JP7035836B2 - Yard management equipment, yard management methods, and programs - Google Patents

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JP7035836B2 JP2018114491A JP2018114491A JP7035836B2 JP 7035836 B2 JP7035836 B2 JP 7035836B2 JP 2018114491 A JP2018114491 A JP 2018114491A JP 2018114491 A JP2018114491 A JP 2018114491A JP 7035836 B2 JP7035836 B2 JP 7035836B2
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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、金属製造プロセスにおいて、スラブやコイルなどの金属材を次工程へ円滑に供給するために設けられたヤードで金属材の山仕分けを行う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 in a metal manufacturing process, a pile of metal materials is sorted in a yard provided for smoothly supplying metal materials such as slabs and coils to the next process. It is suitable to be used for this purpose.

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5に示す。ヤードとは、図5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501~504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"および"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5の置場501~504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 steelmaking 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. 5, the yard is a storage space 501 to 504 partitioned vertically and horizontally as a buffer area for supplying a steel material such as a slab discharged from the upstream process to the downstream process. The vertical divisions are often referred to as "buildings" and the horizontal divisions are often referred to as "columns". 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 will be 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 501 to 504 in FIG. 5). (12), (21), (22)).

次に、図5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510から搬出された鋼材は、パイラー511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501~504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。
以下では、「元山」、「仮想山」、「初期山」、「最終山」、「固定山」、「新山」を以下の意味で用いることとする。
元山:現時点で、既にヤードにおいて形作られている山の少なくとも一部からなり、当該山から場所が変わらない山。
仮想山:現時点で、ヤードに到着していない鋼材を、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:現時点における元山(既にヤードにおいて形作られているそのままの山)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)。
固定山:移動しない鋼材(非移動鋼材)を含む最終山。なお、非移動鋼材には、結果的に移動しないことになった鋼材(元山から仮置きされた後に再び当該元山に戻される鋼材)も含まれる。
新山:初期山から移された鋼材で構成され、非移動鋼材がない(移動鋼材のみから構成される)山。
元山および新山は最終山の候補となる山であり、その候補の内、固定山または新山として最終的に残った山が最終山となる。
Next, the basic work flow in the yard is shown by taking FIG. 5 as an example. First, the steel material carried out from the continuous casting machine 510 in the steelmaking process, which is the previous process, is carried to the yard by the receiving table X via the piler 511, and is partitioned by the cranes 1A, 1B, 2A, and 2B. It is transported to any of 504 and placed in piles. Then, it is placed on the payout table Z again by the cranes 1A, 1B, 2A, and 2B according to the manufacturing schedule of the rolling process, which is a subsequent process, and is conveyed to the rolling process. Generally, steel materials are placed in a pile as described above in a yard. This is to make effective use of the limited yard area.
In the following, "Motoyama", "Virtual Mountain", "Initial Mountain", "Final Mountain", "Fixed Mountain", and "New Mountain" will be used with the following meanings.
Motoyama: At this point, it is a mountain that consists of at least a part of the mountain that has already been formed in the yard and whose location does not change from that mountain.
Virtual mountain: A mountain (not a mountain that actually exists) assuming that steel 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 the current mountain (the mountain that has already been formed in the yard) and the virtual mountain.
Final mountain: The final mountain (also called the payout mountain) that is piled up to be paid out for the post-process.
Fixed pile: The final pile including non-moving steel (non-moving steel). The non-moving steel material also includes a steel material that does not move as a result (a steel material that is temporarily placed from the original pile and then returned to the original pile).
Niiyama: A mountain that is composed of steel materials transferred from the initial mountain and has no non-moving steel materials (composed of only moving steel materials).
Motoyama and Shinzan are candidates for the final mountain, and among the candidates, the final mountain that remains as a fixed mountain or a new mountain is the final mountain.

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でき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. For this reason, heat insulation equipment may be installed in the yard these days, and steel materials may be stored in piles. 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 in 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 unstable inverted pyramid shape. There are restrictions such as things (this is called "stacking constraint"). Furthermore, the workload when setting up 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 final mountain 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 steel materials required for 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 be arrived requires unplanned scouring, or the size changes. By doing so, it can often happen that the steel material does not arrive as originally planned. In addition, it can hardly be expected that the state of the yard will change as originally planned, and it is a daily occurrence that unplanned steel materials have to be placed in unplanned yard.

更には、ヤードから後工程である熱間圧延工程への払出順に山に積まれていた鋼材の、後工程である熱間圧延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、当該山が払出順に積まれていなくなり、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、鋼材が払出順に山に積まれるとは、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後工程に払い出されることをいう。 Furthermore, the rolling order of the steel materials piled up in the pile in the order of delivery from the yard to the hot rolling process, which is the post-process, in the hot rolling process, which is the post-process, will be changed after the steel materials arrive at the yard. As a result, the piles are no longer stacked in the payout order, and it is often the case that the steel materials are forced to be reloaded according to the changed rolling order. Here, the fact that steel materials are piled up in a pile in the order of discharge means that one or a plurality of steel materials that are relatively above and simultaneously transported are below the steel material at any of the pile positions of the pile. It means that it is paid out to the post-process earlier than a certain steel material.

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や、置場スペースが限られる。このため、効率的に且つ省スペースで鋼材の積み替え作業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払出順でなくなった山を払出順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)且つできるだけ少ない最終山数となるようにするニーズは極めて高い。
However, 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. Storage space is limited. Therefore, it is required to efficiently and space-saving transshipment work of steel materials.
Therefore, due to various circumstances before and after arriving at the yard, the work of transshipping mountains whose stacking appearance at the time of arrival at the yard is no longer in the payout order can be efficiently (that is, with as few transports as possible) and as few finals as possible. The need to have a mountain number is extremely high.

以上のような初期山から最終山に鋼材を積み替える問題に対する従来技術として、特許文献1~3に記載の発明がある。
まず、特許文献1には、既にヤードにある元山の鋼材を払出順に積み替える際、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積姿を、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1に記載の発明では、最終山の積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をどのようにするかという点は明確に示されていない。
There are inventions described in Patent Documents 1 to 3 as a conventional technique for transshipping a steel material from an initial pile to a final pile as described above.
First, in Patent Document 1, when transshipping the steel materials of the original mountain already in the yard in the order of payout, the optimum stacking shape of the final pile is optimized in consideration of the necessary transfer load and stacking shape restrictions. A method of formulating as a problem and calculating using a tabu search method is disclosed. However, in the invention described in Patent Document 1, although the method for obtaining the stacking shape of the final mountain is shown, the point of how to obtain the transportation order from the initial mountain to the final mountain is clearly shown. Not.

次に、特許文献2には、ヤードに到着済みの鋼材と未到着材とが混在する状況下で、当該時点での初期山の状態と最終山の状態とが与えられた場合の、初期山の状態から最終山の状態への鋼材の積み替え搬送問題に対し、各鋼材の搬送は高々2回という前提で初期搬送時刻変数および最終搬送時刻変数を用いて混合整数計画問題として定式化する手法が開示されている。
最後に、特許文献3には、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手法が開示されている。
Next, in Patent Document 2, in the situation where steel materials that have arrived at the yard and materials that have not arrived are mixed, the initial mountain state and the final mountain state at that time are given. For the problem of transshipment and transfer of steel materials from the state of It has been disclosed.
Finally, Patent Document 3 discloses a method of simultaneously optimizing the mountain sorting and the transport order by reducing the result to a mathematical planning problem that satisfies the constraint conditions relating to the pile standing and the transport.

特許第4935032号公報Japanese Patent No. 4935032 特許第5365759号公報Japanese Patent No. 5365759 特許第5434267号公報Japanese Patent No. 5434267

しかしながら、特許文献1~3に記載の技術では、山の積み替えに際しては、全ての鋼材を移動するか或いは、移動しない(固定する)鋼材は予め与えられている前提で問題を設定する。 However, in the techniques described in Patent Documents 1 to 3, when transshipment of a mountain, a problem is set on the premise that all the steel materials are moved or the steel materials that do not move (fix) are given in advance.

既にヤードに積まれている山を積み替える際には、実操業では、山の置場自体を変更したいという要請がない限り、山毎にまとめて移動することで山を積み替えるのではなく、出来るだけ積み替え数を少なくするため、不要な鋼材の移動を回避するという方法が採られる。つまり、このような積み替えの場合には、初期山において移動の必要のない鋼材は、そのままの状態とした最小の搬送数での積み替えを行うことが求められる。これを実現するのに、非移動(固定)とすることができる全ての鋼材を移動させない方法が必ずしもベストであるとは限らない。非移動(固定)とすることができる鋼材の移動を行わないが故に、最終山の山数が増えるケースが起こり得るからである。従って、特許文献1~3に記載の技術のように、最終山の山数を最小化するための鋼材の移動の是非を考慮しないと、最終山の山数が増える虞がある。また、最終山の山数を最小化するための鋼材の移動の是非を考慮したうえで決定した最終山の山数が実現可能な山数であることを保証するためには、最終山の積姿も考慮する必要がある。 When transshipping mountains that are already piled up in the yard, in actual operation, unless there is a request to change the mountain yard itself, it is possible to move the mountains together instead of transshipping them. In order to reduce the number of transshipments, a method of avoiding unnecessary movement of steel materials is adopted. That is, in the case of such transshipment, it is required to transship the steel material that does not need to be moved in the initial pile with the minimum number of transports as it is. To achieve this, it is not always the best way to prevent all steel materials that can be non-moving (fixed) from moving. This is because there may be a case where the number of final peaks increases because the steel material that can be non-moving (fixed) is not moved. Therefore, if the pros and cons of moving the steel material for minimizing the number of peaks of the final peak are not taken into consideration as in the techniques described in Patent Documents 1 to 3, the number of peaks of the final peak may increase. In addition, in order to guarantee that the number of final peaks determined by considering the pros and cons of moving steel materials to minimize the number of final peaks is a feasible number, the product of final peaks. It is also necessary to consider the appearance.

本発明は、以上のような問題点に鑑みてなされたものであり、初期山から最終山に金属材を積み替えるための金属材の搬送計画を作成する際に、最終山の総数の最小化と、初期山から移動する金属材の数の最小化とのバランスをとれ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 when creating a transfer plan for metal materials for transshipping metal materials from the initial mountain to the final mountain, the total number of final mountains is minimized. The purpose is to balance with the minimization of the number of metal materials moving from the initial mountain.

本発明のヤード管理装置は、工程間の置場であ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ときに、前記置場において前記初期山から前記最終山に搬送される金属材である移動金属材と、前記初期山そのままの場所に前記最終山を作成するために当該初期山の場所に固定される非移動金属材と、前記最終山を構成する金属材とを少なくとも決定するためのヤード管理装置であって、前記初期山を構成する前記金属材が、当該初期山において、前記非移動金属材の中で最上段にある金属材であるか否かを示す非移動最上段金属材判別変数と、前記移動金属材を前記最終山に配置するか否かを示す移動金属材最終山割り当て変数と、前記最終山の候補となる山である元山および新山を前記最終山とするか否かを示す割り当て山識別変数と、を決定変数とし、前記初期山の識別情報と、当該初期山の各積位置における前記金属材の識別情報と、前記金属材の前記払出順とを含む金属材情報を取得する金属材情報取得手段と、前記元山に配置することができる前記移動金属材の条件を、前記決定変数を用いて表した第1の制約式と、前記新山に配置することができる前記移動金属材の条件を、前記決定変数を用いて表した第2の制約式とを含む制約式を、前記金属材情報に基づいて設定する制約式設定手段と、前記移動金属材の総数を評価する項と、前記最終山の総数を評価する項とを含む目的関数を、前記金属材情報に基づいて設定する目的関数設定手段と、前記制約式を満足する範囲で前記目的関数の値が最小または最大になるときの前記決定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最適化計算手段と、を有し、前記元山は、前記最終山の候補となる山であって、前記金属材情報が作成された時点で前記ヤードにおいて形づくられている山の少なくとも一部からなり、当該山から場所が変わらない山であり、前記新山は、前記最終山の候補となる山であって、前記移動金属材のみからなる山であることを特徴とする。 The yard management device of the present invention transports the metal material of the initial pile made of metal material piled up in the yard, which is a storage place between processes, by a transport device, and stacks the metal material according to the delivery order to the subsequent process of the yard. When creating a final pile made of metal materials that are piled up in order, a moving metal material that is a metal material transported from the initial pile to the final pile at the yard and the final pile in the same place as the initial pile. A yard management device for at least determining a non-moving metal material fixed at the location of the initial mountain and a metal material constituting the final mountain for creating the initial mountain, and the metal constituting the initial mountain. The non-moving uppermost metal material discriminating variable indicating whether or not the material is the uppermost metal material among the non-moving metal materials in the initial mountain, and the moving metal material are arranged in the final mountain. The determination variable is a moving metal final mountain allocation variable indicating whether or not the final mountain is used, and an allocation mountain identification variable indicating whether or not the candidate mountains of the final mountain, Motoyama and Shinzan, are the final mountains. A metal material information acquisition means for acquiring metal material information including the identification information of the initial mountain, the identification information of the metal material at each stacking position of the initial mountain, and the payout order of the metal material, and the Motoyama. The first constraint equation expressing the condition of the moving metal material that can be arranged in the above using the determination variable and the condition of the moving metal material that can be arranged in the new mountain are expressed by using the determination variable. The constraint formula setting means for setting the constraint formula including the second constraint formula represented by the above, based on the metal material information, the term for evaluating the total number of the moving metal materials, and the total number of the final peaks are evaluated. An objective function setting means for setting an objective function including a term based on the metal material information, and a value of the determination variable when the value of the objective function becomes the minimum or maximum within a range satisfying the constraint equation. It has an optimization calculation means that executes the derivation as an optimum solution by performing an optimization calculation by a mathematical programming method, and the Motoyama is a mountain that is a candidate for the final mountain, and the metal. It is a mountain that consists of at least a part of the mountain formed in the yard at the time when the material information is created, and the location does not change from the mountain, and the new mountain is a candidate mountain for the final mountain. It is characterized by being a mountain made of only the moving metal material.

