JP6776873B2 - Yard management equipment, yard management methods, and programs - Google Patents

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Description

本発明は、ヤード管理装置、ヤード管理方法、およびプログラムに関し、特に、金属製造プロセスにおいて、工程間に設けられたヤードにおいて、複数の金属材や物流分野等におけるコンテナが積まれた複数の山を、次工程への払出順に積まれた複数の山に積み替えるために用いて好適なものである。 The present invention relates to a yard management device, a yard management method, and a program, and particularly in a metal manufacturing process, in a yard provided between processes, a plurality of piles of a plurality of metal materials and containers in a physical distribution field or the like are stacked. , It is suitable for use for transshipment into a plurality of piles piled up in the order of payout to the next process.

金属製造プロセスの一例である製鉄プロセスにおいて、例えば製鋼工程から次工程の圧延工程へ、金属材の一例である鋼材を搬送する際、鋼材は、一旦ヤードと呼ばれる一時保管場所に置かれた後、次工程である圧延工程の処理時刻に合わせてヤードから搬出される。そのヤードのレイアウトの一例を図15に示す。ヤードとは、図15に示すように、上流工程より払い出されたスラブなどの鋼材を、下流工程に供給するためのバッファーエリアとして、縦横に区画された置場1501〜1504である。縦方向の分割区分を"棟"、横方向の分割区分を"列"と称することが多い。つまり、クレーン(1A、1B、2A、2B)は棟内を移動可能であり、同一棟内での異なる列の間で鋼材の移送を行う。また搬送テーブルにより棟間の鋼材の移送を行う。搬送指令を作成する際は"棟"及び"列"を指定することにより、どこへ鋼材を搬送するかを示す(図15の置場1501〜1504に括弧書きで付されている番号(11)、(12)、(21)、(22)を参照)。 In the steelmaking process, which is an example of the metal manufacturing process, when the steel material, which is an example of the metal material, is transported from the steelmaking process to the rolling process of the next process, the steel material is once placed in a temporary storage place called a yard and then placed in a temporary storage place. It is carried out from the yard according to the processing time of the rolling process, which is the next process. An example of the layout of the yard is shown in FIG. As shown in FIG. 15, the yard is a storage space 1501 to 1504 partitioned vertically and horizontally as a buffer area for supplying steel materials such as slabs discharged from the upstream process to the downstream process. The vertical division is often referred to as the "building" and the horizontal division is often referred to as the "row". That is, the cranes (1A, 1B, 2A, 2B) can move in the building and transfer steel materials between different rows in the same building. In addition, steel materials are transferred between buildings using a transfer table. When creating a transport command, the "building" and "row" are specified to indicate where to transport the steel material (numbers (11) in parentheses in the storage areas 1501 to 1504 in FIG. 15). (12), (21), (22)).

次に、図15を例にヤードでの基本的な作業の流れを示す。まず、前工程である製鋼工程の連鋳機1510から搬出された鋼材は、パイラー1511を経由して受入テーブルXでヤードまで運ばれ、クレーン1A、1B、2A、2Bにより、区画された置場1501〜1504の何れかに搬送され、山積みして置かれる。そして、後工程である圧延工程の製造スケジュールに合わせ、再びクレーン1A、1B、2A、2Bにより払出テーブルZに載せられ、圧延工程へと搬送される。一般に、ヤードにおいて鋼材は、前記の様に山積みされた状態で置かれる。これは、限られたヤード面積を有効に活用するためである。 Next, the basic work flow in the yard is shown by taking FIG. 15 as an example. First, the steel material carried out from the continuous casting machine 1510 in the steelmaking process, which is the previous process, is carried to the yard by the receiving table X via the pillar 1511, and is partitioned by the cranes 1A, 1B, 2A, and 2B. It is transported to any of ~ 1504 and piled up. Then, according to the manufacturing schedule of the rolling process, which is a subsequent process, the cranes 1A, 1B, 2A, and 2B are placed on the payout table Z again and transported to the rolling process. Generally, steel materials are placed in a pile in the yard as described above. This is to make effective use of the limited yard area.

本明細書、特許請求の範囲、および図面では、「既着山」、「仮想山」、「初期山」、「最終山」、および「仮山」を以下の意味で用いることとする。
既着山:現時点で、既にヤードにおいて形作られている山。
仮想山:現時点で、ヤードに到着していない金属材を、ヤードへの到着順が早いものほど上に山積みすると仮定した場合の山(現実に存在する山ではない)。
初期山:既着山と仮想山の総称。
最終山:後工程に払出すために積み上げた最終的な山(払出山ともいう)。
仮山:現時点以降に、初期山から、最終山へ移送する際に、やむを得ず仮置きを行う山。
In the present specification, claims, and drawings, "already landed mountain", "virtual mountain", "initial mountain", "final mountain", and "temporary mountain" are used with the following meanings.
Already landed mountain: A mountain that has already been formed in the yard at this time.
Virtual mountain: A mountain (not a mountain that actually exists) assuming that metal materials that have not arrived at the yard at this time are piled up in the order of arrival at the yard.
Early mountain: A general term for existing mountains and virtual mountains.
Final mountain: The final mountain (also called the payout mountain) piled up for post-process.
Temporary mountain: A mountain that is unavoidably temporarily placed when it is transferred from the initial mountain to the final mountain after the present time.

ヤードでは、次工程である熱間圧延工程における加熱炉の燃料原単位の削減のため、鋼材ができるだけ高い温度を保持した状態で加熱炉に装入されるようにすることが求められる。そのため、昨今ヤード内に保温設備を設置し、その中に鋼材を山積みされた状態で保管する場合がある。限られた保温設備を有効に活用するため、できるだけ設備限界まで高く鋼材を積み上げることが必要となる。一方、鋼材を積み上げる際には、次工程へ供給し易いよう、最終山において、次工程における処理順番に鋼材が上から積まれていること、最終山の積み形状が不安定な逆ピラミッド状でないことなどの制約(これを「積姿制約」と称する)がある。更に、山立て(最終山をつくること)を行う際の作業負荷も見逃せない要素である。従って、ヤード管制では、前述した積姿制約の下で出来るだけ少ない作業負荷で、できるだけ高い最終山となるように山立てを行う作業計画を策定することが望まれる。 In the yard, in order to reduce the fuel intensity of the heating furnace in the hot rolling process, which is the next process, it is required that the steel material be charged into the heating furnace while maintaining the temperature as high as possible. Therefore, in recent years, a heat insulating facility may be installed in the yard, and steel materials may be stored in a pile in the yard. In order to effectively utilize the limited heat insulation equipment, it is necessary to stack steel materials as high as possible. On the other hand, when stacking steel materials, the steel materials are stacked from the top in the processing order in the next process at the final pile so that they can be easily supplied to the next process, and the stacking shape of the final pile is not an inverted pyramid. There are restrictions such as things (this is called "stacking constraint"). Furthermore, the workload when building a mountain (creating the final mountain) is also an element that cannot be overlooked. Therefore, in yard control, it is desirable to formulate a work plan for raising the mountain so that the final mountain is as high as possible with as little workload as possible under the above-mentioned stacking restrictions.

また、ヤードにおいて後工程にスムーズに要求された鋼材を払い出すべく行う山仕分け(鋼材を複数の山に分けること)を行う際には、到着予定の鋼材が降格となる(鋼材の造り込みの際に生ずる品質トラブルなどの理由により当初予定の用途からグレードを下げ別の用途に振り替える)こと、或いは到着予定の鋼材に対して予定されていない精整処理が必要となったり、サイズが変わったりすることにより、当初の予定通りの鋼材が到着しないことは頻繁に起こり得る。また、ヤードの置場の状態も当初の予定通りに淡々と遷移することは、ほとんど期待できず、予定していない鋼材を予定していない置場に置かざるを得ないことは日常茶飯事である。 In addition, when performing mountain sorting (dividing steel materials into multiple piles) to smoothly pay out the required steel materials in the post-process in the yard, the steel materials scheduled to arrive will be demoted (steel materials are built in). Due to quality problems that occur at the time, the grade is lowered from the originally planned use and transferred to another use), or the steel material to arrive requires unscheduled rectification treatment or the size changes. By doing so, it can often happen that the steel does not arrive as originally planned. In addition, it can hardly be expected that the state of the yard storage will change as originally planned, and it is a daily occurrence that unplanned steel materials have to be placed in unplanned storage.

更には、ヤードから次工程(熱間圧延工程)への払出順に上から山に積まれていた鋼材の、次工程における圧延順が、当該鋼材がヤードに到着した後に変更となることにより、当該山では正順積みでなくなることから、変更された圧延順に従い鋼材の積み替えを余儀なくされるケースも頻繁に起こり得る。ここで、正順積みとは、当該山の何れの積位置においても、相対的に上にある1つまたは同時に搬送される複数の鋼材の方が、当該鋼材よりも下にある鋼材よりも早く次工程に払い出されるような積み方をいう。また、このような鋼材の積順を払出正順という。 Furthermore, the rolling order of the steel materials piled up in the pile from the top in the order of delivery from the yard to the next process (hot rolling process) in the next process is changed after the steel materials arrive at the yard. Since the piles are no longer stacked in the normal order, it is often the case that the steel materials are forced to be reloaded according to the changed rolling order. Here, in the forward stacking, at any stacking position of the mountain, one steel material that is relatively above or a plurality of steel materials that are simultaneously transported is faster than a steel material that is below the steel material. A stacking method that is paid out to the next process. In addition, the product order of such steel materials is called the payout normal order.

しかしながら、ここで要求される積み替え作業は、ヤードへの鋼材の受入作業や、ヤードからの鋼材の払出作業と並行して行う必要があることから、鋼材の積み替えの対応が可能な時間帯も限られるため、効率的に鋼材の積み替えを実行することが求められる。
従って、ヤードへの到着前後の様々な事情により、ヤード到着時の積み姿が正順積みでなくなった山を正順積みになるように積み替える作業を効率的に(即ち、できるだけ少ない搬送数で)行うニーズは極めて高い。
However, since the transshipment work required here must be performed in parallel with the work of receiving the steel material into the yard and the work of discharging the steel material from the yard, the time zone during which the steel material can be transshipped is limited. Therefore, it is required to efficiently transship steel materials.
Therefore, due to various circumstances before and after arriving at the yard, the work of transshipping piles that are no longer in normal order when arriving at the yard can be efficiently transshipped (that is, with as few transports as possible). ) Needs to do are extremely high.

これらのことが要求されるヤード管理方法に対し、特許文献1〜6に記載の発明がある。特許文献1〜4に記載の発明は、これからヤードに到着予定の鋼材(いわゆる未到着材)を対象に山仕分け計画を行うケースに対する発明であり、最終山の山姿、即ち、対象となる鋼材の山仕分けをいかに適切に行うかという点に対する検討はなされている。しかしながら、特許文献1〜4に記載の発明では、ヤードへの受入が完了あるいは受入途上にありながら受入れ済みの鋼材が払出正順に山に積まれていない場合に、適切な最終山になるように鋼材の積み替えを効率的に行う課題については検討がなされていない。 There are inventions described in Patent Documents 1 to 6 with respect to the yard management method in which these are required. The inventions described in Patent Documents 1 to 4 are inventions for a case where a mountain sorting plan is performed for a steel material (so-called non-arrival material) scheduled to arrive at the yard, and the mountain shape of the final mountain, that is, the target steel material. There is a study on how to properly sort the mountains. However, in the inventions described in Patent Documents 1 to 4, when the acceptance into the yard is completed or is in the process of being accepted but the accepted steel materials are not piled up in the pile in the order of payout, the final pile is appropriate. No studies have been made on the issue of efficient transshipment of steel materials.

この問題に対応している発明は、特許文献5、6に記載の発明である。
まず特許文献5には、既にヤードにある既着山の鋼材を払出正順に積み替える際、必要とされる配替負荷や積姿制約を考慮して最適な最終山の山姿を、組み合わせ最適化問題として定式化し、タブサーチ手法を用いて算出する手法が開示されている。しかしながら、特許文献5に記載の発明では、最終山の山姿を求める手法は示されているが初期山から最終山へ至る搬送順を求める手法やその過程で発生する仮山をどうするかという点は明確に示されていない。また、最終山の山姿もヒューリスティックな手法で算出されているのでその最適性に対する保証はない。
The invention corresponding to this problem is the invention described in Patent Documents 5 and 6.
First, in Patent Document 5, when transshipping the steel materials of the already arrived mountain already in the yard in the order of payout, the optimum mountain shape of the final mountain is combined in consideration of the necessary transfer load and stacking constraint. A method of formulating as a conversion problem and calculating using a tabu search method is disclosed. However, in the invention described in Patent Document 5, although the method of obtaining the mountain shape of the final mountain is shown, the method of obtaining the transport order from the initial mountain to the final mountain and what to do with the temporary mountain generated in the process. Is not clearly shown. In addition, since the shape of the final mountain is also calculated by a heuristic method, there is no guarantee of its optimumity.

次に、特許文献6に記載の発明は、山立ておよび搬送に関する制約条件を満たす数理計画問題に帰着させ、山仕分けおよび搬送順を同時に最適化する技術である。しかしながら、特許文献6に記載の発明では、搬送順が増える要因となる仮置きの発生を、初期山が同じ鋼材ペアに対してしか考慮できていない。つまり、仮置きは、初期山が同じ鋼材ペアの間でのみ発生するのではなく、異なる初期山にある鋼材間でも、どの鋼材を先に搬送するかにより十分に起こり得る。従って、特許文献6に記載の発明では、鋼材のあらゆる搬送順を考慮出来ておらず、最適な搬送順を得ることは出来ない。 Next, the invention described in Patent Document 6 is a technique for simultaneously optimizing the mountain sorting and the transport order by reducing the result to a mathematical planning problem that satisfies the constraint condition regarding the pile standing and the transport. However, in the invention described in Patent Document 6, the occurrence of temporary placement, which causes an increase in the transport order, can be considered only for steel material pairs having the same initial peak. That is, temporary placement does not only occur between steel pairs with the same initial crest, but can also occur between steels at different initial crests, depending on which steel material is transported first. Therefore, in the invention described in Patent Document 6, all the transport orders of steel materials cannot be taken into consideration, and the optimum transport order cannot be obtained.

また、正順積みの最終山にするための鋼材の積み替え問題を考える際には、初期山の山姿は所与としても、少なくとも、最終山の山姿と、初期山から最終山へ至る鋼材の搬送順と、搬送過程で仮置きされる鋼材の仮山へのまとめ方(仮山の山姿)との3要素を決定する必要がある。その意味で従来技術は、これら3つの要素を全て網羅した技術ではない。 In addition, when considering the problem of transshipment of steel materials to make the final mountain of forward stacking, even if the mountain shape of the initial mountain is given, at least the mountain shape of the final mountain and the steel material from the initial mountain to the final mountain It is necessary to determine the three factors of the order of transportation and how to organize the steel materials temporarily placed in the transportation process into the temporary mountain (mountain appearance of the temporary mountain). In that sense, the conventional technology is not a technology that covers all of these three elements.

特開平6−179525号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 6-179525 特開2000−226123号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2000-226123 特開平11−255336号公報JP-A-11-255336 特開2008−260630号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2008-260630 特許第4935032号公報Japanese Patent No. 4935032 特開2010−269929号公報JP-A-2010-269929 特開2007−137612号公報JP-A-2007-137612 特開2016−81186号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2016-81186 特許第5365759号公報Japanese Patent No. 5365759

本発明は、以上の問題点に鑑みてなされたものであり、最終山の山姿と、初期山から最終山へ至る鋼材の搬送順と、搬送過程で仮置きされる鋼材の仮山とを一連の処理によって決定できるようにすることを目的とする。 The present invention has been made in view of the above problems, and the mountain shape of the final mountain, the order of transporting the steel material from the initial mountain to the final mountain, and the temporary pile of the steel material temporarily placed in the transport process. The purpose is to be able to determine by a series of processes.

本発明のヤード管理装置は、工程間の置場として、金属材を配置するヤードに山積みされる金属材からなる初期山の当該金属材を、搬送機器により搬送して、当該ヤードの後工程への払出順に従った積順で山積みされる金属材からなる最終山を作成するためのヤード管理装置であって、前記初期山の識別情報と当該初期山を構成する前記金属材の識別情報と当該金属材の当該初期山における積順とを含む初期山特定情報と、前記金属材の大きさに関する金属材サイズ情報と前記金属材の前記後工程への払出順を含む払出順情報とを含む金属材情報を取得する取得手段と、前記初期山特定情報と、前記金属材サイズ情報と、前記払出順情報とに基づいて、前記最終山を構成する前記金属材と、当該金属材の当該最終山における積順とを含む最終山の山姿を、複数の前記最終山のそれぞれについて決定する最終山導出手段と、前記初期山特定情報と、前記最終山導出手段により導出された前記最終山の山姿についての情報である最終山特定情報とに基づいて、前記初期山から前記最終山に至るまでの前記金属材の搬送順と、前記最終山への搬送の前に前記ヤードの仮置場に仮山として仮置きすることが必要な前記金属材である仮置き対象金属材とを決定する搬送順導出手段と、前記搬送順導出手段により導出された前記搬送順および前記仮置き対象金属材と、前記金属材サイズ情報とに基づいて、前記仮山を構成する前記仮置き対象金属材と、当該仮置き対象金属材の当該仮山における積順とを含む仮山の山姿を決定する仮山導出手段と、を有し、前記仮山導出手段は、前記仮置き対象金属材が頂点に対応し、同一の前記仮山に山積みできない2つの仮置き対象金属材に対応する2つの頂点の間に枝を張った単純無向グラフにおける頂点に彩色する色の数を最小にする頂点彩色問題を解くことにより、前記仮山の山姿を決定することを特徴とする。 The yard management device of the present invention transports the metal material of the initial mountain made of the metal material piled up in the yard where the metal material is placed as a storage place between the processes by a transport device, and transfers the metal material to the subsequent process of the yard. It is a yard management device for creating a final pile made of metal materials piled up in a stacking order according to a payout order, and is an identification information of the initial pile, identification information of the metal material constituting the initial pile, and the metal. Metal material including initial mountain identification information including the stacking order of the material in the initial mountain, metal material size information regarding the size of the metal material, and payout order information including the payout order of the metal material to the subsequent process. In the metal material constituting the final mountain and the final mountain of the metal material based on the acquisition means for acquiring the information, the initial mountain identification information, the metal material size information, and the payout order information. The final mountain derivation means for determining the mountain shape of the final mountain including the product order for each of the plurality of final mountains, the initial mountain identification information, and the mountain shape of the final mountain derived by the final mountain derivation means. Based on the information about the final mountain, the order in which the metal material is transported from the initial mountain to the final mountain, and the temporary mountain in the temporary storage place of the yard before the transportation to the final mountain. The transport order derivation means for determining the metal material to be temporarily placed, which is the metal material that needs to be temporarily placed, the transport order and the metal material to be temporarily placed, which are derived by the transport order derivation means, and the above. Derivation of a temporary mountain that determines the shape of the temporary mountain including the metal material to be temporarily placed and the stacking order of the metal materials to be temporarily placed in the temporary mountain based on the metal material size information. The temporary pile deriving means has means, and the temporary pile derivation means is between two vertices corresponding to two temporary metal materials that cannot be piled up on the same temporary pile because the metal material to be temporarily placed corresponds to a peak. It is characterized in that the mountain shape of the temporary mountain is determined by solving the apex coloring problem that minimizes the number of colors to be colored at the apex in a simple undirected graph with branches.

本発明のヤード管理方法は、工程間の置場として、金属材を配置するヤードに山積みされる金属材からなる初期山の当該金属材を、搬送機器により搬送して、当該ヤードの後工程への払出順に従った積順で山積みされる金属材からなる最終山を作成するためのヤード管理方法であって、前記初期山の識別情報と当該初期山を構成する前記金属材の識別情報と当該金属材の当該初期山における積順とを含む初期山特定情報と、前記金属材の大きさに関する金属材サイズ情報と前記金属材の前記後工程への払出順を含む払出順情報とを含む金属材情報を取得する取得工程と、前記初期山特定情報と、前記金属材サイズ情報と、前記払出順情報とに基づいて、前記最終山を構成する前記金属材と、当該金属材の当該最終山における積順とを含む最終山の山姿を、複数の前記最終山のそれぞれについて決定する最終山導出工程と、前記初期山特定情報と、前記最終山導出工程により導出された前記最終山の山姿についての情報である最終山特定情報とに基づいて、前記初期山から前記最終山に至るまでの前記金属材の搬送順と、前記最終山への搬送の前に前記ヤードの仮置場に仮山として仮置きすることが必要な前記金属材である仮置き対象金属材とを決定する搬送順導出工程と、前記搬送順導出工程により導出された前記搬送順および前記仮置き対象金属材と、前記金属材サイズ情報とに基づいて、前記仮山を構成する前記仮置き対象金属材と、当該仮置き対象金属材の当該仮山における積順とを含む仮山の山姿を決定する仮山導出工程と、を有し、前記仮山導出工程は、前記仮置き対象金属材が頂点に対応し、同一の前記仮山に山積みできない2つの仮置き対象金属材に対応する2つの頂点の間に枝を張った単純無向グラフにおける頂点に彩色する色の数を最小にする頂点彩色問題を解くことにより、前記仮山の山姿を決定することを特徴とする。 In the yard management method of the present invention, as a storage place between processes, the metal material of the initial mountain made of the metal material piled up in the yard where the metal material is arranged is transported by a transport device to the subsequent process of the yard. It is a yard management method for creating a final pile made of metal materials piled up in a stacking order according to a payout order, and is an identification information of the initial pile, identification information of the metal material constituting the initial pile, and the metal. Metal material including initial mountain identification information including the stacking order of the material in the initial mountain, metal material size information regarding the size of the metal material, and payout order information including the payout order of the metal material to the subsequent process. Based on the acquisition process for acquiring information, the initial mountain identification information, the metal material size information, and the payout order information, the metal material constituting the final mountain and the metal material in the final mountain. The final mountain derivation process for determining the mountain shape of the final mountain including the product order for each of the plurality of final mountains, the initial mountain identification information, and the mountain shape of the final mountain derived by the final mountain derivation process. Based on the information about the final mountain, the order in which the metal material is transported from the initial mountain to the final mountain, and the temporary mountain in the temporary storage place of the yard before the transportation to the final mountain. The transport order derivation step of determining the metal material to be temporarily placed, which is the metal material that needs to be temporarily placed, the transport order derived by the transport order derivation step, the temporary placement target metal material, and the above. Derivation of a temporary mountain that determines the shape of the temporary mountain including the metal material to be temporarily placed and the stacking order of the metal materials to be temporarily placed in the temporary mountain based on the metal material size information. In the temporary mountain derivation process, the temporary placement target metal material corresponds to the apex, and between two apex corresponding to two temporary placement target metal materials that cannot be piled up on the same temporary mountain. It is characterized in that the mountain shape of the temporary mountain is determined by solving the apex coloring problem that minimizes the number of colors to be colored at the apex in a simple undirected graph with branches.

本発明のプログラムは、前記ヤード管理装置の各手段としてコンピュータを機能させることを特徴とする。 The program of the present invention is characterized in that a computer functions as each means of the yard management device.

本発明によれば、最終山の山姿と、初期山から最終山へ至る鋼材の搬送順と、搬送過程で仮置きされる鋼材の仮山とを一連の処理によって決定することができる。 According to the present invention, the shape of the final mountain, the order of transporting the steel material from the initial mountain to the final mountain, and the temporary pile of the steel material temporarily placed in the transport process can be determined by a series of processes.

