JPH05329577A

JPH05329577A - 分割型模型の組合せ方法

Info

Publication number: JPH05329577A
Application number: JP14085192A
Authority: JP
Inventors: Takashi Miyamoto; 孝宮本; Tetsuo Mikuriya; 徹雄御厨; Mitsuo Fujino; 三男藤野
Original assignee: Hitachi Metals Ltd
Current assignee: Proterial Ltd
Priority date: 1992-06-02
Filing date: 1992-06-02
Publication date: 1993-12-14

Abstract

(57)【要約】【目的】分割型模型を採用している鋳造ラインの鋳造
日程計画作成において、知識処理により分割型模型の組
合せと鋳造枠数の決定をする。【構成】品名別鋳造手配データから鋳造予定枠数が予
め設定したＷ１枠以上の品名の模型について分割型模型
組合せ知識に基いて第１の組合せ処理を行った後、この
処理で組合せ未決で鋳造予定枠数がＷ１以上の模型と、
Ｗ１より小さい品名の模型とを前記知識に基いて第２の
組合せ処理を行った後、組合せ未決で鋳造予定がＷ１よ
り小さい模型同士を前記知識に基いて第３の組合せ処理
をする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、知識処理を応用した鋳
造日程計画作成方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】知識処理、特にエキスパートシステムを
応用した生産計画作成技術が盛んに研究開発され、実用
化が推進されている。鋳造工場の鋳造日程計画の作成、
すなわち、鋳造ラインごとに鋳造する品名と鋳造枠数及
び鋳造順序の決定は、部分的にはコンピュータ化されて
いるが、依然としてベテラン工程員の知識、経験に基い
て手作業で作成している。

【０００３】生産計画作成について、コンピュータ支援
によるスケジューリング技術として次の方法が実用化さ
れている。１）オペレーションズ・リサーチの手法、例えば、線形
計画法、待行列の理論等を応用した数学モデルにより生
産計画を作成する。この方法は、取り扱う品名及び制約
条件が少ない場合には適している。２）エキスパートシステムを応用して生産計画を作成す
る。この方法は近年盛んに研究開発が行われ、計画型エ
キスパートシステムとしてその一部は実用化されてい
る。この方法は、ベテラン工程員の経験、知識等をルー
ル表現等により知識ベース化し、計画型エキスパートシ
ステムにより実行可能なスケジュールを求めようとする
ものである。

【０００４】一方、鋳造工場においては、最近の小ロッ
ト化指向に対応するために、鋳型造型を行うとき、分割
型模型による造型方式を採用することがある。この造型
方式は、例えば、品名が異なる２枚の模型を組み合わせ
ることにより、１枠で同時に２品名を鋳造する方法であ
る。この鋳造方法は、短時間で多品種の鋳造を行うこと
ができるが、２品名（模型）の組合せの制約条件、前後
工程の作業性を考慮しながら毎日の鋳造計画（鋳造日程
計画）を作成する。

【０００５】例えば、分割型模型を組み合わせるとき、
次の事項を考慮する。（１）個々の模型に対応する溶湯の注入重量に大きな差
がないこと。（２）個々の模型の形状に大きな差がないこと。（３）材質が同じであること。（４）前後工程の作業性を考慮して、製品形状が類似している品名の模型は組み合わせな
い。中子製作の負荷工数が大である品名同士は組合せな
い。鋳型への中子入れ点数が多くならないようにする。（５）この模型とこの模型を組み合わせると、鋳造不良
が発生し易い、などの製造上のノウハウ

【０００６】また、組み合わせた結果、この鋳造枠数を
何枠にするかも重要な問題である。これは、組み合わせ
た品名の鋳造予定枠数は同一ではないからである。個々
の品名の受注状況（見込み）を考慮して決める。知識処
理を応用した鋳造日程計画作成に関する公知例として
は、先に本出願人が出願した特開平３−１１４６５２号
公報がある。この公報に記載の発明は、分割型模型の組
合せ支援のみを行う知識処理であって、組合せた結果の
鋳造枠数の決定については触れていない。

【０００７】また、日経ＡＩ別冊（１９９２年冬号、４
０〜４１ページ）には、鋳込計画エキスパートシステム
が記載されている。この文献では、仕掛りを最小にす
る、段取り替え回数を所定値以下にする、類似した形状
の製品を同一日に鋳造しない、等の制約条件を知識処理
することにより、鋳込計画を作成することが記載されて
いる。