本発明のヤード管理方法は、工程間の置場であ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ときに、前記置場において前記初期山から前記最終山に搬送される金属材である移動金属材と、前記初期山そのままの場所に前記最終山を作成するために当該初期山の場所に固定される非移動金属材と、前記最終山を構成する金属材とを少なくとも決定するためのヤード管理方法であって、前記初期山を構成する前記金属材が、当該初期山において、前記非移動金属材の中で最上段にある金属材であるか否かを示す非移動最上段金属材判別変数と、前記移動金属材を前記最終山に配置するか否かを示す移動金属材最終山割り当て変数と、前記最終山の候補となる山である元山および新山を前記最終山とするか否かを示す割り当て山識別変数と、を決定変数とし、前記初期山の識別情報と、当該初期山の各積位置における前記金属材の識別情報と、前記金属材の前記払出順とを含む金属材情報を取得する金属材情報取得ステップと、前記元山に配置することができる前記移動金属材の条件を、前記決定変数を用いて表した第1の制約式と、前記新山に配置することができる前記移動金属材の条件を、前記決定変数を用いて表した第2の制約式とを含む制約式を、前記金属材情報に基づいて設定する制約式設定ステップと、前記移動金属材の総数を評価する項と、前記最終山の総数を評価する項とを含む目的関数を、前記金属材情報に基づいて設定する目的関数設定ステップと、前記制約式を満足する範囲で前記目的関数の値が最小または最大になるときの前記決定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最適化計算ステップと、を有し、前記元山は、前記金属材情報が作成された時点で前記ヤードにおいて形づくられている山の少なくとも一部からなり、当該山から場所が変わらない山であり、前記新山は、前記最終山の候補となる山であって、前記移動金属材のみからなる山であることを特徴とする。 In the yard management method of the present invention, the metal material of the initial pile made of metal material piled up in the yard, which is a storage place between processes, is conveyed by a transport device, and the yard is stacked according to the order of delivery to the subsequent process. When creating a final pile made of metal materials that are piled up in order, a moving metal material that is a metal material transported from the initial pile to the final pile at the yard and the final pile in the same place as the initial pile. It is a yard management method for determining at least a non-moving metal material fixed at the place of the initial mountain and a metal material constituting the final mountain in order to create the initial mountain, and the metal constituting the initial mountain. The non-moving uppermost metal material discriminating variable indicating whether or not the material is the uppermost metal material among the non-moving metal materials in the initial mountain, and the moving metal material are arranged in the final mountain. The determination variable is a moving metal final mountain allocation variable indicating whether or not the final mountain is used, and an allocation mountain identification variable indicating whether or not the candidate mountains of the final mountain, Motoyama and Shinzan, are the final mountains. The metal material information acquisition step for acquiring the metal material information including the identification information of the initial mountain, the identification information of the metal material at each stacking position of the initial mountain, and the payout order of the metal material, and the Motoyama. The first constraint equation expressing the condition of the moving metal material that can be arranged in the above using the determination variable and the condition of the moving metal material that can be arranged in the new mountain are expressed by using the determination variable. The constraint formula setting step for setting the constraint formula including the second constraint formula represented by the above, based on the metal material information, the term for evaluating the total number of the moving metal materials, and the total number of the final peaks are evaluated. The objective function setting step for setting the objective function including the term based on the metal material information, and the value of the determination variable when the value of the objective function becomes the minimum or the maximum within the range satisfying the constraint equation. It has an optimization calculation step that executes the derivation as an optimum solution by performing an optimization calculation by a mathematical programming method, and the Motoyama is formed in the yard when the metal material information is created. It is a mountain that consists of at least a part of the mountain and whose location does not change from that mountain, and that the new mountain is a candidate mountain for the final mountain and is a mountain consisting only of the moving metal material. It is a feature.

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、初期山から最終山に金属材を積み替えるための金属材の搬送計画を作成する際に、最終山の総数の最小化と、初期山から移動する金属材の数の最小化とのバランスをとれるようにすることができる。 According to the present invention, when creating a transfer plan for metal materials for transshipping metal materials from the initial mountain to the final mountain, the total number of final mountains is minimized and the number of metal materials moved from the initial mountain is minimized. It can be balanced with the conversion.

ヤード管理装置の機能的な構成の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the functional structure of a yard management device. ヤード管理方法の一例を説明するフローチャートである。It is a flowchart explaining an example of a yard management method. 発明例と比較例1における計算結果を示す図である。It is a figure which shows the calculation result in the invention example and the comparative example 1. FIG. 発明例と比較例2における計算結果を示す図である。It is a figure which shows the calculation result in the invention example and the comparative example 2. ヤードのレイアウトの一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the layout of a yard.

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。本実施形態では、鉄鋼製造プロセスにおいて、初期山の積姿を所与として、初期山を構成する鋼材から、移動(搬送)すべきである鋼材と移動(搬送)すべきではない鋼材とを決定することと、最終山の総数および積姿を決定することとを同時に行う。そして、移動すべきである鋼材のみを移動するものとして、公知の手法により、初期山から最終山へ搬送する際の各鋼材の搬送順を導出する。尚、初期山の少なくとも一部では、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積まれていないものとする。また、以下の説明では、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、本発明によって移動すべきであると決定される鋼材を必要に応じて移動鋼材と称し、移動すべきではないと決定される鋼材を必要に応じて非移動鋼材と称する。さらに、以降の説明では、「移動鋼材」、「非移動鋼材」を、それぞれ、「移動する鋼材」、「移動しない鋼材」と称することもある。 Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. In the present embodiment, in the steel manufacturing process, given the stacking shape of the initial pile, it is determined from the steel materials constituting the initial pile, the steel material that should be moved (transported) and the steel material that should not be moved (transported). Doing and determining the total number and stacking of the final mountains at the same time. Then, assuming that only the steel material to be moved is moved, the transport order of each steel material when transporting from the initial pile to the final pile is derived by a known method. It is assumed that the steel materials (slabs) manufactured in the steelmaking process are not stacked in the order of transportation to the rolling process in at least a part of the initial pile. Further, in the following description, the order of transporting each steel material to the rolling process is referred to as the payout order as necessary. Further, the steel material determined to be moving according to the present invention is referred to as a moving steel material as necessary, and the steel material determined not to be moved is referred to as a non-moving steel material as necessary. Further, in the following description, "moving steel material" and "non-moving steel material" may be referred to as "moving steel material" and "non-moving steel material", respectively.

まず、本実施形態を実現するに際しての着眼点について説明する。
本実施形態では、最終山の総数と、移動鋼材の総数とを同時に最小化する問題を考える。ここで、全ての鋼材は、移動鋼材および非移動鋼材の何れかに識別することができる。また、非移動鋼材となり得る鋼材は、初期山の積姿より判定することが可能である。非移動鋼材となり得る鋼材は、初期山の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)となっている部分である。また、各初期山において、ある鋼材が非移動鋼材ならば、その下にある鋼材群も非移動鋼材としなくてはならない。非移動鋼材よりも下にある鋼材群を移動させるためには、当該非移動鋼材を移動させなければならないからである。従って、各初期山における非移動鋼材のうち、最上段にある非移動鋼材より上の鋼材は全て移動鋼材となる。
First, the points to be focused on when realizing the present embodiment will be described.
In this embodiment, the problem of minimizing the total number of final piles and the total number of moving steel materials at the same time is considered. Here, all steel materials can be identified as either mobile steel materials or non-moving steel materials. Further, the steel material that can be a non-moving steel material can be determined from the initial pile shape. The steel material that can be a non-moving steel material is the part where the product order from the bottom of the initial pile is the payout order (the payout order is descending from the bottom to the top). In addition, if a certain steel material is a non-moving steel material in each initial mountain, the steel material group under it must also be a non-moving steel material. This is because in order to move the group of steel materials below the non-moving steel material, the non-moving steel material must be moved. Therefore, among the non-moving steel materials in each initial pile, all the steel materials above the non-moving steel material at the uppermost stage are mobile steel materials.

最終山の総数と、移動鋼材の総数とを同時に最小化するには、最終山の実現可能性を考慮して移動鋼材を決定する必要がある。従って、移動鋼材だけでなく、積み替え後の最終山の積姿(それぞれの最終山を構成する構成鋼材)も決定変数から特定されるようにする。最終山における積姿制約は、特定の2つの鋼材を同一の最終山に配置することを禁ずる制約により実現することができる。また、最終山の総数の最小値は、ceil(n/h)で定まる保証はない。したがって、最終山の総数も目的関数により評価する。ここで、nは、鋼材の総数であり、hは、最終山の高さの上限値であり、ceil(n/h)は、天井関数(n/h以上の最小の整数値)を表す。 In order to minimize the total number of final ridges and the total number of moving steels at the same time, it is necessary to determine the moving steels in consideration of the feasibility of the final ridges. Therefore, not only the moving steel material but also the stacking shape of the final pile after transshipment (constituent steel material constituting each final pile) is specified from the decision variable. The stacking constraint on the final pile can be realized by the constraint that prohibits the placement of two specific steel materials on the same final pile. In addition, there is no guarantee that the minimum value of the total number of final mountains will be determined by ceil (n / h). Therefore, the total number of final peaks is also evaluated by the objective function. Here, n is the total number of steel materials, h is the upper limit of the height of the final peak, and ceil (n / h) represents the ceiling function (the smallest integer value of n / h or more).

これらの要請から、本実施形態では、移動鋼材最終山割り当て変数zij(鋼材iを移動して元山または新山jに配置する場合に1となり、そうでない場合に0(ゼロ)となる0-1変数)を決定変数として導入する。また、割り当て山識別変数qj(最終山の候補となる山jを最終山とする場合に1となり、そうでない場合に0(ゼロ)となる0-1変数)を決定変数として導入する。また、非移動最上段鋼材判別変数xi(或る初期山を構成する鋼材iが、非移動鋼材のうち最上段にある非移動鋼材である場合に1となり、そうでない場合に0(ゼロ)となる0-1変数)と、移動有無判別変数yi(鋼材iが移動鋼材である場合に1となり、そうでない場合に0(ゼロ)となる0-1変数)を決定変数として導入する。 Based on these requests, in the present embodiment, the variable z ij for the final pile of the moving steel material (1 when the steel material i is moved and placed at the original mountain or the new mountain j, and 0- (zero) otherwise. 1 variable) is introduced as a decision variable. Further, the assigned mountain identification variable q j (a 0-1 variable that becomes 1 when the mountain j which is a candidate for the final mountain is the final mountain, and 0 (zero) when the mountain j is not the final mountain) is introduced as a determinant. Further, the non-moving uppermost steel material discriminant variable x i (1 when the steel material i constituting a certain initial pile is the non-moving steel material at the uppermost stage among the non-moving steel materials, and 0 (zero) when it is not. The 0-1 variable) and the movement presence / absence discrimination variable y i (a 0-1 variable that becomes 1 when the steel material i is a moving steel material and 0 (zero) when the steel material i is not) are introduced as determination variables.

本実施形態では、これらの決定変数を用いて、最終山の総数と、移動鋼材の総数とを最小にすることを目的とする目的関数と、決定変数、移動鋼材、および最終山に関する制約式を構築し、制約式を満足する範囲で目的関数の値を最小または最大にする決定変数を導出する。以下に、この詳細の一例を説明する。 In this embodiment, these determinants are used to create an objective function aimed at minimizing the total number of final ridges and the total number of moving steel materials, and constraint equations for the determinants, moving steel materials, and final ridges. Construct and derive a decision variable that minimizes or maximizes the value of the objective function within the range that satisfies the constraint expression. An example of this detail will be described below.

(問題の前提)
本実施形態では、各鋼材の初期山の積姿および払出順(圧延順)は所与とする。
ここで、鋼材の集合をN={1,2,・・・,n}と表記する。
(Assumption of problem)
In the present embodiment, the stacking shape and the payout order (rolling order) of the initial piles of each steel material are given.
Here, the set of steel materials is expressed as N = {1, 2, ..., N}.

初期山には、元山と仮想山とが含まれる。初期山としての元山は、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(即ち、最終山を作成する時点)でヤードにおいて形づくられている山そのものである。その後、初期山を構成する一部の鋼材が他の山に山積みされた場合であっても、当該初期山を構成する他の一部の鋼材が当該初期山に残る場合、その山も元山とする。このように、元山は、鋼材情報が作成された時点(即ち、最終山を作成する時点)でヤードおいて形づくられている山の少なくとも一部からなり、当該山から場所が変わらない山である。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(即ち、最終山を作成する時点)でヤードに未だ山積みされていない鋼材を、ヤードへの予定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。尚、仮想山を構成する鋼材(未到着材)については、非移動鋼材は存在しないものとし、全てを移動鋼材とする。従って、仮想山を構成する鋼材については、移動鋼材と非移動鋼材との何れかを決定する際に、移動鋼材として取り扱う。 The initial mountains include Motoyama and virtual mountains. The original mountain as the initial mountain is the mountain itself that is formed in the yard at the time when the steel material information is created (that is, when the final mountain is created) among the steel materials to be created for the final mountain. After that, even if some of the steel materials that make up the initial mountain are piled up on another mountain, if some of the steel materials that make up the initial mountain remain on the initial mountain, that mountain is also the original mountain. And. In this way, Motoyama consists of at least a part of the mountain that is formed in the yard at the time when the steel material information is created (that is, when the final mountain is created), and it is a mountain whose location does not change from that mountain. be. In the virtual mountain, among the steel materials to be created for the final mountain, the steel materials that have not yet been piled up in the yard at the time when the steel material information is created (that is, when the final mountain is created) are scheduled to arrive at the yard in the order of arrival. It is a mountain when it is assumed that the earlier ones are piled up. 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. As for the steel materials (non-arrival materials) that make up the virtual pile, it is assumed that there are no non-moving steel materials, and all of them are mobile steel materials. Therefore, the steel material constituting the virtual crest is treated as a moving steel material when determining either the moving steel material or the non-moving steel material.

初期山の積姿は既知であるが、最終山の積姿は未知であるとする。最終山は、上から払出順に積まれた山であるものとし、最終山の総数も未知であるとする。
また、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、2回搬送する鋼材は仮置きされることになるが、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。
また、非移動鋼材のある初期山の置場が、当該非移動鋼材を含む最終山の置場となる。移動鋼材のみで構成される最終山(新山)は、当該移動鋼材を含む初期山の置場とは異なる置場に置かれることになる。
It is assumed that the stacking shape of the initial mountain is known, but the stacking shape of the final mountain is unknown. It is assumed that the final mountain is a mountain piled up in the order of payout from the top, and the total number of final mountains is unknown.
In addition, 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 to be transported twice will be temporarily placed, but the steel material transported to the temporary mountain (temporary storage site) will always be transported to the final mountain (final storage site) at the next transportation, and will be different. It shall not be transported between mountains (temporary storage).
In addition, the place where the initial mountain with the non-moving steel material is located becomes the place where the final mountain containing the non-moving steel material is placed. The final mountain (new mountain) composed only of moving steel materials will be placed in a different storage area from the initial mountain storage area containing the moving steel materials.

また、本実施形態では、以下の幅制約、長さ制約、および高さ制約を積姿制約とする。
・幅制約
或る鋼材の幅が、当該或る鋼材の下に位置する何れの鋼材の幅よりも狭いならば、当該或る鋼材を、当該下に位置する鋼材の上に無条件で置ける。或る鋼材の幅が、当該或る鋼材の下に位置する何れかの鋼材の幅よりも広い場合には、両者(当該或る鋼材と当該或る鋼材の下に位置する鋼材)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、当該或る鋼材を、当該下に位置する鋼材の上に置けるが、それを越えると置けない。
Further, in the present embodiment, the following width constraint, length constraint, and height constraint are used as stacking constraints.
-Width constraint If the width of a steel material is narrower than the width of any steel material located under the steel material, the steel material can be placed unconditionally on the steel material located under the steel material. When the width of a certain steel material is wider than the width of any steel material located under the certain steel material, the width of both (the certain steel material and the steel material located under the certain steel material) If the difference is less than the reference value (for example, 200 [mm]) determined by the work constraint, the certain steel material can be placed on the steel material located below the steel material, but if it exceeds it, it cannot be placed.

