋳構成チャージ数制約などに基づいて判断される。例えば、連々鋳の長さの範囲を充たす場合に、接続可能と判断される。ここで、長さとは、チャージ数で表せる。キャスト接続部１４は、接続可能な場合には（ステップＳ７，Ｙｅｓ）、ステップＳ８に処理を進め、接続不可の場合には（ステップＳ７，Ｎｏ）、ステップＳ９に処理を進める。

ステップＳ８の処理では、キャスト接続部１４は、ステップＳ７の処理で接続可能とされた２つのキャストを接続した仮スラブ配置を記憶するとともに、ステップＳ４の処理に戻して他の接続可能な鋼種の有無を確認する。

ステップＳ９の処理では、キャスト接続部１４が、ステップＳ３の処理で作成されたキャストまたはステップＳ８の処理で接続されたキャストを出力装置３に出力する。これにより、ステップＳ９の処理は完了し、一連のキャスト編成処理は終了する。なお、キャスト編成処理を複数回繰り返すことにより、複数の製造ロットが作成される。

図１１は、ステップＳ９の処理で出力装置３のディスプレイなどに出力される画面例を示す。図１１に示すように、複数のチャージで編成されるキャストが複数接続されて図１１中に両方向矢印で示す製造ロットが複数作成される。

［鋼種選択処理］
次に、ステップＳ２およびステップＳ５の鋼種選択処理について説明する。鋼種選択処理では、鋼種選択部１２が、鋼種別優先度評価表を作成し、作成された鋼種別優先度評価表に基づいて製造の優先度の高い鋼種を選択する。

鋼種別優先度評価表とは、製造ロット作成対象の仮スラブの情報を、出鋼要求日に基づいて優先度の高低別に集計するものである。図１２は、鋼種別優先度評価表の構成を例示する図である。図１２に示すように、鋼種別優先度評価表は、鋼種と要求日範囲内／外重量とを含む。要求日範囲内／外重量とは、出鋼要求日がキャスト編成処理により作成された製造ロットのスラブが鋳造される鋳造予定日から所定の日数内／外にある仮スラブの重量を意味する。鋼種選択部１２は、仮スラブ情報４１の出鋼要求日と、鋼種マスタ４５の要求日指定範囲とを参照し、出鋼要求日が鋳造予定日から要求日範囲内／外にある各仮スラブ情報４１の重量を算出してそれぞれ集計し、鋼種別優先度評価表を作成する。

ここで、要求日範囲内の仮スラブとは、すなわち、製造の優先度が高いスラブを意味し、要求日範囲外の仮スラブとは、製造の優先度が低いスラブを意味する。要求日範囲は、鋼種マスタ４５の要求日指定範囲により、鋼種ごとに指定される。このように鋼種ごとに要求日範囲を指定することにより、製造される重量が多い鋼種については過度な先作りを防止し、また、製造される重量が少ない鋼種については適度にまとめて製造することが可能となる。

鋼種選択部１２は、作成された鋼種別優先度評価表のうち、要求日範囲内重量が最も多い鋼種を製造の優先度が高い鋼種として選択する。

なお、要求日範囲は、上記のように鋼種マスタ４５に予め設定された要求日指定範囲により指定する方法に限定されず、各鋼種の特性を考慮して指定されるようにしてもよい。例えば、以下のように、鋼種選択部１２が、鋼種ごとに鋼種マスタ４５に設定されている各キャストの最小チャージ数およびチャージ目標重量と、各鋼種の出鋼要求日ごとの重量の累積値とに基づいて、要求日範囲を指定することができる。

具体的には、図１３のフローチャートに示すように、鋼種選択部１２が、まず、仮スラブ情報４１を鋼種別および出鋼要求日別に集計する（ステップＳ２１）。次に、鋼種選択部１２が、各鋼種について、計画の実行を開始する日から各出鋼要求日までの出鋼要求日ごとの重量の累積値と、各鋼種の最小キャスト重量とを算出する（ステップＳ２２）。ここで、最小キャスト重量とは、鋼種マスタ４５に設定されている最小チャージ／キャストとチャージ目標重量との積で算出される値である。次に、鋼種選択部１２は、各鋼種の重量の累積値が最小キャスト重量を超える日数Ｄを検出する。そして、鋼種選択部１２は、日数Ｄと、製品の過度の先取りを防止するために予め全鋼種共通に設定された要求日範囲の上限値Ｄｍａｘおよび下限値Ｄｍｉｎとに基づいて、この上下限値の範囲内で日数Ｄの近傍の各鋼種の要求日範囲を指定する（ステップＳ２４）。すなわち、各鋼種の要求日範囲には、次式（１）に示すように、鋼種共通の要求日範囲の下限値Ｄｍｉｎと日数Ｄとのうちの大きい方の日数と、鋼種共通の要求日範囲の上限値Ｄｍａｘとのうちの小さい方の日数が指定される。

