JPH06195348A - 原料貯蔵槽の最適在庫管理方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 搬送作業をスムーズにさせて全ての貯蔵槽の
在庫レベルを高位に保ち、かつ原料の粉化度合を極力抑
えることを可能にした原料貯蔵槽の最適在庫管理方法を
提供する。 【構成】 複数生産プロセスの複数の貯蔵槽に複数の原
料を搬送して、貯蔵槽の在庫を維持する原料貯蔵槽の最
適在庫管理方法において、貯蔵槽毎に在庫レベルを監視
し、予め設定した原料銘柄毎の落下距離と粉化率との関
係式に基いて第１の搬送要求度を算出する工程と、貯蔵
槽毎の在庫量及び予め設定した払出スケジュールに基い
て在庫維持時間を算出して、更にその在庫維持時間に基
いて第２の搬送要求度を算出する工程と、第１及び第２
の搬送要求度に基いて貯蔵槽毎の総合搬送要求度を算出
する工程と、槽上移動機の可動条件に基いて在庫管理の
単位としての給鉱グループを決定する工程と、給鉱グル
ープにそれぞれ含まれる貯蔵槽毎の総合搬送要求度に基
いて、給鉱グループ単位に搬送優先度を算出する工程と
を有する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は原料貯蔵槽の最適在庫管
理方法、特に複数生産プロセスの複数の貯蔵槽に複数の
原料を搬送する場合の管理方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】製鉄所の原料処理プロセスでは、図１０
に示されるように、海外から輸入した原料を一旦ヤード
と呼ばれる屋外在庫置場に保管し、必要に応じて中間バ
ッファである貯蔵槽に原料を搬送して保管し、生産プロ
セスである高炉又は焼結工場により指定された複数の原
料を指定された量だけ貯蔵槽から払い出して配合し、最
終製品を作る。このプロセスにおける貯蔵槽の役割は、
いついかなるときでも生産プロセスが要求する原料を安
定して供給できるように、貯蔵槽に対して複数ある槽上
移動機を効率的に使い、全ての貯蔵槽の在庫レベルを要
求量以上に保っておくことにある。また、貯蔵槽へ給鉱
する時に高さがあると原料は粉化するが、この発生した
粉（以下発生粉という）は回収されて焼結工場で再度焼
き固められる為、多大なエネルギーロスを生じる。この
為、原料の粉化を極力抑えることも重要な操業指標の１
つとなっている。

【０００３】そこで、従来はオペレータが貯蔵槽毎に在
庫している原料銘柄と在庫量，在庫レベル及び槽の状態
をリアルタイムで監視し、槽在庫レベルが経験と勘によ
り定めた搬送しきい値レベルより下がった時に原料を搬
送する方法をとっていた。しかし、この方法では、貯蔵
槽の数が少ない場合は問題はないが、製鉄所等のプロセ
スでは、原料銘柄，貯蔵槽及び槽上移動機の数が非常に
多い為、搬送の判断が難しく粗い在庫管理となり、長期
的に全ての貯蔵槽の在庫を高位に安定させておくことは
困難であり、また原料の粉化管理も満足できるものでは
なかった。

【０００４】このため、特開平４−３７１３号公報にお
いては、搬送しきい値を一定値とせずにある程度の余裕
をもたせて（＝入槽時刻に幅をもたせて）、オペレータ
のノウハウ（ＥＸ．「ＩＦ 切出量が多い、かつ在庫が
少ない ＴＨＥＮ 入槽時刻を非常に早くする」）をフ
ァジイ推論を利用して搬送ルール化した条件や槽の在庫
バラツキを抑制することを目的関数とした数理計画モデ
ルにより正式な入槽時刻を決定する方法が提案されてい
る。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかし、この方法は、
従来オペレータが実行していた方法にバラツキを抑制す
る関数を導入したにすぎず、以下の問題点がある。 （１）製品の歩留り低下やエネルギーロスの直接要因と
なる原料の粉化を極力避ける対策がなされていない。 （２）在庫切れの判断基準の１つとして槽毎に在庫レベ
ルしきい値の設定をしなければならず、それはあくまで
もオペレータの経験と勘に頼らざるを得ない。 （３）多数の高炉や焼結工場をもち、しかも各槽に対し
て給鉱できる槽上移動機が複数ある場合の搬送単位の決
定がなされていない。