即ち、幅制約を満たすのは、或る鋼材の幅が、当該或る鋼材の下に位置する鋼材の幅よりも狭い場合と、或る鋼材の幅が、当該或る鋼材の下に位置する鋼材の幅よりも広く、且つ、当該或る鋼材の幅と、当該或る鋼材の下に位置する全ての鋼材の幅のそれぞれとの差が基準値(例えば200[mm])未満である場合である。 That is, the width constraint is satisfied when the width of a certain steel material is narrower than the width of the steel material located under the certain steel material and when the width of the certain steel material is located below the certain steel material. When it is wider than the width of the steel material and the difference between the width of the certain steel material and the width of all the steel materials located under the certain steel material is less than the reference value (for example, 200 [mm]). Is.

・長さ制約
或る鋼材の長さが、当該或る鋼材の下に位置する何れの鋼材の長さよりも短いならば、当該或る鋼材を、当該下に位置する鋼材の上に無条件で置ける。或る鋼材の長さが、当該或る鋼材の下に位置する何れかの鋼材の長さよりも長い場合には、両者(当該或る鋼材と当該或る鋼材の下に位置する鋼材)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、当該或る鋼材を、当該下に位置する鋼材の上に置けるが、それを越えると置けない。
-Length constraint If the length of a certain steel material is shorter than the length of any steel material located under the certain steel material, the certain steel material is unconditionally placed on the steel material located below the certain steel material. Can be placed. When the length of a certain steel material is longer than the length of any steel material located under the certain steel material, the lengths of both (the certain steel material and the steel material located under the certain steel material). If the difference is less than the reference value (for example, 2000 [mm]) determined by the work constraint, the certain steel material can be placed on the steel material located below the steel material, but if it exceeds that, it cannot be placed.

即ち、長さ制約を満たすのは、或る鋼材の長さが、当該或る鋼材の下に位置する鋼材の長さよりも短い場合と、或る鋼材の長さが、当該或る鋼材の下に位置する鋼材の長さよりも長く、且つ、当該或る鋼材と、当該或る鋼材の下に位置する全ての鋼材の幅のそれぞれとの差が基準値(例えば2000[mm])未満である場合である。 That is, the length constraint is satisfied when the length of a certain steel material is shorter than the length of the steel material located under the certain steel material, and when the length of the certain steel material is under the certain steel material. It is longer than the length of the steel material located in, and the difference between the width of the certain steel material and the width of all the steel materials located under the certain steel material is less than the reference value (for example, 2000 [mm]). If.

・高さ制約
1つの最終山として山積みできる鋼材の数は、最終山の高さの上限値h以下でなければならない。最終山の高さの上限値hは、例えば10である。
-Height constraint The number of steel materials that can be piled up as one final pile must be less than or equal to the upper limit of the height of the final pile h. The upper limit h of the height of the final mountain is, for example, 10.

また、非移動鋼材のある初期山(元山)の置場は最終山の置場となる。移動鋼材のみで構成される最終山は新山である。前述したように新山の置場は、初期山の置場と異なる。 In addition, the yard for the initial mountain (Motoyama) with non-moving steel will be the yard for the final mountain. The final mountain consisting only of moving steel is Shinzan. As mentioned above, the yard of the new mountain is different from the yard of the early mountain.

(決定変数)
<非移動鋼材および移動鋼材の決定と最終山の総数および積姿の決定を行う際に用いる決定変数>
本実施形態では、任意の鋼材iに対し、非移動最上段鋼材判別変数xiと、移動有無判別変数yiとを決定変数とする。非移動最上段鋼材判別変数xiは、以下の(1)式のように定義され、移動有無判別変数yiは、以下の(2)式のように定義される。尚、変数iは、鋼材の払出順にナンバリングされている(払出順が前であるほど変数iの値は小さい)ものとする。
(Coefficient of determination)
<Coefficient of determination used when determining non-moving steel materials and moving steel materials and determining the total number and stacking shape of the final pile>
In the present embodiment, the non-moving uppermost stage steel material discriminating variable x i and the moving presence / absence discriminating variable y i are set as determining variables for any steel material i. The non-moving uppermost steel material discriminating variable x i is defined as the following equation (1), and the moving presence / absence discrimination variable y i is defined as the following equation (2). It is assumed that the variable i is numbered in the order in which the steel materials are paid out (the value of the variable i is smaller as the payout order is earlier).

Figure 0007035836000001
Figure 0007035836000001

非移動最上段鋼材判別変数xiは、或る初期山を構成する鋼材iが、非移動鋼材のうち最上段にある非移動鋼材である場合に1となり、そうでない場合に0(ゼロ)となる0-1変数である。このように、初期山に、非移動鋼材が1つもなければ、当該初期山を構成する全ての鋼材iに対する非移動最上段鋼材判別変数xiは、0(ゼロ)になる。一方、初期山に、非移動鋼材が1つ以上あれば、当該非移動鋼材のうち最上段にある非移動鋼材iに対する非移動最上段鋼材判別変数xiのみが1となる。この場合、当該初期山を構成するその他の鋼材iに対する非移動最上段鋼材判別変数xiは、(当該鋼材iが非移動鋼材であっても)0(ゼロ)になる。即ち、1つの初期山について、非移動最上段鋼材判別変数xiが1となる鋼材の数は最大で1である。
移動有無判別変数yiは、鋼材iが移動鋼材である場合に1となり、そうでない場合に0(ゼロ)となる0-1変数である。
The non-moving uppermost steel material discriminant variable x i is 1 when the steel material i constituting a certain initial peak is the non-moving steel material at the uppermost stage among the non-moving steel materials, and 0 (zero) when it is not. It is a 0-1 variable. As described above, if there is no non-moving steel material in the initial pile, the non-moving uppermost steel material discriminant variable x i for all the steel materials i constituting the initial pile becomes 0 (zero). On the other hand, if there is one or more non-moving steel materials in the initial pile, only the non-moving uppermost stage steel material discriminant variable x i for the non-moving steel material i at the uppermost stage of the non-moving steel materials becomes 1. In this case, the non-moving uppermost steel material discriminating variable x i with respect to the other steel materials i constituting the initial pile becomes 0 (zero) (even if the steel material i is a non-moving steel material). That is, the maximum number of steel materials in which the non-moving uppermost stage steel material discriminant variable x i is 1 for one initial pile is 1.
The movement presence / absence discriminant variable y i is a 0-1 variable that becomes 1 when the steel material i is a moving steel material and becomes 0 (zero) when the steel material i is not.

更に、本実施形態では、移動鋼材最終山割り当て変数zijと割り当て山識別変数qjとを決定変数とする。移動鋼材最終山割り当て変数zijは、以下の(3)式のように定義され、割り当て山識別変数qjは、以下の(4)式のように定義される。尚、jは、各山を一意に識別する識別情報(ID)である。例えば、ヤードにおける鋼材の置場の識別番号をjとして採用することができる。 Further, in the present embodiment, the final mountain allocation variable z ij of the moving steel material and the allocation mountain identification variable q j are used as decision variables. The final mountain allocation variable z ij of the moving steel material is defined as the following equation (3), and the allocation mountain identification variable q j is defined as the following equation (4). Note that j is identification information (ID) that uniquely identifies each mountain. For example, the identification number of the steel material storage place in the yard can be adopted as j.

Figure 0007035836000002
Figure 0007035836000002

移動鋼材最終山割り当て変数zijは、移動鋼材である鋼材iを元山j(=1,・・・,p(p>1))または新山j(=p+1,・・・,p+m(m=n))に配置する場合に1、そうでない場合に0(ゼロ)となる0-1変数である。鋼材iが非移動鋼材である場合(即ち、移動有無判別変数yiが0(ゼロ)である鋼材iである場合)、任意の最終山jに対し、移動鋼材最終山割り当て変数zijは0(ゼロ)とする。
割り当て山識別変数qj(j=1,・・・,p,p+1,・・・,p+m)は、最終山として元山j(=1,・・・,p)または新山j(=p+1,・・・,p+m)が割り当てられた場合に1となり、そうでない場合に0(ゼロ)となる0-1変数である。尚、前述したように元山jおよび新山jは、最終山の候補となる山である。
The final mountain allocation variable z ij of the moving steel material is the steel material i, which is the moving steel material, as the original mountain j (= 1, ..., p (p> 1)) or the new mountain j (= p + 1, ..., p + m (m =). n) It is a 0-1 variable that becomes 1 when it is placed in)) and 0 (zero) when it is not placed. When the steel material i is a non-moving steel material (that is, when the moving presence / absence discrimination variable y i is a steel material i having 0 (zero)), the moving steel material final pile allocation variable z ij is 0 for any final pile j. (Zero).
The assigned mountain identification variable q j (j = 1, ..., p, p + 1, ..., p + m) is the final mountain, Motoyama j (= 1, ..., p) or Shinyama j (= p + 1,). ..., It is a 0-1 variable that becomes 1 when p + m) is assigned, and becomes 0 (zero) when it is not assigned. As described above, Motoyama j and Shinyama j are candidates for the final mountain.

<搬送順を決定する際に用いる決定変数>
本実施形態では、非移動鋼材および移動鋼材の決定と、最終山の積姿の決定とを行った後、移動鋼材のみを移動(搬送)させるものとして、初期山から最終山に積み替える際の各鋼材iの搬送順を決定する。初期山から最終山に積み替える際の各鋼材iを決定する手法は、公知の技術で実現することができる。例えば、特許文献2に記載の手法を用いることができる。特許文献2では、搬送対象鋼材iの初期搬送時刻k_it[i]と搬送対象鋼材iの最終搬送時刻k_ft[i]とを決定変数としている。これらの決定変数の詳細は特許文献2に記載されているので、ここでは、その詳細な説明を省略し、概要のみを説明する。
<Determining variable used when determining the transport order>
In the present embodiment, after the non-moving steel material and the moving steel material are determined and the stacking shape of the final pile is determined, only the moving steel material is moved (transported), and the transshipment from the initial pile to the final pile is performed. The transport order of each steel material i is determined. A method for determining each steel material i at the time of transshipment from the initial pile to the final pile can be realized by a known technique. For example, the method described in Patent Document 2 can be used. In Patent Document 2, the initial transport time k_it [i] of the steel material i to be transported and the final transport time k_ft [i] of the steel material i to be transported are set as determining variables. Since the details of these decision variables are described in Patent Document 2, the detailed description thereof will be omitted here, and only the outline will be described.

未到着材では、受入れテーブルなどの受入口に到着した後、最初にヤードへの搬送を開始する時刻が、搬送対象鋼材iの初期搬送時刻k_it[i]になる。既到着材では、現時刻において置かれている置場から最初に搬送を開始する時刻が、搬送対象鋼材iの初期搬送時刻k_it[i]になる。また、搬送対象鋼材iについての最終山への搬送を開始する時刻が、搬送対象鋼材iの最終搬送時刻k_ft[i]になる。 For undelivered materials, the time at which transportation to the yard is first started after arriving at the receiving port such as a receiving table is the initial transportation time k_it [i] of the steel material i to be transported. For the already arrived material, the time when the first transfer is started from the storage place where the material is placed at the current time is the initial transfer time k_it [i] of the steel material i to be transferred. Further, the time at which the transfer target steel material i is started to be transferred to the final pile is the final transfer time k_ft [i] of the transfer target steel material i.

(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一例を説明するフローチャートである。
[鋼材情報取得部101、鋼材情報取得ステップ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、鋼材基礎情報と、各鋼材の初期山の積姿を特定する情報と、最終山の高さの上限値hを特定する情報と、重み係数k1、k2とを含む。
(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 having a CPU, ROM, RAM, HDD, and various interfaces, or dedicated hardware. FIG. 2 is a flowchart illustrating an example of a yard management method executed by the yard management device 100.
[Steel material information acquisition unit 101, steel material information acquisition 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 basic steel material information, information for specifying the stacking shape of the initial pile of each steel material, information for specifying the upper limit value h of the height of the final pile, and weight coefficients k 1 and k 2 .

鋼材基礎情報には、最終山の作成対象となる鋼材(鋼材の集合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、幅と、長さの情報が含まれる。尚、ここでは、説明を簡単にするため、全ての鋼材の厚みは同じであるものとする。
識別情報は、各鋼材を一意に識別する識別情報(鋼材ID)である。
払出順は、各鋼材の払出順(圧延工程への搬送順)である。尚、本実施形態では、識別情報を払出順としているので、払出順は、鋼材基礎情報に含まれていなくてもよい。
The basic steel material information includes identification information, payout order, number of steel materials, and width for each of the steel materials (set of steel materials N = {1, 2, ..., N}) for which the final pile is to be created. , Contains length information. Here, for the sake of simplicity, it is assumed that all the steel materials have the same thickness.
The identification information is identification information (steel material ID) that uniquely identifies each steel material.
The payout order is the payout order of each steel material (transportation order to the rolling process). In this embodiment, since the identification information is in the payout order, the payout order does not have to be included in the steel material basic information.

初期山の積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IDとを含む。 The information for specifying the stacking shape of the initial mountain includes an initial mountain ID which is identification information uniquely identifying the initial mountain, and a steel material ID located in each stack of the initial mountain identified by the initial mountain ID.

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。 Examples of the form of acquiring 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.

[制約式・目的関数設定部102、制約式設定ステップS202、目的関数設定ステップS203]
制約式・目的関数設定部102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。
[Constraint expression / objective function setting unit 102, constraint expression setting step S202, objective function setting step S203]
The constraint expression / objective function setting unit 102 sets a constraint expression in which the above-mentioned constraint is expressed by a mathematical formula 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)移動鋼材についての制約
鋼材の集合Nを分割した鋼材の部分集合Sk(⊂N)の集合をS={S1,S2,・・・,Sr}と表記する。この鋼材の部分集合Skのそれぞれが初期山となる。また、前述したように鋼材を識別する変数iは、当該鋼材の払出順にナンバリングされている(払出順が前であるほど変数iの値は小さい)ものとする。従って、以下の(5)式および(6)式が成立する。
(A) Restrictions on moving steel The set of the subset Sk ( ⊂N ) of the steel obtained by dividing the set N of the steel is expressed as S = {S 1 , S 2 , ..., S r }. Each of the subsets Sk of this steel material is the initial peak. Further, as described above, it is assumed that the variable i for identifying the steel material is numbered in the payout order of the steel material (the value of the variable i is smaller as the payout order is earlier). Therefore, the following equations (5) and (6) are established.

