JP7192382B2 - YARD MANAGEMENT DEVICE, YARD MANAGEMENT METHOD, AND PROGRAM - Google Patents

YARD MANAGEMENT DEVICE, YARD MANAGEMENT METHOD, AND PROGRAM Download PDF

Info

Publication number
JP7192382B2
JP7192382B2 JP2018196668A JP2018196668A JP7192382B2 JP 7192382 B2 JP7192382 B2 JP 7192382B2 JP 2018196668 A JP2018196668 A JP 2018196668A JP 2018196668 A JP2018196668 A JP 2018196668A JP 7192382 B2 JP7192382 B2 JP 7192382B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
pile
final
order
variable
initial
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
JP2018196668A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2020064497A (en
Inventor
哲明 黒川
知己 松井
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nippon Steel Corp
Original Assignee
Nippon Steel Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Nippon Steel Corp filed Critical Nippon Steel Corp
Priority to JP2018196668A priority Critical patent/JP7192382B2/en
Publication of JP2020064497A publication Critical patent/JP2020064497A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP7192382B2 publication Critical patent/JP7192382B2/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02PCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P90/00Enabling technologies with a potential contribution to greenhouse gas [GHG] emissions mitigation
    • Y02P90/30Computing systems specially adapted for manufacturing

Description

本発明は、ヤード管理装置、ヤード管理方法、およびプログラムに関し、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や物流分野等におけるコンテナ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 yard provided for smoothly supplying metal materials such as slabs and coils to the next process. It is suitable for sorting piles of containers in a field or the like.

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"及び"列"を指定することにより、どこへ鋼材を搬送するかを示す(図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 ironmaking process, which is an example of a metal manufacturing process, when conveying steel, which is an example of a metal material, from the steelmaking process to the next rolling process, the steel material is temporarily placed in a temporary storage place called a yard. 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 yards are storage areas 501 to 504 partitioned vertically and horizontally as buffer areas for supplying steel materials such as slabs delivered from upstream processes to downstream processes. Vertical divisions are often called "buildings" and horizontal divisions are called "columns". In other words, the cranes (1A, 1B, 2A, 2B) are movable within the building to transfer steel materials between different rows within the same building. In addition, the transfer table is used to transfer steel materials between buildings. When creating a transport command, specify the "ridge" and "row" to indicate where the steel material is to be transported (number (11) in parentheses in 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。
本明細書、特許請求の範囲、および図面では、「既着山」、「仮想山」、「初期山」、「最終山」、「仮山」を以下の意味で用いることとする。
既着山:現時点で、既にヤードにおいて形作られている山。
仮想山:現時点で、ヤードに到着していない金属材を、ヤードへの到着順が早いものほど上に山積みすると仮定した場合の山(現実に存在する山ではない)。
初期山:既着山と仮想山の総称。
最終山:後工程に払出すために積み上げた最終的な山(払出山ともいう)。
仮山:現時点以降に、初期山から、最終山へ移送する際に、やむを得ず仮置きを行う山。
Next, FIG. 5 shows the flow of basic work in the yard as an example. First, the steel material unloaded from the continuous casting machine 510 in the steelmaking process, which is the previous process, is transported to the yard by the receiving table X via the piler 511, and is moved to the storage area 501 by the cranes 1A, 1B, 2A, and 2B. 504 and piled up. Then, according to the manufacturing schedule of the rolling process, which is the post-process, the cranes 1A, 1B, 2A, and 2B again place the wafers on the delivery table Z and transport them to the rolling process. Generally, in the yard, the steel materials are placed in piles as described above. This is to effectively utilize the limited yard area.
In this specification, claims, and drawings, the terms "already-arrived mountain", "virtual mountain", "initial mountain", "final mountain", and "temporary mountain" are used with the following meanings.
Already-arrived pile: A pile that has already been formed in the yard at this time.
Virtual pile: A pile (not a pile that actually exists) when it is assumed that metal materials that have not yet arrived at the yard at the present time are piled up in order of arrival at the yard.
Initial mountain: A general term for already-arrived mountains and virtual mountains.
Final pile: The final pile (also referred to as the payout pile) that is piled up to be delivered to the post-process.
Temporary pile: A pile that is unavoidably placed temporarily when moving from the initial pile to the final pile after the present time.

ヤードでは、次工程である熱間圧延工程における加熱炉の燃料原単位の削減のため、鋼材ができるだけ高い温度を保持した状態で加熱炉に装入されるようにすることが求められる。そのため、昨今ヤード内に保温設備を設置し、その中に鋼材を山積みされた状態で保管する場合がある。限られた保温設備を有効に活用するため、できるだけ設備限界まで高く鋼材を積み上げることが必要となる。一方、鋼材を積み上げる際には、次工程へ供給し易いよう、最終山において、次工程における処理順番に鋼材が上から積まれていること、最終山の積み形状が不安定な逆ピラミッド状でないことなどの制約(これを「積姿制約」と称する)がある。更に、山立て(最終山をつくること)を行う際の作業負荷も見逃せない要素である。従って、ヤード管制では、前述した積姿制約の下で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 consumption of the heating furnace in the hot rolling process, which is the next process, it is required that the steel material is charged into the heating furnace while maintaining the highest possible temperature. Therefore, in recent years, there is a case where a heat insulating facility is installed in the yard and the steel materials are stored in a state of being piled up in it. In order to make effective use of the limited thermal insulation facilities, it is necessary to pile up the steel materials as high as possible to the limits of the facilities. On the other hand, when stacking steel materials, in order to facilitate supply to the next process, in the final pile, the steel materials should be stacked from the top in the order of processing in the next process, and the shape of the final pile should not be an unstable inverted pyramid shape. There are restrictions (this is called "stacking restriction") such as In addition, the work load during the pile up (creating the final pile) is also an element that cannot be overlooked. Therefore, in the yard control, it is desirable to formulate a work plan for erecting the final pile as high as possible with the least possible workload 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 sorting the piles (dividing the steel into multiple piles), which is performed in the yard to smoothly deliver the steel requested to the post-process, the steel that is scheduled to arrive will be demoted. Due to quality problems, etc., the grade may be lowered from the originally planned use and transferred to another use. As a result, steel products often fail to arrive as originally planned. In addition, it is almost impossible to expect that the status of the yard storage will change smoothly as originally planned, and it is a daily occurrence that unplanned steel materials have to be placed in unplanned storage locations.

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 in the hot rolling process, which is the post-process, of the steel materials piled up in the order of delivery from the yard to the hot-rolling process, which is the post-process, changes after the steel materials arrive at the yard. As a result, the pile is no longer stacked in the order of delivery, and there are frequent cases where the steel materials are forced to be reloaded according to the changed rolling order. Here, the steel materials are stacked in a pile in the order of delivery, meaning that one or more steel materials that are relatively higher or a plurality of steel materials that are conveyed at the same time are lower than the steel materials at any stacking position of the pile. It means that a certain steel material is delivered to the post-process earlier than other steel materials.

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と共に、できるだけ少ない仮置き場に留めて行う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 steel materials into the yard and the work of unloading steel materials from the yard. Storage space is limited. For this reason, it is required to efficiently and space-savingly carry out the steel material transshipment work.
Therefore, due to various circumstances before and after arrival at the yard, the work of reloading the piles that are not in the order of payout at the time of arrival at the yard can be efficiently (that is, with as few transports as possible) and as few final deliveries as possible. There is an extremely high demand for keeping the number of piles as small as possible and keeping the number of temporary storage areas as small as possible.

これらのことが要求されるヤード管理方法に関し、特許文献1~3に記載の発明がある。特許文献1~3に記載の発明は、山仕分けの対象となる全ての鋼材のヤードへの受入が完了している場合、あるいは山仕分けの対象となる鋼材のうちの一部が受入途上にありながら受入れ済みの鋼材が払出順に山に積まれていない場合に、最終山において払出順に鋼材が積まれるように鋼材の積み替えを効率的に且つ省スペースで行う課題に対応する発明である。 There are inventions described in Patent Documents 1 to 3 regarding yard management methods that require these things. The inventions described in Patent Documents 1 to 3 are when all the steel materials to be sorted in the mountains have been received into the yard, or some of the steel materials to be sorted in the mountains are in the process of being received. To provide an invention for efficiently reloading steel materials in a space-saving manner so that the steel materials are stacked in the final pile in the order of dispensation when the received steel materials are not stacked on the pile in the order of dispensation.

まず、特許文献1には、既にヤードにある既着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山姿を、組み合わせ最適化問題として定式化し、タブサーチ手法を用いて算出する手法が開示されている。しかしながら、特許文献1に記載の発明では、最終山の山姿を求める手法は示されているが初期山から最終山へ至る搬送順を求める手法をどのようにするかという点は明確に示されていない。また、最終山の山姿もヒューリスティックな手法で算出されているのでその最適性に対する保証はない。 First, in Patent Document 1, when reloading the steel materials of the already arrived piles in the yard in the order of delivery, the optimal pile configuration of the final pile is combined and optimized in consideration of the required distribution load and stacking configuration restrictions. A method of formulating the problem as a generalization problem and calculating it using a tab search method is disclosed. However, in the invention described in Patent Document 1, although a method for obtaining the shape of the final mountain is shown, it is clearly shown how to obtain the order of conveyance from the initial mountain to the final mountain. not Also, since the shape of the final mountain is also calculated by a heuristic method, there is no guarantee of its optimality.

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。しかしながら、特許文献2に記載の発明では、最終山を求めた後に搬送順を求める。つまり、最終山と鋼材の搬送順とを個別に最適化する。従って、鋼材の搬送数、即ち、仮置き数を最小化することができない虞がある。 Next, in Patent Document 2, under a situation where steel materials that have already arrived at the yard and steel materials that have not yet arrived are mixed, an initial pile state and a final pile state at the time are given. There is a method to formulate the problem of transshipment and transport of steel materials from the state to the final pile state as a mixed integer programming problem using initial transport time variables and final transport time variables on the premise that each steel material is transported at most twice. disclosed. However, in the invention described in Japanese Patent Laid-Open No. 2002-200012, the order of transportation is determined after the final peak is determined. In other words, the final pile and the order of conveying the steel materials are individually optimized. Therefore, there is a possibility that the number of conveyed steel materials, that is, the number of temporarily placed steel materials cannot be minimized.

最後に、特許文献3に記載の発明は、山立ておよび搬送に関する制約条件を満たす数理計画問題に帰着させ、山仕分けおよび搬送順を同時に最適化する発明である。しかしながら、特許文献3に記載の発明では、鋼材を最終山および搬送順に割り当てる2次元の割り当て問題としている。従って、解空間が大きくなり、求解時間を要し、実規模の問題(例えば、搬送対象の鋼材数が30以上の問題)に適用した場合、許容可能な計算時間内(例えば5分程度)では求解できない虞がある。更に特許文献3に記載の発明では、仮山を考慮していないので、仮山の数を最小化することはできない。 Finally, the invention described in Patent Document 3 is an invention that optimizes pile sorting and transport order at the same time by reducing it to a mathematical programming problem that satisfies the constraints on stacking and transport. However, the invention described in Patent Document 3 is a two-dimensional assignment problem in which steel materials are assigned to the final pile and in the order of transportation. Therefore, the solution space becomes large, it takes time to find the solution, and when applied to a real-scale problem (for example, a problem in which the number of steel materials to be transported is 30 or more), within an allowable calculation time (for example, about 5 minutes) There is a possibility that the solution cannot be obtained. Furthermore, the invention described in Patent Document 3 does not consider temporary ridges, so the number of temporary ridges cannot be minimized.

特許第4935032号公報Japanese Patent No. 4935032 特許第5365759号公報Japanese Patent No. 5365759 特開2010-269929号公報JP 2010-269929 A 特開2016-81186号公報JP 2016-81186 A

山姿積み替え問題、即ち所与である初期山の山姿から、未知なる適切な最終山姿へ金属材を積み替える問題において、その積み替え過程で発生する仮置きおよびそれにより構成される仮山を考慮するには、初期山から最終山に金属材を積み替える際の、最終山の山姿、金属材の搬送順、および仮山の山姿を同時に最適化する必要がある。しかしながら、従来の技術では、この課題が解決されていない。
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際の、最終山の山姿、金属材の搬送順、および仮山の山姿を同時に最適化することを実操業上使用可能な時間内に実現できるようにすることを目的とする。
In the mountain transshipment problem, that is, the problem of transshipping metal materials from a given initial pile shape to an unknown appropriate final pile shape, the temporary pile generated in the transshipment process and the temporary pile formed by it are To take this into account, it is necessary to simultaneously optimize the appearance of the final pile, the order of transportation of the metal materials, and the appearance of the temporary pile when reloading the metal materials from the initial pile to the final pile. However, the conventional technology has not solved this problem.
The present invention has been made in view of the above-described problems, and is designed to provide a final pile shape, a conveying order of the metal materials, and a temporary pile when reloading the metal materials from the initial pile to the final pile. The purpose is to realize simultaneous optimization of the shape within the time available for actual operation.

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ためのヤード管理装置であって、任意の2つの前記金属材についての、前記初期山からの搬送である初期搬送の相対的な順序を定める二項変数である初期搬送順変数と、任意の2つの前記金属材についての、前記最終山への搬送である最終搬送の相対的な順序を定める二項変数である最終搬送順変数と、前記金属材が何れの前記最終山に属するのかを表す変数である最終山割り当て変数と、前記ヤードの仮置場に山積みされる金属材からなる仮山に前記金属材が山積みされる場合に当該金属材が何れの前記仮山に属するのかを表す変数である仮山割り当て変数とを決定変数とし、前記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、第1の制約式と第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、前記最終山の数を評価する評価指標と、前記ヤードの仮置場への仮置きが発生する前記金属材の数を評価する評価指標と、前記仮山の数を評価する評価指標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、前記第1の制約式は、任意の2つの前記金属材について、前記初期山からの搬送順の先後と、前記最終山への搬送順の先後とが異なる場合に、当該2つの金属材のうち、前記初期山からの搬送順が先の前記金属材は、前記仮置場に仮置きすることが必要であることを、前記決定変数を用いて表す制約式であり、前記第2の制約式は、任意の2つの前記金属材が、同一の前記仮山に山積みされるためには、当該2つの前記金属材について、前記初期山からの搬送順の先後と、前記最終山への搬送順の先後とが異なる必要があることを、前記決定変数を用いて表す制約式であることを特徴とする。 The yard management device of the present invention transports an initial pile of metal materials piled up in a yard, which is a storage site between processes, by a transport device, and stacks the metal materials according to the delivery order to the post-process of the yard. A yard management device for creating a final pile of metal materials piled up in order, which determines the relative order of initial transportation, which is transportation from the initial pile, for any two of the metal materials. An initial transfer order variable that is a binary variable; a final transfer order variable that is a binary variable that determines the relative order of final transfer, which is transfer to the final pile, for any two of the metal materials; A final pile assignment variable representing which final pile the metal material belongs to, and a temporary pile consisting of the metal materials piled up in the temporary storage area of the yard, when the metal material is piled up. A temporary pile assignment variable, which is a variable representing which temporary pile belongs to, is used as a decision variable, the identification information of the initial pile and the identification information of the metal material at each lamination position of the initial pile, and the metal material and a constraint expression setting for setting a constraint expression including a first constraint expression and a second constraint expression based on the metal information. means, an evaluation index for evaluating the number of the final piles, an evaluation index for evaluating the number of the metal materials temporarily placed in the temporary storage site of the yard, and an evaluation index for evaluating the number of the temporary piles. and an objective function setting means for setting an objective function containing based on the metal material information; and an optimization calculation means for executing optimization calculation by mathematical programming, wherein the first constraint expression is, for any two of the metal materials, the distance from the initial mountain When the order of transportation is different from the order of transportation to the final stack, the metal material that is transported first from the initial pile among the two metal materials is temporarily stored in the temporary storage site. It is a constraint expression that expresses using the decision variable that it is necessary to do so, and the second constraint expression is that in order for any two of the metal materials to be piled on the same temporary pile, and a constraint expression that expresses, using the decision variable, that the order of transportation from the initial pile and the order of conveyance to the final pile must be different for the two metal materials. characterized by

本発明のヤード管理方法置は、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ためのヤード管理方法であって、任意の2つの前記金属材についての、前記初期山からの搬送である初期搬送の相対的な順序を定める二項変数である初期搬送順変数と、任意の2つの前記金属材についての、前記最終山への搬送である最終搬送の相対的な順序を定める二項変数である最終搬送順変数と、前記金属材が何れの前記最終山に属するのかを表す変数である最終山割り当て変数と、前記ヤードの仮置場に山積みされる金属材からなる仮山に前記金属材が山積みされる場合に当該金属材が何れの前記仮山に属するのかを表す変数である仮山割り当て変数とを決定変数とし、金属材情報取得手段により、前記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、制約式設定手段により、第1の制約式と第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、目的関数設定手段により、前記最終山の数を評価する評価指標と、前記ヤードの仮置場への仮置きが発生する前記金属材の数を評価する評価指標と、前記仮山の数を評価する評価指標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、最適化計算手段により、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、前記第1の制約式は、任意の2つの前記金属材について、前記初期山からの搬送順の先後と、前記最終山への搬送順の先後とが異なる場合に、当該2つの金属材のうち、前記初期山からの搬送順が先の前記金属材は、前記仮置場に仮置きすることが必要であることを、前記決定変数を用いて表す制約式であり、前記第2の制約式は、任意の2つの前記金属材が、同一の前記仮山に山積みされるためには、当該2つの前記金属材について、前記初期山からの搬送順の先後と、前記最終山への搬送順の先後とが異なる必要があることを、前記決定変数を用いて表す制約式であることを特徴とする。 In the yard management method apparatus of the present invention, an initial pile of metal materials piled up in a yard, which is a storage site between processes, is transported by a transport device, and the metal materials are delivered to the post-process of the yard according to the order of delivery. A yard management method for creating a final pile consisting of metal materials piled in the order of stacking, wherein the relative order of initial transportation, which is transportation from the initial pile, for any two of the metal materials An initial transport order variable that is a binary variable that defines a final transport order variable that is a binary variable that determines the relative order of final transport, which is transport to the final mountain, for any two of the metal materials, When the metal material is piled up in a temporary pile consisting of a final pile assignment variable that is a variable representing which final pile the metal material belongs to, and a metal material that is piled up in the temporary storage site of the yard, the metal material A temporary pile assignment variable, which is a variable indicating which temporary pile a material belongs to, is used as a decision variable. and a metal material information acquisition step of acquiring metal material information including the identification information of the metal material and the order of dispensing of the metal material ; is set based on the metal material information, and the objective function setting means performs an evaluation index for evaluating the number of the final piles, and the metal material that is temporarily placed in the temporary storage site of the yard. and an evaluation index for evaluating the number of temporary peaks based on the metal material information ; an optimization calculation step of deriving the value of the decision variable when the value of the objective function is the minimum or maximum within the range satisfying and the first constraint expression is such that, for any two of the metal materials, if the order of transportation from the initial pile is different from the order of conveyance to the final pile, the two A constraint expression that expresses, using the decision variable, that the metal material that is first conveyed from the initial pile needs to be temporarily placed in the temporary storage site, and the second In order for any two of the metal materials to be stacked on the same temporary pile, the two metal materials must be transported from the initial pile and to the final pile. is a constraint expression that uses the decision variable to express that the order of transportation of must be different from that of It is characterized by

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。 A program of the present invention is characterized by causing a computer to function as each means of the yard management apparatus.