【０００６】本発明は、このような問題点を解決するた
めになされたものであり、搬送作業をスムーズにさせて
全ての貯蔵槽の在庫レベルを高位に保ち、かつ原料の粉
化度合を極力抑えることを可能にした原料貯蔵槽の最適
在庫管理方法を提供することを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明の原料貯蔵槽の最
適在庫管理方法は、複数生産プロセスの複数の貯蔵槽に
複数の原料を搬送して、貯蔵槽の在庫を維持する原料貯
蔵槽の最適在庫管理方法において、貯蔵槽毎に在庫レベ
ルを監視し、予め設定した原料銘柄毎の落下距離と粉化
率の関係式に基いて第１の搬送要求度を算出する工程
と、貯蔵槽毎の在庫量及び予め設定した払出スケジュー
ルに基いて在庫維持時間を算出して、更にその在庫維持
時間に基いて第２の搬送要求度を算出する工程と、第１
及び第２の搬送要求度に基いて貯蔵槽毎の総合搬送要求
度を算出する工程と、槽上移動機の可動条件に基いて在
庫管理の単位としての給鉱グループを決定する工程と、
給鉱グループにそれぞれ含まれる貯蔵槽毎の前記総合搬
送要求度に基いて、給鉱グループ単位に搬送優先度を算
出する工程とを有する。そして、給鉱グループは、槽上
移動機の連続搬送可能な貯蔵槽及び搬送不能な貯蔵槽に
基いて決定される。

【０００８】

【作用】本発明においては、銘柄・落下距離毎に異なる
原料の粉化率データをもとに、貯蔵槽毎の在庫レベル
と、予め把握されている原料銘柄毎の在庫レベルと粉化
率の関係式から原料の粉化率を定量的に評価し、原料の
粉化を抑制する為の第１の搬送要求度を算出する。ま
た、貯蔵槽毎の在庫量及び予め設定した払出スケジュー
ルより在庫維持時間を算出して、在庫切れを防ぐ為の第
２の搬送要求度を算出し、更にこの２つの搬送要求度か
ら貯蔵槽毎の総合搬送要求度を算出する。また、槽上移
動機の可動条件を基にしたアルゴリズムにより在庫管理
の単位を物理的最大搬送単位（＝給鉱グループ）毎と
し、かつ搬送要求度をこの単位で管理することにより、
搬送作業をスムーズにさせて全ての貯蔵槽の在庫レベル
を高位に保ち、かつ原料の粉化度合を極力抑える。

【０００９】

【実施例】図２は本発明の一実施例の原料貯蔵槽の最適
在庫管理方法を実施したシステムの構成図である。全貯
蔵槽の貯蔵槽Ｎｏ．（ｉ）、在庫銘柄（ｊ_i ）、在庫レ
ベル（ｌ_i ）、在庫量（ｍ_i ）及び槽状態（ｎ_i ）は、
下位計算機２から上位計算機１にリアルタイムに情報伝
達される。また、貯蔵槽毎の払出スケジュールが変更さ
れるとその度に、高炉計算機３及び焼結計算機４からそ
の情報が上位計算機１に伝達される。また、現在搬送中
給鉱グループは上位計算機１により管理される。上位計
算機１は、これらの情報からまず、全貯蔵槽に対して、
在庫銘柄（ｊ_i ）及び在庫レベル（ｌ_i ）に基いて槽毎
の落下距離（ｈ_i （ｌ_i ））を算出した後、予め設定し
てある在庫銘柄（ｊ）毎の在庫レベル（ｌ）と搬送要求
度１（Ｐ（ｊ，ｈ））との関係式から原料の粉化を抑制
する為の搬送要求度１（Ｐ_i （ｊ_i ，ｈ_i ））を算出す
る。

【００１０】図３は銘柄・落下距離毎に異なる原料の粉
化率データと搬送要求度１との関係を示した図である。
この粉化率データをもとに銘柄（ｊ）別の在庫レベル
（ｌ）と、原料の粉化危険度から見た搬送要求度１（Ｐ
（ｊ，ｈ））との関係式を予め設定し、貯蔵槽（ｉ）毎
の最後銘柄（ｊ₁ ）及び在庫レベル（ｌ_i ）の情報をリ
アルタイムに捕らえて、槽毎の落下距離（ｈ
_i （ｌ_i ））を算出した後、下記の関係式より貯蔵槽毎
に原料の粉化を抑制する為の搬送要求度ｌ（Ｐ
_i （ｊ_i ，ｈ_i ））を算出する。 Ｐ_i （ｊ_i ，ｈ_i ））＝ａ_ji×ｈ_i …（１） 但し、ａ_jiは槽銘柄（ji）によって決まる係数である。