図1は、ヤード管理装置の機能的な構成の一例を示す図である。FIG. 1 is a diagram showing an example of a functional configuration of a yard management device. 図2は、ヤード管理方法の概要の一例を説明するフローチャートである。FIG. 2 is a flowchart illustrating an example of an outline of the yard management method. 図3は、最終山導出部の機能的な構成の一例を示す図である。FIG. 3 is a diagram showing an example of the functional configuration of the final mountain derivation unit. 図4は、ステップS202の処理の一例を説明するフローチャートである。FIG. 4 is a flowchart illustrating an example of the process of step S202. 図5は、搬送順導出部の機能的な構成の一例を示す図である。FIG. 5 is a diagram showing an example of the functional configuration of the transport order derivation unit. 図6は、ステップS203の処理の一例を説明するフローチャートである。FIG. 6 is a flowchart illustrating an example of the process of step S203. 図7は、初期山に固定部がある場合の鋼材の搬送の形態の一例を示す図である。FIG. 7 is a diagram showing an example of a form of transporting a steel material when there is a fixed portion in the initial peak. 図8は、単純無向グラフの一例を示す図である。FIG. 8 is a diagram showing an example of a simple undirected graph. 図9は、先入れ後出しの関係の一例を説明する図である。FIG. 9 is a diagram illustrating an example of a first-in / second-out relationship. 図10は、仮山導出部の機能的な構成の一例を示す図である。FIG. 10 is a diagram showing an example of the functional configuration of the temporary mountain derivation unit. 図11は、ステップS204の処理の一例を説明するフローチャートである。FIG. 11 is a flowchart illustrating an example of the process of step S204. 図12は、鋼材情報の一例を示す図である。FIG. 12 is a diagram showing an example of steel material information. 図13は、本実施形態の手法で最適化計算を行った結果を示す図である。FIG. 13 is a diagram showing the result of performing the optimization calculation by the method of the present embodiment. 図14は、本実施形態の手法による最適化計算の結果と、比較例の手法による結果とを示す図である。FIG. 14 is a diagram showing the result of the optimization calculation by the method of the present embodiment and the result of the method of the comparative example. 図15は、ヤードのレイアウトの一例を示す図である。FIG. 15 is a diagram showing an example of a yard layout.

以下、図面を参照しながら、本発明の一実施形態を説明する。以下の各実施形態では、鉄鋼製造プロセスにおいて、製鋼工程で製造された鋼材(スラブ)が圧延工程への搬送順に上から山積みされるように、初期山の山姿と各鋼材の圧延工程への搬送順とを所与として、最終山の山姿と、初期山から最終山へ搬送する際の各鋼材の搬送順および仮置きが必要な鋼材と、仮山の山姿とを、この順で導出する場合を例に挙げて説明する。尚、以下の説明では、仮置きが必要な鋼材を必要に応じて、仮置き対象鋼材と称し、各鋼材の圧延工程への搬送順を必要に応じて払出順と称する。また、ヤードに未だ山積みされていない鋼材を必要に応じて未到着材と称し、ヤードに山積みされている鋼材を必要に応じて既到着材と称する。 Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. In each of the following embodiments, in the steel manufacturing process, the initial mountain shape and the rolling process of each steel material are arranged so that the steel materials (slabs) manufactured in the steel making process are piled up from the top in the order of transportation to the rolling process. Given the order of transportation, the mountain shape of the final mountain, the transportation order of each steel material when transporting from the initial mountain to the final mountain, the steel materials that need to be temporarily placed, and the mountain shape of the temporary mountain are in this order. The case of deriving will be described as an example. In the following description, the steel materials that need to be temporarily placed are referred to as the steel materials to be temporarily placed, and the order of transporting each steel material to the rolling process is referred to as the payout order, if necessary. Further, steel materials that have not yet been piled up in the yard are referred to as unarrival materials as necessary, and steel materials that are piled up in the yard are referred to as already-arrival materials as necessary.

<経緯>
まず、最終山の山姿と、初期山から最終山へ搬送する際の各鋼材の搬送順および仮置き対象鋼材と、仮山の山姿とを、この順で導出することとした経緯について説明する。
既到着材を積み替える問題(以下、「既到着材積み替え問題』と称する)は、未到着材を山分けする問題(特許文献1〜4に記載のような問題。以下、「未到着材山分け問題」と称する)とは本質的な違いがあり、それを以下に示す。
<Background>
First, I will explain the process of deriving the mountain shape of the final mountain, the transport order of each steel material when transporting from the initial mountain to the final mountain, the steel material to be temporarily placed, and the mountain shape of the temporary mountain in this order. To do.
The problem of transshipping already arrived materials (hereinafter referred to as "the problem of transshipping already arrived materials") is the problem of dividing undelivered materials into mountains (problems as described in Patent Documents 1 to 4. Hereinafter, the problem of dividing undelivered materials into mountains). There is an essential difference from (referred to as), which is shown below.

鋼材がヤードに未到着の状態では、2つの鋼材のヤードへの受入順と払出順とが一致している場合(即ち、2つの鋼材の一方の鋼材の受入順および払出順が他方の鋼材よりも早い場合)、それら2つの鋼材を同じ最終山に積もうとすれば、先にヤードに受け入れた鋼材を一旦仮置きし、積み順を入れ替える必要がある。つまり受入順と払出順との関係で仮置きとなるか否かが決められる。一方、ヤードに到着している状態で考える場合には、受入順に対応する要素が、初期山での鋼材の積み順となる。つまり、初期山にて上に積まれている鋼材からアクセス出来るので、これが、受入順に対応する。ここで、ヤードに鋼材が未到着の状態では、"受入順"は全ての鋼材について一意に順序づけられる。これに対し、既到着材の“搬送順"は複数の初期山がある場合には、複数の初期山の一番上にある鋼材にアクセス可能であることから、初期山の数分の自由度があり、搬送順を一意に決めることが出来ない。従って、全ての鋼材がヤードに未到着の状態を初期状態とする「未到着材山分け問題」より、鋼材がヤードに既に到着している状態を初期状態とする「既到着材積み替え問題」の方が問題の難易度が高いことが判る。 When the steel has not arrived in the yard, the order of receipt and delivery of the two steels to the yard is the same (that is, the order of receipt and delivery of one steel of the two steels is higher than that of the other steel. If you want to stack these two steels on the same final pile, you need to temporarily place the steels received in the yard first and change the stacking order. In other words, the relationship between the order of acceptance and the order of withdrawal determines whether or not it will be temporarily placed. On the other hand, when considering the state of arrival at the yard, the element corresponding to the order of acceptance is the order of stacking steel materials in the initial pile. In other words, since it can be accessed from the steel materials piled up on the initial mountain, this corresponds to the order of acceptance. Here, when the steel materials have not arrived in the yard, the "acceptance order" is uniquely ordered for all the steel materials. On the other hand, the "transportation order" of the already arrived material is that when there are multiple initial peaks, the steel material at the top of the multiple initial peaks can be accessed, so there is a degree of freedom that is several minutes of the initial peaks. Therefore, the transport order cannot be uniquely determined. Therefore, rather than the "non-arrival material pile division problem" in which all steel materials have not arrived at the yard as the initial state, the "already-arrival material transshipment problem" in which the steel material has already arrived in the yard is the initial state. It turns out that the difficulty of the problem is high.

この「既到着材積み替え問題」の難しさは評価の一つである仮置きの計数の難しさに表れる。つまり、仮置きの発生数は「未到着材山分け問題」では、鋼材のヤードへの到着順により判断できるので、最終山の山姿を決めれば山単位に個別に決定できる(他の山の影響はない)。これに対し、「既到着材積み替え問題」では、 単独の最終山の山姿を与えても、それを構成する際に必要な仮置きは、その最終山を構成する鋼材が存在していた(複数の)初期山の山姿や、それらの初期山から作られる他の(複数の)最終山の山姿や、初期山からの鋼材の搬送順(初期山の分解順)や、最終山への鋼材の搬送順(最終山の組立順)にも依存する。 The difficulty of this "problem of transshipment of already arrived materials" appears in the difficulty of counting temporary storage, which is one of the evaluations. In other words, the number of temporary storages can be determined by the order of arrival of steel materials in the yard in the "Unarrival material mountain division problem", so if the mountain shape of the final mountain is determined, it can be determined individually for each mountain (influence of other mountains). Not). On the other hand, in the "re-arrival material transshipment problem", even if a single final mountain was given, the temporary storage required to compose it was that the steel materials that make up the final mountain existed ( To the final mountain, the mountain appearance of the initial mountain (plural), the mountain appearance of the other (plural) final mountains made from those initial mountains, the transportation order of steel materials from the initial mountain (decomposition order of the initial mountain), and the final mountain. It also depends on the order of transportation of steel materials (the order of assembly of the final pile).

従って、「既到着材積み替え問題」では、「未到着材山分け問題」を解く場合のように、仮置きの発生数を山単位で決めることが出来ない。別の表現をすると、「既到着材積み替え問題」では、最終山の山姿を決める際、搬送順に、初期山の山数分の自由度があるので、搬送順と同時に考えない限り、仮置き数を最小化する最終山の山姿を解く問題を解決することが出来ない。しかしながら、最終山の山姿と搬送順とを同時に考慮した最適化問題は、問題規模の増大を招く。 Therefore, in the "recipient material transshipment problem", the number of temporary storages that occur cannot be determined in mountain units as in the case of solving the "non-arrival material pile division problem". In other words, in the "relaying material transshipment problem", when deciding the shape of the final mountain, there is as much freedom as the number of mountains in the initial mountain in the order of transportation, so unless you think at the same time as the order of transportation, it will be temporarily placed. It is not possible to solve the problem of solving the mountain shape of the final mountain that minimizes the number. However, the optimization problem that considers the shape of the final mountain and the order of transportation at the same time causes an increase in the scale of the problem.

以上のような知見の下、本発明者らは、「未到着材山分け問題」の最終山の山姿を最適計算で解く最適解法を、既到着材の問題に対応できるよう修正して準最適解を求め、それを最終山の山姿として、各鋼材の初期山から最終山に至るまでの搬送順を求め、このようにして求めた最終山の山姿と搬送順とに基づき仮山の山姿を求めることに想到した。以下に、このようにして、最終山の山姿、初期山から最終山に至るまでの各鋼材の搬送順、および仮山の山姿を導出する手法の具体例を説明する。 Based on the above findings, the present inventors have modified the optimal solution method for solving the mountain shape of the final mountain of the "undelivered timber division problem" by optimal calculation so that it can deal with the problem of already arrived timber, and are suboptimal. Find a solution, use it as the mountain shape of the final mountain, find the transportation order from the initial mountain to the final mountain of each steel material, and based on the mountain shape and transportation order of the final mountain obtained in this way, the temporary mountain I came up with the idea of seeking a mountain view. In this way, a specific example of the method of deriving the mountain shape of the final mountain, the transport order of each steel material from the initial mountain to the final mountain, and the mountain shape of the temporary mountain will be described.

<ヤード管理装置100の機能構成>
図1は、ヤード管理装置100の機能的な構成の一例を示す図である。ヤード管理装置100のハードウェアは、例えば、CPU、ROM、RAM、HDD、および各種のインターフェースを備える情報処理装置、または専用のハードウェアを用いることにより実現される。図2は、ヤード管理装置100により実行されるヤード管理方法の概要の一例を説明するフローチャートである。
<Functional configuration of yard management device 100>
FIG. 1 is a diagram showing an example of a functional configuration of the yard management device 100. The hardware of the yard management device 100 is realized by using, for example, an information processing device including a CPU, ROM, RAM, HDD, and various interfaces, or dedicated hardware. FIG. 2 is a flowchart illustrating an outline of an outline of a yard management method executed by the yard management device 100.

[鋼材情報取得部101、ステップS201]
鋼材情報取得部101は、山積みの対象となる鋼材についての鋼材情報を取得する。鋼材情報は、鋼材グループ情報と、各鋼材グループ初期山の山姿を特定する情報と、山の最大高さを特定する情報と、を含む。
[Steel information acquisition unit 101, step S201]
The steel material information acquisition unit 101 acquires steel material information about the steel materials to be piled up. The steel material information includes steel material group information, information for specifying the mountain shape of the initial mountain of each steel material group, and information for specifying the maximum height of the mountain.

鋼材グループ情報には、最終山の作成対象となる鋼材グループ(鋼材グループの集合N={1,2,・・・,n})のそれぞれについて、識別情報と、払出順と、鋼材数と、最大幅と、最小幅と、最大長と、最小長の情報が含まれる。鋼材グループとは、搬送機器(主にクレーン)にて搬送する際に、分割されることのない(最小単位となる)鋼材の纏まりを指す。
識別情報は、各鋼材グループを一意に識別する識別情報(鋼材グループID)である。
払出順は、各鋼材グループの払出順(圧延工程への搬送順)である。
The steel group information includes identification information, payout order, number of steel materials, and each of the steel material groups (set N = {1, 2, ..., N}) for which the final pile is to be created. Contains information on maximum width, minimum width, maximum length, and minimum length. The steel material group refers to a group of steel materials that are not divided (the smallest unit) when transported by a transport device (mainly a crane).
The identification information is identification information (steel group ID) that uniquely identifies each steel group.
The payout order is the payout order (transportation order to the rolling process) of each steel material group.

鋼材数(w:N→Z+)は、各鋼材グループを構成する鋼材の数である。1つの鋼材グループに含まれる鋼材の数w(i)は、例えば、1以上6以下(∀i∈N、1≦w(i)≦6)である。このように鋼材グループには、複数の鋼材が含まれる場合だけでなく、1つの鋼材のみが含まれる場合もある。
最大幅・最小幅は、それぞれ、各鋼材グループを構成する鋼材の最大幅・最小幅である。尚、最大幅・最小幅に代えて、各鋼材グループを構成するスラブのそれぞれの幅を鋼材グループ情報に含めてもよい。
最大長・最小長は、それぞれ、各鋼材グループを構成する鋼材の最大長・最小長である。尚、最大長・最小長に代えて、各鋼材グループを構成する鋼材のそれぞれの長さを鋼材グループ情報に含めてもよい。
The number of steel materials (w: N → Z +) is the number of steel materials constituting each steel material group. The number w (i) of the steel materials included in one steel material group is, for example, 1 or more and 6 or less (∀i ∈ N, 1 ≦ w (i) ≦ 6). As described above, the steel material group may include not only a plurality of steel materials but also only one steel material.
The maximum width and the minimum width are the maximum width and the minimum width of the steel materials constituting each steel material group, respectively. Instead of the maximum width and the minimum width, the width of each slab constituting each steel material group may be included in the steel material group information.
The maximum length and the minimum length are the maximum length and the minimum length of the steel materials constituting each steel material group, respectively. Instead of the maximum length and the minimum length, the lengths of the steel materials constituting each steel material group may be included in the steel material group information.

初期山の山姿を特定する情報は、初期山を一意に識別する識別情報である初期山IDと、当該初期山IDで識別される初期山の各積段に位置する鋼材グループIDとを含む。
前述したように初期山には、既着山と仮想山とが含まれる。仮想山は、最終山の作成対象となる鋼材のうち、鋼材情報が作成された時点でヤードに未だ山積みされていない鋼材を、ヤードへの到着順が早いものほど上になるように山積みしたと仮定した場合の山である。本実施形態では、最終山の作成対象となる鋼材のうちヤードに未到着で未だ山積みされていない全ての鋼材が1つの仮想山に山積みされるものとする。このように本実施形態では、ヤードに未到着で未だ山積みされていない鋼材も仮想山として山積みされているとし(即ち、最終山の作成対象となる全ての鋼材がヤードにおいて山積みされているものとし)、その積姿を所与とする。
The information for identifying the mountain shape of the initial mountain includes an initial mountain ID which is identification information for uniquely identifying the initial mountain, and a steel group ID located in each stack of the initial mountain identified by the initial mountain ID. ..
As mentioned above, the initial mountains include existing mountains and virtual mountains. The virtual mountain is said to have piled up the steel materials that are not yet piled up in the yard at the time when the steel material information was created, so that the earlier the arrival order to the yard, the higher the steel materials to be created. It is a mountain when it is assumed. In the present embodiment, among the steel materials for which the final pile is to be created, all the steel materials that have not arrived at the yard and have not yet been piled up are piled up in one virtual pile. As described above, in the present embodiment, it is assumed that the steel materials that have not arrived at the yard and have not been piled up are also piled up as virtual piles (that is, all the steel materials for which the final pile is to be created are piled up in the yard. ), Given that stack.

山の最大高さを特定する情報は、仮山および最終山として山積みできる鋼材の数の上界hmax(∈Z+)を含む情報である。仮山および最終山として山積みできる鋼材の数の上界hmaxは、例えば、10である。ここでは、各鋼材の厚みが同じであるものとして、山の最大高さを特定する情報を、仮山および最終山として山積みできる鋼材の数の上界とした。各鋼材の厚みの情報が鋼材情報に含まれる場合には、山の最大高さを特定する情報として、仮山および最終山の最大の高さを採用してもよい。
尚、最終山の作成対象となる全ての鋼材を1つずつ搬送する場合には、個々の鋼材について、識別情報(鋼材ID)、払出順、幅、および長さの情報が鋼材グループ情報の代わりに取得される。
鋼材情報の取得形態としては、例えば、ヤード管理装置100のユーザインターフェースの入力操作、外部装置からの送信、または可搬型の記憶媒体からの読み出しが挙げられる。
The information that identifies the maximum height of the mountain is information that includes the upper bound h max (∈ Z +) of the number of steel materials that can be piled up as a temporary mountain and the final mountain. The upper bound h max of the number of steel materials that can be piled up as a temporary mountain and a final mountain is, for example, 10. Here, assuming that the thickness of each steel material is the same, the information for specifying the maximum height of the mountain is defined as the upper bound of the number of steel materials that can be piled up as a temporary mountain and a final mountain. When the information on the thickness of each steel material is included in the steel material information, the maximum heights of the temporary mountain and the final mountain may be adopted as the information for specifying the maximum height of the mountain.
When all the steel materials for which the final pile is to be created are transported one by one, the identification information (steel material ID), payout order, width, and length information for each steel material is used instead of the steel material group information. To be acquired.
Examples of the acquisition form of the steel material information include an input operation of the user interface of the yard management device 100, transmission from an external device, and reading from a portable storage medium.

[最終山導出部102、ステップS202]
最終山導出部102は、初期山の山姿に基づいて、後述する積み制約を満足する条件下で、後述する初期山単位逆転対の数および最終山の総数が少なくなるように、最終山の山姿を、最適計算を行うことにより導出する。
[Final mountain derivation unit 102, step S202]
The final mountain derivation unit 102 is based on the mountain shape of the initial mountain, and under the condition that the stacking constraint described later is satisfied, the number of the initial mountain unit reversal pairs and the total number of the final mountain described later are reduced. The mountain shape is derived by performing the optimum calculation.

<経緯>の項で説明したように、「未到着材山分け問題」では、最終山ごとに、当該最終山の作成時に仮置き数が定められる。これに対し、本実施形態のような「既到着材積み替え問題」では、最終山の作成時に仮置き数を最終山ごとに一意に定めることができない。「未到着山分け問題」では、仮置き数を評価するために逆転対集合が用いられる。ここで、逆転対とは、同一の最終山に山積みすることはできるが、同一の最終山に山積みする際には、ヤードへの到着順と、同一の最終山における(下からの)積順とが逆転する関係にある鋼材グループの対のことを指し、このような逆転対の集合が逆転対集合である。例えば、ヤードへの到着順が相対的に早い第1の鋼材グループと相対的に遅い第2の鋼材グループが同一の最終山に山積みされる場合であって、当該最終山において、第1の鋼材グループの方が第2の鋼材グループよりも払出順が先の(即ち、上に積まれる)場合に、第1の鋼材グループと第2の鋼材グループは逆転対となる。ヤードへの到着順は、第1の鋼材グループの方が第2の鋼材グループよりも早いが、払出順は、第1の鋼材グループの方が第2の鋼材グループよりも早いからである。 As explained in the section <Background>, in the "non-arrival timber division problem", the number of temporary placements is determined for each final mountain when the final mountain is created. On the other hand, in the "problem of transshipment of already arrived materials" as in the present embodiment, the number of temporary storages cannot be uniquely determined for each final mountain when the final mountain is created. In the "non-arrival mountain division problem", a reversal pair set is used to evaluate the number of temporary placements. Here, the reversal pair can be piled up on the same final mountain, but when stacking on the same final mountain, the order of arrival at the yard and the stacking order on the same final mountain (from the bottom) Refers to a pair of steel materials groups that have a reverse relationship with each other, and such a set of reverse pairs is a reverse pair set. For example, when the first steel group having a relatively early arrival order at the yard and the second steel group having a relatively slow arrival order are piled up on the same final pile, the first steel material is piled up in the final pile. When the group is paid out earlier (that is, stacked on top) than the second steel group, the first steel group and the second steel group are reversed pairs. This is because the order of arrival at the yard is earlier in the first steel group than in the second steel group, but the order of payout is earlier in the first steel group than in the second steel group.

「未到着材山分け問題」を「既到着材積み替え問題」に適用する場合、逆転対集合を必要十分に定義することができない(正確には、逆転対そのものが搬送順に依存するので搬送順を固定しない限り逆転対を定義することはできない)。そこで、本発明者らは、搬送順に関わらず初期山の山姿より仮置きが避けられない2つの鋼材グループの対を、初期山単位逆転対Rとし、「未到着材山分け問題」における逆転対を、初期山単位逆転対Rとして、「未到着材山分け問題」を、最適計算を行って解くことにより、最終山の山姿を導出することに想到した。 When applying the "undelivered material pile division problem" to the "already arrived material transshipment problem", the reversal pair assembly cannot be defined sufficiently (to be exact, the reversal pair itself depends on the transport order, so the transport order is fixed. Unless you can define a reversal pair). Therefore, the present inventors set the pair of two steel material groups whose temporary placement is unavoidable from the mountain shape of the initial mountain regardless of the order of transportation as the initial mountain unit reversal pair R, and the reversal pair in the "non-arrival material mountain division problem". As the initial mountain unit reversal vs. R, we came up with the idea of deriving the mountain shape of the final mountain by solving the "non-arrival timber division problem" by performing optimal calculation.

以上のように本実施形態では、初期山の山姿のみから逆転対となる鋼材グループの対を、初期山単位逆転対Rとする。初期山では、その積順が上の鋼材グループから搬送可能であることから、積順を到着順と見立てた逆転対の抽出を初期山ごとに行う。具体的には、同一の初期山にある任意の2つの鋼材グループについて、当該初期山における相対的な積み位置の上下の位置関係が、最終山でも同じ上下関係にある場合、当該2つの鋼材グループは、初期山単位逆転対Rになる。例えば、同一の初期山において相対的に上に第1の鋼材グループがあり、相対的に下に第2の鋼材グループがある場合であって、同一の最終山において、第1の鋼材グループが相対的に上になり、第2の鋼材グループが相対的に下になる場合に、第1の鋼材グループと第2の鋼材グループは初期山単位逆転対となる。尚、第1の鋼材グループと第2の鋼材グループは、同一の初期山において、隣り合う位置にあるものに限定されない(例えば、第1の鋼材グループと第2の鋼材グループとの間に第3の鋼材グループがある場合でも、前述した関係を満たせば、第1の鋼材グループと第2の鋼材グループは初期山単位逆転対となる)。このような初期山単位逆転対を構成する2つの鋼材グループのうち、同一の初期山において相対的に上にある鋼材グループは、仮置きの対象となる。 As described above, in the present embodiment, the pair of the steel material group that becomes the reversal pair only from the mountain shape of the initial mountain is defined as the initial mountain unit reversal pair R. In the initial pile, since the stacking order can be transported from the upper steel group, the reversal pair is extracted for each initial pile, assuming that the stacking order is the arrival order. Specifically, for any two steel group in the same initial pile, if the vertical positional relationship of the relative stacking positions in the initial pile is the same in the final pile, the two steel groups Is the initial mountain unit reversal vs. R. For example, in the same initial mountain, there is a first steel group relatively above and a second steel group relatively below, and in the same final mountain, the first steel group is relative. The first steel group and the second steel group are in the initial mountain unit reversal pair when the second steel group is relatively higher and the second steel group is relatively lower. The first steel group and the second steel group are not limited to those located adjacent to each other in the same initial mountain (for example, a third steel group between the first steel group and the second steel group). Even if there is a steel material group of, the first steel material group and the second steel material group become an initial mountain unit reversal pair if the above-mentioned relationship is satisfied). Of the two steel material groups constituting such an initial pile unit reversal pair, the steel material group that is relatively higher in the same initial pile is subject to temporary placement.