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際の、最終山の山姿、金属材の搬送順、および仮山の山姿を同時に最適化することを実操業上使用可能な時間内に実現できるようにすることができる。 According to the present invention, it is possible to simultaneously optimize the shape of the final pile, the order of transportation of the metal materials, and the shape of the temporary pile when reloading the metal materials from the initial pile to the final pile. can be achieved within a reasonable amount of time.

図1は、ヤード管理装置の機能的な構成の一例を示す図である。FIG. 1 is a diagram illustrating an example of a functional configuration of a yard management device; 図2は、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。FIG. 2 is a flow chart illustrating an example of a yard management method. 図3は、初期山に固定部がある場合の鋼材の搬送の形態の一例を示す図である。FIG. 3 is a diagram showing an example of the form of conveying the steel material when the initial crest has a fixed portion. 図4は、発明例による最適化計算の結果と、比較例の手法による最適化計算の結果とを表形式で示す図である。FIG. 4 is a diagram showing, in tabular form, the results of optimization calculations according to the invention example and the results of optimization calculations according to the technique of the comparative example. 図5は、ヤードのレイアウトの一例を示す図である。FIG. 5 is a diagram showing an example of a yard layout.

以下、図面を参照しながら、本発明の一実施形態を説明する。以下の各実施形態では、鉄鋼製造プロセスにおいて、初期山の山姿を所与として、最終山の山姿と、初期山から最終山へ搬送する際の各鋼材の搬送数と、仮山の山姿とを同時に最適化(導出)する場合を例に挙げて説明する。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、ヤードに未だ山積みされていない鋼材を必要に応じて未到着材と称し、ヤードに山積みされている鋼材を必要に応じて既到着材と称する。 An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings. In each of the following embodiments, in the iron and steel manufacturing process, given the shape of the initial pile, the shape of the final pile, the number of conveyances of each steel material when conveying from the initial pile to the final pile, and the pile of the temporary pile. A case of simultaneously optimizing (deriving) the shape and shape will be described as an example. It should be noted 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 in which the steel materials are conveyed to the rolling process will be referred to as the delivery order as necessary. In addition, steel materials that have not yet been piled up in the yard are referred to as unarrived materials as necessary, and steel materials that are piled up in the yard are referred to as arrived materials as necessary.

<経緯>
まず、最終山の山姿と、初期山からその最終山へ鋼材を積み替える際の搬送順と、仮山の山姿とを同時に最適化することとした経緯について説明する。
特許文献4には、未到着材を対象に山仕分け計画を行うケースに対する発明が開示されている。既到着材を積み替える問題(以下、「既到着材積み替え問題」と称する)は、特許文献4に開示されているような未到着材を山分けする問題(以下、「未到着材山分け問題」と称する)とは本質的な違いがあり、それを以下に示す。
<Background>
First, the process of simultaneously optimizing the shape of the final pile, the order of transportation when reloading steel materials from the initial pile to the final pile, and the shape of the temporary pile will be described.
Patent Literature 4 discloses an invention for a case in which a mountain sorting plan is performed for unarrived materials. The problem of transshipment of already-arrived materials (hereinafter referred to as "arrived materials transshipment problem") is the problem of sorting unarrived materials as disclosed in Patent Document 4 (hereinafter referred to as "unarrived materials sorting problem"). There is an essential difference from ), which is shown below.

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

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

従って、「既到着材積み替え問題」では、「未到着材山分け問題」を解く場合のように、仮置きの発生数を山単位で決めることが出来ない。別の表現をすると、「既到着材積み替え問題」では、最終山の山姿を決める際、搬送順には、初期山の山数分の自由度があるので、搬送順と同時に考えない限り、仮置き数を最小化する最終山の山姿を解く問題を解決することが出来ない。更には、仮置き数を少なくしても、仮置き対象の鋼材を同じ仮山にまとめられず、仮置きスペースが増えることは、ヤードにおける置場スペースが限られていることから好ましくない。従って、どの鋼材を仮置きとするかを判断する際に、それらの仮置きとなる鋼材をどの様な仮山にまとめるべきかを同時に考える必要がある。 Therefore, in the "already-arrived material transshipment problem", unlike the case of solving the "unarrived material sorting problem", the number of temporary placements cannot be determined for each pile. In other words, in the problem of transshipment of already-arrived materials, when determining the shape of the final pile, the order of transportation has a degree of freedom equivalent to the number of piles in the initial pile. It is not possible to solve the problem of solving the shape of the final mountain that minimizes the number of placements. Furthermore, even if the number of temporary storages is reduced, it is not preferable that the steel materials to be temporarily stored cannot be grouped into the same temporary pile and the temporary storage space increases because the storage space in the yard is limited. Therefore, when determining which steel materials to temporarily store, it is necessary to simultaneously consider what kind of temporary pile the steel materials to be temporarily stored should be put together.

以上のような知見の下、本発明者らは、最終山の山姿と、所与の初期山からその最終山に鋼材を積み替える際の鋼材の搬送順と、仮山の山姿とを同時に最適化することを、実操業上使用可能な時間内に実行する手法に想到した。以下に、その手法の具体例を説明する。 Based on the above findings, the inventors of the present invention have determined the shape of the final pile, the order of transportation of the steel products when reloading the steel products from a given initial pile to the final pile, and the shape of the temporary pile. We have come up with a method to perform simultaneous optimization within the time available for actual operation. A specific example of the technique will be described below.

<第1の実施形態>
まず、第1の実施形態を説明する。
<First embodiment>
First, the first embodiment will be described.

(問題設定(所与の要素))
本実施形態では、各鋼材の初期山の山姿および払出順(圧延順)は所与として、最終山の山姿と、所与の初期山からその最終山に鋼材を積み替える際の鋼材の搬送順と、その積み替え搬送の過程で発生する仮山の山姿とを同時に最適化する。ここで、鋼材グループの集合をN={1,2,・・・,n}と表記する。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)複数の鋼材の纏まりを指す。従って一枚の鋼材単位で搬送される場合には、鋼材グループは鋼材とみなす。本実施形態では、最終山作成、仮山作成、搬送を、鋼材グループを単位として行う場合を基本として説明する。また、最終山は、上から払出順に積まれた山であるものとする。
(problem setting (given element))
In this embodiment, given the initial pile shape and delivery order (rolling order) of each steel material, the final pile shape and the steel material when reloading the steel material from the given initial pile to the final pile are given. To simultaneously optimize the order of transportation and the appearance of temporary piles generated in the process of transshipment transportation. Here, a set of steel material groups is expressed as N={1, 2, . . . , n}. A steel material group refers to a collection of a plurality of steel materials (as a minimum unit) that are not divided when transported by transport equipment (mainly a crane). Therefore, when a steel material is conveyed in units of one sheet, the steel material group is regarded as a steel material. In this embodiment, it is assumed that the final pile formation, the provisional pile formation, and the transportation are performed in units of steel material groups. Also, the final pile is assumed to be a pile piled up in order of payout from the top.

(仮定)
本実施形態では、以下の(1)および(2)の仮定の下で、最終山の山姿と、所与の初期山からその最終山に鋼材を積み替える際の鋼材の搬送順と、仮山の山姿とを同時に最適化する。
(1) 初期山(初期置場)から最終山(最終置場)への搬送回数は、何れの鋼材についても最大2回とする。即ち、2回搬送する鋼材は仮置きされることになるものとする。また、仮山(仮置場)に搬送された鋼材は、次の搬送時には必ず最終山(最終置場)に搬送されるものとし、異なる仮山(仮置場)間で搬送されることはないものとする。
(2) 初期山と最終山の置場は異なっており、必ず全ての鋼材を初期山(初期置場)から最終山(最終置場)へ搬送する必要があるものとする(即ち、全ての鋼材が搬送対象になる)。
(Assumption)
In this embodiment, under the following assumptions (1) and (2), the shape of the final pile, the transportation order of the steel products when reloading the steel products from a given initial pile to the final pile, and the provisional To optimize the appearance of mountains at the same time.
(1) The maximum number of transports from the initial stack (initial storage site) to the final stack (final storage site) is two for any steel material. That is, it is assumed that the steel materials to be transported twice are placed temporarily. In addition, the steel materials transported to a temporary pile (temporary storage site) shall always be transported to the final pile (final storage site) the next time they are transported, and shall not be transported between different temporary piles (temporary storage sites). do.
(2) The storage sites for the initial pile and the final pile are different, and it is assumed that all steel materials must be transported from the initial pile (initial storage site) to the final pile (final storage site). be covered).

(決定すべき要素とその評価方法)
前述したように本実施形態では、最終山の山姿と、仮山の山姿と、所与の初期山からその最終山に鋼材を積み替える際の鋼材の搬送順とを同時に最適化する。具体的には、以下の(I)~(III)に示す通りである。
(I) 最終山の構成:上から払出順に積まれた全ての最終山の山姿を求める。最終山の山姿は、積姿制約を満たし、最終山の総数が少ないほど高評価とする。
(II) 仮山の構成:最終山を作成する過程で、一次的に作成する仮山の山姿を求める。仮山の山姿は、上から順に最終山へ搬送する順番に積まれていることが要請される。仮山の山姿は積姿制約を満たし、仮山の総数が少ないほど高評価とする。
(III) 搬送順:初期山の山姿(所与)から最終山(前記(I))に至るまでの(仮置きする際には初期山から仮山への搬送及び、仮山から最終山への搬送順を含む)全ての搬送順を求める。総搬送数が少ないほど高評価とする。
(Elements to be determined and their evaluation methods)
As described above, in the present embodiment, the shape of the final pile, the shape of the temporary pile, and the order of transport of steel materials when transferring steel materials from a given initial pile to the final pile are optimized at the same time. Specifically, it is as shown in (I) to (III) below.
(I) Configuration of the final pile: Find the shape of all the final piles stacked in order of payout from the top. The appearance of the final pile satisfies the stacking form constraint, and the smaller the total number of final piles, the higher the evaluation.
(II) Configuration of temporary mountain: In the process of creating the final mountain, the shape of the temporary mountain to be created primarily is obtained. It is required that the piles of temporary piles are stacked in order from the top to the final pile. The appearance of the temporary pile satisfies the stacking shape constraint, and the smaller the total number of temporary piles, the higher the evaluation.
(III) Conveyance order: From the initial mountain shape (given) to the final mountain (above (I)) (when temporarily placed, transportation from the initial mountain to the temporary mountain, Find all delivery orders (including delivery order to ). The smaller the total number of transports, the higher the evaluation.

(積姿制約)
また、本実施形態では、以下の幅制約、長さ制約、高さ制約、最終山への配置が禁止される鋼材ペアに関する制約(同一最終山配置禁止鋼材ペア集合)、および仮山への配置が禁止される鋼材ペアに関する制約(同一仮山上下積禁止鋼材ペア集合)を積姿制約とする。
・幅制約
或る鋼材グループの最大幅が、当該或る鋼材グループの下に位置する鋼材グループの最小幅よりも狭いならば、当該或る鋼材グループを、当該下に位置する鋼材グループの上に無条件で置ける。或る鋼材グループの最大幅が、当該或る鋼材グループの下に位置する鋼材グループの最小幅よりも広い場合には、両者の幅の差が、作業制約により定まる基準値(例えば200[mm])未満であれば、当該或る鋼材グループを、当該下に位置する鋼材グループの上に置けるが、それを越えると置けない。
(stacking restrictions)
In addition, in this embodiment, the following width restrictions, length restrictions, height restrictions, restrictions on steel material pairs that are prohibited from being placed on the final mountain (set of steel material pairs that are prohibited from being placed on the same final mountain), and placement on temporary mountains Restrictions on steel material pairs that are prohibited (set of steel material pairs prohibited from stacking up and down the same temporary pile) are set as stacking restrictions.
・Width constraint If the maximum width of a steel group is narrower than the minimum width of the steel group located below the steel group, the steel group is placed above the steel group located below. placed unconditionally. When the maximum width of a certain steel group is wider than the minimum width of the steel group located below the certain steel group, the difference between the two widths is a reference value (for example, 200 [mm]) determined by work constraints. ), then the given steel group can be placed above the lower steel group, but not beyond.

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

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

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

・高さ制約
最終山の積段数hは、最終山として山積みできる鋼材の数の上界hmax以下でなければならない。最終山として山積みできる鋼材の数の上界hmaxは、例えば10である。
・Height restriction The number of stacking layers h of the final pile must be less than the upper limit h max of the number of steel materials that can be piled as the final pile. The upper limit h max of the number of steel materials that can be piled as the final pile is 10, for example.

・同一最終山配置禁止鋼材ペア集合F
前述した幅制約および長さ制約により、任意の鋼材グループのペア(2つの鋼材グループ){s,s'}⊆Nについて、鋼材グループs、s'を同じ最終山に積んで良いかどうかが一意に定まる。従って、以下の(1)式および(2)式のように、同一最終山配置禁止鋼材ペア集合Fが定義される。ここで、s、s'は、各鋼材グループを一意に識別する識別情報(鋼材グループID)である(このことは、後述するs''も同様である)。本実施形態では、鋼材グループIDは、当該鋼材グループIDで識別される鋼材グループの払出順と一致するものとする。
・Assemblage F of steel pairs prohibited from arranging on the same final pile
Due to the width and length constraints described above, for any pair of steel groups (two steel groups) {s, s'}⊆N, it is unique whether the steel groups s and s' can be stacked on the same final pile. Determined by Therefore, the same final peak placement prohibited steel material pair set F is defined as in the following equations (1) and (2). Here, s and s' are identification information (steel material group ID) that uniquely identifies each steel material group (this also applies to s'' described later). In the present embodiment, the steel material group ID is assumed to match the payout order of the steel material group identified by the steel material group ID.

Figure 0007192382000001
Figure 0007192382000001

ここで、(問題設定(所与の要素))で説明した「最終山の山姿は、その最終山の上から払出順になる」ように決定されることと、「積姿制約(幅制約および長さ制約)」とにより、任意の鋼材グループのペア{s,s'}⊆Nについて、鋼材グループs,s'を同一の最終山に積んで良いか悪いかが一意に定まる。前者の条件により、最終山における鋼材グループの積順の上下関係が定まり、この上下関係で鋼材グループを積んだ場合に、後者の条件(幅制約および長さ制約の少なくとも一方)に違反する場合、それらの鋼材グループは、同一の最終山に山積みできないことになる。従って、(2)式のように、同一の最終山に山積みすることができない鋼材グループのペア(禁止対)の集合を、同一最終山配置禁止鋼材ペア集合Fとして定義することができる。 Here, as explained in (problem setting (given element)), ``the shape of the final mountain is determined in the order of disbursement from the top of the final mountain'', and the ``stacking constraint (width constraint and length Constraint)" uniquely determines whether or not the steel material groups s, s' can be stacked on the same final pile for any pair of steel material groups {s, s'}⊆N. The former condition determines the order of stacking of the steel material groups on the final pile, and when the steel material groups are stacked in this vertical relationship, if the latter condition (at least one of the width and length restrictions) is violated, Those steel groups will not be piled into the same final pile. Therefore, as in equation (2), a set of steel material group pairs (prohibited pairs) that cannot be piled on the same final pile can be defined as the same final pile prohibited steel material pair set F.