Figure 0007035836000003
Figure 0007035836000003

各初期山Skにおいて、最下段から積順が払出順(下から上に向かって払出順が降順)になっている全ての鋼材の部分を当該初期山Skから抜き出して得られる部分山をmax(Sk)とする。ここで言う部分山とは、与えられた山の或る鋼材からその下にある鋼材の全てを、与えられた山と同じ順序で積んで構成される山のことである。このとき、max(Sk)の中に無い鋼材は、必ず移動鋼材となる。このことを以下の(7)式および(8)式で表す。 In each initial mountain Sk , the partial mountain obtained by extracting all the parts of the steel material whose product order is the payout order from the bottom (the payout order is descending from the bottom to the top) from the initial mountain Sk . Let it be max (S k ). A partial mountain here is a mountain composed of a certain steel material of a given mountain and all the steel materials below it, stacked in the same order as the given mountain. At this time, the steel material that is not in max (S k ) is always a moving steel material. This is expressed by the following equations (7) and (8).

Figure 0007035836000004
Figure 0007035836000004

(7)式は、初期山Skからmax(Sk)を除いた部分にある鋼材iは移動する(移動鋼材になる)ことを表す。(8)式は、初期山Skからmax(Sk)を除いた部分にある鋼材iは、初期山Skにおいて、非移動鋼材のうち最上段にある鋼材になることはないことを表す。(7)式および(8)式により、各初期山Skにおいて、最下段から積順が払出順(下から上に向かって払出順が降順)になっていない鋼材iは、移動することが表される。 Equation (7) indicates that the steel material i in the portion where max (S k ) is removed from the initial mountain Sk is moved (becomes a moving steel material). Equation (8) indicates that the steel material i in the portion obtained by removing max (S k ) from the initial mountain Sk is not the steel material at the uppermost stage among the non-moving steel materials in the initial mountain Sk . .. According to the equations (7) and (8), the steel material i whose product order is not in the payout order (the payout order is descending from the bottom to the top) from the bottom in each initial mountain Sk can move. expressed.

(b)非移動最上段鋼材判別変数xiに関する制約
各初期山Skにおいて、非移動最上段鋼材判別変数xiが1(xi=1)となる鋼材iの数の最大値は1である。従って、以下の(9)式が成り立つ。
(B) Restrictions on the non-moving uppermost steel material discriminating variable x i In each initial mountain Sk, the maximum value of the number of steel materials i for which the non-moving uppermost steel material discriminating variable x i is 1 (x i = 1) is 1. be. Therefore, the following equation (9) holds.

Figure 0007035836000005
Figure 0007035836000005

また、非移動鋼材iがある初期山(元山)の総数は、最終山の総数pを上回ることはできない。従って、以下の(10)式が成り立つ。ただし、この式は、最終山の総数pを制約として与えられた場合にのみ意味のある制約で、最終山の総数pを目的関数として評価する場合には、設定できない。 Further, the total number of initial mountains (moto mountains) with non-moving steel material i cannot exceed the total number p of final mountains. Therefore, the following equation (10) holds. However, this formula is a constraint that is meaningful only when the total number p of the final mountains is given as a constraint, and cannot be set when the total number p of the final mountains is evaluated as an objective function.

Figure 0007035836000006
Figure 0007035836000006

(c)移動有無判別変数yiに関する制約
各初期山Skにおいて、移動鋼材iより上にある鋼材は全て移動する。従って、各初期山Skで最下段から上に向かって見た場合の払出順(=i(鋼材の識別番号))を、k1,k2,・・・とすると、以下の(11)式が成り立つ。
(C) Constraints on the variable y i for determining whether or not to move In each initial mountain Sk, all the steel materials above the moving steel material i move. Therefore, if the payout order (= i (identification number of steel material)) when viewed from the bottom to the top of each initial mountain Sk is k 1 , k 2 , ..., The following (11) The formula holds.

Figure 0007035836000007
Figure 0007035836000007

(d)非移動最上段鋼材判別変数xiと移動有無判別変数yiとの関係を規定する制約
全ての鋼材iは、移動鋼材および非移動鋼材の何れかに一意に識別される。初期山Skにおいて、鋼材iの最下段から数えた場合の積段数(当該鋼材を含み、それより下にある鋼材の数であり最下段の積段数を1とした場合の積段数)をbiとすると、非移動鋼材の総数は、非移動最上段鋼材判別変数xiを用いて、Σi∈Ni・xiと表記できる。また、移動鋼材の総数は、移動有無判別変数yiを用いて、Σi∈Niと表記できる。従って、非移動鋼材の総数と移動鋼材の総数との和が、初期山(元山および仮想山)を構成する鋼材の総数nであることを示す以下の(12)式が成り立つ。
(D) Restriction defining the relationship between the non-moving uppermost steel material discriminating variable x i and the moving presence / absence discriminating variable y i All steel materials i are uniquely identified as either a moving steel material or a non-moving steel material. In the initial mountain Sk, the number of stacked stages when counting from the bottom of the steel material i (the number of stacked stages including the steel material and below it, and the number of stacked stages at the bottom is 1) is b. If i , the total number of non-moving steel materials can be expressed as Σ i ∈ N b i · x i using the non-moving top-stage steel material discriminant variable x i . Further, the total number of moving steel materials can be expressed as Σ i ∈ N y i by using the moving presence / absence discriminant variable y i . Therefore, the following equation (12) is established, which indicates that the sum of the total number of non-moving steel materials and the total number of moving steel materials is the total number n of steel materials constituting the initial mountain (former mountain and virtual mountain).

Figure 0007035836000008
Figure 0007035836000008

鋼材iに対する移動有無判別変数yiが1(yi=1)ならば、初期山Skにおいて、当該鋼材iとそれより上にある鋼材iとの全てに対する非移動最上段鋼材判別変数xiは0(ゼロ、xi=0)になる。逆に、鋼材iに対する移動有無判別変数yiが0(ゼロ、yi=1)ならば、初期山Skにおいて、当該鋼材iと、それより上にある鋼材iのうち、1つの鋼材iに対する非移動最上段鋼材判別変数xiのみが1(xi=1)になる。従って、鋼材i∈Skに対し、初期山Skにおいて、当該鋼材iと、それより上にある鋼材iとの集合をSk (i)と定義すると(以下の(14)式を参照)、以下の(13)式が成り立つ。 If the variable y i for determining whether or not to move with respect to the steel material i is 1 (y i = 1), the non-moving uppermost steel material discriminating variable x i for all of the steel material i and the steel materials i above it in the initial mountain Sk. Is 0 (zero, x i = 0). On the contrary, if the movement presence / absence discriminant variable y i with respect to the steel material i is 0 (zero, y i = 1), one of the steel material i and the steel material i above it in the initial mountain Sk is one steel material i. Only the non-moving uppermost steel material discriminant variable x i with respect to is 1 (x i = 1). Therefore, for the steel material i ∈ Sk, if the set of the steel material i and the steel material i above it is defined as Sk ( i ) in the initial mountain Sk (see equation (14) below). ), The following equation (13) holds.

Figure 0007035836000009
Figure 0007035836000009

(13)式は、初期山Skの任意の鋼材iについて、当該鋼材iが移動鋼材であるならば、それより上に非移動鋼材はなく、当該鋼材iが移動鋼材でないならば、当該鋼材iまたは当該鋼材iより上の鋼材の1つが、非移動鋼材のうち最上段に位置する非移動鋼材になる(即ち、xi=1になる非移動鋼材が1つだけある)ことを表す。 In the equation (13), for any steel material i of the initial mountain Sk, if the steel material i is a moving steel material, there is no non-moving steel material above it, and if the steel material i is not a moving steel material, the steel material is concerned. It means that i or one of the steel materials above the steel material i becomes the non-moving steel material located at the uppermost stage among the non-moving steel materials (that is, there is only one non-moving steel material having x i = 1).

(e)移動鋼材最終山割り当て変数zijと移動有無判別変数yiとの関係を規定する制約
任意の鋼材iは、元山j(=1,・・・,p(p>1))または新山j(=p+1,・・・,p+m(m=n))に配置されなければならない。また、前述したように非移動鋼材である鋼材i(即ち、移動有無判別変数yiが0(ゼロ)である鋼材i)に対する移動鋼材最終山割り当て変数zijは、任意の山jに対し0(ゼロ、zij=0)と定義している。従って、以下の(15)式、(15')式、(15'')式が成り立つ。
(E) Constraints that define the relationship between the moving steel final mountain allocation variable z ij and the moving presence / absence discrimination variable y i Any steel material i is the original mountain j (= 1, ..., p (p> 1)) or It must be placed at Niiyama j (= p + 1, ..., p + m (m = n)). Further, as described above, the moving steel final mountain allocation variable z ij for the non-moving steel material i (that is, the steel material i for which the movement presence / absence discrimination variable y i is 0 (zero)) is 0 for any mountain j. It is defined as (zero, z ij = 0). Therefore, the following equations (15), (15'), and (15 ″) are established.

Figure 0007035836000010
Figure 0007035836000010

(15)式は、鋼材iが移動鋼材であるならば、当該鋼材iは、元山jおよび新山jの何れか1つに移動する鋼材であり、鋼材iが非移動鋼材であるならば、当該鋼材iは、元山jおよび新山jの何れにも移動しないことを表す。(15')式は、初期山Skからmax(Sk)を除いた部分にある鋼材iは、元山jおよび新山jの何れか1つに移動する鋼材であることを表す。(15'')式は、初期山Skにおけるmax(Sk)の部分にある鋼材iは、元山jおよび新山jの何れか1つにも移動しても、元山jおよび新山jの何れにも移動しなくてもよいこと(すなわち、移動鋼材であっても非移動鋼材であってもよいこと)を表す。 In the equation (15), if the steel material i is a moving steel material, the steel material i is a steel material that moves to any one of the original mountain j and the new mountain j, and if the steel material i is a non-moving steel material, the steel material i is a non-moving steel material. It means that the steel material i does not move to either the original mountain j or the new mountain j. Equation (15') indicates that the steel material i in the portion where max (S k ) is removed from the initial mountain Sk is a steel material that moves to any one of the original mountain j and the new mountain j. In equation (15''), even if the steel material i in the max (S k ) portion of the initial mountain Sk moves to any one of the original mountain j and the new mountain j, the original mountain j and the new mountain j It means that it does not have to move to any of the above (that is, it may be a moving steel material or a non-moving steel material).

(f)元山へ積み替える際の制約(移動鋼材最終山割り当て変数zijを定義する制約、非移動最上段鋼材判別変数xiと、移動鋼材最終山割り当て変数zijおよび割り当て山識別変数qjとの関係を規定する制約)
元山(初期山)k(=1,・・・,p)を構成する鋼材i_k(∈max(Sk))に対し、鋼材i_kに上載せ可能な鋼材iの集合の集合をU(i_k)とする。鋼材i_kが、元山kにおいて非移動鋼材のうち最上段にある非移動鋼材である場合(即ち、非移動最上段鋼材判別変数xiが1(xi=1)の場合)、鋼材i_kに上載せできない鋼材iを、鋼材i_kが属する元山kに配置することはできない。このことは、以下の(16)式で表される。(16)式により、実現不可能な最終山が得られることを抑制することができる。
(F) Constraints when transshipping to the original pile (constraints that define the moving steel final pile allocation variable z ij , the non-moving top-stage steel discriminant variable x i , the moving steel final pile allocation variable z ij , and the allocation peak discrimination variable q Constraints that define the relationship with j )
For the steel material i_k (∈ max (S k )) that constitutes the original mountain (initial mountain) k (= 1, ..., P), the set of the set of steel materials i that can be placed on the steel material i_k is U (i_k). ). When the steel material i_k is a non-moving steel material at the uppermost stage of the non-moving steel materials in the original mountain k (that is, when the non-moving uppermost stage steel material discriminant variable x i is 1 (x i = 1)), the steel material i_k The steel material i that cannot be placed cannot be placed on the original mountain k to which the steel material i_k belongs. This is expressed by the following equation (16). According to the equation (16), it is possible to prevent the unrealizable final mountain from being obtained.

Figure 0007035836000011
Figure 0007035836000011

ここで、本実施形態では、同一山禁止鋼材対集合Fにより、鋼材i_kに上載せ可能な鋼材iの集合U(i_k)を特定する。同一山禁止鋼材対集合Fは、以下の(17)式のように、任意の2つの鋼材の対{i,j}⊆Nの集合であって、前述した幅条件および長さ条件の少なくとも何れか一方を満たさない2つの鋼材の対の集合である。また、鋼材i_kに上載せ可能な鋼材iの集合U(i_k)は、鋼材i_kだけでなく、その下にある全ての鋼材との関係も考慮して定められる。即ち、鋼材i_kおよびその下にある全ての鋼材と、鋼材i_kに上載せする候補となる鋼材との対のそれぞれが、同一山禁止鋼材対集合Fに含まれていない場合に、当該鋼材i_kに上載せする候補となる鋼材が、鋼材i_kに上載せ可能な鋼材iの集合U(i_k)に含まれる。 Here, in the present embodiment, the set U (i_k) of the steel materials i that can be placed on the steel material i_k is specified by the same pile prohibited steel material pair set F. The same pile prohibited steel pair set F is a set of pairs {i, j} ⊆N of any two steel materials as shown in the following equation (17), and is at least one of the above-mentioned width condition and length condition. It is a set of pairs of two steel materials that do not satisfy one of them. Further, the set U (i_k) of the steel materials i that can be placed on the steel material i_k is determined in consideration of not only the steel material i_k but also the relationship with all the steel materials under the steel material i_k. That is, when each pair of the steel material i_k and all the steel materials under it and the steel material that is a candidate to be placed on the steel material i_k is not included in the same pile prohibited steel material pair assembly F, the steel material i_k The steel material that is a candidate for mounting is included in the set U (i_k) of the steel material i that can be mounted on the steel material i_k.

Figure 0007035836000012
Figure 0007035836000012

また、最終山において鋼材i_kの上に配置できる鋼材の数は、前述した高さ制約により制限される。元山kに属する鋼材i_kにおける最下段から数えた場合の積段数(当該鋼材を含み、それより下にある鋼材の数であり最下段の積段数を1とした場合の積段数)をbi_kとすると、以下の(18)式が成り立つ。 Further, the number of steel materials that can be placed on the steel material i_k in the final mountain is limited by the height constraint described above. The number of stacked stages in the steel material i_k belonging to the original mountain k (the number of stacked stages including the steel material, the number of steel materials below it, and the number of stacked stages in the lowest stage is 1) is b i . If _k , the following equation (18) holds.