「未到着材山分け問題」自体は、公知の技術で実現することができる。例えば、特許文献7、8には、集合分割問題として「未到着材山分け問題」を解く例が示されている。そこで、本実施形態では、特許文献7、8に記載の「未到着材山分け問題」において、仮置き(山作成負荷)を、逆転対ではなく初期山単位逆転対Rで評価することにより、最終山導出部102は、最終山の山姿を導出する。 The "non-arrival timber division problem" itself can be realized by a known technique. For example, Patent Documents 7 and 8 show an example of solving the "non-arrival timber division problem" as a partitioning problem. Therefore, in the present embodiment, in the "non-arrival material mountain division problem" described in Patent Documents 7 and 8, the temporary placement (mountain creation load) is finally evaluated by the initial mountain unit reversal pair R instead of the reversal pair. The mountain derivation unit 102 derives the mountain shape of the final mountain.

<<最終山導出部102の機能構成>>
図3は、最終山導出部102の詳細な機能的な構成の一例を示す図である。図4は、最終山導出部102(ステップS202)の詳細な処理の一例を説明するフローチャートである。
<< Functional configuration of final mountain derivation unit 102 >>
FIG. 3 is a diagram showing an example of a detailed functional configuration of the final mountain derivation unit 102. FIG. 4 is a flowchart illustrating an example of detailed processing of the final mountain derivation unit 102 (step S202).

〔実現可能山抽出部301、ステップS401〕
実現可能山抽出部301は、鋼材グループの集合Nの部分集合のうち、積み制約を満足する部分集合を実現可能山として抽出する。
[Feasible mountain extraction unit 301, step S401]
The feasible mountain extraction unit 301 extracts a subset that satisfies the stacking constraint as a feasible mountain from the subsets of the set N of the steel material group.

ここで、前述した積み制約の一例について説明する。
本実施形態では、幅制約、長さ制約、および高さ制約を、実現可能山を抽出する際の積み制約とする。
・幅条件
或る鋼材グループの最大幅が、当該或る鋼材グループの下に位置する鋼材グループの最小幅よりも狭いならば無条件で、当該或る鋼材グループを、当該下に位置する鋼材グループの上に置ける。或る鋼材グループの最大幅が、当該或る鋼材グループの下に位置する鋼材グループの最小幅よりも広い場合には、両者の幅の差が、作業制約により定まる基準値(例えば200[mm])未満であれば、当該或る鋼材グループを、当該下に位置する鋼材グループの上に置けるが、それを越えると置けない。
Here, an example of the above-mentioned stacking constraint will be described.
In the present embodiment, the width constraint, the length constraint, and the height constraint are used as stacking constraints when extracting feasible peaks.
-Width condition If the maximum width of a steel material group is narrower than the minimum width of the steel material group located below the steel material group, the steel material group is unconditionally assigned to the steel material group located below the steel material group. Can be placed on top. When the maximum width of a certain steel group is wider than the minimum width of the steel group located below the certain steel group, the difference between the two widths is a reference value determined by work constraints (for example, 200 [mm]). ), The certain steel group can be placed on the steel group located below the steel group, but cannot be placed beyond the steel group.

即ち、幅条件を満たす場合は、或る鋼材グループの最大幅が、当該或る鋼材グループの下に位置する鋼材グループの最小幅よりも狭い場合と、或る鋼材グループの最大幅が、当該或る鋼材グループの下に位置する鋼材グループの最小幅よりも広く、且つ、両者の幅の差が基準値(例えば200[mm])未満である場合である。 That is, when the width condition is satisfied, the maximum width of a certain steel material group is narrower than the minimum width of the steel material group located below the certain steel material group, and the maximum width of the certain steel material group is the said. This is a case where the width is wider than the minimum width of the steel material group located below the steel material group and the difference between the widths is less than the reference value (for example, 200 [mm]).

・長さ条件
或る鋼材グループの最大長が、当該或る鋼材グループの下に位置する鋼材グループの最小長よりも短いならば無条件で、当該或る鋼材グループを、当該下に位置する鋼材グループの上に置ける。或る鋼材グループの最大長が、当該或る鋼材グループの下に位置する鋼材グループの最小長よりも長い場合には、両者の長さの差が、作業制約により定まる基準値(例えば2000[mm])未満であれば、当該或る鋼材グループを、当該下に位置する鋼材グループの上に置けるが、それを越えると置けない。
-Length condition If the maximum length of a certain steel group is shorter than the minimum length of the steel group located below the certain steel group, the certain steel group is unconditionally placed under the steel group. Can be placed on top of a group. When the maximum length of a certain steel group is longer than the minimum length of the steel group located below the certain steel group, the difference between the two lengths is a reference value determined by work constraints (for example, 2000 [mm]). ]) If it is less than, the certain steel group can be placed on the steel group located below, but if it exceeds it, it cannot be placed.

即ち、長さ条件を満たす場合は、或る鋼材グループの最大長が、当該或る鋼材グループの下に位置する鋼材グループの最小長よりも短い場合と、或る鋼材グループの最大長が、当該或る鋼材グループの下に位置する鋼材グループの最小長よりも長く、且つ、両者の長さの差が基準値(例えば2000[mm])未満である場合である。 That is, when the length condition is satisfied, the maximum length of a certain steel material group is shorter than the minimum length of the steel material group located below the certain steel material group, and the maximum length of the certain steel material group is the said. This is a case where the length is longer than the minimum length of the steel group located below a certain steel group, and the difference between the two lengths is less than the reference value (for example, 2000 [mm]).

・高さ制約
最終山の積段数hは、最終山として山積みできる鋼材の数の上界hmax以下でなければならない。
-Height constraint The number of stacks h of the final pile must be less than or equal to the upper bound h max of the number of steel materials that can be piled up as the final pile.

ここで、長さ制約に関しては、或る鋼材グループの1つ下に位置する鋼材グループとの関係のみで規定する場合もあるが、長さ条件に記述したように下に位置する全鋼材に対し規制し、それよりも厳しい制約とすることにより、任意の鋼材グループの対{i,j}⊆Nについて、鋼材グループi,jを同一の最終山に積んで良いか悪いかが一意に定まる。従って、以下の(1)式、(2)式のように、鋼材グループの対の集合Fを禁止対集合として定義することができる。禁止対集合とは、同一の最終山に山積みすることができない2つの鋼材グループの組(禁止対)の集合のことを指す。 Here, the length constraint may be specified only by the relationship with the steel group located one below a certain steel group, but as described in the length condition, it is applied to all the steels located below. By regulating and making the restrictions stricter than that, it is uniquely determined whether or not the steel group i, j can be loaded on the same final pile for the pair {i, j} ⊆N of any steel group. Therefore, as in the following equations (1) and (2), the pair set F of the steel material group can be defined as a prohibited pair set. A prohibited pair set refers to a set of two steel group pairs (prohibited pairs) that cannot be piled up on the same final pile.

Figure 0006776873
Figure 0006776873

実現可能山抽出部301は、鋼材情報に基づいて、以上の(1)式および(2)式により定まる禁止対集合(鋼材グループの対の集合F)が実現可能山に含まれないようにすると共に、高さ制約に違反する山が実現可能山に含まれないように、実現化可能山を抽出する。 The feasible mountain extraction unit 301 prevents the forbidden pair set (set F of pairs of steel material groups) determined by the above equations (1) and (2) from being included in the feasible mountain based on the steel material information. At the same time, the feasible mountains are extracted so that the mountains that violate the height constraint are not included in the feasible mountains.

〔制約式・目的関数設定部302、ステップS402、S403〕
制約式・目的関数設定部302は、鋼材情報に基づいて、実現可能山の集合(集合族)の各要素である実現可能山のそれぞれに対して評価値を導出する。この評価値は、初期山単位逆転対の数が少ないほど評価が高くなり(値が小さくなり)、且つ、実現可能山の高さが高い(即ち、実現可能山の数が少ない)ほど評価が高く(値が小さく)なるように定められる。また、実現可能山採用有無変数を決定変数とする。実現可能山採用有無変数は、例えば、最終山導出部102は実現可能山の集合の要素(実現可能山)を最終山(最適解)として採用する場合に「1」、採用しない場合に「0(ゼロ)」となる0−1変数である。
[Constraint expression / objective function setting unit 302, steps S402, S403]
The constraint equation / objective function setting unit 302 derives an evaluation value for each of the feasible peaks, which is each element of the set of feasible peaks (set family), based on the steel material information. As for this evaluation value, the smaller the number of initial mountain unit reversal pairs, the higher the evaluation (the value becomes smaller), and the higher the height of the feasible mountain (that is, the smaller the number of feasible mountains), the higher the evaluation. It is set to be high (small value). In addition, the feasible mountain adoption / non-adoption variable is used as the coefficient of determination. The feasible mountain adoption / non-adoption variable is, for example, "1" when the final mountain derivation unit 102 adopts the element (realizable mountain) of the set of feasible mountains as the final mountain (optimal solution), and "0" when it is not adopted. (Zero) ”is a 0-1 variable.

そして、制約式・目的関数設定部302は、前記実現可能山採用有無変数(決定変数)と、実現可能山ごとの評価値とを用いて、最適解として採用する実現可能山に対する前記評価値の総和を最小にすることを目的とする目的関数を、前述したようにして抽出した実現可能山の情報に基づいて設定する。また、制約式・目的関数設定部302は、何れの鋼材グループも複数の実現可能山に重複して配置されてはならず、且つ、何れかの実現可能山に配置されなければならないことを、実現可能山採用有無変数(決定変数)を用いて表現する制約条件(制約式)を、前述したようにして抽出した実現可能山の情報に基づいて設定する。 Then, the constraint equation / objective function setting unit 302 uses the feasible mountain adoption / non-adoption variable (determination variable) and the evaluation value for each feasible mountain to obtain the evaluation value for the feasible mountain to be adopted as the optimum solution. An objective function that aims to minimize the sum is set based on the information on the feasible peaks extracted as described above. Further, the constraint expression / objective function setting unit 302 shall not be arranged in a plurality of feasible ridges in any of the steel material groups, and shall be arranged in any of the feasible ridges. Constraints (constraints) expressed using the feasible mountain adoption / non-adoption variable (determination variable) are set based on the information of the feasible mountain extracted as described above.

〔最適化計算部303、ステップS404、S405〕
最適化計算部303は、制約式・目的関数設定部302により設定された制約式を満足する範囲で、制約式・目的関数設定部302により設定された目的関数の値が最小になるときの実現可能山採用有無変数(決定変数)を、最適計算を行うことにより導出する。この実現可能山採用有無変数により、最終山として採用される実現可能山が特定される。また、実現可能山を構成する鋼材グループを、前述した積み制約を満たすように山積みすることにより、各最終山における各鋼材グループの積み位置(即ち、山姿)が特定される。これら特定された情報が、最終山特定情報となる。尚、各最終山には、最終山の識別番号(最終山ID)が設定される。
[Optimization calculation unit 303, steps S404, S405]
The optimization calculation unit 303 realizes when the value of the objective function set by the constraint expression / objective function setting unit 302 becomes the minimum within the range that satisfies the constraint expression set by the constraint expression / objective function setting unit 302. The possible mountain adoption / non-adoption variable (determination variable) is derived by performing the optimum calculation. This feasible mountain adoption variable specifies the feasible mountain to be adopted as the final mountain. Further, by stacking the steel material groups constituting the feasible mountain so as to satisfy the above-mentioned stacking constraint, the stacking position (that is, the mountain shape) of each steel material group in each final mountain is specified. These identified information will be the final mountain identification information. An identification number (final mountain ID) of the final mountain is set for each final mountain.

尚、この最適化計算は、0−1計画問題であり、例えば、分枝限定法等、最適化問題を0−1整数計画法等の数理計画法により解くための公知のアルゴリズム(solver)を用いることにより実現できる。また、ここでは、最小化問題を解くこととしたが、例えば、評価が高いほど値が大きくなるように評価値を定めることにより、最大化問題としてもよい。以上の処理の詳細(実現可能山の抽出の方法や、具体的な制約式および目的関数の内容等)は、特許文献7、8に記載されているので、ここでは、詳細な説明を省略する。 This optimization calculation is a 0-1 programming problem. For example, a known algorithm (solver) for solving an optimization problem by a mathematical programming method such as a 0-1 integer programming method such as a branch-and-bound method is used. It can be realized by using it. Further, although the minimization problem is solved here, for example, it may be a maximization problem by setting the evaluation value so that the higher the evaluation, the larger the value. Details of the above processing (method of extracting feasible peaks, specific constraint equations, contents of objective functions, etc.) are described in Patent Documents 7 and 8, and detailed description thereof will be omitted here. ..

[搬送順導出部103、ステップS203]
初期山単位逆転対Rでは、「未到着材山分け問題」における逆転対のように、仮置きの対象となる鋼材グループの対を全て抽出することができず、仮置きの対象となる鋼材グループの対の抽出が不十分である。従って、最終山導出部102において、仮置き数を十分に評価できていない解が導出されることが想定される。そこで、本実施形態では、搬送順導出部103において、所与の初期山の山姿を、最終山導出部102により導出された最終山の山姿に積み替えるために各鋼材グループを搬送する際の搬送回数(即ち、仮置きの発生数)が最小になるように、各鋼材グループの搬送順を導出する。このようにすることにより、最終山導出部102では十分に考慮できなかった仮置きの発生を可及的に抑制する解が得られることが期待できる。以下に、搬送順導出部103の処理の具体例を2つ説明する。まず、搬送順導出部103の処理の第1の例を説明する。
[Transporting order derivation unit 103, step S203]
In the initial mountain unit reversal pair R, it is not possible to extract all the pairs of the steel material group to be temporarily placed, unlike the reversal pair in the "Undelivered material pile division problem", and the steel material group to be temporarily placed Insufficient pair extraction. Therefore, it is assumed that the final peak derivation unit 102 derives a solution for which the number of temporary placements has not been sufficiently evaluated. Therefore, in the present embodiment, when transporting each steel material group in order to transship the mountain shape of a given initial mountain into the mountain shape of the final mountain derived by the final mountain lead-out unit 102 in the transport order out-licensing unit 103. The transport order of each steel material group is derived so that the number of transports (that is, the number of temporary placements) is minimized. By doing so, it can be expected that a solution that suppresses the occurrence of temporary placement, which could not be sufficiently considered by the final mountain derivation unit 102, can be obtained. Two specific examples of the processing of the transport order derivation unit 103 will be described below. First, a first example of processing of the transport order derivation unit 103 will be described.

<<前提と問題設定>>
搬送順導出部103は、以下の前提の下で、鋼材情報取得部101により取得された鋼材情報(初期山の山姿を特定する情報)から特定される初期山から、最終山導出部102により山姿が導出された最終山への鋼材を積み替える際の鋼材の搬送順を求める。尚、以下の説明では、初期山の山姿を特定する情報を必要に応じて初期山姿特定情報と称する。また、最終山導出部102により導出された最終山の山姿を特定する情報を必要に応じて最終山姿特定情報と称する。
<< Assumptions and problem settings >>
Under the following premise, the transport order derivation unit 103 uses the final mountain derivation unit 102 from the initial mountain specified from the steel material information (information that identifies the mountain shape of the initial mountain) acquired by the steel material information acquisition unit 101. Find the order of transport of steel when transshipping steel to the final mountain from which the mountain shape was derived. In the following description, the information for identifying the initial mountain shape is referred to as the initial mountain shape identification information as necessary. Further, the information for identifying the mountain shape of the final mountain derived by the final mountain derivation unit 102 is referred to as the final mountain shape identification information as necessary.

(1) 初期山(初期置場)から最終山(最終置場)への搬送回数は、何れの鋼材についても最大2回とする。即ち、仮山(仮置場)に搬送された鋼材は、次の搬送時には必ず最終山(最終置場)に搬送されるものとし、異なる仮山(仮置場)間で搬送されることはないものとする。
(2) 初期山と最終山の置場は異なっており、必ず全ての鋼材を初期山(初期置場)から最終山(最終置場)へ搬送する必要があるものとする(即ち、全ての鋼材が搬送対象になる)。
(1) The maximum number of transports from the initial mountain (initial storage area) to the final mountain (final storage area) is 2 for any steel material. That is, the steel material transported to the temporary mountain (temporary storage site) shall be transported to the final mountain (final storage site) at the next transportation, and shall not be transported between different temporary mountains (temporary storage site). To do.
(2) The initial and final hills are stored differently, and it is assumed that all steel materials must be transported from the initial ridge (initial yard) to the final ridge (final yard) (that is, all steel materials are transported). Be eligible).

また、本例では、以下の制約の下で、鋼材の搬送回数を最小とすることを目的とする最適化問題を解く。
(i) 各初期山の鋼材は、当該初期山の上から順にしか搬送できない。
(ii) 最終山を作成する際には、最下段から順に上にしか積み上げることができない。
(iii) 同時に搬送できる鋼材の数は、使用可能なクレーンの数および能力に依存する。本例では、説明を簡単にするため、使用可能なクレーンの数が「1」である場合、即ち、1つの鋼材グループに含まれる鋼材の数が「1」である場合を例に挙げて説明する。
前述したように、初期山(初期置場)から最終山(最終置場)への搬送回数は、何れの鋼材についても最大2回とするので(前記(1)の前提を参照)、鋼材の搬送回数を最小とすることは、仮置きの回数を最小にすることと等しい。
Further, in this example, the optimization problem for the purpose of minimizing the number of times the steel material is conveyed is solved under the following constraints.
(I) The steel material of each initial pile can be transported only in order from the top of the initial pile.
(Ii) When creating the final mountain, it can only be stacked from the bottom to the top.
(Iii) The number of steels that can be transported simultaneously depends on the number and capacity of available cranes. In this example, for the sake of simplicity, the case where the number of usable cranes is "1", that is, the case where the number of steel materials included in one steel material group is "1" is taken as an example. To do.
As described above, the maximum number of transports from the initial ridge (initial yard) to the final ridge (final yard) is 2 for any steel material (see the premise of (1) above), so the number of transports of the steel material. To minimize is equivalent to minimizing the number of temporary placements.

<<決定変数>>
本例では、初期山から鋼材を取り除く順序を定める変数を独立変数とし、最終山の山姿に基づいて、各鋼材の仮置きの必要の有無を判定する。このように初期山から鋼材を取り除く順序を独立変数とするのは、所与である最終山の山姿が最終搬送順序の情報を持つことに着目し、変数を削減するためである。また、初期山から鋼材を取り除く順序を示す変数である初期搬送順序変数について、絶対順序変数でなく相対順序変数とすることにより、2つの鋼材間の順序制約を簡潔に且つ明瞭に表現できるようにする。そして、このような初期搬送順序変数を用いることにより、初期搬送順序変数として絶対順序変数を用いる場合に対し、独立変数の規模をn2からn2に減らすことができる。
<< determination variable >>
In this example, the variable that determines the order of removing the steel materials from the initial pile is set as the independent variable, and it is determined whether or not each steel material needs to be temporarily placed based on the peak shape of the final pile. The reason why the order of removing the steel material from the initial pile is set as the independent variable is to reduce the variable by paying attention to the fact that the mountain shape of the given final pile has the information of the final transport order. In addition, the initial transport order variable, which is a variable indicating the order in which steel materials are removed from the initial pile, is set to a relative ordinal variable instead of an absolute ordinal variable so that the order constraint between the two steel materials can be expressed concisely and clearly. To do. Then, by using such an initial transport order variable, the scale of the independent variable can be reduced from n 2 to n C 2 as compared with the case where the absolute order variable is used as the initial transport order variable.

任意の鋼材グループペア(2つの鋼材グループ)に対し、初期山から鋼材を取り除く順序を定める初期搬送順序変数y(s,s')と、任意の鋼材グループに対し仮置きの発生の有無を表す仮置き発生有無変数x(s)を、それぞれ以下のように定義する。 For any steel group pair (two steel groups), the initial transport order variable y (s, s') that defines the order in which the steel is removed from the initial pile, and the presence or absence of temporary placement for any steel group are indicated. Temporary placement occurrence / absence variables x (s) are defined as follows.

(a)初期搬送順変数y(s,s'):変数の数=n2
鋼材グループの集合Nの各要素が1つの頂点を持つ完全有向グラフをG=(N,E)とする。このとき、E={(s,s')∈N2|s≠s')である。有向枝集合E上に定義された0−1変数y(e)(∀e∈E)を導入し、以下の(3)式のように初期搬送順変数y(s,s')を定義する。
(A) Initial transport order variable y (s, s'): Number of variables = n C 2
Let G = (N, E) be a fully directed graph in which each element of the set N of the steel group has one vertex. At this time, E = {(s, s') ∈ N 2 | s ≠ s'). Introduce the 0-1 variable y (e) (∀e ∈ E) defined on the directed set E, and define the initial transport forward variable y (s, s') as shown in equation (3) below. To do.

Figure 0006776873
Figure 0006776873

ここで、初期搬送とは、初期山にある鋼材グループを最終山(最終置場)または仮山(仮置場)に搬送することをいう。これに対し、最終搬送とは、初期山または仮山(仮置場)にある鋼材を最終山(最終置場)に搬送することをいう。sは、各鋼材グループの初期搬送を特定する変数であり、鋼材グループごとに異なる値が設定される(s'はsと区別できるように表記したものであり、s'や後述する(6)式のs''も各鋼材の初期搬送を特定する変数である)。前述したように鋼材グループの数はnである。これらの鋼材グループのそれぞれに対し、初期搬送を特定する変数sが設定される。本例では、変数sが鋼材グループIDである場合を例に挙げて説明する。
(b)仮置き発生有無変数x(s):変数の数=n
仮置き発生有無変数x(s)は、初期山から最終山へ鋼材グループを初期搬送する際に、当該初期搬送が、仮山(仮置場)への搬送であるか、最終山(最終置場)への搬送であるのかを表す0−1変数である。従って、以下の(4)式のように仮置き発生有無変数x(s)を定義する。
Here, the initial transportation means that the steel group in the initial mountain is transported to the final mountain (final storage place) or the temporary mountain (temporary storage place). On the other hand, the final transport means to transport the steel material in the initial mountain or the temporary mountain (temporary storage place) to the final mountain (final storage place). s is a variable that specifies the initial transport of each steel material group, and a different value is set for each steel material group (s'is written so as to be distinguishable from s, and s'and later (6). The s'' in the equation is also a variable that specifies the initial transport of each steel material). As mentioned above, the number of steel group is n. A variable s that specifies the initial transport is set for each of these steel groups. In this example, the case where the variable s is the steel material group ID will be described as an example.
(B) Temporary placement variable x (s): number of variables = n
The variable x (s) for the presence / absence of temporary storage indicates that when the steel group is initially transported from the initial mountain to the final mountain, the initial transportation is to the temporary mountain (temporary storage site) or the final mountain (final storage site). It is a 0-1 variable indicating whether or not it is transported to. Therefore, the temporary placement occurrence / absence variable x (s) is defined as in the following equation (4).

Figure 0006776873
Figure 0006776873

本例における決定変数の総数は(n2+n)になる。
<<搬送順導出部103の機能構成>>
図5は、搬送順導出部103の詳細な機能的な構成の一例を示す図である。図6は、搬送順導出部103(ステップS203)の詳細な処理の一例を説明するフローチャートである。
The total number of decision variables in this example is ( n C 2 + n).
<< Functional configuration of transport order derivation unit 103 >>
FIG. 5 is a diagram showing an example of a detailed functional configuration of the transport order derivation unit 103. FIG. 6 is a flowchart illustrating an example of detailed processing of the transport order derivation unit 103 (step S203).