・同一仮山上下積禁止鋼材ペア集合F'
(問題設定(所与の要素))で説明したように払出順は所与であるので、最終山においては、この払出順により最終山における鋼材グループの積順の上下関係が定まる。これに対し、仮山から最終山への搬送順は未知(決定変数)である。従って、同一の仮山に山積みすることができない鋼材グループのペア(禁止対)を定める際には、鋼材グループs、s'の仮山における積順の上下関係を指定する必要がある。従って、以下の(3)式のように、払出順とは無関係に、同一の仮山において、鋼材グループsを下、鋼材グループs'をその上に積んだ場合に積姿制約(幅制約および長さ制約)に違反する鋼材グループのペアを (s,s')と表し、これを要素とする集合を同一仮山上下積禁止鋼材ペア集合F'として定義する。
・Assembly F' of steel material pairs prohibited from stacking up and down on the same temporary pile
As explained in (Problem setting (given element)), the payout order is given, so in the final pile, this payout order determines the order of stacking of the steel material groups in the final pile. On the other hand, the order of transportation from the temporary pile to the final pile is unknown (decision variable). Therefore, when defining a pair of steel material groups that cannot be piled on the same temporary pile (prohibited pair), it is necessary to specify the order of stacking of the steel material groups s and s' on the temporary pile. Therefore, as shown in the following equation (3), regardless of the payout order, in the same temporary pile, when the steel material group s is stacked below and the steel material group s' is stacked above it, the stacking shape constraint (width constraint and (length constraint) is expressed as (s, s'), and a set having these as elements is defined as a steel material pair set for prohibiting stacking of the same temporary pile F'.

Figure 0007192382000002
Figure 0007192382000002

(制約)
(i) 最終山は、積姿制約を満たし、上から順に払出順に積まれるものとする。
(ii) 各初期山の鋼材は、当該初期山の上から順にしか搬送できない。
(iii) 最終山を作成する際には、最下段から順に上にしか積み上げることができない。
前述したように、初期山(初期置場)から最終山(最終置場)への搬送回数は、何れの鋼材についても最大2回とするので(前記(仮定)の(1)を参照)、鋼材の搬送回数を最小とすることは、仮置きの回数を最小にすることと等しい。
(Constraint)
(i) The final pile shall meet the stacking shape restrictions and shall be stacked in the order of disbursement from top to bottom.
(ii) The steel of each initial pile can only be conveyed from the top of the initial pile.
(iii) When creating the final stack, stacking can only be done from the bottom to the top.
As mentioned above, the number of times of transportation from the initial stack (initial storage site) to the final stack (final storage site) is two at maximum for any steel material (see (1) of the above (assumed)). Minimizing the number of transports is equivalent to minimizing the number of temporary placements.

<決定変数>
本実施形態では、任意の鋼材グループのペアに対し、初期山から鋼材グループを取り除く順序を定める変数と、最終山に鋼材グループを配置する順序を定める変数と、任意の鋼材グループが何れの仮山位置tに属するかを表す変数と、仮山位置tを使用するか否かを表す変数と、任意の鋼材グループが何れの最終山位置lに属するかを表す変数と、最終山位置lを使用するか否かを表す変数とを決定変数とする。尚、最終山位置とは、ヤードにおいて最終山が作られる位置(最終置場の位置)を示す。仮山位置とは、ヤードにおいて仮山が作られる位置(仮置場の位置)を指す。
<Decision variable>
In this embodiment, for any pair of steel material groups, a variable that determines the order in which the steel material groups are removed from the initial pile, a variable that determines the order in which the steel material groups are placed in the final pile, and a variable that determines which temporary pile the arbitrary steel material group A variable indicating whether or not the steel material group belongs to the position t, a variable indicating whether or not to use the temporary crest position t, a variable indicating which final crest position l an arbitrary steel group belongs to, and the final crest position l are used. A variable that indicates whether or not to perform is defined as a decision variable. The position of the final pile indicates the position where the final pile is made in the yard (the position of the final storage place). The temporary pile position refers to the position where the temporary pile is created in the yard (the position of the temporary storage site).

以下の説明では、任意の鋼材グループのペアに対し、初期山から鋼材グループを取り除く順序を定める変数を必要に応じて、初期搬送順変数y(s,s')と称する。また、最終山に鋼材グループを配置する順序を定める変数を必要に応じて、最終搬送順変数z(s,s')と称する。任意の鋼材グループsが何れの仮山位置tの仮山に属するかを表す変数を必要に応じて、仮山位置割り当て変数p(s,t)と称する。仮山位置tを使用するか否かを表す変数を必要に応じて、仮山有無変数q(t)と称する。任意の鋼材グループsが何れの最終山位置lに属するかを表す変数を必要に応じて、最終山割り当て変数r(s,l)と称する。最終山位置lを使用するか否か表す変数を必要に応じて最終山有無変数δ(l)と称する。 In the following description, a variable that determines the order in which steel material groups are removed from an initial pile for an arbitrary pair of steel material groups will be referred to as an initial transfer order variable y(s, s') as necessary. Also, a variable that determines the order in which the steel material groups are placed on the final pile is called a final transfer order variable z(s, s') as necessary. A variable indicating which temporary pile position t an arbitrary steel material group s belongs to is called a temporary pile position assignment variable p(s, t) as required. A variable indicating whether or not to use the temporary ridge position t will be referred to as a temporary ridge presence/absence variable q(t) as required. A variable representing which final crest position l an arbitrary steel material group s belongs to is referred to as a final crest allocation variable r(s, l) as required. A variable indicating whether or not to use the final peak position l is called a final peak presence/absence variable δ(l) as required.

(a)初期搬送順変数y(s,s'):変数の数=n2
鋼材グループの集合Nの各要素が1つの頂点を持つ完全有向グラフをG=(N,E)とする。このとき、E={(s,s')∈N2|s≠s')である。有向枝集合E上に定義された0-1変数y(e)(∀e∈E)を導入し、以下の(4)式のように初期搬送順変数y(s,s')を定義する。初期搬送順変数y(s,s')は、2つの鋼材グループs、s'の初期搬送の相対順序を定める変数である。ここで、初期搬送とは、初期山にある鋼材グループを最終山(最終置場)または仮山(仮置場)に搬送することをいう。
(a) Initial transfer order variable y(s, s'): Number of variables = n C 2
Let G=(N, E) be a fully directed graph in which each element of a set N of steel material groups has one vertex. Then E={(s, s')εN 2 |s≠s'). A 0-1 variable y(e) (∀eεE) defined on the directed edge set E is introduced, and an initial transport order variable y(s, s') is defined as in the following equation (4). do. The initial transfer order variable y(s, s') is a variable that defines the relative order of initial transfer of the two steel product groups s, s'. Here, the initial transport means transporting the steel material group in the initial pile to the final pile (final storage site) or temporary pile (temporary storage site).

Figure 0007192382000003
Figure 0007192382000003

(b)最終搬送順変数z(s,s'):変数の数=n2
初期搬送順変数y(s,s')と同様に、有向枝集合E上に定義された0-1変数z(e)(∀e∈E)を導入し、以下の(5)式のように最終搬送順変数z(s,s')を定義する。最終搬送順変数z(s,s')は、2つの鋼材グループs、s'の最終搬送の相対順序を定める変数である。ここで、最終搬送とは、初期山または仮山(仮置場)にある鋼材を最終山(最終置場)に搬送することをいう。
(b) Final delivery order variable z(s, s'): Number of variables = n C 2
In the same way as the initial transfer order variable y(s, s'), a 0-1 variable z(e) (∀eεE) defined on the directed edge set E is introduced, and the following equation (5) Define the final transfer order variable z(s, s') as follows. The final transfer order variable z(s, s') is a variable that defines the relative order of the final transfer of the two steel product groups s, s'. Here, final transport means transporting the steel materials in the initial pile or temporary pile (temporary storage site) to the final pile (final storage site).

Figure 0007192382000004
Figure 0007192382000004

(c)仮山位置割り当て変数p(s,t):変数の数=n×tmax
仮山割り当て変数p(s,t)は、鋼材グループs(∈N)を仮山位置t(∈T)に仮置きするか否かを表す0-1変数である。従って、以下の(6)式のように仮山位置割り当て変数p(s,t)を定義する。tmaxは、仮山位置の数として想定される数の最大値である。tmaxは、例えば、鋼材グループ数nである。
(c) Temporary mountain position assignment variable p(s, t): Number of variables = n x t max
The temporary pile assignment variable p(s, t) is a 0-1 variable representing whether or not the steel material group s (εN) is temporarily placed at the temporary pile position t (εT). Therefore, a temporary ridge position assignment variable p(s, t) is defined as in the following equation (6). t max is the maximum value of the number assumed as the number of temporary ridge positions. t max is, for example, the number of steel material groups n.

Figure 0007192382000005
Figure 0007192382000005

(d)仮山有無変数q(t):変数の数=tmax
仮山有無変数q(t)は、仮山位置tを使用するか否か(仮山位置tに仮山があるか否か)を表す0-1変数である。従って、以下の(7)式のように仮山有無変数q(t)を定義する。tmaxは、仮山の数として想定される数の最大値である。tmaxは、例えば、鋼材グループ数nである。
(d) Temporary mountain presence/absence variable q(t): number of variables = t max
The temporary ridge presence/absence variable q(t) is a 0-1 variable representing whether or not the temporary ridge position t is used (whether or not there is a temporary ridge at the temporary ridge position t). Therefore, a temporary peak presence/absence variable q(t) is defined as in the following equation (7). t max is the maximum number assumed as the number of false peaks. t max is, for example, the number of steel material groups n.

Figure 0007192382000006
Figure 0007192382000006

(e)最終山割り当て変数r(s,l):変数の数=n×Lmax
最終山割り当て変数r(s,l)は、鋼材グループs(∈N)を配置する最終山位置l(∈L)を指定する0-1変数である。従って、以下の(8)式のように最終山割り当て変数r(s,l)を定義する。Lmaxは、最終山の数として想定される数の最大値である。Lmaxは、例えば、鋼材グループ数nである。
(e) final peak assignment variable r(s, l): number of variables = n x L max
The final peak assignment variable r(s, l) is a 0-1 variable that specifies the final peak position l (εL) at which the steel material group s (εN) is placed. Therefore, the final peak allocation variable r(s, l) is defined as in the following equation (8). L max is the maximum number of possible final crests. L max is, for example, the number of steel material groups n.

Figure 0007192382000007
Figure 0007192382000007

(f)最終山有無変数δ(l):変数の数Lmax
最終山有無変数δ(l)は、最終山位置lを使用するか否か(最終山位置lに最終山があるか否か)を表す0-1変数である。従って、以下の(9)式のように最終山有無変数δ(l)を定義する。
(f) final peak presence/absence variable δ(l): number of variables L max
The final peak presence/absence variable δ(l) is a 0-1 variable representing whether or not the final peak position l is used (whether or not there is a final peak at the final peak position l). Therefore, the final peak presence/absence variable δ(l) is defined as in the following equation (9).

Figure 0007192382000008
Figure 0007192382000008

(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、ステップS201]
鋼材情報取得部101は、山積みの対象となる鋼材についての鋼材情報を取得する。鋼材情報は、鋼材グループ情報と、各鋼材グループの初期山の山姿を特定する情報と、山の最大高さを特定する情報と、を含む。
(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. As shown in FIG. The hardware of the yard management device 100 is realized by using, for example, a CPU, ROM, RAM, HDD, and an information processing device having 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. As shown in FIG.
[Steel material information acquisition unit 101, step S201]
The steel material information acquisition unit 101 acquires steel material information about steel materials to be piled up. The steel material information includes steel material group information, information specifying the initial mountain shape of each steel material group, and information specifying the maximum height of the mountain.

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

鋼材数(w:N→Z+)は、各鋼材グループを構成する鋼材の数である。1つの鋼材グループに含まれる鋼材の数w(i)は、例えば、1以上6以下(∀i∈N、1≦w(i)≦6)である。このように鋼材グループには、複数の鋼材が含まれる場合だけでなく、1つの鋼材のみが含まれる場合もある。
最大幅・最小幅は、それぞれ、各鋼材グループを構成する鋼材の最大幅・最小幅である。
最大長・最小長は、それぞれ、各鋼材グループを構成する鋼材の最大長・最小長である。
The number of steel materials (w: N→Z+) is the number of steel materials constituting each steel material group. The number w(i) of steel materials included in one steel material group is, for example, 1 or more and 6 or less (∀iεN, 1≤w(i)≤6). In this way, a steel material group may include not only a plurality of steel materials but also only one steel material.
The maximum width and minimum width are respectively the maximum width and minimum width of the steel materials forming each steel material group.
The maximum length and minimum length are respectively the maximum length and minimum length of the steel materials forming each steel material group.

初期山の山姿を特定する情報は、初期山を一意に識別する識別情報である初期山IDと、当該初期山IDで識別される初期山の各積段に位置する鋼材グループIDとを含む。
前述したように、初期山には、既着山と仮想山とが含まれる。既着山は、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)でヤードに山積みされている山である。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。
The information specifying the shape of the initial pile includes an initial pile ID, which is identification information that uniquely identifies the initial pile, and a steel material group ID located on each stack of the initial pile identified by the initial pile ID. .
As described above, the initial mountain includes already-arrived mountains and virtual mountains. An already-arrived pile is a pile piled up in the yard at the time when the steel material information is created (that is, when the final pile is created) among the steel materials for which the final pile is to be created. Of the steel materials to be created for the final pile, the virtual pile is the steel material that has not yet been piled in the yard at the time the steel information is created (that is, the time at which the final pile is created). It is a pile when it is assumed that the early ones are piled up. In this embodiment, all the steel materials that have not yet arrived at the yard and have not yet been piled up among the steel materials for which the final pile is to be created are piled up in one virtual pile. As described above, in this embodiment, it is assumed that steel materials that have not yet arrived at the yard and have not yet been piled up are also piled up as virtual piles (that is, all steel materials to be created as the final pile are piled up in the yard). ), given its stack.

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

[制約式・目的関数設定部102、ステップS202、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。
(a)初期搬送順変数y(s,s')の定義制約
任意の2つの鋼材グループを初期山から取り除く順序は、鋼材グループの集合Nの全順序(反対称且つ完全(以下の(10)式)であり、推移的(以下の(11)式)な二項関係を言う)となることから、任意の2つの鋼材グループs、s'を初期山から取り除く相対的な順序を定める初期搬送順変数y(s,s')は、以下の(10)式の線形等式で表される完全律(比較可能)および以下の(11)式の線形不等式で表される推移律を満たす。また、以下の(10)式および(11)式を満たす初期搬送順変数y(s,s')は、鋼材グループの全順序に対応する。
[Constraint expression/objective function setting unit 102, steps S202 and S203]
The constraint expression/objective function setting unit 102 sets the constraint expression that expresses the above-mentioned constraint by a mathematical expression and the objective function that expresses the above-mentioned purpose by a mathematical expression.
<<constraint expression>>
First, the constraint formula will be explained.
(a) Definition constraint of initial transfer order variable y(s, s') ) and is transitive (referring to the following binary relationship of the following (11)), the initial transport The forward variable y(s, s') satisfies the perfect law (comparable) represented by the linear equation of the following equation (10) and the transitive law represented by the linear inequality of the following equation (11). Also, an initial transfer order variable y(s, s') that satisfies the following equations (10) and (11) corresponds to the total order of the steel material groups.

Figure 0007192382000009
Figure 0007192382000009

(10)式は、鋼材グループのs初期搬送と、鋼材グループs'の初期搬送は、必ず一方が先で他方が後になることを示す。尚、これら2つの鋼材グループは、別の鋼材グループである。
(11)式は、鋼材グループsの初期搬送が、鋼材グループs'の初期搬送よりも先であり、鋼材グループs'の初期搬送が、鋼材グループs''の初期搬送よりも先であるなら、鋼材グループsの初期搬送は、鋼材グループs''の初期搬送よりも先であることを示す。尚、これら3つの鋼材グループは、互いに異なる鋼材グループである。
Equation (10) indicates that one of the initial transport of the steel group s and the initial transport of the steel group s' always precedes the other. Note that these two steel groups are separate steel groups.
Equation (11) is given by , indicates that the initial transfer of the steel group s precedes the initial transfer of the steel group s''. These three steel material groups are different steel material groups.

また、初期山から鋼材グループを取り除く作業は、各初期山の上から順に行う必要がある。従って、同一の初期山において、鋼材グループsよりも、鋼材グループs'の方が下である場合、当該2つの鋼材グループs、s'に対し、以下の(12)式の線形等式が成り立つ。 Also, the work of removing the steel material group from the initial pile must be done in order from the top of each initial pile. Therefore, when the steel material group s' is lower than the steel material group s in the same initial mountain, the following linear equation (12) holds for the two steel material groups s and s' .