Figure 0007035836000013
Figure 0007035836000013

(18)式は、元山kに移動する鋼材iの総数は、当該元山k(初期山)に属する非移動鋼材のうち最上段の非移動鋼材の上に配置することができる鋼材の数の上限値以下でなければならないことを表す。(18)式の右辺は、元山kにおいて、鋼材i_kの上にできる空きスペース(鋼材の数)を表す。(18)式により、実現不可能な最終山が得られることを抑制することができる。 In the equation (18), the total number of steel materials i moving to the original mountain k is the number of steel materials that can be placed on the uppermost non-moving steel material among the non-moving steel materials belonging to the original mountain k (initial mountain). Indicates that it must be less than or equal to the upper limit of. The right side of the equation (18) represents an empty space (number of steel materials) formed on the steel material i_k at Motoyama k. According to the equation (18), it is possible to prevent the unrealizable final mountain from being obtained.

また、初期山k(=1,・・・,p)に属する鋼材i_kが、非移動鋼材のうち最上段にある非移動鋼材である(非移動最上段鋼材判別変数xiが1(xi=1)である)場合、当該初期山(元山)kは、最終山になるので、以下の(19)式が成り立つ。 Further, the steel material i_k belonging to the initial mountain k (= 1, ..., P) is the non-moving steel material at the uppermost stage among the non-moving steel materials (the non-moving uppermost stage steel material discriminant variable x i is 1 (x i) . = 1)) Since the initial mountain (Motoyama) k is the final mountain, the following equation (19) holds.

Figure 0007035836000014
Figure 0007035836000014

(g)元山以外の最終山(新山)に対する山高さ制約
元山以外の最終山である新山j(=p+1,・・・,p+m)の高さに関する制約は、以下の(20)式で表される。
(G) Mountain height constraint on the final mountain (new mountain) other than the original mountain The constraint on the height of the final mountain other than the original mountain, the new mountain j (= p + 1, ..., p + m), is based on the following equation (20). expressed.

Figure 0007035836000015
Figure 0007035836000015

(20)式は、初期山から山jに移動する移動鋼材の総数は、最終山となる山jの高さの上限値h以下であることを表す。(20)式により、実現不可能な最終山が得られることを抑制することができる。
また、新山jについては、以下の(20')式のように、識別情報が小さいものが優先的に構築されるようにして解空間を制限するのが好ましい。
Equation (20) indicates that the total number of moving steel materials moving from the initial mountain to the mountain j is equal to or less than the upper limit h of the height of the mountain j which is the final mountain. According to the equation (20), it is possible to prevent the unrealizable final mountain from being obtained.
Further, for Niiyama j, it is preferable to limit the solution space by preferentially constructing the one with small identification information as in the following equation (20').

Figure 0007035836000016
Figure 0007035836000016

尚、(20')式は、元山(∀j∈{1,・・・,p})には適用されない。
(h)同一最終山禁止制約(幅、長さ制約)
移動鋼材が最終山に配置された際、最終山が積姿制約(幅制約、高さ制約)を満たすため、同一山禁止鋼材対集合Fに属する2つの鋼材i1、i2の対を同一の最終山jに配置することを禁止する制約を以下の(21)式のように定める。
The equation (20') does not apply to Motoyama (∀j ∈ {1, ..., p}).
(H) Same final mountain prohibition constraint (width, length constraint)
When the moving steel material is placed on the final pile, the final pile satisfies the stacking constraint (width constraint, height constraint), so the pair of two steel materials i1 and i2 belonging to the same pile prohibited steel material pair set F is the same final. The constraint prohibiting the placement on the mountain j is defined as the following equation (21).

Figure 0007035836000017
Figure 0007035836000017

尚、(21)式の制約は、移動鋼材間での積姿制約であり、非移動鋼材と移動鋼材との間の積姿制約は、前述した(17)式により規定される。(21)式により、実現不可能な最終山が得られることを抑制することができる。 The constraint of the formula (21) is a stacking constraint between the moving steel materials, and the stacking constraint between the non-moving steel material and the moving steel material is defined by the above-mentioned equation (17). According to the equation (21), it is possible to prevent the unrealizable final mountain from being obtained.

制約式・目的関数設定部102は、例えば、(7)式~(13)式、(15)式、(15')式、(15'')式、(16)式~(21)式に対し、i、j、S、Sk、p、n、F、h、bi、mを設定することにより、(7)式~(13)式、(15)式、(15')式、(15'')式、(16)式~(21)式の制約式を設定する。 The constraint expression / objective function setting unit 102 may be changed to, for example, equations (7) to (13), (15), (15'), (15''), and (16) to (21). On the other hand, by setting i , j , S, Sk, p, n, F, h, bi, and m, the equations (7) to (13), (15), and (15') are set. The constraint equations of equations (15'') and (16) to (21) are set.

<<目的関数>>
次に、目的関数について説明する。
前述したように本実施形態では、移動鋼材の総数の最小化(または非移動鋼材の総数を最大)と、最終山の総数の最小化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 >>
Next, the objective function will be described.
As described above, in the present embodiment, the purpose is to minimize the total number of moving steel materials (or to maximize the total number of non-moving steel materials) and to minimize the total number of final peaks. The objective function J is used.

Figure 0007035836000018
Figure 0007035836000018

本実施形態では、(22)式に示すように、移動鋼材の総数((22)式のΣyi)と、最終山の総数((22)式のΣqj)との重み付き線形和を目的関数とする。尚、重み付き線形和とは、移動鋼材の総数に対する重み係数k1、最終山の総数に対する重み係数k2を、移動鋼材の総数、最終山の総数にそれぞれ乗算した値を加算したものをいう。移動鋼材の総数に対する重み係数k1は、移動鋼材の総数に対する評価の、最終山の総数に対する評価とのバランスを表す係数である。最終山の総数に対する重み係数k2は、最終山の総数に対する評価の、最終山の総数に対する評価とのバランスを表す係数である。最終山の総数に対する重み係数k2よりも移動鋼材の総数に対する重み係数k1を大きな値を設定した場合、例えば、最終山の総数を1つ減らすよりも移動鋼材の総数を1つ減らした方が、目的関数Jの値の減少量は大きくなる。従って、この場合の目的関数Jは、最終山の総数に対する評価よりも移動鋼材の総数に対する評価に重きを置いた目的関数になる。逆に、移動鋼材の総数に対する重み係数k1よりも最終山の総数に対する重み係数k2を大きな値を設定した場合、例えば、移動鋼材の総数を1つ減らすよりも最終山の総数を1つ減らした方が、目的関数Jの値の減少量は大きくなる。従って、この場合の目的関数Jは、移動鋼材の総数に対する評価よりも最終山の総数に対する評価に重きを置いた目的関数になる。このように(22)式の目的関数Jでは、重み係数k1、k2により、移動鋼材の総数に対する評価と、最終山の総数に対する評価とのバランスをとることができる。即ち、(22)式は、このような評価のバランスをとったうえでの(このような評価のバランスの条件下での)、移動鋼材の総数の最小値と最終山の総数の最小値とを求める目的関数である。このように、移動鋼材の総数と最終山の総数とを決定変数として有する(22)式を目的関数Jとして用いることにより、移動鋼材の総数の最小化と、最終山の総数の最小化とのバランスがとれるようになる。 In this embodiment, as shown in Eq. (22), the purpose is a weighted linear sum of the total number of moving steel materials (Σy i in Eq. (22)) and the total number of final peaks (Σq j in Eq. (22)). Let it be a function. The weighted linear sum is the sum of the weighting coefficient k 1 for the total number of moving steel materials and the weighting coefficient k 2 for the total number of final peaks multiplied by the total number of moving steel materials and the total number of final peaks, respectively. .. The weighting coefficient k 1 for the total number of moving steel materials is a coefficient representing the balance between the evaluation for the total number of moving steel materials and the evaluation for the total number of final peaks. The weighting coefficient k 2 for the total number of final mountains is a coefficient representing the balance between the evaluation for the total number of final mountains and the evaluation for the total number of final mountains. When a weight coefficient k 1 for the total number of moving steel materials is set to a value larger than the weighting factor k 2 for the total number of final piles, for example, the total number of moving steel materials is reduced by 1 rather than the total number of final piles is reduced by 1. However, the amount of decrease in the value of the objective function J becomes large. Therefore, the objective function J in this case is an objective function that emphasizes the evaluation of the total number of moving steel materials rather than the evaluation of the total number of final peaks. Conversely, if a weighting factor k 2 for the total number of final piles is set to a value larger than the weighting factor k 1 for the total number of moving steel materials, for example, the total number of final piles is one rather than reducing the total number of moving steel materials by one. As the value is reduced, the amount of decrease in the value of the objective function J becomes larger. Therefore, the objective function J in this case is an objective function that emphasizes the evaluation of the total number of final peaks rather than the evaluation of the total number of moving steel materials. In this way, in the objective function J of Eq. (22), the evaluation of the total number of moving steel materials and the evaluation of the total number of final peaks can be balanced by the weighting coefficients k 1 and k 2 . That is, Eq. (22) is the minimum value of the total number of moving steel materials and the minimum value of the total number of final peaks after balancing such evaluations (under the condition of such evaluation balance). It is an objective function to find. In this way, by using Eq. (22), which has the total number of moving steel materials and the total number of final peaks as determining variables, as the objective function J, the total number of moving steel materials can be minimized and the total number of final peaks can be minimized. You will be able to balance.

制約式・目的関数設定部102は、例えば、(22)式に対してi、j、k1、k2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 expression / objective function setting unit 102 sets the objective function J of the equation (22), for example, by setting i, j, k 1 , and k 2 for the equation (22).

[最適化計算部103、最適化計算ステップS204]
最適化計算部103は、(7)式~(13)式、(15)式、(15')式、(15'')式、(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決定変数(非移動最上段鋼材判別変数xj、移動有無判別変数yi、移動鋼材最終山割り当て変数zij、および割り当て山識別変数qj)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などの数理計画法により解くための公知のアルゴリズム(solverなどの利用を含む)を用いることにより実現できる。
[Optimization calculation unit 103, optimization calculation step S204]
The optimization calculation unit 103 satisfies the constraint equations of equations (7) to (13), (15), (15'), (15''), and (16) to (21). Determining variables when the value of the objective function J in Eq. (22) is minimized in the range (non-moving top-stage steel material discriminant variable x j , moving presence / absence discriminant variable y i , moving steel material final pile allocation variable z ij , and allocation Calculate the mountain discriminant variable q j ) as the optimum solution. Further, the calculation of the optimum solution can be realized by using a known algorithm (including the use of a solver or the like) for solving the optimization problem by a mathematical programming method such as a mixed integer programming method.

[後処理部104、後処理ステップS205]
以上のようにして非移動最上段鋼材判別変数xj、移動有無判別変数yi、移動鋼材最終山割り当て変数zij、および割り当て山識別変数qjの最適解が導出されると、鋼材の集合Nに含まれるそれぞれの鋼材を移動させるか否か(即ち、移動鋼材と非移動鋼材の何れとするか)と、最終山の総数と、最終山の積姿とを決定することができる。尚、(問題の前提)の項で説明したように、最終山の積姿は、上から払出順に鋼材を配置することにより決定される。最終山は、固定山と新山との何れかになる。固定山は、元山の内、非移動鋼材を含む山であり、新山は、移動鋼材のみからなる山である。このようにして非移動鋼材と、各最終山を構成する鋼材とが決定される。
[Post-processing unit 104, post-processing step S205]
When the optimum solutions of the non-moving uppermost steel material discriminant variable x j , the moving presence / absence discriminant variable y i , the moving steel material final pile allocation variable z ij , and the allocation pile discriminant variable q j are derived as described above, the set of steel materials is obtained. It is possible to determine whether or not to move each steel material contained in N (that is, whether it is a moving steel material or a non-moving steel material), the total number of final piles, and the stacking shape of the final piles. As explained in the section (Premise of the problem), the stacking shape of the final pile is determined by arranging the steel materials in the order of payout from the top. The final mountain will be either a fixed mountain or a new mountain. The fixed mountain is a mountain that includes non-moving steel materials in the former mountain, and the new mountain is a mountain that consists only of moving steel materials. In this way, the non-moving steel material and the steel material constituting each final pile are determined.

そして、非移動鋼材については移動(搬送)せずに移動鋼材についてのみ移動(搬送)するものとして、初期山から最終山に鋼材を積み替える際の各鋼材の搬送順を後処理として決定してもよい。このようにする場合に後処理部104が起動する。後処理部104は、初期山から最終山に鋼材を積み替える際の各鋼材の搬送順を決定する。この決定は、公知の技術で実現することができる。前述したように本実施形態では、特許文献2に記載の手法を用いて、初期山から最終山に鋼材を積み替える際の鋼材の搬送順を決定する。特許文献2に示すように、後処理部104は、搬送制約式を満足する範囲で搬送時刻目的関数の値を最小にする決定変数(搬送対象鋼材iの初期搬送時刻k_it[i]および最終搬送時刻k_ft[i])を導出することにより、各鋼材の搬送順を決定する。ただし、搬送制約式として、特許文献2に記載されている制約式に、非移動鋼材については移動(搬送)しないことを示す制約式を加える。尚、特許文献2では、本明細書における初期山を元山と称し、最終山を本山と称している。搬送制約式および搬送時刻目的関数の具体的な内容は特許文献2に記載されているので、ここでは、その詳細な説明を省略する。また、特許文献2に記載のように、後処理部104は、初期山から最終山に鋼材を積み替える際の鋼材の搬送順を決定する際に仮置きされると判定された鋼材をどのような仮山(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)に積むのかも決定してもよい。このような仮山の積姿の決定も、公知の技術で実現することができる。尚、置場に余裕があれば、例えば、仮置きとされると判定された鋼材を空いている置場に平置きすればよく(1枚だけ置けばよく)、仮山を作成することは必須ではない。 Then, as for the non-moving steel material, it is assumed that only the moving steel material is moved (transported) without moving (transporting), and the transporting order of each steel material when transshipping the steel material from the initial pile to the final pile is determined as a post-treatment. May be good. In this case, the post-processing unit 104 is activated. The post-treatment unit 104 determines the transport order of each steel material when transshipping the steel material from the initial pile to the final pile. This determination can be achieved with known techniques. As described above, in the present embodiment, the method described in Patent Document 2 is used to determine the transport order of steel materials when transshipping steel materials from the initial pile to the final pile. As shown in Patent Document 2, the post-processing unit 104 has a decision variable that minimizes the value of the transfer time objective function within a range that satisfies the transfer constraint equation (initial transfer time k_it [i] and final transfer of the steel material i to be transferred). By deriving the time k_ft [i]), the transport order of each steel material is determined. However, as a transport constraint formula, a constraint formula indicating that the non-moving steel material is not moved (transported) is added to the constraint formula described in Patent Document 2. In Patent Document 2, the initial mountain in the present specification is referred to as Motoyama, and the final mountain is referred to as Motoyama. Since the specific contents of the transport constraint equation and the transport time objective function are described in Patent Document 2, detailed description thereof will be omitted here. Further, as described in Patent Document 2, how the post-treatment unit 104 determines that the steel material is temporarily placed when determining the transport order of the steel material when transshipping the steel material from the initial pile to the final pile. It may also be decided whether to pile up on a 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). Such determination of the stacking shape of the temporary mountain can also be realized by a known technique. If there is room in the storage space, for example, the steel material judged to be temporary storage can be placed flat in an empty storage space (only one sheet needs to be placed), and it is not essential to create a temporary mountain. do not have.