各鋼種の要求日範囲＝Ｍｉｎ（Ｄｍａｘ，Ｍａｘ（Ｄｍｉｎ，Ｄ）） …（１）

これにより、全鋼種共通に設定された要求日範囲の上下限値の範囲内で、各鋼種の出鋼要求日ごとの重量の累積値が概ね最小キャスト重量を超える要求日範囲が指定される。こうすることにより、製造される重量の少ない鋼種（小ロット）をまとめて製造することが容易になる。また、製造される重量の多い鋼種（大ロット）について、同一キャスト内での出鋼要求日のばらつきを小さく抑えることができる。

図１４は、図１３の手順の実施例を示す。本実施例では、鋼種１の最小チャージ／キャストは５、チャージ目標重量は３００Ｔｏｎであることから、最小キャスト重量は１５００Ｔｏｎと算出された。同様に、鋼種２の最小チャージ／キャストは２、チャージ目標重量は３００Ｔｏｎであることから、最小キャスト重量は６００Ｔｏｎと算出された。図１４に示すように、鋼種１の出鋼要求日ごとの重量の累積値が最小キャスト重量１５００Ｔｏｎを超える日数Ｄ１は、計画実行開始日から７日であることがわかる。同様に、鋼種２の出鋼要求日ごとの重量の累積値が最小キャスト重量６００Ｔｏｎを超える日数Ｄ２は、計画実行開始日から１３日であることがわかる。ここで、全鋼種共通の要求日範囲の下限値は３日、上限値は３０日と設定されていることから、鋼種１の要求日範囲は７日に指定される。同様に、鋼種２の要求日範囲は１３日に指定される。

また、要求日範囲内のスラブの重量が、連続鋳造プロセスの下工程の需要量を超えないよう、製造するスラブの重量を抑制する場合がある。その場合に、図１５に示すように、鋼種別優先度評価表を連続鋳造プロセスの下工程ごとに集計することで、下工程の需要量に応じて製造するスラブの重量を抑制できる。

図１５に示す鋼種別優先度評価表は、連続鋳造プロセスの下工程である熱延仕上工程（以下、熱仕）、第一冷延工程（以下、１冷）、第二冷延工程（以下、２冷）の需給量を図１２と同様に考慮しない場合（抑制なし）と、下工程別に、各下工程の需給量を考慮して製造するスラブの重量を抑制する場合との要求日範囲内／外の仮スラブの重量を集計した図である。例えば、連続鋳造プロセスの後に熱延仕上工程に供給される仮スラブの要求日範囲内の重量を集計し、熱延仕上工程の需給量の上限値を超える場合に、一部の仮スラブを一時的に要求日範囲外として製造を抑止することとする。先に集計した連続鋳造プロセスの後に熱延仕上工程に供給する仮スラブの要求日範囲内の重量から、このときに要求日範囲外とした仮スラブを除いた仮スラブの重量が、熱仕抑制ありの場合の要求日範囲内の仮スラブの重量である。

第一冷延工程の需給量を考慮する場合にも同様に、連続鋳造プロセスの後に第一冷延工程に供給される仮スラブの要求日範囲内の重量を集計し、第一冷延工程の需給量の上限値を超える場合に、要求日範囲外とする仮スラブの重量を除いて、１冷抑制ありの場合の要求日範囲内の仮スラブの重量を求める。また、第二冷延工程の需給量を考慮する場合にも同様に、連続鋳造プロセスの後に第二冷延工程に供給される仮スラブの要求日範囲内の重量を集計し、第二冷延工程の需給量の上限値を超える場合に、要求日範囲外とする仮スラブの重量を除いて、２冷抑制ありの場合の要求日範囲内の仮スラブの重量を求める。