Figure 0007192382000010
(b)最終山への搬送制約
任意の2つの鋼材グループを最終山に配置(搬送)する順序も、任意の2つの鋼材グループを初期山から取り除く順序と同様に、鋼材グループの集合Nの全順序(反対称且つ完全(以下の(13)式)であり、推移的(以下の(14)式)な二項関係を言う)となることから、任意の2つの鋼材グループs、s'を最終山に配置する相対的な順序を定める最終搬送順変数z(s,s')は、以下の(13)式の線形等式で表される完全律(比較可能)および以下の(14)式の線形不等式で表される推移律を満たす。また、以下の(13)式および(14)式を満たす最終搬送順変数z(s,s')も、鋼材グループの全順序に対応する。
Figure 0007192382000010
(b) Conveyance Constraints to the Final Mountain Since it is an order (antisymmetric and complete (formula (13) below) and transitive (refers to formula (14) below), any two steel groups s and s' can be The final transport order variable z (s, s'), which determines the relative order of placement on the final mountain, is represented by the following linear equation (13), which is a complete rule (comparable) and (14) below. satisfies the transitive law expressed by the linear inequality of Eq. Also, the final transfer order variable z(s, s') that satisfies the following equations (13) and (14) also corresponds to the total order of the steel material groups.

Figure 0007192382000011
Figure 0007192382000011

(13)式は、鋼材グループsの最終搬送と、鋼材グループs'の最終搬送は、必ず一方が先で他方が後になることを示す。尚、これら2つの鋼材グループs、s'は、別の鋼材グループである。
(14)式は、鋼材グループsの最終搬送が、鋼材グループs'の最終搬送よりも先であり、鋼材グループs'の最終搬送が、鋼材グループs''の最終搬送よりも先であるなら、鋼材グループの最終搬送sは、鋼材グループs''の最終搬送よりも先であることを示す。尚、これら3つの鋼材グループは、互いに異なる鋼材グループである。
Equation (13) indicates that the final transport of the steel group s and the final transport of the steel group s' are always preceded by one. Note that these two steel groups s, s' are separate steel groups.
Equation (14) is given by , indicates that the last delivery s of the steel group is prior to the last delivery of the steel group s''. These three steel material groups are different steel material groups.

(c)最終山への搬送に伴う最終搬送順制約
任意の2つの鋼材グループを最終山に配置(搬送)する順序は、最終山毎に、当該最終山の最下段から数えた場合の積順に対応する。例えば、或る最終山に対し、最初に当該最終山に搬送される鋼材グループの当該最終山の最下段から数えた場合の積順は1になり、2番目に当該最終山に搬送される鋼材グループの当該最終山の最下段から数えた場合の積順は2になる。従って、払出順が相対的に先の鋼材グループsと払出順が相対的に後の鋼材グループs'とが同一の最終山に配置される場合(即ち、s<s'、r(s,l)=1、且つ、r(s’,l)=1の場合)、それらの鋼材グループs、s’は、当該最終山において、上から払出順に積まれている必要がある。従って、この場合、鋼材グループs’の最終搬送の方が鋼材グループsの最終搬送よりも先にならなければならず、以下の(15)式の線形不等式が成り立つ。尚、前述の様に鋼材グループIDは、当該鋼材グループIDで識別される鋼材グループの払出順と一致するものとしている。
(c) Constraints on the final transport order associated with transport to the final pile The order in which two arbitrary steel material groups are placed (transported) to the final pile is the order of stacking when counting from the bottom of the final pile for each final pile. handle. For example, for a certain final pile, the order of stacking from the bottom of the steel material group that is first conveyed to the final pile is 1, and the steel material that is secondly conveyed to the final pile. The stacking order is 2 when counting from the bottom of the last mountain of the group. Therefore, when the steel material group s whose payout order is relatively earlier and the steel material group s' whose payout order is relatively later are placed on the same final mountain (that is, s<s', r(s, l )=1 and r(s′, l)=1), those steel material groups s and s′ must be stacked from the top in the order of disbursement on the final pile. Therefore, in this case, the final transportation of the steel material group s' must precede the final transportation of the steel material group s, and the following linear inequality (15) holds. Incidentally, as described above, the steel material group ID is assumed to match the payout order of the steel material group identified by the steel material group ID.

Figure 0007192382000012
Figure 0007192382000012

(d)仮置き発生制約
任意の2つの鋼材グループs、s'について、鋼材グループsを鋼材グループs'よりも先に初期搬送し(即ち、y(s,s')=1)且つ鋼材グループs'を鋼材グループsよりも先に最終搬送するならば(即ち、z(s',s)=1)、初期山から鋼材グループsを取り除いてから鋼材グループs'を取り除き、最終山には鋼材グループs'を配置してから鋼材グループsを配置しなければならない。即ち、このような2つの鋼材グループs、s'では、初期搬送の順番の先後と最終搬送の順番の先後とが異なるため、鋼材グループsを仮置きしなければならない。このことを、仮山位置割り当て変数p(s,t)を用いて以下の(16)式の線形不等式のように表す。(16)式において、仮置きが必要な鋼材グループsについてはΣt∈Tp(s,t)は必ず1になる。
(d) Temporary Placement Constraint For any two steel groups s and s′, the steel group s is initially conveyed before the steel group s′ (that is, y(s, s′)=1) and the steel group If s' is to be final-conveyed before steel group s (i.e., z(s', s) = 1), steel group s is removed from the initial pile, then steel group s' is removed, and the final pile has The steel group s must be placed after the steel group s' is placed. That is, in the two steel material groups s and s', since the order of the initial transportation is different from the order of the final transportation, the steel material group s must be temporarily placed. This is expressed as a linear inequality of the following equation (16) using the temporary peak position assignment variable p(s, t). In equation (16), Σ t∈T p(s, t) is always 1 for the steel material group s that requires temporary placement.

Figure 0007192382000013
Figure 0007192382000013

(e)最終山への山分け制約
最終山への山分け制約は、以下の(17)式~(19)式を含む。
まず、以下の(17)式の線形等式のように、最終山割り当て変数r(s,l)を使って、全ての鋼材グループは必ず何れかの最終山に山積みされなければならないことを表す制約式を用いる。
(e) Constraints on Dividing to the Final Mountain Constraints on dividing the mountains to the final mountain include the following equations (17) to (19).
First, as in the linear equation of equation (17) below, the final pile assignment variable r(s,l) is used to represent that all steel groups must be piled to some final pile. Use constraint expressions.

Figure 0007192382000014
Figure 0007192382000014

また、前述した積み制約を表す制約式として、以下の(18)式を用いる。幅制約および長さ制約を表す制約式は、(2)式で定義される同一最終山配置禁止鋼材ペア集合Fを用いて、以下の(18)式の線形不等式のように表される。 Moreover, the following (18) Formula is used as a constraint formula showing stacking|stacking restrictions mentioned above. Constraint expressions representing the width constraint and the length constraint are expressed as the following linear inequalities in the following equation (18) using the same final peak arrangement prohibited steel material pair set F defined by the equation (2).

Figure 0007192382000015
Figure 0007192382000015

(18)式は、鋼材グループs、s'のペアが、同一最終山配置禁止鋼材ペア集合Fに属する場合、その鋼材グループs、s'のペアを同一の最終山に山積みすることができないことを表す。
また、高さ制約を表す制約式は、(9)式で定義される最終山有無変数δ(l)を用いて、以下の(19)式の線形不等式のように表される。尚、(19)式の代わりに、以下の(20)式の線形不等式を用いてもよい。(19)式および(20)式の何れを用いても、最終山として山積みできる鋼材の数が、その上限値を上回らないようにする制約を課すことができる。(19)式および(20)式において、w(s)は、変数sで特定される鋼材グループに含まれる鋼材の数である。
Equation (18) states that when a pair of steel material groups s, s' belongs to the same final pile arrangement prohibited steel material pair set F, the pair of steel material groups s, s' cannot be piled on the same final pile. represents
Also, the constraint expression representing the height constraint is expressed as the following linear inequality in equation (19) using the final peak presence/absence variable δ(l) defined in equation (9). It should be noted that the following linear inequality of formula (20) may be used instead of formula (19). By using either formula (19) or formula (20), it is possible to impose a restriction so that the number of steel materials that can be piled up as the final pile does not exceed the upper limit. In equations (19) and (20), w(s) is the number of steel materials included in the steel material group identified by variable s.

Figure 0007192382000016
Figure 0007192382000016

(f)最終山有無変数δ(l)の定義制約
最終山有無変数δ(l)は、最終山割り当て変数r(s,l)を用いて、以下の(21)式の線形不等式のように定義される。
(f) Constraints on the definition of the final peak presence/absence variable δ(l) The final peak presence/absence variable δ(l) is expressed by the linear inequality of the following equation (21) using the final peak assignment variable r(s, l). Defined.

Figure 0007192382000017
Figure 0007192382000017

(g)最終山位置区別制約
最終山位置区別制約は、最終山(の位置)lの区別をつけるための制約である。本実施形態では、以下の(22)式の線形不等式のように、最終山位置区別制約は、変数lが小さいものほど、高い最終山とする(最終山に含まれる鋼材の数を多くする)ことを表す制約であるものとする。
(g) Constraint to Distinguish the Position of the Final Mountain The constraint to distinguish the position of the final crest is a constraint for distinguishing (the position of) the final crest l. In this embodiment, as in the linear inequality of the following equation (22), the final crest position discrimination constraint is such that the smaller the variable l, the higher the final crest (the number of steel materials included in the final crest is increased). It shall be a constraint that expresses

Figure 0007192382000018
Figure 0007192382000018

最終山位置区別制約は、必ずしも必要な制約ではない。ただし、最終山位置区別制約により、計算時間を削減できる可能性がある。 The final peak position discrimination constraint is not necessarily a necessary constraint. However, there is a possibility that the calculation time can be reduced by the final peak position discrimination constraint.

(h)同一仮山可能制約
同一の仮山位置tに仮置きされる鋼材グループペアs、s'において、初期搬送順変数y(s,s')で表される順列と、最終搬送順変数z(s,s')で表される順列とは逆順になっていなければならない。或る鋼材グループsが初期山から仮山に搬送されて当該仮山に積み上げられた後、別の鋼材グループs'が初期山から仮山に搬送されて当該或る鋼材グループsの上に積み上げられた場合、当該別の鋼材グループs'の方が当該或る鋼材グループsよりも先に最終搬送されるからである。即ち、2つの任意の鋼材グループs、s'を同一の仮山位置tに仮置きするならば(即ち、p(s,t)=p(s',t)=1)、当該鋼材グループs、s'の初期搬送の順番の先後と最終搬送の順番の先後とが逆になる(即ち、y(s,s')=z(s',s))。このことを線形不等式で表すと、以下の(23)式の線形不等式のようになる。
(h) Same Temporary Pile Possibility Constraint In the steel material group pair s, s' temporarily placed at the same temporary pile position t, the permutation represented by the initial transfer order variable y(s, s') and the final transfer order variable It must be in the reverse order of the permutation represented by z(s, s'). After a certain steel material group s is transported from the initial pile to the temporary pile and stacked on the temporary pile, another steel material group s' is transported from the initial pile to the temporary pile and stacked on the certain steel material group s. This is because the other steel material group s' is finally conveyed before the certain steel material group s. That is, if two arbitrary steel material groups s and s' are temporarily placed at the same temporary pile position t (that is, p(s, t)=p(s', t)=1), the steel material group s , s′ are reversed in order of initial transfer and final transfer (ie, y(s, s′)=z(s′, s)). If this is represented by a linear inequality, it becomes like the linear inequality of the following equation (23).

Figure 0007192382000019
Figure 0007192382000019

尚、2つの任意の鋼材グループs、s'の少なくとも何れか1つを仮山位置tに仮置きしない場合(即ち、p(s,t)+p(s',t)<2)の場合、(23)式のp(s,t)+p(s',t)-2は、-2または-1となり(即ち、-1以下)となり、(23)式の2-p(s,t)-p(s',t)は、2または1となる(即ち、1以上となる)。従って、鋼材グループs、s'の両方とも仮山位置tに仮置きしない場合には、-2≦y(s,s')-z(s',s)≦2となる。また、鋼材グループs、s'の一方を仮山位置tに仮置きし、他方を仮山位置tに仮置きしない場合、(23)式は、-1≦y(s,s')-z(s',s)≦1となり、初期搬送順変数y(s,s')および最終搬送順変数z(s',s)のどちらを0(ゼロ)にしてもよいし、両方とも1、或いは両方とも0(ゼロ)にしてもよいことになる。従って、2つの任意の鋼材グループs、s'の少なくとも何れか1つを仮山位置tに仮置きしない場合、当該鋼材グループs、s'についての初期搬送順変数y(s,s')および最終搬送順変数z(s',s)の値は何ら制約を受けない。 If at least one of the two arbitrary steel material groups s and s' is not temporarily placed at the temporary pile position t (that is, p(s, t) + p(s', t) < 2), (23) p (s, t) + p (s ', t) -2 becomes -2 or -1 (that is, -1 or less), and 2-p (s, t) of formula (23) -p(s',t) will be 2 or 1 (ie, 1 or greater). Therefore, when neither of the steel material groups s, s' is temporarily placed at the temporary pile position t, -2≤y(s, s')-z(s', s)≤2. Further, when one of the steel material groups s and s' is temporarily placed at the temporary pile position t and the other is not temporarily placed at the temporary pile position t, the equation (23) is -1 ≤ y(s, s') - z (s', s)≤1, and either the initial transfer order variable y(s, s') or the final transfer order variable z(s', s) may be set to 0 (zero), or both may be set to 1, Alternatively, both may be set to 0 (zero). Therefore, if at least one of the two arbitrary steel material groups s, s' is not temporarily placed at the temporary pile position t, the initial transfer order variable y(s, s') for the steel material groups s, s' and The value of the final transfer order variable z(s', s) is not subject to any restrictions.

(i)仮山積姿制約
仮山積姿制約は、以下の(24)式~(25)式を含む。
まず、幅制約および長さ制約を表す制約式は、(3)式で定義される同一仮山上下積禁止鋼材ペア集合F'を用いて、以下の(24)式の線形不等式のように表される。
(i) Temporary pile shape constraint The temporary pile shape constraint includes the following formulas (24) to (25).
First, the constraint expression representing the width constraint and the length constraint is expressed as a linear inequality in the following equation (24) using the same temporary pile prohibition steel material pair set F′ defined by equation (3). be done.

Figure 0007192382000020
Figure 0007192382000020

(24)式は、左辺の3つの項のうち何れか1つの項でも0(ゼロ)である場合には、自明な不等式となる。従って、(24)式は、左辺の3つの項が共に1となることを禁止する制約式である。具体的に説明すると(24)式は、鋼材グループsを下、鋼材グループs'をその上に積んだ場合に積姿制約(幅制約および長さ制約)に違反する鋼材グループs、s'を同じ仮山位置lに仮置きすることと(p(s,t)=p(s',t)=1)、鋼材グループsを鋼材グループs'よりも先に初期搬送すること(z(s,s')=1)とが同時に成り立つことを禁止することを表す。言い換えると、(24)式は、鋼材グループsを下、鋼材グループs'をその上に積んだ場合に積姿制約(幅制約および長さ制約)に違反する鋼材グループs、s'について、鋼材グループsを鋼材グループs'よりも先に初期搬送する場合、鋼材グループs、s'は、同じ仮山位置lに仮置きされないことを表す。 Equation (24) becomes a self-explanatory inequality when any one of the three terms on the left side is 0 (zero). Therefore, expression (24) is a constraint expression that prohibits the three terms on the left side from being 1 together. Specifically, formula (24) defines steel groups s and s' that violate stacking constraints (width and length constraints) when steel group s is stacked below and steel group s' is stacked above it. (p(s, t) = p(s', t) = 1), and (z(s , s′)=1) are prohibited from being satisfied at the same time. In other words, the formula (24) applies to steel groups s and s' that violate the stacking constraints (width and length constraints) when the steel group s is stacked below and the steel group s' is stacked above it. When the group s is initially transported before the steel material group s', the steel material groups s and s' are not temporarily placed at the same temporary pile position l.

高さ制約を表す制約式は、(6)式で定義される仮山位置割り当て変数p(s,t)を用いて、以下の(25)式の線形不等式のように表される。尚、(25)式の代わりに、(7)式で定義される仮山有無変数q(t)を用いて以下の(26)式の線形不等式を用いてもよい。(25)式および(26)式の何れを用いても、仮山として山積みできる鋼材の数が、その上限値を上回らないようにする制約を課すことができる。(19)式および(20)式と同様、(25)式および(26)式において、w(s)は、変数sで特定される鋼材グループに含まれる鋼材の数である。 A constraint expression representing the height constraint is expressed as a linear inequality of the following equation (25) using the temporary peak position assignment variable p(s, t) defined by the equation (6). Instead of the equation (25), the following linear inequality of the equation (26) may be used using the variable q(t) defined by the equation (7). By using either formula (25) or formula (26), it is possible to impose a restriction so that the number of steel materials that can be piled up as a temporary pile does not exceed the upper limit. Similar to the expressions (19) and (20), in the expressions (25) and (26), w(s) is the number of steel members included in the steel member group specified by the variable s.