【０００８】知識処理を応用した分割型模型の組合せ
と、この鋳造枠数の決定方法に関する公知例は未だ開示
されていない。現状では、計画作成者が、市販データベ
ースソフトを用いて、パソコンと対話式で、分割型模型
の組合せと枠数の決定をしているか、メモ書き等の手作
業で作成している。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】上記のように、分割型
模型の組合せとこの枠数の決定を、データベースソフト
を応用したパソコン、あるいは手作業ですると次の問題
が発生する。１）鋳物製品の短納期化、多材質化、多品種化、小ロ
ット化に伴い、日程計画を作成するために考慮すべき情
報量は非常に増大している。ベテラン工程員といえど
も、人間の記憶量には限界がある。このため、計画作成
に長時間を要したり、ミスを犯したりする危険性があ
る。２）製造技術上のノウハウが計画作成担当者に集中し
過ぎ、技術の伝承ができなくなる危険性がある。また他
の者が鋳造日程計画を作成することができない。

【００１０】

【課題を解決するための手段】分割型模型の組合せによ
り１枠を構成する方式の鋳型造型ラインにおいて、品名
別鋳造手配データから鋳造予定枠数が予め設定したＷ１
枠以上の品名の模型について、分割型模型組合せ知識に
基いて第１の組合せ処理を行った後、前記処理で組合せ
未決の鋳造予定枠数がＷ１枠以上の模型と、前記鋳造手
配データで鋳造予定枠数がＷ１枠より小さい品名の模型
とを前記組合せ知識に基いて第２の分割型模型の組合せ
処理を行い、続いて、組合せ未決で鋳造予定枠数がＷ１
より小さい品名の模型同士を前記組合せ知識に基いて第
３の組合せ処理を行うようにした分割型模型の組合せ方
法である。さらに、第１の組合せ処理においては、選択
された組合せ候補の中から、鋳造予定枠数の差が少ない
品名の模型を組合せ、この鋳造枠数は鋳造予定枠数の大
きい方にする。

【００１１】さらに、第２の組合せ処理においては、選
択された組合せ候補の中から鋳造予定枠数の差が小さい
品名の模型を組合せ、この鋳造枠数は鋳造予定枠数の小
さい方の値とし、この鋳造予定枠数の差は組合せ未決品
名の模型として第２の組合せ処理を継続して行うように
した分割型模型の組合せ方法である。本発明の目的は、
分割型模型を採用している鋳造ラインにおいて、この分
割型模型の組合せと、その鋳造枠数の決定支援を知識処
理により自動化することを提供ことである。

【００１２】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明
する。図１は本発明を実施するためのシステム構成図の
一例である。図において、１はホストコンピュータで、
品名ごとに顧客からの受注を納期別に集計した後、工程
リードタイム、及仕掛量等を基にして、日別に品名ごと
の鋳造手配数（個数または枠数）を求める。２は知識処
理を行うワークステーションで、ホストコンピュータ１
に接続されている。ワークステーション２は、データベ
ース部３、知識データベース部４、推論エンジン５、Ｃ
ＲＴ、キーボード等の入出力部６ａ、プリンター６ｂか
ら構成する。

【００１３】データベース部３には、製品マスターデー
タ３ａ、鋳造手配数データ３ｂ、鋳造日程計画データ３
ｃ等を格納するエリアを設ける。品名マスタデータ３ａ
は、図２に示すように、品名ごとに、鋳造枠数、材質別
の溶解重量等を算出するための基準値データ、及び知識
処理を行うための基礎データを記憶している。鋳造手配
数データ３ｂは、ホストコンピュータ１から伝送された
鋳造日ごとの品名別の鋳造手配数（枠数）を記憶してい
る。

【００１４】この鋳造手配数データの一例を図３に示
す。品名コードＡ０２については、鋳造計画日（当日）
の鋳造手配枠数が１５０枠、何等かの原因（不良発生な
ど）で鋳造遅れの枠数が４８枠、従って、当日迄の鋳造
予定枠数が１９８枠であることを示す。さらに、翌日の
鋳造手配枠数が１０５枠、翌々日の鋳造手配枠数が１０
０枠であることを示す。鋳造日程計画データ３ｃは、本
発明により作成した鋳造日程計画データを一時記憶する
エリアである。知識データベース部４は、鋳造日程計画
を作成するために必要な知識を記憶している部分で、分
割型模型組合せ知識４ａ、材質別溶解順序知識４ｂ、鋳
造順序知識４ｃ等から構成されている。これらのデータ
は、ルール形式、あるいはフレーム形式で表現する。

【００１５】分割型模型組合せ知識４ａは、分割型模型
を組合せて１枠の鋳型を構成する鋳造方法を採用してい
るとき、例えば、２つの模型（２品名）を組合せて一体
の模型として鋳造するとき、組合せの相性を示すデータ
である。例えば、不良対策上の経験、あるいは、後工程
の混乱を防止するために、形状が似ている品名の模型は
組合せるべきでない、等を示すデータである。