鋼種選択部１２は、需給量を調整する下工程に応じて、作成された鋼種別優先度評価表を参照し、各下工程について抑制ありの場合の要求日範囲内の仮スラブの重量が最も多い鋼種を、製造の優先度が高い鋼種として選択する。

［キャスト作成処理］
次に、図１６のフローチャートを参照して、上記ステップＳ３およびステップＳ６のキャスト作成処理手順について説明する。図１４のフローチャートは、ステップＳ２またはステップＳ５の処理で鋼種が選択されたタイミングで開始となり、キャスト作成処理はステップＳ３１の処理に進む。

ステップＳ３１の処理では、キャスト作成部１３が、選択された鋼種の仮スラブの情報を仮スラブ情報４１から抽出する。その際、キャスト作成部１３は、鋼種マスタ４５を参照し、最大キャスト重量（＝最大チャージ回数×チャージ最大重量）と、要求日指定範囲内の仮スラブの重量とのうちのいずれか少ない方に対応する仮スラブの情報を抽出する。これにより、ステップＳ３１の処理は完了し、キャスト作成処理は、ステップＳ３２の処理に進む。

ステップＳ３２の処理では、キャスト作成部１３が、複数のストランドへの分配パターン別に仮スラブを配置してキャストを作成する。ストランド数は鋳造マシンマスタ４４に設定される。本実施の形態では、１キャストが２つのストランド用に、図１７に例示するパターン１〜３の３つの分配パターンのうちのいずれかのパターンで分配される。ここで、図１７に示すパターン１は、２つのストランドの双方ともに幅広の仮スラブから順に配置するものであり、パターン２は、２つのストランドの双方ともに幅狭の仮スラブから順に配置するものであり、パターン３は２つのストランドの一方は幅広の仮スラブから順に配置し、他方は幅狭の仮スラブから順に配置するものである。とり得る分配パターンについては、鋼種マスタ４５に設定される。これにより、ステップＳ３２の処理は完了し、キャスト作成処理は、ステップＳ３３の処理に進む。

ステップＳ３３の処理では、キャスト作成部１３が、ステップＳ３２の処理で作成された分配パターン別キャストのそれぞれについて、製造の優先度の高い仮スラブの含有率を所定の評価関数で評価して、いずれか１つを選択する。本実施の形態では、仮スラブのチャージ編成率（＝仮スラブの総重量／キャスト総重量）と、要望日範囲の達成率（＝要望日範囲内重量／キャスト総重量）とを、所定の比率で重み付けした評価関数が適用される。キャスト作成部１３は、この評価関数の算出値が最も大きい分配パターンのキャストを選択する。これにより、ステップＳ３３の処理は完了し、キャスト作成処理は、ステップＳ３４の処理に進む。

ステップＳ３４の処理では、キャスト作成部１３が、ステップＳ３３の処理で選択された分配パターンのキャストについて、図８に例示する制約条件を充たすか否かを確認する。ステップＳ３４の処理では、図８に例示する制約条件のうち、例えば、オーダー配置位置制約、鋳造幅レンジ制約、幅繋ぎ制約、テーパ鋳片制約などについて確認される。キャスト作成部１３は、制約条件を充たす場合には（ステップＳ３４，Ｙｅｓ）、ステップＳ３５に処理を進め、制約条件を充たさない場合には（ステップＳ３４，Ｎｏ）、ステップＳ３２の処理に戻して仮スラブの配置を変更する。この場合、キャスト作成部１３は、ステップＳ３２〜Ｓ３４の処理を、制約条件を充たすまで繰り返す。

ステップＳ３５の処理では、キャスト作成部１３が、ステップＳ３４の処理で制約条件を充たすことが確認されたキャストを、選択された鋼種のキャストとして決定する。これにより、ステップＳ３５の処理は完了し、一連のキャスト作成処理は終了する。そして、キャスト編成処理は、ステップＳ４またはステップＳ７の処理に進む。

以上、説明したように、本実施の形態のキャスト編成装置１によれば、仮スラブの情報を鋼種と出鋼要求日とに基づいて順に１次元でソートすることによってキャストを作成するので、制約条件を充たす仮スラブの並び順の探索が不要であり、短時間で長期間の仮スラブでのキャストを作成することが可能となる。これにより、様々な制約条件を充足しながら、実用的な時間内に長期間にわたる仮スラブをキャストへ配置することができる。