Figure 0007192382000021
Figure 0007192382000021

(j)仮山位置区別制約
仮山位置区別制約は、仮山位置tの区別をつけるための制約である。本実施形態では、以下の(27)式の線形不等式のように、仮山位置区別制約は、変数tの小さなものから順に仮山位置として使用することを表す制約であるものとする。また、以下の(28)式の線形不等式のように、仮山有無変数q(t)について、仮山位置tに鋼材グループsを配置する場合には、仮山位置tを使用しなければならないことを表す制約式を用いる。
(j) Temporary ridge position distinction constraint The temporary ridge position distinction constraint is a constraint for distinguishing the temporary ridge position t. In this embodiment, as in the following linear inequality (27), the provisional ridge position discrimination constraint is a constraint indicating that provisional ridge positions are used in ascending order of variable t. In addition, as in the linear inequality of the following equation (28), with regard to the variable q(t) for the presence or absence of temporary ridges, when the steel material group s is arranged at the temporary ridge position t, the temporary ridge position t must be used. Use a constraint expression that expresses

Figure 0007192382000022
Figure 0007192382000022

尚、(27)式の仮山位置区別制約は、前述した(22)式の最終山位置区別制約と同様、必ずしも必要な制約ではない。ただし、(27)式の仮山位置区別制約により、計算時間を削減できる可能性がある。また、(26)式を用いる場合には、(28)式は用いても用いなくてもよい。 It should be noted that the provisional crest position discrimination constraint of formula (27) is not necessarily a necessary constraint, as is the final crest position discrimination constraint of formula (22) described above. However, there is a possibility that the calculation time can be reduced due to the provisional mountain position distinction constraint of the equation (27). Also, when using the formula (26), the formula (28) may or may not be used.

制約式・目的関数設定部102は、例えば、(10)式~(19)式、(21)式~(25)式、(27)式~(28)式に対し、変数s、s'、s''、k、w(s)、hmax、Lmax、tmaxを設定することにより、(10)式~(19)式、(21)式~(25)式、(27)式~(28)式の制約式を設定する。尚、(19)式に代えて(20)式、(25)式に代えて(26)式を用いてもよいことは、前述した通りである。 The constraint expression/objective function setting unit 102 sets variables s, s', By setting s'', k, w(s), h max , L max and t max , equations (10) to (19), equations (21) to (25), and equations (27) to (28) Set the constraint expression of the expression. As described above, the formula (20) may be used instead of the formula (19), and the formula (26) may be used instead of the formula (25).

(10)式、(13)式、(16)式、および(23)式については、鋼材グループの集合Nの任意の2つの鋼材グループの組み合わせのそれぞれについて、s、s'を設定する。(11)式および(14)式については、鋼材グループの集合Nの任意の3つの鋼材グループの組み合わせのそれぞれについて、s、s'、s''を設定する。 For the formulas (10), (13), (16) and (23), s and s' are set for each combination of any two steel material groups in the set N of steel material groups. For the formulas (11) and (14), s, s', and s'' are set for each combination of any three steel material groups in the set N of steel material groups.

(12)式を設定する際には、初期山姿特定情報から、同一の初期山において相対的に下にある鋼材グループと上にある鋼材グループとを特定し、それら2つの鋼材グループのうち上にある鋼材グループに対して設定されている変数をs、下にある鋼材グループ対して設定されている変数をs'とする。 (12) When setting the formula, from the initial mountain shape identification information, the steel group relatively lower and the steel group higher in the same initial mountain are identified, and the upper of the two steel groups is identified. Let s be the variable set for the steel group below, and s' be the variable set for the steel group below.

また、(15)式を設定する際には、鋼材グループ情報から、各鋼材グループの払出順を特定し、2つの鋼材グループのうち、払出順が先の鋼材グループに対して設定されている変数をs、後の鋼材グループに対して設定されている変数をs'とする。
また、(18)式を設定する際には、同一の最終山に積んではいけない2つの鋼材グループの組み合わせ(即ち、同一最終山配置禁止鋼材ペア集合F)のそれぞれについて、s、s'を設定する。
また、(24)式を設定する際には、2つの鋼材グループの組み合わせのうち、同一の仮山において、鋼材グループsを下、鋼材グループs'をその上に積んではいけない2つの鋼材グループs、s'(即ち、同一仮山上下積禁止鋼材ペア集合F')のそれぞれについて、s、s'を設定する。
Also, when setting the formula (15), the payout order of each steel group is specified from the steel group information, and the variable be s and the variable set for the subsequent steel group is s'.
Also, when setting the equation (18), s and s' are set for each combination of two steel material groups that must not be stacked on the same final pile (that is, the same final pile prohibited steel material pair set F). do.
Also, when setting the formula (24), two steel groups s that must not be stacked on the same temporary pile, with the steel group s below and the steel group s′ above it, out of the combination of the two steel groups , s' (that is, steel material pair set F' for which vertical stacking of the same temporary pile is prohibited) is 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、最終山の山数と、鋼材グループの総搬送回数(即ち、仮置き鋼材グループの数)と、仮山の山数とを少なくすることとを目的とするので、以下の(29)式に示す目的関数Jを用いる。
<<objective function>>
Next, the objective function will be explained.
As described above, in the present embodiment, the purpose is to reduce the number of final piles, the total number of conveying times of steel material groups (that is, the number of temporarily placed steel material groups), and the number of temporary piles. , an objective function J given by the following equation (29) is used.

Figure 0007192382000023
Figure 0007192382000023

(29)式において、重み係数k1、k2、k3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、鋼材グループの総搬送回数、仮山の山数)間の評価のバランスを表す。例えば、鋼材グループの総搬送回数および仮山の山数よりも、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k1の大きさを重み係数k2、k3の大きさよりも大きくする。
制約式・目的関数設定部102は、例えば、(29)式に対し、変数s、N、L、T、k1、k2、k3を設定することにより、(29)式の目的関数Jを設定する。
In equation (29), the weighting factors k 1 , k 2 , and k 3 are set in advance depending on how much weight is given to each evaluation item. It represents the balance of the evaluation between the total number of transports and the number of temporary piles). For example, when the number of crests in the final crest is more important than the total number of conveying times and the number of temporary crests in a steel material group , the magnitude of weighting factor k1 is the magnitude of weighting factors k2 and k3. make it bigger than
For example, the constraint expression/objective function setting unit 102 sets the variables s, N, L, T, k 1 , k 2 , and k 3 to the expression (29) to obtain the objective function J set.

[最適化計算部103、ステップS204]
最適化計算部103は、(10)式~(19)式、(21)式~(25)式、(27)式~(28)式の制約式を満足する範囲で、(29)式の目的関数Jの値が最小になるときの初期搬送順序変数y(s,s')、最終搬送順変数z(s,s')、仮山位置割り当て変数p(s,t)、仮山有無変数q(t)、最終山割り当て変数r(s,l)、および最終山有無変数δ(l)を最適解として算出する。また、最適解の算出は、最適化問題を混合整数計画法等の数理計画法により解くための公知のアルゴリズム(solver等の利用を含む)を用いることにより実現できる。
[Optimization calculation unit 103, step S204]
The optimization calculation unit 103 satisfies the constraint equations (10) to (19), (21) to (25), and (27) to (28), and the expression (29) Initial transfer order variable y(s, s'), final transfer order variable z(s, s'), temporary pile position assignment variable p(s, t), presence/absence of temporary pile when the value of the objective function J is minimized A variable q(t), a final mountain assignment variable r(s,l), and a final mountain presence/absence variable δ(l) are calculated as optimal solutions. Also, the calculation of the optimum solution can be realized by using a known algorithm (including use of solver, etc.) for solving the optimization problem by mathematical programming such as mixed integer programming.

[後処理部104、ステップS205]
以上のようにして初期搬送順変数y(s,s')が導出されると、鋼材グループの集合Nに含まれるそれぞれの鋼材グループの初期搬送順(初期山から取り除く順序)を決定することができる。ただし、仮置きが発生すると判定された鋼材グループ(Σt∈Tp(s,t)=1となった鋼材グループs)の最終搬送順(仮山(仮置場)から最終山(最終置場)への搬送順)が初期搬送順との関係に於いて定まらないので、これを決定する必要がある。即ち、前述したようにして決定した初期搬送順のどこに、仮置きが発生すると判定された鋼材グループの最終搬送順を割り込ませるのかを決定する必要がある。そこで、本実施形態では、後処理部104は、以下のようにして、各鋼材グループの最終的な搬送順を決定する。
[Post-processing unit 104, step S205]
When the initial transfer order variable y(s, s') is derived as described above, it is possible to determine the initial transfer order (the order of removal from the initial pile) of each steel material group included in the set N of steel material groups. can. However, the final transport order (from the temporary pile (temporary storage place) to the final pile (final storage place) Since the order of transfer to the first transfer) is not determined in relation to the initial order of transfer, it is necessary to determine this. That is, it is necessary to determine where in the initial transfer order determined as described above the final transfer order of the steel material group determined to cause temporary placement should be interrupted. Therefore, in the present embodiment, the post-processing unit 104 determines the final transport order of each steel material group as follows.

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

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

次に、初期山からの初期搬送を特定する変数sで特定される仮置き対象鋼材グループについての、初期搬送を考慮する際の仮想的な初期山の山姿は、初期搬送順変数y(s,s')により定まる初期搬送順が早い鋼材グループから順に上から積まれた1つの仮想的な第1の山とする。この第1の山の積段数はnである。また、この第1の山の各積段には、最適化計算部103により算出された初期搬送順に従い上から該当する鋼材グループの鋼材グループIDが割り当てられる。一方、最適化計算部103により仮置きと判定された鋼材グループについての、最終搬送を考慮する際の仮想的な初期山は、積段数2段の仮想的な第2の山とする。第2の山の2段目は、当該第2の山を構成する鋼材グループの鋼材グループIDであるsであり、1段目は、当該鋼材グループの最終搬送(仮山から最終山への搬送)に該当する鋼材グループIDであるn+sである(第1の山の数は1つで、第2の山の数は最適化計算部103により仮置きと判定された鋼材グループの数である)。 Next, for the temporary placement target steel material group specified by the variable s that specifies the initial transportation from the initial mountain, the initial transportation order variable y (s , s′), the steel group is piled up in order from the top in order of the initial transport order. The number of tiers of this first mountain is n. In addition, to each stack of this first pile, the steel material group ID of the corresponding steel material group is assigned from the top according to the initial transfer order calculated by the optimization calculation unit 103 . On the other hand, for the steel material group determined to be temporarily placed by the optimization calculation unit 103, the virtual initial peak when considering the final transportation is set to the virtual second peak with the number of stacking stages of two. The second row of the second mountain is s, which is the steel material group ID of the steel material group that constitutes the second mountain. ) (the number of first peaks is one, and the number of second peaks is the number of steel groups determined to be temporarily placed by the optimization calculation unit 103). .

ここで、初期山として、積段数nの第1の山を作るのは、最適化計算部103(ステップS204)で決定された、全ての鋼材グループの初期搬送順を、後処理部104(ステップS205)によって得られる搬送順に於いても維持する為である。また、仮置き対象鋼材グループに対応する積段数2段の第2の山を作るのは、仮置き対象鋼材グループについて、初期搬送と最終搬送の順序を規定する為である。仮置き対象鋼材グループの初期搬送に対応する鋼材グループIDが、積段数nの第1の山と積段数2の第2の山の両方に重複して割り当てられることにより、仮置き対象鋼材グループの初期搬送と最終山に直行する鋼材グループの初期搬送との順序関係と、仮置き対象鋼材グループの初期搬送と最終搬送との順序関係とが、後処理部104(ステップS205)によって同時に決定される。
次に、最終山の山姿は、最終山姿特定情報に対し、仮置き対象鋼材グループとなる鋼材グループの鋼材IDを、当該仮置き対象鋼材グループに与えられた仮想鋼材グループIDに置き換えたものとなる。
Here, as the initial pile, the first pile with the stacking number n is created because the initial transfer order of all the steel material groups determined by the optimization calculation unit 103 (step S204) is applied to the post-processing unit 104 (step This is to maintain the transfer order obtained by S205). The reason why the second pile corresponding to the steel material group to be temporarily placed and which has two stacking levels is formed is to define the order of initial transportation and final transportation for the steel material group to be temporarily placed. By assigning the steel material group ID corresponding to the initial transport of the steel material group to be temporarily placed redundantly to both the first pile with the number of stacks n and the second pile of the number of stacks of 2, the steel material group to be temporarily placed is The post-processing unit 104 (step S205) simultaneously determines the order relationship between the initial transport and the initial transport of the steel material group going straight to the final pile, and the order relationship between the initial transport and the final transport of the steel material group to be temporarily placed. .
Next, the final mountain shape is obtained by replacing the steel material ID of the steel material group to be the temporary storage target steel material group with the virtual steel material group ID given to the temporary storage target steel material group in the final mountain shape identification information. becomes.

後処理部104は、(10)式~(12)式の制約式に対し変数s、s'、s''を設定する。ただし、(10)式、(11)式の集合NはN∪Tに置き換えるものとする。 また(12)式も上記第1の山と第2の山に対して適用する。更に、前記本処理にて求められた最終山において、変数sで特定される初期搬送が行われる鋼材グループsよりも、変数s'で特定される初期搬送が行われる鋼材グループs'の方が下である場合、当該鋼材グループのペア{s,s'}⊆Nに対し、以下の(30)式が成り立つ。ここで、x(s)は、初期山から最終山へ鋼材グループを初期搬送する際に、当該初期搬送が、仮山(仮置場)への搬送である場合に「1」を、そうでない場合に「0(ゼロ)」となる0-1変数(仮置き発生有無変数)である(変数の数=n)。 The post-processing unit 104 sets variables s, s', and s'' for the constraint equations (10) to (12). However, the set N in equations (10) and (11) shall be replaced with N∪T. Equation (12) is also applied to the first peak and the second peak. Furthermore, in the final mountain obtained in the main processing, the steel group s' to which the initial transfer specified by the variable s' is performed is higher than the steel group s to which the initial transfer specified by the variable s is performed. , the following equation (30) holds for the pair {s, s'}⊆N of the steel group. Here, x(s) is "1" if the initial transport of the steel material group from the initial pile to the final pile is transport to a temporary pile (temporary storage site), otherwise It is a 0-1 variable (temporary placement occurrence/non-occurrence variable) that becomes "0 (zero)" in each case (the number of variables=n).

Figure 0007192382000024
Figure 0007192382000024

そして、後処理部104は、(10)式~(12)式及び(30)式の制約式を満足する範囲で、以下の(31)式の目的関数Jの値が最小になるときの初期搬送順変数y(s,s')を最適解として算出する。 Then, the post-processing unit 104 performs an initial A transfer order variable y(s, s') is calculated as an optimum solution.

Figure 0007192382000025
Figure 0007192382000025

あるいは、この後処理においては(31)式の目的関数は「0」となることが明らかなので、(31)式の目的関数を用いずに、その代わりに以下の(32)式の制約式を追加しても良い。 Alternatively, since it is clear that the objective function of equation (31) is "0" in this post-processing, instead of using the objective function of equation (31), the following constraint equation of equation (32) is used. You can add it.

Figure 0007192382000026
Figure 0007192382000026

後処理部104は、このようにして算出した初期搬送順変数y(s,s')の最適解に基づいて、鋼材グループの集合N及び仮想鋼材グループ集合Tに含まれる各鋼材グループが初期山から最終山に至るまでの全ての搬送の順序を導出する。 The post-processing unit 104 determines the initial pile of each steel material group included in the steel material group set N and the virtual steel material group set T based on the optimum solution of the initial transfer order variable y(s, s′) calculated in this way. to the final pile.