【００１１】次に、貯蔵槽の在庫レベル（ｌ_i ）と払出
スケジュールより在庫維持時間（ｔ_i ）を算出し、さら
に上位計算機１に予め設定されている在庫維持時間
（ｔ）と搬送要求度２（Ｑ（ｔ））との関係式から、在
庫切れを防止する為の搬送要求度２（Ｑ_i （ｔ_i ））を
算出する。

【００１２】図４は経過時間と在庫量との関係を示した
図である。貯蔵槽（ｉ）毎の在庫銘柄（ｊ_i ），在庫量
（ｍ_i ）及び貯蔵槽の払出スケジュールの各情報をリア
ルタイムに捕らえて在庫維持時間（ｔ_i ）を算出する。
ここで、ｎ回目の払出後在庫量_ｎは、払出後在庫量_ｎ＝
払出前在庫量_ｎ−払出量_ｎであり、払出後在庫量_ｎ≦０
であれば、在庫維持時間（ｔ_i ）は次式により求められ
る。

【００１３】

【数１】

【００１４】図５は在庫在庫切れの危険から見た在庫維
持時間と搬送要求度２（Ｑ（ｔ））との関係を表した図
である。図示のように在庫維持時間（ｔ_i ）と在庫切れ
の危険から見た搬送要求度２（Ｑ_i （ｔ_i ））との関係
を予め設定しておいて、上述のように在庫維持時間（ｔ
_i ）を算出した後に、次式により貯蔵槽毎に在庫切れを
防止する為の搬送要求度２（Ｑ_i （ｔ_i ））を算出す
る。 Ｑ_i （ｔ_i ）＝ａ_ｍ×ｔ_i ＋ｂ_ｍ …（３） 但し、ｍは整数、ａ_ｍ，ｂ_ｍはｍ個に分割された在庫維
持時間帯によってきまる係数である。

【００１５】上記の搬送要求度１と搬送供給度２より貯
蔵槽毎の総合搬送要求度（Ｒ_i ）を（４）式に基づいて
算出する。 Ｒ_i ＝α_j ×Ｐ_i ＋β_j ×Ｑ_i …（４） ここで、α_j ，β_j は銘柄毎の重み係数である。α_j は
銘柄毎の水分率及び搬送量によって決まる回収時のエネ
ルギーロス（焼結工場で再度焼く（水分をとばす）時に
必要な燃焼エネルギーロスと焼結工場までの搬送エネル
ギーロスの和）係数であり、次式により表現され、ま
た、β_j は通常は一定値であるが、槽が空になりそうな
場合（在庫維持時間≦ヤードから槽までの原料搬送時間
＋Ｐ）は最優先で搬送するように大きな値が自動的に設
定される。

【００１６】

【数２】

【００１７】これにより、例えば図１に示すようにＮ
ｏ．２槽がＮｏ．１槽よりも在庫切れが早くなりそうで
あっても、原料の粉化危険度がＮｏ．１槽の方が高いの
であればＮｏ．１槽の方に先に原料を供給するケースが
発生し、しかも定量的な評価に基づいているため、オペ
レータは従来のようにどちらの槽に原料を供給するか迷
うことなく、指示通りに原料を供給すれば良いことにな
る。即ち、図示の例ではＮｏ．１槽の総合要求度が０．
５５で、Ｎｏ．２槽の総合要求度が０．５であり、その
総合要求度が大きい方の槽に原料を供給することにな
る。

【００１８】一方、１つの貯蔵槽に給鉱できる槽上移動
機は複数台あり、またその槽上移動機には次のよう制約
条件がある。 １）各槽上移動機毎に物理的に可動範囲が制約（奇数槽
のみ給鉱可，偶数槽のみ給鉱可，奇数・偶数槽とも給鉱
可など）されている。 ２）槽状態が非常満又は給鉱禁止の場合は連続給鉱して
はいけない。 ３）銘柄の異なる貯蔵槽には給鉱してはいけない。 従って、これらの制約条件をもとにした図６のアルゴリ
ズムにより給鉱グループ（最大可動範囲郡）を算出す
る。