〔制約式・目的関数設定部501、ステップS601、S602〕
制約式・目的関数設定部501は、前述した制約を数式で表した制約式と、前述した目的を数式で表した目的関数とを設定する。
[[制約式]]
まず、制約式について説明する。
(a)初期搬送順変数y(s,s')の定義制約
任意の2つの鋼材グループを初期山から取り除く順序は、鋼材グループの集合Nの全順序(推移的であり(以下の(6)式)、反対称且つ完全(以下の(5)式)な二項関係を言う)となることから、任意の2つの鋼材グループを初期山から取り除く相対的な順序を定める初期搬送順変数y(s,s')は、以下の(5)式で表される完全律(比較可能)および以下の(6)式で表される推移律を満たす。また、以下の(5)式および(6)式を満たす初期搬送順変数y(s,s')は、鋼材グループの全順序に対応する。
[Constraint expression / objective function setting unit 501, steps S601, S602]
The constraint expression / objective function setting unit 501 sets a constraint expression in which the above-mentioned constraint is expressed by a mathematical expression and an objective function in which the above-mentioned purpose is expressed by a mathematical expression.
[[Constraint expression]]
First, the constraint expression will be described.
(A) Definition constraint of the initial transport order variable y (s, s') The order of removing any two steel material groups from the initial peak is the total order of the set N of the steel material groups (transitive ((6) below). Equation), antisymmetric and total (referring to the binary relation of equation (5) below)), so the initial transitive order variable y (which defines the relative order of removing any two steel group from the initial peak) s, s') satisfies the total order (comparable) expressed by the following equation (5) and the transitive law expressed by the following equation (6). Further, the initial transport order variable y (s, s') satisfying the following equations (5) and (6) corresponds to the total order of the steel material group.

Figure 0006776873
Figure 0006776873

(5)式は、変数sで特定される鋼材グループの初期搬送と、変数s' で特定される鋼材グループの初期搬送は、必ず一方が先で他方が後になることを示す。尚、これら2つの鋼材グループは、別の鋼材グループである。
(6)式は、変数sで特定される鋼材グループの初期搬送が、変数s'で特定される鋼材グループの初期搬送よりも先であり、変数s'で特定される鋼材グループの初期搬送が、変数s''で特定される鋼材グループの初期搬送よりも先であるなら、変数sで特定される鋼材グループの初期搬送は、変数s''で特定される鋼材グループの初期搬送よりも先であることを示す。尚、これら3つの鋼材グループは、別の鋼材グループである。
Equation (5) indicates that the initial transport of the steel group specified by the variable s and the initial transport of the steel group specified by the variable s'are always one first and the other later. These two steel material groups are different steel material groups.
In equation (6), the initial transfer of the steel material group specified by the variable s is earlier than the initial transfer of the steel material group specified by the variable s', and the initial transfer of the steel material group specified by the variable s'is , If the initial transfer of the steel group specified by the variable s'' is earlier than the initial transfer of the steel group specified by the variable s, the initial transfer of the steel group specified by the variable s'' is earlier than the initial transfer of the steel group specified by the variable s''. Indicates that. These three steel material groups are different steel material groups.

また、初期山から鋼材グループを取り除く作業は、各初期山の上から順に行う必要がある。従って、同一の初期山において、変数sで特定される初期搬送が行われる鋼材グループよりも、変数s'で特定される初期搬送が行われる鋼材グループの方が下である場合、当該鋼材グループに対し、以下の(7)式が成り立つ。尚、前述したように、鋼材グループのそれぞれに対し、初期搬送を特定する変数sが設定される。 In addition, the work of removing the steel group from the initial pile must be performed in order from the top of each initial pile. Therefore, in the same initial peak, if the steel group in which the initial transfer is performed specified by the variable s is lower than the steel group in which the initial transfer is performed specified by the variable s', the steel group is assigned to the steel group. On the other hand, the following equation (7) holds. As described above, the variable s that specifies the initial transport is set for each of the steel material groups.

Figure 0006776873
Figure 0006776873

(7)式は、同一の初期山において、下にある鋼材グループよりも上にある鋼材グループを先に初期搬送しなければならないことを示す。
(b)最終山への搬送に伴って生じる仮置き制約
鋼材グループの最終搬送順は、最終山の山姿において、山毎に当該山の最下段からその積順に従う。従って、この最終搬送順(最終山の積み順)と、初期搬送順とが異なる場合、先に初期搬送される鋼材グループは仮置きが必要となる。即ち、同一の最終山において、上にある鋼材グループの初期搬送順が、下にある鋼材グループの初期搬送順よりも先である場合、先に初期搬送される鋼材グループは仮置きが必要となる。従って、同一の最終山において、変数sで特定される初期搬送が行われる鋼材グループよりも、変数s'で特定される初期搬送が行われる鋼材グループの方が下である場合、当該鋼材グループに対し、以下の(8)式が成り立つ。
Equation (7) indicates that in the same initial pile, the steel group above the steel group below must be initially transported first.
(B) Temporary placement restrictions caused by transportation to the final mountain The final transportation order of the steel material group follows the stacking order of each mountain from the bottom of the mountain in the shape of the final mountain. Therefore, if the final transport order (loading order of the final pile) and the initial transport order are different, the steel group to be initially transported first needs to be temporarily placed. That is, in the same final pile, if the initial transport order of the upper steel group is earlier than the initial transport order of the lower steel group, the steel group initially transported first needs to be temporarily placed. .. Therefore, in the same final mountain, if the steel group in which the initial transfer is performed specified by the variable s is lower than the steel group in which the initial transfer is performed specified by the variable s', the steel group is assigned to the steel group. On the other hand, the following equation (8) holds.

Figure 0006776873
Figure 0006776873

(8)式は、同一の最終山において、下にある鋼材グループよりも上にある鋼材グループを先に初期搬送する場合には、先に初期搬送する鋼材グループは仮置きが必要になることを示す。
制約式・目的関数設定部501は、(5)式〜(8)式に対し変数s、s'、s''を設定することにより、(5)式〜(8)式の制約式を設定する。
Equation (8) states that when the steel group above the lower steel group is initially transported first in the same final mountain, the steel group initially transported first needs to be temporarily placed. Shown.
The constraint equation / objective function setting unit 501 sets the constraint equations of equations (5) to (8) by setting variables s, s', and s'' for equations (5) to (8). To do.

(7)式を設定する際には、初期山姿特定情報から、同一の初期山において相対的に下にある鋼材グループと上にある鋼材グループとを特定し、それら2つの鋼材グループのうち上に対して設定されている変数をs、下に対して設定されている変数をs'とする。
(8)式を設定する際には、最終山姿特定情報から、同一の最終山において相対的に下にある鋼材グループと上にある鋼材グループとを特定し、それら2つの鋼材グループのうち上に対して設定されている変数をs、下に対して設定されている変数をs'とする。
When setting equation (7), the steel group that is relatively lower and the steel group that is above are specified from the initial mountain shape identification information in the same initial mountain, and the upper of the two steel groups. Let s be the variable set for and s'the variable set for the bottom.
When setting equation (8), the steel group that is relatively lower and the steel group that is above are specified from the final mountain shape identification information in the same final mountain, and the upper of the two steel groups. Let s be the variable set for and s'the variable set for the bottom.

(5)式については、鋼材グループの集合Nの任意の2つの鋼材グループの組み合わせのそれぞれについて、s、s'を設定する。(6)式については、鋼材グループの集合Nの任意の3つの鋼材グループの組み合わせのそれぞれについて、s、s'、s''を設定する。 For equation (5), s and s'are set for each of the combinations of any two steel material groups in the set N of steel material groups. For equation (6), s, s', and s'' are set for each of the combinations of any three steel material groups in the set N of steel material groups.

[[目的関数]]
次に、目的関数について説明する。
前述したように本例では、鋼材の搬送回数を最小とすること、即ち仮置きの回数を最小にすることを目的とするので、以下の(9)式に示す目的関数Jを用いる。
[[Objective Function]]
Next, the objective function will be described.
As described above, in this example, since the purpose is to minimize the number of times the steel material is transported, that is, to minimize the number of times of temporary placement, the objective function J shown in the following equation (9) is used.

Figure 0006776873
Figure 0006776873

制約式・目的関数設定部501は、(9)式に対し変数sを設定することにより、(9)の目的関数Jを設定する。 The constraint expression / objective function setting unit 501 sets the objective function J of (9) by setting the variable s for the equation (9).

〔最適化計算部502、ステップS603〕
最適化計算部502は、(5)式〜(8)式の制約式を満足する範囲で、(9)式の目的関数Jの値が最小になるときの初期搬送順変数y(s,s')と仮置き発生有無変数x(s)を最適解として算出する。また、最適解の算出は、最適化問題を混合整数計画法等の数理計画法により解くための公知のアルゴリズム(solver)を用いることにより実現できる。
[Optimization calculation unit 502, step S603]
The optimization calculation unit 502 sets the initial transport order variable y (s, s) when the value of the objective function J of the equation (9) becomes the minimum within the range satisfying the constraint equations of the equations (5) to (8). ') And the temporary placement occurrence / absence variable x (s) are calculated as the optimum solution. Further, the calculation of the optimum solution can be realized by using a known algorithm (solver) for solving the optimization problem by a mathematical programming method such as a mixed integer programming method.

〔後処理部503、ステップS604〕
以上のようにして初期搬送順変数y(s,s')が導出されると、鋼材グループの集合Nに含まれるそれぞれの鋼材グループの初期搬送順(初期山から取り除く順序)を決定することができる。ただし、仮置きが発生すると判定された鋼材グループ(仮置き発生有無変数x(s)が「1」となる変数sが設定された鋼材グループ)の最終搬送順(仮山(仮置場)から最終山(最終置場)への搬送順)が定まらないので、これを決定する必要がある。即ち、前述したようにして決定した初期搬送順のどこに、仮置きが発生すると判定された鋼材グループの最終搬送順を割り込ませるのかを決定する必要がある。そこで、本例では、後処理部503は、以下のようにして、各鋼材グループの最終的な搬送順を決定する。
[Post-processing unit 503, step S604]
When the initial transport order variable y (s, s') is derived as described above, the initial transport order (order of removal from the initial peak) of each steel material group included in the set N of the steel material groups can be determined. it can. However, the final transport order (from the temporary mountain (temporary storage site)) of the steel material group determined to cause temporary storage (the steel material group in which the variable s in which the temporary storage occurrence variable x (s) is "1" is set) Since the order of transportation to the mountain (final storage) is not determined, it is necessary to determine this. That is, it is necessary to determine where in the initial transport order determined as described above the final transport order of the steel material group determined to cause temporary placement to be interrupted. Therefore, in this example, the post-processing unit 503 determines the final transfer order of each steel material group as follows.

仮置きが発生すると判定された鋼材グループについては、初期搬送と最終搬送の2回の搬送が必要である。一方、仮置きが発生しないと判定された鋼材グループについては、初期搬送と最終搬送は一致する。従って、仮置きが発生すると判定された鋼材グループについては、これら2回の搬送分のIDを変数sとして設定する。つまり、当該鋼材グループについては、仮想的に異なる二つの鋼材グループがあるがごとく2つの変数sを設定する。従って、ここでの搬送対象となる鋼材グループの数は、実際の搬送対象の鋼材グループの数に、仮置きが発生すると判定された鋼材グループの数を加算した値になる。このようにして前述したアルゴリズムに与える情報を変更することにより、搬送対象となる鋼材グループを全て初期搬送により初期山から最終山へ積み替えることができ、各鋼材グループの最終的な搬送順を求めることができる。具体的には、前述したアルゴリズムに対し、以下の変形を行う。尚、以下の説明では、仮置きが発生すると判定された鋼材グループを必要に応じて仮置き対象鋼材グループと称する。 For the steel material group determined to be temporarily placed, it is necessary to carry it twice, the initial transfer and the final transfer. On the other hand, for the steel group determined that temporary placement does not occur, the initial transfer and the final transfer match. Therefore, for the steel material group determined to cause temporary placement, the IDs for these two transports are set as the variable s. That is, for the steel material group, two variables s are set so that there are two virtually different steel material groups. Therefore, the number of steel material groups to be transported here is a value obtained by adding the number of steel material groups determined to cause temporary placement to the actual number of steel material groups to be transported. By changing the information given to the algorithm described above in this way, all the steel material groups to be transported can be transshipped from the initial peak to the final peak by the initial transport, and the final transport order of each steel material group can be obtained. be able to. Specifically, the following modifications are made to the above-mentioned algorithm. In the following description, the steel material group determined to cause temporary placement is referred to as a temporary storage target steel material group as necessary.

変数sは、初期搬送を特定する変数であり、鋼材グループの集合Nに含まれる各鋼材グループに対して設定される。また、仮置き対象鋼材グループに対しては、2つの変数sが設定される。前述したように本例では、各鋼材グループに対する変数sは、当該鋼材グループの鋼材グループIDである。従って、鋼材グループIDとは異なるIDを仮想鋼材グループIDとして、仮置き対象鋼材グループ毎に設定する。そして、仮置き対象鋼材グループの鋼材グループIDと、当該仮置き対象鋼材グループに対して設定したその仮想鋼材グループIDとを当該仮置き対象鋼材グループに対する2つの変数sとして設定する。仮置き対象鋼材グループの数をtとすると、変数sの数は(n+t)になる。このように、仮置き対象鋼材グループについては、初期搬送を特定する2つの変数sが設定される。これら2つの変数sのうちの一方は、初期山からの初期搬送を特定する変数であり、他方は、仮山からの初期搬送を特定する変数である。以上のように、仮置きが発生すると判定された鋼材グループを2つの鋼材グループと見なすことにより、当該鋼材グループの2回の搬送(初期山から仮山への初期搬送と、仮山から最終山への最終搬送)を、それぞれ初期搬送として扱うことができる。 The variable s is a variable that specifies the initial transport, and is set for each steel material group included in the set N of the steel material groups. Further, two variables s are set for the steel material group to be temporarily placed. As described above, in this example, the variable s for each steel material group is the steel material group ID of the steel material group. Therefore, an ID different from the steel material group ID is set as the virtual steel material group ID for each steel material group to be temporarily placed. Then, the steel group ID of the temporary placement target steel group and the virtual steel group ID set for the temporary placement target steel group are set as two variables s for the temporary placement target steel group. Assuming that the number of steel material groups to be temporarily placed is t, the number of variables s is (n + t). In this way, two variables s that specify the initial transport are set for the steel material group to be temporarily placed. One of these two variables s is a variable that specifies the initial transport from the initial mountain, and the other is a variable that specifies the initial transport from the temporary mountain. As described above, by regarding the steel group determined to cause temporary placement as two steel groups, the steel group is transported twice (initial transport from the initial mountain to the temporary mountain and from the temporary mountain to the final mountain). (Final transport to) can be treated as initial transport.

次に、初期山からの初期搬送を特定する変数sで特定される仮置き対象鋼材グループについての初期山の山姿は、初期搬送順変数y(s,s')により定まる初期搬送順が早い鋼材グループから順に上から積まれた1つの仮想的な第1の山とする。この第1の山の積段数はnである。また、この第1の山の各積段には、最適化計算部502により算出された初期搬送順に従い上から該当する鋼材グループの鋼材グループIDが割り当てられる。一方、最適化計算部502により仮置きと判定された鋼材グループについての初期山は、積段数2段の仮想的な第2の山とする。2段目は当該鋼材グループの鋼材グループIDであるsであり、1段目は、当該鋼材グループの最終搬送(仮山から最終山への搬送)に該当する鋼材グループIDであるn+sである。 Next, the mountain shape of the initial mountain for the steel material group to be temporarily placed specified by the variable s that specifies the initial transfer from the initial mountain has an early initial transfer order determined by the initial transfer order variable y (s, s'). Let it be one virtual first pile piled up from the top in order from the steel group. The number of stacks of this first mountain is n. Further, the steel group ID of the corresponding steel group is assigned to each stack of the first pile according to the initial transport order calculated by the optimization calculation unit 502. On the other hand, the initial pile for the steel material group determined to be temporarily placed by the optimization calculation unit 502 is a virtual second pile having two stacking stages. The second stage is s which is the steel material group ID of the steel material group, and the first stage is n + s which is the steel material group ID corresponding to the final transportation (transportation from the temporary mountain to the final mountain) of the steel material group.

ここで、初期山として、積段数nの第1の山を作るのは、最適化計算部502(ステップS603)で決定された、全ての鋼材グループの初期搬送順を、後処理部503(ステップS604)によって得られる搬送順に於いても維持する為である。また、仮置き対象鋼材グループに対応する積段数2段の第2の山を作るのは、仮置き対象鋼材グループについて、初期搬送と最終搬送の順序を規定する為である。仮置き対象鋼材グループの初期搬送に対応する鋼材グループIDが、積段数nの第1の山と積段数2の第2の山の両方に重複して割り当てられることにより、仮置き対象鋼材グループの初期搬送と最終山に直行する鋼材グループの初期搬送との順序関係と、仮置き対象鋼材グループの初期搬送と最終搬送との順序関係とが、後処理部503(ステップS604)によって同時に決定される。
次に、最終山の山姿は、最終山姿特定情報に対し、仮置き対象鋼材グループとなる鋼材グループの鋼材IDを、当該仮置き対象鋼材グループに与えられた仮想鋼材グループIDに置き換えたものとなる。
更に、各仮置き対象鋼材グループに対し、以下の(10)式の制約式を設定する。
Here, as the initial pile, the first pile having the number of stacks n is created by setting the initial transport order of all the steel material groups determined by the optimization calculation unit 502 (step S603) to the post-processing unit 503 (step). This is to maintain the transport order obtained by S604). Further, the reason why the second pile having two stacking stages corresponding to the steel material group to be temporarily placed is formed is to specify the order of initial transportation and final transportation for the steel material group to be temporarily placed. The steel group ID corresponding to the initial transport of the steel group to be temporarily placed is assigned to both the first pile having the number of stacks n and the second pile having the number of stacks 2 in duplicate, so that the steel group to be temporarily placed is assigned. The post-processing unit 503 (step S604) simultaneously determines the order relationship between the initial transfer and the initial transfer of the steel material group perpendicular to the final pile and the order relationship between the initial transfer and the final transfer of the steel material group to be temporarily placed. ..
Next, the mountain shape of the final mountain is obtained by replacing the steel material ID of the steel material group that is the temporary storage target steel material group with the virtual steel material group ID given to the temporary storage target steel material group for the final mountain shape identification information. Will be.
Further, the following constraint equation (10) is set for each temporary storage target steel group.

Figure 0006776873
Figure 0006776873

(10)式において、sは、仮置き対象鋼材グループの初期山からの初期搬送を特定する変数(仮置き対象鋼材グループの鋼材グループID)であり、n+sは、当該仮置き対象鋼材グループの仮山からの初期搬送を特定する変数(仮置き対象鋼材グループの仮想鋼材グループID)であるものとする。(10)式は、仮置き対象鋼材グループの初期搬送順(初期山からの初期搬送)が最終搬送順(仮山からの初期搬送)よりも先になることを示す。
後処理部503は、(5)式〜(8)式、(10)式に対し変数s、s'、s''、nを設定すると共に(9)式に対し、変数sを設定する。ただし、(9)式におけるNは仮想鋼材グループIDも含むものとする。そして、後処理部503は、(5)式〜(8)式、(10)式の制約式を満足する範囲で、(9)式の目的関数Jの値が最小になるときの初期搬送順変数y(s,s')を最適解として算出する。あるいは、この後処理においては(9)式の目的関数は「0」となることが明らかなので、(9)式の目的関数は設定せず、その代わりに以下の(9−2)式の制約式を追加しても良い。
In equation (10), s is a variable (steel group ID of the steel group to be temporarily placed) that specifies the initial transport from the initial peak of the steel group to be temporarily placed, and n + s is the temporary transport of the steel group to be temporarily placed. It is assumed that it is a variable (virtual steel group ID of the steel group to be temporarily placed) that specifies the initial transport from the mountain. Equation (10) indicates that the initial transport order (initial transport from the initial pile) of the steel material group to be temporarily placed is earlier than the final transport order (initial transport from the temporary pile).
The post-processing unit 503 sets the variables s, s', s'', and n for the equations (5) to (8) and (10), and sets the variable s for the equation (9). However, N in Eq. (9) also includes the virtual steel group ID. Then, the post-processing unit 503 performs the initial transfer order when the value of the objective function J of the equation (9) becomes the minimum within the range satisfying the constraint equations of the equations (5) to (8) and (10). The variable y (s, s') is calculated as the optimum solution. Alternatively, in this post-processing, it is clear that the objective function of Eq. (9) is "0", so the objective function of Eq. (9) is not set, and instead, the constraint of Eq. (9-2) below is used. You may add an expression.

Figure 0006776873
Figure 0006776873

後処理部503は、このようにして算出した初期搬送順変数y(s,s')の最適解に基づいて、鋼材グループの集合Nに含まれる各鋼材グループが初期山から最終山に至るまでの全ての搬送の順序を導出する。また、後処理部503は、仮置き発生有無変数x(s)により、仮置き対象鋼材グループを導出する。尚、以下の説明では、鋼材グループの集合Nに含まれる各鋼材グループが初期山から最終山に至るまでの全ての搬送の順序を、必要に応じて、各鋼材グループの搬送順と称する。 Based on the optimum solution of the initial transport forward variable y (s, s') calculated in this way, the post-processing unit 503 sets each steel material group included in the set N of the steel material groups from the initial peak to the final peak. Derived the order of all transports. Further, the post-processing unit 503 derives the temporary placement target steel material group by the temporary placement occurrence / absence variable x (s). In the following description, the order of all the transportation of each steel group included in the set N of the steel group from the initial peak to the final peak is referred to as the transportation order of each steel group, if necessary.

本例では、任意の2つの鋼材グループの初期搬送の相対的な順序を定める二項変数である初期搬送順変数y(s,s')と、初期搬送が仮山への搬送であるか否かを定める変数である仮置き発生有無変数x(s)とを用いて、同一の最終山において、下にある鋼材グループよりも上にある鋼材グループを先に初期搬送する場合には、先に初期搬送する鋼材グループは仮置きが必要になることを表す線形不等式を含む制約式を設定する。そして、設定した制約式を満足するように、仮置きの発生が最小になることを目的とする目的関数Jの値が最小になるときの初期搬送順変数y(s,s')と仮置き発生有無変数x(s)を導出し、これらに基づいて、鋼材グループの集合Nに含まれる各鋼材グループの初期山から最終山に至るまでの搬送順と、仮置き対象鋼材グループとを搬送順・仮置き材特定情報として導出する。従って、初期山から最終山へ鋼材を積み替える際の鋼材の搬送順を高速に且つ適切に求めることができる。
尚、ここでは、目的関数Jを最小化する問題を例に挙げて説明した。しかしながら、例えば、(9)式の右辺に(−1)を掛けたものを目的関数とし、当該目的関数を最大化する問題としてもよい。
In this example, the initial transport order variable y (s, s'), which is a binomial variable that determines the relative order of the initial transport of any two steel material groups, and whether the initial transport is transport to a temporary mountain. When the steel group above the lower steel group is initially transported first in the same final mountain using the temporary placement occurrence / absence variable x (s), which is a variable that determines the value. The steel group to be initially transported sets a constraint expression including a linear inequality indicating that temporary placement is required. Then, the initial transport forward variable y (s, s') and the temporary placement when the value of the objective function J, which aims to minimize the occurrence of temporary placement, is minimized so as to satisfy the set constraint expression. The occurrence / non-occurrence variable x (s) is derived, and based on these, the transport order from the initial peak to the final peak of each steel material group included in the set N of the steel material groups and the transport order of the steel material groups to be temporarily placed are transferred. -Derived as temporary material specific information. Therefore, the transport order of the steel materials when transshipping the steel materials from the initial pile to the final pile can be obtained at high speed and appropriately.
Here, the problem of minimizing the objective function J has been described as an example. However, for example, the right side of Eq. (9) multiplied by (-1) may be used as the objective function, and the problem may be to maximize the objective function.