[出力部105、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及び仮想鋼材グループ集合T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。出力の形態は、コンピュータディスプレイへの表示、ヤード管理装置100の内部または外部の記憶媒体への記憶、および外部装置への送信のうち、少なくとも1つを含む。外部装置としては、例えば、クレーン、またはクレーンの動作を制御する制御装置が挙げられる。
[Output unit 105, step S206]
The output unit 105 outputs the information derived by the post-processing unit 104 indicating the order in which the steel materials included in the steel material set N and the virtual steel material group set T are conveyed from the initial pile to the final pile. The form of output includes at least one of display on a computer display, storage in a storage medium inside or outside the yard management device 100, and transmission to an external device. External devices include, for example, a crane or a control device that controls the operation of a 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、任意の2つの鋼材グループの初期搬送の相対的な順序を定める二項変数である初期搬送順変数y(s,s')と、ヤード管理装置100は、任意の2つの鋼材グループの最終搬送の相対的な順序を定める二項変数である最終搬送順変数z(s,s')と、鋼材グループが何れの最終山に配置されるかを表す変数である最終山割り当て変数r(s,l)と、鋼材グループが何れの仮山に配置されるかを表す変数である仮山位置割り当て変数p(s,t)と、を用いて、初期搬送の順番の先後と最終搬送の順番の先後とが異なる2つの鋼材グループのうち、初期搬送が先の鋼材グループの仮置きが必要になることを表す線形不等式と、同一の仮山に仮置きする2つの鋼材グループの初期搬送の順番の先後と最終搬送の順番の先後とが逆になることを表す線形不等式とを含む制約式を設定する。そして、ヤード管理装置100は、設定した制約式を満足するように、最終山の山数と仮置きの発生と仮山の山数とが、それらの評価のバランスに応じて最小になることを目的とする目的関数Jの値が最小になるときの、初期搬送順変数y(s,s')、最終搬送順変数z(s,s')、最終山割り当て変数r(s,l)、仮山位置割り当て変数p(s,t)を導出し、これらに基づいて、鋼材グループの集合Nに含まれる各鋼材グループの初期山から最終山に至るまでの搬送順を導出する。従って、初期山から最終山へ鋼材グループを積み替える際の最終山の山姿と鋼材グループの搬送順と仮山の山姿とを同時に最適化することを、実操業上使用可能な時間内に実現することができる。
(summary)
As described above, in the present embodiment, the yard management device 100 uses the initial transport order variable y (s, s′), which is a binary variable that determines the relative order of the initial transport of any two steel material groups, and the yard The management device 100 includes a final transfer order variable z(s, s'), which is a binary variable that defines the relative order of final transfer of any two steel groups, and a final pile on which the steel group is placed. Using the final peak assignment variable r (s, l), which is a variable representing whether or Therefore, of the two steel groups whose order of initial transportation is different from that of their final transportation, the linear inequality that expresses that the temporary placement of the steel group that is initially transported first is required, and the same temporary pile Constraint expressions including a linear inequality expressing that the order of initial transportation and the order of final transportation of the two steel material groups to be temporarily placed are reversed are set. Then, the yard management device 100 determines that the number of final piles, the occurrence of temporary placement, and the number of piles of temporary piles are minimized according to the balance of these evaluations so as to satisfy the set constraint formula. Initial transfer order variable y (s, s'), final transfer order variable z (s, s'), final peak allocation variable r (s, l), when the value of the objective function J to be aimed at is minimized, Temporary pile position assignment variables p(s, t) are derived, and based on these, the transfer order from the initial pile to the final pile of each steel material group included in the set N of steel material groups is derived. Therefore, it is possible to simultaneously optimize the shape of the final pile when transferring the steel material groups from the initial pile to the final pile, the order of transportation of the steel material groups, and the shape of the temporary pile within the time that can be used in actual operation. can be realized.

(変形例)
本実施形態では、目的関数Jを最小化する問題を例に挙げて説明した。しかしながら、鋼材グループの総搬送回数を評価する評価指標と、最終山の山数を評価する評価指標とを含む目的関数を用いていれば、目的関数Jを最小化する問題としなくてもよい。例えば、(29)式の右辺の各項に(-1)を掛けたものを目的関数とし、当該目的関数を最大化する問題としてもよい。
(Modification)
In this embodiment, the problem of minimizing the objective function J has been described as an example. However, if an objective function including an evaluation index for evaluating the total number of transports of the steel material group and an evaluation index for evaluating the number of final peaks is used, the problem of minimizing the objective function J does not need to be considered. For example, each term on the right side of equation (29) may be multiplied by (-1) as the objective function, and the problem of maximizing the objective function may be used.

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。 In addition, the inter-process storage area may be the storage area between two manufacturing processes, and the metal material may be semi-finished products, or the inter-process storage area may be the storage area between the manufacturing process and the shipping process. , as a metal material, the final product may be the target. At this time, when a plurality of metal materials are accommodated in a container and transported and arranged, the container in which the metal materials are accommodated may be handled as one metal material. Furthermore, the inter-process storage area is not limited to the storage area in the metal manufacturing process, and general inter-process physical distribution and transportation may be used. In the physical distribution field, it can be applied not only to the contents but also to the transportation and arrangement of containers. Therefore, in the present invention, metal materials include any one of final products, semi-finished products, and containers.

<第2の実施形態>
次に、第2の実施形態を説明する。第1の実施形態では、初期山と最終山の置場は異なっており、必ず全ての鋼材グループを初期山(初期置場)から最終山(最終置場)へ搬送する必要があることを前提とする場合を例に挙げて説明した。しかしながら、初期山において既に、最下段からの積順が払出順(下から上に向かって払出順が降順)となっている場合がある。このような場合、初期山において最下段からの積順が払出順(下から上に向かって払出順が降順)となっている部分は、積み替える必要がない。そこで、本実施形態では、このような部分については、初期山と最終山の置場が同一となることも許容する(即ち、初期山の状態から動かさない)場合について説明する。このように本実施形態と第1の実施形態とは、第1の実施形態で説明した(仮定)の(2)が異なることによる処理が主として異なる。従って、本実施形態の説明において、第1の実施形態と同一の部分については、図1~図2に付した符号と同一の符号を付す等して詳細な説明を省略する。
<Second embodiment>
Next, a second embodiment will be described. In the first embodiment, the initial pile and the final pile are placed in different places, and it is assumed that all steel material groups must be transported from the initial pile (initial pile) to the final pile (final pile). was described as an example. However, there is a case where the order of stacking from the bottom of the initial mountain is already the order of payout (the order of payout is descending from the bottom to the top). In such a case, there is no need to reload parts of the initial pile whose stacking order from the bottom is in the payout order (the payout order is descending from the bottom to the top). Therefore, in this embodiment, for such a portion, the case where the initial pile and the final pile are allowed to be placed in the same place (that is, the initial pile is not moved) will be described. As described above, the main difference between the present embodiment and the first embodiment is the processing due to the difference in (2) of the (assumed) explained in the first embodiment. Therefore, in the description of this embodiment, the same parts as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals as those in FIGS. 1 and 2, and detailed description thereof is omitted.

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

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

従って、初期山に元々あった移動対象鋼材グループの"初期搬送順"が、初期山の残った部分の上に他の山から搬送される鋼材グループの"最終搬送順"よりも先でなければならない(以下の説明では、このことを必要に応じて入れ替えのための拘束条件と称する)。この入れ替えのための拘束条件を厳密に設定するには、任意の2つの鋼材グループ間の初期搬送順と最終搬送順との順序関係を規定する必要があるが、本実施形態では、そこまでの大掛かりな問題設定とせず、第1の実施形態で説明したアルゴリズムの変数体系の中で十分条件として、入れ替えのための拘束条件を表現する。尚、以下の説明では、初期山において最下段からの積順が払出順(下から上に向かって払出順が降順)となっており、積み替えの為の搬送を行わない部分を必要に応じて固定部と称し、当該初期山において固定部よりも上の、積み替えの為の搬送を行う部分を必要に応じて移動部と称する。 Therefore, the "initial transfer order" of the steel group to be moved that was originally on the initial pile must precede the "final transfer order" of the steel group that is transferred from another pile onto the remaining part of the initial pile. (In the following description, this will be referred to as a constraint condition for replacement as needed). In order to strictly set the constraint conditions for this replacement, it is necessary to define the order relationship between the initial and final transfer order between any two steel material groups. Instead of setting a large-scale problem, a constraint condition for replacement is expressed as a sufficient condition in the variable system of the algorithm described in the first embodiment. In the following explanation, the order of stacking from the bottom of the initial pile is the order of delivery (the order of delivery is descending from the bottom to the top). A fixed portion is called, and a portion of the initial mountain above the fixed portion that carries out transportation for transshipment is called a moving portion as necessary.

このアルゴリズムは、第1の実施形態の(10)式~(28)式の制約式に対し、以下の変更を行うことで実現できる。
まず、第1の実施形態で説明した(10)式~(28)式の制約式に対し追加する制約式について説明する。
全ての鋼材グループを搬送対象とせず、初期山の一部をそのまま最終山として流用する場合には、全ての鋼材を搬送対象とする場合にはない以下のケースが想定されるので、そのための新たな制約を追加する必要がある。
図3は、初期山に固定部がある場合の鋼材の搬送の形態の一例を示す図である。
図3に示す初期山において、最下段から2段の鋼材グループI、IIが固定部であり、その上の鋼材グループIII、IV、Vが移動部であるとする。この場合、最終山では、固定部の鋼材グループI、IIがそのままである。また、初期山の移動部の鋼材グループIII、IV、Vのうち、鋼材グループIII、Vは別の最終山に搬送され、鋼材グループIVは仮山に搬送された後、再び当該初期山(即ち最終山)に搬送され、その鋼材グループIVの上に別の初期山から鋼材グループVI、VIIが搬送される。この様なケースに対しても適切に搬送順を計算するために、初期搬送順に制約を設ける必要がある。
This algorithm can be realized by making the following changes to the constraint equations (10) to (28) of the first embodiment.
First, constraint equations added to the constraint equations (10) to (28) described in the first embodiment will be described.
If all the steel material groups are not transported and part of the initial pile is used as the final pile as it is, the following cases that are not possible when all steel materials are transported are assumed. additional constraints must be added.
FIG. 3 is a diagram showing an example of the form of conveying the steel material when the initial crest has a fixed portion.
In the initial peak shown in FIG. 3, it is assumed that the steel material groups I and II in the two lowest stages are fixed parts, and the steel material groups III, IV and V above them are moving parts. In this case, at the final crest, steel groups I and II of the fixed portion remain as they are. In addition, among the steel groups III, IV, and V of the moving portion of the initial pile, the steel groups III and V are conveyed to another final pile, and the steel group IV is conveyed to the temporary pile and then again to the initial pile (that is, On top of the steel material group IV, steel material groups VI and VII are transported from another initial mountain. In order to properly calculate the transfer order even in such a case, it is necessary to set a constraint on the initial transfer order.

他の初期山または仮山から、固定部を持つ初期山(即ち最終山)へ鋼材グループを搬送する場合には、固定部の上部にある移動部の鋼材グループIII、IV、Vが初期搬送された後でないと、鋼材グループIV、VI、VIIの最終搬送はできない。従って、鋼材グループIV、VI、VIIの最終搬送は鋼材グループIII、IV、Vの初期搬送の後でなくてはならないという制約を設ける必要がある。よって、鋼材グループIII、IV、Vのような固定部の上部にある鋼材グループの初期搬送順は、鋼材IV、VI、VIIのような別の初期山または仮山から固定部の上部に搬送される鋼材グループの最終搬送順よりも先であることが必要十分条件である。ただし、第1の実施形態で説明したアルゴリズムでは、初期搬送順と最終搬送順との順序関係を陽に付与することができない。よって、本実施形態では、以下のように十分条件を与える制約式を追加する。
即ち、初期山lの移動部の鋼材グループの初期搬送を特定する変数をiUとし、初期山lとは別の山(初期山または仮山)から初期山lに搬送される鋼材グループの初期搬送を特定する変数をiTとし、以下の(33)式の制約式を追加する。
When conveying a steel group from another initial pile or temporary pile to an initial pile having a fixed part (that is, the final pile), the steel groups III, IV, V of the moving part above the fixed part are initially transferred. Only after this can the final transfer of steel groups IV, VI and VII be allowed. Therefore, it is necessary to impose a constraint that the final transfer of steel groups IV, VI, VII must be after the initial transfer of steel groups III, IV, V. Thus, the initial transfer order of the steel groups above the fixed part, such as steel groups III, IV, V, is transferred to the upper part of the fixed part from another initial pile or temporary pile, such as steel groups IV, VI, VII. It is a necessary and sufficient condition that it precedes the final transport order of the steel group that However, with the algorithm described in the first embodiment, the order relationship between the initial transport order and the final transport order cannot be explicitly given. Therefore, in this embodiment, a constraint expression that provides a sufficient condition is added as follows.
That is, the variable that specifies the initial transport of the steel material group in the moving portion of the initial pile l is iU , and the initial value of the steel material group that is transported to the initial pile l from a different pile (initial pile or temporary pile) from the initial pile l. Let i T be a variable that specifies transportation, and add the following constraint expression (33).

Figure 0007192382000027
Figure 0007192382000027

変数iTで特定される初期搬送が最終山への搬送である場合には、(33)式は前述した必要十分条件になるが、変数iTで特定される初期搬送が仮山への搬送である場合には、(33)式は十分条件になり、過剰な規制になる。尚、以下の(34)式が成り立つとすると、以下の(35)式の場合、無条件となり、必要条件にしかならない。 If the initial transport specified by the variable i T is transport to the final pile, the equation (33) satisfies the above-mentioned necessary and sufficient condition, but the initial transport specified by the variable i T is transport to the temporary pile. , the equation (33) becomes a sufficient condition and an excessive restriction. If the following formula (34) holds, then the following formula (35) is unconditional and only a necessary condition.

Figure 0007192382000028
Figure 0007192382000028

また、図3の例における鋼材グループIVの様な、初期山lから初期搬送されて再び当該初期山lに戻る鋼材グループ(即ち、iUでありiTである)場合には(33)式は意味をなさなくなるが、この様な鋼材グループに対しては、以下の(36)式を設定する。 Also, in the case of a group of steel materials that is initially transported from the initial mountain l and returns to the initial mountain l again, such as the steel group IV in the example of FIG. becomes meaningless, the following equation (36) is set for such a steel material group.

Figure 0007192382000029
Figure 0007192382000029

次に、第1の実施形態で説明した(10)式~(28)式の制約式に対し変更する部分について説明する。
初期搬送を特定する変数s、s'、s''のうち、少なくとも何れか1つが、初期山の固定部の鋼材グループに対して設定された変数である場合には、それらの変数s、s'、s''による初期搬送順変数y(s,s')、y(s',s)、y(s',s'')、y(s,s'')については、(10)式および(11)式の制約式を設定しないものとする。あるいは(12)式を以下の様に拡張することにより、固定部の鋼材に対しても(12)式以外の制約式は全て移動部(非固定部)の鋼材グループと同様に設定すれば良い。
Next, a description will be given of portions that are changed from the constraint equations (10) to (28) described in the first embodiment.
If at least one of the variables s, s', and s'' specifying the initial transport is a variable set for the steel material group of the fixed portion of the initial pile, those variables s and s For the initial transfer order variables y(s, s'), y(s', s), y(s', s''), y(s, s'') by ', s'', (10) It is assumed that the constraint expressions of the equations and (11) are not set. Alternatively, by expanding the formula (12) as follows, all the constraint expressions other than the formula (12) can be set in the same way as the steel group of the moving part (non-fixed part) for the steel material of the fixed part. .

つまり、前記の(12)式は移動部(非固定部)の鋼材に対してのものであったが、一方の鋼材グループが固定部、もう一方の鋼材グループが非固定部の場合は、以下の(37)式の制約式を設定し、両方の鋼材グループが固定部の場合であって、それらが同一の初期山にある場合には、以下の(38)式の制約式を設定する。 In other words, the above formula (12) is for the moving part (non-fixed part) steel material, but when one steel group is the fixed part and the other steel material group is the non-fixed part, the following (37) is set, and if both steel material groups are fixed parts and they are on the same initial crest, the following constraint expression (38) is set.

Figure 0007192382000030
Figure 0007192382000030

本実施形態では、制約式・目的関数設定部102は、例えば、以上のようにして(10)式~(19)式、(21)式~(25)式、(27)式~(28)式、(33)式、(36)式の制約式を設定する。尚、前述したように、(37)式および(38)式の制約式を設定してもよい。そして、最適化計算部103は、(10)式~(19)式、(21)式~(25)式、(27)式~(28)式、(33)式、(36)式(または、(10)式~(19)式、(21)式~(25)式、(27)式~(28)式、(33)式、(36)式~(38)式)を満足する範囲で、(29)式の目的関数Jの値が最小になるときの、初期搬送順序変数y(s,s')、最終搬送順変数z(s,s')、仮山位置割り当て変数p(s,t)、仮山有無変数q(t)、最終山割り当て変数r(s,l)、および最終山有無変数δ(l)を算出する。 In this embodiment, the constraint expression/objective function setting unit 102, for example, formulas (10) to (19), formulas (21) to (25), and formulas (27) to (28) as described above. , (33), and (36) are set. Incidentally, as described above, the constraint equations (37) and (38) may be set. Then, the optimization calculation unit 103 calculates the formulas (10) to (19), (21) to (25), (27) to (28), (33), (36) (or , (10) to (19), (21) to (25), (27) to (28), (33), (36) to (38)) , the initial transfer order variable y (s, s'), the final transfer order variable z (s, s'), and the temporary pile position assignment variable p ( s, t), temporary peak presence/absence variable q(t), final peak assignment variable r(s, l), and final peak presence/absence variable δ(l).