【００１９】図６は給鉱グループ（最大可動範囲郡）を
算出方法を示したフローチャートである。まず、全槽の
槽Ｎｏ．、銘柄Ｎｏ．及び槽状態を設定する（Ｓ１
１）。次に槽上の移動機を順次セットする（Ｓ１２）。
指定槽上の移動機の可動範囲を設定する（Ｓ１３）。可
動範囲槽を若番順に検索を開始する（Ｓ１４）。可動範
囲の槽の全数についての検索が完了したかどうかについ
てチエックし（Ｓ１５）、完了していない場合には、異
種銘柄槽又は搬送不能槽があるかどうか判断する（Ｓ１
６）。そのような槽があれば、次に他に連続搬送が可能
な槽があるかどうかを判断する（Ｓ１７）。異種銘柄槽
又は搬送不能槽がない場合（Ｓ１６）及び他に連続搬送
が可能な槽がある場合（Ｓ１７）には、上述の処置（Ｓ
１４）に戻ってそれ以降の処理を繰り返す。他に連続搬
送が可能な槽がないと判断された場合（Ｓ１７）には、
連続搬送できた槽を給鉱グループとして登録し（Ｓ１
８）、再び上述の処理（Ｓ１４）以降の処理を繰り返
す。そして、可動範囲の槽の全数についての検索が完了
したかどうかについてチエックして終了していれば（Ｓ
１５）、連続搬送できた槽を給鉱グループとして登録す
る（Ｓ１９）。そして、槽上移動機の全数について検索
が完了したかどうかをチェックして完了していないけれ
ば、まだ検索されていない槽上移動機について上述の処
理（Ｓ１２）に戻ってそれ以降の処理を繰り返す。

【００２０】図７は給鉱グループの算出例を示した図で
ある。図示の例においては、槽Ｎｏ．１〜槽Ｎｏ．２０
の２０個の槽があり、移動機（Ｎｏ．１ＴＲ〜Ｎｏ．３
ＴＲ）が３台ある。そして、移動機Ｎｏ．１ＴＲは奇数
槽のみ給鉱可能であり、移動機Ｎｏ．２は奇数槽及び偶
数槽に給鉱可能であり、そして、移動機Ｎｏ．３ＴＲは
偶数槽にのみ給鉱可能である。また、図示のようにＢ銘
柄がＮｏ．５貯蔵槽〜Ｎｏ．１４貯蔵槽に貯蔵されてい
るとして、Ｂ銘柄について搬送可能な槽、Ｂ銘柄につい
て搬送不能な槽（仮にＮｏ．１０，１１貯蔵槽）及びＢ
銘柄以外の銘柄が搬送可能な槽はそれぞれ図示のように
特定されているものとする。このような状態において
は、Ｂ銘柄の給鉱対象ブループは、搬送不能槽がない場
合には３つの給鉱グループに分割されるが、上述のよう
に搬送不能な槽がある場合６つの給鉱グループに分割さ
れる。

【００２１】以上のようにして得られた給鉱グループ
は、物理的にみて一括搬送できる最大の搬送単位であ
り、搬送の切替回数が少なくなる（＝切替時間が最小と
なる）ため、搬送効率は当然のことながら最大となる。
この給鉱グループ毎の搬送要求度（Ｓm ）は次式により
算出される。

【００２２】

【数３】

【００２３】ｎ：給鉱グループの槽数 γ：以下の条件に基づく係数（満槽にするまでの搬送時
間に比例） ２つの奇数槽・偶数槽があり、奇数槽に給鉱できる槽上
移動機と偶数槽に給鉱できる槽上移動機と奇数槽・偶数
槽に給鉱できる槽上移動機がある場合、搬送効率を考え
て奇数槽・偶数槽に給鉱できる槽上移動機を優先的に使
う。 この給鉱グループ毎の搬送要求度（Ｓm ）をオペレータ
に通知することにより、オペレータは搬送要求度の高い
順に該当給鉱グループへ原料の搬送を行うことにより、
在庫レベルの高位安定を保ち、かつ原料の粉化を極力抑
えることができる。