【００１６】材質別溶解順序知識４ｂは、１日に多種類
の材質の製品を鋳造する場合、標準的な材質別の溶解順
序パターンとこの標準パターンに近似させるためのルー
ルから構成する。溶解順序パターンは、溶解時の省エネ
ルギー、あるいは、成分調整のやり易さ等から予め数種
の材質別の溶解順序パターンを登録しておく。

【００１７】この順序パターンの一例を図４に示す。鋳
造順序知識４ｃは、同一の材質内において、分割型模型
を組合せた結果、この組み合わせた模型の鋳造順序を決
めるための知識データである。この知識は、鋳型造型の
やり易さ、特に、鋳型造型機の段取り替え作業、後工程
の作業性、中子成形能力等を考慮したデータで、ルール
形式で表現されている。このルールの一例を次に示す。（例１）ＩＦ４００枠以上鋳造する組合せパターンが
あれば、ＴＨＥＮこの次には、１００枠以下の組合せパターン
を１〜３個続けて鋳造する。（例２）ＩＦ２００〜４００枠鋳造する組合せパターン
があれば、ＴＨＥＮこの次には、１００枠以下の組合せパターン
を１〜２個続けて鋳造する。推論エンジン５は、鋳造手配データ３ｂを基にして、分
割型模型組合せ知識４ａ，材質別溶解順序知識４ｂ，鋳
造順序知識４ｃを用いて推論し、鋳造計画を作成する。
その結果を鋳造日程計画３ｃに出力する。

【００１８】次に本発明での処理手順を説明する。１）ホストコンピュータ１からワークステーション２
に品名別鋳造手配データを伝送する。ワークステーショ
ン２は、このデータを鋳造手配数データ３ｂに記憶す
る。２）ワークステーション２は、鋳造手配数データ３ｂ
から該当する鋳造日の材質別鋳造必要枠数と溶解重量を
算出する。溶解重量は、溶解炉で何トンの溶湯を溶解す
る必要があるかを決定するために行う。このとき、鋳造
手配数データが鋳造または溶解能力を越えている場合に
は、対話式で負荷の調整を行う。例えば、鋳造枠数の削
減を行う。逆に、能力に満たない場合には、図３に示す
鋳造手配データの翌日、翌々日の鋳造枠数を参考にし
て、対話式で当日の鋳造枠数の追加を行うこともできる
ようにする。

【００１９】３）材質別の溶解順序を決める。これ
は、図示していないが、溶解順序決定ルールに基いて、
図４に示す溶解順序パターンのいずれか、あるいは、こ
れに近似させる。対話式修正機能を設けてもよい。４）上記１）、２）項の処理結果に基いて、材質ごと
に、本発明となる分割型模型の組合せ、及びこの組合せ
た後の鋳造枠数を決定する。

【００２０】この手順について次に示す。（ａ）図３に示すように、まず当日迄の鋳造予定枠数
が予め設定したＷ１枠（例えば１００枠）以上の品名コ
ードについて、第１の分割型模型の組合せを行う。この
とき、Ｗ１枠以上の品名コードの選択は、図３の先頭か
ら調べる。この場合、まず品名コードＡ０２（１９８
枠）が組合せ未決として選択する。この模型と組合せる
べき模型を決定するために、当日迄の鋳造予定枠数がＷ
１以上の品名コードについて、分割型模型組合せ知識４
ａを満足する相手を探す。例えば、組合せ候補として、
Ａ１０（１８０枠）とＢ１７（１８７枠）が選択された
ならば、Ａ０２との鋳造予定枠数の差が少ないＢ１７を
Ａ０２の組合せ模型とする。以下同様にして鋳造予定が
Ｗ１枠以上の品名の模型同士の組合せを決定する。Ｗ１
の値としては、鋳造手配枠数を大、中、小ロットと分類
したとき、中ロット程度の枠数にするのが妥当である。

【００２１】また、組合せた結果の鋳造枠数は、鋳造予
定枠数の差が少ない相手を選択するので、先行して余分
に鋳造することを防止できる。また、上記例では、Ｗ１
枠以上の品名は図３の先頭から選択したが、図３のデー
タを材質別に当日までの鋳造予定枠数の大きい順に並び
替えた後、先頭の品名から順次選択をしてもよい。

【００２２】（ｂ）前記第１の組合せ処理で組合せ未
決である鋳造予定枠数がＷ１以上の品名の模型と、鋳造
予定枠数がＷ１より小さい品名の模型とを前記分割型模
型組合せ知識に基いて、第２の組合せ処理を行う。例え
ば、Ｂ０２（２１１枠）の組合せ候補として、Ａ２１
（７７枠）とＣ０３（９０枠）が選択されたら、その枠
数差が少ないＣ０３を組合せ相手に決定し、組合せた結
果の鋳造枠数は、鋳造予定枠数の少ない品名ＣＯ３の９
０枠にする。さらに、品名Ｂ０２とＣ０３の鋳造予定枠
数の差（２１１枠−９０枠＝１２１枠）は、品名Ｂ０２
の組合せ未決枠数として、第２の組合せ処理を継続して
行う。この結果、鋳造予定枠数がＷ１以上の品名はロッ
ト分割して鋳造することになる。