次に、搬送順導出部103の処理の第2の例を説明する。第1の例では、初期山と最終山の置場は異なっており、必ず全ての鋼材グループを初期山(初期置場)から最終山(最終置場)へ搬送する必要があることを前提とする場合を例に挙げて説明した。しかしながら、初期山において既に、最下段からの積順が払出順(下から上に向かって払出順が降順)となっている場合がある。このような場合には、初期山において最下段からの積順が払出順(下から上に向かって払出順が降順)となっている部分は、積み替える必要がない。そこで、本例では、このような部分については、初期山と最終山の置場が同一となることも許容する(即ち、初期山の状態から動かさない)場合について説明する。このように本例と第1の例とは、第1の例で説明した(2)の前提が異なることによる処理が主として異なる。従って、本例の説明において、第1の例と同一の部分については、図5〜図6に付した符号と同一の符号を付す等して詳細な説明を省略する。 Next, a second example of the processing of the transport order derivation unit 103 will be described. In the first example, it is assumed that the initial mountain and the final mountain are stored in different places, and that all steel groups must be transported from the initial mountain (initial storage) to the final mountain (final storage). The explanation was given as an example. However, in the initial mountain, the product order from the bottom may already be the payout order (the payout order is descending from the bottom to the top). In such a case, it is not necessary to transship the portion of the initial mountain where the stacking order from the bottom is the payout order (the payout order is descending from the bottom to the top). Therefore, in this example, the case where the initial mountain and the final mountain are allowed to be placed in the same place (that is, they are not moved from the initial mountain state) will be described for such a part. As described above, the processing due to the difference in the premise of (2) described in the first example is mainly different between this example and the first example. Therefore, in the description of this example, detailed description of the same parts as those in the first example will be omitted by adding the same reference numerals as those given in FIGS. 5 to 6.

本実施形態では、第1の例で説明した(2)の前提に代えて、以下の(3)の前提を採用する。
(3) 初期山と最終山の置場が同一となることも許容し、初期山において最下段からの積順が払出順(下から上に向かって払出順が降順)となっている部分は搬送しないこととする(即ち、初期山の一部の鋼材グループ(最下段から連続する1つまたは複数の鋼材グループ)が搬送対象とならない場合があるものとする)。
In this embodiment, the following premise (3) is adopted instead of the premise (2) described in the first example.
(3) It is also allowed that the initial mountain and the final mountain are placed in the same place, and the part where the stacking order from the bottom is the payout order (the payout order is descending from the bottom to the top) in the initial mountain is transported. Not to be carried (that is, some steel groups in the initial pile (one or more steel groups continuous from the bottom) may not be transported).

第1の例で説明した(2)の前提と前記(3)の前提との違いは、(3)の前提の下では、(2)の前提では起こり得ない、同一の置場(山)で上部の鋼材グループの入れ替えが許容されている点である。このような鋼材グループの入れ替えを行うには、初期山の上部に存在していた鋼材グループが、仮山または最終山に搬送され、初期山の残った部分(下部)の上に別の鋼材グループが搬送されることになる。初期山の残った下部の上に搬送される鋼材グループには、当該初期山とは別の初期山にある鋼材グループと、当該初期山の上部にあった鋼材グループのうち、仮山に仮置きされた鋼材グループとが含まれる。 The difference between the premise of (2) explained in the first example and the premise of (3) above is that under the premise of (3), it cannot occur under the premise of (2) in the same place (mountain). The point is that the replacement of the upper steel group is allowed. In order to replace the steel group in this way, the steel group existing at the upper part of the initial mountain is transported to the temporary mountain or the final mountain, and another steel group is placed on the remaining part (lower part) of the initial mountain. It will be transported. The steel group transported on the lower part of the initial mountain is temporarily placed on the temporary mountain among the steel group in the initial mountain different from the initial mountain and the steel group in the upper part of the initial mountain. Includes steel groups.

従って、初期山に元々あった鋼材グループの"初期搬送順"が、初期山の残った部分の上に他の山から搬送される鋼材グループの"最終搬送順"よりも先でなければならない(以下の説明では、このことを必要に応じて入れ替えのための拘束条件と称する)。この入れ替えのための拘束条件を厳密に設定するには、任意の2つの鋼材グループ間の初期搬送順と最終搬送順との順序関係を規定する必要があるが、本例では、そこまでの大掛かりな問題設定とせず、第1の例で説明したアルゴリズムの変数体系の中で十分条件として、入れ替えのための拘束条件を表現する。尚、以下の説明では、初期山において最下段からの積順が払出順(下から上に向かって払出順が降順)となっており、積み替えの為の搬送を行わない部分を必要に応じて固定部と称し、当該初期山において固定部よりも上の、積み替えの為の搬送を行う部分を必要に応じて移動部と称する。 Therefore, the "initial transport order" of the steel group originally in the initial ridge must precede the "final transport order" of the steel group transported from other ridges on top of the remaining portion of the initial ridge ( In the following description, this is referred to as a constraint for replacement as needed). In order to strictly set the constraint conditions for this replacement, it is necessary to specify the order relationship between the initial transfer order and the final transfer order between any two steel material groups, but in this example, it is a large scale to that extent. The constraint condition for replacement is expressed as a sufficient condition in the variable system of the algorithm explained in the first example without setting a problem. In the following explanation, the loading order from the bottom of the initial mountain is the payout order (the payout order is descending from the bottom to the top), and the part that is not transported for transshipment is required. It is called a fixed part, and the part of the initial mountain above the fixed part that is transported for transshipment is called a moving part as necessary.

このアルゴリズムは、第1の例の(5)式〜(8)式の制約式に対し、以下の変更を行うことで実現できる。
まず、第1の例で説明した(5)式〜(8)式の制約式に対し追加する制約式について説明する。
全ての鋼材グループを搬送対象とせず、初期山の一部をそのまま最終山として流用する場合には、全ての鋼材を搬送対象とする場合にはない以下のケースが想定されるので、そのための新たな制約を追加する必要がある。
図7は、初期山に固定部がある場合の鋼材の搬送の形態の一例を示す図である。
図7に示す初期山において、最下段から2段の鋼材グループI、IIが固定部であり、その上の鋼材グループIII、IV、Vが移動部であるとする。この場合、最終山では、固定部の鋼材グループI、IIがそのままである。また、初期山の移動部の鋼材グループIII、IV、Vのうち、鋼材グループIII、Vは別の最終山に搬送され、鋼材グループIVは仮山に搬送された後、再び当該初期山(即ち最終山)に搬送され、その鋼材グループIVの上に別の初期山から鋼材グループVI、VIIが搬送される。この様なケースに対しても適切に搬送順を計算するために、初期搬送順に制約を設ける必要がある。
This algorithm can be realized by making the following changes to the constraint equations of equations (5) to (8) in the first example.
First, the constraint equations to be added to the constraint equations of the equations (5) to (8) described in the first example will be described.
If not all steel groups are targeted for transportation and a part of the initial mountain is used as the final mountain as it is, the following cases that are not applicable to all steel materials are assumed. Constraints need to be added.
FIG. 7 is a diagram showing an example of a form of transporting a steel material when there is a fixed portion in the initial peak.
In the initial mountain shown in FIG. 7, it is assumed that the steel material groups I and II in the lowermost stage and the second stage are the fixed parts, and the steel material groups III, IV and V above them are the moving parts. In this case, in the final ridge, the steel group I and II of the fixed portion remain as they are. Of the steel group III, IV, and V of the moving part of the initial mountain, the steel group III and V are transported to another final mountain, the steel group IV is transported to the temporary mountain, and then the initial mountain (that is, the initial mountain) is again. The steel group VI and VII are transported from another initial pile on the steel group IV. Even in such a case, it is necessary to set restrictions on the initial transport order in order to calculate the transport order appropriately.

他の初期山または仮山から、固定部を持つ初期山(即ち最終山)へ鋼材グループを搬送する場合には、固定部の上部にある移動部の鋼材グループIII、IV、Vが初期搬送された後でないと、鋼材グループIV、VI、VIIの最終搬送はできない。従って、鋼材グループIV、VI、VIIの最終搬送は鋼材グループIII、IV、Vの初期搬送の後でなくてはならないという制約を設ける必要がある。よって、鋼材グループIII、IV、Vのような固定部の上部にある鋼材グループの初期搬送順は、鋼材IV、VI、VIIのような別の初期山または仮山から固定部の上部に搬送される鋼材グループの最終搬送順よりも先であることが必要十分条件である。ただし、第1の例で説明したアルゴリズムでは、独立変数は、初期搬送順変数y(s,s')のみである(最終搬送順を定める変数がない)。よって、本例では、以下のように十分条件を与える制約式を追加する。
即ち、初期山lの移動部の鋼材グループの初期搬送を特定する変数をiUとし、初期山lとは別の山(初期山または仮山)から初期山lに搬送される鋼材グループの初期搬送を特定する変数をiTとし、以下の(11)式の制約式を追加する。
When the steel group is transported from another initial mountain or temporary mountain to the initial mountain having the fixed portion (that is, the final mountain), the steel groups III, IV, and V of the moving portion above the fixed portion are initially transported. Only after that, the final transport of steel groups IV, VI and VII is possible. Therefore, it is necessary to set a constraint that the final transfer of steel groups IV, VI and VII must be after the initial transfer of steel groups III, IV and V. Therefore, the initial transport order of the steel group above the fixed portion, such as steel groups III, IV, V, is transported from another initial or temporary crest, such as steel IV, VI, VII, to the top of the fixed portion. It is a necessary and sufficient condition to be ahead of the final transport order of the steel group. However, in the algorithm described in the first example, the independent variable is only the initial transport order variable y (s, s') (there is no variable that determines the final transport order). Therefore, in this example, a constraint expression that gives sufficient conditions is added as follows.
That is, the variable that specifies the initial transport of the steel material group in the moving part of the initial mountain l is i U , and the initial stage of the steel material group transported from a mountain (initial mountain or temporary mountain) different from the initial mountain l to the initial mountain l. Let i T be the variable that specifies the transport, and add the constraint equation of equation (11) below.

Figure 0006776873
Figure 0006776873

変数iTで特定される初期搬送が最終山への搬送である場合には、(11)式は前述した必要十分条件になるが、変数iTで特定される初期搬送が仮山への搬送である場合には、(11)式は十分条件になり、過剰な規制になる。
また、図7の例における鋼材グループIVの様な、初期山lから初期搬送されて再び当該初期山lに戻る鋼材グループ(即ち、iUでありiTである)場合には(11)式は意味をなさなくなるが、この様な鋼材グループに対しては、以下の(12)式を設定する。
When the initial transport specified by the variable i T is the transport to the final mountain, Eq. (11) is the necessary and sufficient condition described above, but the initial transport specified by the variable i T is the transport to the temporary mountain. In the case of, the equation (11) becomes a sufficient condition and becomes an excessive regulation.
Further, in the case of a steel material group (that is, i U and i T ) that is initially transported from the initial mountain l and returns to the initial mountain l again, such as the steel material group IV in the example of FIG. 7, the equation (11) is used. Does not make sense, but for such a steel group, the following equation (12) is set.

Figure 0006776873
Figure 0006776873

次に、第1の例で説明した(5)式〜(8)式の制約式に対し変更する部分について説明する。
前述したように初期山の固定部の鋼材グループは所与であるので、初期搬送が実施されない鋼材グループは既知である。従って、(7)式において、初期搬送を特定する変数s、s'のうち、少なくとも何れか一方が、初期山の固定部の鋼材グループに対して設定された変数である場合には、それらの変数s、s'による初期搬送順変数y(s,s')については(7)式の制約式を設定しないものとする。その他の初期搬送順変数y(s,s')については(7)式の制約式を設定する。
Next, the part to be changed with respect to the constraint equations of the equations (5) to (8) described in the first example will be described.
As mentioned above, since the steel group of the fixed portion of the initial peak is given, the steel group in which the initial transfer is not performed is known. Therefore, in the equation (7), when at least one of the variables s and s'that specify the initial transport is a variable set for the steel group of the fixed portion of the initial peak, those variables The constraint equation of Eq. (7) shall not be set for the initial transport order variable y (s, s') by the variables s, s'. For the other initial transport order variables y (s, s'), the constraint equation of Eq. (7) is set.

また、初期搬送が実施されなければ仮置きも発生しない。従って、(8)式において、初期搬送を特定する変数s、s'のうち、少なくとも何れか一方が、初期山の固定部の鋼材グループに対して設定された変数である場合には、それらの変数s、s'による初期搬送順変数y(s,s')についても(8)式の制約式を設定しないものとする。その他の初期搬送順変数y(s,s')については(8)式の制約式を設定する。 In addition, temporary storage will not occur unless the initial transportation is carried out. Therefore, in the equation (8), when at least one of the variables s and s'that specify the initial transport is a variable set for the steel group of the fixed portion of the initial peak, those variables It is assumed that the constraint equation of Eq. (8) is not set for the initial transport order variable y (s, s') by the variables s, s'. For the other initial transport order variables y (s, s'), the constraint equation of Eq. (8) is set.

初期搬送を特定する変数s、s'、s''のうち、少なくとも何れか1つが、初期山の固定部の鋼材グループに対して設定された変数である場合には、それらの変数s、s'、s''による初期搬送順変数y(s,s')、y(s',s)、y(s',s'')、y(s,s'')については、(5)式および(6)式の制約式を設定しないものとする。あるいは(7)式を以下の様に拡張することにより、固定部の鋼材に対しても(7)式以外の制約式は全て移動部(非固定部)の鋼材グループと同様に設定すれば良い。 If at least one of the variables s, s', and s'' that specifies the initial transport is a variable set for the steel group of the fixed portion of the initial peak, those variables s, s. Regarding the initial transport order variables y (s, s'), y (s', s), y (s', s''), y (s, s'') by', s'', (5) It is assumed that the constraint equation of Eq. and Eq. (6) is not set. Alternatively, by extending equation (7) as follows, all constraint equations other than equation (7) may be set for the steel material of the fixed portion in the same manner as the steel material group of the moving portion (non-fixed portion). ..

つまり、前記の(7)式は移動部(非固定部)の鋼材に対してのものであったが、一方の鋼材グループが固定部、もう一方の鋼材グループが非固定部の場合は、以下の(13)式の制約式を設定し、両方の鋼材グループが固定部の場合であって、それらが同一の初期山にある場合には、以下の(14)式の制約式を設定する。 That is, the above equation (7) was for the steel material of the moving part (non-fixed part), but when one steel material group is the fixed part and the other steel material group is the non-fixed part, the following When the constraint equation of the equation (13) is set and both steel group are fixed portions and they are in the same initial peak, the constraint equation of the following equation (14) is set.

Figure 0006776873
Figure 0006776873

本実施形態では、制約式・目的関数設定部501は、以上のようにして(5)式〜(8)式、(11)式、および(12)式の制約式を設定する。尚、前述したように、(13)式および(14)式の制約式を設定してもよい。そして、最適化計算部502は、(5)式〜(8)式、(11)式および(12)式(または、(5)式〜(8)式および(11)式〜(14)式)を満足する範囲で、(9)式の目的関数Jの値が最小になるときの初期搬送順変数y(s,s')と仮置き発生有無変数x(s)を算出する。 In the present embodiment, the constraint equation / objective function setting unit 501 sets the constraint equations of equations (5) to (8), (11), and (12) as described above. As described above, the constraint equations of the equations (13) and (14) may be set. Then, the optimization calculation unit 502 includes equations (5) to (8), (11) and (12) (or equations (5) to (8) and (11) to (14). ) Is satisfied, and the initial transport order variable y (s, s') and the temporary placement occurrence / absence variable x (s) when the value of the objective function J in Eq. (9) is minimized are calculated.

以上のように本例では、鋼材のグループ少なくとも1つが初期山の固定部の鋼材グループである場合には、鋼材グループを搬送する際の制約を表す制約式である(7)式を設定しない、或いは、(13)式、(14)式の制約式を設定する。また、初期搬送順変数y(s,s')を用いて、初期山の移動部の鋼材グループの初期搬送が、当該移動部を有する初期山に搬送される鋼材グループの初期搬送よりも先になることを表す制約式((11)式)を加える。従って、第1の例で説明した効果に加えて、搬送する必要がない初期山の固定部の鋼材グループを搬送しないように、初期山から最終山へ金属材を積み替える際の鋼材の搬送順を求めることができる。 As described above, in this example, when at least one of the steel material groups is the steel material group of the fixed portion of the initial peak, the constraint equation (7) representing the constraint when transporting the steel material group is not set. Alternatively, the constraint equations of equations (13) and (14) are set. Further, using the initial transport order variable y (s, s'), the initial transport of the steel material group in the moving portion of the initial mountain is prior to the initial transport of the steel material group transported to the initial peak having the moving portion. Add the constraint equation (Equation (11)) that expresses that. Therefore, in addition to the effect described in the first example, the order of transporting the steel material when transshipping the metal material from the initial pile to the final pile so as not to transport the steel material group of the fixed portion of the initial pile that does not need to be transported. Can be sought.

前述したように(11)式は、入れ替えのための拘束条件を十分条件で表現するので、このようにして得られる解は、最適解である保証はなく、実行可能解空間を狭めているので極端な場合には、最適解があるのに、実現不能(解なし)として計算される可能性がある。そこで、(11)式に代えて、入れ替えのための拘束条件を必要条件で表現する以下の(15)式の制約式を用いてもよい。 As described above, the equation (11) expresses the constraint condition for replacement with sufficient conditions, so that the solution obtained in this way is not guaranteed to be the optimum solution and narrows the feasible solution space. In extreme cases, it may be calculated as unrealizable (no solution) even though there is an optimal solution. Therefore, instead of the equation (11), the constraint equation of the following equation (15) expressing the constraint condition for replacement as a necessary condition may be used.

Figure 0006776873
Figure 0006776873

(15)式は、初期山の移動部を有する初期山に搬送される鋼材グループが仮置きされる場合には、その鋼材グループの初期搬送と当該移動部の鋼材グループの初期搬送との順序は問わず、そうでない場合には、(11)式と同様に、初期山の移動部の鋼材グループの初期搬送が、当該移動部を有する初期山に搬送される鋼材グループの初期搬送よりも先になることを示す。(15)式では、移動部を有する初期山に搬送される鋼材グループが仮置きされる場合には、制限がなくなるので必要条件にしかならず、実行可能解空間を広げているので得られた解が実現不能な解になる(即ち、得られた解では搬送ができない)可能性がある。 In equation (15), when a steel material group to be transported to an initial pile having a moving portion of the initial peak is temporarily placed, the order of the initial transport of the steel material group and the initial transport of the steel material group of the moving portion is Regardless, if this is not the case, as in Eq. (11), the initial transport of the steel group of the moving portion of the initial pile precedes the initial transport of the steel group transported to the initial pile having the moving portion. Indicates that In equation (15), when the steel material group to be transported to the initial mountain having the moving part is temporarily placed, it is only a necessary condition because there is no restriction, and the solution obtained is obtained because the feasible solution space is expanded. It may result in an unrealizable solution (ie, the resulting solution cannot be transported).

例えば、実現不能な解が求められることを確実に防止したい場合には(11)式を用い、移動部を有する初期山に搬送される鋼材グループが仮置きされることは稀である場合には(15)式を用いるというようにして、採用する制約式を選択すればよい。(15)式を用いた場合に実行可能解が得られればそれは真の最適解である。
また、本例においても第1の例で説明した変形例を採用することができる。
For example, when it is desired to surely prevent the unrealizable solution from being obtained, the equation (11) is used, and when it is rare that the steel material group to be transported to the initial mountain having the moving part is temporarily placed. The constraint equation to be adopted may be selected by using the equation (15). If an executable solution is obtained when Eq. (15) is used, it is a true optimal solution.
Further, also in this example, the modified example described in the first example can be adopted.

尚、初期山の山姿と最終山の山姿とに基づいて、各鋼材グループの搬送順を導出することは、前述した第1、第2の例の他に、公知の技術を用いても実現することができる。例えば、特許文献9に記載の技術を用いることができる。即ち、未到着材と既到着材とを含む搬送対象の鋼材グループのそれぞれの初期搬送時刻(初期山から仮山または最終山への搬送開始時刻)および最終搬送時刻(初期山または仮山から最終山への搬送開始時刻)を決定変数とし、鋼材グループの搬送時刻に係る制約式を満足する範囲で、最終山に搬送される過程で鋼材グループが滞留する時間を表す目的関数の値が最小になるときの、初期搬送時刻および最終搬送時刻の最適値を導出する。 In addition to the first and second examples described above, a known technique can be used to derive the transport order of each steel material group based on the mountain shape of the initial mountain and the mountain shape of the final mountain. It can be realized. For example, the technique described in Patent Document 9 can be used. That is, the initial transportation time (transportation start time from the initial mountain to the temporary mountain or the final mountain) and the final transportation time (final from the initial mountain or temporary mountain) of each steel material group to be transported including the undelivered material and the already arrived material. The value of the objective function that represents the time that the steel material group stays in the process of being transported to the final mountain is minimized within the range that satisfies the constraint equation related to the transportation time of the steel material group) with the transfer start time to the mountain as the determinant. The optimum values for the initial transport time and the final transport time are derived.

そして、これら初期搬送時刻および最終搬送時刻の最適値に基づいて、搬送対象の鋼材グループが仮置き対象鋼材グループであるか否かを判定する。そして、仮置き対象鋼材グループの仮山への割り当ててと当該仮山の積順とを表す0−1変数である積段関係変数を決定変数とし、仮山における積順に関する制約式を満足する範囲で、仮山の数を表す目的関数の値が最小になるときの積段関係変数の最適値を導出する。 Then, based on the optimum values of the initial transport time and the final transport time, it is determined whether or not the steel material group to be transported is the steel material group to be temporarily placed. Then, the stacking step relation variable, which is a 0-1 variable representing the allocation of the steel material group to be temporarily placed to the temporary mountain and the product order of the temporary mountain, is used as a determination variable, and the constraint equation regarding the product order in the temporary mountain is satisfied. In the range, the optimum value of the product relation variable when the value of the objective function representing the number of temporary peaks is minimized is derived.

尚、特許文献9に記載の技術では、前述した第1、第2の例とは異なり、初期山から鋼材を取り除く順序を示す変数を、絶対順序変数としているので、最終山の作成対象となる鋼材グループの数が多くなると、計算時間が長くなる。従って、前述した第1、第2の例で説明した手法を用いるのが好ましいが、最終山の作成対象となる鋼材グループの数が少ない場合や、計算時間として許容される時間が長い場合には、特許文献9に記載の技術を用いることができる。 In the technique described in Patent Document 9, unlike the first and second examples described above, the variable indicating the order of removing the steel material from the initial pile is set as the absolute ordinal variable, so that the final pile is created. The larger the number of steel groups, the longer the calculation time. Therefore, it is preferable to use the method described in the first and second examples described above, but when the number of steel material groups to be created for the final peak is small or when the time allowed as the calculation time is long. , The technique described in Patent Document 9 can be used.

[仮山導出部104、ステップS204]
仮山導出部104は、搬送順導出部103により導出された仮置き対象鋼材グループと、搬送順導出部103により導出された各鋼材グループの搬送順(仮置き対象鋼材グループの初期山から仮置場への搬送順と仮置場から最終山への搬送順)と、鋼材情報取得部101により取得された鋼材グループ情報に含まれる仮置き対象鋼材グループの鋼材グループ情報(最大幅と、最小幅と、最大長と、最小長)とに基づいて、仮山の山姿を導出する。
[Temporary mountain derivation unit 104, step S204]
The temporary ridge lead-out unit 104 is a temporary storage place from the initial ridge of the steel material group to be temporarily placed and the transport order of each steel material group derived by the transfer order lead-out unit 103. (Transport order to and from temporary storage site to final mountain) and steel group information (maximum width, minimum width, and maximum width) of the steel material group to be temporarily stored included in the steel material group information acquired by the steel material information acquisition unit 101. Based on the maximum length and the minimum length), the shape of the temporary mountain is derived.