以上のように本実施形態では、鋼材のグループ少なくとも1つが初期山の固定部の鋼材グループである場合には、鋼材グループを搬送する際の制約を表す制約式である(12)式を設定しない、或いは、(34)式、(35)式の制約式を設定する。また、初期搬送順変数y(s,s')を用いて、初期山の移動部の鋼材グループの初期搬送が、当該移動部を有する初期山に搬送される鋼材グループの初期搬送よりも先になることを表す制約式((32)式)を加える。従って、第1の実施形態で説明した効果に加えて、搬送する必要がない初期山の固定部の鋼材グループを搬送しないように、初期山から最終山へ金属材を積み替える際の鋼材の搬送順を求めることができる。 As described above, in this embodiment, when at least one of the steel groups is the steel group of the fixed portion of the initial pile, the constraint expression (12) representing the constraint when conveying the steel group is not set. Alternatively, the constraint equations (34) and (35) are set. Also, using the initial transfer order variable y(s, s'), the initial transfer of the steel material group on the moving portion of the initial pile is earlier than the initial transfer of the steel material group that is transferred to the initial pile having the moving portion. A constraint expression (equation (32)) is added. Therefore, in addition to the effects described in the first embodiment, it is possible to convey the steel materials when transferring the metal materials from the initial pile to the final pile so as not to convey the steel material group of the fixed portion of the initial pile that does not need to be conveyed. order can be requested.

前述したように(12)式は、入れ替えのための拘束条件を十分条件で表現するので、このようにして得られる解は、最適解である保証はなく、実行可能解空間を狭めているので極端な場合には、最適解があるのに、実現不能(解なし)として計算される可能性がある。そこで、(12)式に代えて、入れ替えのための拘束条件を必要条件で表現する以下の(39)式の制約式を用いてもよい。 As described above, the expression (12) expresses the constraint condition for the replacement as a sufficient condition, so the solution obtained in this way is not guaranteed to be the optimal solution, and the feasible solution space is narrowed. In extreme cases, an optimal solution may be calculated as infeasible (no solution). Therefore, instead of the expression (12), the constraint expression of the following expression (39), which expresses the constraint condition for the replacement as a necessary condition, may be used.

Figure 0007192382000031
Figure 0007192382000031

(39)式は、初期山の移動部を有する初期山に搬送される鋼材グループが仮置きされる場合には、その鋼材グループの初期搬送と当該移動部の鋼材グループの初期搬送との順序は問わず、そうでない場合には、(12)式と同様に、初期山の移動部の鋼材グループの初期搬送が、当該移動部を有する初期山に搬送される鋼材グループの初期搬送よりも先になることを示す。(39)式では、移動部を有する初期山に搬送される鋼材グループが仮置きされる場合には、制限がなくなるので必要条件にしかならず、実行可能解空間を広げているので得られた解が実現不能な解になる(即ち、得られた解では搬送ができない)可能性がある。 Equation (39) states that when a steel material group to be transported to an initial pile having a moving part of the initial pile is temporarily placed, the order of the initial transport of the steel material group and the initial transport of the steel material group of the moving part is Regardless, otherwise, as in equation (12), the initial transport of the steel material group on the moving portion of the initial pile precedes the initial transport of the steel material group transported on the initial pile having the moving portion. show that In equation (39), if the steel material group to be transported to the initial pile having a moving part is temporarily placed, it is only a necessary condition because there is no restriction, and since the feasible solution space is expanded, the solution obtained is It is possible to have an infeasible solution (ie, the solution obtained cannot be conveyed).

例えば、実現不能な解が求められることを確実に防止したい場合には(12)式を用い、移動部を有する初期山に搬送される鋼材グループが仮置きされることは稀である場合には(39)式を用いるというようにして、採用する制約式を選択すればよい。(39)式を用いた場合に実行可能解が得られればそれは真の最適解である。
また、本実施形態においても第1の実施形態で説明した変形例を採用することができる。
For example, if you want to reliably prevent an unrealizable solution from being found, use equation (12). (39) can be used to select the constraint equation to be adopted. If a feasible solution is obtained using equation (39), it is a true optimal solution.
Also, the modified example described in the first embodiment can be employed in this embodiment as well.

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

本実施例では、最終山の作成対象の全ての鋼材(スラブ)の初期山の山姿と払出順とを与え、その全ての鋼材を移動する前提で、その初期山のそれぞれを、上から払出順に山積みされる最終山に積み替えるものとする。このとき、鋼材は1つずつ搬送されるものとする。この積み替えに対し、出来るだけ少ない搬送数で鋼材を搬送し、最終山および仮山の数を出来るだけ少なくすることを目的とする。尚、ここでは、全ての鋼材が移動することを前提としているので、搬送数を少なくすることは仮置き数を少なくすることと等価である。(29)式の重み係数は、k1(最終山の数に対する重み係数)=10、k2(仮置き数に対する重み係数)=1、k3(仮山の数に対する重み係数)=5とした。また、最終山として山積みできる鋼材の数の上界hmaxは10とした。 In this embodiment, the shape and order of delivery of all the steel materials (slabs) to be created as the final pile are given, and on the premise that all the steel materials are moved, each of the initial piles is delivered from the top. It shall be transshipped to the final pile, which is piled up in order. At this time, steel materials shall be conveyed one by one. It is an object of the transshipment to transport the steel materials with as few transports as possible and to minimize the number of final piles and temporary piles as much as possible. Here, since it is assumed that all the steel materials are moved, reducing the number of transports is equivalent to reducing the number of temporary placements. The weighting factors in equation (29) are k 1 (weighting factor for the number of final ridges)=10, k 2 (weighting factor for the number of temporary ridges)=1, and k 3 (weighting factor for the number of temporary ridges)=5. did. Also, the upper limit h max of the number of steel materials that can be piled up as the final pile was set to 10.

また、特許文献3に記載の手法は、第1、第2の実施形態の手法と同様に、最終山と搬送順とを同時に最適化する手法である。そこで、第1の実施形態の手法(発明例)に対する比較例として、特許文献3に記載の手法を用い、両者の比較を行った。尚、特許文献3に記載の手法は、最終山の山姿と、最終山を作成するための搬送順までを求める手法であり、仮山の山姿については考慮されていない。従って、ここでは、特許文献4における到着順を、特許文献3により得られた搬送順とし、最終山の実現可能山を仮山の実現可能山を求める問題として特許文献4に記載の手法を適用し、仮山の山姿を求めた。また、比較例においても発明例と同様に、k1(最終山の数に対する重み係数)=10、k2(仮置き数に対する重み係数)=1とした。 Further, the method described in Patent Document 3 is a method of optimizing the final pile and the transfer order at the same time, like the methods of the first and second embodiments. Therefore, as a comparative example with respect to the method (invention example) of the first embodiment, the method described in Patent Document 3 was used to compare the two. Note that the method described in Patent Document 3 is a method for obtaining the shape of the final mountain and the order of transportation for creating the final mountain, and does not consider the shape of the temporary mountain. Therefore, here, the arrival order in Patent Document 4 is used as the transport order obtained in Patent Document 3, and the method described in Patent Document 4 is applied as the problem of obtaining the realizable final peak as the realizable peak. Then, I asked for the shape of the temporary mountain. Also, in the comparative example, k 1 (weighting factor for the number of final piles)=10 and k 2 (weighting factor for the temporary placement number)=1, as in the invention example.

図4は、発明例による最適化計算の結果と、比較例の手法による最適化計算の結果とを表形式で示す図である。
図4において、計算条件のDataは、鋼材情報を識別するものであり、13通りの鋼材情報について、発明例と比較例との比較を行っていることを示す。また、計算条件のSLは、最終山の作成対象の鋼材の数である。また、計算条件の初期山数は、初期山の数である。比較例・発明例における最終山、仮置き数、仮山数は、それぞれ、最適化計算の結果として得られた最終山の数、仮置き数、仮山の数である。また、比較例・発明例における時間は、最適化計算に要した時間である。
FIG. 4 is a diagram showing, in tabular form, the results of optimization calculations according to the invention example and the results of optimization calculations according to the technique of the comparative example.
In FIG. 4, the data of the calculation conditions identifies the steel material information, and indicates that the invention example and the comparative example are compared with respect to 13 types of steel material information. Also, SL in the calculation condition is the number of steel materials for which the final pile is to be created. Also, the initial number of peaks in the calculation condition is the number of initial peaks. The final ridge, the number of temporary ridges, and the number of temporary ridges in the comparative example and the inventive example are the number of final ridges, the number of temporary ridges, and the number of temporary ridges, respectively, obtained as a result of the optimization calculation. Moreover, the time in the comparative example and the invention example is the time required for the optimization calculation.

ここで、Data1~5については、比較例においても、最適解が得られるまで計算を継続させた。一方、Data6~13については、実用上許容される計算時間の限界値として想定される10分で解が求まらない場合には、その段階で計算を打ち切り、その段階で得られた実行可能解を、最終山数、仮置き数、仮山数の欄に記載している。10分かけても実行可能解すら得られない場合には、当該欄に、実行可能解得られずと記載している。 Here, for Data 1 to 5, even in the comparative example, the calculation was continued until the optimum solution was obtained. On the other hand, for Data 6 to 13, if a solution cannot be obtained within 10 minutes, which is assumed to be the practically allowable calculation time limit, the calculation is terminated at that stage, and the feasibility obtained at that stage is The solutions are described in the columns of the final number of ridges, the number of temporary placements, and the number of temporary ridges. If even an executable solution cannot be obtained even after 10 minutes, it is described in the relevant column as not being able to obtain an executable solution.

まず、小規模の問題(n<20)で、両者の解が一致することを確認した。この結果を、図4のData1、2に示す。両者の解で、最終山数、仮置き数、および仮山数が一致していることが分かる。また、比較的規模の大きい問題でも、両者の解の一致を確認した(図4のData5を参照)。 First, for a small-scale problem (n<20), we confirmed that both solutions agree. The results are shown in Data 1 and 2 in FIG. It can be seen that the final number of ridges, the number of temporary placements, and the number of temporary ridges are the same in both solutions. In addition, even for a relatively large-scale problem, it was confirmed that the two solutions match (see Data 5 in FIG. 4).

次に、仮置きとなる鋼材が複数あり、仮山が複数必要となる可能性のある問題について検証した。その結果をData3、4に示す。Data3では、5つの鋼材が仮置きとなり、比較例では、これら5つの鋼材を4つの仮山にしかまとめられなかった。これに対し、発明例では、仮置きとなる鋼材の決定と同時に仮山を考慮しているので、仮置きとなる5つの鋼材を1つの仮山にまとめられることが分かる。同様にData4でも、比較例および発明例共に仮置きとなる鋼材の数は3であるが、これら3つの鋼材を、比較例では、2つの仮山にしかまとめられないのに対し、発明例では、1つの仮山にまとめられることが分かる。 Next, we verified the problem that there are multiple steel materials to be temporarily placed, and multiple temporary piles may be required. The results are shown in Data 3 and 4. In Data 3, 5 steel materials were temporarily placed, and in the comparative example, these 5 steel materials could only be put together into 4 temporary piles. On the other hand, in the invention example, the temporary pile is taken into consideration at the same time as the determination of the steel material to be temporarily placed, so it can be seen that the five steel materials to be temporarily placed can be combined into one temporary pile. Similarly, in Data 4, the number of steel materials to be temporarily placed is 3 in both the comparative example and the inventive example, but these three steel materials can only be combined into two temporary piles in the comparative example, whereas in the inventive example , are grouped into one false mountain.

最後に、実際の操業と同程度の規模の問題で、計算時間を比較した結果を、図4のData6~13に示す。前述したように、ここでは、実用上許容される計算時間の限界値として想定される10分で解が求まらない場合には、その段階で計算を打ち切り、その段階で得られた実行可能解を記載している。最適解に到達していない場合にはその時点での双対ギャップを記載している(Data9、11を参照)。Data6~13の8つのケースのうち、比較例では10分かけても実行可能解すら得られないケースが6つあり(Data6、7、8、10、12、13を参照)、残りの2つのケース(Data9、11)も最適解が得られなかった。これに対し、発明例ではいずれの場合も5分以内には最適解が得られることが分かる。 Finally, Data 6 to 13 in FIG. 4 show the results of comparing the calculation times for problems of the same scale as the actual operation. As described above, here, if a solution cannot be obtained within 10 minutes, which is assumed to be the practically allowable calculation time limit, the calculation is terminated at that stage, and the feasibility obtained at that stage is It describes the solution. When the optimal solution is not reached, the dual gap at that time is described (see Data 9 and 11). Of the 8 cases in Data 6 to 13, there are 6 cases in which even a feasible solution cannot be obtained even after 10 minutes (see Data 6, 7, 8, 10, 12, 13), and the remaining 2 cases Cases (Data 9, 11) also did not yield optimal solutions. On the other hand, it can be seen that the invention example provides the optimum solution within 5 minutes in any case.

<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及び前記プログラム等のコンピュータプログラムプロダクトも本発明の実施形態として適用することができる。記録媒体としては、例えば、フレキシブルディスク、ハードディスク、光ディスク、光磁気ディスク、CD-ROM、磁気テープ、不揮発性のメモリカード、ROM等を用いることができる。
また、以上説明した本発明の実施形態は、何れも本発明を実施するにあたっての具体化の例を示したものに過ぎず、これらによって本発明の技術的範囲が限定的に解釈されてはならないものである。すなわち、本発明はその技術思想、またはその主要な特徴から逸脱することなく、様々な形で実施することができる。
<Other Modifications>
The embodiments of the present invention described above can be implemented by a computer executing a program. A computer-readable recording medium recording the program and a computer program product such as the program can also be applied as embodiments of the present invention. Examples of recording media that can be used include flexible disks, hard disks, optical disks, magneto-optical disks, CD-ROMs, magnetic tapes, nonvolatile memory cards, and ROMs.
In addition, the embodiments of the present invention described above are merely examples of specific implementations of the present invention, and the technical scope of the present invention should not be construed to be limited by these. It is. That is, the present invention can be embodied in various forms without departing from its technical concept or 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、7)
初期搬送順変数は、例えば、初期搬送順変数y(s,s')を用いることにより実現される。最終搬送順変数は、例えば、最終搬送順変数z(s,s')を用いることにより実現される。最終山割り当て変数は、例えば、最終山割り当て変数r(s,l)を用いることにより実現される。仮山割り当て変数は、例えば、仮山割り当て変数p(s,t)を用いることにより実現される。
金属材情報取得手段は、例えば、鋼材情報取得部101を用いることにより実現される。鋼材情報は、例えば、鋼材グループ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、各鋼材グループの初期山の山姿を特定する情報(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グループID)を用いることにより実現される。前記金属材の前記払出順は、例えば、各鋼材グループの払出順(圧延工程への搬送順)を用いることにより実現される。
制約式設定手段は、例えば、制約式・目的関数設定部102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)式を用いることにより実現される。第2の制約式は、例えば、(23)式を用いることにより実現される。
目的関数設定手段は、例えば、制約式・目的関数設定部102を用いることにより実現される。目的関数は、例えば、(29)式を用いることにより実現される。
最適化計算手段は、例えば、最適化計算部103を用いることにより実現される。
(請求項2)
第3の制約式は、例えば、(24)式を用いることにより実現される。
積姿制約は、例えば、幅制約および長さ制約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、(10)式を用いることにより実現される。
第5の制約式は、例えば、(11)式を用いることにより実現される。
(請求項4)
第6の制約式は、例えば、(13)式を用いることにより実現される。
第7の制約式は、例えば、(14)式を用いることにより実現される。
(請求項5)
第8の制約式は、例えば、(12)式を用いることにより実現される。
(請求項6)
第9の制約式は、例えば、(15)式を用いることにより実現される。
<Relationship with claims>
An example of the relationship between claims and embodiments is shown below. It should be noted that the description of the claims is not limited to the description of the embodiment, as shown in the modifications and the like.
(Claims 1 and 7)
The initial transfer order variable is realized by using the initial transfer order variable y(s, s'), for example. The final transfer order variable is realized by using, for example, the final transfer order variable z(s, s'). The final peak assignment variable is implemented, for example, by using the final peak assignment variable r(s, l). Temporary allocation variables are implemented, for example, by using temporary allocation variables p(s, t).
The metal material information acquisition means is realized by using the steel material information acquisition unit 101, for example. Steel material information is realized by using, for example, steel material group information. The identification information of the initial pile and the identification information of the metal material at each lamination position of the initial pile are, for example, information specifying the appearance of the initial pile of each steel material group (identified by the initial pile ID and the initial pile ID). It is realized by using the steel material group ID) located at each stack of the initial pile. The delivery order of the metal materials is realized, for example, by using the delivery order (conveyance order to the rolling process) of each steel material group.
The constraint expression setting means is implemented by using the constraint expression/objective function setting unit 102, for example. The first constraint expression is realized by using, for example, expression (16). The second constraint expression is realized by using the expression (23), for example.
The objective function setting means is realized by using the constraint expression/objective function setting unit 102, for example. The objective function is realized, for example, by using equation (29).
The optimization calculation means is realized by using the optimization calculation unit 103, for example.
(Claim 2)
The third constraint expression is realized by using, for example, expression (24).
Stacking constraints are implemented, for example, by using width and length constraints.
(Claim 3)
The fourth constraint expression is realized by using, for example, expression (10).
The fifth constraint expression is realized by using, for example, expression (11).
(Claim 4)
The sixth constraint expression is realized by using, for example, expression (13).
The seventh constraint expression is realized by using, for example, expression (14).
(Claim 5)
The eighth constraint expression is realized, for example, by using expression (12).
(Claim 6)
The ninth constraint expression is realized, for example, by using expression (15).