[出力部105、出力ステップS206]
出力部105は、後処理部104で導出された、鋼材集合Nに含まれる各鋼材の初期山から最終山に至るまでの搬送順を示す情報を出力する。出力部105は、この情報に加えてまたは代えて、移動鋼材および非移動鋼材の識別情報、最終山の総数、および最終山の積姿の情報を出力してもよい。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, output step S206]
The output unit 105 outputs information indicating the transport order from the initial pile to the final pile of each steel material contained in the steel material assembly N, which is derived from the post-processing unit 104. In addition to or in place of this information, the output unit 105 may output identification information of the moving steel material and the non-moving steel material, the total number of the final piles, and the stacking shape of the final piles. 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 for controlling the operation of the crane.

(まとめ)
以上のように本実施形態では、ヤード管理装置100は、元山に配置することができる移動鋼材の条件を示す制約を決定変数(非移動最上段鋼材判別変数xiおよび移動鋼材最終山割り当て変数zij)を用いて表す制約式と、新山に配置することができる移動鋼材の条件を示す制約を決定変数(移動鋼材最終山割り当て変数zijおよび割り当て山識別変数qj)を用いて表す制約式とを満足するように、移動鋼材の総数と最終山の総数とを最小にす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決定変数を導出し、非移動鋼材および移動鋼材の決定と、最終山の総数と、最終山の積姿とを決定する。従って、初期山から最終山に鋼材を積み替えるための鋼材の搬送計画を作成する際に、初期山から最終山に金属材を積み替えるための金属材の搬送計画を作成する際に、最終山の総数の最小化と、初期山から移動する金属材の総数の最小化とのバランスをとることができる。
(summary)
As described above, in the present embodiment, the yard management device 100 determines the constraints indicating the conditions of the moving steel material that can be placed on the original mountain as the determination variables (non-moving top-stage steel material discriminant variable x i and the moving steel material final pile allocation variable). The constraint formula expressed using z ij ) and the constraint indicating the conditions of the moving steel material that can be placed in the new mountain are expressed using the decision variables (moving steel material final mountain allocation variable z ij and allocation mountain identification variable q j ). To satisfy the equation, we derive the determinants when the value of the objective function J, which aims to minimize the total number of moving steel materials and the total number of final peaks, is minimized, and derive non-moving steel materials and moving steel materials. And the total number of final mountains and the stacking of final mountains. Therefore, when creating a transfer plan for steel materials for transshipping steel materials from the initial mountain to the final mountain, when creating a transfer plan for metal materials for transshipping metal materials from the initial mountain to the final mountain, the final mountain. It is possible to balance the minimization of the total number of metal materials and the minimization of the total number of metal materials moving from the initial mountain.

<計算例>
次に、計算例を説明する。本実施形態では、非移動鋼材を適切に選択することにより, 最終山の総数と移動鋼材の総数とを最小化する。そこで、特許文献3に記載の技術において、初期山の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(max(Sk))を非移動鋼材として移動せずに最終山の積姿を導出する手法と、本実施形態の手法とを比較し、本実施形態の手法の方が最終山の総数を少なくすることができることを示す。尚、本実施形態の手法では、各鋼材の搬送順を後処理で、特許文献2に記載の手法により決定するものとする。
また、特許文献3に記載の技術において、全てを移動鋼材として最終山の積姿を導出する手法と、本実施形態の手法とを比較し、両手法において最終山の総数が変わらないことを示す。
<Calculation example>
Next, a calculation example will be described. In this embodiment, the total number of final piles and the total number of moving steel materials are minimized by appropriately selecting non-moving steel materials. Therefore, in the technique described in Patent Document 3, the portion (max ( Sk )) in which the product order from the bottom of the initial mountain is the payout order (the payout order is descending from the bottom to the top) is not moved. We compare the method of deriving the stacking shape of the final pile without moving as a steel material with the method of this embodiment, and show that the method of this embodiment can reduce the total number of final piles. In the method of the present embodiment, the transport order of each steel material is determined by the method described in Patent Document 2 by post-processing.
Further, in the technique described in Patent Document 3, the method of deriving the stacking shape of the final piles using all of them as moving steel materials is compared with the method of the present embodiment, and it is shown that the total number of final peaks does not change between the two methods. ..

ここで、特許文献3に記載の最適化計算の概要を説明する。尚、当該最適化計算の詳細については、特許文献3に記載されているので、ここでは、その詳細な説明を省略する。
特許文献3では、山仕分け・搬送順変数x[i][m][s]と、仮置き判定変数y[p][s1][s2]と、最適山存在判定変数δ[m]とを決定変数とする。制約式としては、1つの鋼材iが、複数の搬送順、複数の最終山に割り当てられることはないとする制約(搬送ロットの一意制約)と、1つの搬送順sに複数の鋼材i或いは最終山mが割り当てられることはないとする制約(搬送順の一意制約)と、積姿制約(長さ制約、幅制約、高さ制約)とを用いる。目的関数J'としては、以下の(23)式に示すように、最終山の総山数を評価する目的関数J1と総搬送回数を評価する目的関数J2との重み付き線形和を用いる。
Here, the outline of the optimization calculation described in Patent Document 3 will be described. Since the details of the optimization calculation are described in Patent Document 3, the detailed description thereof will be omitted here.
In Patent Document 3, the mountain sorting / transporting order variable x [i] [m] [s], the temporary placement determination variable y [p] [s 1 ] [s 2 ], and the optimum mountain existence determination variable δ [m] And are the decision variables. As constraint equations, one steel material i is not assigned to a plurality of transport orders and a plurality of final piles (unique constraint of a transport lot), and a plurality of steel materials i or a final material i or a final material in one transport order s. The constraint that the mountain m is not assigned (unique constraint of transport order) and the stacking constraint (length constraint, width constraint, height constraint) are used. As the objective function J', as shown in the following equation (23), a weighted linear sum of the objective function J 1 for evaluating the total number of final peaks and the objective function J 2 for evaluating the total number of transports is used. ..

Figure 0007035836000019
Figure 0007035836000019

尚、(23)式において、重み係数Weight1、Weight2は、それぞれの評価項目をどの程度重視するかによって予め設定されるものであり、各評価項目(最終山の山数、総搬送回数)間の評価のバランスを表す。例えば、鋼材の総搬送回数よりも、最終山の山数を重要な評価項目とする場合には、重み係数Weight1の大きさを重み係数Weight2の大きさよりも大きくする。 In the equation (23), the weight coefficients Weight1 and Weight2 are set in advance depending on how much each evaluation item is emphasized, and are between each evaluation item (the number of mountains of the final mountain, the total number of times of transportation). Represents the balance of evaluation. For example, when the number of final peaks is an important evaluation item rather than the total number of times the steel material is transported, the size of the weighting factor Weight1 is made larger than the size of the weighting factor Weight2.

特許文献3では、前述した制約式を満足する範囲で目的関数J'の値が最小となる決定変数(山仕分け・搬送順変数x[i][m][s]、仮置き判定変数y[p][s1][s2]と、最適山存在判定変数δ[m])を求める。これらの決定変数により、各鋼材iの搬送順と最終山の積姿を求めることができる。ここで、仮置き判定変数の最適解yopt[p][s1][s2]が1となった変数のうち、s1>s2となるものがあれば、鋼材のペアpのうち、上にある鋼材が仮置きの対象となる。このようにして仮置きの対象となる鋼材iを求めることができる。 In Patent Document 3, the determination variable (mountain sorting / transport order variable x [i] [m] [s], temporary placement determination variable y [, which minimizes the value of the objective function J'within the range satisfying the above-mentioned constraint equation. Find p] [s 1 ] [s 2 ] and the optimum mountain existence determination variable δ [m]). From these decision variables, the transport order of each steel material i and the stacking shape of the final pile can be obtained. Here, among the variables in which the optimum solution y opt [p] [s 1 ] [s 2 ] of the temporary placement determination variable is 1, if there is a variable in which s 1 > s 2 , there is a pair of steel materials p. , The steel material above is subject to temporary placement. In this way, the steel material i to be temporarily placed can be obtained.

特許文献3では、全ての鋼材を移動することが前提となっている。従って、本実施形態のように、非移動鋼材については移動(搬送)せずに移動鋼材についてのみ移動(搬送)するものとして特許文献3に記載の手法を適用する場合、以下のようにする必要がある。
まず、非移動鋼材と同一の最終山とすることができない鋼材iの当該最終山mに対する山仕分け・搬送順変数x[i][m][s]を0(ゼロ)に固定する。前述したように山仕分け・搬送順変数x[i][m][s]は、鋼材iを最終山mに搬送順sで搬送する場合に1となり、そうでない場合に0(ゼロ)となる0-1変数である。
Patent Document 3 is premised on moving all steel materials. Therefore, when the method described in Patent Document 3 is applied assuming that the non-moving steel material is not moved (transported) but only the moving steel material is moved (transported) as in the present embodiment, it is necessary to do as follows. There is.
First, the mountain sorting / transport order variable x [i] [m] [s] for the final mountain m of the steel material i, which cannot be the same final mountain as the non-moving steel material, is fixed to 0 (zero). As described above, the mountain sorting / transport order variable x [i] [m] [s] is 1 when the steel material i is transported to the final pile m in the transport order s, and is 0 (zero) otherwise. It is a 0-1 variable.

例えば、鋼材i1、i2の2つの鋼材を非移動鋼材として含む初期山を最終山m1に割り付けるとすると、最終山m1に対する積姿制約として、以下の(24)式の制約を追加する必要がある。尚、F(i1)は、鋼材i1と同一の最終山とすることができない鋼材の集合を表す。 For example, if an initial pile containing two steel materials i 1 and i 2 as non-moving steel materials is allocated to the final pile m 1 , the following constraint (24) is added as a stacking constraint for the final pile m 1 . There is a need to. Note that F (i 1 ) represents a set of steel materials that cannot be the same final pile as the steel material i 1 .

Figure 0007035836000020
Figure 0007035836000020

また、特許文献3の(式4-1)、(式4-2)の山高さ制約は、非移動鋼材を考慮して以下の(25)式、(26)式のように書き換えられる。 Further, the mountain height constraint of (Equation 4-1) and (Equation 4-2) of Patent Document 3 is rewritten as the following equations (25) and (26) in consideration of the non-moving steel material.

Figure 0007035836000021
Figure 0007035836000021

ここで、Hfは、全ての非移動鋼材の厚みの総和である。Pfは、非移動鋼材の総枚数である。H、Pは、それぞれ、厚み、枚数で記述される最終山の高さ上限値を表す。また、thickness[i]は、鋼材iの厚みである。 Here, H f is the sum of the thicknesses of all non-moving steel materials. P f is the total number of non-moving steel materials. H and P represent the upper limit of the height of the final mountain described by the thickness and the number of sheets, respectively. The thickness [i] is the thickness of the steel material i.

(計算条件)
発明例では、操業データを基に初期山の積姿を与え、本実施形態で説明したアルゴリズムにより非移動鋼材および移動鋼材の決定と最終山の総数および積姿の決定とを行う。そして、それを前提に、特許文献2に基づく後処理を実行して、各鋼材の搬送順を決定する。一方、比較例1では、初期山の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(max(Sk))を非移動鋼材とし、それを前提に、特許文献3に記載の方法で、最終山の積姿と鋼材の搬送順とを同時に決定する。また、比較例2では、全ての鋼材を移動鋼材とし、それを前提に、特許文献3に記載の方法で、最終山の積姿と鋼材の搬送順とを同時に決定する。
(Calculation condition)
In the example of the invention, the initial pile shape is given based on the operation data, and the non-moving steel material and the moving steel material are determined and the total number and the pile shape of the final piles are determined by the algorithm described in this embodiment. Then, on the premise of this, the post-treatment based on Patent Document 2 is executed to determine the transport order of each steel material. On the other hand, in Comparative Example 1, the portion (max (S k )) in which the product order from the bottom of the initial mountain is the payout order (the payout order is descending from the bottom to the top) is used as the non-moving steel material. On the premise of the above, the stacking shape of the final pile and the transport order of the steel material are determined at the same time by the method described in Patent Document 3. Further, in Comparative Example 2, all the steel materials are used as moving steel materials, and on the premise of this, the stacking shape of the final pile and the transport order of the steel materials are simultaneously determined by the method described in Patent Document 3.

ここで、最終山の高さの上限値hを10段(h=10)とした。また、(22)式において、移動鋼材の総数に対する重み係数k1、最終山の総数に対する重み係数k2を、それぞれ1、10とした(k1=1、k2=10)。また、(23)式の重み係数Weight1、Weight2を、それぞれ10、1(Weight1=10、Weight2=1)とした。 Here, the upper limit value h of the height of the final mountain is set to 10 steps (h = 10). Further, in the equation (22), the weighting coefficient k 1 for the total number of moving steel materials and the weighting coefficient k 2 for the total number of final peaks were set to 1 and 10 (k 1 = 1, k 2 = 10), respectively. Further, the weight coefficients Weight1 and Weight2 in the equation (23) were set to 10 and 1 (Weight1 = 10, Weight2 = 1), respectively.

また、計算環境は、以下の通りである。
プロセッサ:Intel(登録商標) Xeon(登録商標) CPU E5-2687W @ 3.1GHz(2プロセッサ)
実装メモリ(RAM):128GB
OS:Windows(登録商標)7 Professional 64ビットオペレーティングシステム
最適計算ソフト: ILOG CPLEX(登録商標) Cplex11.0 Concert25
鋼材情報として12種類の鋼材情報を用い、それぞれの鋼材情報について、前述した発明例、比較例1、比較例2の手法で、移動鋼材の総数および最終山の総数を導出した。その結果を図3および図4に示す。
The calculation environment is as follows.
Processor: Intel (registered trademark) Xeon (registered trademark) CPU E5-2687W @ 3.1GHz (2 processors)
Mounted memory (RAM): 128GB
OS: Windows (registered trademark) 7 Professional 64-bit operating system Optimal calculation software: ILOG CPLEX (registered trademark) Cplex11.0 Concert25
Twelve types of steel material information were used as the steel material information, and the total number of moving steel materials and the total number of final peaks were derived for each steel material information by the methods of the invention example, comparative example 1 and comparative example 2 described above. The results are shown in FIGS. 3 and 4.