本実施形態では、グラフ理論における頂点彩色問題を仮山最適化問題に適用する場合を例に挙げて説明する。
頂点彩色問題は、グラフ理論における著名な問題の一つであり、単純無向グラフG=(V,E)上で定義される(V:グラフの頂点集合、E:グラフの辺(枝)集合)。図8に示すように、単純無向グラフGの各頂点をある色で塗り、しかも隣接する(辺で結ばれた)どの2つの頂点も異なる色で塗り分けられるとき、この着色を単純無向グラフGの彩色と呼ぶ。尚、図8では、表記の都合上、色の違いを斜線の向きの違いで表現している。彩色に用いた色がc色(cは2以上の整数)のとき、単純無向グラフGはc−彩色可能であるという。単純無向グラフGがc−彩色可能となるcの最小値を、単純無向グラフGの彩色数といい、χ(G)で表す。頂点彩色問題は、単純無向グラフGにおける彩色数χ(G)を求める問題である。本実施形態では、仮置き対象鋼材グループを頂点に対応させ、同一の仮山に山積みできない2つの仮置き対象鋼材グループに対応する2つの頂点の間に枝を張ることにより単純無向グラフを作成し、当該単純無向グラフの頂点の彩色数を最小化する。
In this embodiment, a case where the vertex coloring problem in the graph theory is applied to the temporary mountain optimization problem will be described as an example.
The vertex coloring problem is one of the prominent problems in graph theory, and is defined on a simple undirected graph G = (V, E) (V: set of vertices of graph, E: set of edges (branches) of graph). ). As shown in FIG. 8, when each vertex of the simple undirected graph G is painted with a certain color, and all two adjacent vertices (connected by edges) are painted with different colors, this coloring is simply undirected. It is called the coloring of graph G. In FIG. 8, for convenience of notation, the difference in color is represented by the difference in the direction of the diagonal lines. When the color used for coloring is c color (c is an integer of 2 or more), the simple undirected graph G is said to be c-colorable. The minimum value of c that enables the simple undirected graph G to be c-colored is called the number of colors of the simple undirected graph G and is represented by χ (G). The vertex coloring problem is a problem of finding the number of colors χ (G) in the simple undirected graph G. In this embodiment, a simple undirected graph is created by associating a steel material group to be temporarily placed with vertices and extending a branch between two vertices corresponding to two steel material groups to be temporarily placed that cannot be piled up on the same temporary pile. Then, the number of vertices of the simple undirected graph is minimized.

2つの仮置き対象鋼材グループを同一の仮山に山積みできない条件は、当該2つの仮置き対象鋼材グループについて先入れ後出し(後入れ先出し)の関係が満たされない場合である。2つの仮置き対象鋼材グループについての先入れ後出しの関係とは、当該2つの仮置き対象鋼材グループのうち、初期山から仮置場に搬送されるタイミングが早い一方の仮置き対象鋼材グループの、仮置場から最終山へ搬送されるタイミングが、他方の仮置き対象鋼材グループの、仮置場から最終山へ搬送されるタイミングよりも遅い関係をいう。図9は、2つの仮置き対象鋼材グループについての先入れ後出しの関係の一例を説明する図である。 The condition that two steel material groups to be temporarily placed cannot be piled up on the same temporary pile is when the relationship of first-in and second-out (post-in first-out) is not satisfied for the two steel materials groups to be temporarily placed. The relationship between the first-in and second-out of the two temporary storage target steel groups is that of the two temporary storage target steel groups, the one of the temporary storage target steel groups that is transported from the initial mountain to the temporary storage site earlier. The timing of transportation from the temporary storage site to the final mountain is later than the timing of transportation from the temporary storage site to the final mountain of the other steel group subject to temporary storage. FIG. 9 is a diagram illustrating an example of a first-in / last-out relationship between two steel material groups to be temporarily placed.

図9では、3つの仮置き対象鋼材グループSL1、SL2、SL3について、初期山から仮置場に搬送されるタイミングを始点とし、仮置場から最終山に搬送されるタイミングを終点とする矢印で、仮置き対象鋼材グループSL1、SL2、SL3が仮置場に置かれた時間帯を表現する。
例えば、仮置き対象鋼材グループSL1、SL3では、仮置き対象鋼材グループSL1が仮置き対象鋼材グループSL3より先に仮置場に搬送され、後から最終山に搬送される。従って、仮置き対象鋼材グループSL1、SL3は、先入れ後出しの関係を満たすので、同一の仮山に山積みすることが可能である。仮置き対象鋼材グループSL2、SL3も同様に、同一の仮山に山積みすることが可能である。
In FIG. 9, the three temporary storage target steel groups SL1, SL2, and SL3 are tentatively indicated by arrows starting from the timing of transportation from the initial pile to the temporary storage site and ending at the timing of transportation from the temporary storage site to the final pile. Represents the time zone in which the steel group SL1, SL2, and SL3 to be placed are placed in the temporary storage place.
For example, in the temporary storage target steel group SL1 and SL3, the temporary storage target steel group SL1 is transported to the temporary storage site before the temporary storage target steel group SL3, and then to the final pile. Therefore, since the steel materials groups SL1 and SL3 to be temporarily placed satisfy the relationship of first-in and first-out, they can be piled up on the same temporary pile. Similarly, the steel group SL2 and SL3 to be temporarily placed can be piled up on the same temporary pile.

一方、仮置き対象鋼材グループSL1、SL2では、仮置場に搬送されるのは仮置き対象鋼材グループSL1が先であり、最終山への搬送も仮置き対象鋼材グループSL1が先である。従って、仮置き対象鋼材グループSL1、SL3は、先入れ後出しの関係を満たさないので、同一の仮山に山積みすることができない。
以下の説明では、この例の様に、仮置場に置かれた時間帯を示す矢印が短い方が長い方に包含されるのではなく、矢印が交差する時間帯がありながら、交差する時間帯の前後にそれぞれの仮置き対象鋼材グループが仮置場に単独で存在する時間があるような関係(即ち、先入れ後出しの関係を満たさない関係)を必要に応じてクロス関係と称する。2つの仮置き対象鋼材グループがクロス関係にある場合、当該2つの仮置き対象鋼材グループは、同一の仮山に山積みすることができない。
On the other hand, in the temporary storage target steel group SL1 and SL2, the temporary storage target steel group SL1 is transported to the temporary storage site first, and the temporary storage target steel group SL1 is also transported to the final mountain. Therefore, the steel materials groups SL1 and SL3 to be temporarily placed do not satisfy the relationship of first-in and first-out, and therefore cannot be piled up on the same temporary pile.
In the following explanation, as in this example, the shorter arrow indicating the time zone placed in the temporary storage place is not included in the longer one, but the crossing time zone while there is a time zone where the arrows intersect. A relationship in which each steel group to be temporarily placed has time to exist independently in the temporary storage place before and after (that is, a relationship that does not satisfy the first-in / last-out relationship) is referred to as a cross relationship as necessary. When two steel materials groups to be temporarily placed are in a cross relationship, the two steel materials groups to be temporarily placed cannot be piled up on the same temporary pile.

そこで、仮山導出部104は、搬送順導出部103により導出された仮置き対象鋼材グループの1つに対し、1つの頂点を設定する。次に、仮山導出部104は、クロス関係にある2つの仮置き対象鋼材グループに対応する2つの頂点間に枝を張る。また、仮山導出部104は、枝が張られていない2つの仮置き対象鋼材グループに対応する2つの頂点のうち、[最終山導出部102、ステップS202]の項で説明した積み制約(幅制約および長さ制約)に違反する2つの仮置き対象鋼材グループに対応する2つの頂点間にも枝を張る。ここで、仮置き対象鋼材グループについては、(2)式に代えて、以下の(16)式のように、仮置き対象鋼材グループの対の集合FTを禁止対集合とする。 Therefore, the temporary mountain lead-out unit 104 sets one vertex for one of the temporary placement target steel material groups derived by the transport order lead-out unit 103. Next, the temporary mountain lead-out unit 104 extends a branch between the two vertices corresponding to the two temporary placement target steel material groups having a cross relationship. Further, the temporary mountain lead-out unit 104 has a stacking constraint (width) described in the section [Final mountain lead-out unit 102, step S202] among the two vertices corresponding to the two temporary placement target steel material groups without branches. Branches are also laid between the two vertices corresponding to the two temporary placement target steel groups that violate the constraints (constraints and length constraints). Here, the temporary target steel group, (2) instead of expression, as in the following equation (16), and prohibits pair set the set F T of the pair of temporary target steel group.

Figure 0006776873
Figure 0006776873

仮山導出部104は、以上のようにして作成される単純無向グラフG=(V,E)に対し、頂点彩色問題を解くことにより、仮山最適化問題の解(各仮山の山姿の最適解)を導出することができる。以上の頂点彩色問題(仮山最適化問題)を定式化し、各仮山の山姿の最適解を導出するための仮山導出部104の機能的な構成の一例について説明する。 The temporary mountain derivation unit 104 solves the temporary mountain optimization problem (mountains of each temporary mountain) by solving the vertex coloring problem for the simple undirected graph G = (V, E) created as described above. The optimal solution of the figure) can be derived. An example of the functional configuration of the temporary mountain derivation unit 104 for formulating the above vertex coloring problem (temporary mountain optimization problem) and deriving the optimum solution of the mountain shape of each temporary mountain will be described.

<<仮山導出部104の機能構成>>
図10は、仮山導出部104の詳細な機能的な構成の一例を示す図である。図11は、仮山導出部104(ステップS204)の詳細な処理の一例を説明するフローチャートである。
〔制約式・目的関数設定部1001、ステップS1101、S1102〕
本実施形態では、仮山割り当て変数x[i][m]と仮山有無変数δ[m]とを決定変数とする。
仮山割り当て変数x[i][m]は、仮置き対象鋼材グループ(頂点)iを仮山(色)mに割り当てる場合に「1」、割り当てない場合に「0(ゼロ)」となる0−1変数である。仮山有無変数δ[m]は、仮山(色)mに割り当てられた仮置き対象鋼材グループが存在する場合に「1」、存在しない場合に「0(ゼロ)」となる0−1変数である。
<< Functional configuration of temporary mountain derivation unit 104 >>
FIG. 10 is a diagram showing an example of a detailed functional configuration of the temporary mountain derivation unit 104. FIG. 11 is a flowchart illustrating an example of detailed processing of the temporary mountain derivation unit 104 (step S204).
[Constraint expression / objective function setting unit 1001, steps S1101, S1102]
In the present embodiment, the temporary mountain allocation variable x [i] [m] and the temporary mountain presence / absence variable δ [m] are used as determining variables.
The temporary mountain allocation variable x [i] [m] is "1" when the steel material group (vertex) i to be temporarily placed is assigned to the temporary mountain (color) m, and "0 (zero)" when it is not assigned. -1 variable. The temporary mountain presence / absence variable δ [m] is a 0-1 variable that is “1” when the temporary storage target steel group assigned to the temporary mountain (color) m exists, and “0 (zero)” when it does not exist. Is.

[[制約式]]
制約式・目的関数設定部1001は、以下の制約式を設定する。
(a)山割当制約
山割当制約は、全ての仮置き対象鋼材グループ(頂点)iは、何れかの仮山(色)mに1回(1色)のみ割り当てられなければならないことを示す制約であり、以下の(17)式で表される。
[[Constraint expression]]
The constraint expression / objective function setting unit 1001 sets the following constraint expression.
(A) Mountain allocation constraint The mountain allocation constraint indicates that all steel group (vertices) i subject to temporary placement must be assigned only once (one color) to any temporary mountain (color) m. It is expressed by the following equation (17).

Figure 0006776873
Figure 0006776873

(17)式において、tは、仮山の数の上限値である。尚、この上限値tの数の仮山は、最適な仮山の候補であり、それぞれの仮山に識別番号(仮山ID)が設定されるものとする。
(b)同一山割当不可制約
同一山割当不可制約は、前述した単純無向グラフGにおいて枝が張られた2つの仮置き対象鋼材グループ(頂点)iには、同一の色を彩色することができないことを示す制約であり、以下の(18)式で表される。
In equation (17), t is the upper limit of the number of temporary mountains. It is assumed that the temporary mountains having the upper limit value t are candidates for the optimum temporary mountains, and an identification number (temporary mountain ID) is set for each temporary mountain.
(B) Constraints that cannot be assigned to the same mountain The constraint that cannot be assigned to the same mountain is that the two temporary placement target steel group (vertices) i with branches in the simple undirected graph G described above can be colored in the same color. It is a constraint indicating that it cannot be performed, and is expressed by the following equation (18).

Figure 0006776873
Figure 0006776873

(18)式において、単純無向グラフGの枝ecの両端の仮置き対象鋼材グループ(頂点)をi1、i2とする。また、Fcは、クロス関係にある2つの仮置き対象鋼材グループ(頂点)対集合および積み制約(幅制約および長さ制約)に違反する即ち、仮置き対象鋼材グループの対集合FT(禁止対集合)との和集合である。 (18) In the equation, the temporary target steel group at both ends of the branches e c a simple undirected graph G (vertex) and i 1, i 2. Further, F c, the two temporary target steel Group (vertex) to set and loading constraints (width constraint and length constraints) that is violated, versus the set F T (prohibition of temporary target steel group in the cross-relationship It is a union with (pair set).

(c)山高さ制約
山高さ制約は、仮山に山積みできる鋼材の数は、その上界hmax(∈Z+)以下であることを示す制約であり、以下の(19)式で表される。
(C) Mountain height constraint The mountain height constraint is a constraint indicating that the number of steel materials that can be piled up on a temporary mountain is less than or equal to the upper bound h max (∈ Z +), and is expressed by the following equation (19). ..

Figure 0006776873
Figure 0006776873

(19)式において、w[i]は、仮置き対象鋼材グループ(頂点)iを構成する鋼材の数である。また、kは、仮置き対象鋼材グループの総数である。また、Tは、上限値tの数の仮山(の候補)の集合である。 In the equation (19), w [i] is the number of steel materials constituting the steel material group (vertex) i to be temporarily placed. Further, k is the total number of steel material groups to be temporarily placed. Further, T is a set of (candidates for) temporary mountains having an upper limit value t.

(d)山優先順制約
山優先順制約は、仮山の作成順に関する制約である。本実施形態では、山優先順制約は、仮山の識別番号(仮山ID)が小さい仮山を優先的に作成することを示す制約であり、以下の(20)式で表される。
(D) Mountain priority constraint The mountain priority constraint is a constraint regarding the order in which temporary mountains are created. In the present embodiment, the mountain priority constraint is a constraint indicating that a temporary mountain having a small temporary mountain identification number (temporary mountain ID) is preferentially created, and is expressed by the following equation (20).

Figure 0006776873
Figure 0006776873

(e)色識別制約
頂点彩色問題では、1番目の色、2番目の色、3番目の色、・・・の識別は本質的でないので、それらの色を入れ替えても解であることに変わりない。例えば、第1の仮置き対象鋼材グループ群に赤が彩色され、第2の仮置き対象鋼材グループ群に青が彩色された場合と、第2の仮置き対象鋼材グループ群に赤が彩色され、第1の仮置き対象鋼材グループ群に青が彩色された場合とは等価である。このように仮山最適解問題では、最適解として導出された複数の仮山の識別番号(仮山ID)を入れ替えた解も最適解である。従って、最適解が複数(仮山(色)の数!(階乗))存在することになり、相互に等価な複数の最適解が得られる。そこで、これら相互に等価な複数の最適解が得られることを抑制するために、仮山(色)mの識別を行うための制約として色識別制約を設ける。本実施形態では、色識別制約は、仮山の識別番号(仮山ID)が小さい仮山であるほど、頂点の数が多くなる(即ち、高い山になる)ことを示す制約であり、以下の(21)式で表される。
(E) Color identification constraint In the vertex coloring problem, the identification of the first color, the second color, the third color, ... Is not essential, so even if those colors are exchanged, the solution is changed. Absent. For example, when the first temporary storage target steel group group is colored red and the second temporary storage target steel group group is colored blue, and when the second temporary placement target steel group group is colored red, the second temporary storage target steel group group is colored red. This is equivalent to the case where the first steel group to be temporarily placed is colored in blue. As described above, in the temporary mountain optimum solution problem, the solution in which the identification numbers (temporary mountain IDs) of the plurality of temporary mountains derived as the optimum solution are exchanged is also the optimum solution. Therefore, there are a plurality of optimum solutions (the number of temporary mountains (colors)! (Factial)), and a plurality of optimal solutions equivalent to each other can be obtained. Therefore, in order to suppress the acquisition of a plurality of optimal solutions equivalent to each other, a color identification constraint is provided as a constraint for identifying the temporary mountain (color) m. In the present embodiment, the color identification constraint is a constraint indicating that the smaller the identification number (temporary mountain ID) of the temporary mountain, the larger the number of vertices (that is, the higher the mountain). It is expressed by the equation (21) of.

Figure 0006776873
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[[目的関数]]
仮山(色)の数を最小にすることを目的とするので、以下の(22)式に示す目的関数Jを用いる。
[[Objective Function]]
Since the purpose is to minimize the number of temporary mountains (colors), the objective function J shown in the following equation (22) is used.

Figure 0006776873
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制約式・目的関数設定部1001は、搬送順導出部103により導出された各仮置き対象鋼材グループに基づいて、i、i1、i2、j、kを設定すると共に、予め与えられたtを設定することにより、(16)式〜(21)式の制約式を設定する。また、制約式・目的関数設定部1001は、(22)式に対し、予め与えられたtを設定することにより、(22)式の目的関数Jを設定する。 The constraint equation / objective function setting unit 1001 sets i, i 1 , i 2 , j, and k based on each temporary storage target steel group derived by the transport order derivation unit 103, and t is given in advance. By setting, the constraint equations of equations (16) to (21) are set. Further, the constraint expression / objective function setting unit 1001 sets the objective function J of the equation (22) by setting the t given in advance with respect to the equation (22).

〔最適化計算部1002、ステップS1103、S1104〕
最適化計算部1002は、(16)式〜(21)式の制約式を満足する範囲で、(22)式の目的関数Jの値が最小になるときの仮山割り当て変数x[i][m]および仮山有無変数δ[m]を最適解として算出する。尚、最適解の算出は、最適化問題を0−1整数計画法等の数理計画法により解くための公知のアルゴリズム(solver)を用いることにより実現できる。仮山有無変数δ[m]が「1」の仮山(色)mに、当該仮山(色)mに対応する仮山割り当て変数x[i][m]が「1」の仮置き対象鋼材グループ(頂点)iが山積みされることになる。仮山を構成する仮置き対象鋼材グループを、前述した積み制約を満たすように山積みすることにより、各仮山における各仮置き対象鋼材グループの積み位置(即ち、山姿)が特定される。このようにして特定される情報が仮山特定情報となる。
尚、ここでは、目的関数Jを最小化する問題を例に挙げて説明した。しかしながら、例えば、(22)式の右辺に(−1)を掛けたものを目的関数とし、当該目的関数を最大化する問題としてもよい。
[Optimization calculation unit 1002, steps S1103, S1104]
The optimization calculation unit 1002 determines the temporary mountain allocation variable x [i] [when the value of the objective function J of the equation (22) becomes the minimum within the range satisfying the constraint equations of the equations (16) to (21). Calculate with m] and the temporary mountain presence / absence variable δ [m] as the optimum solution. The calculation of the optimum solution can be realized by using a known algorithm (solver) for solving the optimization problem by a mathematical programming method such as the 0-1 integer programming method. Temporary mountain (color) m whose temporary mountain presence / absence variable δ [m] is "1" and temporary mountain allocation variable x [i] [m] corresponding to the temporary mountain (color) m are temporary storage targets of "1". Steel group (top) i will be piled up. By stacking the temporary storage target steel group constituting the temporary pile so as to satisfy the above-mentioned stacking constraint, the stacking position (that is, the mountain shape) of each temporary storage target steel group in each temporary pile is specified. The information specified in this way becomes the temporary mountain specific information.
Here, the problem of minimizing the objective function J has been described as an example. However, for example, the right side of Eq. (22) multiplied by (-1) may be used as the objective function, and the problem may be to maximize the objective function.

[出力部105、ステップS205]
出力部105は、最終山導出部102により導出された最終山の山姿と、搬送順導出部103により導出された各鋼材グループの搬送順と、仮山導出部104により導出された仮山の山姿とを含む情報を出力する。出力の形態は、コンピュータディスプレイへの表示、ヤード管理装置100の内部または外部の記憶媒体への記憶、および外部装置への送信のうち、少なくとも1つを含む。外部装置としては、例えば、クレーン、またはクレーンの動作を制御する制御装置が挙げられる。
[Output unit 105, step S205]
The output unit 105 describes the mountain shape of the final mountain led out by the final mountain lead-out unit 102, the transport order of each steel material group derived by the transport order lead-out unit 103, and the temporary mountain drawn by the temporary mountain lead-out unit 104. Outputs information including the mountain shape. The form of the output includes at least one of display on a computer display, storage in an internal or external storage medium of the yard management device 100, and transmission to an external device. Examples of the external device include a crane or a control device that controls the operation of the crane.

<実施例>
次に、実施例を説明する。
以下の実施例では、以下の計算環境で計算を行った。
(i)プロセッサ:Intel(登録商標) Xeon(登録商標) CPU E5-2687W @ 3.1.GHz (2プロセッサ)
(ii)実装メモリ(RAM):128GB
(iii)OS: Windows(登録商標)7 Professional 64ビットオペレーティングシステム
(iv)最適計算ソフト:ILOG CPLEX Cplex11.0 Concert25(登録商標)
<Example>
Next, an embodiment will be described.
In the following examples, the calculation was performed in the following calculation environment.
(I) Processor: Intel (registered trademark) Xeon (registered trademark) CPU E5-2687W @ 3.1.GHz (2 processors)
(Ii) Mounted memory (RAM): 128GB
(Iii) OS: Windows (registered trademark) 7 Professional 64-bit operating system (iv) Optimal calculation software: ILOG CPLEX Cplex11.0 Concert25 (registered trademark)

本実施例では、最終山の作成対象の鋼材(スラブ)のヤードへの受け入れが完了し、圧延予定などの変更が判明した時点においてヤードに山積みされている山を初期山とし、当該初期山を、上から払出順に山積みされる最終山に積み替えるものとする。また、鋼材は、1つずつ搬送されるものとする。図12は、鋼材情報の一例を示す図である。図12において、SLIDは、鋼材の識別番号(鋼材ID)である。SL幅は、鋼材の幅であり、SL長は、鋼材の長さである。初期山IDの隣に示す積段は、初期山IDの初期山における(最下段を1とする)積段である。また、図12において、グレーで示す部分は、搬送対象としなかった鋼材(固定部)を示す。 In this embodiment, the pile piled up in the yard at the time when the acceptance of the steel material (slab) to be created for the final pile into the yard is completed and the change such as the rolling schedule is found is set as the initial pile, and the initial pile is set as the initial pile. , Shall be transshipped to the final pile, which is piled up in the order of payout from the top. Further, the steel materials shall be transported one by one. FIG. 12 is a diagram showing an example of steel material information. In FIG. 12, SLID is a steel material identification number (steel material ID). The SL width is the width of the steel material, and the SL length is the length of the steel material. The stack shown next to the initial mountain ID is the stack in the initial mountain of the initial mountain ID (the lowest level is 1). Further, in FIG. 12, the portion shown in gray indicates a steel material (fixed portion) that was not targeted for transportation.

図13は、図12に示す鋼材情報を入力として、本実施形態の手法で最適化計算を行った結果を示す図である。図13において、初送順とは、初期山からの搬送順であり、終送順とは、仮山から最終山への搬送順である。最終山IDの隣に示す積段は、最終山IDの最終山における(最下段を1とする)積段である。
図13の初送順が「0(ゼロ)」であることは、搬送が行われていないことを示す(初送順が「0(ゼロ)」である鋼材は固定部であることを示す)。また、図13に示す結果では、何れの鋼材も仮置きされなかったので、終送順、仮山ID、および積段の欄は、全て「/」としている。
FIG. 13 is a diagram showing the result of performing the optimization calculation by the method of the present embodiment with the steel material information shown in FIG. 12 as an input. In FIG. 13, the first delivery order is the transport order from the initial mountain, and the final delivery order is the transport order from the temporary mountain to the final mountain. The stack shown next to the final mountain ID is the stack in the final mountain of the final mountain ID (the lowest level is 1).
The fact that the initial feed order in FIG. 13 is "0 (zero)" indicates that the transport is not performed (the steel material whose initial feed order is "0 (zero)" indicates that it is a fixed portion). .. Further, in the result shown in FIG. 13, since none of the steel materials was temporarily placed, the columns of the final delivery order, the temporary mountain ID, and the stacking stage are all set to "/".