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 product information acquisition unit, 102: Constraint expression/objective function setting unit, 103: Optimization calculation unit, 104: Post-processing unit, 105: Output unit

Claims (12)

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ためのヤード管理装置であって、
任意の2つの前記金属材についての、前記初期山からの搬送である初期搬送の相対的な順序を定める二項変数である初期搬送順変数と、任意の2つの前記金属材についての、前記最終山への搬送である最終搬送の相対的な順序を定める二項変数である最終搬送順変数と、前記金属材が何れの前記最終山に属するのかを表す変数である最終山割り当て変数と、前記ヤードの仮置場に山積みされる金属材からなる仮山に前記金属材が山積みされる場合に当該金属材が何れの前記仮山に属するのかを表す変数である仮山割り当て変数とを決定変数とし、
前記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、
第1の制約式と第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、
前記最終山の数を評価する評価指標と、前記ヤードの仮置場への仮置きが発生する前記金属材の数を評価する評価指標と、前記仮山の数を評価する評価指標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、
前記第1の制約式は、任意の2つの前記金属材について、前記初期山からの搬送順の先後と、前記最終山への搬送順の先後とが異なる場合に、当該2つの金属材のうち、前記初期山からの搬送順が先の前記金属材は、前記仮置場に仮置きすることが必要であることを、前記決定変数を用いて表す制約式であり、
前記第2の制約式は、任意の2つの前記金属材が、同一の前記仮山に山積みされるためには、当該2つの前記金属材について、前記初期山からの搬送順の先後と、前記最終山への搬送順の先後とが異なる必要があることを、前記決定変数を用いて表す制約式であることを特徴とするヤード管理装置。
The initial pile of metal materials piled up in the yard, which is a storage site between processes, is transported by a transport device, and the metal materials piled up in the order of delivery to the post-process of the yard. A yard management device for creating a final pile of
An initial transport order variable that is a binary variable that determines the relative order of initial transport, which is transport from the initial mountain, for any two of the metal materials, and the final transport order variable for any two of the metal materials. A final transfer order variable that is a binary variable that determines the relative order of the final transfer that is transfer to a mountain, a final transfer order variable that is a variable that indicates which final transfer mountain the metal material belongs to, and A temporary pile assignment variable, which is a variable indicating to which temporary pile the metal material belongs when the metal material is piled up in a temporary pile made up of metal materials piled up in a temporary storage area of a yard, is used as a decision variable. ,
metal material information acquisition means for acquiring metal material information including the identification information of the initial pile, the identification information of the metal material at each piling position of the initial pile, and the order of dispensing of the metal material;
Constraint expression setting means for setting a constraint expression including a first constraint expression and a second constraint expression based on the metal material information;
Purpose including an evaluation index for evaluating the number of the final piles, an evaluation index for evaluating the number of the metal materials temporarily placed in the temporary storage site of the yard, and an evaluation index for evaluating the number of the temporary piles objective function setting means for setting a function based on the metal material information;
Optimization that derives the value of the decision variable when the value of the objective function is the minimum or maximum within the range that satisfies the constraint expression as the optimum solution by performing optimization calculation using mathematical programming. calculating means;
The first constraint expression is such that, for any two of the metal materials, when the order of transportation from the initial pile is different from the order of transportation to the final pile, the two metal materials , a constraint expression that expresses, using the decision variable, that the metal material that is first conveyed from the initial pile needs to be temporarily placed in the temporary storage site,
In order for any two of the metal materials to be piled on the same temporary pile, the second constraint expression is such that the two metal materials are first and next in the order of transportation from the initial pile, and the A yard management apparatus characterized by a constraint expression that expresses, using the decision variable, that the order of transportation to the final pile must be different.
前記制約式は、同一の前記仮山において、一方の前記金属材を下、他方の前記金属材を上に積んだ場合に、積姿制約を満たさない2つの前記金属材について、当該一方の金属材を当該他方の金属材よりも先に初期搬送する場合、当該2つの金属材を同一の前記仮山に仮置きしてはいけないことを、前記決定変数を用いて表す第3の制約式を更に含み、
前記積姿制約は、前記金属材のサイズに基づいて定められる制約であって、同一の山における複数の前記金属材の積み順に関する制約であることを特徴とする請求項1に記載のヤード管理装置。
The constraint formula is such that when one of the metal materials is stacked on the bottom and the other metal material is stacked on the top of the same temporary pile, the two metal materials that do not satisfy the stacking shape constraint, the one metal A third constraint expression that uses the decision variable to express that the two metal materials should not be temporarily placed on the same temporary pile when the material is initially conveyed before the other metal material is conveyed. further includes
2. The yard management according to claim 1, wherein the stacking restriction is a restriction determined based on the size of the metal materials, and is a restriction regarding the stacking order of a plurality of the metal materials on the same pile. Device.
前記初期搬送順変数は、前記金属材の前記初期山からの初期搬送の順序を全順序とみなして任意の2つの前記金属材の前記初期山からの初期搬送の相対的な順序を定める二項変数であり、
前記制約式は、前記初期搬送順変数が比較可能であることが、前記初期搬送順変数を用いて表された線形等式である第4の制約式と、前記初期搬送順変数が推移的であることを、前記初期搬送順変数を用いて表した線形不等式である第5の制約式とを更に含むことを特徴とする請求項1または2に記載のヤード管理装置。
The initial transfer order variable is a binary term that defines the relative order of the initial transfer of any two metal materials from the initial pile by regarding the initial transfer order of the metal materials from the initial pile as the total order. is a variable and
The constraint expression is a fourth constraint expression, which is a linear equation expressed using the initial transfer order variable, that the initial transfer order variable is comparable, and the initial transfer order variable is transitive. 3. The yard management apparatus according to claim 1, further comprising a fifth constraint expression that is a linear inequality expressed using the initial transport order variable.
前記最終搬送順変数は、前記金属材の前記最終山への最終搬送の順序を全順序とみなして任意の2つの前記金属材の前記最終山への最終搬送の相対的な順序を定める二項変数であり、
前記制約式は、前記最終搬送順変数が比較可能であることが、前記最終搬送順変数を用いて表された線形等式である第6の制約式と、前記最終搬送順変数が推移的であることを、前記最終搬送順変数を用いて表した線形不等式である第7の制約式とを更に含むことを特徴とする請求項1~3のいずれか1項に記載のヤード管理装置。
The final transport order variable is a binary term that determines the relative order of the final transport of any two metal materials to the final stack, considering the final transport order of the metal materials to the final pile as the total order. is a variable and
The constraint expression is a sixth constraint expression that is a linear equation expressed using the final transfer order variable that the final transfer order variable is comparable, and that the final transfer order variable is transitive. The yard management apparatus according to any one of claims 1 to 3, further comprising a seventh constraint expression that is a linear inequality expressed using the final transport order variable.
前記制約式は、同一の前記初期山において、下にある前記金属材よりも上にある前記金属材を先に前記初期山から初期搬送しなければならないことを、前記初期搬送順変数を用いて表した線形等式である第8の制約式を更に有することを特徴とする請求項1~4のいずれか1項に記載のヤード管理装置。 The constraint expression uses the initial transfer order variable to indicate that, in the same initial pile, the metal material above the metal material below must be initially conveyed from the initial pile. A yard management device according to any one of claims 1 to 4, further comprising an eighth constraint equation which is a linear equation expressed. 前記制約式は、前記払出順が相対的に先の前記金属材と前記払出順が相対的に後の前記金属材とが同一の前記最終山に配置される場合、前記払出順が相対的に後の前記金属材の当該最終山への最終搬送の方が、前記払出順が相対的に先の前記金属材の当該最終山への最終搬送よりも先になる必要があることを、前記最終搬送順変数と、前記最終山割り当て変数とを用いて表した線形不等式である第9の制約式を更に有することを特徴とする請求項1~5のいずれか1項に記載のヤード管理装置。 The constraint expression is such that when the metal material that is relatively earlier in the payout order and the metal material that is relatively later in the payout order are arranged on the same final mountain, the payout order is relatively The final transport of the later metal material to the final pile needs to precede the final transport of the metal material that is relatively earlier to the final pile. The yard management apparatus according to any one of claims 1 to 5, further comprising a ninth constraint expression, which is a linear inequality expressed using a transfer order variable and the final pile assignment variable. 前記第1の制約式は、前記仮山割り当て変数と、前記初期搬送順変数と、前記最終搬送順変数とを用いて表した線形不等式であり、
前記第2の制約式は、前記仮山割り当て変数と、前記初期搬送順変数と、前記最終搬送順変数とを用いて表した線形不等式であることを特徴とする請求項1~6のいずれか1項に記載のヤード管理装置。
The first constraint expression is a linear inequality expressed using the temporary pile assignment variable, the initial transfer order variable, and the final transfer order variable,
7. The second constraint expression is a linear inequality expressed using the temporary pile assignment variable, the initial transfer order variable, and the final transfer order variable. The yard management device according to item 1.
前記初期山は、既着山と仮想山とを含み、
前記既着山は、前記最終山を作成するときに前記ヤードにおいて山積みされている山であり、
前記仮想山は、前記最終山を作成するときに前記ヤードに未到着の金属材であって、前記最終山の作成の対象となる金属材を、前記ヤードへの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1つの山であることを特徴とする請求項1~7のいずれか1項に記載のヤード管理装置。
the initial mountain includes an already-arrived mountain and a virtual mountain;
The already-arrived pile is a pile piled up in the yard when the final pile is created,
The virtual mountain is a metal material that has not arrived at the yard at the time of creating the final mountain, and the metal material that is the target of creating the final mountain is higher in order of scheduled arrival at the yard. The yard management device according to any one of claims 1 to 7, characterized in that it is one pile when it is assumed that the piles are piled up so as to be equal to each other.
前記金属材は、金属材グループであり、
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1~8のいずれか1項に記載のヤード管理装置。
The metal material is a metal material group,
The yard according to any one of claims 1 to 8, 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1~9のいずれか1項に記載のヤード管理装置。
The yard is a storage place between the steelmaking process and the rolling process in the steel manufacturing process,
The yard management device according to any one of claims 1 to 9, wherein the metal material is 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ためのヤード管理方法であって、
任意の2つの前記金属材についての、前記初期山からの搬送である初期搬送の相対的な順序を定める二項変数である初期搬送順変数と、任意の2つの前記金属材についての、前記最終山への搬送である最終搬送の相対的な順序を定める二項変数である最終搬送順変数と、前記金属材が何れの前記最終山に属するのかを表す変数である最終山割り当て変数と、前記ヤードの仮置場に山積みされる金属材からなる仮山に前記金属材が山積みされる場合に当該金属材が何れの前記仮山に属するのかを表す変数である仮山割り当て変数とを決定変数とし、
金属材情報取得手段により、前記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、
制約式設定手段により、第1の制約式と第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、
目的関数設定手段により、前記最終山の数を評価する評価指標と、前記ヤードの仮置場への仮置きが発生する前記金属材の数を評価する評価指標と、前記仮山の数を評価する評価指標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、
最適化計算手段により、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、
前記第1の制約式は、任意の2つの前記金属材について、前記初期山からの搬送順の先後と、前記最終山への搬送順の先後とが異なる場合に、当該2つの金属材のうち、前記初期山からの搬送順が先の前記金属材は、前記仮置場に仮置きすることが必要であることを、前記決定変数を用いて表す制約式であり、
前記第2の制約式は、任意の2つの前記金属材が、同一の前記仮山に山積みされるためには、当該2つの前記金属材について、前記初期山からの搬送順の先後と、前記最終山への搬送順の先後とが異なる必要があることを、前記決定変数を用いて表す制約式であることを特徴とするヤード管理方法。
The initial pile of metal materials piled up in the yard, which is a storage site between processes, is transported by a transport device, and the metal materials piled up in the order of delivery to the post-process of the yard. A yardage management method for creating a final pile of
An initial transport order variable that is a binary variable that determines the relative order of initial transport, which is transport from the initial mountain, for any two of the metal materials, and the final transport order variable for any two of the metal materials. A final transfer order variable that is a binary variable that determines the relative order of the final transfer that is transfer to a mountain, a final transfer order variable that is a variable that indicates which final transfer mountain the metal material belongs to, and A temporary pile assignment variable, which is a variable indicating to which temporary pile the metal material belongs when the metal material is piled up in a temporary pile made up of metal materials piled up in a temporary storage area of a yard, is used as a decision variable. ,
Metal material information acquisition for acquiring metal material information including the identification information of the initial pile, the identification information of the metal material at each piling position of the initial pile, and the payout order of the metal material by the metal material information acquisition means. a step;
a constraint expression setting step of setting a constraint expression including a first constraint expression and a second constraint expression by a constraint expression setting means based on the metal material information;
An evaluation index for evaluating the number of the final piles, an evaluation index for evaluating the number of the metal materials temporarily placed in the temporary storage site of the yard, and the number of the temporary piles are evaluated by the objective function setting means . an objective function setting step of setting an objective function including an evaluation index based on the metal material information;
The optimization calculation means performs optimization calculation by mathematical programming to derive the value of the decision variable when the value of the objective function is the minimum or maximum within the range satisfying the constraint expression as the optimum solution. and an optimization calculation step performed by
The first constraint expression is such that, for any two of the metal materials, when the order of transportation from the initial pile is different from the order of transportation to the final pile, the two metal materials , a constraint expression that expresses, using the decision variable, that the metal material that is first conveyed from the initial pile needs to be temporarily placed in the temporary storage site,
In order for any two of the metal materials to be piled on the same temporary pile, the second constraint expression is such that the two metal materials are first and next in the order of transportation from the initial pile, and the A yard management method, comprising: a constraint expression that expresses, using the decision variable, that the order of transportation to the final pile must be different.
請求項1~10のいずれか1項に記載のヤード管理装置の各手段としてコンピュータを機能させることを特徴とするプログラム。 A program that causes a computer to function as each means of the yard management apparatus according to any one of claims 1 to 10.
JP2018196668A 2018-10-18 2018-10-18 YARD MANAGEMENT DEVICE, YARD MANAGEMENT METHOD, AND PROGRAM Active JP7192382B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2018196668A JP7192382B2 (en) 2018-10-18 2018-10-18 YARD MANAGEMENT DEVICE, YARD MANAGEMENT METHOD, AND PROGRAM

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2018196668A JP7192382B2 (en) 2018-10-18 2018-10-18 YARD MANAGEMENT DEVICE, YARD MANAGEMENT METHOD, AND PROGRAM

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2020064497A JP2020064497A (en) 2020-04-23
JP7192382B2 true JP7192382B2 (en) 2022-12-20

Family

ID=70387333

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2018196668A Active JP7192382B2 (en) 2018-10-18 2018-10-18 YARD MANAGEMENT DEVICE, YARD MANAGEMENT METHOD, AND PROGRAM

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP7192382B2 (en)

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2018150135A (en) 2017-03-13 2018-09-27 新日鐵住金株式会社 Yard management device, yard management method, and program

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2018150135A (en) 2017-03-13 2018-09-27 新日鐵住金株式会社 Yard management device, yard management method, and program

Also Published As

Publication number Publication date
JP2020064497A (en) 2020-04-23

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US10032128B2 (en) Yard management apparatus, yard management method, and computer program
JP2008260630A (en) Yard operation plan making method, device and program
Tang et al. Modelling and a segmented dynamic programming-based heuristic approach for the slab stack shuffling problem
JP5549193B2 (en) Transport control method, transport control device, and computer program
JP5434267B2 (en) Transport control method, transport control device, and program
JP6065866B2 (en) Transportation loading plan creation method and transportation loading plan creation device
JP6658372B2 (en) Yard management device, yard management method, and program
JP2009082985A (en) Method for deciding heating furnace charging order and rolling order, deciding apparatus therefor, steel plate manufacturing method, and program for deciding heating furnace charging order and rolling order
JP7192382B2 (en) YARD MANAGEMENT DEVICE, YARD MANAGEMENT METHOD, AND PROGRAM
JP6769355B2 (en) Yard management equipment, yard management methods, and programs
JP6776873B2 (en) Yard management equipment, yard management methods, and programs
Raggl et al. Solving a real world steel stacking problem
JP2009205446A (en) Storage place operation planning device and operation method
JP6540360B2 (en) Material separation planning device for steel products, method for making steel distribution separation plans, and program
JP2017187854A (en) Ship assignment plan creation method, iron mill operation method, and ship assignment plan creation device
JP2005228165A (en) Method for managing storage of intermediate product and program, and recording medium
JP7035836B2 (en) Yard management equipment, yard management methods, and programs
JP6515339B2 (en) Steel division plan planning device and program
JP7077782B2 (en) Yard management equipment, yard management methods, and programs
Yin et al. Integrated quay crane–shuttle vehicle scheduling problem capacitated by apron buffer
JP2021111132A (en) Plan creation support device, prediction model construction device, method and program
JP5332872B2 (en) Transport control method, transport control device, and computer program
JP5444801B2 (en) Method and apparatus for preparing a plan for charging steel sheet products into a heat treatment furnace
JP2020106922A (en) Yard management device, yard management method, and program
JP2021196902A (en) Yard management device, yard management method, and program

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20210603

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20220802

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20220909

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20221108

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20221121

R151 Written notification of patent or utility model registration

Ref document number: 7192382

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R151