図3は、発明例と比較例1における計算結果を表形式で示す図である。前述したように比較例1では、初期山の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(max(Sk))を非移動鋼材とし、それを前提に、特許文献3に記載の方法で、最終山の積姿と鋼材の搬送順とを同時に決定する。尚、図3および図4において、SL数は、初期山を構成するスラブ(鋼材)の総数である。固定山数は、最終山となった元山の数である。
図3に示すように、発明例では、比較例1に比べ、移動鋼材の総数を平均的には3程度(12%程度)増やすのみで、最終山の総数を5.5から3.7と33%程度減らすことができることが分かる。
FIG. 3 is a diagram showing the calculation results in the invention example and the comparative example 1 in a tabular format. As described above, in Comparative Example 1, the portion (max (S k )) in which the product order from the bottom of the initial mountain is the payout order (the payout order is descending from the bottom to the top) is used as the non-moving steel material. On the premise of this, the stacking shape of the final pile and the transport order of the steel material are determined at the same time by the method described in Patent Document 3. In addition, in FIGS. 3 and 4, the SL number is the total number of slabs (steel materials) constituting the initial mountain. The fixed number of mountains is the number of original mountains that became the final mountain.
As shown in FIG. 3, in the invention example, the total number of moving steel materials is increased by about 3 (about 12%) on average, and the total number of final peaks is increased from 5.5 to 3.7 as compared with Comparative Example 1. It can be seen that it can be reduced by about 33%.

図4は、発明例と比較例2の結果を表形式で示す図である。前述したように比較例2では、全ての鋼材を移動鋼材とし、それを前提に、特許文献3に記載の方法で、最終山の積姿と鋼材の搬送順とを同時に決定する。
図4に示すように、発明例では、平均で6.4枚(=32.7-26.3)の非移動鋼材を確保しつつ、最終山の総数を、全ての鋼材を移動する前提で求解した比較例2と同じ数(=3.7)にすることができることが分かる。
FIG. 4 is a diagram showing the results of the invention example and the comparative example 2 in a tabular format. As described above, in Comparative Example 2, all the steel materials are used as moving steel materials, and on the premise of this, the stacking shape of the final pile and the transport order of the steel materials are simultaneously determined by the method described in Patent Document 3.
As shown in FIG. 4, in the example of the invention, while securing an average of 6.4 sheets (= 32.7-26.3) of non-moving steel materials, the total number of final piles is assumed to move all the steel materials. It can be seen that the number can be the same as that of Comparative Example 2 (= 3.7).

ヤードにおいて積姿が上から払出順となっていない初期山の鋼材を、上から払出順となるように積み替える作業(配替)を行う際に、山毎に鋼材を移動し、新たな置場に積み替える場合と、初期山の最下段に、下から上に向かって払出順が降順になっている部分がある場合には、それをできるだけ活かして、初期山の上層部のみを配替することで総搬送回数を少なくする場合とがある。本実施形態では、後者のケースに対し、最終山の総数を最小に保持しつつ、移動鋼材の総数を最小化する問題に対する求解アルゴリズム(本アルゴリズム)を開発した。そして、計算例では、実データに基づく検証試験により、非移動鋼材の総数を最大に確保しつつ、非移動鋼材なしの条件で得られる最少の山数を実現することができることが示された。
以上のように、初期山の積姿が所与で、当該初期山の鋼材を上から払出順に積まれた最終山へ積み替える際に、その最終山の総数を最小化しつつ、非移動鋼材の総数を最大化(移動鋼材の総数を最小化)するための積み替え搬送計画を作成することができる。
When transshipping (replacement) the steel materials of the initial piles that are not in the order of payout from the top in the yard, the steel materials are moved for each pile and a new storage place. If there is a part in the bottom of the initial mountain where the payout order is in descending order from the bottom to the top, make the best use of it and replace only the upper part of the initial mountain. In some cases, the total number of transports may be reduced. In the present embodiment, for the latter case, a solution algorithm (this algorithm) for a problem that minimizes the total number of moving steel materials while keeping the total number of final peaks to a minimum has been developed. Then, in the calculation example, it was shown that the verification test based on the actual data can realize the minimum number of ridges obtained under the condition without the non-moving steel material while securing the maximum total number of the non-moving steel materials.
As described above, given the stacking shape of the initial pile, when transshipping the steel material of the initial pile to the final pile piled up in the order of payout, while minimizing the total number of the final pile, the non-moving steel material A transshipment transfer plan can be created to maximize the total number (minimize the total number of mobile steel materials).

(変形例)
本実施形態では、(22)式の目的関数Jの値を最小化する最小化問題を例に挙げて説明した。しかしながら、例えば、(22)式の右辺の各項に(-1)を掛けることにより、最大化問題としてもよい。
(Modification example)
In this embodiment, the minimization problem that minimizes the value of the objective function J in Eq. (22) has been described as an example. However, for example, by multiplying each term on the right side of the equation (22) by (-1), it may be a maximization problem.

また、本実施形態では、鋼材を1つ1つ移動(搬送)する場合を例に挙げて説明した。しかしながら、鋼材の移動(搬送)が、鋼材グループの単位で行われる場合でも本実施形態の手法を適用することができる。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)一枚以上の鋼材の纏まりを指す。このようにする場合、幅制約を満たすのは、例えば、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。また、長さ制約を満たすのは、例えば、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。また、例えば、(1つの)鋼材グループiに含まれる鋼材の数wiを用いて鋼材の数を表現することができる。 Further, in the present embodiment, the case where the steel materials are moved (transported) one by one has been described as an example. However, the method of the present embodiment can be applied even when the movement (transportation) of the steel material is performed in units of the steel material group. The steel material group refers to a group of one or more steel materials that are not divided (the minimum unit) when transported by a transport device (mainly a crane). In this case, the width constraint is satisfied, for example, when the maximum width of a certain steel group is narrower than the minimum width of the steel group located below the certain steel group, and when the minimum width of the certain steel group is satisfied. The maximum width is wider than the minimum width of the steel group located below the certain steel group, and the difference between the widths of the two is less than the reference value (for example, 200 [mm]). Further, the length constraint is satisfied, for example, when 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 when the maximum length of the certain steel material group is shorter than the minimum length of the steel material group. , The case is longer than the minimum length of the steel material group located below the certain steel material group, and the difference between the two lengths is less than the reference value (for example, 2000 [mm]). Further, for example, the number of steel materials can be expressed by using the number of steel materials w i included in the (one) steel material group i.

また、本実施形態のように、移動有無判別変数yiを用いれば、アルゴリズム(制約式および目的関数)を直感的に理解し易く記述することができるので好ましい。しかしながら、(15)式に示すように、移動有無判別変数yiは、移動鋼材最終山割り当て変数zijを用いて表現することができる。従って、必ずしも移動有無判別変数yiを用いる必要はない。 Further, it is preferable to use the movement presence / absence discriminant variable y i as in the present embodiment because the algorithm (constraint expression and objective function) can be described intuitively and easily. However, as shown in the equation (15), the movement presence / absence discriminant variable y i can be expressed by using the movement steel material final mountain allocation variable z ij . Therefore, it is not always necessary to use the movement presence / absence discrimination variable y i .

また、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。 Further, 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.

<その他の変形例>
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および前記プログラムなど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など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。
<Other variants>
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、変形例などに示した通りである。
<請求項1、8>
非移動最上段金属材判別変数は、例えば、非移動最上段鋼材判別変数xiに対応する。
移動金属材最終山割り当て変数は、例えば、移動鋼材最終山割り当て変数zijに対応する。
割り当て山識別変数は、例えば、割り当て山識別変数qjに対応する。
金属材情報取得手段(ステップ)は、例えば、鋼材情報取得部101(鋼材情報取得ステップS201)を用いることにより実現される。
金属材情報は、例えば、鋼材情報を用いることにより実現される。初期山の識別情報および当該初期山の各積位置における前記金属材の識別情報は、例えば、各鋼材の初期山の積姿を特定する情報(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ID)を用いることにより実現される。
制約式設定手段(ステップ)は、例えば、制約式・目的関数設定部102(制約式設定ステップS202)を用いることにより実現される。
第1の制約式は、例えば、(16)式および(18)式の少なくとも何れか一方を用いることにより実現される。
第2の制約式は、例えば、(20)式および(21)式の少なくとも何れか一方を用いることにより実現される。
目的関数設定手段(ステップ)は、例えば、制約式・目的関数設定部102(制約式・目的関数設定ステップS203)を用いることにより実現される。
前記移動金属材の総数を評価する項と、前記最終山の総数を評価する項とを含む目的関数は、例えば、(22)式を用いることにより実現される。前記移動金属材の総数を評価する項は、例えば、(22)式の右辺第1項に対応し、前記最終山の総数を評価する項は、例えば、(22)式の右辺第2項に対応する。
最適化計算手段(ステップ)は、例えば、最適化計算部103(最適化計算ステップS204)を用いることにより実現される。
<請求項2>
移動有無判別変数は、例えば、移動有無判別変数yiを用いることにより実現される。
第3の制約式は、例えば、(15)式を用いることにより実現される。
<請求項3>
第4の制約式は、例えば、(12)式を用いることにより実現される。前記移動金属材の総数と、前記非移動金属材の総数との和は、例えば、(12)式の左辺に対応する。前記初期山を構成する前記金属材の総数は、例えば、(12)式の右辺に対応する。
<請求項4>
第5の制約式は、例えば、(13)式を用いることにより実現される。
前記金属材が前記移動金属材である場合、前記初期山において当該金属材よりも上にある前記金属材は前記非移動金属材とはならないことは、例えば、(13)式において、移動有無判別変数yiの値が1である場合に対応する。
前記金属材が前記非移動金属材である場合、前記初期山において当該金属材または当該金属材よりも上にある前記金属材のうち1つのみが、前記非移動金属材の中で最上段にある金属材となることは、例えば、(13)式において、移動有無判別変数yiの値が0(ゼロ)である場合に対応する。
<請求項5>
積姿制約は、例えば、幅制約および長さ制約に対応する。
前記金属材に上載せ可能な前記金属材の集合は、例えば、鋼材i_kに上載せ可能な鋼材iの集合U(i_k)に対応する。
元山配置制約式は、例えば、(16)式に対応する。
前記金属材が、前記初期山において前記非移動金属材のうち最上段にある前記非移動金属材である場合は、例えば、(16)式において、移動最上段鋼材判別変数xi_kが1(xi_k=1)の場合に対応する。当該金属材が属する前記元山に、当該金属材に上載せできない前記金属材を配置することができないことは、例えば、(16)式において、移動最上段鋼材判別変数xi_kが1(xi_k=1)の場合、移動鋼材最終山割り当て変数zijが0(ゼロ)になることに対応する。
元山高さ制約式は、例えば、(18)式に対応する。
予め設定される前記最終山の高さの上限値に基づいて定まる前記金属材の数であって、前記初期山において前記非移動金属材のうち最上段にある前記非移動金属材の上に配置することが可能な前記金属材の数は、例えば、(18)式の右辺に対応する。当該非移動金属材が属する前記元山に移動する前記移動金属材の総数は、例えば、(18)式の左辺に対応する。
<請求項6>
積姿制約は、例えば、幅制約および長さ制約に対応する。
新山高さ制約式は、例えば、(20)式に対応する。
前記新山を構成する前記移動金属材の総数は、例えば、(20)式の左辺に対応する。予め設定される前記最終山の高さの上限値に基づいて定まる前記金属材の数は、例えば、(20)式の右辺に対応する。
移動金属材積姿制約式は、例えば、(21)式に対応する。
前記積姿制約を満たさない2つの前記移動金属材を同一の前記最終山に配置することができないことは、(21)式の左辺第1項および第2項の双方が1をとれないことに対応する。
(Relationship with claims)
The following is an example of the relationship between the claims and the embodiments. It should be noted that the description of the claims is not limited to the description of the embodiment, as shown in the modified examples and the like.
<Claims 1 and 8>
The non-moving top-stage metal material discriminating variable corresponds to, for example, the non-moving top-stage steel material discriminating variable x i .
The moving metal final pile allocation variable corresponds to, for example, the moving steel final pile allocation variable z ij .
The allocation mountain identification variable corresponds to, for example, the allocation mountain identification variable q j .
The metal material information acquisition means (step) is realized by using, for example, the steel material information acquisition unit 101 (steel material information acquisition step S201).
The metal material information is realized, for example, by using the steel material information. The identification information of the initial pile and the identification information of the metal material at each stacking position of the initial pile are, for example, information for specifying the stacking shape of the initial pile of each steel material (initial pile ID and the initial pile ID). It is realized by using the steel material ID) located in each stack of the initial pile.
The constraint expression setting means (step) is realized by using, for example, the constraint expression / objective function setting unit 102 (constraint expression setting step S202).
The first constraint equation is realized, for example, by using at least one of equations (16) and (18).
The second constraint equation is realized, for example, by using at least one of the equations (20) and (21).
The objective function setting means (step) is realized, for example, by using the constraint expression / objective function setting unit 102 (constraint expression / objective function setting step S203).
An objective function including a term for evaluating the total number of moving metal materials and a term for evaluating the total number of final peaks is realized by using, for example, Eq. (22). The term for evaluating the total number of moving metal materials corresponds to, for example, the first term on the right side of the equation (22), and the term for evaluating the total number of the final peaks corresponds to, for example, the second term on the right side of the equation (22). handle.
The optimization calculation means (step) is realized by using, for example, the optimization calculation unit 103 (optimization calculation step S204).
<Claim 2>
The movement presence / absence discrimination variable is realized by using, for example, the movement presence / absence discrimination variable y i .
The third constraint equation is realized, for example, by using the equation (15).
<Claim 3>
The fourth constraint equation is realized, for example, by using the equation (12). The sum of the total number of the moving metal materials and the total number of the non-moving metal materials corresponds to, for example, the left side of the equation (12). The total number of the metal materials constituting the initial mountain corresponds to, for example, the right side of the equation (12).
<Claim 4>
The fifth constraint equation is realized, for example, by using the equation (13).
When the metal material is the moving metal material, the metal material above the metal material in the initial mountain does not become the non-moving metal material, for example, in the equation (13), it is determined whether or not the metal material has moved. Corresponds to the case where the value of the variable y i is 1.
When the metal material is the non-moving metal material, only one of the metal material or the metal material above the metal material in the initial mountain is at the top of the non-moving metal material. Being a certain metal material corresponds to, for example, the case where the value of the movement presence / absence discriminant variable y i is 0 (zero) in the equation (13).
<Claim 5>
The stacking constraint corresponds to, for example, a width constraint and a length constraint.
The set of the metal materials that can be placed on the metal material corresponds to, for example, the set U (i_k) of the steel materials i that can be placed on the steel material i_k.
The Motoyama arrangement constraint equation corresponds to, for example, equation (16).
When the metal material is the non-moving metal material at the uppermost stage of the non-moving metal materials in the initial mountain, for example, in the equation (16), the moving uppermost stage steel material discriminating variable x i _ k is 1. Corresponds to the case of (x i _ k = 1). The fact that the metal material that cannot be placed on the metal material cannot be placed on the original mountain to which the metal material belongs is that, for example, in the equation (16), the moving uppermost stage steel material discriminating variable x i _ k is 1 ( In the case of x i _ k = 1), it corresponds to the fact that the final pile allocation variable z ij of the moving steel material becomes 0 (zero).
The Motoyama height constraint equation corresponds to, for example, equation (18).
The number of the metal materials determined based on the preset upper limit of the height of the final mountain, which is arranged on the non-moving metal material at the uppermost stage of the non-moving metal materials in the initial mountain. The number of the metal materials that can be used corresponds to, for example, the right side of the equation (18). The total number of the moving metal materials moving to the original mountain to which the non-moving metal material belongs corresponds to, for example, the left side of the equation (18).
<Claim 6>
The stacking constraint corresponds to, for example, a width constraint and a length constraint.
The Niiyama height constraint equation corresponds to, for example, equation (20).
The total number of the moving metal materials constituting the new mountain corresponds to, for example, the left side of the equation (20). The number of the metal materials determined based on the preset upper limit of the height of the final mountain corresponds to, for example, the right side of the equation (20).
The moving metal material stacking constraint equation corresponds to, for example, equation (21).
The fact that the two moving metal materials that do not satisfy the stacking constraint cannot be placed on the same final mountain means that both the first and second terms on the left side of Eq. (21) cannot take 1. handle.