図13に示すように、本実施形態の手法では、各初期山において上に山積みされた鋼材から順に搬送されていることが分かる(初送順、初期山ID、および積段を参照)。また、各最終山において、前述した積み制約を違反することなく、上から搬送順に各鋼材が山積みされることが分かる(最終山ID、積段、払出順、SL幅、SL長を参照)。 As shown in FIG. 13, in the method of the present embodiment, it can be seen that the steel materials piled up in each initial pile are transported in order (see the initial feed order, the initial pile ID, and the stacking stage). Further, it can be seen that in each final pile, each steel material is piled up in the order of transportation from the top without violating the above-mentioned stacking restrictions (see final pile ID, stacking stage, payout order, SL width, SL length).

本実施形態で説明した最適計算法の効果を検証すべく、鋼材の積み替え方を人が決定する際に用いられると考えられる貪欲法ルールに基づく方法を比較例とした。比較例として用いる貪欲法ルールでは、以下のルールに基づき、鋼材の積み替えを行うものとする。 In order to verify the effect of the optimum calculation method described in this embodiment, a method based on the greedy algorithm rule, which is considered to be used when a person decides how to transship steel materials, is used as a comparative example. In the greedy algorithm rule used as a comparative example, steel materials shall be transshipped based on the following rules.

初期山群が与えられた場合、それを初期状態として、仮置きの回数および仮山の数を出来るだけ少なくして、出来るだけ少ない数の最終山を作成する積み替えルール(アルゴリズム)を以下に示す。
初期山或いは仮山から1枚ずつ最終山へ搬送する鋼材と、当該鋼材の搬送先となる最終山或いは仮山を搬送毎に決定する。従って、積み替えルール(アルゴリズム)では、毎回の搬送における、1)搬送対象の鋼材の指定と、2)搬送先の山の指定とが出来ればよい。尚、この問題における搬送終了は、初期山および仮山がなくなり、最終山だけとなった時点と考える(これを最終状態とすると、初期山からの搬送先は最終山或いは仮山のみであり、仮山からの搬送先は最終山のみなので、高々2n(nは、最終山の作成対象の鋼材の数)回の搬送で最終状態となる)。従って、毎回の搬送タイミングで、1)搬送対象の鋼材(From)と2)搬送先の山(To)の指定とを行うアルゴリズムになる。
If an initial mountain group is given, the transshipment rule (algorithm) for creating the final mountain as few as possible by reducing the number of temporary placements and the number of temporary mountains as much as possible is shown below. ..
The steel material to be transported one by one from the initial mountain or temporary mountain to the final mountain and the final mountain or temporary mountain to be transported to the steel material are determined for each transportation. Therefore, in the transshipment rule (algorithm), it is sufficient that 1) the steel material to be transported and 2) the peak of the transfer destination can be specified in each transfer. It should be noted that the end of transportation in this problem is considered to be the time when the initial mountain and the temporary mountain disappear and only the final mountain is left (assuming this is the final state, the transportation destination from the initial mountain is only the final mountain or the temporary mountain. Since the destination from the temporary mountain is only the final mountain, it will be in the final state after transporting at most 2n (n is the number of steel materials to be created in the final mountain). Therefore, it is an algorithm that 1) specifies the steel material (From) to be transported and 2) specifies the peak (To) of the transport destination at each transport timing.

(ア) 分解中の初期山(初期山の残り山)および仮山の最上段にある鋼材であって、構築中の最終山に払出正順に積める鋼材のうち、払出順が最大の鋼材を『搬送対象のスラブ(From)』とする。また、『搬送対象の鋼材』を山積みすることが出来る構築中の最終山のうち、最上段の鋼材の払出順が、『搬送対象の鋼材』の払出順に最も近い構築中の最終山を『搬送先の山(To)』とする。 (A) Of the steel materials at the top of the initial mountain (remaining mountain of the initial mountain) and temporary mountain that are being disassembled and that can be loaded in the final mountain under construction in the order of payout, the steel material with the largest payout order is " The slab to be transported (From) ”. In addition, among the final piles under construction that can be piled up with "steel materials to be transported", the final pile under construction whose topmost steel material payout order is closest to the payout order of "steel material to be transported" is "transported". The mountain ahead (To) ”.

(イ) 構築中の最終山に払出正順に積める鋼材がない場合には、分解中の初期山(初期山の残り山)の最上段にある鋼材のうち、払出順が最大の鋼材を『搬送対象の鋼材(From)』とする。この場合の『搬送対象の鋼材』の『搬送先の山(To)』を、新たな最終山の最下段(最終置場)および仮置場の何れにするかを、以下の(ウ)に示す方法で判断する。 (B) If there is no steel material that can be loaded in the order of payout in the final pile under construction, the steel material with the largest payout order among the steel materials at the top of the initial pile (remaining pile of the initial pile) being disassembled is "transported". Target steel material (From) ”. In this case, the method shown in (c) below indicates whether the "transportation destination mountain (To)" of the "steel material to be transported" is the lowest stage (final storage area) or the temporary storage area of the new final mountain. Judge with.

(ウ) [構築中の最終山の数<ceil(n/hmax)であり、且つ、『搬送対象の鋼材』の払出順>hmax]である場合、または、[『搬送対象の鋼材』の払出順=最大払出順]である場合、新たに最終山を設け、その最終山の最下段に『搬送対象の鋼材』を置く。一方、これ以外の場合には、仮置場に『搬送対象の鋼材』をおく。『搬送対象の鋼材』を仮置場に置く場合には、以下の(エ)に示す方法で、どの仮山に山積みするかを判断する。尚、ceil(*)は、*の小数点以下を切り上げ整数とする関数である。また、ここでのnは、最終山の作成対象の鋼材の総数である。 (C) [When the number of final peaks under construction <ceil (n / h max ) and the payout order of "steel materials to be transported"> h max ], or ["steel materials to be transported" If the payout order = maximum payout order], a new final pile is set up, and the "steel material to be transported" is placed at the bottom of the final pile. On the other hand, in other cases, "steel material to be transported" is placed in the temporary storage area. When placing the "steel material to be transported" in the temporary storage area, the method shown in (d) below is used to determine which temporary pile to pile up. Note that ceil (*) is a function that rounds up the decimal point of * to an integer. Further, n here is the total number of steel materials to be created in the final mountain.

(エ) 前記(ウ)に示すケースで、仮山に山積みすると判定された場合は、構築中の仮山の中で『搬送対象の鋼材』を、前述した積み制約を満たし且つ払出逆順に積める仮山のうち、最上段の鋼材の払出順が、払出逆順で『搬送対象の鋼材』の払出順に最も近い仮山を『搬送先の山(To)』とする。仮山の中に『搬送対象の鋼材』を山積みすることが出来る山がない場合には、新たに仮山を設け、その最下段に『搬送対象の鋼材』置く。尚、払出逆順とは、払出正順とは逆のことを指し、相対的に下にある鋼材の方が、当該鋼材よりも上にある鋼材よりも早く次工程に払い出されるような積順をいう。 (D) In the case shown in (c) above, if it is determined that the piles will be piled up on the temporary pile, the "steel materials to be transported" can be piled up in the temporary pile under construction while satisfying the above-mentioned stacking restrictions and in the reverse order of payout. Of the temporary ridges, the temporary ridge that is closest to the payout order of the "steel to be transported" in the reverse order of discharge of the steel materials at the top is the "mountain (To) of the transport destination". If there is no pile in the temporary pile that can be piled up with "steel material to be transported", a new temporary pile is set up and the "steel material to be transported" is placed at the bottom. The reverse order of payout means the reverse of the normal order of payout, and the stacking order is such that the steel material that is relatively lower is paid out to the next process earlier than the steel material that is above the steel material. Say.

図14は、本実施形態の手法による最適化計算の結果と、比較例の手法による結果とを表形式で示す図である。図14の計算条件のトライは、鋼材情報を識別するものであり、7通りの鋼材情報について、本実施形態の手法と比較例の手法との比較を行っていることを示す。また、計算条件の山は、初期山の数である。また、計算条件のSLは、最終山の作成対象の鋼材の数であり、また、括弧内の数字は、搬送対象の鋼材の数である。例えば、PN140では、38枚の鋼材のうち26枚を搬送対象の鋼材とし、残りの12枚の鋼材は搬送していない(固定部とする)。比較例(貪欲法)および発明例((個別)最適化)の最終山、仮山、仮置は、それぞれ最終山の数、仮山の数、仮置きの数である。尚、図14のPN173は、図12に示す鋼材情報を用いたものである。従って、図14のPN173の発明例は、図13に示す結果に対応する。
図14に示すように、本実施形態の手法では、比較例の手法に比べ、最終山の数、仮山の数、および仮置きの数を少なくすることができることが分かる。
FIG. 14 is a diagram showing the result of the optimization calculation by the method of the present embodiment and the result of the method of the comparative example in a table format. The trial of the calculation conditions in FIG. 14 identifies the steel material information, and shows that the method of the present embodiment and the method of the comparative example are compared with respect to the seven types of steel material information. The peak of the calculation condition is the number of initial peaks. Further, SL of the calculation condition is the number of steel materials to be created in the final pile, and the number in parentheses is the number of steel materials to be transported. For example, in the PN140, 26 of the 38 steel materials are the steel materials to be transported, and the remaining 12 steel materials are not transported (the fixed portion). The final mountain, temporary mountain, and temporary placement of the comparative example (greed method) and the invention example ((individual) optimization) are the number of final mountains, the number of temporary mountains, and the number of temporary placements, respectively. Note that PN173 in FIG. 14 uses the steel material information shown in FIG. Therefore, the invention example of PN173 in FIG. 14 corresponds to the result shown in FIG.
As shown in FIG. 14, it can be seen that the method of the present embodiment can reduce the number of final peaks, the number of temporary peaks, and the number of temporary piles as compared with the method of the comparative example.

<まとめ>
以上のように本実施形態では、初期山の山姿と払出順を所与とする。積み制約を満たす範囲で、最終山の数および初期山単位逆転対Rの数が少なくなるように最終山の山姿を導出する。初期山単位逆転対Rは、初期山における相対的な積み位置の関係が、最終山でも同じ位置関係になる2つの鋼材グループである。次に、このようにして導出された最終山の山姿と初期山の山姿とに基づいて、各鋼材グループの搬送順と、初期山から最終山に至るまでの搬送の過程において仮山に山積みされる鋼材グループ(仮置き対象鋼材グループ)とを導出する。次に、各鋼材グループの搬送順と、仮置き対象鋼材グループに基づいて、頂点彩色問題を解くことにより、仮山の山姿を導出する。従って、最終山の山姿、各鋼材グループの搬送順、仮山の山姿をこの順で、直前の処理の解を入力として求解連鎖を行うことにより、最終山の数、各鋼材グループの搬送回数、および仮山の数を適正にしつつ(少なくしつつ)、初期山では上に位置する鋼材から順に搬送が開始され、最終山では上に位置する鋼材から順に次工程に払い出されるように、最終山を構成することができる。
<Summary>
As described above, in the present embodiment, the mountain shape of the initial mountain and the payout order are given. The mountain shape of the final mountain is derived so that the number of the final mountain and the number of initial mountain unit reversals vs. R are reduced within the range that satisfies the stacking constraint. The initial pile unit reversal vs. R is a group of two steel materials in which the relative stacking position relationship in the initial pile has the same positional relationship in the final pile. Next, based on the shape of the final mountain and the shape of the initial mountain derived in this way, the order of transportation of each steel group and the process of transportation from the initial mountain to the final mountain are changed to temporary mountains. Derivation of piled steel materials group (temporary storage target steel materials group). Next, the mountain shape of the temporary mountain is derived by solving the apex coloring problem based on the transport order of each steel material group and the steel material group to be temporarily placed. Therefore, by performing a solution chain with the mountain shape of the final mountain, the transport order of each steel material group, and the mountain shape of the temporary mountain in this order, using the solution of the immediately preceding process as an input, the number of final mountains and the transport of each steel material group. While making the number of times and the number of temporary ridges appropriate (decreasing), the transportation is started in order from the steel material located above in the initial mountain, and is discharged to the next process in order from the steel material located above in the final mountain. The final mountain can be constructed.

尚、工程間の置場として、2つの製造工程間の置場を対象とし、金属材として、半製品を対象としてもよいし、工程間の置場として、製造工程と出荷工程の間の置場を対象とし、金属材として、最終製品を対象としてもよい。この際に、複数の金属材をコンテナに収容して輸送、配置する場合には、金属材が収容されたコンテナを1つの金属材として取り扱ってもよい。さらに、工程間の置場としては、金属製造プロセスにおける置場に限定されるものでなく、一般的な工程間の物流、搬送を対象としてもよい。物流分野では内容物に限定されずコンテナの搬送、配置でも適用できる。従って、本発明では、金属材は、最終製品と、半製品と、コンテナとの何れか1つを含むものとする。 As a storage space between processes, a storage space between two manufacturing processes may be targeted, a semi-finished product may be targeted as a metal material, and a storage space between manufacturing processes and a shipping process may be targeted as a storage space between processes. , As a metal material, the final product may be targeted. At this time, when a plurality of metal materials are housed in a container for transportation and arrangement, the container containing the metal materials may be treated as one metal material. Further, the storage space between processes is not limited to the storage space in the metal manufacturing process, and may be targeted for general distribution and transportation between processes. In the field of logistics, it can be applied not only to the contents but also to the transportation and arrangement of containers. Therefore, in the present invention, the metal material includes any one of a final product, a semi-finished product, and a container.

また、以上説明した本発明の実施形態は、コンピュータがプログラムを実行することによって実現することができる。また、前記プログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体及び前記プログラム等のコンピュータプログラムプロダクトも本発明の実施形態として適用することができる。記録媒体としては、例えば、フレキシブルディスク、ハードディスク、光ディスク、光磁気ディスク、CD−ROM、磁気テープ、不揮発性のメモリカード、ROM等を用いることができる。
また、以上説明した本発明の実施形態は、何れも本発明を実施するにあたっての具体化の例を示したものに過ぎず、これらによって本発明の技術的範囲が限定的に解釈されてはならないものである。すなわち、本発明はその技術思想、またはその主要な特徴から逸脱することなく、様々な形で実施することができる。
Further, the embodiment of the present invention described above can be realized by executing a program by a computer. Further, a computer-readable recording medium on which the program is recorded and a computer program product such as the program can also be applied as an embodiment of the present invention. As the recording medium, for example, a flexible disk, a hard disk, an optical disk, a magneto-optical disk, a CD-ROM, a magnetic tape, a non-volatile memory card, a ROM, or the like can be used.
In addition, the embodiments of the present invention described above are merely examples of embodiment of the present invention, and the technical scope of the present invention should not be construed in a limited manner by these. It is a thing. That is, the present invention can be implemented in various forms without departing from the technical idea or its main features.

<請求項との関係>
以下に、請求項と実施形態との関係の一例を示す。尚、請求項の記載が実施形態の記載に限定されないことは、前述した通りである。
[請求項1]
取得手段(工程)は、例えば、鋼材情報取得部101(ステップS201)を用いることにより実現される。
金属材情報は、例えば、鋼材情報により実現される。
初期山特定情報は、例えば、各鋼材グループ初期山の山姿を特定する情報により実現される。
初期山の識別情報は、例えば、初期山IDを用いることにより実現される。
当該初期山を構成する前記金属材と、当該金属材の当該初期山における積順は、例えば、初期山IDで識別される初期山の各積段に位置する鋼材グループIDを用いることにより実現される。
金属材サイズ情報は、例えば、鋼材グループ情報(最大幅と、最小幅と、最大長と、最小長)を用いることにより実現される。
払出順情報は、例えば、鋼材グループ情報(払出順)を用いることにより実現される。
最終山導出手段(工程)は、例えば、最終山導出部102(ステップS202)を用いることにより実現される。
搬送順導出手段(工程)は、例えば、搬送順導出部103(ステップS203)を用いることにより実現される。仮置き対象金属材は、例えば、仮置き対象鋼材グループを用いることにより実現される。
仮山導出手段(工程)は、例えば、仮山導出部104(ステップS204)を用いることにより実現される。
[請求項2]
積み制約は、幅条件、長さ条件、および高さ制約を用いることにより実現される。
初期山単位逆転対は、例えば、初期山単位逆転対R(初期山の山姿のみから逆転対となる鋼材グループの対)を用いることにより実現される。
[請求項3]
実現可能山抽出手段は、例えば、実現可能山抽出部301を用いることにより実現される。
第1の制約式設定手段と第1の目的関数設定手段は、例えば、制約式・目的関数設定部302を用いることにより実現される。
第1の最適化計算手段は、例えば、最適化計算部303を用いることにより実現される。
[請求項4]
第2の制約式設定手段と第2の目的関数設定手段は、例えば、制約式・目的関数設定部501を用いることにより実現される。第2の制約式設定手段により設定される仮置き判定制約式は、例えば、(8)式を用いることにより実現される。第2の目的関数設定手段により設定される第2の目的関数は、例えば、(9)式を用いることにより実現される。
第2の最適化計算手段は、例えば、最適化計算部502を用いることにより実現される。
[請求項5]
導出手段は、例えば、後処理部503を用いることにより実現される。
仮置き材初期搬送順規定制約式は、例えば、(10)式を用いることにより実現される。
[請求項6]
仮置き発生制約式は、例えば、(9−2)式を用いることにより実現される。
[請求項7]
初期山初期搬送順規定制約式は、例えば、(11)式を用いることにより実現される。
[請求項8、9]
第3の制約式設定手段と第3の目的関数設定手段は、例えば、制約式・目的関数設定部1001を用いることにより実現される。
山割当制約式は、例えば、(17)式を用いることにより実現される。
同一山割当不可制約式は、例えば、(18)式を用いることにより実現される。
高さ制約式は、例えば、(19)式を用いることにより実現される。
第3の目的関数設定手段により設定される第3の目的関数は、例えば、(22)式を用いることにより実現される。
第3の最適化計算手段は、例えば、最適化計算部1002を用いることにより実現される。
<Relationship with claims>
An example of the relationship between the claims and the embodiments is shown below. As described above, the description of the claims is not limited to the description of the embodiment.
[Claim 1]
The acquisition means (process) is realized by using, for example, the steel material information acquisition unit 101 (step S201).
The metal material information is realized by, for example, steel material information.
The initial mountain identification information is realized by, for example, information that identifies the mountain shape of the initial mountain of each steel material group.
The identification information of the initial mountain is realized by using, for example, the initial mountain ID.
The stacking order of the metal material constituting the initial mountain and the metal material in the initial mountain is realized by using, for example, a steel material group ID located in each stack of the initial mountain identified by the initial mountain ID. To.
The metal material size information is realized by using, for example, steel material group information (maximum width, minimum width, maximum length, minimum length).
The payout order information is realized by using, for example, steel material group information (payout order).
The final mountain derivation means (process) is realized, for example, by using the final mountain derivation unit 102 (step S202).
The transport order derivation means (process) is realized by using, for example, the transport order derivation unit 103 (step S203). The metal material to be temporarily placed is realized, for example, by using a steel material group to be temporarily placed.
The temporary mountain derivation means (process) is realized by using, for example, the temporary mountain derivation unit 104 (step S204).
[Claim 2]
Stacking constraints are achieved by using width, length, and height constraints.
The initial mountain unit reversal pair is realized by using, for example, the initial mountain unit reversal pair R (a pair of steel material groups that becomes a reversal pair only from the mountain shape of the initial mountain).
[Claim 3]
The feasible mountain extraction means is realized, for example, by using the feasible mountain extraction unit 301.
The first constraint expression setting means and the first objective function setting means are realized by using, for example, the constraint expression / objective function setting unit 302.
The first optimization calculation means is realized, for example, by using the optimization calculation unit 303.
[Claim 4]
The second constraint expression setting means and the second objective function setting means are realized, for example, by using the constraint expression / objective function setting unit 501. The temporary placement determination constraint formula set by the second constraint formula setting means is realized, for example, by using the formula (8). The second objective function set by the second objective function setting means is realized, for example, by using the equation (9).
The second optimization calculation means is realized, for example, by using the optimization calculation unit 502.
[Claim 5]
The derivation means is realized, for example, by using the post-processing unit 503.
The temporary transfer material initial transport order regulation constraint equation is realized by using, for example, equation (10).
[Claim 6]
The temporary placement constraint equation is realized, for example, by using equation (9-2).
[Claim 7]
The initial mountain initial transport order regulation constraint equation is realized by using, for example, equation (11).
[Claims 8 and 9]
The third constraint expression setting means and the third objective function setting means are realized, for example, by using the constraint expression / objective function setting unit 1001.
The mountain allocation constraint equation is realized, for example, by using equation (17).
The same mountain allocation non-assignable constraint equation is realized, for example, by using equation (18).
The height constraint equation is realized, for example, by using the equation (19).
The third objective function set by the third objective function setting means is realized, for example, by using the equation (22).
The third optimization calculation means is realized, for example, by using the optimization calculation unit 1002.