【００２４】図８は搬送効率優先の相関を示した図であ
る。図示の例においては、槽Ｎｏ．１〜槽Ｎｏ．４の４
個の槽があり、移動機（Ｎｏ．１ＴＲ〜Ｎｏ．３ＴＲ）
が３台ある。そして、移動機Ｎｏ．１ＴＲは槽Ｎｏ．
１，３に給鉱可能であり、移動機Ｎｏ．２はＴＲは槽Ｎ
ｏ．１〜４に、移動機Ｎｏ．３ＴＲは槽Ｎｏ．２，４に
給鉱可能である。このような状態においては、給鉱グル
ープ１〜３に分類され、単純平均すると優先順位は給鉱
グループ１，２，３になるが、上述の係数を追加するこ
とによりその優先順位は給鉱グループ２，１，３にな
る。この演算結果は、表示器５に表示されてオペレータ
に通知され、オペレータは評価の高い給鉱グループの順
に搬送を行なう。これにより従来約９０槽の在庫レベル
を常時監視して槽上移動機の運用方法を考えていたが、
その作業の自動化が達成できた。

【００２５】図９は上述の実施例による原料の粉化の抑
制結果を示す特性図である。回収発生粉率も従来よりも
約０．５％（エネルギーコスト削減６％）程度改善され
ている。

【００２６】

【発明の効果】以上のように本発明によれば、原料銘柄
毎の在庫レベルと粉化率の関係式から原料の粉化率を定
量的に評価して、原料の粉化を抑制する為の第１の搬送
要求度と、在庫切れを防ぐ為の第２の搬送要求度とを算
出し、更にこの２つの搬送要求度から貯蔵槽毎の総合搬
送要求度を算出し、また、槽上移動機の可動条件を基に
した給鉱グループを決定し、かつ搬送要求度をこの給鉱
グループ単位で管理するようにしたので、製品の歩留り
低下やエネルギーロスの直接要因となる原料の粉化を極
力避けられ、在庫切れの判断基準の１つとして槽毎に在
庫レベルが管理され、更に、多数の高炉や焼結工場をも
ち、しかも各槽に対して給鉱できる槽上移動機が複数あ
る場合の搬送単位が自動的に決定される。このため、搬
送作業をスムーズになり、全ての貯蔵槽の在庫レベルを
高位に保ち、かつ原料の粉化度合を極力抑えられてい
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例の総合搬送要求度の算出例を
示した図である。

【図２】本発明の一実施例の原料貯蔵槽の最適在庫管理
方法を実施したシステムの構成図である。

【図３】銘柄・落下距離毎に異なる原料の粉化率データ
と搬送要求度１との関係を示した図である。

【図４】経過時間と在庫量との関係を示した図である。

【図５】在庫在庫切れの危険から見た在庫維持時間と搬
送要求度２との関係を表した図である。

【図６】給鉱グループ（最大可動範囲郡）を算出方法を
示したフローチャートである。

【図７】給鉱グループの算出例を示した図である。

【図８】搬送効率優先の相関を示した図である。

【図９】上述の実施例による原料の粉化の抑制結果を示
す特性図である。

【図１０】原料搬送経路を示した説明図である。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 複数生産プロセスの複数の貯蔵槽に複数
   の原料を搬送して、貯蔵槽の在庫を維持する原料貯蔵槽
   の最適在庫管理方法において、 貯蔵槽毎に在庫レベルを監視し、予め設定した原料銘柄
   毎の落下距離と粉化率の関係式に基いて第１の搬送要求
   度を算出する工程と、 貯蔵槽毎の在庫量及び予め設定した払出スケジュールに
   基いて在庫維持時間を算出して、更にその在庫維持時間
   に基いて第２の搬送要求度を算出する工程と、 前記第１及び第２の搬送要求度に基いて貯蔵槽毎の総合
   搬送要求度を算出する工程と、 槽上移動機の可動条件に基いて在庫管理の単位としての
   給鉱グループを決定する工程と、 前記給鉱グループにそれぞれ含まれる貯蔵槽毎の前記総
   合搬送要求度に基いて給鉱グループ単位に搬送優先度を
   算出する工程とを有する原料貯蔵槽の最適在庫管理方
   法。
2. 【請求項２】 給鉱グループは、槽上移動機による連続
   搬送可能な貯蔵槽及び搬送不能な貯蔵槽に基いて決定さ
   れる請求項１記載の原料貯蔵槽の最適在庫管理方法。