100:ヤード管理装置、101:鋼材情報取得部、102:制約式・目的関数設定部、103:最適化計算部、104:後処理部、105:出力部 100: Yard management device, 101: Steel material information acquisition unit, 102: Constraint formula / objective function setting unit, 103: Optimization calculation unit, 104: Post-processing unit, 105: Output unit

Claims (10)

工程間の置場であ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ときに、前記置場において前記初期山から前記最終山に搬送される金属材である移動金属材と、前記初期山そのままの場所に前記最終山を作成するために当該初期山の場所に固定される非移動金属材と、前記最終山を構成する金属材とを少なくとも決定するためのヤード管理装置であって、
前記初期山を構成する前記金属材が、当該初期山において、前記非移動金属材の中で最上段にある金属材であるか否かを示す非移動最上段金属材判別変数と、前記移動金属材を前記最終山に配置するか否かを示す移動金属材最終山割り当て変数と、前記最終山の候補となる山である元山および新山を前記最終山とするか否かを示す割り当て山識別変数と、を決定変数とし、
前記初期山の識別情報と、当該初期山の各積位置における前記金属材の識別情報と、前記金属材の前記払出順とを含む金属材情報を取得する金属材情報取得手段と、
前記元山に配置することができる前記移動金属材の条件を、前記決定変数を用いて表した第1の制約式と、前記新山に配置することができる前記移動金属材の条件を、前記決定変数を用いて表した第2の制約式とを含む制約式を、前記金属材情報に基づいて設定する制約式設定手段と、
前記移動金属材の総数を評価する項と、前記最終山の総数を評価する項とを含む目的関数を、前記金属材情報に基づいて設定する目的関数設定手段と、
前記制約式を満足する範囲で前記目的関数の値が最小または最大になるときの前記決定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最適化計算手段と、
を有し、
前記元山は、前記最終山の候補となる山であって、前記金属材情報が作成された時点で前記ヤードにおいて形づくられている山の少なくとも一部からなり、当該山から場所が変わらない山であり、
前記新山は、前記最終山の候補となる山であって、前記移動金属材のみからなる山であることを特徴とするヤード管理装置。
The metal material of the initial pile consisting of the metal material piled up in the yard, which is the storage place between the processes, is transported by the transport equipment, and the metal material piled up in the stacking order according to the delivery order to the subsequent process of the yard. When creating the final mountain, the moving metal material, which is the metal material transported from the initial mountain to the final mountain in the storage place, and the initial mountain in order to create the final mountain in the same place as the initial mountain. It is a yard management device for determining at least the non-moving metal material fixed to the place of the above and the metal material constituting the final mountain.
The non-moving uppermost metal material discriminating variable indicating whether or not the metal material constituting the initial mountain is the metal material at the uppermost stage among the non-moving metal materials in the initial mountain, and the moving metal. The moving metal final mountain allocation variable indicating whether or not the material is placed in the final mountain, and the allocation mountain identification indicating whether or not the Motoyama and Shinyama, which are candidate mountains of the final mountain, are designated as the final mountain. A variable and a determinant
Metallic material information acquisition means for acquiring metal material information including the identification information of the initial mountain, the identification information of the metal material at each stacking position of the initial mountain, and the payout order of the metal material.
The first constraint equation expressing the conditions of the moving metal material that can be placed on the original mountain using the coefficient of determination and the conditions of the moving metal material that can be placed on the new mountain are determined. A constraint expression setting means for setting a constraint expression including a second constraint expression expressed using a variable based on the metal material information, and a constraint expression setting means.
An objective function setting means for setting an objective function including a term for evaluating the total number of moving metal materials and a term for evaluating the total number of final peaks based on the metallic material information.
Optimization executed by performing optimization calculation by a mathematical programming method to derive the value of the decision variable when the value of the objective function becomes the minimum or the maximum within the range satisfying the constraint equation as the optimum solution. Calculation means and
Have,
The Motoyama is a mountain that is a candidate for the final mountain, and consists of at least a part of the mountains formed in the yard at the time when the metal material information is created, and the location does not change from the mountain. And
The new mountain is a mountain that is a candidate for the final mountain, and is a mountain made of only the moving metal material.
前記決定変数は、前記金属材が移動金属材であるか否かを示す移動有無判別変数を更に含み、
前記制約式は、任意の前記金属材は、前記元山および前記新山の何れか1つの山に配置されなければならないことを、前記決定変数を用いて表した第3の制約式を更に含むことを特徴とする請求項1に記載のヤード管理装置。
The determination variable further includes a movement presence / absence discriminant variable indicating whether or not the metal material is a moving metal material.
The constraint formula further includes a third constraint formula using the coefficient of determination to indicate that any metal material must be placed on any one of the original mountain and the new mountain. The yard management device according to claim 1.
前記制約式は、前記移動金属材の総数と、前記非移動金属材の総数との和が、前記初期山を構成する前記金属材の総数と等しいことを、前記決定変数を用いて表す制約式である第4の制約式を更に含むことを特徴とする請求項2に記載のヤード管理装置。 The constraint formula uses the coefficient of determination to indicate that the sum of the total number of the moving metal materials and the total number of the non-moving metal materials is equal to the total number of the metal materials constituting the initial mountain. The yard management device according to claim 2, further comprising a fourth constraint equation. 前記制約式は、前記金属材が前記移動金属材である場合、前記初期山において当該金属材よりも上にある前記金属材は前記非移動金属材とはならず、前記金属材が前記非移動金属材である場合、前記初期山において当該金属材または当該金属材よりも上にある前記金属材のうち1つのみが、前記非移動金属材の中で最上段にある金属材となることを、前記決定変数を用いて表す第5の制約式を更に含むことを特徴とする請求項2または3に記載のヤード管理装置。 In the constraint equation, when the metal material is the moving metal material, the metal material above the metal material in the initial mountain does not become the non-moving metal material, and the metal material is the non-moving metal material. In the case of a metal material, only one of the metal material or the metal material above the metal material in the initial mountain becomes the metal material at the uppermost stage among the non-moving metal materials. The yard management device according to claim 2 or 3, further comprising a fifth constraint equation expressed using the determination variable. 前記制約式設定手段は、前記金属材のサイズを用いて予め設定される制約であって、同一の前記最終山に配置することができない前記金属材の条件を示す積姿制約に基づいて、前記金属材に上載せ可能な前記金属材の集合を特定し、
前記第1の制約式は、前記金属材が、前記初期山において前記非移動金属材のうち最上段にある前記非移動金属材である場合、当該金属材が属する前記元山に、当該金属材に上載せできない前記金属材を配置することができないことを、前記非移動最上段金属材判別変数および前記移動金属材最終山割り当て変数を用いて表した元山配置制約式と、予め設定される前記最終山の高さの上限値に基づいて定まる前記金属材の数であって、前記初期山において前記非移動金属材のうち最上段にある前記非移動金属材の上に配置することが可能な前記金属材の数が、当該非移動金属材が属する前記元山に移動する前記移動金属材の総数以上でなければならないことを、前記非移動最上段金属材判別変数および前記移動金属材最終山割り当て変数を用いて表し元山高さ制約式とを含むことを特徴とする請求項1~4の何れか1項に記載のヤード管理装置。
The constraint type setting means is a constraint preset using the size of the metal material, and is based on a stacking constraint indicating a condition of the metal material that cannot be arranged in the same final mountain. Identify the set of the metal materials that can be placed on the metal material,
In the first constraint equation, when the metal material is the non-moving metal material at the uppermost stage of the non-moving metal materials in the initial mountain, the metal material is attached to the original mountain to which the metal material belongs. The fact that the metal material that cannot be placed on the metal material cannot be placed is preset with the original mountain placement constraint formula that expresses that the non-moving uppermost metal material discrimination variable and the moving metal material final mountain allocation variable are used. The number of the metal materials determined based on the upper limit of the height of the final mountain, and can be arranged on the non-moving metal material at the uppermost stage of the non-moving metal materials in the initial mountain. The number of the non-moving metal materials must be equal to or greater than the total number of the moving metal materials moving to the original mountain to which the non-moving metal material belongs. The yard management device according to any one of claims 1 to 4, wherein the yard management device is represented by using a mountain allocation variable and includes a source mountain height constraint expression.
前記制約式設定手段は、前記金属材のサイズを用いて予め設定される制約であって、同一の前記最終山に配置することができない前記金属材の条件を示す積姿制約に基づいて、同一の前記最終山に配置することができない前記金属材を特定し、
前記第2の制約式は、前記新山を構成する前記移動金属材の総数は、予め設定される前記最終山の高さの上限値に基づいて定まる前記金属材の数以下であることを、前記移動金属材最終山割り当て変数および前記割り当て山識別変数を用いて表した新山高さ制約式と、前記積姿制約を満たさない2つの前記移動金属材を同一の前記最終山に配置することができないことを、前記移動金属材最終山割り当て変数を用いて表した移動金属材積姿制約式とを含むことを特徴とする請求項1~5の何れか1項に記載のヤード管理装置。
The constraint type setting means is the same based on the constraint set in advance using the size of the metal material and the stacking constraint indicating the condition of the metal material that cannot be arranged in the same final mountain. Identify the metal material that cannot be placed on the final mountain of
The second constraint equation states that the total number of the moving metal materials constituting the new mountain is equal to or less than the number of the metal materials determined based on the preset upper limit of the height of the final mountain. The new mountain height constraint equation expressed using the moving metal final mountain allocation variable and the allocation mountain identification variable, and the two moving metal materials that do not satisfy the stacking constraint cannot be placed on the same final mountain. The yard management device according to any one of claims 1 to 5, wherein the yard management device includes a moving metal material stacking shape constraint formula expressed by using the moving metal material final mountain allocation variable.
前記移動は、金属材グループの単位で行われ、
前記金属材グループは、搬送機器にて前記金属材を搬送する際に分割されることのない複数の前記金属材からなることを特徴とする請求項1~6の何れか1項に記載のヤード管理装置。
The movement is performed in units of metal group,
The yard according to any one of claims 1 to 6, wherein the metal material group is composed of a plurality of the metal materials that are not divided when the metal material is transported by a transport device. Management device.
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1~7の何れか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 7, wherein the metal material is a steel material.
工程間の置場であ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ときに、前記置場において前記初期山から前記最終山に搬送される金属材である移動金属材と、前記初期山そのままの場所に前記最終山を作成するために当該初期山の場所に固定される非移動金属材と、前記最終山を構成する金属材とを少なくとも決定するためのヤード管理方法であって、
前記初期山を構成する前記金属材が、当該初期山において、前記非移動金属材の中で最上段にある金属材であるか否かを示す非移動最上段金属材判別変数と、前記移動金属材を前記最終山に配置するか否かを示す移動金属材最終山割り当て変数と、前記最終山の候補となる山である元山および新山を前記最終山とするか否かを示す割り当て山識別変数と、を決定変数とし、
前記初期山の識別情報と、当該初期山の各積位置における前記金属材の識別情報と、前記金属材の前記払出順とを含む金属材情報を取得する金属材情報取得ステップと、
前記元山に配置することができる前記移動金属材の条件を、前記決定変数を用いて表した第1の制約式と、前記新山に配置することができる前記移動金属材の条件を、前記決定変数を用いて表した第2の制約式とを含む制約式を、前記金属材情報に基づいて設定する制約式設定ステップと、
前記移動金属材の総数を評価する項と、前記最終山の総数を評価する項とを含む目的関数を、前記金属材情報に基づいて設定する目的関数設定ステップと、
前記制約式を満足する範囲で前記目的関数の値が最小または最大になるときの前記決定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最適化計算ステップと、
を有し、
前記元山は、前記最終山の候補となる山であって、前記金属材情報が作成された時点で前記ヤードにおいて形づくられている山の少なくとも一部からなり、当該山から場所が変わらない山であり、
前記新山は、前記最終山の候補となる山であって、前記移動金属材のみからなる山であることを特徴とするヤード管理方法。
The metal material of the initial pile consisting of the metal material piled up in the yard, which is the storage place between the processes, is transported by the transport equipment, and the metal material piled up in the stacking order according to the delivery order to the subsequent process of the yard. When creating the final mountain, the moving metal material, which is the metal material transported from the initial mountain to the final mountain in the storage place, and the initial mountain in order to create the final mountain in the same place as the initial mountain. It is a yard management method for at least determining the non-moving metal material fixed to the place of the above and the metal material constituting the final mountain.
The non-moving uppermost metal material discriminating variable indicating whether or not the metal material constituting the initial mountain is the metal material at the uppermost stage among the non-moving metal materials in the initial mountain, and the moving metal. The moving metal final mountain allocation variable indicating whether or not the material is placed in the final mountain, and the allocation mountain identification indicating whether or not the Motoyama and Shinyama, which are candidate mountains of the final mountain, are designated as the final mountain. A variable and a determinant
A metal material information acquisition step for acquiring metal material information including the identification information of the initial mountain, the identification information of the metal material at each stacking position of the initial mountain, and the payout order of the metal material.
The first constraint equation expressing the conditions of the moving metal material that can be placed on the original mountain using the coefficient of determination and the conditions of the moving metal material that can be placed on the new mountain are determined. A constraint expression setting step for setting a constraint expression including a second constraint expression expressed using a variable based on the metal material information, and a constraint expression setting step.
An objective function setting step for setting an objective function including a term for evaluating the total number of moving metal materials and a term for evaluating the total number of final peaks based on the metallic material information.
Optimization executed by performing optimization calculation by a mathematical programming method to derive the value of the decision variable when the value of the objective function becomes the minimum or the maximum within the range satisfying the constraint equation as the optimum solution. Calculation steps and
Have,
The Motoyama is a mountain that is a candidate for the final mountain, and consists of at least a part of the mountains formed in the yard at the time when the metal material information is created, and the location does not change from the mountain. And
The yard management method, wherein the new mountain is a mountain that is a candidate for the final mountain and is a mountain made of only the moving metal material.
請求項1~8の何れか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 8.
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