【００２３】（ｃ）上記第１、第２の組合せ処理で、
鋳造予定枠数がＷ１より小さい組合せ未決の品名が生じ
た場合には、前記分割型模型組合せ知識に基いて、この
品名同士を組合せる第３の組合せ処理を行う。このと
き、組合せた結果の鋳造枠数は前記第２の組合せ処理と
同様にしてもよいし、組合せ前の鋳造予定枠数の大きい
方に合わせて残枠数が出ないようにしてもよい。

【００２４】５）上記した４）項の処理で決定した分
割型模型の組合せについて、材質毎に鋳造順序を決め
る。段取り替え等の現場作業のやり易さ等を考慮した前
記鋳造順序知識４ｂから鋳造順序を決める。６）上記手順で決定した鋳造日程計画表をプリンター
６ｂにより出力する。この出力例を図５に示す。これ
が、現場への作業指示になる。

【００２５】上記４）項（ａ）の処理において、分割型
模型組合せ知識４ａは、第１の組合せ処理から第３の組
合せ処理に進むに従って、その制約条件を緩和してもよ
い。これにより組合せ未決の品名を少なくすることがで
きる。もし、組合せ未決の品名が生じたときには、ＣＲ
Ｔと対話式で相手図番を入力する。さらに、鋳造枠数の
決定においては、当日迄の鋳造予定枠数をそのまま用い
たが、翌日、翌々日の予定を考慮して、例えば、当日迄
の鋳造予定枠数〜（当日迄の鋳造予定枠数）×１．２の
範囲内で双方の模型の鋳造予定枠数が一致する値を採用
するようにしてもよい。

【発明の効果】以上に説明した本発明には次の効果があ
る。１）第１の組合せ処理で、鋳造予定枠数が多い分割型
模型同士を優先して組合せを行うので、鋳造予定枠数の
ロット分割回数が少なくなり、鋳型造型機の段取り替回
数が極めて多くなることを防止できる。２）第２の組合せ処理では、鋳造予定枠数の多い模型
と少ない模型とを組み合わせることになる。すなわち、
ロット分割をしながら組合せを行うので、先行して鋳造
を行うことを防止できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明を実施するためのシステム構成図

【図２】品名マスタデータの構成を示す図

【図３】鋳造手配数データの構成を示す図

【図４】材質別の溶解順序パターンの一例を示す図

【図５】本発明で作成した鋳造日程計画表の出力例を示
す図

【図６】本発明のシステム構成に基づくフローシート

【符号の説明】

１ホストコンピュータ２ワークステーション３データベース部３ａ製品マスタデータ３ｂ鋳造手配数データ３ｃ鋳造日程計画データ４知識データベース部４ａ分割型模型組合せ知識４ｂ材質別溶解順序知識４ｃ鋳造順序知識

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁵ 識別記号庁内整理番号ＦＩ技術表示箇所Ｇ０６Ｆ 15/60 ４５０ 7922−5Ｌ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】分割型模型の組合せにより１枠を構成す
る方式の鋳型造型ラインにおいて、品名別鋳造手配デー
タから鋳造予定枠数が予め設定したＷ１枠以上の品名の
模型について、分割型模型組合せ知識に基いて第１の組
合せ処理を行った後、前記処理で組合せ未決で鋳造予定
枠数がＷ１枠以上の模型と、前記鋳造手配データで鋳造
予定がＷ１枠より小さい品名の模型とを前記組合せ知識
に基いて第２の分割型模型の組合せ処理を行った後、さ
らに組合せ未決で鋳造予定枠数がＷ１枠より小さい品名
の模型同士を前記組合せ知識に基いて第３の組合せ処理
を行うことを特徴とする分割型模型の組合せ方法。
【請求項２】第１の組合せ処理において、選択された
組合せ候補の中から鋳造予定枠数の差が少ない品名の模
型を組み合せ、この鋳造枠数は鋳造予定枠数の大きい方
の模型に合わせる請求項１記載の分割型模型の組合せ方
法。
【請求項３】第２の組合せ処理において、選択された
組合せ候補の中から鋳造予定枠数の差が少ない品名の模
型を組合せ、この鋳造枠数は鋳造予定枠数の小さい方の
模型に合わせ、これら鋳造予定枠数の差は組合せ未決品
名の模型として第２の組合せ処理を継続する請求項１、
若しくは請求項２記載の分割型模型の組合せ方法。