100:ヤード管理装置、101:鋼材情報取得部、102:最終山導出部、103:搬送順導出部、104:仮山導出部、105:出力部 100: Yard management device, 101: Steel material information acquisition unit, 102: Final mountain derivation unit, 103: Transport order derivation unit, 104: Temporary mountain derivation unit, 105: Output unit

Claims (14)

工程間の置場として、金属材を配置するヤードに山積みされる金属材からなる初期山の当該金属材を、搬送機器により搬送して、当該ヤードの後工程への払出順に従った積順で山積みされる金属材からなる最終山を作成するためのヤード管理装置であって、
前記初期山の識別情報と当該初期山を構成する前記金属材の識別情報と当該金属材の当該初期山における積順とを含む初期山特定情報と、前記金属材の大きさに関する金属材サイズ情報と前記金属材の前記後工程への払出順を含む払出順情報とを含む金属材情報を取得する取得手段と、
前記初期山特定情報と、前記金属材サイズ情報と、前記払出順情報とに基づいて、前記最終山を構成する前記金属材と、当該金属材の当該最終山における積順とを含む最終山の山姿を、複数の前記最終山のそれぞれについて決定する最終山導出手段と、
前記初期山特定情報と、前記最終山導出手段により導出された前記最終山の山姿についての情報である最終山特定情報とに基づいて、前記初期山から前記最終山に至るまでの前記金属材の搬送順と、前記最終山への搬送の前に前記ヤードの仮置場に仮山として仮置きすることが必要な前記金属材である仮置き対象金属材とを決定する搬送順導出手段と、
前記搬送順導出手段により導出された前記搬送順および前記仮置き対象金属材と、前記金属材サイズ情報とに基づいて、前記仮山を構成する前記仮置き対象金属材と、当該仮置き対象金属材の当該仮山における積順とを含む仮山の山姿を決定する仮山導出手段と、を有し、
前記仮山導出手段は、前記仮置き対象金属材が頂点に対応し、同一の前記仮山に山積みできない2つの仮置き対象金属材に対応する2つの頂点の間に枝を張った単純無向グラフにおける頂点に彩色する色の数を最小にする頂点彩色問題を解くことにより、前記仮山の山姿を決定することを特徴とするヤード管理装置。
As a storage place between processes, the metal material of the initial pile made of metal material piled up in the yard where the metal material is placed is transported by a transport device and piled up in the stacking order according to the payout order to the subsequent process of the yard. It is a yard management device for creating the final mountain made of metal material to be made.
Initial mountain identification information including the identification information of the initial mountain, the identification information of the metal material constituting the initial mountain, the stacking order of the metal material in the initial mountain, and the metal material size information regarding the size of the metal material. And the acquisition means for acquiring the metal material information including the payout order information including the payout order of the metal material to the subsequent process.
Based on the initial mountain identification information, the metal material size information, and the payout order information, the final mountain including the metal material constituting the final mountain and the product order of the metal material in the final mountain. A final mountain derivation means for determining the mountain shape for each of the plurality of final mountains,
The metal material from the initial mountain to the final mountain based on the initial mountain identification information and the final mountain identification information which is information about the mountain shape of the final mountain derived by the final mountain derivation means. And the transport order derivation means for determining the transport order and the metal material to be temporarily placed, which is the metal material that needs to be temporarily placed as a temporary pile in the temporary storage place of the yard before being transported to the final mountain.
Based on the transport order, the temporary placement target metal material, and the metal material size information derived by the transport order derivation means, the temporary placement target metal material constituting the temporary mountain and the temporary placement target metal. It has a temporary mountain derivation means for determining the mountain shape of the temporary mountain, including the stacking order of the materials in the temporary mountain.
The temporary mountain derivation means is a simple undirected method in which the metal material to be temporarily placed corresponds to a vertex and a branch is extended between two vertices corresponding to two metal materials to be temporarily placed which cannot be piled up on the same temporary mountain. A yard management device characterized in that the shape of a temporary mountain is determined by solving a vertex coloring problem that minimizes the number of colors to be colored at the vertices in a graph.
前記最終山導出手段は、前記最終山に前記金属材を山積みする際に課せられる制約である積み制約と、前記仮置きの回数と前記最終山の高さとを含む評価値とに基づく数理計画法による最適化計算を行うことにより、前記最終山の山姿を決定し、
前記仮置きの回数は、初期山単位逆転対の数であり、
前記初期山単位逆転対は、前記初期山における積み位置の上下関係が、前記最終山でも同じ上下関係である2つの前記金属材であることを特徴とする請求項1に記載のヤード管理装置。
The final mountain derivation means is a mathematical planning method based on a stacking constraint, which is a constraint imposed when the metal material is piled up on the final mountain, and an evaluation value including the number of temporary placements and the height of the final mountain. By performing the optimization calculation by, the mountain shape of the final mountain is determined.
The number of temporary placements is the number of initial mountain unit reversal pairs.
The yard management device according to claim 1, wherein the initial mountain unit reversal pair is two metal materials having the same vertical relationship in the stacking position in the initial mountain.
前記最終山導出手段は、前記積み制約を満たすように積まれる実現可能山を最適解として採用するか否かを定める実現可能山採用有無変数を決定変数とし、
前記金属材情報に基づいて、前記実現可能山の組み合わせを抽出する実現可能山抽出手段と、
何れの前記金属材も、複数の前記実現可能山に重複して配置されてはならず、且つ、何れかの前記実現可能山に配置されなければならないことを、前記実現可能山採用有無変数を用いて表す制約式を、前記実現可能山抽出手段により抽出された前記実現可能山に基づいて設定する第1の制約式設定手段と、
前記最適解として採用する前記実現可能山についての前記評価値が最良になることを目的とする目的関数であって、前記実現可能山採用有無変数と前記評価値とを用いて表される第1の目的関数を、前記実現可能山抽出手段により抽出された前記実現可能山に基づいて設定する第1の目的関数設定手段と、
前記第1の制約式設定手段により設定された前記制約式を満足する範囲で、前記第1の目的関数設定手段により設定された前記第1の目的関数の値が最小または最大になるときの前記実現可能山採用有無変数の値を最適解として導出することを、数理計画法による最適化計算を行うことにより実行する第1の最適化計算手段とを更に有することを特徴とする請求項2に記載のヤード管理装置。
The final mountain derivation means uses a feasible mountain adoption / non-adoption variable that determines whether or not to adopt a feasible mountain that is stacked so as to satisfy the stacking constraint as the optimum solution as a determining variable.
A feasible mountain extraction means for extracting a combination of feasible mountains based on the metal material information,
The fact that any of the metal materials must not be arranged in an overlapping manner on a plurality of the feasible ridges and must be arranged on any of the feasible ridges. The first constraint expression setting means for setting the constraint expression represented by the method based on the feasible mountain extracted by the feasible mountain extraction means, and
A first objective function that aims to maximize the evaluation value of the feasible mountain adopted as the optimum solution, and is expressed by using the feasible mountain adoption / non-adoption variable and the evaluation value. The first objective function setting means for setting the objective function of is based on the feasible mountain extracted by the feasible mountain extraction means, and
The said when the value of the first objective function set by the first objective function setting means becomes the minimum or the maximum within the range satisfying the constraint equation set by the first constraint expression setting means. Claim 2 is characterized in that it further has a first optimization calculation means for deriving the value of the feasible mountain adoption / non-adoption variable as an optimum solution by performing an optimization calculation by a mathematical programming method. The described yard management device.
前記搬送順導出手段は、任意の2つの前記金属材についての、前記初期山からの搬送である初期搬送の相対的な順序を定める二項変数である初期搬送順変数と、前記金属材の前記初期山からの初期搬送が前記ヤードの仮置場への搬送であるか否かを定める変数である仮置き発生有無変数とを決定変数とし、
同一の前記最終山において、下にある金属材よりも上にある金属材を先に初期搬送する場合には、当該先に初期搬送する金属材は、前記最終山への搬送の前に前記仮置場に仮置きすることが必要になることを、前記初期搬送順変数および前記仮置き発生有無変数を用いて表す仮置き判定制約式を含む制約式を、前記金属材情報と前記最終山特定情報とに基づいて設定する第2の制約式設定手段と、
前記仮置きが発生する前記金属材の数が最小になることを目的とする目的関数であって、前記仮置き発生有無変数を用いて表される第2の目的関数を、前記金属材情報に基づいて設定する第2の目的関数設定手段と、
前記第2の制約式設定手段により設定された前記制約式を満足する範囲で前記第2の目的関数設定手段により設定された前記第2の目的関数の値が最小または最大になるときの前記初期搬送順変数および前記仮置き発生有無変数の値を最適解として導出することを、数理計画法による最適化計算を行うことにより実行する第2の最適化計算手段とを更に有することを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項に記載のヤード管理装置。
The transport order derivation means includes an initial transport order variable, which is a binomial variable that determines the relative order of initial transport, which is transport from the initial peak, for any two of the metal materials, and the said metal material. The determinant is the temporary storage occurrence / non-existence variable, which is a variable that determines whether the initial transportation from the initial mountain is the transportation to the temporary storage site of the yard.
In the same final mountain, when the metal material above the lower metal material is initially transported first, the metal material initially transported to the destination is temporarily transported before being transported to the final mountain. The metal material information and the final mountain specific information include constraint equations including a temporary placement determination constraint formula that expresses that it is necessary to temporarily place in the storage place by using the initial transport order variable and the temporary placement occurrence / absence variable. The second constraint expression setting means to be set based on
The second objective function, which is an objective function for the purpose of minimizing the number of the metal materials in which the temporary placement occurs, and is expressed by using the temporary placement occurrence / absence variable, is used in the metal material information. A second objective function setting means to be set based on
The initial stage when the value of the second objective function set by the second objective function setting means becomes the minimum or the maximum within the range satisfying the constraint equation set by the second constraint expression setting means. It is characterized by further having a second optimization calculation means for deriving the values of the transport order variable and the temporary placement occurrence / absence variable as the optimum solution by performing the optimization calculation by the mathematical programming method. The yard management device according to any one of claims 1 to 3.
前記第2の最適化計算手段により導出された前記仮置き発生有無変数に基づいて定められる、前記仮置きが発生する前記金属材に対し、当該金属材の識別情報に加えて、当該金属材の識別情報とは別の識別情報を与えて、当該金属材の前記仮置場から前記最終山への最終搬送を、当該別の識別情報を与えられた仮想的な金属材の初期搬送とみなすことと、
前記最終山における前記仮置きが発生する前記金属材の積位置における当該金属材の識別情報を、当該金属材に対して与えた前記別の識別情報に変更することと、
前記第2の最適化計算手段により導出された前記初期搬送順変数に基づいて定められる、前記金属材の前記初期山からの初期搬送順に従って山積みされる1つの仮想的な第1の山と、前記仮置きが発生する金属材を上段に配置し、当該仮置きが発生する金属材の最終搬送に対応する仮想的な金属材を下段に配置したそれぞれ積段数2段の仮想的な第2の山と、を前記初期山と見なすことと、
前記仮想的な金属材を含む任意の2つの前記金属材の前記初期山または前記仮置場からの初期搬送の相対的な順序を定める二項変数として前記初期搬送順変数を設定することと、
前記仮置きが発生する前記金属材の前記初期山からの初期搬送の順序が、当該金属材の前記仮置場からの初期搬送の順序よりも先になることを、前記設定した初期搬送順変数を用いて表した式である仮置き材初期搬送順規定制約式を、前記第2の制約式設定手段により設定される前記制約式に加えて更に設定することと、
前記第2の目的関数を設定することを行ったうえで、
前記制約式を満足する範囲で前記第2の目的関数の値が最小または最大になるときの前記設定した初期搬送順変数を導出し、当該導出した初期搬送順変数に基づいて、前記金属材のそれぞれの、前記初期山から前記最終山に至るまでの搬送の順序を導出する導出手段を更に有することを特徴とする請求項4に記載のヤード管理装置。
For the metal material in which the temporary placement occurs, which is determined based on the variable for the presence / absence of the temporary placement generated by the second optimization calculation means, in addition to the identification information of the metal material, the metal material By giving identification information different from the identification information, the final transportation of the metal material from the temporary storage place to the final mountain is regarded as the initial transportation of the virtual metal material given the other identification information. ,
Changing the identification information of the metal material at the stacking position of the metal material in which the temporary placement occurs in the final mountain to the other identification information given to the metal material,
A virtual first pile, which is determined based on the initial transport order variable derived by the second optimization calculation means, and is piled up according to the initial transport order of the metal material from the initial pile. The metal material in which the temporary placement occurs is arranged in the upper stage, and the virtual metal material corresponding to the final transport of the metal material in which the temporary placement occurs is arranged in the lower stage . Considering the mountain as the initial mountain,
Setting the initial transport order variable as a binomial variable that determines the relative order of initial transport of any two of the metal materials, including the virtual metal material, from the initial peak or temporary storage site.
The set initial transport order variable is set so that the order of initial transport of the metal material from which the temporary storage occurs is earlier than the order of initial transport of the metal material from the temporary storage site. In addition to the constraint formula set by the second constraint formula setting means, the temporary material initial transport order regulation constraint formula, which is the formula expressed using the above, is further set.
After setting the second objective function,
The set initial transport order variable when the value of the second objective function becomes the minimum or maximum within the range satisfying the constraint equation is derived, and the metal material is based on the derived initial transport order variable. The yard management device according to claim 4, further comprising a derivation means for deriving the order of transportation from the initial mountain to the final mountain.
前記導出手段は、前記第2の目的関数を設定することに代えて、前記仮置きが発生する前記金属材の数が0(ゼロ)であることを前記仮置き発生有無変数を用いて表した式である仮置き発生制約式を前記制約式に更に加えて設定し、
前記制約式を満足する範囲で前記第2の目的関数の値が最小または最大になるときの前記設定した初期搬送順変数を導出することに代えて、前記制約式を満足するときの前記設定した初期搬送順変数を導出することを特徴とする請求項5に記載のヤード管理装置。
Instead of setting the second objective function, the derivation means indicates that the number of the metal materials in which the temporary placement occurs is 0 (zero) by using the temporary placement occurrence / absence variable. A temporary placement constraint expression, which is an expression, is set in addition to the constraint expression.
Instead of deriving the set initial transport order variable when the value of the second objective function becomes the minimum or maximum within the range satisfying the constraint equation, the setting when the constraint equation is satisfied The yard management device according to claim 5, wherein an initial transport order variable is derived.
前記第2の制約式設定手段により設定される前記制約式は、前記初期山を構成する前記金属材のうち、当該初期山の最下段からの積順が前記最終山の何れかの最下段からの積順と一致する部分よりも上に存在する前記金属材の当該初期山からの初期搬送の順序が、当該初期山に、当該初期山とは別の前記初期山または前記仮置場から搬送される前記金属材の当該初期山への初期搬送の順序よりも先であることを、前記初期搬送順変数を用いて表した式である初期山初期搬送順規定制約式を更に有することを特徴とする請求項4〜6のいずれか1項に記載のヤード管理装置。 In the constraint formula set by the second constraint formula setting means, among the metal materials constituting the initial peak, the product order from the bottom of the initial peak is from the bottom of any of the final peaks. The order of initial transportation of the metal material from the initial mountain, which is above the portion corresponding to the product order of the above, is transferred to the initial mountain from the initial mountain different from the initial mountain or the temporary storage place. It is characterized by further having an initial mountain initial transport order regulation constraint formula, which is an equation expressed using the initial transport order variable, that the metal material is ahead of the initial transport order to the initial peak. The yard management device according to any one of claims 4 to 6. 同一の前記仮山に山積みできない2つの仮置き対象金属材は、前記最終山に前記金属材を山積みする際に課せられる制約である積み制約を満たさない2つの前記仮置き対象金属材と、先入れ後出しの関係を満たさない2つの前記仮置き対象金属材であり、
前記先入れ後出しの関係は、前記2つの仮置き対象金属材のうち、前記初期山から前記仮置場に搬送されるタイミングが早い一方の仮置き対象金属材の、前記仮置場から前記最終山へ搬送されるタイミングが、他方の仮置き対象金属材の、前記仮置場から前記最終山へ搬送されるタイミングよりも遅い関係であることを特徴とする請求項1〜7のいずれか1項に記載のヤード管理装置。
The two metal materials to be temporarily placed that cannot be piled up on the same temporary pile are the two metal materials to be temporarily placed that do not satisfy the stacking restriction that is imposed when the metal materials are piled up on the final pile. The two metal materials to be temporarily placed that do not satisfy the relationship of putting in and out,
The relationship between the first-in and the first-out is that, of the two temporary storage target metal materials, one of the temporary storage target metal materials whose timing is earlier to be transported from the initial mountain to the temporary storage site is from the temporary storage site to the final mountain. According to any one of claims 1 to 7, the timing of transportation to the metal material to be temporarily stored is later than the timing of transportation of the other metal material to be temporarily stored from the temporary storage site to the final mountain. The described yard management device.
前記仮山導出手段は、前記仮置き対象金属材をどの前記仮山に割り当てるか否か定める仮山割り当て変数と、前記仮山のそれぞれについて当該仮山に割り当てられた前記仮置き対象金属材が存在するか否かを定める仮山有無変数とを決定変数とし、
全ての前記仮置き対象金属材は、何れかの前記仮山に必ず1回のみ割り当てられなければならないことを定める制約式であって、前記仮山割り当て変数を用いて表される山割当制約式と、同一の前記仮山に山積みできない2つの仮置き対象金属材を定める制約式であって、前記仮山割り当て変数および前記仮山有無変数を用いて表される制約式である同一山割当不可制約式と、前記仮山の高さが上限値以下であることを定める制約式であって、前記仮山割り当て変数および前記仮山有無変数を用いて表される制約式である山高さ制約式とを含む制約式を、前記搬送順導出手段により導出された前記仮置き対象金属材および当該仮置き対象金属材の搬送順に基づいて設定する第3の制約式設定手段と、
前記仮山の数を最小にすることを目的とする目的関数であって、前記仮山有無変数を用いて表される目的関数を設定する第3の目的関数を設定する第3の目的関数設定手段と、
前記第3の制約式設定手段により設定された前記制約式を満足する範囲で前記第3の目的関数設定手段により設定された前記目的関数の値が最小または最大になるときの前記仮山割り当て変数および前記仮山有無変数の値を最適解として導出することを、数理計画法による最適化計算を行うことにより実行する第3の最適化計算手段とを更に有することを特徴とする請求項8に記載のヤード管理装置。
The temporary mountain derivation means includes a temporary mountain allocation variable that determines which temporary mountain the metal material to be temporarily placed is assigned to, and the metal material to be temporarily placed that is assigned to the temporary mountain for each of the temporary mountains. A tentative mountain presence / absence variable that determines whether or not it exists is used as a determinant.
All the metal materials to be temporarily placed are constraint equations that stipulate that they must be assigned to any of the temporary ridges only once, and are represented by using the temporary ridge allocation variables. The same mountain allocation is not possible, which is a constraint expression that defines two temporary placement target metal materials that cannot be piled up on the same temporary mountain, and is a constraint expression expressed using the temporary mountain allocation variable and the temporary mountain presence / absence variable. A mountain height constraint formula that is a constraint formula that determines that the height of the temporary mountain is equal to or less than the upper limit value and is a constraint formula expressed by using the temporary mountain allocation variable and the temporary mountain presence / absence variable. A third constraint expression setting means for setting the constraint expression including the above, based on the transfer order of the temporary placement target metal material and the temporary placement target metal material derived by the transfer order derivation means, and
A third objective function setting that sets a third objective function that sets an objective function that is an objective function that aims to minimize the number of temporary peaks and is represented by using the temporary mountain presence / absence variable. Means and
The temporary mountain allocation variable when the value of the objective function set by the third objective function setting means becomes the minimum or maximum within the range satisfying the constraint equation set by the third constraint expression setting means. The eighth aspect of the present invention is characterized in that it further has a third optimization calculation means for deriving the value of the temporary mountain presence / absence variable as an optimum solution by performing an optimization calculation by a mathematical programming method. The described yard management device.
前記初期山は、既着山と仮想山とを含み、
前記既着山は、前記ヤードにおいて山積みされている山であり、
前記仮想山は、前記ヤードに到着していない金属材であって、前記最終山の作成の対象となる金属材を、前記ヤードへの到着順が早いものほど上になるように山積みしたと仮定した場合の1つの山であることを特徴とする請求項1〜9のいずれか1項に記載のヤード管理装置。
The initial mountain includes an existing mountain and a virtual mountain.
The already-arrival mountain is a mountain piled up in the yard.
It is assumed that the virtual mountain is a metal material that has not arrived at the yard, and the metal materials to be created for the final mountain are piled up so that the earlier the arrival order at the yard is, the higher the metal material is. The yard management device according to any one of claims 1 to 9, wherein the yard management device is one mountain in the case of the above.
前記最終山の山姿、前記初期山から前記最終山に至るまでの前記金属材の搬送順、前記仮置き対象金属材、および前記仮山の山姿を、複数の金属材からなる金属材のグループの単位で決定することを特徴とする請求項1〜10のいずれか1項に記載のヤード管理装置。 The mountain shape of the final mountain, the transport order of the metal material from the initial mountain to the final mountain, the metal material to be temporarily placed, and the mountain shape of the temporary mountain are the metal materials composed of a plurality of metal materials. The yard management device according to any one of claims 1 to 10, wherein the yard management device is determined in units of groups. 前記ヤードは、鉄鋼製造プロセスにおける製鋼工程と圧延工程との間の置場であり、
前記金属材は、鋼材であることを特徴とする請求項1〜11のいずれか1項に記載のヤード管理装置。
The yard is a storage place between the steelmaking process and the rolling process in the steelmaking process.
The yard management device according to any one of claims 1 to 11, wherein the metal material is a steel material.
工程間の置場として、金属材を配置するヤードに山積みされる金属材からなる初期山の当該金属材を、搬送機器により搬送して、当該ヤードの後工程への払出順に従った積順で山積みされる金属材からなる最終山を作成するためのヤード管理方法であって、
前記初期山の識別情報と当該初期山を構成する前記金属材の識別情報と当該金属材の当該初期山における積順とを含む初期山特定情報と、前記金属材の大きさに関する金属材サイズ情報と前記金属材の前記後工程への払出順を含む払出順情報とを含む金属材情報を取得する取得工程と、
前記初期山特定情報と、前記金属材サイズ情報と、前記払出順情報とに基づいて、前記最終山を構成する前記金属材と、当該金属材の当該最終山における積順とを含む最終山の山姿を、複数の前記最終山のそれぞれについて決定する最終山導出工程と、
前記初期山特定情報と、前記最終山導出工程により導出された前記最終山の山姿についての情報である最終山特定情報とに基づいて、前記初期山から前記最終山に至るまでの前記金属材の搬送順と、前記最終山への搬送の前に前記ヤードの仮置場に仮山として仮置きすることが必要な前記金属材である仮置き対象金属材とを決定する搬送順導出工程と、
前記搬送順導出工程により導出された前記搬送順および前記仮置き対象金属材と、前記金属材サイズ情報とに基づいて、前記仮山を構成する前記仮置き対象金属材と、当該仮置き対象金属材の当該仮山における積順とを含む仮山の山姿を決定する仮山導出工程と、を有し、
前記仮山導出工程は、前記仮置き対象金属材が頂点に対応し、同一の前記仮山に山積みできない2つの仮置き対象金属材に対応する2つの頂点の間に枝を張った単純無向グラフにおける頂点に彩色する色の数を最小にする頂点彩色問題を解くことにより、前記仮山の山姿を決定することを特徴とするヤード管理方法。
As a storage place between processes, the metal material of the initial pile made of metal material piled up in the yard where the metal material is placed is transported by a transport device and piled up in the stacking order according to the payout order to the subsequent process of the yard. It is a yard management method for creating a final mountain made of metal material to be used.
Initial mountain identification information including the identification information of the initial mountain, the identification information of the metal material constituting the initial mountain, the stacking order of the metal material in the initial mountain, and the metal material size information regarding the size of the metal material. And the acquisition step of acquiring the metal material information including the payout order information including the payout order of the metal material to the subsequent process, and
Based on the initial mountain identification information, the metal material size information, and the payout order information, the final mountain including the metal material constituting the final mountain and the product order of the metal material in the final mountain. The final mountain derivation process that determines the mountain shape for each of the multiple final mountains,
The metal material from the initial mountain to the final mountain based on the initial mountain identification information and the final mountain identification information which is information about the mountain shape of the final mountain derived by the final mountain derivation step. And the transport order derivation step of determining the transport order of the metal material to be temporarily placed, which is the metal material that needs to be temporarily placed as a temporary pile in the temporary storage place of the yard before the transport to the final mountain.
Based on the transport order, the temporary placement target metal material, and the metal material size information derived by the transport order derivation step, the temporary placement target metal material constituting the temporary mountain and the temporary placement target metal. It has a temporary mountain derivation process that determines the shape of the temporary mountain, including the stacking order of the materials in the temporary mountain.
In the temporary mountain derivation step, the temporary placement target metal material corresponds to the apex, and a branch is stretched between two vertices corresponding to two temporary placement target metal materials that cannot be piled up on the same temporary mountain. A yard management method characterized in that the shape of a temporary mountain is determined by solving a vertex coloring problem that minimizes the number of colors to be colored at the vertices in a graph.
請求項1〜12のいずれか1項に記載のヤード管理装置の各手段としてコンピュータを機能させることを特徴とするプログラム。 A program characterized in that a computer functions as each means of the yard management device according to any one of claims 1 to 12.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP7234721B2 (en) * 2019-03-19 2023-03-08 日本製鉄株式会社 PLANNING DEVICE, PLANNING METHOD, AND PROGRAM
DE102022118246A1 (en) 2022-07-21 2024-02-01 Dr. Ing. H.C. F. Porsche Aktiengesellschaft System, method and computer program product for optimizing the number of product variants of a product

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5808891A (en) * 1996-07-30 1998-09-15 International Business Machines Corporation Method for creating a direct hot charge rolling production schedule at a steel plant
JP4239932B2 (en) * 2004-08-27 2009-03-18 株式会社日立製作所 production management system
JP5125791B2 (en) * 2008-06-13 2013-01-23 富士通株式会社 Design support program, design support apparatus, and design support method
JP2011032038A (en) * 2009-07-31 2011-02-17 Jfe Steel Corp Device and method for tidying storage space of slab yard
JP5365759B1 (en) * 2012-03-09 2013-12-11 新日鐵住金株式会社 YARD MANAGEMENT DEVICE, YARD MANAGEMENT METHOD, AND COMPUTER PROGRAM
JP6488859B2 (en) * 2015-04-28 2019-03-27 新日鐵住金株式会社 Work plan creation device and program

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