以上、本発明者によってなされた発明を適用した実施の形態について説明したが、本実施形態による本発明の開示の一部をなす記述および図面により本発明は限定されることはない。すなわち、本実施形態に基づいて当業者等によりなされる他の実施の形態、実施例および運用技術などは全て本発明の範疇に含まれる。

１ キャスト編成装置
１１ データ読込部
１２ 鋼種選択部
１３ キャスト作成部
１４ キャスト接続部
２ 入力装置
３ 出力装置
４ 記憶装置
４１ 仮スラブ情報
４２ 休止予定情報
４３ 需給目標情報
４４ 鋳造マシンマスタ
４５ 鋼種マスタ
４６ 接続鋼種マスタ

Claims (5)

1. 鉄鋼業の連続鋳造プロセスにおける製造ロットを作成するキャスト編成方法であって、
   キャスト編成対象のオーダーに対応して製造されスラブとなる予定の仮スラブの情報を読み込む読み込みステップと、
   仮スラブの製造の優先度が最も高い鋼種を選択する鋼種選択ステップと、
   前記鋼種選択ステップで選択された鋼種について、制約条件を充足する鋼種別のキャストを作成するキャスト作成ステップと、
   前記鋼種選択ステップで選択された製造の優先度が最も高い鋼種と、該鋼種と接続可能な他の鋼種とについて、前記キャスト作成ステップで作成されたキャストを、制約条件を充足しつつ接続するキャスト接続ステップと、を含み、
   前記鋼種選択ステップは、
   前記仮スラブの出鋼要求日に基づいて製造の優先度の高い仮スラブを集計した鋼種別優先度評価表を作成する鋼種別優先度評価表作成ステップと、
   前記鋼種別優先度評価表に基づいて、製造の優先度が最も高い鋼種を選択する選択ステップと、を含み、
   前記鋼種別優先度評価表作成ステップは、前記鋼種別優先度評価表を作成する際、優先度の高い鋼種の出鋼要求日の範囲を、鋼種ごとに設定される１キャストのチャージ数の最小値および各チャージの重量の目標値と、各鋼種の出鋼要求日ごとの重量の累積値とに基づいて指定するステップを含むことを特徴とするキャスト編成方法。
2. 前記鋼種別優先度評価表は、鋼種ごとの下工程での需給量を考慮して集計することを特徴とする請求項１に記載のキャスト編成方法。
3. 前記キャスト作成ステップは、
   複数のストランドへの分配パターンごとに、制約条件を充足するキャストを作成する分配パターン別キャスト作成ステップと、
   作成された分配パターン別キャストから、製造の優先度の高い仮スラブの含有率が高いキャストを選択する選択ステップと、
   を含むことを特徴とする請求項１または２に記載のキャスト編成方法。
4. 前記キャスト接続ステップは、製造の優先度が最も高い鋼種と接続可能な鋼種から、製造の優先度が高い順に鋼種を選択してキャストを作成して接続することを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載のキャスト編成方法。
5. 鉄鋼業の連続鋳造プロセスにおける製造ロットを作成するキャスト編成装置であって、
   キャスト編成対象のオーダーに対応して製造されスラブとなる予定の仮スラブの情報を読み込む読み込み手段と、
   仮スラブの製造の優先度が最も高い鋼種を選択する鋼種選択手段と、
   前記鋼種選択手段により選択された鋼種について、制約条件を充足する鋼種別のキャストを作成するキャスト作成手段と、
   前記鋼種選択手段により選択された製造の優先度が最も高い鋼種と、該鋼種と接続可能な他の鋼種とについて、前記キャスト作成手段により作成されたキャストを、制約条件を充足しつつ接続するキャスト接続手段と、を備え、
   前記鋼種選択手段は、
   前記仮スラブの出鋼要求日に基づいて製造の優先度の高い仮スラブを集計した鋼種別優先度評価表を作成する鋼種別優先度評価表作成手段と、
   前記鋼種別優先度評価表に基づいて、製造の優先度が最も高い鋼種を選択する選択手段と、を備え、
   前記鋼種別優先度評価表作成手段は、前記鋼種別優先度評価表を作成する際、優先度の高い鋼種の出鋼要求日の範囲を、鋼種ごとに設定される１キャストのチャージ数の最小値および各チャージの重量の目標値と、各鋼種の出鋼要求日ごとの重量の累積値とに基づいて指定することを特徴とするキャスト編成装置。

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